JP7376548B2 - 電力変換装置、電力変換装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置、電力変換装置の制御方法、およびプログラムに関する。

地球環境上の悪影響を軽減する（例えばＮＯｘ、ＳＯｘを削減する、あるいはＣＯ_２を削減する）取り組みが進んでいる。このため、近年では、地球環境の改善の観点から、ＣＯ_２の削減のために、例えば、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）や、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）など、少なくとも、バッテリ（二次電池）により供給される電力によって駆動される電動モータによって走行する電動車両への関心が高まっている。そして、車載用途のバッテリとして、リチウムイオン二次電池の使用が検討されている。これらの電動車両では、バッテリに蓄電された直流電力を、電動モータを駆動するための交流電力に変換することが行われている。

これに関して、例えば、特許文献１や特許文献２には、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に関する技術が開示されている。特許文献１や２に開示された電力変換装置では、インバータを用いて、電力源であるバッテリのオン時間あるいはオフ時間を制御（スイッチング制御）することによって、直流電力を交流電力に変換している。インバータは、簡易な構成であり、交流電力や周波数を調整する電力変換装置として近年最も多く普及している。

国際公開第２０１９／００４０１５号 国際公開第２０１９／１１６７８５号

従来のブリッジタイプのインバータは、上下のアームを交互にオン状態あるいはオフ状態にスイッチング制御することによって、変調した交流電力を出力する。インバータを構成するそれぞれのアームに配置されるスイッチング素子（パワー半導体素子）には、オフ状態に制御されているときに、インバータの主回路の電圧が印加される。このため、インバータを構成するスイッチング素子には、インバータの主回路の電圧に加えて、オフ状態に制御されるときの高い電圧（サージ電圧）に耐えることができるような高耐圧の部品を用いる必要がある。しかしながら、一般的に、半導体素子におけるオン状態のときの電圧（オン電圧）と耐圧とは、素子の物性や構造によって決まる特性であり、主にドリフト層の抵抗（オン抵抗）が支配的であるため、半導体素子においてオン電圧の低減と耐圧の向上とは、原理的に両立しないものである。このため、インバータにおいては、主回路の電圧が高くなるのに比例して、スイッチング素子のオン抵抗による定常的な損失や、スイッチング素子をスイッチングさせる際の損失（スイッチング損失）が増加し、インバータのシステムとしての電力変換の効率が低下してしまう。さらに、電動車両における通常の走行では、常に高い電圧が要求されるとは限らず、むしろ、バッテリの電圧よりも低い電圧が要求されることが多い。つまり、電動車両の通常の走行時には、インバータのシステムにおける最大出力よりも低い出力電力を要求されることの方が多くなる。この場合には、インバータのシステムとしての電力変換の効率はさらに低下してしまう。

ところで、インバータにおけるスイッチング制御による電力の変調方法では、正弦波状の波形の交流電力を生成して出力する。このとき、従来インバータは、主回路の電圧の中間の電圧値を仮想的に０［Ｖ］として、直流電力を交流電力に変換している。このため、インバータが生成する正弦波状の交流電力では、電動車両が備える電動モータのインダクタンス成分による１次のローパスフィルタとしての効果しか得られない。このため、電動車両の通常の走行時のように、インバータにおけるスイッチング制御の周波数（スイッチング周波数）や、電動モータにおける電気角の周波数（つまり、電動モータの回転数）が低い場合には、インバータのスイッチング制御によって高調波の電流が生成されてしまうこともあり得る。この場合、電動車両では、生成された高調波電流が、例えば、電動モータの鉄損を増加させてしまい、インバータのシステムとしての電力変換の効率を低下させる別の要因となってしまったりする。

このように、従来から電力変換装置として電動車両に用いられるインバータは、必ずしも電動車両における走行の特性に合致した電力変換を行うことができる好適な構成ではなかった。

本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、電動車両における走行の特性に合致した好適なバッテリの電力変換を行うことによって、エネルギー効率の改善を図ることができる電力変換装置、電力変換装置の制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとしている。

この発明に係る電力変換装置、電力変換装置の制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る電力変換装置は、少なくとも、バッテリにより出力されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第１端子対から出力する第１のコンバータ、および前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第２端子対から出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部と、入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する制御部と、を備える電力変換装置である。

（２）：上記（１）の態様において、前記第１電圧波形は、正の値をとる正弦波で表される前記制御波形から前記第２電圧波形を減算した電圧波形であるものである。

（３）：上記（２）の態様において、前記電力変換部は、前記第１端子対の一端と前記第２端子対の一端との間から、前記第３出力電力を前記負荷側に供給し、前記第１端子対の他端および前記第２端子対の他端と、前記第１端子対の一端との間に接続され、前記負荷側から供給された電力を前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータ側に供給可能、あるいは供給不可能とする第１のスイッチング素子、をさらに有するものである。

（４）：上記（３）の態様において、前記第２のコンバータは、前記バッテリと前記第２端子対の他端との間に接続され、前記バッテリ電力を前記第２出力電力として前記負荷側に供給可能、あるいは供給不可能とする第２のスイッチング素子と、前記第２端子対の一端と前記第２端子対の他端との間に接続され、前記第２出力電力を前記第１のコンバータ側に供給可能、あるいは供給不可能とする第３のスイッチング素子と、を有するハーフブリッジ型のコンバータであるものである。

（５）：上記（４）の態様において、前記電力変換部は、前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータに並列に接続され、前記バッテリ電力を、矩形の第３電圧波形の第４出力電力に変換して第３端子対から出力する第３のコンバータ、をさらに有し、前記第１電圧波形は、さらに前記第３電圧波形を減算した電圧波形であり、前記第１出力電力と、前記第２出力電力と、前記第４出力電力とを加算することで生成される前記第３出力電力を前記負荷に供給するものである。

（６）：上記（５）の態様において、前記電力変換部は、前記第２端子対の一端と前記第３端子対の一端との間から、前記第３出力電力を前記負荷側に供給し、前記第１端子対の一端および前記第３端子対の他端と、前記第３端子対の一端および前記第１のスイッチング素子との間に接続され、前記負荷側から供給された電力を前記第１のコンバータおよび前記第３のコンバータ側に供給可能、あるいは供給不可能とする第４のスイッチング素子、をさらに有するものである。

（７）：上記（１）から（６）のうちいずれか一態様において、前記負荷は、スター結線された三相の負荷であり、前記負荷の対応するそれぞれの相に前記第３出力電力を供給する三つの前記電力変換部、を備え、前記電力変換部のそれぞれは、前記第２端子対の一端同士が互いに接続され、前記制御部は、それぞれの相に対応する前記電力変換部が備える前記第１のコンバータに、位相が１２０°ずれるように変調された前記制御波形の前記第３出力電力を出力させる前記電圧指令値を前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力するものである。

（８）：上記（７）の態様において、前記制御部は、それぞれの相に対応する前記第３出力電力の電圧値のうち最小の電圧値を選択し、選択した前記最小の電圧値に－１を乗算した電圧値をオフセット電圧値としてそれぞれの前記第３出力電力の電圧値に加算することによって０［Ｖ］を基準とした変調電圧値に変調し、前記変調電圧値を表す前記電圧指令値を前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力するものである。

（９）：この発明の一態様に係る電力変換装置の制御方法は、少なくとも、バッテリにより出力されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第１端子対から出力する第１のコンバータ、および前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第２端子対から出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部の制御方法であって、コンピュータが、入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する、電力変換装置の制御方法である。

（１０）：この発明の一態様に係るプログラムは、少なくとも、バッテリにより出力されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第１端子対から出力する第１のコンバータ、および前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第２端子対から出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部を制御させるプログラムであって、コンピュータに、入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力させる、プログラムである。

上述した（１）～（１０）の態様によれば、電動車両における走行の特性に合致した好適なバッテリの電力変換を行うことによって、エネルギー効率の改善を図ることができる。

実施形態に係る電力変換装置が採用された車両の構成の一例を示す図である。 電力変換装置の構成の一例を示す図である。 電力変換装置が備えるスイッチング素子の構成の一例を示す図である。 電力変換装置において生成する電圧波形の一例を説明する図である。 電力変換装置が備える制御部が電力変換部を制御する詳細なタイミング、および制御の一例を説明する図である。 電力変換装置が備えるコンバータの構成の一例を示す図である。 電力変換装置が備えるコンバータの構成の別の一例を示す図である。 コンバータが備えるコンバータ制御部の機能構成の一例を示す図である。 電力変換装置が備える制御部の構成の一例を示す図である。 制御部において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 変形例に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。 変形例の電力変換装置において生成する電圧波形の一例を説明する図である。 変形例の電力変換装置が備える制御部が電力変換部を制御する詳細なタイミング、および制御の一例を説明する図である。 変形例の電力変換装置が備える制御部が電力変換部を制御する制御の一例を説明する図である。 車両が備える走行用モータに印加する電圧の関係を説明する図である。 車両が備える走行用モータの端子間電圧の関係を説明する図である。 制御部が備える電圧指令値決定部の機能構成の一例を示す図である。 電圧指令値決定部が備える電圧変調部の機能構成の一例を示す図である。 電力変換装置において電圧変調した場合に生成する電圧波形の一例を説明する図である。 変形例の電力変換装置において電圧変調した場合に生成する電圧波形の一例を説明する図である。

以下、図面を参照し、本発明の電力変換装置、電力変換装置の制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

［車両の構成］
図１は、実施形態に係る電力変換装置が採用された車両の構成の一例を示す図である。車両１は、走行用のバッテリ（二次電池）から供給される電力によって駆動される電動機（電動モータ）によって走行する電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）（以下、単に、「車両」という）である。本発明が適用される車両は、例えば、四輪の車両のみならず、鞍乗り型の二輪の車両や、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）の車両、さらには、アシスト式の自転車など、走行用のバッテリから供給される電力によって駆動される電動モータによって走行する車両の全般であってもよい。車両１は、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど、燃料をエネルギー源とする内燃機関の稼働によって供給される電力をさらに組み合わせて走行するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）であってもよい。

車両１は、例えば、走行用モータ１０と、駆動輪１２と、減速機１４と、バッテリ２０と、バッテリセンサ２２と、電力変換装置３０と、電力センサ３８と、運転操作子５０と、車両センサ６０と、制御装置１００と、を備える。

走行用モータ１０は、車両１の走行用の回転電機である。走行用モータ１０は、例えば、三相交流電動機である。走行用モータ１０の回転子（ロータ）は、減速機１４に連結されている。走行用モータ１０は、バッテリ２０から電力変換装置３０を介して供給される電力によって駆動（回転）される。走行用モータ１０は、自身の回転動力を減速機１４に伝達させる。走行用モータ１０は、車両１の減速時の運動エネルギーを用いた回生ブレーキとして動作して発電してもよい。走行用モータ１０は、特許請求の範囲における「負荷」の一例である。

減速機１４は、例えば、デファレンシャルギアである。減速機１４は、駆動輪１２が連結された車軸に、走行用モータ１０が連結された軸の駆動力、つまり、走行用モータ１０の回転動力を伝達させる。減速機１４は、例えば、複数の歯車や軸が組み合わされ、変速比（ギア比）に応じて走行用モータ１０の回転速度を変速して車軸に伝達させる変速機構、いわゆる、トランスミッション機構を含んでもよい。減速機１４は、例えば、走行用モータ１０の回転動力を車軸に直接的に連結または分離するクラッチ機構を含んでもよい。

バッテリ２０は、車両１の走行用のバッテリである。バッテリ２０は、例えば、リチウムイオン電池などのように、充電と放電とを繰り返すことができる二次電池を蓄電部として備える。バッテリ２０は、例えば、カセット式のバッテリパックなど、車両１に対して容易に着脱可能な構成であってもよいし、車両１に対する着脱が容易ではない据付式の構成であってもよい。バッテリ２０が備える二次電池は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ２０が備える二次電池としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル・水素電池、ナトリウムイオン電池などの他、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ、または二次電池とキャパシタとを組み合わせた複合電池なども考えられるが、二次電池の構成は、いかなるものであってもよい。バッテリ２０は、車両１の外部の充電器（不図示）から導入される電力を蓄え（充電し）、蓄えた電力を、車両１を走行させるために放電する。バッテリ２０は、電力変換装置３０を介して供給された、回生ブレーキとして動作した走行用モータ１０が発電した電力を蓄え（充電し）、蓄えた電力を車両１の走行（例えば、加速）のために放電する。バッテリ２０は、特許請求の範囲における「バッテリ」の一例である。

バッテリ２０には、バッテリセンサ２２が取り付けられている。バッテリセンサ２２は、バッテリ２０の電圧や、電流、温度などの物理量を検出する。バッテリセンサ２２は、例えば、電圧センサ、電流センサ、温度センサを備える。バッテリセンサ２２は、電圧センサによってバッテリ２０の電圧を検出し、電流センサによってバッテリ２０の電流を検出し、温度センサによってバッテリ２０の温度を検出する。バッテリセンサ２２は、検出したバッテリ２０の電圧値、電流値、温度などの情報（以下、「バッテリ情報」という）を制御装置１００に出力する。

電力変換装置３０は、バッテリ２０から供給（放電）された直流の電力（直流電力）を、走行用モータ１０に電力を供給する際の電圧に昇圧あるいは降圧し、さらに、走行用モータ１０を駆動するための交流の電力（交流電力）に変換して走行用モータ１０に出力する。電力変換装置３０は、回生ブレーキとして動作した走行用モータ１０により発電された交流電力を直流電力に変換し、さらに、バッテリ２０に充電させる際の電圧に昇圧あるいは降圧してバッテリ２０に出力して蓄電させる。つまり、電力変換装置３０は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータとＡＣ―ＤＣコンバータとを合わせたものと同様の機能、あるいはインバータと同様の機能を実現する。電力変換装置３０は、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、例えば、緊急時などにおいて家庭用の電化製品を稼働させるためや、売電などで電力系統に供給するための交流電力に変換して外部接続装置（不図示）から出力させることができる機能を備えてもよい。不図示の外部接続装置は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子やアクセサリソケット（いわゆる、シガーソケット）などの電源供給用のコネクタ、家庭用の電化製品やパーソナルコンピュータを動作させるための商用電源のコンセント、売電を行う際に電力系統に接続するためのコネクタなどである。このとき、電力変換装置３０は、不図示の外部接続装置から出力する電力の出力先に合わせて昇圧あるいは降圧してから出力してもよい。電力変換装置３０の構成や動作に関する詳細については後述する。

電力変換装置３０における走行用モータ１０側の電力配線には、電力センサ３８が取り付けられている。電力センサ３８は、例えば、電力計や、電圧計、電流計などの計測器を備え、これらの計測器の計測値に基づいて、電力変換装置３０が走行用モータ１０に出力している電力（以下、「出力電力」という）を計測する。電力センサ３８は、計測した電力変換装置３０の出力電力の情報（以下、「出力電力情報」という）を制御装置１００に出力する。

