JP4577062B2 - インバータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、３相ブリッジ回路からなるインバータを、検出した電流が指令電流に追従するようにスイッチングベクトルを選択して制御する電流指令値追従型のインバータ制御装置に関する。

従来より、電動機を駆動するインバータを制御するために用いるインバータ制御装置の一つとして、３相ブリッジ回路からなるインバータを検出した電流が指令電流に追従するようにスイッチングベクトルを選択して制御する電流指令値追従型のものが知られており、一般的に図１２に示す構成を有する。

なお、図１２は、インバータ制御装置の構成を示すブロック図、及びインバータ制御装置の制御対象となるインバータの構成を示す回路図である。
まず、制御対象となるインバータ１０１は、直流電源１０３と、直流電源１０３に接続された電源線を流れる主電流を平滑化するコンデンサ１０５と、電源線を介して直流電源１０３から電源供給を受けて、負荷となる電動機ＭＧの各相Ｕ，Ｖ，Ｗの巻線に通電電流を供給する３相ブリッジ回路１０７と、３相ブリッジ回路１０７から各相Ｕ，Ｖ，Ｗに供給される通電電流の大きさをそれぞれ検出する電流検出回路１０９とを備えている。

３相ブリッジ回路７は、それぞれに還流用のダイオードが逆並列に接続された６個のスイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆからなり、直流電源１０３の正極と負極との間に、直列接続された一対のスイッチング素子ＳＷを並列に３組接続することで構成された周知のものであり、各対のスイッチング素子ＳＷの接続部分がモータ各相Ｕ，Ｖ，Ｗの巻線に接続されている。

次に、インバータ制御装置１１０は、電流検出回路１０９での検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと与えられた電流指令値ｉｕ＊，ｉｖ＊，ｉｗ＊との偏差（電流偏差）を表す偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗを検出する電流偏差検出部１１１と、電流偏差検出部１１１にて検出された偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗに従って、スイッチングベクトルＳＶを決定するスイッチングベクトル決定部１１３と、スイッチングベクトル決定部１１３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶに従って、３相ブリッジ回路７を構成する各スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆをスイッチングするための駆動信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮを生成する駆動信号生成部１１７とを備えている。

なお、ＸＰはＸ（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｐ）相の正極側に接続されたスイッチング素子ＳＷｐ（ＳＷａ，ＳＷｃ，ＳＷｅ）、ＸＮはＸ相の負極側に接続されたスイッチング素子ＳＷｎ（ＳＷｂ，ＳＷｄ，ＳＷｆ）に対する駆動信号である。

そして、駆動信号生成部１１７は、各相に対応する一対のスイッチング素子ＳＷｐ，ＳＷｎを、一方がオン、他方がオフとなり、しかも、そのオンオフ状態を反転させる時には、一時的に両スイッチング素子ＳＷｐ，ＳＷｎともオフとなるデッドタイムが挿入されるように駆動信号を生成する。

また、スイッチングベクトルＳＶは、各相Ｕ，Ｖ，Ｗに対応したスイッチング素子ＳＷのスイッチング状態を並べたものであり、各相Ｕ，Ｖ，Ｗに対応する正極側のスイッチング素子ＳＷｐがオンの場合を「１」、負極側のスイッチング素子ＳＷｎがオンの場合を「０」で表す。つまり、スイッチングベクトルは、８（＝２³ ）種類存在する。

そして、スイッチングベクトルＳＶを用いてインバータ１０１を駆動した場合、「１」に設定された相では、電流が増加方向に変化し、「０」に設定された相では、電流が減少方向に変化する。但し、「０００」「１１１」で示されるスイッチングベクトルＳＶ（以下「ゼロベクトル」と称する。）を用いてインバータ１０１を駆動した場合、各相間に電位差が発生しないため、各相の電流の変化が抑制されることになる。

また、インバータ制御装置１１０では、スイッチングベクトルＳＶを変更するか否かを判断する際には、ノイズ等によって無用なスイッチングが行われることがないように、通常、偏差の大きさを判定する判定しきい値にヒステリシスを持たせている。そして、検出電流が指令値より予め設定された許容値ΔＩ以上大きくなると、電流が減少方向に変化し、検出電流が指令値より許容値ΔＩ以上小さくなると、電流が増加方向に変化するようにスイッチングベクトルＳＶを適宜選択するようにされている。

ところで、このような電流制御型のインバータ制御装置では、電動機ＭＧの低回転時にスイッチング回数が増加することが知られている。
これは、電動機ＭＧにて発生する逆起電力が小さい低回転時には、電動機ＭＧ各相の駆動コイルに流れる電流、即ち検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、ゼロベクトル以外のスイッチングベクトルに対して非常に大きく変化し、一方、電流指令値ｉｕ＊，ｉｖ＊，ｉｗ＊は、変化率の非常に小さな低周波波形となる。従って、スイッチング素子ＳＷｐ，ＳＷｎのオンオフ状態が切り替わった時に検出される検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの変化量は、判定しきい値のヒステリシス幅ΔＩを瞬時に超えてしまうことになり、その結果、過大又は過小な電流が流れる状態が短い周期で繰り返されるため、スイッチング回数が増加するのである。

なお、スイッチング回数の増加は、スイッチング損失の増大を招き、スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆとして使用可能な素子が大容量のものに限定されることになるため、インバータ１０１を設計する際の自由度も制約されるという問題があった。

なお、判定しきい値のヒステリシス幅ΔＩを大きく取れば、スイッチング回数を若干減少させることが可能であるが、駆動コイルに流れる電流の電流歪みが大きくなるという問題があった。

また、このような低回転時に損失を増大させてしまうインバータ制御装置は、特に、ハイブリッド車の動力源として使用する電動機等のように、電動機を低回転から高回転までの広い回転範囲で動作させる用途には、好適に用いることができないという問題もあった。

これに対して、電流偏差を用いて表される電流偏差ベクトルが、電流制御の精度に応じて定まる誤差領域内にある時にはゼロベクトルを選択するように構成された電流制御型のインバータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このように、ゼロベクトルを積極的に利用すれば、電流に対する過剰な制御が抑制され、スイッチング回数を減少させることができるため、上記問題を解消できる可能性がある。
特開２０００−３１６２８４号公報

ところで、近年では、インバータ制御装置を安価に構成するために、インバータ制御装置を構成する各部の処理を、電動機制御マイクロプロセッサ内に実装し、マイクロプロセッサによるデジタル制御で実現することが主流である。

この場合、インバータ制御装置の応答性はマイクロプロセッサの制御周期、特に、アナログ信号として入力される電流検出値をデジタル値に変換するＡＤ変換器のサンプリング周期の制限を受ける。装置を安価に構成する必要が有る場合、普通は数μｓ程度のサンプリング周期のものが用いられる。

このような実装形態を前提とした場合、特許文献１に記載の装置では、電動機低回転時には、ゼロベクトルが選択されず、スイッチング回数を減少させることができないという問題があった。

