JP6344258B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換装置に関する。
従来、２組の巻線組を備えるモータの電力を変換する電力変換装置が知られている。例えば、特許文献１では、発熱を分散させるべく、２組の巻線組に対応して２つのインバータ部が設けられ、それぞれのインバータ部の駆動に係るデューティ指令信号のシフト方向を所定期間ごとに入れ替えている。
特許文献１のように、デューティ指令信号のシフト方向を入れ替えると、入れ替えに伴ってトルクリップルや、振動、音が発生する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルクや電流のリップルを低減可能な電力変換装置を提供することにある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルクや電流のリップルを低減可能な電力変換装置を提供することにある。
本発明の電力変換装置は、第１巻線組および第２巻線組を有する回転電機の電力を変換するものであって、第１インバータ部と、第２インバータ部と、制御部と、を備える。
第１インバータ部は、第１巻線組の各相に対応して設けられる第１スイッチング素子を有する。
第２インバータ部は、第２巻線組の各相に対応して設けられる第２スイッチング素子を有する。
制御部は、指令演算手段を有する。指令演算手段は、第１巻線組に印加される電圧に係る第１電圧指令値、および、第２巻線組に印加される電圧に係る第２電圧指令値を演算する。
第１インバータ部は、第１巻線組の各相に対応して設けられる第１スイッチング素子を有する。
第２インバータ部は、第２巻線組の各相に対応して設けられる第２スイッチング素子を有する。
制御部は、指令演算手段を有する。指令演算手段は、第１巻線組に印加される電圧に係る第１電圧指令値、および、第２巻線組に印加される電圧に係る第２電圧指令値を演算する。
第１巻線組に印加される第１中性点電圧が低くなる方向にシフトされ、出力可能な電圧範囲の中心値である出力中心値よりも下側となり、第２巻線組に印加される第２中性点電圧が高くなる方向にシフトされ、出力中心値よりも上側となる期間を第１期間とする。
第１中性点電圧が高くなる方向にシフトされ、出力中心値よりも上側となり、第２中性点電圧が低くなる方向にシフトされ、出力中心値よりも下側となる期間を第２期間とする。
指令演算手段は、第１期間と第２期間とを切替期間ごとに切り替えるとき、第１中性点電圧および第２中性点電圧の変化の時定数が、所定の時定数よりも大きくなるように、第１電圧指令値および第２電圧指令値を演算する。
第１中性点電圧が高くなる方向にシフトされ、出力中心値よりも上側となり、第２中性点電圧が低くなる方向にシフトされ、出力中心値よりも下側となる期間を第２期間とする。
指令演算手段は、第１期間と第２期間とを切替期間ごとに切り替えるとき、第１中性点電圧および第２中性点電圧の変化の時定数が、所定の時定数よりも大きくなるように、第１電圧指令値および第２電圧指令値を演算する。
本発明では、第１中性点電圧が出力中心値よりも下側にシフトされ、第２中性点電圧が出力中心値よりも上側にシフトされている状態と、第１中性点電圧が出力中心値よりも上側にシフトされ、第２中性点電圧が出力中心値よりも下側にシフトされている状態とを切り替える。これにより、スイッチング素子間の発熱の偏りを低減することができる。
また、指令演算手段は、第１期間と第２期間との切り替えに際し、第１中性点電圧および第２中性点電圧の変化の時定数を所定の時定数よりも大きくし、第１中性点電圧および第２中性点電圧を徐々に変化させるように、第１電圧指令値および第２電圧指令値を演算する。これにより、第１期間と第２期間との切り替えに伴う電流リップルを低減することができるので、トルクリップルや、振動および音の発生を抑制することができる。
以下、本発明による電力変換装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電力変換装置を図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態の電力変換装置１は、回転電機としてのモータ１０とともに、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置５に適用される。
図１は、電動パワーステアリング装置５を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、ハンドル（ステアリングホイール）９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置５等から構成される。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電力変換装置を図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態の電力変換装置１は、回転電機としてのモータ１０とともに、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置５に適用される。
図１は、電動パワーステアリング装置５を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、ハンドル（ステアリングホイール）９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置５等から構成される。
ハンドル９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、運転者がハンドル９１を操作することにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられ、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。
これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。
電動パワーステアリング装置５は、運転者によるハンドル９１の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ１０、当該モータ１０の駆動制御に用いられる電力変換装置１、モータ１０の回転を減速してステアリングシャフト９２またはラック軸９７に伝える減速ギア９等を備える。
モータ１０は、直流電源としてのバッテリ３０（図２参照）から電力が供給されることにより駆動し、減速ギア９を正逆回転させる。
モータ１０は、直流電源としてのバッテリ３０（図２参照）から電力が供給されることにより駆動し、減速ギア９を正逆回転させる。
図２に示すように、モータ１０は、３相ブラシレスモータであって、いずれも図示しないロータおよびステータを有する。ロータは、円筒状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有する。ステータには、巻線組１１、１２が巻回される。
第１巻線組１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３から構成される。第２巻線組１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３から構成される。
第１巻線組１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３から構成される。第２巻線組１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３から構成される。
電力変換装置１は、第１インバータ部２１、第２インバータ部２２、第１電流検出部２６、第２電流検出部２７、回転角センサ２９、第１電源リレー３１、第２電源リレー３２、第１コンデンサ３３、第２コンデンサ３４、駆動回路（プリドライバ）３５、および、制御部４０等を備える。
第１インバータ部２１は、６つの第１スイッチング素子（以下、「スイッチング素子」を「ＳＷ素子」と記載する。）２１１〜２１６を有し、第１巻線組１１のコイル１１１、１１２、１１３への通電を切り替える。
高電位側に設けられる高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３のドレインは、第１上側母線２１８を経由してバッテリ３０の正極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３のソースは、低電位側に設けられる低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６のドレインと接続される。低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６のソースは、第１下側母線２１９を経由してバッテリ３０の負極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３と低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６との接続点は、それぞれ、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、Ｗ１コイル１１３の一端と接続される。
高電位側に設けられる高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３のドレインは、第１上側母線２１８を経由してバッテリ３０の正極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３のソースは、低電位側に設けられる低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６のドレインと接続される。低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６のソースは、第１下側母線２１９を経由してバッテリ３０の負極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３と低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６との接続点は、それぞれ、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、Ｗ１コイル１１３の一端と接続される。
第２インバータ部２２は、６つの第２ＳＷ素子２２１〜２２６を有し、第２巻線組１２のコイル１２１、１２２、１２３への通電を切り替える。
高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３のドレインは、第２上側母線２２８を経由してバッテリ３０の正極側に接続される。高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３のソースは、低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６のドレインと接続される。低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６のソースは、第２下側母線２２９を経由してバッテリ３０の負極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３と低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６との接続点は、それぞれ、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、Ｗ２コイル１２３の一端と接続される。
本実施形態のＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６は、いずれもＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物絶縁効果トランジスタ）であるが、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やサイリスタ等としてもよい。
高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３のドレインは、第２上側母線２２８を経由してバッテリ３０の正極側に接続される。高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３のソースは、低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６のドレインと接続される。低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６のソースは、第２下側母線２２９を経由してバッテリ３０の負極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３と低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６との接続点は、それぞれ、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、Ｗ２コイル１２３の一端と接続される。
本実施形態のＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６は、いずれもＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物絶縁効果トランジスタ）であるが、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やサイリスタ等としてもよい。