運転操作子５０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステアリングホイール、ジョイスティック、その他の操作子を含む。運転操作子５０には、車両１の利用者（運転者）によるそれぞれの操作子に対する操作の有無、あるいは操作量を検出するセンサが取り付けられている。運転操作子５０は、センサの検出結果を、制御装置１００に出力する。例えば、アクセルペダルには、アクセル開度センサが取り付けられ、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出し、検出した操作量をアクセル開度として制御装置１００に出力する。例えば、ブレーキペダルには、ブレーキ踏量センサが取り付けられ、運転者によるブレーキペダルの操作量を検出し、検出した操作量をブレーキ踏量として制御装置１００に出力する。アクセル開度は、車両１の走行において運転者が、バッテリ２０から走行用モータ１０への電力の供給を制御装置１００に指示（要求）するための情報である。言い換えれば、アクセル開度は、運転者によって要求された走行用モータ１０に供給させる電力量を表す情報である。アクセル開度は、後述する制御装置１００が生成する、走行用モータ１０に要求する出力電力の指令値となり得る情報である。

車両センサ６０は、車両１の走行状態を検出する。車両センサ６０は、例えば、車両１の速度を検出する車速センサや、車両１の加速度を検出する加速度センサを備える。車速センサは、車両１の速度を検出し、検出した車両１の車速の情報を制御装置１００に出力する。車速センサは、例えば、車両１のそれぞれの駆動輪１２に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合することにより、車両１の速度（車速）を導出（検出）してもよい。加速度センサは、車両１の加速度を検出し、検出した車両１の加速度の情報を制御装置１００に出力する。車両センサ６０は、例えば、車両１の鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサや、車両１の向きを検出する方位センサなどを備えてもよい。この場合、それぞれのセンサは、検出した検出結果を制御装置１００に出力する。

制御装置１００は、運転操作子５０が備えるそれぞれのセンサにより出力された検出結果に応じて、つまり、車両１の利用者（運転者）によるそれぞれの操作子に対する操作に応じて、電力変換装置３０の稼働や動作を制御する。言い換えれば、制御装置１００は、走行用モータ１０の駆動力を制御する。制御装置１００は、例えば、モータ制御部や、バッテリ制御部、ＰＤＵ（Power Drive Unit）制御部、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）制御部というような、それぞれ別体の制御装置で構成されてもよい。制御装置１００は、例えば、モータＥＣＵ（Electronic Control Unit）や、バッテリＥＣＵ、ＰＤＵ－ＥＣＵ、ＶＣＵ－ＥＣＵといった制御装置に置き換えられてもよい。

制御装置１００は、車両１が走行する際に、アクセル開度センサが検出したアクセル開度に応じて、バッテリ２０から走行用モータ１０に供給させる交流電力の供給量や、供給する交流電力の周波数（つまり、電圧波形）を制御する。このため、制御装置１００は、バッテリ２０からの電力を走行用モータ１０に供給させるために電力変換装置３０に要求する出力電力の指令値を生成する。このとき、制御装置１００は、例えば、バッテリセンサ２２により出力されたバッテリ情報や、電力センサ３８により出力された出力電力情報なども考慮して、電力変換装置３０に要求する出力電力の指令値を変更（調整）してもよい。さらに、制御装置１００は、例えば、自身が制御している変速機構の変速比（ギア比）や、車両センサ６０により出力された走行状態情報に含まれる車速なども考慮して、電力変換装置３０に要求する出力電力の指令値を変更（調整）してもよい。制御装置１００が生成する出力電力の指令値には、例えば、バッテリ２０から走行用モータ１０に供給させる交流電力の電圧値や電流値、バッテリ２０から直流電力を供給（放電）させるタイミングなどの情報が含まれる。制御装置１００は、生成した出力電力の指令値を電力変換装置３０に出力する。制御装置１００が生成する出力電力の指令値は、特許請求の範囲における「負荷への出力電力の要求指令値」の一例である。

制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで動作する。制御装置１００は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御装置１００は、専用のＬＳＩによって実現されてもよい。プログラムは、予め車両１が備えるＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が車両１が備えるドライブ装置に装着されることで車両１が備えるＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

［電力変換装置の構成］
図２は、電力変換装置３０の構成の一例を示す図である。図２には、電力変換装置３０に関連するバッテリ２０および走行用モータ１０も併せて示している。図２に示した電力変換装置３０は、三相交流電動機である走行用モータ１０に対応する構成である。走行用モータ１０が備える負荷ＬＤ（負荷ＬＤ－Ｕ、ＬＤ－Ｖ、およびＬＤ－Ｗ）は、走行用モータ１０におけるそれぞれの相の誘導負荷（インダクティブロード）である。電力変換装置３０は、例えば、三つの電力変換部３００（電力変換部３００Ｕ、電力変換部３００Ｖ、および電力変換部３００Ｗ）と、制御部３５０と、を備える。

走行用モータ１０が単相交流電動機である場合、一つの電力変換部３００が出力する交流電力で走行用モータ１０を駆動することができるが、上述したように、走行用モータ１０が三相交流電動機である場合には、三相交流のそれぞれの相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）に交流電力を出力する必要がある。このため、電力変換装置３０は、図２に示したような三つの電力変換部３００のそれぞれが出力する交流電力で走行用モータ１０を駆動する。電力変換部３００Ｕは、三相交流のＵ相に対応する電力変換部３００であり、電力変換部３００Ｖは、三相交流のＶ相に対応する電力変換部３００であり、電力変換部３００Ｗは、三相交流のＷ相に対応する電力変換部３００である。電力変換部３００Ｕと、電力変換部３００Ｖと、電力変換部３００Ｗとのそれぞれは、同じ構成であってもよいし、一部の構成要素が共通化された構成であってもよい。電力変換部３００Ｕと、電力変換部３００Ｖと、電力変換部３００Ｗとのそれぞれは、同じ電圧波形の交流電力を出力する。そして、電力変換装置３０では、例えば、それぞれの電力変換部３００が出力した交流電力を差動合成することによって、同じ電圧波形で位相が異なる（位相が１２０°ずれている）交流電力に変換してから、走行用モータ１０に出力する。以下の説明においては、説明を容易にするため、三相交流のＵ相に対応する電力変換部３００Ｕに着目して、その構成や動作について説明する。このため、以下の説明においては、電力変換部３００Ｕと、電力変換部３００Ｖと、電力変換部３００Ｗとのそれぞれを区別しない場合には、単に、「電力変換部３００」という。

電力変換部３００は、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、正の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電力に変換して、走行用モータ１０の対応する相に出力する。制御部３５０は、制御装置１００により出力された出力電力の指令値（以下、「要求指令値」という）に応じて、それぞれの電力変換部３００による電圧波形の生成を制御する。このとき、制御部３５０は、要求指令値と、電力変換部３００により出力された交流電力の電圧値および電流値とに基づいて、電力変換部３００に交流電力を出力させるための出力電力の指令値（以下、「電圧指令値」という）を生成する。制御部３５０は、生成した電圧指令値を出力波形プロファイルとして電力変換部３００に入力あるいは設定することによって電力変換部３００が備える構成要素に動作を制御させてもよいし、生成した電圧指令値に基づいて電力変換部３００が備える構成要素の動作を直接制御してもよい。これにより、車両１では、電力変換装置３０が備えるそれぞれの電力変換部３００によりそれぞれの相に出力された交流電力が差動合成されて、正および負の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電力が、走行用モータ１０のそれぞれの相間に供給される。より具体的には、走行用モータ１０の三相のうちいずれか二相に対応する二つの電力変換部３００により出力された、正の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電力が差動合成され、端子間電圧＝０［Ｖ］を基準として、正および負の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電力が、走行用モータ１０のそれぞれの相間に供給される。例えば、走行用モータ１０のＵ相とＶ相との間には、電力変換部３００Ｕと電力変換部３００Ｖとのそれぞれにより出力された、Ｕ相とＶ相との端子間電圧＝０［Ｖ］を基準として正および負の値をとる正弦波の「Ｕ－Ｖ」の電圧値の交流電力が供給される。同様に、走行用モータ１０のＶ相とＷ相との間や、Ｗ相とＵ相との間にも、「Ｖ－Ｗ」の電圧値の交流電力、あるいは「Ｗ－Ｕ」の電圧値の交流電力が供給される。電力変換部３００は、特許請求の範囲における「電力変換部」の一例であり、制御部３５０は、特許請求の範囲における「制御部」の一例である。電力変換部３００により出力される交流電力は、特許請求の範囲における「第３出力電力」の一例であり、電力変換部３００が出力する交流電力における、正の値をとる正弦波で表される電圧波形は、特許請求の範囲における「制御波形」の一例である。

制御部３５０は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで動作する。制御部３５０は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御部３５０は、専用のＬＳＩによって実現されてもよい。プログラムは、制御装置１００と同様に、予め車両１が備えるＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が車両１が備えるドライブ装置に装着されることで車両１が備えるＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。制御部３５０の構成や動作に関する詳細については後述する。

電力変換部３００は、例えば、矩形電圧生成部３１０と、電圧波形生成部３２０と、スイッチング素子Ｓ１と、を備える。矩形電圧生成部３１０は、例えば、スイッチング素子Ｓ２Ｅと、スイッチング素子Ｓ２Ｒと、を備える。電圧波形生成部３２０は、例えば、コンバータ３２２を備える。

図２では、スイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、およびスイッチング素子Ｓ２Ｒが、ダイオードとスイッチとで構成されている場合の一例を示している。電力変換部３００において、スイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、およびスイッチング素子Ｓ２Ｒの構成は、図２に示した構成に限らない。図３は、電力変換装置３０が備えるスイッチング素子Ｓ１の構成の一例を示す図である。図３の（ａ）に示したスイッチング素子Ｓ１ａは、図２に示したダイオードＤとスイッチＳＷとの構成である。図３の（ｂ）に示したスイッチング素子Ｓ１ｂは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor）で構成されている場合の一例である。図３の（ｃ）に示したスイッチング素子Ｓ１ｃは、ダイオードＤと絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）とで構成されている場合の一例である。図３の（ａ）に示したスイッチング素子Ｓ１ａが備えるスイッチＳＷの導通状態および非導通状態の制御や、図３の（ｂ）に示したスイッチング素子Ｓ１ｂが備える電界効果トランジスタＦＥＴ、および図３の（ｃ）に示したスイッチング素子Ｓ１ｃが備える絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴのオン状態およびオフ状態の制御は、制御部３５０によって行われる。以下の説明においては、スイッチＳＷが導通状態または非導通状態に制御されること（電界効果トランジスタＦＥＴあるいは絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴがオン状態またはオフ状態に制御されることであってもよい）を、それぞれのスイッチング素子（スイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、およびスイッチング素子Ｓ２Ｒ）が導通状態または非導通状態に制御されるという。

矩形電圧生成部３１０は、制御部３５０からの制御に応じて、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、矩形の電圧波形の出力電力（言い換えれば、矩形パルス）に変換して出力する変換器（コンバータ）である。矩形電圧生成部３１０では、スイッチング素子Ｓ２Ｅとスイッチング素子Ｓ２Ｒとによって、ハーフブリッジ型のコンバータが構成されている。矩形電圧生成部３１０は、バッテリ２０により第１端ａと第２端ｂとの間に供給された直流電圧Ｅの大きさの矩形パルスを生成し、生成した矩形パルスを出力電圧Ｅ１として第３端ｃと第４端ｄとの間に出力する。

スイッチング素子Ｓ２Ｅは、第１端ａと第３端ｃとの間に接続され、制御部３５０による導通状態と非導通状態との制御に応じて、バッテリ２０側から（第１端ａ側）から供給された直流電圧Ｅの走行用モータ１０側、つまり、負荷ＬＤ側（第３端ｃ側）への出力を切り替える。スイッチング素子Ｓ２Ｅは、制御部３５０によって導通状態と非導通状態とが切り替えられたタイミングに応じたパルス幅の矩形パルスを出力する。制御部３５０は、スイッチング素子Ｓ２Ｅを導通状態あるいは非導通状態に制御するタイミングを変更することによって、矩形電圧生成部３１０が生成する矩形パルスのパルス幅を変更する。

スイッチング素子Ｓ２Ｒは、第３端ｃと第４端ｄとの間に接続され、制御部３５０による導通状態と非導通状態との制御に応じて、矩形電圧生成部３１０が生成した矩形パルスの電圧波形生成部３２０側（第３端ｃ側）への出力を切り替える。言い換えれば、スイッチング素子Ｓ２Ｒは、矩形電圧生成部３１０と電圧波形生成部３２０との接続を切り替える。制御部３５０は、スイッチング素子Ｓ２Ｒを導通状態に制御することによって、矩形電圧生成部３１０と電圧波形生成部３２０とが接続されていない状態に切り替え、矩形電圧生成部３１０が生成した矩形パルスが電圧波形生成部３２０側に出力されないようにする。これにより、電力変換部３００では、電圧波形生成部３２０からの出力電圧のみが、負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に出力される。一方、制御部３５０は、スイッチング素子Ｓ２Ｒを非導通状態に制御することによって、矩形電圧生成部３１０と電圧波形生成部３２０とが接続（直列接続）されている状態に切り替え、矩形電圧生成部３１０が生成した矩形パルスが電圧波形生成部３２０側に出力されるようにする。これにより、電力変換部３００では、矩形電圧生成部３１０からの出力電圧Ｅ１と、電圧波形生成部３２０からの出力電圧とを合わせた出力電圧が、負荷ＬＤ側に出力される。

矩形電圧生成部３１０は、特許請求の範囲における「第２のコンバータ」の一例である。第３端ｃは、特許請求の範囲における「第２端子対の他端」の一例であり、第４端ｄは、特許請求の範囲における「第２端子対の一端」の一例である。出力電圧Ｅ１は、特許請求の範囲における「第２出力電力」の一例であり、出力電圧Ｅ１の電圧波形は、特許請求の範囲における「第２電圧波形」の一例である。スイッチング素子Ｓ２Ｅは、特許請求の範囲における「第２のスイッチング素子」の一例であり、スイッチング素子Ｓ２Ｒは、特許請求の範囲における「第３のスイッチング素子」の一例である。

電圧波形生成部３２０は、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、制御部３５０により入力または設定された出力波形プロファイルに基づいた電圧波形の出力電力に変換して出力する。電圧波形生成部３２０は、バッテリ２０により第１端ｅと第２端ｆとの間に供給された直流電圧Ｅを出力波形プロファイルに基づいて変換した出力電圧Ｅ２を、第３端ｇと第４端ｈとの間に出力する。

コンバータ３２２は、入力または設定された出力波形プロファイルに基づいた電圧波形の出力電圧を出力する。出力波形プロファイルは、制御部３５０が生成した電圧指令値であり、制御部３５０によって逐次入力あるいは設定される。出力波形プロファイルは、例えば、制御装置１００によって逐次入力あるいは設定されてもよい。コンバータ３２２の構成は、後述する。

電圧波形生成部３２０（コンバータ３２２であってもよい）は、特許請求の範囲における「第１のコンバータ」の一例である。第３端ｇは、特許請求の範囲における「第１端子対の一端」の一例であり、第４端ｈは、特許請求の範囲における「第１端子対の他端」の一例である。出力電圧Ｅ２は、特許請求の範囲における「第１出力電力」の一例であり、出力電圧Ｅ２の電圧波形は、特許請求の範囲における「第１電圧波形」の一例である。