即ち、上述したように電動機の低回転時には、制御周期の間に電流が大きく変化してしまうため、電流偏差が誤差領域内に入っている状態を検出することができず、その結果、ゼロベクトルが選択されることがないためである。

本発明は、上記問題点を解決するために、検出した電流が指令電流に追従するようにスイッチングベクトルを選択してインバータを制御する電流指令値追従型のインバータ制御装置において、電動機低回転時のスイッチング回数を低減することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた第一発明のインバータ制御装置では、電流偏差検出手段が、インバータによって駆動される電動機の駆動コイルに流れる電流を検出してなる電流検出値と、与えられた電流指令値との偏差を各相毎に検出し、その電流偏差検出手段での検出結果に基づいて、スイッチングベクトル決定手段が、偏差が小さくなるようにスイッチングベクトルを定期的に決定する。

すると、選択手段が、スイッチングベクトル決定手段がスイッチングベクトルを決定してから予め設定された保持時間を経過するまでの間は、スイッチングベクトル選択手段にて決定されたスイッチングベクトルを選択し、保持時間を経過してからスイッチングベクトル決定手段が新たにスイッチングベクトルを決定するまでの間は、電動機の各相間の電圧をゼロとするためのスイッチングベクトルであるゼロベクトルを選択する。

そして、インバータ駆動手段が、選択手段にて選択されたスイッチングベクトルに従ってインバータを駆動する。
このように、本発明のインバータ制御装置によれば、検出電流の大きさに関係なくゼロベクトルが選択されるため、検出電流の電流変化率が大きい時でも、ゼロベクトルが選択される割合を確実に増加させることができる。その結果、電動機低回転時におけるスイッチング回数、ひいてはスイッチング損失を低減させることができ、また、インバータを構成するスイッチング素子として使用可能な素子の制約も緩和されるため、インバータ設計時の自由度を高めることができる。

本発明のインバータ制御装置は、保持時間設定手段が、電動機の回転速度及びトルクに基づいて保持時間を可変設定するように構成してもよい。
具体的には、電動機の回転速度やトルクが大きくなるほど、保持時間を長くすればよい。そして、この保持時間を、スイッチングベクトル決定手段がスイッチングベクトルを決定する周期より長くした場合には、ゼロベクトルが挿入されることなく、スイッチングベクトルを決定する毎に、その決定されたスイッチングベクトルによってインバータが制御されることになる。換言すれば、ゼロベクトルを挿入する必要がない電動機高回転域でも、問題なく使用することができる。

従って、本発明のインバータ制御装置によれば、電動機を低回転から高回転まで広い回転速度で使用する用途に好適に用いることができる。
なお、保持時間設定手段は、保持時間をテーブル参照により設定することが望ましい。この場合、保持時間の設定を短時間で行うことができる。

ところで、電流偏差検出手段は、例えば、偏差の検出結果を、偏差の絶対値が予め設定された第１規定値より小さいことを示す第１中間レベル、電流検出値が電流指令値より第１規定値以上大きいことを示す過大レベル、電流検出値が電流指令値より第１規定値以上小さいことを示す過小レベルのいずれかにて示す第１比較手段により構成してもよい。

この場合、スイッチングベクトル決定手段は、例えば、電流偏差検出手段での検出結果が３相とも中間レベルにある場合に、ゼロベクトルを選択し、３相の内２相が中間レベルにある場合に、前回の決定と同じスイッチングベクトルを選択するように構成することが考えられる。但し、スイッチングベクトル決定手段でのスイッチングベクトルの選択方法は、これに限るものではない。

次に、第二発明のインバータ制御装置では、電流偏差検出手段が、インバータによって駆動される電動機の各相に流れる電流を検出してなる電流検出値と、与えられた電流指令値との偏差を各相毎に検出し、その電流偏差検出手段での検出結果に基づいて、スイッチングベクトル決定手段が、偏差が小さくなるようにスイッチングベクトルを決定する。

すると、選択手段が、予め設定されたゼロベクトル選択条件が未成立である間は、スイッチングベクトル選択手段にて決定されたスイッチングベクトルを選択し、ゼロベクトル選択条件が成立している間は、電動機の各相間の電圧をゼロとするためのスイッチングベクトルであるゼロベクトルを選択する。

そして、インバータ駆動手段が、選択手段にて選択されたスイッチングベクトルに従ってインバータを駆動する。
但し、電流偏差検出手段では、第１比較手段が、偏差の検出結果を、偏差の絶対値が予め設定された第１規定値より小さいことを示す第１中間レベル、電流検出値が電流指令値より第１規定値以上大きいことを示す過大レベル、電流検出値が電流指令値より第１規定値以上小さいことを示す過小レベルのいずれかにて示すと共に、第２比較手段が、偏差の検出結果を、偏差の絶対値が、第１規定値より小さな値に設定された第２規定値より小さいことを示す第２中間レベルにあるか否かにて示す。

また、選択手段は、電流偏差検出手段での検出結果が３相とも第１中間レベルにあり、且つ３相のいずれかが第２中間レベルから第２中間レベル以外に変化してから、３相のいずれかが第１中間レベル以外に変化するまでの間、ゼロベクトル選択条件が成立したものとする。

このように、本発明のインバータ制御装置では、全相の偏差が第１中間レベルにある時に、選択手段がゼロベクトルを選択する割合が増大するため、スイッチング回数を減少させることができ、第一発明と同様の効果を得ることができる。

この場合、スイッチングベクトル決定手段は、例えば、電流偏差検出手段での検出結果が３相とも第２中間レベルにある場合に、ゼロベクトルを選択し、３相とも前記第１中間レベルにあり、且つ少なくとも１相が第２中間レベル以外にある場合、または３相の内２相が第１中間レベルにあるときには、前回の決定と同じスイッチングベクトルを選択するように構成することが考えられる。但し、スイッチングベクトル決定手段でのスイッチングベクトルの選択方法は、これに限るものではない。

また、本発明のインバータ制御装置では、規定値設定手段が、第１規定値及び第２規定値を、電動機の回転速度及びトルクに基づいて設定するように構成してもよい。
この場合、第２規定値を第１規定値より大きくすれば、選択手段にてゼロベクトルが選択されることがなく、スイッチングベクトルを決定する毎に、その決定されたスイッチングベクトルによって駆動されることになる。

具体的には、電動機の回転速度やトルクが大きくなるほど、第２規定値を大きくすればよい。そして、この第２規定値を第１規定値より大きくした場合には、選択手段にてゼロベクトルが選択されることがなく、ゼロベクトルを挿入する必要がない電動機高回転域でも、問題なく使用することができる。

なお、規定値設定手段は、第１及び第２規定値を、テーブル参照により設定することが望ましい。この場合、第１及び第２規定値の設定を短時間で行うことができる。
また、第一及び第二発明のインバータ制御装置において、インバータ駆動手段は、同一相に接続された一対のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替える時に、両スイッチング素子が同時にオフするデッドタイムを付加することが望ましい。