第１電流検出部２６は、電流検出素子２６１、２６２、２６３から構成される。電流検出素子２６１は、ＳＷ素子２１４の低電位側に設けられ、Ｕ１コイル１１１に通電される電流を検出する。電流検出素子２６２は、ＳＷ素子２１５の低電位側に設けられ、Ｖ１コイル１１２に通電される電流を検出する。電流検出素子２６３は、ＳＷ素子２１６の低電位側に設けられ、Ｗ１コイル１１３に通電される電流を検出する。第１電流検出部２６により検出される第１巻線組１１の各相に通電される電流に係る電流検出値を、第１電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１とする。
第２電流検出部２７は、電流検出素子２７１、２７２、２７３から構成される。電流検出素子２７１は、ＳＷ素子２２４の低電位側に設けられ、Ｕ２コイル１２１に通電される電流を検出する。電流検出素子２７２は、ＳＷ素子２２５の低電位側に設けられ、Ｖ２コイル１２２に通電される電流を検出する。電流検出素子２７３は、ＳＷ素子２２６の低電位側に設けられ、Ｗ２コイル１２３に通電される電流を検出する。第２電流検出部２７により検出される第２巻線組１２の各相に通電される電流に係る電流検出値を、第２電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２とする。
本実施形態の電流検出素子２６１〜２６３、２７１〜２７３は、シャント抵抗である。
回転角センサ２９は、モータ１０の回転角を検出する。回転角センサ２９により検出されたモータ１０の電気角θは、制御部４０へ出力される。
本実施形態の電流検出素子２６１〜２６３、２７１〜２７３は、シャント抵抗である。
回転角センサ２９は、モータ１０の回転角を検出する。回転角センサ２９により検出されたモータ１０の電気角θは、制御部４０へ出力される。
第１電源リレー３１は、バッテリ３０から第１インバータ部２１への電力供給を遮断可能である。第２電源リレー３２は、バッテリ３０から第２インバータ部２２への電力供給を遮断可能である。電源リレー３１、３２は、ＳＷ素子２１１等と同様のＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやメカリレー等としてもよい。また、電源リレー３１、３２をＭＯＳＦＥＴ等とする場合、バッテリ３０が誤って逆向きに接続された場合にダイオードを経由して逆向きの電流が流れるのを防ぐべく、ダイオードの向きが反対向きとなるように電源リレー３１、３２と直列に接続される図示しない逆接保護リレーを設けることが好ましい。
第１コンデンサ３３は、バッテリ３０および第１インバータ部２１と並列に接続される。第２コンデンサ３４は、バッテリ３０および第２インバータ部２２と並列に接続される。コンデンサ３３、３４は、電荷を蓄えることで、インバータ部２１、２２への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。
本実施形態では、第１巻線組１１、ならびに、第１巻線組１１の通電制御に係る第１インバータ部２１、第１電流検出部２６、第１電源リレー３１、および、第１コンデンサ３３を「第１系統１０１」とし、第２巻線組１２、ならびに、第２巻線組１２の通電制御に係る第２インバータ部２２、第２電流検出部２７、第２電源リレー３２、および、第２コンデンサ３４を「第２系統１０２」とする。以下適宜、第１系統１０１の制御に係る値に添え字として「１」を付し、第２系統１０２の制御に係る値に添え字として「２」を付す。
制御部４０は、電力変換装置１全体の制御を司るものであり、各種演算を実行するマイクロコンピュータ等により構成される。制御部４０における各処理は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御部４０は、トルクセンサ９４から取得される操舵トルク、および、回転角センサ２９から取得される電気角θ等に基づき、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路（プリドライバ）３５を経由して、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のゲートに出力される。
制御部４０は、トルクセンサ９４から取得される操舵トルク、および、回転角センサ２９から取得される電気角θ等に基づき、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路（プリドライバ）３５を経由して、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のゲートに出力される。
図３に示すように、制御部４０は、第１系統１０１の制御に係る第１指令演算部４１、および、第２系統１０２の制御に係る第２指令演算部４２を有する。以下、４１０番台として付番する第１指令演算部４１の機能ブロックと、４２０番台として付番する第２指令演算部４２の機能ブロックとは、下１桁が同じである場合、実質的に同様の機能ブロックであるので、以下、第１指令演算部４１を中心に説明する。
第１指令演算部４１は、３相２相変換部４１０、減算器４１１、４１２、制御器４１３、２相３相変換部４１４、および、デューティ演算部４１５を有する。
３相２相変換部４１０は、第１電流検出部２６により検出され、オフセット誤差およびゲイン誤差等が補正された電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を、電気角θに基づいてｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、および、ｑ軸電流検出値Ｉｑ１を演算する。
ｄ軸減算器４１１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*１とｄ軸電流検出値Ｉｄ１との偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄ１を演算する。
ｑ軸減算器４１２は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*１とｑ軸電流検出値Ｉｑ１との偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑ１を演算する。
３相２相変換部４１０は、第１電流検出部２６により検出され、オフセット誤差およびゲイン誤差等が補正された電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を、電気角θに基づいてｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１、および、ｑ軸電流検出値Ｉｑ１を演算する。
ｄ軸減算器４１１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*１とｄ軸電流検出値Ｉｄ１との偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄ１を演算する。
ｑ軸減算器４１２は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*１とｑ軸電流検出値Ｉｑ１との偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑ１を演算する。
制御器４１３は、電流偏差ΔＩｄ１、ΔＩｑ１が０に収束するように、ＰＩ演算等により、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*１およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ*１を演算する。
２相３相変換部４１４は、電気角θに基づき、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*１およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ*１を逆ｄｑ変換し、電圧指令値Ｖｕ*１、Ｖｖ*１、Ｖｗ*１を演算する。
デューティ演算部４１５は、電圧指令値Ｖｕ*１、Ｖｖ*１、Ｖｗ*１に基づき、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。また、第２指令演算部４２のデューティ演算部４２５は、電圧指令値Ｖｕ*２、Ｖｖ*２、Ｖｗ*２に基づき、デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。
２相３相変換部４１４は、電気角θに基づき、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*１およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ*１を逆ｄｑ変換し、電圧指令値Ｖｕ*１、Ｖｖ*１、Ｖｗ*１を演算する。
デューティ演算部４１５は、電圧指令値Ｖｕ*１、Ｖｖ*１、Ｖｗ*１に基づき、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。また、第２指令演算部４２のデューティ演算部４２５は、電圧指令値Ｖｕ*２、Ｖｖ*２、Ｖｗ*２に基づき、デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。
以下、第１インバータ部２１の制御に係る指令である第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、および、第２インバータ部２２の制御に係る指令である第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の演算について詳述する。
本実施形態では、第１巻線組１１に印加される印加電圧Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１の中性点電圧である第１中性点電圧Ｖｎ１、または、第２巻線組１２に印加される印加電圧Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２の中性点電圧である第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が、出力可能な電圧範囲の中心値である出力中心値ＶＭよりも上側、他方が下側となるように、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が演算される。
本実施形態では、第１巻線組１１に印加される印加電圧Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１の中性点電圧である第１中性点電圧Ｖｎ１、または、第２巻線組１２に印加される印加電圧Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２の中性点電圧である第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が、出力可能な電圧範囲の中心値である出力中心値ＶＭよりも上側、他方が下側となるように、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が演算される。
第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方を出力可能な電圧範囲の中心値である出力中心値ＶＭの上側、他方を下側とすることにより、第１インバータ部２１においてゼロ電圧ベクトルおよび有効電圧ベクトルが発生するタイミングと、第２インバータ部２２においてゼロ電圧ベクトルおよび有効電圧ベクトルが発生するタイミングとがずれる。これにより、コンデンサ３３、３４のリップル電流を低減することができる。
本実施形態では、デューティ演算部４１５は、電圧指令値Ｖｕ*１、Ｖｖ*１、Ｖｗ*１を変調処理し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。また、デューティ演算部４２５は、電圧指令値Ｖｕ*２、Ｖｖ*２、Ｖｗ*２を変調処理し、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。
ここで、変調処理について説明する。
本実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１のうち最も小さい値が、所定値となるように変調する処理を「下べた変調処理」とする。同様に、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２のうち最も小さい値が所定の最小値となるように変調する処理を「下べた変調処理」とする。本実施形態では、最も小さい相のデューティが出力可能な下限値ＤＬとなるように下べた変調することを、「下限下べた変調」と呼ぶ。
本実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１のうち最も小さい値が、所定値となるように変調する処理を「下べた変調処理」とする。同様に、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２のうち最も小さい値が所定の最小値となるように変調する処理を「下べた変調処理」とする。本実施形態では、最も小さい相のデューティが出力可能な下限値ＤＬとなるように下べた変調することを、「下限下べた変調」と呼ぶ。
また、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１のうち最も大きい値が所定値となるように変調する処理を「上べた変調処理」とする。同様に、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２のうち最も大きい値が所定の最大値となるように変調する処理を「上べた変調処理」とする。本実施形態では、最も大きい相のデューティが出力可能な上限値ＤＨとなるように上べた変調することを「上限上べた変調」と呼ぶ。
変調処理を行うことにより、電圧利用率を改善可能である。
本実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、または、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を下べた変調し、他方を上べた変調する。