スイッチング素子Ｓ１は、矩形電圧生成部３１０の第３端ｃおよび電圧波形生成部３２０の第４端ｈと、電圧波形生成部３２０の第３端ｇとの間に接続され、制御部３５０による導通状態と非導通状態との制御に応じて、電力変換部３００から出力される出力電圧が供給される方向を制限する。これにより、スイッチング素子Ｓ１は、電力変換部３００と走行用モータ１０との間で供給される電圧の方向を切り替える。スイッチング素子Ｓ１は、制御部３５０によって非導通状態に制御されると、電力変換部３００から出力される出力電圧が負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に供給されるのを許容し、負荷ＬＤ側から出力される電圧が電力変換部３００側に供給されるのを阻止する。一方、スイッチング素子Ｓ１は、制御部３５０によって導通状態に制御されると、負荷ＬＤ側から出力される電圧が電力変換部３００側に供給されるのを許容する。制御部３５０は、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合、スイッチング素子Ｓ１を非導通状態に制御し、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合、スイッチング素子Ｓ１を導通状態に制御する。スイッチング素子Ｓ１は、特許請求の範囲における「第１のスイッチング素子」の一例である。

このような構成によって電力変換装置３０では、制御部３５０が、それぞれの電力変換部３００を制御する。そして、電力変換部３００では、電力変換部３００が、制御部３５０からの制御に応じて、バッテリ２０から供給（放電）された直流電圧Ｅを変換した交流電圧ＥＯを、電力変換部３００の出力端子である第４端ｄと第３端ｇとの間に出力する。つまり、電力変換部３００は、電圧波形生成部３２０が変換した出力電圧Ｅ２、あるいは電圧波形生成部３２０が変換した出力電圧Ｅ２と矩形電圧生成部３１０が変換した出力電圧Ｅ１とを合わせた出力電圧を、交流電圧ＥＯとして負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に供給する。電力変換装置３０では、出力電圧Ｅ１と出力電圧Ｅ２とを合わせた交流電圧ＥＯを出力する場合、最大で、バッテリ２０の直流電圧Ｅの２倍の電圧値の交流振幅を生成することができる。ここで、電力変換装置３０では、図２に示したように、電力変換部３００Ｕ、電力変換部３００Ｖ、および電力変換部３００Ｗの出力端子である第４端ｄ同士が互いに接続されている。このため、走行用モータ１０には、電力変換部３００Ｕと、電力変換部３００Ｖと、電力変換部３００Ｗとのいずれか二つの電力変換部３００により出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、それぞれの相間に供給される。

［電力変換装置が生成する電圧波形］
図４は、電力変換装置３０において生成する電圧波形の一例を説明する図である。図４には、図２に示した電力変換装置３０の構成図に、それぞれの箇所で生成される出力電圧の電圧波形の一例を示している。

電力変換装置３０では、制御部３５０が、それぞれの電力変換部３００が備える矩形電圧生成部３１０のスイッチング素子Ｓ２Ｅおよびスイッチング素子Ｓ２Ｒを、生成した電圧指令値、あるいは電圧指令値を表す出力波形プロファイルに基づいて制御することによって、図４の（ａ）に示したような矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ１を生成して出力させる。図４のａ（ａ）に示した出力電圧Ｅ１の電圧波形は、電力変換部３００Ｕが備える矩形電圧生成部３１０が生成して出力する場合の一例である。より具体的には、制御部３５０は、電力変換装置３０が出力する、正の値をとる正弦波で表される交流電圧ＥＯの電圧波形（図４の（ｃ）参照）に基づいて、バッテリ２０の直流電圧Ｅの電圧値（以下、「直流電圧値」という）を超える電圧値の交流電圧ＥＯを出力しないＬｏｗレベル期間ＰＬでは、０［Ｖ］であり、直流電圧値を超える電圧値の交流電圧ＥＯを出力するＨｉｇｈレベル期間ＰＨでは、直流電圧値である矩形パルスの電圧指令値を生成する。そして、制御部３５０は、生成した電圧指令値に基づいて、電力変換部３００Ｕが備える矩形電圧生成部３１０のスイッチング素子Ｓ２Ｅおよびスイッチング素子Ｓ２Ｒを制御する。これにより、矩形電圧生成部３１０は、図４の（ａ）に示したような、Ｌｏｗレベルの電圧値が０［Ｖ］であり、Ｈｉｇｈレベルの電圧値が、バッテリ２０の直流電圧値（図４の（ａ）では３００［Ｖ］）である矩形パルスの出力電圧Ｅ１を生成して出力する。

電力変換装置３０では、制御部３５０が、それぞれの電力変換部３００が備える電圧波形生成部３２０に、生成した電圧指令値を出力波形プロファイルとして入力あるいは設定することによって、図４の（ｂ）に示したような電圧波形の出力電圧Ｅ２を生成して出力させる。図４の（ｂ）に示した出力電圧Ｅ２の電圧波形は、電力変換部３００Ｕが備える電圧波形生成部３２０が生成して出力する場合の一例である。制御部３５０が入力または設定する出力波形プロファイルは、電力変換装置３０が出力する、正の値をとる正弦波で表される交流電圧ＥＯの電圧波形（図４の（ｃ）参照）から、矩形電圧生成部３１０が出力する出力電圧Ｅ１の電圧波形（矩形パルス）を減算した電圧波形の出力電圧Ｅ２を生成させるためのプロファイルである。より具体的には、出力波形プロファイルは、出力電圧Ｅ１がＬｏｗレベルであるＬｏｗレベル期間ＰＬでは、出力電圧Ｅ２の電圧値を交流電圧ＥＯの電圧値（以下、「交流電圧値」という）とし、出力電圧Ｅ１がＨｉｇｈレベルであるＨｉｇｈレベル期間ＰＨでは、出力電圧Ｅ２の電圧値を「交流電圧値－直流電圧値」とする電圧指令値を表すプロファイルである。これにより、電圧波形生成部３２０は、図４の（ｂ）に示したような、Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨにおいて出力電圧Ｅ２の電圧値が出力電圧Ｅ１の電圧値の分だけ減算された電圧波形の出力電圧Ｅ２を生成して出力する。

このようにして、電力変換装置３０では、制御部３５０が、矩形電圧生成部３１０に出力電圧Ｅ１を出力させ、電圧波形生成部３２０に出力電圧Ｅ２を出力させる。そして、電力変換装置３０では、それぞれの電力変換部３００が備えるスイッチング素子Ｓ１の負荷ＬＤ側で、矩形電圧生成部３１０が出力した出力電圧Ｅ１と電圧波形生成部３２０が出力した出力電圧Ｅ２とが合わされる。このとき、電力変換装置３０では、制御部３５０が、電圧波形生成部３２０が出力電圧Ｅ２を出力するタイミングに合わせて矩形電圧生成部３１０に出力電圧Ｅ１を出力させる。より具体的には、制御部３５０が、Ｌｏｗレベル期間ＰＬからＨｉｇｈレベル期間ＰＨ、あるいはその逆に移行するタイミングで、電力変換部３００が備えるスイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、およびスイッチング素子Ｓ２Ｒのそれぞれの導通状態と非導通状態とを制御する。これにより、電力変換装置３０では、それぞれの電力変換部３００から、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とが波形合成された交流電圧ＥＯが出力される。これにより、図４の（ｃ）に示したように、最大で、バッテリ２０が放電する直流電圧値の２倍の電圧値（図４の（ｃ）では６００［Ｖ］）内で正の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電圧ＥＯが、負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に供給される。図４の（ｃ）に示した交流電圧ＥＯの電圧波形は、電力変換部３００Ｕにより出力される交流電圧ＥＯの電圧波形の一例である。

そして、走行用モータ１０には、電力変換装置３０が備えるそれぞれの電力変換部３００によりそれぞれの相に出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、図４の（ｄ）に示したような、端子間電圧＝０［Ｖ］を基準として、正および負の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電圧が、それぞれの相間に供給される。図４の（ｄ）に示した端子間電圧Ｕ－Ｖは、電力変換部３００Ｕと電力変換部３００Ｖとのそれぞれにより出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、走行用モータ１０のＵ相とＶ相との間に供給される交流電圧の電圧値である。図４の（ｄ）に示した端子間電圧Ｖ－Ｗは、電力変換部３００Ｖと電力変換部３００Ｗとのそれぞれにより出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、走行用モータ１０のＶ相とＷ相との間に供給される交流電圧の電圧値である。図４の（ｄ）に示した端子間電圧Ｗ－Ｕは、電力変換部３００Ｗと電力変換部３００Ｕとのそれぞれにより出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、走行用モータ１０のＷ相とＵ相との間に供給される交流電圧の電圧値である。これにより、走行用モータ１０は、それぞれの相間に供給された正弦波の交流電圧によって駆動（回転）する。

［電力変換装置の動作］
ここで、電力変換装置３０において出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成させる際に行う制御部３５０の制御について説明する。図５は、電力変換装置３０が備える制御部３５０が電力変換部３００を制御する詳細なタイミング、および制御の一例を説明する図である。図５の（ａ）には、Ｌｏｗレベル期間ＰＬからＨｉｇｈレベル期間ＰＨに移行するタイミング（例えば、図４の（ｃ）参照）における出力電圧Ｅ１、出力電圧Ｅ２、および交流電圧ＥＯの電圧波形の変化の様子の一例を示し、図５の（ｂ）および図５の（ｃ）には、制御部３５０が制御するそれぞれのスイッチング素子の状態を示している。図５の（ｂ）は、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合の一例であり、図５の（ｃ）は、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合の一例である。図５の（ｂ）および図５の（ｃ）において、「ＯＰ」は、電圧波形生成部３２０に出力波形プロファイルを入力あるいは設定することによって、コンバータ３２２に出力電圧Ｅ２を出力させていることを表している。そして、「ＯＰ」における“（）：括弧”内の記載は、「ＵＰ」が、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が上昇するように変化している状態（途中の状態も含む）であることを表し、「Ｍａｘ」が、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が最大値になっている状態であることを表し、「０Ｖ」が、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が０［Ｖ］になっている状態であることを表している。図５の（ｂ）および図５の（ｃ）において、「ＯＮ」は、スイッチング素子を導通状態に制御することを表し、「ＯＦＦ」は、スイッチング素子を非導通状態に制御することを表し、“↑：上向きの矢印”はスイッチング素子の制御を変更していないことを表し、“（）：括弧”内の記載は、スイッチング素子を流れる構成要素を表している。

まず、図５の（ａ）を参照して、図５の（ｂ）に示した、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合の制御部３５０の制御について説明する。制御部３５０は、図５の（ａ）に示したＬｏｗレベル期間ＰＬにおいて、つまり、交流電圧ＥＯの交流電圧値（出力電圧Ｅ２の電圧値であってもよい）が、バッテリ２０から供給された直流電圧Ｅの直流電圧値よりも低い状態のときに、図５の（ｂ）に示した制御Ｃ１の段のように、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、スイッチング素子Ｓ２Ｒ、およびスイッチング素子Ｓ１のそれぞれを非導通状態に制御する。これにより、電力変換部３００では、Ｌｏｗレベル期間ＰＬの期間において、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２を交流電圧ＥＯとして出力する。そして、電力変換部３００では、制御部３５０が電圧波形生成部３２０に入力あるいは設定した出力波形プロファイルに基づいて、出力電圧Ｅ２の電圧値（つまり、交流電圧ＥＯの交流電圧値）が上昇する。このとき、矩形電圧生成部３１０が出力する出力電圧Ｅ１も、スイッチング素子Ｓ１が備えるダイオードＤを通って出力されているが、出力電圧Ｅ１は０［Ｖ］であるため、交流電圧ＥＯの交流電圧値には影響していない。

その後、制御部３５０は、図５の（ａ）に示したＬｏｗレベル期間ＰＬからＨｉｇｈレベル期間ＰＨに移行する時刻ｔ１のタイミングにおいて、図５の（ｂ）に示した制御Ｃ２の段のように、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、スイッチング素子Ｓ２Ｒ、およびスイッチング素子Ｓ１のそれぞれを制御する。つまり、制御部３５０は、矩形電圧生成部３１０に、矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ１を出力させる。これにより、電力変換部３００では、矩形電圧生成部３１０が出力する矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ１が、スイッチング素子Ｓ１が備えるダイオードＤを通って出力され、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成した交流電圧ＥＯが出力される。

より具体的には、制御部３５０は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が直流電圧Ｅの直流電圧値に等しい電圧値まで上昇したとき、つまり、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が最大値（図５の（ａ）では３００［Ｖ］）になった時刻ｔ１－１のタイミングで、スイッチング素子Ｓ２Ｅを導通状態に制御する。これにより、矩形電圧生成部３１０から、直流電圧Ｅに基づく出力電圧Ｅ１の出力が開始され、時刻ｔ１－１から時刻ｔ１－２までの間に、出力電圧Ｅ１の電圧値が、バッテリ２０から供給された直流電圧Ｅの直流電圧値となる。そして、電力変換部３００では、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とが波形合成され、出力波形プロファイルに基づいて電圧波形生成部３２０が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が０［Ｖ］になる時刻ｔ１－２のタイミングから、出力電圧Ｅ１と出力電圧Ｅ２とを合わせた交流電圧ＥＯの負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）への供給が開始される。

そして、図５の（ａ）に示したＨｉｇｈレベル期間ＰＨでは、出力波形プロファイルに基づいて電圧波形生成部３２０が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値の上昇に伴って、出力電圧Ｅ１と出力電圧Ｅ２とを合わせた交流電圧ＥＯの交流電圧値がさらに上昇する。

このようにして電力変換装置３０では、制御部３５０による制御によって、それぞれの電力変換部３００において、出力電圧Ｅ２の電圧波形と出力電圧Ｅ１の電圧波形とが波形合成される。これにより、電力変換装置３０では、それぞれの電力変換部３００が出力する交流電圧ＥＯの交流電圧値が、最大で、バッテリ２０の直流電圧Ｅの２倍の電圧値（図５の（ａ）では、最大で６００［Ｖ］）まで上昇する。

制御部３５０は、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合、上述した走行用モータ１０に交流電圧ＥＯを供給する場合とは逆に、走行用モータ１０により出力された交流電圧ＥＯをバッテリ２０側に供給するようにそれぞれのスイッチング素子を制御する。この場合の制御部３５０の動作は、上述した車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合の動作を逆にした場合と等価なものになるようにすればよい。図５の（ｃ）に示した制御Ｃ１’および制御Ｃ２’は、図５の（ｂ）に示した制御Ｃ１および制御Ｃ２とは逆に、走行用モータ１０により出力された電力（例えば、交流電圧ＥＯと同等の交流電力）をバッテリ２０側に供給する場合のスイッチング素子の制御である。ここで、図５の（ｃ）に示した制御Ｃ２’において、「ＯＮ（Ｄ）」は、スイッチング素子Ｓ２Ｅを導通状態にしなくても、スイッチング素子Ｓ２Ｅが備えるダイオードＤを通って、走行用モータ１０が発電した電力がバッテリ２０側に供給されるが、積極的にスイッチング素子Ｓ２Ｅが備えるスイッチＳＷを導通状態にしていることを表している。これは、例えば、スイッチング素子Ｓ２Ｅを電界効果トランジスタＦＥＴで構成した場合（図３の（ｂ）参照）では、電界効果トランジスタＦＥＴが有するダイオード要素を介して電力をバッテリ２０側に供給させるようにすることもできるが、電界効果トランジスタＦＥＴを積極的にオン状態にしてオン電圧を低くすることによって、より効率的に電力をバッテリ２０側に供給させることができるため、より有効な制御である。図５の（ｃ）に示した制御部３５０のその他の制御は、図５の（ａ）を参照して説明した、図５の（ｂ）に示した制御部３５０の制御と同様である。従って、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合における制御部３５０の制御の詳細な説明は省略する。