この場合、同一相に接続された一対のスイッチング素子が同時にオンして短絡してしまうことを確実に防止することができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された実施形態のインバータ制御装置の構成を示すブロック図、及びインバータ制御装置の制御対象となるインバータの構成を示す回路図である。

図１に示すように、制御対象となるインバータ１は、直流電源３と、直流電源３に接続された電源線を流れる主電流を平滑化するコンデンサ５と、電源線を介して直流電源３から電源供給を受けて、負荷となる電動機ＭＧの各相Ｕ，Ｖ，Ｗの駆動コイルに通電電流を供給する３相ブリッジ回路７と、電動機ＭＧの回転位置を検出する回転位置検出回路８と、３相ブリッジ回路７から各相Ｕ，Ｖ，Ｗに供給される通電電流の大きさをそれぞれ検出する電流検出回路９とを備えている。

３相ブリッジ回路７は、６個のスイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆからなり、直流電源３の正極と負極との間に、直列接続された一対のスイッチング素子ＳＷｐ（ＳＷａ，ＡＷｃ，ＳＷｅ），ＳＷｎ（ＳＷｂ，ＳＷｄ，ＳＷｆ）を並列に３組接続することで構成された周知のものであり、各対のスイッチング素子ＳＷｐ，ＳＷｎの接続部分がモータ各相Ｕ，Ｖ，Ｗの巻線に接続されている。なお、各スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆには、それぞれ還流ダイオードが逆並列に接続されている。

以下では、各相Ｕ，Ｖ，Ｗにそれぞれ対応した一対のスイッチング素子ＳＷｐ，ＳＷｎをスイッチング素子対ＰＳＵ（ＳＷａとＳＷｂ），ＰＳＶ（ＳＷｃとＳＷｄ），ＰＳＷ（ＳＷｅとＳＷｆ）と称する。

このように構成されたインバータ１では、スイッチング素子対ＰＳＵ，ＰＳＶ，ＰＳＷは、いずれも一方がオン、他方がオフとなるように駆動され、正極側のスイッチング素子ＳＷｐがオンした相では、その相の駆動コイルに流れる電流は増加方向に変化し、また、負極側のスイッチング素子ＳＷｎがオンした相では、その相の駆動コイルに流れる電流は減少方向に変化する。但し、正極側のスイッチング素子ＳＷｐの全てが同時にオンしている場合、又は負極側のスイッチング素子ＳＷｎの全てが同時にオンしている場合には、各相間に電位差が発生しないため、各相の電流の大きさは電動機の逆起電圧による。

次に、インバータ制御装置１０は、電流検出回路９にて検出された検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと与えられた電流指令値ｉｕ＊，ｉｖ＊，ｉｗ＊との偏差（電流偏差）ｄｕ，ｄｖ，ｄｗを検出する電流偏差検出部１１と、電流偏差検出部１１にて検出された偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗに従って、スイッチングベクトルＳＶを決定するスイッチングベクトル決定部１３と、スイッチングベクトル決定部１３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶ又は各相間の電圧をゼロにするスイッチングベクトルであるゼロベクトルのいずれかを出力スイッチングベクトルＳＶｏとして選択する出力ＳＶ選択部１５と、出力ＳＶ選択部１５にて選択された出力スイッチングベクトルＳＶｏに従って、３相ブリッジ回路７を構成する各スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆをスイッチングするための駆動信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮを生成する駆動信号生成部１７と、電流検出回路９にて検出された検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ、及び回転位置検出回路８にて検出された検出位置Ｐに従って、出力ＳＶ選択部１５が出力スイッチングベクトルＳＶｏを選択する際に用いる保持時間ＴＫを設定する保持時間設定部１９とを備えている。

このうち、電流偏差検出部１１は、図２（ａ）に示すように、３段階の出力レベルを有する３個の３レベルコンパレータ１１ａ〜１１ｃからなる。このうち、コンパレータ１１ａは、Ｕ相の電流指令値ｉｕ＊及び電流検出値ｉｕを入力として、両者間の偏差（ｉｕ＊−ｉｕ）の大きさに対応したレベルを有する偏差信号ｄｕを出力し、コンパレータ１１ｂは、Ｖ相の電流指令値ｉｖ＊及び電流検出値ｉｖを入力として、両者間の偏差（ｉｖ＊−ｉｖ）に対応したレベルを有する偏差信号ｄｖを出力し、コンパレータ１１ｃは、Ｗ相の電流指令値ｉｗ＊及び電流検出値ｉｗを入力として、両者間の偏差（ｉｗ＊−ｉｗ）に対応したレベルを有する偏差信号ｄｗを出力する。

なお、偏差信号ｄｘ（ｘ＝ｕ，ｖ，ｗ）は、図２（ｂ）に示すように、予め設定された電流の大きさを規定値ΔＩとして、ｉｘ＊−ｉｘ＜−ΔＩのときにはｄｘ＝０（過小レベル）、｜ｉｘ＊−ｉｘ｜≦ΔＩのときにはｄｘ＝１（中間レベル）、ｉｘ＊−ｉｘ＞ΔＩのときにはｄｘ＝２（過大レベル）となる。

次に、スイッチングベクトル決定部１３は、図３（ａ）に示すベクトル決定テーブルを備えており、図４に示すフローチャートに従って、スイッチングベクトルＳＶを決定するスイッチングベクトル決定処理を実行する。

なお、スイッチングベクトルＳＶ（出力スイッチングベクトルＳＶｏも同様）は、各相Ｕ，Ｖ，Ｗに対応したスイッチング素子対ＰＳＵ，ＰＳＶ，ＰＳＷのスイッチング状態を並べたものであり、正極側のスイッチング素子ＳＷｐ（ＳＷａ，ＳＷｃ，ＳＷｅ）がオンの場合を「１」、負極側のスイッチング素子ＳＷｎ（ＳＷｂ，ＳＷｄ，ＳＷｆ）がオンの場合を「０」で表す。つまり、スイッチングベクトルＳＶは、図３（ｂ）に示すように、８種類（Ｖ０〜Ｖ７）存在する。特に、正極側のスイッチング素子ＳＷｐの全てがオンの場合を表す「０００」（＝Ｖ０），負極側のスイッチング素子ＳＷｎの全てがオンの場合を表す「１１１」（＝Ｖ７）で示されるスイッチングベクトルＳＶを、以下ではゼロベクトルと称し、その他のベクトルＶ１〜Ｖ６を非ゼロベクトルとも称する。

また、ベクトル決定テーブルは、図３（ａ）に示すように、基本的には、偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗがいずれも同一レベルにある場合に、ゼロベクトルＶ０が選択され、偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗのいずれか二つが「１」である場合に、前回の決定と同じスイッチングベクトルＳＶを選択し、その他の場合は、偏差信号が０である相は電流を減少方向に変
化させ、偏差信号が２である相は電流を増加方向に変化させるためのスイッチングベクトルＳＶを選択するように構成されている。但し、ベクトル決定テーブル上では、ゼロベクトルとしてＶ０のみが割り当てられている。