変調処理を行うことにより、電圧利用率を改善可能である。
本実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、または、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を下べた変調し、他方を上べた変調する。
ここで、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を下限下べた変調し、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を上限上べた変調すると、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭの下側にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭの上側にシフトされる。
また、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を上限上べた変調し、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を下限下べた変調すると、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭの上側にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭの下側にシフトされる。
また、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を上限上べた変調し、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を下限下べた変調すると、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭの上側にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭの下側にシフトされる。
本実施形態では、出力可能な下限値ＤＬおよび上限値ＤＨは、電流検出部２６、２７にて電流検出に要する時間等を考慮して０［％］〜１００［％］の間の値に設定される。本実施形態では、下限値を４［％］、上限値ＤＨを９３［％］とする。また、出力中心値ＶＭのデューティ換算値を出力中心デューティＤＭとする。出力中心デューティＤＭは、５０［％］である。
第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭの下側にシフトされている場合、第１インバータ部２１において、高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３がオンされる時間よりも、低電位側ＳＷ素子２１４〜２１６がオンされる時間が長くなる。同様に、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭの下側にシフトされている場合、第２インバータ部２２において、高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３がオンされる時間よりも、低電位側ＳＷ素子２２４〜２２６がオンされる時間が長くなる。
第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭの上側にシフトされている場合、第１インバータ部２１において、低電位側ＳＷ素子２１４〜２１６がオンされる時間よりも、高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３がオンされる時間が長くなる。同様に、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭの上側にシフトされている場合、第２インバータ部２２において、低電位側ＳＷ素子２２４〜２２６がオンされる時間よりも、高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３がオンされる時間が長くなる。
そのため、本実施形態では、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のうちの一部が過熱することを防ぐべく、第１中性点電圧Ｖｎ１が下方向にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が上方向にシフトされる状態と、第１中性点電圧Ｖｎ１が上方向にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が下方向にシフトされる状態と、を適宜切り替える。これにより、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６の発熱が分散される。
本実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１または第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を下限下べた変調し、他方を上限上べた変調することで、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が出力中心値ＶＭよりも下側、他方が上側となるように制御している。
本実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１または第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を下限下べた変調し、他方を上限上べた変調することで、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が出力中心値ＶＭよりも下側、他方が上側となるように制御している。
ここで、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下限下べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が上限上べた変調される状態を「状態Ａ」、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上限上べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が下限下べた変調される状態を「状態Ｂ」とする。
状態Ａまたは状態Ｂの一方から他方へ、直接的に切り替えを行うと、切り替えに伴って電流リップルが生じ、トルクリップルや振動、騒音等が生じる虞がある。
状態Ａまたは状態Ｂの一方から他方へ、直接的に切り替えを行うと、切り替えに伴って電流リップルが生じ、トルクリップルや振動、騒音等が生じる虞がある。
そこで本実施形態では、デューティ演算部４１５は、状態Ａまたは状態Ｂの一方から他方への切り替えを行う際、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２の変化が所定の時定数より大きくなるようにデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算することで、切り替えに伴う電流リップルの発生を抑制する。
デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の推移を図４に示す。図４において、（ａ）は第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１の概略を示し、（ｂ）は第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の概略を示す。なお、図４は、シフト方向の切り替えを説明するための概略図であって、実際のデューティや中性点電圧の推移とは必ずしも一致しない。以下、第１中性点電圧Ｖｎ１のデューティ換算値を第１中性点電圧換算値Ｄｎ１、第２中性点電圧Ｖｎ２のデューティ換算値を第２中性点電圧換算値Ｄｎ２として説明する。
図４（ａ）に示すように、状態Ａから状態Ｂへ切り替えるとき、まず、最も小さい相のデューティが下限値ＤＬのままで、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を下べた変調から上べた変調に切り替える。このとき、最も大きい相のデューティは、上限値ＤＨより小さい値となる。そして、最も大きい相のデューティが上限値ＤＨに到達するまで、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を徐々に上方向にシフトさせる。これにより、第１中性点電圧換算値Ｄｎ１が徐々に大きくなる。
図４（ｂ）に示すように、状態Ａから状態Ｂへ切り替えるとき、まず、最も大きい相のデューティが上限値ＤＨのままで、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を上べた変調から下べた変調に切り替える。このとき、最も小さい相のデューティは、下限値ＤＬより大きい値となる。そして、最も小さい相のデューティが下限値ＤＬに到達するまで、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を徐々に下方向にシフトさせる。これにより、第２中性点電圧換算値Ｄｎ２が徐々に小さくなる。
状態Ｂから状態Ａへ切り替える際には、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を図４（ｂ）のようにシフトさせ、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を図４（ａ）のようにシフトさせる。
なお、状態Ａから状態Ｂへと切り替えるとき、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を下べた変調のまま上方向へシフトさせ、最も大きい相のデューティが上限値ＤＨに到達したときに下べた変調から上べた変調に切り替えるようにしてもよい。また、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を上べた変調のまま下方向へシフトさせ、最も小さい相のデューティが下限値ＤＬに到達したときに上べた変調から下べた変調に切り替えるようにしてもよい。状態Ｂから状態Ａへと切り替える場合についても同様である。
なお、状態Ａから状態Ｂへと切り替えるとき、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を下べた変調のまま上方向へシフトさせ、最も大きい相のデューティが上限値ＤＨに到達したときに下べた変調から上べた変調に切り替えるようにしてもよい。また、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を上べた変調のまま下方向へシフトさせ、最も小さい相のデューティが下限値ＤＬに到達したときに上べた変調から下べた変調に切り替えるようにしてもよい。状態Ｂから状態Ａへと切り替える場合についても同様である。
本実施形態の指令演算処理を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。図５の処理は、デューティ演算部４１５にて、所定の間隔にて実行される。図５では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１の演算について説明する。なお、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の演算についは、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１の演算と同様であるので説明を省略する。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。）では、電圧指令値Ｖｕ*１、Ｖｖ*１、Ｖｗ*１をデューティ変換した変調前デューティ指令値Ｄｕ１＿ｂ、Ｄｖ１＿ｂ、Ｄｗ１＿ｂのうち、最も大きい値をＤ１＿ｍａｘ、最も小さい値をＤ１＿ｍｉｎとする。
Ｓ１０２では、シフトフラグを前回値とする。
Ｓ１０２では、シフトフラグを前回値とする。
Ｓ１０３では、シフト方向の入れ替え開始からの時間をカウントするカウンタのカウント値Ｃｎｔが切替期間Ｐｃに応じたカウント値であるカウント判定値Ｃｔｈより大きいか否かを判断する。カウント値Ｃｎｔがカウント判定値Ｃｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、すなわちシフト方向の入れ替え開始から切替期間Ｐｃが経過していない場合、Ｓ１０６へ移行する。このとき、シフトフラグは前回値が維持される。カウント値Ｃｎｔがカウント判定値Ｃｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、すなわちシフト方向の入れ替え開始から切替期間Ｐｃが経過した場合、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、シフトフラグを変更する。具体的には、シフトフラグの前回値が「上シフト」であった場合、「下シフト」に変更する。また、シフトフラグの前回値が「下シフト」であった場合、「上シフト」に変更する。
Ｓ１０５では、カウント値Ｃｎｔを初期化する。
Ｓ１０６では、カウント値Ｃｎｔをカウントアップする。
Ｓ１０５では、カウント値Ｃｎｔを初期化する。
Ｓ１０６では、カウント値Ｃｎｔをカウントアップする。
Ｓ１０７では、シフトフラグが下シフトであるか否かを判断する。シフトフラグが下シフトではないと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、すなわち、シフトフラグが上シフトである場合、Ｓ１１４へ移行する。シフトフラグが下シフトであると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。