［コンバータの構成］
図６および図７は、電力変換装置３０が備える電圧波形生成部３２０内のコンバータ３２２の構成の一例を示す図である。図６に示したコンバータ３２２は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５と、コンバータ制御部３２６と、を備える。図６には、昇降圧チョッパ３２７がＤＣ―ＤＣコンバータ３２５に接続されている構成を示している。図７に示した別の構成のコンバータ３２２（以下、「コンバータ３２２ａ」という）は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５ａと、コンバータ制御部３２６と、を備える。図７には、バック・ブースト・コンバータ３２８がＤＣ―ＤＣコンバータ３２５ａに接続されている構成を示している。

ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５は、それぞれ四つの電界効果トランジスタＦＥＴがブリッジ接続された１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間にトランスＴが接続された、ブリッジタイプの双方向絶縁型ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５ａは、それぞれ二つ電界効果トランジスタＦＥＴが直列接続された１次側回路と２次側回路との間にトランスＴが接続された、プッシュプルタイプの双方向絶縁型ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５およびＤＣ―ＤＣコンバータ３２５ａの構成や動作は、既存の双方向絶縁型ＤＣ―ＤＣコンバータの構成や動作と等価であるため、詳細な説明は省略する。

昇降圧チョッパ３２７と、バック・ブースト・コンバータ３２８とのそれぞれは、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作したときに、走行用モータ１０が発電した電力をバッテリ２０に充電させる際の電圧に昇圧あるいは降圧させるための構成の一例である。図６に示したコンバータ３２２において、昇降圧チョッパ３２７の代わりにバック・ブースト・コンバータ３２８がＤＣ―ＤＣコンバータ３２５に接続されてもよい。図７に示したコンバータ３２２ａにおいて、バック・ブースト・コンバータ３２８の代わりに昇降圧チョッパ３２７がＤＣ―ＤＣコンバータ３２５ａに接続されてもよい。走行用モータ１０が発電した電力をバッテリ２０に充電させる際の電圧に昇圧あるいは降圧させる構成は、昇降圧チョッパ３２７やバック・ブースト・コンバータ３２８に限らない。昇降圧チョッパ３２７およびバック・ブースト・コンバータ３２８の構成や動作は、既存の昇降圧回路の構成や動作と等価であるため、詳細な説明は省略する。

コンバータ制御部３２６は、制御部３５０により入力あるいは設定された出力波形プロファイルに応じて、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５やＤＣ―ＤＣコンバータ３２５ａが備えるそれぞれの電界効果トランジスタＦＥＴのオン状態およびオフ状態を制御する。さらに、コンバータ制御部３２６は、制御部３５０により入力あるいは設定された出力波形プロファイルに応じて、昇降圧チョッパ３２７やバック・ブースト・コンバータ３２８が備えるそれぞれの電界効果トランジスタＦＥＴのオン状態およびオフ状態を制御する。コンバータ制御部３２６は、それぞれの電界効果トランジスタＦＥＴのゲートを駆動するためのゲート駆動信号を生成する。図６および図７では、コンバータ制御部３２６が、昇降圧チョッパ３２７やバック・ブースト・コンバータ３２８が備える電界効果トランジスタＦＥＴを制御する構成を示しているが、昇降圧チョッパ３２７やバック・ブースト・コンバータ３２８が備える電界効果トランジスタＦＥＴは、コンバータ制御部３２６と連系して動作する他の制御部（不図示）が制御してもよい。

［コンバータ制御部の構成］
図８は、コンバータ３２２が備えるコンバータ制御部３２６の機能構成の一例を示す図である。図８には、コンバータ制御部３２６におけるＤＣ―ＤＣコンバータ３２５の制御機能に関する構成を示している。コンバータ制御部３２６は、例えば、乗算器３２６２と、フィードバック部３２６４と、比較部３２６６と、ゲート駆動信号生成部３２６８と、を備える。

乗算器３２６２は、制御部３５０により入力または設定された出力波形プロファイルが表す電圧指令値と、制御部３５０により入力された振幅係数指令値とを乗算して、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５から出力させる電圧値を求める。図８には、（ａ）～（ｆ）に出力波形プロファイルの一例を示している。乗算器３２６２は、図８の（ａ）～（ｆ）に示したような出力波形プロファイルに応じた電圧波形となるように、出力波形プロファイルが表す電圧指令値と、サンプリングタイミングごとの振幅係数指令値とを乗算して、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５から出力させる電圧値を求める。振幅係数指令値は、コンバータ３２２に出力させる出力電圧の目標値である。振幅係数指令値は、例えば、制御装置１００により出力された要求指令値である。振幅係数指令値は、出力波形プロファイルに含まれてもよいし、出力波形プロファイルとは別に、制御部３５０が、制御装置１００により出力された要求指令値を出力してもよい。

フィードバック部３２６４は、制御部３５０により入力された電圧フィードバック情報に基づいてフィードバック制御を行う。フィードバック部３２６４は、フィードバック制御によって、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５から出力されている現在の電圧値を、乗算器３２６２が求めた電圧値に近づけるための電圧制御パルスを生成する。フィードバック部３２６４におけるフィードバック制御は、例えば、Ｐ（比例：Proportional）、Ｉ（積分：Integral）、Ｄ（微分：Differential）のそれぞれの制御を組み合わせたＰＩＤ制御である。フィードバック部３２６４におけるフィードバック制御は、ＰＩＤ制御に限らず、他のフィードバック制御の方法であってもよい。

比較部３２６６は、制御部３５０により入力された変調波生成情報に応じた変調アルゴリズムで、フィードバック部３２６４が生成した電圧制御パルスを変調する。比較部３２６６は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）や、パルス密度変調（ＰＤＭ：Pulse Density Modulation）、Δ－Σ変調などの変調アルゴリズムで、電圧制御パルスを変調する。変調波生成情報は、これらの変調アルゴリズムを指定する情報である。比較部３２６６は、電圧制御パルスを変調した変調信号を出力する。

ゲート駆動信号生成部３２６８は、比較部３２６６が変調した変調信号に基づいて、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５が備えるそれぞれの電界効果トランジスタＦＥＴのゲート端子に入力するゲート駆動信号を生成する。これにより、コンバータ３２２が備えるそれぞれの電界効果トランジスタＦＥＴは、入力されたゲート駆動信号に応じてオン状態またはオフ状態になり、ＤＣ―ＤＣコンバータ３２５から、制御部３５０により入力または設定された出力波形プロファイルに応じた電圧波形（図４の（ｂ）参照）の出力電圧が出力される。

［制御部の構成］
図９は、電力変換装置３０が備える制御部３５０の構成の一例を示す図である。制御部３５０は、例えば、電圧指令値決定部３５２と、出力波形プロファイル決定部３５４と、スイッチング制御部３５６と、を備える。

電圧指令値決定部３５２は、制御装置１００により出力された要求指令値と、それぞれの電力変換部３００により出力された出力電圧Ｅ１の電圧情報および出力電圧Ｅ２の電圧情報と、それぞれの電力変換部３００により出力された交流電圧ＥＯの電圧情報（相電圧情報）および電流情報（相電流情報）とに基づいて、それぞれの電力変換部３００に次に出力させる交流電圧ＥＯの電圧指令値を決定する。このとき、電圧指令値決定部３５２は、走行用モータ１０の各相に供給された交流電圧ＥＯが差動合成されることを考慮して、それぞれの電力変換部３００が、同じ電圧波形で位相が異なる（位相が１２０°ずれている）ように変調（位相変調）された交流電圧ＥＯを出力するような電圧指令値を決定する。電圧指令値決定部３５２が交流電圧ＥＯの電圧指令値を決定するために用いる電圧情報や、相電圧情報、相電流情報は、それぞれの電力変換部３００や走行用モータ１０の所定の位置に設置された電圧センサや電流センサが検出した電圧値や電流値を取得してもよいし、例えば、バッテリセンサ２２により出力されたバッテリ情報や、電力センサ３８により出力された出力電力情報などに含まれる電圧値や電流値であってもよい。

出力波形プロファイル決定部３５４は、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に基づいて、コンバータ３２２に設定する出力波形プロファイルを決定する。このとき、出力波形プロファイル決定部３５４は、電圧指令値決定部３５２が決定した、位相が異なる交流電圧ＥＯを出力するそれぞれの電圧指令値ごと、つまり、電力変換部３００ごとに出力波形プロファイルを決定する。出力波形プロファイル決定部３５４は、決定した出力波形プロファイルを、電圧波形生成部３２０に入力または設定する。つまり、出力波形プロファイル決定部３５４は、コンバータ３２２が備えるコンバータ制御部３２６に、出力波形プロファイルを出力して設定する。図９には、出力波形プロファイル決定部３５４が、コンバータ制御部３２６に設定する出力波形プロファイルの情報を、コンバータ制御信号として示している。

スイッチング制御部３５６は、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に基づいて、電力変換部３００および矩形電圧生成部３１０が備えるそれぞれのスイッチング素子を制御する。つまり、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ１、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、およびスイッチング素子Ｓ２Ｒのそれぞれに、導通状態と非導通状態とを制御するための駆動信号を出力する。このとき、スイッチング制御部３５６は、電圧指令値決定部３５２が決定した、位相が異なる交流電圧ＥＯを出力するそれぞれの電圧指令値ごと、つまり、電力変換部３００ごとにそれぞれのスイッチング素子を制御する。図９には、スイッチング制御部３５６がスイッチング素子Ｓ１に出力するＳ１駆動信号、スイッチング素子Ｓ２Ｅに出力するＳ２Ｅ駆動信号、およびスイッチング素子Ｓ２Ｒに出力するＳ２Ｒ駆動信号のそれぞれを示している。

［制御部の処理］
図１０は、制御部３５０において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、車両１が走行している間、繰り返し実行される。

電圧指令値決定部３５２は、制御装置１００により出力された要求指令値を取得する（ステップＳ１００）。電圧指令値決定部３５２は、それぞれの電力変換部３００により出力された出力電圧Ｅ１および出力電圧Ｅ２の電圧情報を取得する（ステップＳ１１０）。電圧指令値決定部３５２は、それぞれの電力変換部３００により出力された交流電圧ＥＯの相電圧情報を取得する（ステップＳ１２０）。電圧指令値決定部３５２は、それぞれの電力変換部３００により出力された交流電圧ＥＯの相電流情報を取得する（ステップＳ１３０）。そして、電圧指令値決定部３５２は、取得したそれぞれの情報に基づいて、それぞれの電力変換部３００に次に出力させる交流電圧ＥＯの電圧指令値を決定する（ステップＳ１４０）。

出力波形プロファイル決定部３５４は、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に基づいて、それぞれの電力変換部３００が備える電圧波形生成部３２０のコンバータ３２２に設定する出力波形プロファイルを決定する（ステップＳ１５０）。そして、出力波形プロファイル決定部３５４は、決定した出力波形プロファイルを、それぞれの電圧波形生成部３２０に入力または設定する（ステップＳ１６０）。より具体的には、出力波形プロファイル決定部３５４は、決定した出力波形プロファイルの情報をコンバータ制御信号として出力し、電圧波形生成部３２０に設定する。これにより、それぞれの電圧波形生成部３２０は、今回の制御が車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる制御である場合、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に応じた出力電圧Ｅ２を走行用モータ１０側に出力させる。一方、それぞれの電圧波形生成部３２０は、今回の制御が走行用モータ１０によって発電された電力をバッテリ２０に充電させる制御である場合、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に応じた走行用モータ１０が発電した電力に基づく出力電圧を、バッテリ２０側に出力させる。

制御部３５０は、今回の制御が走行用モータ１０の駆動であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。つまり、制御部３５０は、今回の制御が、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる制御であるか、走行用モータ１０によって発電された電力をバッテリ２０に充電させる制御であるかを判定する。ステップＳ２００において、今回の制御が走行用モータ１０の駆動であると判定した場合、制御部３５０は、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる制御を開始する。

車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる制御において、スイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値よりも低い電圧値（ＥＯ＜Ｅ）であるか否かを確認する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＜Ｅ）の電圧値ではないと判定した場合、スイッチング制御部３５６は、処理をステップＳ２１２に進める。

一方、ステップＳ２１０において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＜Ｅ）の電圧値であると判定した場合、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ２ＲをＯＦＦ（非導通状態）にし、スイッチング素子Ｓ２ＥをＯＦＦにし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにするためのそれぞれの駆動信号を生成する（ステップＳ２１１）。つまり、スイッチング制御部３５６は、制御Ｃ１の状態（図５の（ｂ）参照）にする。

スイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値に等しい電圧値（ＥＯ＝Ｅ）であるか否かを確認する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＝Ｅ）の電圧値ではないと判定した場合、スイッチング制御部３５６は、処理をステップＳ２１４に進める。

一方、ステップＳ２１２において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＝Ｅ）の電圧値であると判定した場合、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ２ＲをＯＦＦにし、スイッチング素子Ｓ２ＥをＯＮ（導通状態）にし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにするためのそれぞれの駆動信号を生成する（ステップＳ２１３）。つまり、スイッチング制御部３５６は、制御Ｃ２の状態（図５の（ｂ）参照）にする。

スイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値よりも高い電圧値（ＥＯ＞Ｅ）であるか否かを確認する（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１４において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＞Ｅ）の電圧値ではないと判定した場合、スイッチング制御部３５６は、処理をステップＳ２３０に進める。

一方、ステップＳ２１４において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＞Ｅ）の電圧値であると判定した場合、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ２ＲをＯＦＦにし、スイッチング素子Ｓ２ＥをＯＮにし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにするためのそれぞれの駆動信号を生成する（ステップＳ２１５）。つまり、スイッチング制御部３５６は、制御Ｃ２の最後の状態（図５の（ｂ）参照）を維持する。

一方、ステップＳ２００において、今回の制御が走行用モータ１０の駆動ではないと判定した場合、制御部３５０は、走行用モータ１０によって発電された電力をバッテリ２０に充電させる制御を開始する。

走行用モータ１０によって発電された電力をバッテリ２０に充電させる制御において、スイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値よりも低い電圧値（ＥＯ＜Ｅ）であるか否かを確認する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＜Ｅ）の電圧値ではないと判定した場合、スイッチング制御部３５６は、処理をステップＳ２２２に進める。