そして、スイッチングベクトル決定処理は、定期的（本実施形態では１０μｓ）に起動され、本処理が起動されると、図４に示すように、まず、電流偏差検出部１１が出力する偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗに従い、ベクトル決定テーブルを参照してスイッチングベクトルＳＶを取得する（Ｓ１１０）。

そして、Ｓ１１０にて取得したスイッチングベクトルＳＶがゼロベクトルＶ０であるか否かを判断し（Ｓ１２０）、ゼロベクトルＶ０であれば、出力ＳＶ選択部１５が選択している出力スイッチングベクトルＳＶｏを参照し、値が１である要素の数が１個以下であるか否かを判断する（Ｓ１３０）。

出力スイッチングベクトルＳＶｏの要素で値が１であるものの数が１個以下でなければ（２個以上であれば）、Ｓ１１０にて取得したスイッチングベクトルＳＶ、即ちオール０のゼロベクトルＶ０を、オール１のゼロベクトルＶ７に変更して（Ｓ１４０）、本処理を終了する。

また、先のＳ１２０にて、取得したスイッチングベクトルＳＶがゼロベクトルＶ０ではない（非ゼロベクトルである）と判定された場合、又は先のＳ１３０にて、出力スイッチングベクトルＳＶｏの要素で値が１であるものの数が１個以下であると判定された場合は、そのまま本処理を終了する。

つまり、Ｓ１１０にて取得されたスイッチングベクトルＳＶがゼロベクトルＶ０の場合は、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏの要素で値に応じて、０が過半数である場合はゼロベクトルＶ０、１が過半数である場合はゼロベクトルＶ７を選択することにより、スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆのスイッチング回数が必要最小限となるようにされている。

次に、出力ＳＶ選択部１５は、スイッチングベクトル決定部１３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶと、保持時間設定部１９にて設定される保持時間ＴＫとに基づき、図５に示すフローチャートに従って、駆動信号生成部１７に供給する出力スイッチングベクトルＳＶｏを選択する出力ＳＶ選択処理を実行する。

本処理では、図５に示すように、まず、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、スイッチングベクトル決定部１３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶを選択する（Ｓ２１０）。

次に、保持時間設定部１９から保持時間ＴＫを取得し（Ｓ２２０）、計時用のタイマーをスタートさせる（Ｓ２３０）。
そして、タイマーをスタートさせてから保持時間ＴＫが経過したか否かを判断し（Ｓ２４０）、保持時間ＴＫを経過していなければ、タイマーをスタートさせてから予め設定された選択時間ＴＳが経過したか否かを判断する（Ｓ２５０）。なお、選択時間ＴＳは、例えば、スイッチングベクトル決定部１３がスイッチングベクトルＳＶを決定する周期と同じ長さに設定される。そして、選択時間ＴＳを経過していなければ、Ｓ２４０に戻り、一方、選択時間ＴＳを経過していれば（取得した保持時間ＴＫが選択時間ＴＳより長い場合）、後述するＳ２６０〜Ｓ２９０の処理を実行することなくＳ２１０に戻る。

先のＳ２４０にて、保持時間ＴＫが経過したと判断されると（取得した保持時間ＴＫが選択時間ＴＳより短い場合）、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏの要素で値が１のものが１個以下であるか否かを判断し（Ｓ２６０）、１個以下であれば、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、オール０のゼロベクトルＶ０を選択し（Ｓ２７０）、２個以上であれば、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、オール１のゼロベクトルＶ７を選択する（Ｓ２８０）。

その後、タイマーをスタートさせてから選択時間ＴＳが経過するまで待機し（Ｓ２９０）、選択時間ＴＳが経過すると、Ｓ２１０に戻って、上述したＳ２１０〜Ｓ２８０の処理を繰り返し実行する。

なお、保持時間設定部１９は、電流検出回路９にて検出された検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗから電動機ＭＧのトルクを算出すると共に、回転位置検出回路８にて検出された検出位置Ｐから電動機ＭＧの回転速度を算出し、これらトルクと回転速度とに従い、予め設定されたテーブルを用いて保持時間ＴＫを設定する。但し、保持時間ＴＫは、トルクや回転速度が大きくなるほど長くなり、トルクや回転速度が予め設定されたしきい値を越えると、選択時間ＴＳより長くなるようにされている。つまり、選択時間ＴＳ毎に、スイッチングベクトルＳＶによって出力スイッチングベクトルＳＶｏが更新され、特に、ＴＫ＜ＴＳとなる低負荷時や低回転時には、その更新後に保持時間ＴＫが経過した時点でゼロベクトルＶ０又はＶ７の挿入が行われるようにされている。

次に、駆動信号生成部１７では、出力スイッチングベクトルＳＶｏに従って、駆動信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮを生成する。なお、これら駆動信号のうち、ＸＰ（但し、Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｐ）は、Ｘ相の正極側に接続されたスイッチング素子ＳＷｐを駆動するものであり、ＸＮはＸ相の負極側に接続されたスイッチング素子ＳＷｎを駆動するものである。

そして、駆動信号生成部１７は、スイッチング素子対ＰＳＵ，ＰＳＶ，ＰＳＷのオンオフ状態を反転させる時には、そのスイッチング素子対ＰＳＵ，ＰＳＶ，ＰＳＷを構成する一対のスイッチング素子ＳＷｐ，ＳＷｎが一時的に両方ともオフとなるデッドタイムを挿入し、直流電源３に接続された電源線を短絡してしまうことがないようにされている。

このように構成されたインバータ制御装置１０を用いてインバータ１を制御した時の動作例を図６に示すタイミング図に沿って説明する。但し、ここでは、保持時間ＴＫが選択時間ＴＳより短い値に設定される低回転時の場合を示す。

まず、タイミングｔ１では、検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと電流指令値ｉｕ＊，ｉｖ＊，ｉｗ＊との関係から、偏差信号は（ｄｕ，ｄｖ，ｄｗ）＝（２，２，０）となる。このため、スイッチングベクトル決定部１３の出力であるスイッチングベクトル（以下「決定スイッチングベクトル」と称する）はＳＶ＝Ｖ６（＝「１１０」）となり、このとき出力ＳＶ選択部１５の出力である出力スイッチングベクトルもＳＶｏ＝Ｖ６となる。これにより、Ｕ相，Ｖ相の駆動コイルに流れる電流は増加し、Ｗ相の駆動コイルに流れる電流は減少する。

タイミングｔ１から保持時間ＴＫが経過したタイミングｔ２では、出力ＳＶ選択部１５にて、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏ＝Ｖ６から最小のスイッチング回数で生成されるゼロベクトルであるＶ７が選択されることにより、出力スイッチングベクトルはＳＶｏ＝Ｖ７となる。これにより、各相の駆動コイルに流れる電流の変化が抑制される。