Ｓ１０８では、現在のシフトフラグが前回値と異なるか否か判断する。現在のシフトフラグが前回値と同じであると判断された場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１１１へ移行する。現在のシフトフラグが前回値と異なると判断された場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０９へ移行する。
Ｓ１０９では、目標シフト量Ｘ０を演算する。目標シフト量Ｘ０は、上限上べた変調から下限下べた変調へ直接的に切り替えたときのデューティのシフト量とする。目標シフト量Ｘ０は、式（１）で表される。
Ｘ０＝ＤＨ−（Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ）−ＤＬ
＝９３−（Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ）− ４ ・・・（１）
Ｓ１１０では、ローパスフィルタを初期化する。
Ｓ１１１では、目標シフト量Ｘ０をローパスフィルタ処理した値であるフィルタ処理値Ｘを演算する。ローパスフィルタの時定数については後述する。
Ｘ０＝ＤＨ−（Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ）−ＤＬ
＝９３−（Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ）− ４ ・・・（１）
Ｓ１１０では、ローパスフィルタを初期化する。
Ｓ１１１では、目標シフト量Ｘ０をローパスフィルタ処理した値であるフィルタ処理値Ｘを演算する。ローパスフィルタの時定数については後述する。
Ｓ１１２では、デューティ変更量Ｙを演算する。デューティ変更量Ｙは、式（２）で表される。
Ｙ＝Ｘ０−Ｘ ・・・（２）
Ｙ＝Ｘ０−Ｘ ・・・（２）
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
デューティ変更量Ｙの下限値は、式（３）により規定される。
Ｄ１＿ｍｉｎ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧０ ・・・（３）
デューティ変更量Ｙの下限値は、式（３）により規定される。
Ｄ１＿ｍｉｎ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧０ ・・・（３）
デューティ変更量Ｙの上限値は、式（４）により規定される。
Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ−Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦ＤＨ−ＤＬ−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｄ１＿ｍｉｎ
Ｙ≦８９−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｄ１＿ｍｉｎ ・・・（４）
Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ−Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦ＤＨ−ＤＬ−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｄ１＿ｍｉｎ
Ｙ≦８９−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｄ１＿ｍｉｎ ・・・（４）
Ｓ１１３では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、式（５−１）〜（５−３）で表される。
Ｄｕ１＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ
＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ ４＋Ｙ ・・・（５−１）
Ｄｖ１＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ
＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ ４＋Ｙ ・・・（５−２）
Ｄｗ１＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ
＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ ４＋Ｙ ・・・（５−３）
Ｄｕ１＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ
＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ ４＋Ｙ ・・・（５−１）
Ｄｖ１＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ
＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ ４＋Ｙ ・・・（５−２）
Ｄｗ１＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ＋Ｙ
＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ ４＋Ｙ ・・・（５−３）
シフトフラグが上シフトである場合（Ｓ１０７：ＮＯ）に移行するＳ１１４では、現在のシフトフラグが前回値と同じであるか否かを判断する。現在のシフトフラグが前回値と同じであると判断された場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、Ｓ１１７へ移行する。現在のシフトフラグが前回値と異なると判断された場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、Ｓ１１５へ移行する。
Ｓ１１５では、目標シフト量Ｘ０を演算する。目標シフト量Ｘ０は、下限下べた変調から上限上べた変調へ直接的に切り替えたときの中性点電圧Ｖｎ１のシフト量とする。目標シフト量Ｘ０は、式（６）で表される。
Ｘ０＝４＋（Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ）−９３ ・・・（６）
Ｓ１１６では、ローパスフィルタを初期化する。
Ｓ１１７では、目標シフト量Ｘ０をローパスフィルタ処理した値であるフィルタ処理値Ｘを演算する。ローパスフィルタは、Ｓ１１１の演算に用いたものと同様とする。
Ｘ０＝４＋（Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ）−９３ ・・・（６）
Ｓ１１６では、ローパスフィルタを初期化する。
Ｓ１１７では、目標シフト量Ｘ０をローパスフィルタ処理した値であるフィルタ処理値Ｘを演算する。ローパスフィルタは、Ｓ１１１の演算に用いたものと同様とする。
Ｓ１１８では、デューティ変更量Ｙを式（２）により演算する。
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
デューティ変更量Ｙの下限値は、式（７）により規定される。
Ｄ１＿ｍｉｎ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ−ＤＨ
Ｙ≧Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ−８９ ・・・（７）
Ｄ１＿ｍｉｎ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ＋ＤＬ−ＤＨ
Ｙ≧Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍｉｎ−８９ ・・・（７）
デューティ変更量Ｙの上限値は、式（８）で表される。
Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦０ ・・・（８）
Ｄ１＿ｍａｘ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦０ ・・・（８）
Ｓ１１９では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、式（９−１）〜（９−３）で表される。
Ｄｕ１＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ
＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋９３＋Ｙ ・・・（９−１）
Ｄｖ１＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ
＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋９３＋Ｙ ・・・（９−２）
Ｄｗ１＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ
＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋９３＋Ｙ ・・・（９−３）
Ｄｕ１＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ
＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋９３＋Ｙ ・・・（９−１）
Ｄｖ１＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ
＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋９３＋Ｙ ・・・（９−２）
Ｄｗ１＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋ＤＨ＋Ｙ
＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｄ１＿ｍａｘ＋９３＋Ｙ ・・・（９−３）
本実施形態の指令演算処理を、図６のタイムチャートに基づいて説明する。図６において、（ａ）は変調前デューティ指令値Ｄｕ１＿ｂ、Ｄｖ１＿ｂ、Ｄｗ１＿ｂ、（ｂ）は目標シフト量Ｘ０、フィルタ処理値Ｘおよびデューティ変更量Ｙ、（ｃ）は第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を示している。図６では、モータ１０を一定の回転数で回転させている状態とする。
図６（ｂ）に示すように、第１中性点電圧Ｖｎ１が低くなる方向に第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１をシフトさせる第１移行期間Ｐｓ１、および、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭより低い状態で維持される第１維持期間Ｐｋ１を、第１期間Ｐ１とする。
本実施形態では、第１期間Ｐ１は、下シフトフラグがセットされ、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下べた変調される期間である。第１移行期間Ｐｓ１は、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上限上べた変調される状態から下限下べた変調される状態へ移行する過程の期間である。第１維持期間Ｐｋ１において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、下限下べた変調される。
本実施形態では、第１期間Ｐ１は、下シフトフラグがセットされ、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下べた変調される期間である。第１移行期間Ｐｓ１は、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上限上べた変調される状態から下限下べた変調される状態へ移行する過程の期間である。第１維持期間Ｐｋ１において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、下限下べた変調される。
また、第１中性点電圧Ｖｎ１が高くなる方向に第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１をシフトさせる第２移行期間Ｐｓ２、および、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭより高い状態で維持される第２維持期間Ｐｋ２を、第２期間Ｐ２とする。
本実施形態では、第２期間Ｐ２は、上シフトフラグがセットされ、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上べた変調される期間である。第２移行期間Ｐｓ２は、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下限下べた変調される状態から上限上べた変調される状態へ移行する過程の期間である。第２維持期間Ｐｋ２において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、上限上べた変調される。
本実施形態では、第２期間Ｐ２は、上シフトフラグがセットされ、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上べた変調される期間である。第２移行期間Ｐｓ２は、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下限下べた変調される状態から上限上べた変調される状態へ移行する過程の期間である。第２維持期間Ｐｋ２において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、上限上べた変調される。