一方、ステップＳ２２０において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＜Ｅ）の電圧値であると判定した場合、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ２ＲをＯＮ（導通状態）にし、スイッチング素子Ｓ２ＥをＯＦＦ（非導通状態）にし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにするためのそれぞれの駆動信号を生成する（ステップＳ２２１）。つまり、スイッチング制御部３５６は、制御Ｃ１’の状態（図５の（ｃ）参照）にする。

スイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値に等しい電圧値（ＥＯ＝Ｅ）であるか否かを確認する（ステップＳ２２２）。ステップＳ２２２において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＝Ｅ）の電圧値ではないと判定した場合、スイッチング制御部３５６は、処理をステップＳ２２４に進める。

一方、ステップＳ２２２において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＝Ｅ）の電圧値であると判定した場合、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ２ＲをＯＦＦにし、スイッチング素子Ｓ２ＥをＯＮ（ＯＦＦのままでもよい）にし、スイッチング素子Ｓ１をＯＮにするためのそれぞれの駆動信号を生成する（ステップＳ２２３）。つまり、スイッチング制御部３５６は、制御Ｃ２’の状態（図５の（ｃ）参照）にする。

スイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値よりも高い電圧値（ＥＯ＞Ｅ）であるか否かを確認する（ステップＳ２２４）。ステップＳ２２４において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＞Ｅ）の電圧値ではないと判定した場合、スイッチング制御部３５６は、処理をステップＳ２３０に進める。

一方、ステップＳ２２４において、交流電圧ＥＯの交流電圧値が（ＥＯ＞Ｅ）の電圧値であると判定した場合、スイッチング制御部３５６は、スイッチング素子Ｓ２ＲをＯＦＦにし、スイッチング素子Ｓ２ＥをＯＮ（ＯＦＦのままでもよい）にし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにするためのそれぞれの駆動信号を生成する（ステップＳ２２５）。つまり、スイッチング制御部３５６は、制御Ｃ２’の最後の状態（図５の（ｃ）参照）を維持する。

スイッチング制御部３５６は、生成したそれぞれの駆動信号を、対応するそれぞれの電力変換部３００のスイッチング素子に出力する（ステップＳ２３０）。そして、制御部３５０は、今回の処理を終了し、再度、図１０に示したステップＳ１００から処理を繰り返す。

このような処理の流れによって、制御部３５０は、制御装置１００により出力された要求指令値と、それぞれの電力変換部３００により出力された出力電圧Ｅ１および出力電圧Ｅ２の電圧情報と、それぞれの電力変換部３００により出力された交流電圧ＥＯの相電圧情報および相電流情報を取得し、出力波形プロファイルを電圧波形生成部３２０に入力または設定する。そして、制御部３５０が備えるスイッチング制御部３５６は、交流電圧ＥＯの交流電圧値に基づいて、それぞれのスイッチング素子をＯＮ（導通状態）、またはＯＦＦ（非導通状態）にするための駆動信号を生成して出力する。これにより、電力変換部３００は、制御部３５０による制御に従った動作をして、車両１の走行のための電力を走行用モータ１０に供給、あるいは、走行用モータ１０によって発電された電力をバッテリ２０に充電させる。

このような構成によって、電力変換装置３０は、制御部３５０による制御に応じて、最大で、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力の電圧を２倍に昇圧し、走行用モータ１０を駆動するための交流電圧に変換して走行用モータ１０に出力する。しかも、電力変換装置３０は、バッテリ２０からの直流電力を昇圧して走行用モータ１０に出力する際に、図４に示したようにバッテリ２０が放電した直流電力に基づく矩形の電圧波形の出力電圧Ｅ１に、バッテリ２０が放電した直流電力から出力波形プロファイルに基づいて生成した電圧波形の出力電圧Ｅ２を波形合成した電圧を、走行用モータ１０に出力する。つまり、電力変換装置３０は、矩形電圧生成部３１０により出力される出力電圧Ｅ１と、電圧波形生成部３２０により出力される出力電圧Ｅ２とを積み上げた交流電圧ＥＯを、走行用モータ１０のそれぞれの相間に供給する。これにより、走行用モータ１０には、走行用モータ１０の各相間（端子間）で最終的に差動合成された交流電圧が供給される。言い換えれば、従来のインバータを用いた電力変換装置では、インバータの前段に昇圧チョッパなどを設ける必要があった、つまり、コンバータを２段で構成する必要があったことを、電力変換装置３０では、コンバータ３２２を備える、つまり、１段のコンバータを備えるのみで実現することができる。このため、電力変換装置３０では、仮に従来のインバータとコンバータ３２２とにおける電力の変換効率の低下率が同じであったとしても、２段のコンバータで構成する従来の構成よりも、電力の変換効率の低下を抑えることができる。より具体的には、例えば、インバータとコンバータ３２２とにおける電力の変換効率がともに９８％であった場合、従来のインバータを用いた電力変換装置では、全体の変換効率は９８％となる。従来の電力変換装置において２段のコンバータを用いた場合には、全体の変換効率がさらに低下して９６％となる。これに対して電力変換装置３０では、バッテリ２０の直流電圧を単純にスイッチングしたのみであるため、変換効率はほぼ１００％ということができる出力電圧Ｅ１と、コンバータ３２２が出力する変換効率が９８％の出力電圧Ｅ２とを合わせる。このため、電力変換装置３０では、出力電圧Ｅ１と出力電圧Ｅ２との割合が半分ずつであるとすると、全体の変換効率は９９％となる。このように、電力変換装置３０では、インバータを用いた、インバータに昇圧チョッパを直列に接続した従来の電力変換装置よりも、全体の変換効率は高くなる、つまり、電力の変換効率の低下を抑えることができる。

電力変換装置３０では、図４に示したように、波形合成をすることによって、最大で、バッテリ２０が放電する直流電圧値の２倍の電圧値の交流振幅を生成することができる。例えば、従来のインバータを用いた電力変換装置では、走行用モータ１０に供給する電圧値が６００［Ｖ］である場合には、同じ電圧値の電力を放電するバッテリに対応するために、例えば２倍の高耐圧の部品を用いてインバータを構成する必要があったが、電力変換装置３０では、３００［Ｖ］の電圧値（１／２の電圧値）の電力を放電するバッテリに対応する構成にすればよく、従来よりも耐圧が低い部品を用いて構成することができる。このため、電力変換装置３０では、高耐圧の部品を用いることによる損失の増大も抑えることができる。そして、電力変換装置３０では、構成するそれぞれの部品に印加する電圧が従来よりも低くなるため、例えば、絶縁部材やトランスの巻線などのそれぞれの部品の劣化も抑えることができる。

さらに、電力変換装置３０では、コンバータ３２２が、出力波形プロファイルに基づいて、正弦波（正の値をとる正弦波）を再現するための電圧波形の出力電圧Ｅ２（図４の（ｂ）参照）を生成するため、従来のインバータにおける電力変換のように高調波が発生してしまうことがない。このため、電力変換装置３０では、走行用モータ１０に供給する交流電圧の交流波形が歪むことなく、雑音や、トルクリップル、鉄損などの特性に影響を与えてしまうことがない。

従来のインバータを用いた電力変換装置においても、インバータの後段に設けた昇圧チョッパのさらに後段に、例えば、ＬＣフィルタなどのような平滑フィルタを設けることにより、高調波の発生を抑える構成にすることもできる。しかしながら、ＬＣフィルタは、定数を可変にする構成を実現することが困難であり、電圧波形が低周波数である場合や電力容量が大きい場合には、物理的なサイズが大型化してしまう。このため、従来のインバータを用いた電力変換装置において発生する高調波の対策のためにＬＣフィルタを設ける構成は、定電圧定周波（ＣＶＣＦ：Constant Voltage Constant Frequency）電源などのように一定の状態に電力を変換するシステムへの適用に向いている構成であり、車両１のように、走行用モータ１０を駆動（回転）させる際に供給する正弦波の電力の周波数の範囲が広い、可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ：Variable Voltage Variable Frequency）電源のシステムへの適用には向いていない。これは、車両１では、停止している状態から発進する場合には、走行用モータ１０の回転数がゼロの状態から高いトルクを発生させ、最高速度で走行させる場合には、走行用モータ１０を高い回転数で駆動させるため、走行用モータ１０を駆動させる電力の電圧波形を低周波数から高周波数までの広い範囲で変更可能とする必要があるからである。ＬＣフィルタを設けた従来のインバータを、電力変換装置として車両１に適用することもできるが、この場合には、上述したように、走行用モータ１０に供給する必要がある電圧の周波数の範囲が広いため、ＬＣフィルタの物理的なサイズを大きくせざるを得なくなる。さらに、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、例えば、緊急時などにおいて家庭用の電化製品を稼働させるためや、売電などで電力系統に供給するための交流電力に変換することを含めて考えると、従来のインバータを用いた電力変換装置のようにＬＣフィルタを設ける必要がなく、直接的に電力を供給することができる電力変換装置３０の構成は、より有効な構成であるといえる。

このように、電力変換装置３０では、従来のインバータを用いた電力変換装置よりも効率よく、電力変換をすることができる。

［電力変換装置の変形例］
上述した電力変換装置３０では、矩形電圧生成部３１０により出力される出力電圧Ｅ１と、電圧波形生成部３２０により出力される出力電圧Ｅ２とを積み上げた交流電圧ＥＯを出力する構成、つまり、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅに基づく出力電圧を２段に積み上げて出力する構成について説明した。しかし、交流電圧ＥＯを出力するために積み上げる、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅに基づく出力電圧の段数は、２段に限定されない。つまり、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅに基づく出力電圧を３段またはそれ以上に積み上げることによって、最大で、バッテリ２０が放電する直流電圧値の３倍またはそれ以上の交流電圧値の交流振幅を生成する電力変換装置を構成にすることもできる。以下に、この場合の一例について説明する。

図１１は、変形例に係る電力変換装置３１の構成の一例を示す図である。図１１には、電力変換装置３１に関連するバッテリ２０および走行用モータ１０も併せて示している。図１１に示した電力変換装置３１も、三相交流電動機である走行用モータ１０に対応する構成である。電力変換装置３１は、例えば、三つの電力変換部３０１（電力変換部３０１Ｕ、電力変換部３０１Ｖ、および電力変換部３０１Ｗ）と、制御部３５０と、を備える。以下の説明においては、電力変換部３０１Ｕと、電力変換部３０１Ｖと、電力変換部３０１Ｗとのそれぞれを区別しない場合には、単に、「電力変換部３０１」という。

電力変換部３０１は、電力変換部３００と同様に、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、正の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電圧に変換して、走行用モータ１０の対応する相に出力する。電力変換部３０１は、例えば、矩形電圧生成部３１０と、電圧波形生成部３２０と、矩形電圧生成部３３０と、スイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ３と、を備える。矩形電圧生成部３１０は、例えば、コンバータ３３２を備える。電力変換部３０１は、電力変換部３００に、矩形電圧生成部３３０と、スイッチング素子Ｓ３と、が追加された構成である。

矩形電圧生成部３３０は、制御部３５０からの制御に応じて、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、矩形の電圧波形の出力電力（矩形パルス）に変換して出力する。矩形電圧生成部３３０は、バッテリ２０により第１端ｉと第２端ｊとの間に供給された直流電圧Ｅを出力波形プロファイルに基づいて変換した出力電圧Ｅ３を、第３端ｋと第４端ｌとの間に出力する。

コンバータ３３２は、制御部３５０からの制御に応じて、矩形電圧生成部３１０が出力する出力電圧Ｅ１の電圧波形とは異なるタイミングで０［Ｖ］、あるいは直流電圧Ｅの直流電圧値となる矩形の電圧波形の出力電圧Ｅ３を出力する。コンバータ３３２は、矩形パルスを生成する構成のコンバータである。コンバータ３３２は、例えば、出力する出力電圧Ｅ３が矩形の電圧波形となるように予め構成されている、ブリッジタイプやプッシュプルタイプの双方向絶縁型ＤＣ―ＤＣコンバータである。コンバータ３３２は、矩形電圧生成部３１０と同様に、制御部３５０によるスイッチング素子の導通状態と非導通状態との制御によって出力電圧Ｅ３を出力する構成であってもよいし、電圧波形生成部３２０が備えるコンバータ３２２と同様に、制御部３５０により入力または設定された出力波形プロファイルに基づいた電圧波形の出力電力を出力するものであってもよい。コンバータ３３２が矩形電圧生成部３１０と同様の構成である場合、スイッチング素子Ｓ２Ｅやスイッチング素子Ｓ２Ｒと等価なスイッチング動作をするスイッチング素子（スイッチング回路）を備える。コンバータ３３２が電圧波形生成部３２０が備えるコンバータ３２２と同様の構成である場合、コンバータ３３２には、コンバータ３２２に入力または設定する出力波形プロファイルとは異なる電圧指令値、あるいは電圧指令値を表す出力波形プロファイル（以下、「第２出力波形プロファイル」という）が、制御部３５０によって逐次入力あるいは設定される。コンバータ３３２に入力または設定される第２出力波形プロファイルも、例えば、制御部３５０によって逐次入力あるいは設定されてもよい。

矩形電圧生成部３３０（コンバータ３３２であってもよい）は、特許請求の範囲における「第３のコンバータ」の一例である。第３端ｋは、特許請求の範囲における「第３端子対の一端」の一例であり、第４端ｌは、特許請求の範囲における「第３端子対の他端」の一例である。出力電圧Ｅ３は、特許請求の範囲における「第４出力電力」の一例であり、出力電圧Ｅ３の電圧波形は、特許請求の範囲における「第３電圧波形」の一例である。

スイッチング素子Ｓ３は、電圧波形生成部３２０の第３端ｇおよび矩形電圧生成部３３０の第４端ｌと、矩形電圧生成部３３０第３端ｋおよびスイッチング素子Ｓ１との間に接続され、制御部３５０による導通状態と非導通状態との制御に応じて、電力変換部３０１から出力される出力電圧が供給される方向を制限する。これにより、スイッチング素子Ｓ３は、スイッチング素子Ｓ１と同様に、電力変換部３０１と走行用モータ１０との間で供給される電圧の方向を切り替える。スイッチング素子Ｓ３は、制御部３５０によって非導通状態に制御されると、電力変換部３０１から出力される出力電圧が負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に供給されるのを許容し、負荷ＬＤ側から出力される電圧が電力変換部３０１側（特に、矩形電圧生成部３３０）に供給されるのを阻止する。一方、スイッチング素子Ｓ３は、制御部３５０によって導通状態に制御されると、負荷ＬＤ側から出力される電圧が矩形電圧生成部３３０に供給されるのを許容する。制御部３５０は、スイッチング素子Ｓ１と同様に、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合、スイッチング素子Ｓ３を非導通状態に制御し、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合、スイッチング素子Ｓ３を導通状態に制御する。ただし、制御部３５０がスイッチング素子Ｓ３を導通状態または非導通状態に制御するタイミングは、スイッチング素子Ｓ１を導通状態または非導通状態に制御するタイミングとは異なる。スイッチング素子Ｓ３は、特許請求の範囲における「第４のスイッチング素子」の一例である。