タイミングｔ１から選択時間ＴＳが経過したタイミングｔ３では、偏差信号は（ｄｕ，ｄｖ，ｄｗ）＝（１，１，１）となるため、決定スイッチングベクトルはＳＶ＝Ｖ７となり、出力スイッチングベクトルもＳＶｏ＝Ｖ７となる。つまり、このタイミングでスイッチングは発生せず、各相の駆動コイルに流れる電流の変化が抑制された状態が維持される。

タイミングｔ３から保持時間ＴＫが経過したタイミングｔ４では、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏ＝Ｖ７から最小のスイッチング回数で生成されるゼロベクトルであるＶ７が選択されることにより、出力スイッチングベクトルはＳＶｏ＝Ｖ７に維持される。つまり、このタイミングでスイッチングは発生せず、各相の駆動コイルに流れる電流の変化が抑制された状態が維持される。

タイミングｔ４から選択時間ＴＳが経過したタイミングｔ５、及びタイミングｔ５から更に選択時間ＴＳが経過したタイミングｔ７では、いずれも偏差信号は（ｄｕ，ｄｖ，ｄｗ）＝（１，１，１）となる。このため、タイミングｔ３と全く同様の動作となり、また、これらのタイミングｔ５，ｔ７から保持時間ＴＫが経過したタイミングｔ６，ｔ８も、タイミングｔ４と全く同様の動作となる。

タイミングｔ７から選択時間ＴＳが経過したタイミングｔ９では、偏差信号は（ｄｕ，ｄｖ，ｄｗ）＝（２，１，０）となるため、決定スイッチングベクトルはＳＶ＝Ｖ４（＝「１００」）となり、決定スイッチングベクトルもＳＶｏ＝Ｖ４となる。つまり、このタイミングではスイッチングが発生し、Ｕ相の駆動コイルに流れる電流は増加し、Ｖ相，Ｗ相の駆動コイルに流れる電流は減少する。

なお、保持時間ＴＫが選択時間ＴＳより長い値に設定される高回転時には、選択時間ＴＳが経過する毎に、スイッチングベクトル決定部１３にて決定されるスイッチングベクトルＳＶが、そのまま出力スイッチングベクトルＳＶｏとなる。

以上説明したように、インバータ制御装置１０では、選択時間ＴＳが経過する毎に、出力スイッチングベクトルＳＶｏが、スイッチングベクトル決定部１３で決定されたスイッチングベクトルＳＶによって更新される。そして、保持時間ＴＫが選択時間ＴＳより小さな値に設定される電動機ＭＧの低回転時には、検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの大きさに関係なく、出力スイッチングベクトルＳＶｏの更新タイミングから保持時間ＴＫが経過した時点で、出力スイッチングベクトルＳＶｏとしてゼロベクトルＶ０，Ｖ７が選択される。

従って、インバータ制御装置１０によれば、電動機ＭＧの低回転時に確実にゼロベクトルＶ０，Ｖ７が挿入されるため、各相の駆動コイルに流れる電流の変化を抑制することができ、特に、選択時間ＴＳの間に規定値ΔＩを超えてしまうような大きな電流変化を減少させることができる。その結果、電動機ＭＧの低回転時におけるインバータ１のスイッチング回数、ひいてはスイッチング損失を低減することができ、また、スイッチング損失が小さくなることから、インバータ１を構成するスイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆとして比較的低容量のものを使用することができ、使用可能な素子の制約も緩和されるため、インバータ設計時の自由度を高めることができる。

また、インバータ制御装置１０では、電動機ＭＧのトルクや回転速度に応じて保持時間ＴＫを可変設定し、高回転時には、保持時間ＴＫを選択時間ＴＳより長く設定することで、ゼロベクトルの挿入が行われないようにされているため、ゼロベクトルＶ０，Ｖ７を挿入する必要がない高回転時にも問題なく使用することができる。

つまり、インバータ制御装置１０は、電動機ＭＧを低回転から高回転まで広い回転速度で使用する必要がある場合に好適に用いることができる。
なお、本実施形態では、出力スイッチングベクトルＳＶｏの更新タイミング（即ち選択時間ＴＳ）が一定値にされているが、保持時間ＴＫと同様に、電動機ＭＧの回転速度やトルクに応じて可変設定されるように構成してもよい。

また、本実施形態において、電流偏差検出部１１が電流偏差検出手段、特にコンパレータ１１ａ〜１１ｃが第１比較手段、スイッチングベクトル決定部１３がスイッチングベクトル決定手段、出力ＳＶ選択部１５が選択手段、駆動信号生成部１７がインバータ駆動手段、保持時間設定部１９が保持時間設定手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。

本実施形態では、インバータ制御装置の構成が第１実施形態のものと異なっているだけであるため、このインバータ制御装置を中心に説明する。
本実施形態におけるインバータ制御装置２０は、図７に示すように、電流検出回路９にて検出された検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと与えられた電流指令値ｉｕ＊，ｉｖ＊，ｉｗ＊とに基づいて第１偏差信号Ｈ１（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）、及び第２偏差信号Ｈ２（ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２）を生成する電流偏差検出部２１と、電流偏差検出部２１にて生成された第１及び第２偏差信号Ｈ１，Ｈ２に従って、スイッチングベクトルＳＶを決定するスイッチングベクトル決定部２３と、スイッチングベクトル決定部２３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶ又は各相間の電圧をゼロにするスイッチングベクトルであるゼロベクトルのいずれかを出力スイッチングベクトルＳＶｏとして選択する出力ＳＶ選択部２５と、出力ＳＶ選択部２５にて選択された出力スイッチングベクトルＳＶｏに従って、３相ブリッジ回路７を構成する各スイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆをスイッチングするための駆動信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮを生成する駆動信号生成部２７と、電流検出回路９にて検出された検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ、及び回転位置検出回路８にて検出された検出位置Ｐに従って、電流偏差検出部２１が第１及び第２偏差信号Ｈ１，Ｈ２を生成する際に用いる第１及び第２規定値ΔＩ１，ΔＩ２を設定する規定値設定部２９とを備えている。

このうち、電流偏差検出部２１は、図８（ａ）に示すように、第１実施形態の電流偏差検出部１１と同様に構成された３個の３レベルコンパレータ２１ａ〜２１ｃと、これらコンパレータ２１ａ〜２１ｃとしきい値が異なる以外は同様に構成された３個の３レベルコンパレータ２１ｄ〜２１ｅからなる。