図６には図示していないが、第２系統１０２側について言及しておくと、第１移行期間Ｐｓ１において、第２中性点電圧Ｖｎ２が高くなる方向に第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２がシフトされ、第１維持期間Ｐｋ１において、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭより高い状態で維持される。また、第２移行期間Ｐｓ２において、第２中性点電圧Ｖｎ２が低くなる方向に第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２がシフトされ、第２維持期間Ｐｋ２において、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭより低い状態で維持される。
なお、第１維持期間Ｐｋ１および第２維持期間Ｐｋ２において、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の振幅が一定であれば、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２も一定となるが、振幅が変化すれば、振幅の変化に伴って、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２も変化する。
なお、第１維持期間Ｐｋ１および第２維持期間Ｐｋ２において、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の振幅が一定であれば、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２も一定となるが、振幅が変化すれば、振幅の変化に伴って、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２も変化する。
本実施形態では、第１期間Ｐ１において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が上べた変調される。また、第１維持期間Ｐｋ１において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が下限下べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が上限上べた変調される。
第２期間Ｐ２において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が下べた変調される。また、第２維持期間Ｐｋ２において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上限上べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が下限下べた変調される。
第２期間Ｐ２において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が下べた変調される。また、第２維持期間Ｐｋ２において、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が上限上べた変調され、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が下限下べた変調される。
図６（ａ）に示すように、変調前デューティ指令値Ｄｕ１＿ｂ、Ｄｖ１＿ｂ、Ｄｗ１＿ｂは、３相正弦波である。
図６（ｂ）に示すように、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２とを切替期間Ｐｃごとに切り替える。切替期間Ｐｃは、ＳＷ素子２１１〜２１６に流れる電流の偏りによる素子間の温度差が所定の温度（例えば数℃）の範囲に収まる程度の時間であって、例えば１００ｍｓ〜数１００ｍｓ程度に設定される。切替期間Ｐｃは、予め設定された所定値としてもよい。また、電流積算値Ｉｓが判定閾値Ｉｔｈを超えたときに、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２とを切り替えるように、切替期間Ｐｃを電流積算値Ｉｓに応じて可変としてもよい。電流積算値Ｉｓは、電流検出部２６、２７にて検出される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２の積算値としてもよいし、各ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６ごとに通電される電流を演算し、当該素子電流の積算値としてもよい。
図６（ｂ）に示すように、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２とを切替期間Ｐｃごとに切り替える。切替期間Ｐｃは、ＳＷ素子２１１〜２１６に流れる電流の偏りによる素子間の温度差が所定の温度（例えば数℃）の範囲に収まる程度の時間であって、例えば１００ｍｓ〜数１００ｍｓ程度に設定される。切替期間Ｐｃは、予め設定された所定値としてもよい。また、電流積算値Ｉｓが判定閾値Ｉｔｈを超えたときに、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２とを切り替えるように、切替期間Ｐｃを電流積算値Ｉｓに応じて可変としてもよい。電流積算値Ｉｓは、電流検出部２６、２７にて検出される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２の積算値としてもよいし、各ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６ごとに通電される電流を演算し、当該素子電流の積算値としてもよい。
また、本実施形態では、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えに際し、第１中性点電圧Ｖｎ１を目標値まで瞬時にシフトさせるのではなく、移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２を設け、中性点電圧Ｖｎ１を徐々に変化させていくことにより、電流リップルを低減している。本実施形態では、デューティ変更量Ｙが０（若しくは０とみなせる程度の値）となったときに、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２が目標値に到達したとみなし、移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２の終了とする。
また、移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２におけるデューティ変更量Ｙを、目標シフト量Ｘ０および目標シフト量Ｘ０のフィルタ処理値Ｘに基づいて演算している。ここで、ローパスフィルタの時定数を、電流制御の応答性（例えば、１００Ｈｚ程度≒数ｍｓ程度）に係る時定数よりも大きくすることで、中性点電圧Ｖｎ１のシフトに伴う電流リップル成分を、電流制御により吸収させている。また、ローパスフィルタの時定数を、モータの時定数より大きくすることで、中性点電圧Ｖｎ１のシフトに伴うトルクリップルを低減することができる。
ローパスフィルタの時定数を大きくすることで移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２を長くし、中性点電圧Ｖｎ１をゆっくりシフトさせていくほど、切り替えに伴う電流リップルを低減することができる。ただし、移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２は、切替期間Ｐｃ以下となるように、ローパスフィルタの時定数が適宜設定される。
図６（ｃ）に示すように、状態Ａと状態Ｂとの切り替えに際し、移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２を設け、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２の変化の時定数が所定の時定数より大きくすることにより、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、滑らかに変更される。これにより、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２が急変することなく、滑らかに変化するので、電流リップルを低減することができる。
以上詳述したように、本実施形態の電力変換装置１は、第１巻線組１１および第２巻線組１２を有するモータ１０の電力を変換するものであって、第１インバータ部２１と、第２インバータ部２２と、制御部４０と、を備える。
第１インバータ部２１は、第１巻線組１１の各相に対応して設けられる第１ＳＷ素子２１１〜２１６を有する。
第２インバータ部２２は、第２巻線組１２の各相に対応して設けられる第２ＳＷ素子２２６〜２２６を有する。
第１インバータ部２１は、第１巻線組１１の各相に対応して設けられる第１ＳＷ素子２１１〜２１６を有する。
第２インバータ部２２は、第２巻線組１２の各相に対応して設けられる第２ＳＷ素子２２６〜２２６を有する。
制御部４０は、第１巻線組１１に印加される電圧に係る第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、および、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算するデューティ演算部４１５、４２５を有する。
ここで、第１巻線組１１に印加される中性点電圧である第１中性点電圧Ｖｎ１が、低くなる方向にシフトされ、出力中心値ＶＭよりも下側となり、第２巻線組１２に印加される中性点電圧である第２中性点電圧Ｖｎ２が、高くなる方向にシフトされ、出力中心値ＶＭより上側となる期間を第１期間Ｐ１とする。
また、第１中性点電圧Ｖｎ１が高くなる方向にシフトされ、出力中心値ＶＭより上側となり、第２中性点電圧Ｖｎ２が低くなる方向にシフトされ、出力中心値ＶＭより下側となる期間を第２期間Ｐ２とする。
また、第１中性点電圧Ｖｎ１が高くなる方向にシフトされ、出力中心値ＶＭより上側となり、第２中性点電圧Ｖｎ２が低くなる方向にシフトされ、出力中心値ＶＭより下側となる期間を第２期間Ｐ２とする。
本実施形態では、移行期間Ｐｓ１を含む下べた変調されている期間を第１期間Ｐ１とし、移行期間Ｐｓ２を含む上べた変調されている期間を第２期間Ｐ２とする。すなわち、移行期間Ｐｓ１において、第１中性点電圧Ｖｎ１が下方向にシフトされている途中であって出力中心値ＶＭより高い期間、および、第２中性点電圧Ｖｎ２が上方向にシフトされている途中であって出力中心値ＶＭより低い期間も、第１期間Ｐ１に含まれるものとする。また、第１中性点電圧Ｖｎ１が上方向にシフトされている途中であって出力中心値ＶＭより低い期間、および、第２中性点電圧Ｖｎ２が下方向にシフトされている途中であって出力中心値ＶＭより高い期間も、第２期間Ｐ２に含まれるものとする。また、第１期間Ｐ１において、振幅の変化により第１中性点電圧Ｖｎ１が上方向にシフトされたり、第２中性点電圧Ｖｎ２が下方向にシフトされたりするような一時的なシフト方向の変化は考慮せず、第１期間Ｐ１が継続されているものとみなす。第２期間Ｐ２についても同様である。
デューティ演算部４１５、４２５は、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２とを切替期間Ｐｃごとに切り替えるとき、移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２における第１中性点電圧Ｖｎ１および第２中性点電圧Ｖｎ２の変化の時定数が、所定の時定数よりも大きくなるように、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、および、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。
具体的には、目標シフト量Ｘ０のフィルタ処理に係る時定数を、所定の時定数よりも大きくなるように設定し、フィルタ処理された値であるフィルタ処理値Ｘを用いてデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。
具体的には、目標シフト量Ｘ０のフィルタ処理に係る時定数を、所定の時定数よりも大きくなるように設定し、フィルタ処理された値であるフィルタ処理値Ｘを用いてデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。
本実施形態では、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭよりも下側にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭよりも上側にシフトされている状態と、第１中性点電圧Ｖｎ１が出力中心値ＶＭより．も上側にシフトされ、第２中性点電圧Ｖｎ２が出力中心値ＶＭよりも下側にシフトされている状態とを切替期間Ｐｃごとに切り替える。これにより、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６間の発熱の偏りを低減することができる。
また、デューティ演算部４１５、４２５は、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えに際し、第１中性点電圧Ｖｎ１および第２中性点電圧Ｖｎ２の変化の時定数を所定の時定数よりも大きくし、第１中性点電圧Ｖｎ１および第２中性点電圧Ｖｎ２を徐々に変化させるように、第１電圧指令値および第２電圧指令値を演算する。これにより、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えに伴う電流リップルを低減することができるので、トルクリップルや、振動および音の発生を抑制することができる。