図１１では、スイッチング素子Ｓ３が、ダイオードとスイッチとで構成されている場合の一例を示しているが、スイッチング素子Ｓ１や、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、スイッチング素子Ｓ２Ｒと同様に、電界効果トランジスタＦＥＴや、ダイオードＤと絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴとで構成されてもよい（図３参照）。

このような構成によって電力変換装置３１では、制御部３５０が、それぞれの電力変換部３０１を制御する。そして、電力変換部３０１では、電力変換部３０１が、制御部３５０からの制御に応じて、バッテリ２０から供給（放電）された直流電圧Ｅを変換した交流電圧ＥＯを、電力変換部３０１の出力端子である第４端ｄと第３端ｋとの間に出力する。つまり、電力変換部３０１は、電圧波形生成部３２０が変換した出力電圧Ｅ２、電圧波形生成部３２０が変換した出力電圧Ｅ２と矩形電圧生成部３１０が変換した出力電圧Ｅ１とを合わせた出力電圧、あるいは電圧波形生成部３２０が変換した出力電圧Ｅ２と、矩形電圧生成部３１０が変換した出力電圧Ｅ１と、矩形電圧生成部３３０が変換した出力電圧Ｅ３とを合わせた出力電圧を、交流電圧ＥＯとして負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に供給する。これにより、電力変換装置３１では、出力電圧Ｅ１と、出力電圧Ｅ２と、出力電圧Ｅ３とを合わせた交流電圧ＥＯを出力する場合、最大で、バッテリ２０の直流電圧Ｅの３倍の電圧値の交流振幅を生成することができる。電力変換装置３１でも、図１１に示したように、電力変換部３０１Ｕ、電力変換部３０１Ｖ、および電力変換部３０１Ｗの出力端子である第４端ｄ同士が互いに接続されているため、走行用モータ１０には、電力変換部３０１Ｕと、電力変換部３０１Ｖと、電力変換部３０１Ｗとのいずれか二つの電力変換部３０１により出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、それぞれの相間に供給される。電力変換部３０１も、特許請求の範囲における「電力変換部」の一例であり、電力変換部３０１により出力される交流電圧ＥＯも、特許請求の範囲における「第３出力電力」の一例であり、電力変換部３０１が出力する交流電圧ＥＯの電圧波形も、特許請求の範囲における「制御波形」の一例である。

［変形例の電力変換装置が生成する電圧波形］
図１２は、変形例の電力変換装置３１において生成する電圧波形の一例を説明する図である。図１２には、図１１に示した電力変換装置３１の構成図におけるそれぞれの箇所で生成される出力電圧の電圧波形の一例を示している。

電力変換装置３１でも、制御部３５０は、それぞれの電力変換部３０１が備える矩形電圧生成部３１０のスイッチング素子Ｓ２Ｅおよびスイッチング素子Ｓ２Ｒを制御することによって、図１２の（ａ）に示したような矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ１を生成して出力させる電圧指令値、あるいは電圧指令値を表す出力波形プロファイルを生成する。図１２の（ａ）には、矩形電圧生成部３１０が生成した、Ｌｏｗレベル期間ＰＬにおけるＬｏｗレベルの電圧値が０［Ｖ］であり、Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨにおけるＨｉｇｈレベルの電圧値が、バッテリ２０の直流電圧値（図１２の（ａ）では２００［Ｖ］）である矩形パルスの出力電圧Ｅ１の一例を示している。図１２のａ（ａ）に示した出力電圧Ｅ１の電圧波形は、電力変換部３０１Ｕが備える矩形電圧生成部３１０が生成して出力する場合の一例である。

電力変換装置３１では、制御部３５０が、それぞれの電力変換部３０１が備える矩形電圧生成部３３０のコンバータ３３２を、生成した電圧指令値、あるいは電圧指令値を表す出力波形プロファイルに基づいて制御することによって、図１２の（ｂ）に示したような矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ３を生成して出力させる。図１２の（ｂ）に示した出力電圧Ｅ３の電圧波形は、電力変換部３０１Ｕが備える電圧波形生成部３２０が生成して出力する場合の一例である。制御部３５０が矩形電圧生成部３３０のコンバータ３３２を制御する電圧指令値（あるいは第２出力波形プロファイル）は、電力変換装置３１が出力する、正の値をとる正弦波で表される交流電圧ＥＯの電圧波形（図１２の（ｄ）参照）において、最大で、バッテリ２０の直流電圧Ｅの２倍の直流電圧値を超える電圧値の交流電圧ＥＯを出力する期間に直流電圧値となる矩形パルスの出力電圧Ｅ３を生成させるためのものである。より具体的には、制御部３５０は、Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ内で交流電圧ＥＯの交流電圧値がバッテリ２０の直流電圧Ｅの２倍の直流電圧値を超える第２Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ２では、出力電圧Ｅ３の電圧値を直流電圧値とし、その他の期間、つまり、交流電圧ＥＯの交流電圧値がバッテリ２０の直流電圧Ｅの２倍の直流電圧値を超えない期間では、出力電圧Ｅ２の電圧値を０［Ｖ］とする矩形パルスの電圧指令値を生成する。そして、制御部３５０は、生成した電圧指令値（あるいは第２出力波形プロファイル）に基づいて、電力変換部３０１Ｕが備える矩形電圧生成部３３０のコンバータ３３２の動作を制御する。これにより、矩形電圧生成部３３０は、図１２の（ｂ）に示したような、Ｌｏｗレベルの電圧値が０［Ｖ］であり、Ｈｉｇｈレベルの電圧値が、バッテリ２０の直流電圧値（図１２の（ｂ）では２００［Ｖ］）である矩形パルスの出力電圧Ｅ３を生成して出力する。

電力変換装置３１では、制御部３５０が、電力変換装置３１が出力する、正の値をとる正弦波で表される交流電圧ＥＯの電圧波形（図１２の（ｄ）参照）から、矩形電圧生成部３１０が出力する出力電圧Ｅ１と矩形電圧生成部３３０が出力する出力電圧Ｅ３とのそれぞれの電圧波形（矩形パルス）を減算した電圧波形の出力電圧Ｅ２を生成させるための電圧指令値を生成する。そして、制御部３５０は、それぞれの電力変換部３０１が備える電圧波形生成部３２０に、生成した電圧指令値を出力波形プロファイルとして入力あるいは設定することによって、図１２の（ｃ）に示したような電圧波形の出力電圧Ｅ２を生成して出力させる。より具体的には、制御部３５０は、電圧波形生成部３２０に、図１２の（ｂ）に示したような、Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨにおいて出力電圧Ｅ２の電圧値が出力電圧Ｅ１の電圧値の分だけ減算され、さらに第２Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ２において出力電圧Ｅ２の電圧値が、出力電圧Ｅ１の電圧値と出力電圧Ｅ３の電圧値とを合わせた分だけ減算された電圧波形の出力電圧Ｅ２を生成して出力させる。図１２の（ｃ）に示した出力電圧Ｅ２の電圧波形は、電力変換部３０１Ｕが備える電圧波形生成部３２０が生成して出力する場合の一例である。

このようにして、電力変換装置３１では、制御部３５０が、矩形電圧生成部３１０に出力電圧Ｅ１を出力させ、電圧波形生成部３２０に出力電圧Ｅ２を出力させ、矩形電圧生成部３３０に出力電圧Ｅ３を出力させる。そして、電力変換装置３１では、それぞれの電力変換部３０１が備えるスイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ３の負荷ＬＤ側で、矩形電圧生成部３１０が出力した出力電圧Ｅ１と、矩形電圧生成部３３０が出力した出力電圧Ｅ３と、電圧波形生成部３２０が出力した出力電圧Ｅ２とが合わされる。このとき、電力変換装置３１では、制御部３５０が、電圧波形生成部３２０が出力電圧Ｅ２を出力するタイミングに合わせて、矩形電圧生成部３１０に出力電圧Ｅ１を出力させ、矩形電圧生成部３３０に出力電圧Ｅ３を出力させる。これにより、電力変換装置３１では、それぞれの電力変換部３０１から、出力電圧Ｅ１の電圧波形と、出力電圧Ｅ３の電圧波形と、出力電圧Ｅ２の電圧波形とが波形合成された交流電圧ＥＯが出力される。これにより、図１２の（ｄ）に示したように、最大で、バッテリ２０が放電する直流電圧値の３倍の電圧値（図１２の（ｄ）では６００［Ｖ］）内で正の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電圧ＥＯが、負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）に供給される。図１２の（ｄ）に示した交流電圧ＥＯの電圧波形は、電力変換部３０１Ｕにより出力される交流電圧ＥＯの電圧波形の一例である。

そして、走行用モータ１０には、電力変換装置３１が備えるそれぞれの電力変換部３０１によりそれぞれの相に出力された交流電圧ＥＯが差動合成されて、図１２の（ｅ）に示したような、端子間電圧＝０［Ｖ］を基準として、正および負の値をとる正弦波で表される電圧波形の交流電圧（端子間電圧Ｕ－Ｖ、端子間電圧Ｖ－Ｗ、および端子間電圧Ｗ－Ｕ）が、それぞれの相間に供給される。これにより、走行用モータ１０は、それぞれの相間に供給された正弦波の交流電圧によって駆動（回転）する。

［変形例の電力変換装置の動作］
ここで、電力変換装置３１において出力電圧Ｅ１の電圧波形と、出力電圧Ｅ３の電圧波形と、出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成させる際に行う制御部３５０の制御について説明する。図１３は、変形例の電力変換装置３１が備える制御部３５０が電力変換部３０１を制御する詳細なタイミング、および制御の一例を説明する図である。図１３の（ａ）には、Ｌｏｗレベル期間ＰＬからＨｉｇｈレベル期間ＰＨに移行するタイミング（例えば、図１２の（ｄ）参照）における出力電圧Ｅ１、出力電圧Ｅ２、および交流電圧ＥＯの電圧波形の変化の様子の一例を示している。図１３の（ｂ）には、Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨから第２Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ２に移行するタイミング（例えば、図１２の（ｄ）参照）における出力電圧Ｅ１、出力電圧Ｅ２、出力電圧Ｅ３、および交流電圧ＥＯの電圧波形の変化の様子の一例を示している。図１３の（ｃ）には、制御部３５０が制御するそれぞれのスイッチング素子の状態を示している。図１３の（ｃ）は、車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合の一例である。図１３の（ｃ）において、コンバータ３３２の「ＯＮ」は、Ｈｉｇｈレベルの電圧値（バッテリ２０の直流電圧値）の出力電圧Ｅ３を出力させる制御をすることを表し、「ＯＦＦ」は、Ｌｏｗレベルの電圧値（０［Ｖ］）の出力電圧Ｅ３を出力させる制御をすることを表し、“↑：上向きの矢印”はコンバータ３３２の動作の制御を変更していないことを表している。図１３の（ｃ）におけるその他の内容は、図５の（ｂ）および図５の（ｃ）と同様である。

まず、図１３の（ａ）を参照して、Ｌｏｗレベル期間ＰＬからＨｉｇｈレベル期間ＰＨに移行するタイミングでの制御部３５０の制御について説明する。制御部３５０は、図１３の（ａ）に示したＬｏｗレベル期間ＰＬにおいて、つまり、交流電圧ＥＯの交流電圧値（出力電圧Ｅ２の電圧値であってもよい）が、バッテリ２０から供給された直流電圧Ｅの直流電圧値よりも低い状態のときに、図１３の（ｃ）に示した制御Ｃ１の段のように、スイッチング素子Ｓ３、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、スイッチング素子Ｓ２Ｒ、およびスイッチング素子Ｓ１のそれぞれを非導通状態に制御する。これにより、電力変換部３０１では、Ｌｏｗレベル期間ＰＬの期間において、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２を交流電圧ＥＯとして出力する。そして、電力変換部３０１では、制御部３５０が電圧波形生成部３２０に入力あるいは設定した出力波形プロファイルに基づいて、出力電圧Ｅ２の電圧値（つまり、交流電圧ＥＯの交流電圧値）が上昇する。このとき、矩形電圧生成部３１０が出力する出力電圧Ｅ１も、スイッチング素子Ｓ１が備えるダイオードＤを通って出力され、矩形電圧生成部３３０が出力する出力電圧Ｅ３も、スイッチング素子Ｓ３が備えるダイオードＤを通って出力されているが、出力電圧Ｅ１および出力電圧Ｅ３は０［Ｖ］であるため、交流電圧ＥＯの交流電圧値には影響していない。

その後、制御部３５０は、図１３の（ａ）に示したＬｏｗレベル期間ＰＬからＨｉｇｈレベル期間ＰＨに移行する時刻ｔ１のタイミングにおいて、図１３の（ｃ）に示した制御Ｃ２の段のように、スイッチング素子Ｓ３、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、スイッチング素子Ｓ２Ｒ、およびスイッチング素子Ｓ１のそれぞれを制御する。ここでは、制御部３５０は、スイッチング素子Ｓ２Ｅを導通状態に制御することによって、矩形電圧生成部３１０に、矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ１を出力させる。これにより、電力変換部３０１では、矩形電圧生成部３１０が出力する矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ１が、スイッチング素子Ｓ１が備えるダイオードＤを通って出力され、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成した交流電圧ＥＯ（つまり、出力電圧Ｅ１と出力電圧Ｅ２とを合わせた交流電圧ＥＯ）の負荷ＬＤ側（走行用モータ１０）への供給が開始される。このときも、矩形電圧生成部３３０が出力する出力電圧Ｅ３は、スイッチング素子Ｓ３が備えるダイオードＤを通って出力されているが、出力電圧Ｅ３は０［Ｖ］であるため、交流電圧ＥＯの交流電圧値には影響していない。時刻ｔ１のタイミングにおける制御部３５０によるそれぞれの構成要素の制御やタイミングは、図５の（ａ）および図５の（ｂ）を用いて説明した時刻ｔ１のタイミングのときの制御やタイミングと同様であるため、詳細な説明は省略する。

続いて、図１３の（ｂ）を参照して、Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨから第２Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ２に移行するタイミングでの制御部３５０の制御について説明する。制御部３５０は、図１３の（ｂ）に示したＨｉｇｈレベル期間ＰＨから第２Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ２に移行する時刻ｔ２のタイミングにおいて、図１３の（ｃ）に示した制御Ｃ３の段のように、スイッチング素子Ｓ３、スイッチング素子Ｓ２Ｅ、スイッチング素子Ｓ２Ｒ、およびスイッチング素子Ｓ１のそれぞれを制御する。ここでは、制御部３５０は、さらに矩形電圧生成部３３０に、矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ３を出力させる。これにより、電力変換部３０１では、矩形電圧生成部３３０が出力する矩形の電圧波形（矩形パルス）の出力電圧Ｅ３が、スイッチング素子Ｓ３が備えるダイオードＤを通って出力され、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成した電圧波形に、出力電圧Ｅ３の電圧波形をさらに波形合成した交流電圧ＥＯが出力される。