このうち、コンパレータ２１ａ，２１ｄは、Ｕ相の電流指令値ｉｕ＊及び電流検出値ｉｕを入力として、両者間の偏差（ｉｕ＊−ｉｕ）の大きさに対応したレベルを有する第１偏差信号ｄｕ１，第２偏差信号ｄｕ２を出力し、コンパレータ２１ｂ，２１ｅは、Ｖ相の電流指令値ｉｖ＊及び電流検出値ｉｖを入力として、両者間の偏差（ｉｖ＊−ｉｖ）に対応したレベルを有する第１偏差信号ｄｖ１，第２偏差信号ｄｖ２を出力し、コンパレータ１１ｃ，１１ｆは、Ｗ相の電流指令値ｉｗ＊及び電流検出値ｉｗを入力として、両者間の偏差（ｉｗ＊−ｉｗ）に対応したレベルを有する第１偏差信号ｄｗ１，第２偏差信号ｄｗ２を出力する。

なお、コンパレータ２１ａ〜２１ｃのしきい値となる第１規定値をΔＩ１、コンパレータ２１ｄ〜２１ｆのしきい値となる第２規定値をΔＩ２とすると、図８（ｂ）に示すように、第１偏差信号ｄｘ１（ｘ＝ｕ，ｖ，ｗ）は、ｉｘ＊−ｉｘ＜−ΔＩ１のときにはｄｘ１＝０（過小レベル）、｜ｉｘ＊−ｉｘ｜≦ΔＩ１のときにはｄｘ１＝１（中間レベル）、ｉｘ＊−ｉｘ＞ΔＩ１のときにはｄｘ１＝２（過大レベル）となる。また、第２偏差信号ｄｘ２は、ｉｘ＊−ｉｘ＜−ΔＩ２のときにはｄｘ２＝０（過小レベル）、｜ｉｘ＊−ｉｘ｜≦ΔＩ２のときにはｄｘ２＝１（中間レベル）、ｉｘ＊−ｉｘ＞ΔＩ２のときにはｄｘ２＝２（過大レベル）となる。但し、図８（ｂ）では、ΔＩ１＞ΔＩ２である場合を示している。

なお、規定値設定部２９は、電流検出回路９にて検出された検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗから電動機ＭＧのトルクを算出すると共に、回転位置検出回路８にて検出された検出位置Ｐから電動機ＭＧの回転速度を算出し、これらトルクと回転速度とに従い、予め設定されたテーブルを用いて第１及び第２規定値ΔＩ１，ΔＩ２を設定する。ここでは、第１規定値ΔＩ１を固定値とし、第２規定値ΔＩ２が、トルクや回転速度が大きくなるほど大きな値となり、トルクや回転速度が予め設定されたしきい値を越えると、第１規定値ΔＩ１より第２規定値ΔＩ２の方が大きくなるようにされている。

次に、スイッチングベクトル決定部２３は、図９に示すベクトル決定テーブルを備えており、図４に示した第１実施形態と同じフローチャートに従って、スイッチングベクトルＳＶを決定するスイッチングベクトル決定処理を実行する。

なお、スイッチングベクトルＳＶ（出力スイッチングベクトルＳＶｏも同様）は、第１実施形態の場合と同様に定義された８種類（Ｖ０〜Ｖ７）からなる。
また、ベクトル決定テーブルは、図９（ａ）に示すように、基本的には、偏差信号ｄｕ，ｄｖ，ｄｗを第１偏差信号ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１に置き換えたものである。但し、第１偏差信号ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１がいずれも「１」（中間レベル）にある場合には、図９（ｂ）に示す補助テーブルに従ってスイッチングベクトルを選択するようにされている。

なお、補助テーブルでは、第２偏差信号ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２がいずれも「１」（中間レベル）である場合には、ゼロベクトルＶ０を選択し、第２偏差信号ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２がそれ以外のパターンである場合には、前回の決定と同じスイッチングベクトルＳＶを選択するように構成されている。

次に、出力ＳＶ選択部２５は、スイッチングベクトル決定部１３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶと、規定値設定部２９にて設定される第１及び第２規定値ΔＩ１，ΔＩ２とに基づき、図１０に示すフローチャートに従って、駆動信号生成部２７に供給する出力スイッチングベクトルＳＶｏを選択する出力ＳＶ選択処理を実行する。

本処理では、図１０に示すように、まず、第１偏差信号ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１がいずれも「１」であるか否かを判断する（Ｓ３１０）。
第１偏差信号ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１の中で、一つでも「１」以外の値のものが存在すれば、ゼロベクトル選択モードをオフに設定し（Ｓ３８０）、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、スイッチングベクトル決定部２３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶを選択して（Ｓ３９０）、Ｓ３１０に戻る。

一方、第１偏差信号ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１がいずれも「１」であれば、ゼロベクトル選択モードがオンに設定されているか否かを判断し（Ｓ３２０）、ゼロベクトル選択モードがオンに設定されていなければ、第２偏差信号ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２の履歴を調べることにより、いずれかが一つでも値が「１」から「１」以外に変化したものが存在するか否かを判断する（Ｓ３３０）。

そのような変化をした第２偏差信号ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２が一つもなければ、ゼロベクトル選択モードをオフに設定し（Ｓ３８０）、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、スイッチングベクトル決定部２３にて決定されたスイッチングベクトルＳＶを選択して（Ｓ３９０）、Ｓ３１０に戻る。

また、第２偏差信号ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２のいずれかが「１」から「１」以外に変化したのであれば、ベクトル選択モードをオンに設定する（Ｓ３４０）。
そして、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏの要素で値が１のものが１個以下であるか否かを判断し（Ｓ３５０）、１個以下であれば、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、オール０のゼロベクトルＶ０を選択し（Ｓ３６０）、２個以上であれば、出力スイッチングベクトルＳＶｏとして、オール１のゼロベクトルＶ７を選択して（Ｓ３７０）、Ｓ３１０に戻る。

また、先のＳ３２０にて、ゼロベクトル選択モードがオンに設定されていると判定された場合は、Ｓ３５０に以降して、上述したように、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏに基づいて選択したゼロベクトルＶ０又はＶ７により、出力スイッチングベクトルＳＶｏを更新して（Ｓ３５０〜Ｓ３７０）、Ｓ３１０に戻る。

なお、第１規定値ΔＩ１より第２規定値ΔＩ２の方が大きい場合には、Ｓ３３０では常に否定判定されるため、ゼロベクトル選択モードがオンに設定されることがない。
次に、駆動信号生成部２７は、出力スイッチングベクトルＳＶｏに従って、駆動信号ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮを生成するものであり、第１実施形態の駆動信号生成部１７と全く同様であるため、説明を省略する。

このように構成されたインバータ制御装置２０を用いてインバータ１を制御した時の動作例を図１１に示すタイミング図に沿って説明する。但し、ここでは、第１規定値ΔＩ１より第２規定値ΔＩ２の方が小さな値に設定される低回転時の場合を示す。また、以下では、指令値ｉｘ＊を中心として第１規定値ΔＩ１によって規定されるｉｘ＊−ΔＩ１からｉｘ＋ΔＩ１の範囲を第１ヒステリシス領域、指令値ｉｘ＊を中心として第２規定値ΔＩ２によって規定されるｉｘ＊−ΔＩ２からｉｘ＋ΔＩ２の範囲を第２ヒステリシス領域とよぶものとする。