所定の時定数は、制御部４０における制御の応答性に応じた値である。中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２の変化の時定数を電流制御の応答性よりも大きくすることにより、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えに伴う電流リップル成分を、電流制御にて抑制することができる。
所定の時定数は、モータ１０の時定数である。中性点電圧Ｖｎ１の変化の時定数をモータ１０の時定数よりも大きくすることにより、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えに伴うトルクリップルを抑制することができる。
所定の時定数は、第１中性点電圧Ｖｎ１および第２中性点電圧Ｖｎ２が目標値となるまでの移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２が、切替期間Ｐｃ以下となる値である。これにより、切替期間Ｐｃ内にて第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えを適切に完了させることができる。
所定の時定数は、モータ１０の時定数である。中性点電圧Ｖｎ１の変化の時定数をモータ１０の時定数よりも大きくすることにより、第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えに伴うトルクリップルを抑制することができる。
所定の時定数は、第１中性点電圧Ｖｎ１および第２中性点電圧Ｖｎ２が目標値となるまでの移行期間Ｐｓ１、Ｐｓ２が、切替期間Ｐｃ以下となる値である。これにより、切替期間Ｐｃ内にて第１期間Ｐ１と第２期間Ｐ２との切り替えを適切に完了させることができる。
切替期間Ｐｃは、第１ＳＷ素子２１１〜２１６および第２ＳＷ素子２２１〜２２６における素子間の温度差が所定値以下となるように設定された所定期間である。これにより、素子間の発熱の偏りを低減することができる。
また、切替期間Ｐｃは、電流積算値Ｉｓに応じて可変としてもよい。これにより、素子間の発熱の偏りを、より適切に低減することができる。
本実施形態では、デューティ演算部４１５、４２５が「指令演算手段」に対応する。また、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が「第１電圧指令値」に対応し、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が「第２電圧指令値」に対応する。
また、切替期間Ｐｃは、電流積算値Ｉｓに応じて可変としてもよい。これにより、素子間の発熱の偏りを、より適切に低減することができる。
本実施形態では、デューティ演算部４１５、４２５が「指令演算手段」に対応する。また、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が「第１電圧指令値」に対応し、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が「第２電圧指令値」に対応する。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。
本実施形態は、デューティ演算部４１５における指令演算処理が異なっているので、この点を中心に説明する。
第１実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、または、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を上べた変調し、他方を下べた変調する。本実施形態では、変調処理を行わず、３相正弦波の状態にて、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が出力中心より上側、他方が下側となるようにデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２をシフトする。
本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。
本実施形態は、デューティ演算部４１５における指令演算処理が異なっているので、この点を中心に説明する。
第１実施形態では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、または、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を上べた変調し、他方を下べた変調する。本実施形態では、変調処理を行わず、３相正弦波の状態にて、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が出力中心より上側、他方が下側となるようにデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２をシフトする。
本実施形態の指令演算処理を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。図７の処理は、図５の処理と同様、デューティ演算部４１５にて、所定の間隔で実行される。本実施形態でも、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を中心に説明する。
Ｓ２０１〜Ｓ２０７の処理は、図５中のＳ２０１〜Ｓ１０７の処理と同様である。シフトフラグが下フラグではないと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、すなわち、シフトフラグが上フラグである場合、Ｓ２１５へ移行する。シフトフラグが下フラグであると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行する。
Ｓ２０１〜Ｓ２０７の処理は、図５中のＳ２０１〜Ｓ１０７の処理と同様である。シフトフラグが下フラグではないと判断された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、すなわち、シフトフラグが上フラグである場合、Ｓ２１５へ移行する。シフトフラグが下フラグであると判断された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、Ｓ２０８へ移行する。
Ｓ２０８では、シフト量Ｓｆｔを演算する。シフト量Ｓｆｔは、現在の振幅での第１中性点電圧換算値Ｄｎ１と出力中心デューティＤＭとの差分であり、式（１０）で表される。
Ｓｆｔ＝｜Ｄｎ１−ＤＭ｜ ・・・（１０）
Ｓ２０９は、図５中のＳ１０８と同様であり、現在のシフトフラグが前回値と異なるか否か判断する。現在のシフトフラグが前回値と同じであると判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、Ｓ２１２へ移行する。現在のシフトフラグが前回値と異なると判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。
Ｓｆｔ＝｜Ｄｎ１−ＤＭ｜ ・・・（１０）
Ｓ２０９は、図５中のＳ１０８と同様であり、現在のシフトフラグが前回値と異なるか否か判断する。現在のシフトフラグが前回値と同じであると判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、Ｓ２１２へ移行する。現在のシフトフラグが前回値と異なると判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。
Ｓ２１０では、目標シフト量Ｘ０を演算する。目標シフト量Ｘ０は、式（１１）で表される。
Ｘ０＝２×Ｓｆｔ ・・・（１１）
Ｓ２１１、Ｓ２１２は、図５中のＳ１１０、Ｓ１１１と同様である。
Ｘ０＝２×Ｓｆｔ ・・・（１１）
Ｓ２１１、Ｓ２１２は、図５中のＳ１１０、Ｓ１１１と同様である。
Ｓ２１３では、デューティ変更量Ｙを式（２）により演算する。
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
デューティ変更量Ｙの下限値は、式（１２）により規定される。
Ｄ１＿ｍｉｎ−Ｓｔｈ＋Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧ＤＬ＋Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ
Ｙ≧ ４＋Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ ・・・（１２）
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
デューティ変更量Ｙの下限値は、式（１２）により規定される。
Ｄ１＿ｍｉｎ−Ｓｔｈ＋Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧ＤＬ＋Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ
Ｙ≧ ４＋Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ ・・・（１２）
デューティ変更量Ｙの上限値は、式（１３）により規定される。
Ｄ１＿ｍａｘ−Ｓｆｔ＋Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦ＤＨ−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｓｆｔ
Ｙ≦９３−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｓｆｔ ・・・（１３）
Ｄ１＿ｍａｘ−Ｓｆｔ＋Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦ＤＨ−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｓｆｔ
Ｙ≦９３−Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｓｆｔ ・・・（１３）
Ｓ２１４では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、式（１４−１）〜（１４−３）で表される。
Ｄｕ＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｓｆｔ＋Ｙ ・・・（１４−１）
Ｄｖ＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｓｆｔ＋Ｙ ・・・（１４−２）
Ｄｗ＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｓｆｔ＋Ｙ ・・・（１４−３）
Ｄｕ＝Ｄｕ１＿ｂ−Ｓｆｔ＋Ｙ ・・・（１４−１）
Ｄｖ＝Ｄｖ１＿ｂ−Ｓｆｔ＋Ｙ ・・・（１４−２）
Ｄｗ＝Ｄｗ１＿ｂ−Ｓｆｔ＋Ｙ ・・・（１４−３）
シフトフラグが上シフトである場合（Ｓ２０７：ＮＯ）に移行するＳ２１５では、Ｓ２１０と同様、式（１１）によりシフト量Ｓｆｔを演算する。
Ｓ２１６〜Ｓ２１９の処理は、Ｓ２０９〜Ｓ２１２の処理と同様である。
Ｓ２２０では、デューティ変更量Ｙを式（２）により演算する。
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
Ｓ２１６〜Ｓ２１９の処理は、Ｓ２０９〜Ｓ２１２の処理と同様である。
Ｓ２２０では、デューティ変更量Ｙを式（２）により演算する。
また、振幅変動を考慮し、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が出力可能な下限値ＤＬ以上、出力可能な上限値ＤＨ以下の範囲となるように、デューティ変更量Ｙを制限する。
デューティ変更量Ｙの下限値は、式（１５）により規定される。
Ｄ１＿ｍｉｎ＋Ｓｆｔ−Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧ＤＬ−Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ
Ｙ≧ ４−Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ ・・・（１５）
Ｄ１＿ｍｉｎ＋Ｓｆｔ−Ｙ≧ＤＬ
Ｙ≧ＤＬ−Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ
Ｙ≧ ４−Ｓｆｔ−Ｄ１＿ｍｉｎ ・・・（１５）
デューティ変更量Ｙの上限値は、式（１６）により規定される。
Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｓｆｔ−Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦ＤＨ−Ｄ１＿ｍａｘ−Ｓｆｔ
Ｙ≦９３−Ｄ１＿ｍａｘ−Ｓｆｔ ・・・（１６）
Ｄ１＿ｍａｘ＋Ｓｆｔ−Ｙ≦ＤＨ
Ｙ≦ＤＨ−Ｄ１＿ｍａｘ−Ｓｆｔ
Ｙ≦９３−Ｄ１＿ｍａｘ−Ｓｆｔ ・・・（１６）
Ｓ２２１では、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１を演算する。第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１は、式（１７−１）〜（１７−３）で表される。
Ｄｕ＝Ｄｕ１＿ｂ＋Ｓｆｔ−Ｙ ・・・（１７−１）
Ｄｖ＝Ｄｖ１＿ｂ＋Ｓｆｔ−Ｙ ・・・（１７−２）
Ｄｗ＝Ｄｗ１＿ｂ＋Ｓｆｔ−Ｙ ・・・（１７−３）
Ｄｕ＝Ｄｕ１＿ｂ＋Ｓｆｔ−Ｙ ・・・（１７−１）
Ｄｖ＝Ｄｖ１＿ｂ＋Ｓｆｔ−Ｙ ・・・（１７−２）
Ｄｗ＝Ｄｗ１＿ｂ＋Ｓｆｔ−Ｙ ・・・（１７−３）
本実施形態では、変調処理を行わず、３相正弦波の状態の第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１または第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の一方を下方向にシフトさせ、他方を上方向にシフトさせている。
このようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
このようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
本実施形態では、上記実施形態と同様、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が出力中心値ＶＭの上側、他方が下側となるようにデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の演算は、第１実施形態のように変調処理を行ってもよいし、第２実施形態のように変調処理を行わなくてもよい。第４実施形態についても同様である。
本実施形態の第１指令演算部４３は、上記実施形態の第１指令演算部４１の各機能ブロックに加え、補正値演算部４１６および加算器４１８を有する。
本発明の第３実施形態を図８に基づいて説明する。
本実施形態では、上記実施形態と同様、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２の一方が出力中心値ＶＭの上側、他方が下側となるようにデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算する。デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２の演算は、第１実施形態のように変調処理を行ってもよいし、第２実施形態のように変調処理を行わなくてもよい。第４実施形態についても同様である。
本実施形態の第１指令演算部４３は、上記実施形態の第１指令演算部４１の各機能ブロックに加え、補正値演算部４１６および加算器４１８を有する。
補正値演算部４１６には、デューティ演算部４１５にて演算されたシフトフラグが入力される。補正値演算部４１６は、第１電流検出部２６にて検出された第１電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を補正する第１電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を演算する。第１電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１は、シフトフラグに応じ、例えばマップ演算等により演算される。
加算器４１８では、第１電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に、第１電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を加算し、補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃを演算する。
３相２相変換部４１０では、補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃをｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１およびｑ軸電流検出値Ｉｑ１を演算する。
加算器４１８では、第１電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に、第１電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を加算し、補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃを演算する。
３相２相変換部４１０では、補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃをｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ１およびｑ軸電流検出値Ｉｑ１を演算する。
本実施形態では、電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１は、オフセット誤差に係る補正値をシフトフラグに応じて変更している、と捉えることができる。ここで、補正値演算部４１６では、シフトフラグに応じて、ゲイン誤差を補正する補正値を演算し、電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のゲイン誤差についても補正して補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃを演算するように構成してもよい。補正後電流検出値Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃ、および、第４実施形態についても同様である。
第２指令演算部４４は、上記実施形態の第２指令演算部４２の各機能ブロックに加え、補正値演算部４２６および加算器４２８を有する。第２指令演算部４４の補正値演算部４２６は、第２電流検出部２７にて検出された第２電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する第２電流補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を演算する。第２電流補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２は、シフトフラグに応じ、例えばマップ演算等により演算される。
加算器４２８では、第２電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に、第２電流補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を加算し、補正後電流検出値Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃを演算する。
３相２相変換部４２０では、補正後電流検出値Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃをｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ２およびｑ軸電流検出値Ｉｑ２を演算する。
加算器４２８では、第２電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に、第２電流補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を加算し、補正後電流検出値Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃを演算する。
３相２相変換部４２０では、補正後電流検出値Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃをｄｑ変換し、ｄ軸電流検出値Ｉｄ２およびｑ軸電流検出値Ｉｑ２を演算する。
本実施形態では、電力変換装置１は、第１巻線組１１および第２巻線組１２の各相に流れる電流を検出する電流検出部２６、２７を備える。
制御部４０は、補正値演算部４１６、４２６、および、加算器４１８、４２８を有する。
補正値演算部４１６、４２６は、電流検出部２６、２７から取得される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２のシフト方向に応じて変更する。具体的には、補正値演算部４１６は、電流検出部２６から取得される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を補正する補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を、第１中性点電圧Ｖｎ１のシフト方向に応じて変更する。また、補正値演算部４２６は、電流検出部２７から取得される電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を、第２中性点電圧Ｖｎ２のシフト方向に応じて変更する。
加算器４１８、４２８は、補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２に基づいて電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する。
これにより、電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２におけるシフト方向に応じたオフセット誤差やゲイン誤差等を適切に補正することができる。
制御部４０は、補正値演算部４１６、４２６、および、加算器４１８、４２８を有する。
補正値演算部４１６、４２６は、電流検出部２６、２７から取得される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を、第１中性点電圧Ｖｎ１または第２中性点電圧Ｖｎ２のシフト方向に応じて変更する。具体的には、補正値演算部４１６は、電流検出部２６から取得される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を補正する補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を、第１中性点電圧Ｖｎ１のシフト方向に応じて変更する。また、補正値演算部４２６は、電流検出部２７から取得される電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を、第２中性点電圧Ｖｎ２のシフト方向に応じて変更する。
加算器４１８、４２８は、補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２に基づいて電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する。
これにより、電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２におけるシフト方向に応じたオフセット誤差やゲイン誤差等を適切に補正することができる。
また、デューティ演算部４１５、４２５は、補正されたＩｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２である補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃ、Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃに基づいてデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算するので、より適切にデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、補正値演算部４１６、４２６が「補正値演算手段」に対応し、加算器４１８、４２８が「補正手段」に対応する。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、補正値演算部４１６、４２６が「補正値演算手段」に対応し、加算器４１８、４２８が「補正手段」に対応する。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図９に基づいて説明する。
本実施形態の第１指令演算部４５は、第４実施形態の補正値演算部４１６に替えて、補正値演算部４１７を有する。また、第２指令演算部４６は、第４実施形態の補正値演算部４２６に替えて、補正値演算部４２７を有する。
補正値演算部４１７には、デューティ演算部４１５にて演算された第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が入力される。補正値演算部４１７は、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１に応じ、例えばマップ演算等により、第１電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を演算する。
本発明の第４実施形態を図９に基づいて説明する。
本実施形態の第１指令演算部４５は、第４実施形態の補正値演算部４１６に替えて、補正値演算部４１７を有する。また、第２指令演算部４６は、第４実施形態の補正値演算部４２６に替えて、補正値演算部４２７を有する。
補正値演算部４１７には、デューティ演算部４１５にて演算された第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１が入力される。補正値演算部４１７は、第１デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１に応じ、例えばマップ演算等により、第１電流補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１を演算する。
補正値演算部４２７は、デューティ演算部４２５にて演算された第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２が入力される。補正値演算部４２７は、第２デューティ指令値Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２に応じ、例えばマップ演算等により、第２電流補正値Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を演算する。
これにより、より適切に電流検出値を補正することができる。
これにより、より適切に電流検出値を補正することができる。
本実施形態では、電力変換装置１は、電力変換装置１は、第１巻線組１１および第２巻線組１２の各相に流れる電流を検出する電流検出部２６、２７を備える。
制御部４０は、補正値演算部４１７、４２７、および、加算器４１８、４２８を有する。
補正値演算部４１７、４２７は、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２に基づき、電流検出部２６、２７から取得される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を演算する。