より具体的には、制御部３５０は、交流電圧ＥＯの交流電圧値が直流電圧Ｅの直流電圧値の２倍に等しい電圧値（図１３の（ｂ）では４００［Ｖ］）まで上昇したとき、つまり、コンバータ３２２が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が再度最大値（図１３の（ｂ）では２００［Ｖ］）になった時刻ｔ２－１のタイミングで、コンバータ３３２にＨｉｇｈレベルの電圧値の出力電圧Ｅ３を出力させるように制御する。これにより、矩形電圧生成部３３０から、直流電圧Ｅに基づく出力電圧Ｅ３の出力が開始され、時刻ｔ２－１から時刻ｔ２－２までの間に、出力電圧Ｅ３の電圧値が、バッテリ２０から供給された直流電圧Ｅの直流電圧値となる。そして、電力変換部３０１では、出力電圧Ｅ３の電圧波形がさらに波形合成され、出力波形プロファイルに基づいて電圧波形生成部３２０が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値が０［Ｖ］になる時刻ｔ２－２のタイミングから、出力電圧Ｅ１と、出力電圧Ｅ２と、出力電圧Ｅ３とを合わせた交流電圧ＥＯの負荷ＬＤ側（つまり、走行用モータ１０）への供給が開始される。

そして、図１３の（ｂ）に示した第２Ｈｉｇｈレベル期間ＰＨ２では、出力波形プロファイルに基づいて電圧波形生成部３２０が出力する出力電圧Ｅ２の電圧値の上昇に伴って、出力電圧Ｅ１と、出力電圧Ｅ２と、出力電圧Ｅ３とを合わせた交流電圧ＥＯの交流電圧値がさらに上昇する。

このようにして電力変換装置３１では、制御部３５０による制御によって、それぞれの電力変換部３０１において、出力電圧Ｅ２の電圧波形と出力電圧Ｅ１の電圧波形との波形合成、あるいは、出力電圧Ｅ２の電圧波形と、出力電圧Ｅ１の電圧波形と、出力電圧Ｅ３の電圧波形との波形合成がされる。これにより、電力変換装置３１では、それぞれの電力変換部３０１が出力する交流電圧ＥＯの交流電圧値が、最大で、バッテリ２０の直流電圧Ｅの３倍の電圧値（図１３の（ｂ）では、最大で６００［Ｖ］）まで上昇する。

制御部３５０は、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合も、同様に制御する。図１４は、変形例の電力変換装置３１が備える制御部３５０が電力変換部３０１を制御する制御の一例を説明する図である。図１４において、制御Ｃ１’、制御Ｃ２’、および制御Ｃ３’は、図１３の（ｃ）に示した制御Ｃ１、制御Ｃ２、および制御Ｃ３によって対応するスイッチング素子の制御である。この場合の制御部３５０の動作は、上述した車両１の走行のために走行用モータ１０を駆動させる場合の動作を逆にした場合と等価なものになるようにすればよい。従って、走行用モータ１０が回生ブレーキとして動作して発電した電力をバッテリ２０に充電させる場合における制御部３５０の制御の詳細な説明は省略する。

このような構成によって、電力変換装置３１は、制御部３５０による制御に応じて、最大で、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力の電圧を３倍に昇圧した交流電圧に変換して、走行用モータ１０に供給する。つまり、電力変換装置３１は、矩形電圧生成部３１０により出力される出力電圧Ｅ１と、電圧波形生成部３２０により出力される出力電圧Ｅ２と、矩形電圧生成部３３０により出力された出力電圧Ｅ３とを積み上げた交流電圧ＥＯを、走行用モータ１０のそれぞれの相間に供給する。これにより、走行用モータ１０には、走行用モータ１０の各相間（端子間）で最終的に差動合成された交流電圧が供給される。この場合も、電力変換装置３１は、電力変換装置３０と同様に、従来のインバータを用いた電力変換装置よりも、電力の変換効率の低下や、高耐圧の部品を用いることによる損失の増大、部品の劣化を抑えた電力変換をすることができる。つまり、電力変換装置３１でも、従来のインバータを用いた電力変換装置よりも効率よく、電力変換をすることができる。

しかも、電力変換装置３１は、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力の電圧を３倍に昇圧するため、例えば、走行用モータ１０を駆動するための交流電圧の電圧値が６００［Ｖ］である場合には、電力変換装置３０では、３００［Ｖ］のバッテリ２０が必要であったのに対し、電力変換装置３１では、２００［Ｖ］のバッテリ２０を利用することができる。このため、電力変換装置３１では、電力変換装置３１よりもさらに、電力の変換効率の低下や、高耐圧の部品を用いることによる損失の増大、部品の劣化を抑えた電力変換をすることができる。

上述した変形例の電力変換装置３１では、矩形電圧生成部３３０とスイッチング素子Ｓ３とを追加する、言い換えれば、コンバータ３３２を積み上げる構成によって、最大で、バッテリ２０の直流電力の電圧を３倍に昇圧する場合について説明した。電力変換装置３０では、同様に、コンバータ３２２およびスイッチング素子を積み上げることによって、さらにバッテリ２０の直流電力の電圧を昇圧する最大の倍数を増やす（４倍以上にする）こともできる。この場合における電力変換装置３０の構成、動作、および処理などは、上述した電力変換装置３１の構成、動作、および処理と等価なものになるようにすればよい。

上述したように、電力変換装置３０や電力変換装置３１では、少なくとも、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、制御部３５０により入力または設定された出力波形プロファイルに基づいた電圧波形の出力電圧Ｅ２に変換して出力する電圧波形生成部３２０と、制御部３５０からの制御に応じて矩形の電圧波形の出力電圧Ｅ１（矩形パルス）に変換して出力する矩形電圧生成部３１０とを有する電力変換部３００（あるいは電力変換部３０１）を備える。そして、電力変換装置３０や電力変換装置３１では、制御部３５０が、制御装置１００により出力された出力電力の要求指令値に応じて、それぞれの電力変換部３００（あるいは電力変換部３０１）による電圧波形の生成を制御する。このとき、電力変換装置３０や電力変換装置３１では、制御部３５０が、要求指令値と、電力変換部３００（あるいは電力変換部３０１）により出力された交流電力の電圧値および電流値とに基づいて、電力変換部３００（あるいは電力変換部３０１）に交流電力を出力させるための出力電力の電圧指令値を生成する。そして、電力変換装置３０や電力変換装置３１では、制御部３５０が、生成した電圧指令値を出力波形プロファイルとして電力変換部３００（あるいは電力変換部３０１）に入力あるいは設定する。そして、電力変換装置３０や電力変換装置３１では、少なくとも、矩形電圧生成部３１０が出力した出力電圧Ｅ１の電圧波形と、電圧波形生成部３２０が出力した出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成した交流電圧ＥＯを、三相交流電動機である走行用モータ１０のそれぞれの相間に供給する。

ところで、走行用モータ１０は、上述したように、三相のうちいずれか二相に電力変換部３００（あるいは電力変換部３０１）により出力された交流電圧ＥＯが差動合成され、それぞれの相間に供給された正弦波の交流電圧によって駆動（回転）する。つまり、走行用モータ１０の回転の挙動は、走行用モータ１０の各相間（端子間）の電圧によって決まる。従って、走行用モータ１０のそれぞれの端子に印加する電圧は、オフセットしたとしても、つまり、電圧変調したとしても、各相の端子間電圧は変わることなく、走行用モータ１０における回転の挙動に影響を与えることはない。

図１５は、車両１が備える走行用モータ１０に印加する電圧の関係を説明する図である。図１５には、走行用モータ１０のそれぞれの端子に異なる電圧が印加された場合でも、端子間電圧に変わりがないことを模式的に示している。より具体的には、図１５の（ａ）には、走行用モータ１０のＵ端子に１００［Ｖ］、Ｖ端子に２０［Ｖ］、Ｗ端子に４０［Ｖ］を印加した場合を示し、図１５の（ｂ）には、それぞれの端子に印加する電圧に、－２０［Ｖ］のオフセット電圧を一律に加算して、走行用モータ１０のＵ端子に８０［Ｖ］、Ｖ端子に０［Ｖ］、Ｗ端子に２０［Ｖ］が印加した場合を示している。図１５の（ａ）および図１５の（ｂ）に示したように、同じオフセット電圧を加算した場合には、走行用モータ１０のそれぞれの端子に印加する電圧値が異なる場合でも、端子間電圧は同じになる。つまり、図１５の（ａ）と図１５の（ｂ）とのいずれの場合でも、Ｕ端子とＶ端子との間の端子間電圧は８０［Ｖ］であり、Ｖ端子とＷ端子との間の端子間電圧は－２０［Ｖ］であり、Ｗ端子とＵ端子との間の端子間電圧は－６０［Ｖ］である。

このため、電力変換装置３０（電力変換装置３１も含む）では、制御部３５０が、バッテリ２０から供給（放電）される直流電圧Ｅの電圧値の範囲内で電圧変調を行うことにより、端子間電圧を最大限に確保することができる電圧指令値を生成する構成にすることもできる。言い換えれば、制御部３５０が、直流電圧Ｅの電圧値に対して余裕を持った電圧値の直流電圧をバッテリ２０に供給（放電）させるような電圧指令値を生成する構成にすることもできる。

図１６は、車両１が備える走行用モータ１０の端子間電圧の関係を説明する図である。図１６には、制御部３５０が電圧変調を行うことによって余裕を持たせることができる電圧値の一例を模式的に示している。図１６の（ａ）には、電力変換装置３０が走行用モータ１０のそれぞれの端子に供給する交流電圧ＥＯの電圧波形の一例を示し、図１６の（ｂ）には、走行用モータ１０のＵ相に供給した交流電圧ＥＯを電圧変調した場合の電圧波形の一例を示している。上述したように、電力変換装置３０では、それぞれの相に対応する電力変換部３００が、図１６の（ａ）に示したように、同じ電圧波形で位相が１２０°ずれているように変調（位相変調）された交流電圧ＥＯを出力する。このため、Ｕ相に供給される交流電圧ＥＯの電圧値は、下式（１）で表され、Ｖ相に供給される交流電圧ＥＯの電圧値は、下式（２）で表され、Ｗ相に供給される交流電圧ＥＯの電圧値は、下式（３）で表される。

Ｕ＝－Ｅ／２ ｓｉｎ（ωｔ）＋Ｅ／２ ・・・（１）

Ｖ＝－Ｅ／２ ｓｉｎ（ωｔ－２π／３）＋Ｅ／２ ・・・（２）

Ｗ＝－Ｅ／２ ｓｉｎ（ωｔ＋２π／３）＋Ｅ／２ ・・・（３）

ここで、図１６の（ａ）に示したＵ相に供給される交流電圧ＥＯとＶ相に供給される交流電圧ＥＯとの端子間電圧Ｕ－Ｖに着目すると、端子間電圧Ｕ－Ｖは、図１６の（ａ）において網掛けをして示した領域となり、位相は異なることになる（図１６の（ｂ）参照）が、下式（４）で表される正弦波の電圧波形のものとなる。

Ｕ－Ｖ＝－Ｅ／２＊（ｓｉｎ（ωｔ）－ｓｉｎ（ωｔ－２π／３））
＝－Ｅ／２＊２＊ｓｉｎ（π／３）＊ｃｏｓ（ωｔ－π／３）
＝－√３／２＊Ｅ＊ｃｏｓ（ωｔ－π／３） ・・・（４）

このため、電力変換装置３０では、図１６の（ｂ）において網掛けで示した領域の端子間電圧のように、バッテリ２０から供給（放電）される直流電圧Ｅの電圧値の範囲内で、余裕を持った電圧値となるように電圧変調を行うことができることがわかる。より具体的には、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの電圧値がＥ［Ｖ］であるとすると、端子間電圧Ｕ－Ｖの最大幅（最大の範囲）は、下式（５）の範囲となることがわかる。

√３／２＊Ｅ ≒ ０．８６６＊Ｅ ・・・（５）

上式（５）より、制御部３５０は、端子間電圧Ｕ－Ｖの最大値を、直流電圧Ｅではなく、その２／√３倍に拡大した値として計算した後、電圧変調を行えば、電圧波形を歪ませることなく、直流電圧Ｅの最大の電圧値に対して余裕を持った電圧値の直流電圧をバッテリ２０に供給（放電）させるような電圧指令値を生成することができることがわかる。つまり、制御部３５０は、電圧変調を行うことによって、バッテリ２０の電圧利用率を２／√３≒１．１５４倍に拡大（向上）させることができることがわかる。言い換えれば、制御部３５０が電圧変調を行うことによって、１５．４％の電圧利用率の拡大効果を得ることができることがわかる。

［電圧変調の構成］
ここで、制御部３５０（より具体的には、電圧指令値決定部３５２）が、電圧変調（以下、「電圧利用率拡大変調」という）した電圧指令値を生成する構成の一例について説明する。図１７は、制御部３５０が備える電圧指令値決定部３５２の機能構成の一例を示す図である。電圧指令値決定部３５２は、例えば、三相ＤＱ軸変換部３５２１と、ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２と、ＤＱ軸三相変換部３５２３と、電圧変調部３５２４と、を備える。電圧変調部３５２４は、例えば、変調電圧計算部３５２５を備える。

三相ＤＱ軸変換部３５２１は、取得した相電流情報に含まれるＵ相電流値、Ｖ相電流値、およびＷ相電流値と、その電気角（それぞれの相の電流の位相）とを、Ｄ軸電流値およびＱ軸電流値に変換する。三相ＤＱ軸変換部３５２１は、変換したＤ軸電流値およびＱ軸電流値の情報を、ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２に出力する。

ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２は、取得した要求指令値に含まれるＤ軸電流指令値およびＱ軸電流指令値と、三相ＤＱ軸変換部３５２１が変換したＤ軸電流値およびＱ軸電流値とに基づいてフィードバック制御を行う。ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２は、フィードバック制御によって、Ｄ軸電圧値およびＱ軸電圧値を生成する。ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２は、生成したＤ軸電圧値およびＱ軸電圧値の情報を、ＤＱ軸三相変換部３５２３に出力する。ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２におけるフィードバック制御は、例えば、ＰＩＤ制御である。ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２におけるフィードバック制御は、ＰＩＤ制御に限らず、他のフィードバック制御の方法であってもよい。

ＤＱ軸三相変換部３５２３は、取得した相電流情報に含まれるそれぞれの相の電流値の電気角に基づいて、ＤＱ軸電流フィードバック制御部３５２２が生成したＤ軸電圧値およびＱ軸電圧値を、Ｕ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれに変換する。ＤＱ軸三相変換部３５２３が変換するＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれは、走行用モータ１０のそれぞれの相に供給する（それぞれの端子に印加する）交流電圧の目標値である。ＤＱ軸三相変換部３５２３は、変換したＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれの情報を、電圧変調部３５２４に出力する。

ここまでの構成は、モータを制御する一般的な制御装置の構成と同様の構成である。

電圧変調部３５２４は、ＤＱ軸三相変換部３５２３が変換したＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれに基づいて、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれを生成する。このとき、電圧変調部３５２４は、Ｕ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれに、変調電圧計算部３５２５が生成したオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを加算することによって、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれを生成する。

変調電圧計算部３５２５は、ＤＱ軸三相変換部３５２３が変換したＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれに基づいて、電圧変調部３５２４がＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれを生成するためのオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを生成する。