まず、タイミングｔ１１では、第１偏差信号が（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）＝（２，０，１）、第２偏差信号が（ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２）＝（２，０，１）となる。このため、スイッチングベクトル決定部２３の出力であるスイッチングベクトル（以下「決定スイッチングベクトル」と称する）はＳＶ＝Ｖ４（＝「１００」）となる。この時、出力ＳＶ選択処理ではＳ３２０にて否定判定され、ゼロベクトル選択モードがオフになるため、出力ＳＶ選択部２５の出力である出力スイッチングベクトルもＳＶｏ＝Ｖ４となる。

これにより、Ｕ相の駆動コイルに流れる電流は増加し、Ｖ相，Ｗ相の駆動コイルに流れる電流は減少する。その結果、Ｕ相及びＶ相の検出電流ｉｕ，ｉｖが、第１ヒステリシス領域外から領域内に入るが、その時点では、出力ＳＶ選択処理のＳ３４０にて否定判定されるため、出力スイッチングベクトルＳＶｏに変化はない。

次に、タイミングｔ１２では、第１偏差信号が（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）＝（１，１，１）、第２偏差信号が（ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２）＝（０，０，２）となる。つまり、Ｕ相及びＷ相の検出電流ｉｕ，ｉｗが、第２ヒステリシス領域を横切って領域内から領域外に出ており、出力ＳＶ選択処理のＳ３３０にて肯定判定されるため、ゼロベクトル選択モードがオンになる。このとき、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏ＝Ｖ４から最小のスイッチング回数で生成されるゼロベクトルであるＶ０が、新たな出力スイッチングベクトルＳＶｏとして選択される。これにより、各相の駆動コイルに流れる電流の変化が抑制される。

その後、タイミングｔ１３までの間は、第１偏差信号が（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）＝（１，１，１）であり、且つゼロベクトル選択モードがオンに設定されているため、出力ＳＶ選択処理のＳ３２０，Ｓ３３０で肯定判定される。その結果、出力スイッチングベクトルはＳＶｏ＝Ｖ０のまま保持される。

タイミングｔ１３では、第１偏差信号が（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）＝（２，１，１）、第２偏差信号が（ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２）＝（２，０，０）となる。このため、決定スイッチングベクトルＳＶは、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏを保持するもの、即ちＳＶ＝Ｖ０となる。また、この時、出力ＳＶ選択処理のＳ３２０にて否定判定され、ゼロベクトル選択モードがオフになるため、出力スイッチングベクトルもＳＶｏ＝Ｖ０となる。

タイミングｔ１４では、第１偏差信号が（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）＝（２，１，０）、第２偏差信号が（ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２）＝（２，０，０）となり、決定スイッチングベクトルはＳＶ＝Ｖ４となる。この時、出力ＳＶ選択処理ではＳ３２０にて否定判定され、ゼロベクトル選択モードがオフになるため、出力スイッチングベクトルもＳＶｏ＝Ｖ４となる。

これにより、Ｕ相の駆動コイルに流れる電流は増加し、Ｖ相，Ｗ相の駆動コイルに流れる電流は減少する。
タイミングｔ１５では、第１偏差信号が（ｄｕ１，ｄｖ１，ｄｗ１）＝（１，１，１）、第２偏差信号が（ｄｕ２，ｄｖ２，ｄｗ２）＝（０，１，０）となる。つまり、Ｕ相の検出電流ｉｕが、第２ヒステリシス領域を横切って領域内から領域外に出ており、出力ＳＶ選択処理のＳ３３０にて肯定判定されるため、ゼロベクトル選択モードがオンになる。このとき、現在の出力スイッチングベクトルＳＶｏ＝Ｖ４から最小のスイッチング回数で生成されるゼロベクトルであるＶ０が、新たな出力スイッチングベクトルＳＶｏとして選択される。これにより、各相の駆動コイルに流れる電流の変化が抑制される。

なお、保持時間ＴＫが選択時間ＴＳより長い値に設定される高回転時には、出力ＳＶ選択処理のＳ３４０で必ず否定判定されるためゼロベクトル選択モードがオンになることがなく、その結果、選択時間ＴＳが経過する毎に、スイッチングベクトル決定部１３にて決定されるスイッチングベクトルＳＶが、そのまま出力スイッチングベクトルＳＶｏとなる。

以上説明したように、インバータ制御装置２０では、検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗが全て第１ヒステリシス領域内にあり、且つ、いずれか一つでも第２ヒステリシス領域を横切って領域内から領域外に出ると、以後、検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの全てが第１ヒステリシス領域内にある間は、ゼロベクトル選択モードをオンにして、出力スイッチングベクトルＳＶｏとしてゼロベクトルＶ０又はＶ７を選択し続けるようにされている。

従って、インバータ制御装置２０によれば、検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗがいずれも第１ヒステリシス領域内に留まった状態、ひいては出力スイッチングベクトルＳＶｏとしてゼロベクトルＶ０又はＶ７が選択され続ける状態を長く維持することができる。

しかも、第１及び第２規定値ΔＩ１，ΔＩ２は、電動機ＭＧが低回転であるほど、第１ヒステリシス領域内であり且つ第２ヒステリシス領域外である領域が広くなるように設定されるため、電動機ＭＧが低回転であるほど、検出電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗがいずれも第１ヒステリシス領域内に留まった状態がより維持され易くなる。

その結果、第１実施形態の場合と同様に、電動機ＭＧの低回転時におけるインバータ１のスイッチング回数、ひいてはスイッチング損失を低減することができ、また、スイッチング損失が小さくなることから、インバータ１を構成するスイッチング素子ＳＷａ〜ＳＷｆとして比較的低容量のものを使用することができ、使用可能な素子の制約も緩和されるため、インバータ設計時の自由度を高めることができる。

また、高回転時には、第１規定値ΔＩ１より第２規定値ΔＩ２を大きな値に設定することで、ゼロベクトル選択モードがオンになることがないようにされており、ゼロベクトルを挿入する必要のない高回転時でも問題なく使用することができるため、インバータ制御装置２０は、電動機ＭＧを低回転から高回転まで広い回転速度で使用する必要がある場合に好適に用いることができる。

なお、本実施形態では、第１規定値ΔＩ１を固定値としたが、第２規定値ΔＩ２と同様に、電動機ＭＧの回転速度やトルクに応じて可変設定されるように構成してもよい。
また、本実施形態において、電流偏差検出部２１が電流偏差検出手段、特にコンパレータ２１ａ〜２１ｃが第１比較手段、コンパレータ２１ｄ〜２１ｆが第２比較手段、スイッチングベクトル決定部２３がスイッチングベクトル決定手段、出力ＳＶ選択部２５が選択手段、駆動信号生成部２７がインバータ駆動手段、規定値設定部２９が規定値設定手段に相当する。