加算器４１８、４２８は、補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２に基づいて電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する。
これにより、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２に応じたオフセット誤差やゲイン誤差を適切に補正することができる。
制御部４０は、補正値演算部４１７、４２７、および、加算器４１８、４２８を有する。
補正値演算部４１７、４２７は、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２に基づき、電流検出部２６、２７から取得される電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２を演算する。
加算器４１８、４２８は、補正値Ｃｕ１、Ｃｖ１、Ｃｗ１、Ｃｕ２、Ｃｖ２、Ｃｗ２に基づいて電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を補正する。
これにより、デューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２に応じたオフセット誤差やゲイン誤差を適切に補正することができる。
また、デューティ演算部４１５、４２５は、補正されたＩｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２である補正後電流検出値Ｉｕ１＿ｃ、Ｉｖ１＿ｃ、Ｉｗ１＿ｃ、Ｉｕ２＿ｃ、Ｉｖ２＿ｃ、Ｉｗ２＿ｃに基づいてデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算するので、より適切にデューティ指令値Ｄｕ１、Ｄｖ１、Ｄｗ１、Ｄｕ２、Ｄｖ２、Ｄｗ２を演算することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、補正値演算部４１７、４２７が「補正値演算手段」に対応し、加算器４１８、４２８が「補正手段」に対応する。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、補正値演算部４１７、４２７が「補正値演算手段」に対応し、加算器４１８、４２８が「補正手段」に対応する。
（他の実施形態）
（ア）指令演算手段
上記実施形態では、デューティ演算部にて演算される第１デューティ指令値が「第１電圧指令値」に対応し、第２デューティ指令値が「第２電圧指令値」に対応する。他の実施形態では、デューティ換算前の電圧指令値をシフト処理し、シフト処理されたシフト後電圧指令値をデューティに変換してもよい。変調処理についても同様である。すなわち、デューティ換算前の電圧指令値を、第１電圧指令値および第２電圧指令値としてもよく、例えば第１実施形態の制御器４１３、４２３と、デューティ演算部４１５、４２５との間に、変調処理部やシフト処理部といった機能ブロックを設け、この変調処理部やシフト処理部等を「指令演算手段」と捉えてもよい。
（ア）指令演算手段
上記実施形態では、デューティ演算部にて演算される第１デューティ指令値が「第１電圧指令値」に対応し、第２デューティ指令値が「第２電圧指令値」に対応する。他の実施形態では、デューティ換算前の電圧指令値をシフト処理し、シフト処理されたシフト後電圧指令値をデューティに変換してもよい。変調処理についても同様である。すなわち、デューティ換算前の電圧指令値を、第１電圧指令値および第２電圧指令値としてもよく、例えば第１実施形態の制御器４１３、４２３と、デューティ演算部４１５、４２５との間に、変調処理部やシフト処理部といった機能ブロックを設け、この変調処理部やシフト処理部等を「指令演算手段」と捉えてもよい。
上記実施形態では、目標シフト量をフィルタ処理するローパスフィルタの時定数は、所定の時定数である。他の実施形態では、電流の大きさに応じてモータの応答性が変化する点を考慮し、電流の大きさに応じて時定数を可変にしてもよい。ここで、「電流の大きさ」とは、電流検出値に基づく値としてもよいし、電流指令値に基づく値としてもよい。
また、上記実施形態では、目標シフト量をフィルタ処理する。他の実施形態では、目標シフト量以外のパラメータをフィルタ処理した値を電圧指令値の演算に用いることで、第１中性点電圧および第２中性点電圧の変化の時定数が所定の時定数よりも大きくなるように第１電圧指令値および第２電圧指令値を演算するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、目標シフト量をフィルタ処理する。他の実施形態では、目標シフト量以外のパラメータをフィルタ処理した値を電圧指令値の演算に用いることで、第１中性点電圧および第２中性点電圧の変化の時定数が所定の時定数よりも大きくなるように第１電圧指令値および第２電圧指令値を演算するようにしてもよい。
（イ）補正値演算部
第５実施形態では、補正値演算部は、デューティ指令値を「電圧指令値」みなし、デューティ指令値に基づいて電流補正値を演算する。他の実施形態では、デューティ指令値に替えて、３相の電圧指令値に基づいて電流補正値を演算してもよい。また、電圧指令値は、３相の電圧指令値に替えて、ｄｑ軸に変換した値としてもよい。この場合、３相２相変換部にてｄｑ変換した後のｄｑ軸の電流検出値を補正するように構成してもよい。
第５実施形態では、補正値演算部は、デューティ指令値を「電圧指令値」みなし、デューティ指令値に基づいて電流補正値を演算する。他の実施形態では、デューティ指令値に替えて、３相の電圧指令値に基づいて電流補正値を演算してもよい。また、電圧指令値は、３相の電圧指令値に替えて、ｄｑ軸に変換した値としてもよい。この場合、３相２相変換部にてｄｑ変換した後のｄｑ軸の電流検出値を補正するように構成してもよい。
（ウ）電流検出素子
上記実施形態では、電流検出素子は、シャント抵抗であって、低電位側ＳＷ素子の低電位側に設けられる。他の実施形態では、電流検出素子は、シャント抵抗に限らず、例えばホールＩＣ等であってもよい。また、他の実施形態では、電流検出素子を、高電位側ＳＷ素子の高電位側、または、巻線組とインバータ部との間等、低電位側ＳＷ素子の低電位側以外の箇所に設けてもよい。
上記実施形態では、電流検出素子は、シャント抵抗であって、低電位側ＳＷ素子の低電位側に設けられる。他の実施形態では、電流検出素子は、シャント抵抗に限らず、例えばホールＩＣ等であってもよい。また、他の実施形態では、電流検出素子を、高電位側ＳＷ素子の高電位側、または、巻線組とインバータ部との間等、低電位側ＳＷ素子の低電位側以外の箇所に設けてもよい。
（エ）回転電機
上記実施形態では、回転電機は、３相のブラシレスモータである。他の実施形態では、多相回転電機は、３相に限らず、４相以上としてもよい。また、ブラシレスモータに限らず、どのようなモータとしてもよい。また、回転電機は、モータに限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
上記実施形態では、回転電機は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、回転電機駆動装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
上記実施形態では、回転電機は、３相のブラシレスモータである。他の実施形態では、多相回転電機は、３相に限らず、４相以上としてもよい。また、ブラシレスモータに限らず、どのようなモータとしてもよい。また、回転電機は、モータに限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
上記実施形態では、回転電機は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、回転電機駆動装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
（オ）切替周期
切替周期は、回転電機および電動パワーステアリング装置の構造上の共振周波数を避けるように設定されてもよい。また、切替周期は必ずしも特定の周期に固定されるものではなく、例えば、まず１２５ｍｓで切り替え、次に１００ｍｓで切り替え、その次に１７５ｍｓで切り替えた後でまた１２５ｍｓで切り替えを行うなどしてもよく、この切替周期の最小公倍数が大きくなるように設定されているとなおよい。すなわち、異なる長さに設定される複数の切替期間が周期的に繰り返されるようにしてもよい。これにより、電流リップルが低減され、トルクリップル、振動や騒音を抑制することができる。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
切替周期は、回転電機および電動パワーステアリング装置の構造上の共振周波数を避けるように設定されてもよい。また、切替周期は必ずしも特定の周期に固定されるものではなく、例えば、まず１２５ｍｓで切り替え、次に１００ｍｓで切り替え、その次に１７５ｍｓで切り替えた後でまた１２５ｍｓで切り替えを行うなどしてもよく、この切替周期の最小公倍数が大きくなるように設定されているとなおよい。すなわち、異なる長さに設定される複数の切替期間が周期的に繰り返されるようにしてもよい。これにより、電流リップルが低減され、トルクリップル、振動や騒音を抑制することができる。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
１・・・電力変換装置
１０・・・モータ（回転電機）
２１・・・第１インバータ部
２２・・・第２インバータ部
４０・・・制御部
４１５、４２５・・・デューティ演算部（指令演算手段）
４１６、４１７、４２６、２７・・・補正値演算部（補正値演算手段）
４１８、４２８・・・加算器（補正手段）
１０・・・モータ（回転電機）
２１・・・第１インバータ部
２２・・・第２インバータ部
４０・・・制御部
４１５、４２５・・・デューティ演算部（指令演算手段）
４１６、４１７、４２６、２７・・・補正値演算部（補正値演算手段）
４１８、４２８・・・加算器（補正手段）
Claims (8)
- 第１巻線組（１１）および第２巻線組（１２）を有する回転電機（１０）の電力を変換する電力変換装置であって、
前記第１巻線組の各相に対応して設けられる第１スイッチング素子（２１１〜２１６）を有する第１インバータ部（２１）と、
前記第２巻線組の各相に対応して設けられる第２スイッチング素子（２２１〜２２６）を有する第２インバータ部（２２）と、
前記第１巻線組に印加される電圧に係る第１電圧指令値、および、前記第２巻線組に印加される電圧に係る第２電圧指令値を演算する指令演算手段（４１５、４２５）を有する制御部（４０）と、
を備え、
前記指令演算手段は、
前記第１巻線組に印加される第１中性点電圧が低くなる方向にシフトされ、出力可能な電圧範囲の中心値である出力中心値よりも下側となり、前記第２巻線組に印加される第２中性点電圧が高くなる方向にシフトされ、前記出力中心値よりも上側となる期間である第１期間と、前記第１中性点電圧が高くなる方向にシフトされ、前記出力中心値よりも上側となり、前記第２中性点電圧が低くなる方向にシフトされ、前記出力中心値よりも下側となる期間である第２期間とを、切替期間ごとに切り替えるとき、前記第１中性点電圧および前記第２中性点電圧の変化の時定数が、所定の時定数よりも大きくなるように前記第１電圧指令値および前記第２電圧指令値を演算することを特徴とする電力変換装置。 - 前記所定の時定数は、前記制御部における制御の応答性に応じた値であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
- 前記所定の時定数は、前記回転電機の時定数であることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
- 前記所定の時定数は、前記第１中性点電圧および前記第２中性点電圧が目標値となるまでの移行期間が前記切替期間以下となる値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記切替期間は、前記第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子における素子間の温度差が所定値以下となるように設定された所定期間であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記切替期間は、電流積算値に応じて可変であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
- 前記第１巻線組および前記第２巻線組の各相に流れる電流を検出する電流検出部（２６、２７）を備え、
前記制御部は、
前記電流検出部から取得される電流検出値を補正する補正値を、前記第１中性点電圧または前記第２中性点電圧のシフト方向に応じて変更する補正値演算手段（４１６、４２６）と、
前記補正値に基づいて前記電流検出値を補正する補正手段（４１８、４２８）と、
を有し、
前記指令演算手段は、前記補正手段により補正された前記電流検出値に基づいて前記第１電圧指令値および前記第２電圧指令値を演算することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記第１巻線組および前記第２巻線組の各相に流れる電流を検出する電流検出部（２６、２７）を備え、
前記制御部は、
前記第１電圧指令値または前記第２電圧指令値に基づき、前記電流検出部から取得される電流検出値を補正する補正値を演算する補正値演算手段（４１７、４２７）と、
前記補正値に基づいて前記電流検出値を補正する補正手段（４１８、４２８）と、
を有し、
前記指令演算手段は、前記補正手段により補正された前記電流検出値に基づいて前記第１電圧指令値および前記第２電圧指令値を演算することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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