第１実施形態のインバータ制御装置の構成を示すブロック図、及びその制御対象となるインバータの構成を示す回路図。 第１実施形態における電流偏差検出部の構成を示す回路図、及び３レベルコンパレータの動作を示す説明図。 第１実施形態におけるスイッチングベクトル決定部が使用するベクトル決定テーブルの構成、及びスイッチングベクトルと３相出力との対応関係を示す説明図。 第１実施形態におけるスイッチングベクトル決定部が実行する処理の内容を示すフローチャート。 第１実施形態における出力ＳＶ選択部が実行する処理の内容を示すフローチャート。 第１実施形態のインバータ制御装置を用いてインバータを制御した時の動作例を示すタイミング図。 第２実施形態のインバータ制御装置の構成を示すブロック図、及びその制御対象となるインバータの構成を示す回路図。 第２実施形態における電流偏差検出部の構成を示す回路図、及び３レベルコンパレータの動作を示す説明図。 第２実施形態におけるスイッチングベクトル決定部が使用するベクトル決定テーブルの構成を示す説明図。 第２実施形態における出力ＳＶ選択部が実行する処理の内容を示すフローチャート。 第２実施形態のインバータ制御装置を用いてインバータを制御した時の動作例を示すタイミング図。 従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図、及びその制御対象となるインバータの構成を示す回路図。

符号の説明

１…インバータ、３…直流電源、５…コンデンサ、７…３相ブリッジ回路、８…回転位置検出回路、９…電流検出回路、１０，２０…インバータ制御装置、１１，２１…電流偏差検出部、１１ａ〜１１ｃ，２１ａ〜２１ｆ…３レベルコンパレータ、１３，２３…スイッチングベクトル決定部、１５，２５…出力ＳＶ選択部、１７，２７…駆動信号生成部、１９…保持時間設定部、２９…規定値設定部、ＭＧ…電動機、ＳＷａ〜ＳＷｆ…スイッチング素子。

Claims (10)

1. ３相ブリッジ回路からなるインバータを、検出した電流が指令電流に追従するようにスイッチングベクトルを選択して制御する電流指令値追従型のインバータ制御装置であって、
   前記インバータによって駆動される電動機の駆動コイルに流れる電流を検出してなる電流検出値と、与えられた電流指令値との偏差を各相毎に検出する電流偏差検出手段と、
   該電流偏差検出手段での検出結果に基づいて、前記偏差が小さくなるように前記スイッチングベクトルを定期的に決定するスイッチングベクトル決定手段と、
   該スイッチングベクトル決定手段がスイッチングベクトルを決定してから予め設定された保持時間を経過するまでの間は、前記スイッチングベクトル選択手段にて決定されたスイッチングベクトルを選択し、前記保持時間を経過してから前記スイッチングベクトル決定手段が新たにスイッチングベクトルを決定するまでの間は、電動機の各相間の電圧をゼロとするためのスイッチングベクトルであるゼロベクトルを選択する選択手段と、
   該選択手段にて選択されたスイッチングベクトルに従って、前記インバータを駆動するインバータ駆動手段と、
   を備えることを特徴とするインバータ制御装置。
2. 前記電動機の回転速度及びトルクに基づいて前記保持時間を可変設定する保持時間設定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のインバータ制御装置。
3. 前記保持時間設定手段は、前記保持時間をテーブル参照により設定することを特徴とする請求項２に記載のインバータ制御装置。
4. 前記電流偏差検出手段は、
   前記偏差の検出結果を、該偏差の絶対値が予め設定された第１規定値より小さいことを示す第１中間レベル、前記電流検出値が前記電流指令値より第１規定値以上大きいことを示す過大レベル、前記電流検出値が前記電流指令値より第１規定値以上小さいことを示す過小レベルのいずれかにて示す第１比較手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインバータ制御装置。
5. 前記スイッチングベクトル決定手段は、前記電流偏差検出手段での検出結果が３相とも前記中間レベルにある場合に、前記ゼロベクトルを選択し、３相の内２相が前記中間レベルにある場合に、前回の決定と同じスイッチングベクトルを選択することを特徴とする請求項４に記載のインバータ制御装置。
6. ３相ブリッジ回路からなるインバータを、検出した電流が指令電流に追従するようにスイッチングベクトルを選択して制御する電流指令値追従型のインバータ制御装置であって、
   前記インバータによって駆動される電動機の駆動コイルに流れる電流を検出してなる電流検出値と、与えられた電流指令値との偏差を各相毎に検出する電流偏差検出手段と、
   該電流偏差検出手段での検出結果に基づいて、前記偏差が小さくなるように前記スイッチングベクトルを決定するスイッチングベクトル決定手段と、
   予め設定されたゼロベクトル選択条件が未成立である間は、前記スイッチングベクトル選択手段にて決定されたスイッチングベクトルを選択し、前記ゼロベクトル選択条件が成立している間は、電動機の各相間の電圧をゼロとするためのスイッチングベクトルであるゼロベクトルを選択する選択手段と、
   該選択手段にて選択されたスイッチングベクトルに従って、前記インバータを駆動するインバータ駆動手段と、
   を備え
   前記電流偏差検出手段は、
   前記偏差の検出結果を、該偏差の絶対値が予め設定された第１規定値より小さいことを示す第１中間レベル、前記電流検出値が前記電流指令値より第１規定値以上大きいことを示す過大レベル、前記電流検出値が前記電流指令値より第１規定値以上小さいことを示す過小レベルのいずれかにて示す第１比較手段と、
   前記偏差の検出結果を、該偏差の絶対値が前記第１規定値より小さい第２規定値より小さいことを示す第２中間レベルにあるが否かにて示す第２比較手段と、
   からなり、
   前記選択手段は、
   前記電流偏差検出手段での検出結果が３相とも前記第１中間レベルにあり、且つ３相のいずれかが前記第２中間レベルから該第２中間レベル以外に変化してから、３相のいずれかが前記第１中間レベル以外に変化するまでの間、前記ゼロベクトル選択条件が成立したものとすることを特徴とするインバータ制御装置。
7. 前記スイッチングベクトル決定手段は、前記電流偏差検出手段での検出結果が３相とも前記第２中間レベルにある場合に、前記ゼロベクトルを選択し、３相とも前記第１中間レベルにあり、且つ少なくとも１相が前記第２中間レベル以外にある場合、または３相の内２相が前記第１中間レベルにあるときには、前回の決定と同じスイッチングベクトルを選択することを特徴とする請求項６に記載のインバータ制御装置。
8. 前記第１規定値及び第２規定値を、前記電動機の回転速度及びトルクに基づいて設定する規定値設定手段を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のインバータ制御装置。
9. 前記規定値設定手段は、前記第１及び第２規定値を、テーブル参照により設定することを特徴とする請求項８に記載のインバータ制御装置。
10. 前記インバータ駆動手段は、同一相に接続された一対のスイッチング素子のスイッチング状態を切り替える時に、両スイッチング素子が同時にオフするデッドタイムを付加することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のインバータ制御装置。

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