ここで、変調電圧計算部３５２５のより詳細な構成の一例について説明する。図１８は、電圧指令値決定部３５２が備える電圧変調部３５２４の機能構成の一例を示す図である。図１８の（ａ）には、電圧変調部３５２４が備える変調電圧計算部３５２５のより詳細な機能構成の一例を示し、図１８の（ｂ）には、参考として、従来のインバータに出力するＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれを生成する場合における変調電圧計算部３５２５のより詳細な機能構成の一例を示している。図１８の（ａ）および図１８の（ｂ）のそれぞれには、入力される目標値（Ｕ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値）と、出力する電圧指令値（Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値）とのそれぞれの一例を、電圧波形として模式的に示している。

まず、図１８の（ａ）を参照して、電圧変調部３５２４が備える変調電圧計算部３５２５の機能構成について説明する。変調電圧計算部３５２５は、例えば、最小電圧選択部３５２６と、オフセット電圧算出部３５２７と、を備える。

最小電圧選択部３５２６は、ＤＱ軸三相変換部３５２３により出力されたＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値の中から、最小の電圧値を選択する。最小電圧選択部３５２６は、選択した最小の電圧値を、オフセット電圧算出部３５２７に出力する。

オフセット電圧算出部３５２７は、最小電圧選択部３５２６により出力された最小の電圧値に「－１」を乗算した電圧値を、オフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔとする。オフセット電圧算出部３５２７は、オフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを、電圧変調部３５２４に出力する。

これにより、電圧変調部３５２４は、走行用モータ１０のそれぞれの相に供給する交流電圧の目標値であるＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれにオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを加算し（ここで、オフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔは負（マイナス）の電圧値であるため、実質的には減算し）、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれを生成する。

このような構成によって電圧変調部３５２４は、図１８の（ａ）に示したように、Ｅ［Ｖ］～－Ｅ［Ｖ］の間の電圧値をとる連続的な正弦波が目標値として入力された場合、電圧利用率拡大変調を行うことによって、０［Ｖ］を基準とした正弦波の半波において、ピークの電圧値がより低く抑えられた電圧波形で表される電圧指令値を生成する。図１８の（ａ）に示したような電圧波形で表される電圧指令値では、電圧指令値のピークの電圧値が、直流電圧Ｅの２倍の電圧値＝２Ｅ［Ｖ］よりも低く抑えられている。より具体的には、図１８の（ａ）に示したような電圧波形で表される電圧指令値は、０［Ｖ］～√３／２＊２Ｅ［Ｖ］の範囲で変化する電圧指令値となっている。

続いて、図１８の（ｂ）を参照して、電圧変調部３５２４が、従来のインバータに対する電圧指令値を生成する構成である場合の変調電圧計算部３５２５（以下、「変調電圧計算部３５２５ａ」という）の機能構成について説明する。変調電圧計算部３５２５ａは、例えば、絶対値最大相選択部３５２８と、オフセット電圧設定部３５２９と、を備える。

絶対値最大相選択部３５２８は、ＤＱ軸三相変換部３５２３により出力されたＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値の中から、絶対値が最大の相の電圧値を選択する。絶対値最大相選択部３５２８は、選択した絶対値が最大の相の電圧値を、オフセット電圧設定部３５２９に出力する。

オフセット電圧設定部３５２９は、絶対値最大相選択部３５２８により出力された絶対値が最大の相の電圧値に基づいて、オフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを設定する。より具体的には、オフセット電圧設定部３５２９は、例えば、バッテリ２０から供給可能な直流電圧Ｅの直流電圧値の１／２の電圧値を基準値（ここでは、仮に基準値Ｌｍ）とする。そして、絶対値最大相選択部３５２８により出力された絶対値が最大の相の電圧値（ここでは、仮に電圧値Ｚｘとする）が正（プラス）の値である場合、オフセット電圧設定部３５２９は、基準値Ｌｍをプラスの値とし、この基準値Ｌｍから電圧値Ｚｘを減算した電圧値（＝Ｌｍ－Ｚｘ）をオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔとして設定する。一方、電圧値Ｚｘが負（マイナス）の値である場合、オフセット電圧設定部３５２９は、基準値Ｌｍをマイナスの値とし、この基準値Ｌｍから電圧値Ｚｘを減算した電圧値（＝－Ｌｍ－Ｚｘ）をオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔとして設定する。オフセット電圧設定部３５２９は、設定したオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを、電圧変調部３５２４に出力する。

これにより、電圧変調部３５２４は、走行用モータ１０のそれぞれの相に供給する交流電圧の目標値であるＵ相電圧値、Ｖ相電圧値、およびＷ相電圧値のそれぞれにオフセット電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを加算し、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれを生成する。

このような構成によって電圧変調部３５２４は、図１８の（ｂ）に示したように、図１８の（ａ）と同様のＥ［Ｖ］～－Ｅ［Ｖ］の間の電圧値をとる連続的な正弦波が目標値として入力された場合、正弦波の正および負のピークの電圧値が一定の期間、正の最大値であるＥ［Ｖ］または負の最大値である－Ｅ［Ｖ］に固定された電圧波形で表される電圧指令値を生成する。図１８の（ｂ）に示したような電圧波形で表される電圧指令値は、Ｅ［Ｖ］または－Ｅ［Ｖ］に固定された一定期間の間、従来のインバータを構成する上側（正側）あるいは下側（負側）のアームの動作を停止させることができる。これにより、図１８の（ｂ）に示したような電圧波形で表される電圧指令値は、従来のインバータを構成する上下のアームが動作する際に発生する発熱量のバランス（熱バランス）をとり、電源システムとしての効率化を図ることができる。

図１７に戻り、電圧変調部３５２４は、電圧利用率拡大変調を行うことによって生成したＵ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれの情報を、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値として、出力波形プロファイル決定部３５４に出力する。これにより、制御部３５０では、上述したように、出力波形プロファイル決定部３５４が、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に基づいてコンバータ３２２に設定する出力波形プロファイルを決定し、スイッチング制御部３５６が、電圧指令値決定部３５２が決定した電圧指令値に基づいて電力変換部３００および矩形電圧生成部３１０が備えるそれぞれのスイッチング素子を制御する。

上述した説明では、電圧変調部３５２４が備える変調電圧計算部３５２５が、図１８の（ａ）に示した構成であるものとして説明した。しかし、変調電圧計算部３５２５の構成は、図１８の（ａ）に示した構成に限らない。そして、変調電圧計算部３５２５の機能も、図１８の（ａ）を用いて説明した機能に限定されない。例えば、変調電圧計算部３５２５は、図１８の（ａ）に示した変調電圧計算部３５２５の機能と、図１８の（ｂ）に示した変調電圧計算部３５２５ａの機能など、複数の機能を備え、例えば、制御部３５０が、電力変換部３００を制御する際に、使用する機能を切り替える（選択する）構成であってもよい。図１７に示した電圧指令値決定部３５２の機能構成では、変調電圧計算部３５２５の機能を切り替える手段として、電圧変調方式切り替え信号が変調電圧計算部３５２５に入力される構成を示している。

ここで、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合に、電力変換装置３０および電力変換装置３１において生成する電圧波形について説明する。図１９は、電力変換装置３０において電圧変調（電圧利用率拡大変調）した場合に生成する電圧波形の一例を説明する図である。図２０は、変形例の電力変換装置３１において電圧変調（電圧利用率拡大変調）した場合に生成する電圧波形の一例を説明する図である。

まず、図１９を参照して、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合に、電力変換装置３０において生成する電圧波形について説明する。図１９の（ａ－１）～図１９の（ｃ－１）は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行っていない場合に、電力変換装置３０が備える電力変換部３００Ｕにおいて生成される出力電圧の電圧波形の一例、つまり、図４を用いて説明した電圧波形の一例を示している。図１９の（ａ－２）～図１９の（ｃ－２）は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合に、電力変換装置３０が備える電力変換部３００Ｕにおいて生成される出力電圧の電圧波形の一例を示している。

図１９の（ａ－１）と図１９の（ａ－２）とを比べてわかるように、電力変換部３００Ｕが備える矩形電圧生成部３１０が生成して出力する出力電圧Ｅ１は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行うか否かに関わらず同一である。これに対して、図１９の（ｂ－１）と図１９の（ｂ－２）とを比べてわかるように、電力変換部３００Ｕが備える電圧波形生成部３２０が生成して出力する出力電圧Ｅ２は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合には、制御部３５０が入力あるいは設定する電圧指令値（出力波形プロファイル）のピークの電圧値が低く抑えられていることに伴って、ピークの電圧値が低く抑えられている。より具体的には、図１９の（ｂ－２）に示した出力電圧Ｅ２では、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とが波形合成される交流電圧ＥＯの交流電圧値がピークとなる位置の電圧値が低く抑えられている。これにより、図１９の（ｃ－１）と図１９の（ｃ－２）とを比べてわかるように、出力電圧Ｅ１の電圧波形と出力電圧Ｅ２の電圧波形とが波形合成された交流電圧ＥＯの交流電圧値のピークの電圧値が低く抑えられる。より具体的には、交流電圧ＥＯの交流電圧値のピークの電圧値は、√３／２＊２Ｅ［Ｖ］が低く抑えられる。これにより、電力変換装置３０では、制御部３５０が電圧変調を行うことによって、１５．４％の電圧利用率の拡大効果を得ることができる。

ところで、図１９の（ｂ－１）と図１９の（ｂ－２）や、図１９の（ｃ－１）と図１９の（ｃ－２）を比べてわかるように、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合、例えば、図１９の（ｂ－２）や図１９の（ｃ－２）において破線の丸で囲んだような期間では、出力電圧Ｅ２の電圧値や交流電圧ＥＯの交流電圧値が０［Ｖ］となっている。これらの期間は、電力変換装置３０において、電圧波形生成部３２０が備えるコンバータ３２２の動作を停止させていることに相当する。これらの期間のとき、制御部３５０は、例えば、矩形電圧生成部３１０が備えるスイッチング素子Ｓ２Ｒを導通状態にして、コンバータ３３２の代わりに０［Ｖ］を出力するようにしてもよい。このことから、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合には、電力変換装置３０においても、上述した従来のインバータを構成する上下のアームが動作する際の熱バランスをとるのと同様に、コンバータ３２２における発熱を抑え、電源システムとしての効率化を図ることができる。ただし、このような電圧指令値（図１８の（ａ）に示した電圧波形で表される電圧指令値）による制御は、従来のインバータに対して行うことはできない。これは、図１８の（ａ）に示した電圧波形で表される電圧指令値は、０［Ｖ］にさせる期間のみが存在しているためである。より具体的には、図１８の（ｂ）に示した電圧波形で表される従来のインバータに対する電圧指令値のように、正の最大値または負の最大値を交互に固定させることによって、上下のアームの動作を交互に停止させるような制御をすることができず、一方のアームしか動作を停止させる制御をすることができないためである。

続いて、図２０を参照して、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合に、電力変換装置３１において生成する電圧波形について説明する。図２０の（ａ－１）～図２０の（ｃ－１）は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行っていない場合に、電力変換装置３１が備える電力変換部３０１Ｕにおいて生成される出力電圧の電圧波形の一例、つまり、図１２を用いて説明した電圧波形の一例を示している。図２０の（ａ－２）～図２０の（ｃ－２）は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合に、電力変換装置３１が備える電力変換部３０１Ｕにおいて生成される出力電圧の電圧波形の一例を示している。ただし、図２０の（ａ－１）と図２０の（ａ－２）とには、電力変換部３０１Ｕが備える矩形電圧生成部３１０が出力する出力電圧Ｅ１の電圧波形と、矩形電圧生成部３３０が出力する出力電圧Ｅ３の電圧波形とを波形合成した状態を示している。

図２０の（ａ－１）と図２０の（ａ－２）とを比べてわかるように、電力変換装置３１でも、電力変換部３０１Ｕが備える矩形電圧生成部３１０が生成して出力する出力電圧Ｅ１は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行うか否かに関わらず同一である。そして、図２０の（ｂ－１）と図２０の（ｂ－２）とを比べてわかるように、電力変換装置３１でも、電力変換部３０１Ｕが備える電圧波形生成部３２０が生成して出力する出力電圧Ｅ２は、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合にピークの電圧値が低く抑えられている。このため、電力変換装置３１でも、図２０の（ｂ－２）や図２０の（ｃ－２）において破線の丸で囲んだような期間では、電源システムとしての効率化を図ることができる。さらに、電力変換装置３１では、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行った場合、図２０の（ａ－２）に破線の丸で囲んだ期間において、電力変換部３０１Ｕが備える矩形電圧生成部３３０が出力する出力電圧Ｅ３も、出力が抑えられている。つまり、矩形電圧生成部３３０は、コンバータ３３２の動作が停止されている。電力変換部３０１が備える構成要素が停止されている期間における電源システムとしての効率化を図る考え方は、上述した電力変換装置３０における考え方と同様である。これらのことにより、電力変換装置３１でも、制御部３５０が電圧変調を行うことによって、交流電圧ＥＯの交流電圧値のピークの電圧値は、√３／２＊３Ｅ［Ｖ］が低く抑えられ、１５．４％の電圧利用率の拡大効果を得ることができる。

上記に述べたとおり、各実施形態の電力変換装置によれば、少なくとも、バッテリ２０から供給（放電）された直流電力を、制御部３５０により入力または設定された出力波形プロファイルに基づいた電圧波形の出力電圧Ｅ２に変換して出力する電圧波形生成部３２０と、制御部３５０からの制御に応じて矩形の電圧波形の出力電圧Ｅ１（矩形パルス）に変換して出力する矩形電圧生成部３１０とを有する電力変換部３００を備える。そして、各実施形態の電力変換装置では、制御部３５０が、制御装置１００により出力された出力電力の要求指令値に応じて、それぞれの電力変換部３００による電圧波形の生成を制御する。このとき、各実施形態の電力変換装置では、制御部３５０が、要求指令値と、電力変換部３００により出力された交流電力の電圧値および電流値とに基づいて、電力変換部３００に交流電力を出力させるための出力電力の電圧指令値を生成する。そして、各実施形態の電力変換装置では、制御部３５０が、生成した電圧指令値を出力波形プロファイルとして電力変換部３００に入力あるいは設定する。そして、各実施形態の電力変換装置では、矩形電圧生成部３１０が出力した出力電圧Ｅ１の電圧波形と、電圧波形生成部３２０が出力した出力電圧Ｅ２の電圧波形とを波形合成した交流電圧ＥＯを、三相交流電動機である走行用モータ１０のそれぞれの相間に供給する。これにより、各実施形態の電力変換装置では、従来のインバータを用いた電力変換装置よりも、電力の変換効率の低下や、高耐圧の部品を用いることによる損失の増大、部品の劣化を抑えた、効率のよい電力変換をすることができる。さらに、各実施形態の電力変換装置では、制御部３５０が電圧利用率拡大変調を行うことによって、交流電圧ＥＯの交流電圧値のピークの電圧値を低く抑え、電圧利用率の拡大効果を得ることができる。そして、走行用モータ１０では、三相のうちいずれか二相に各実施形態の電力変換装置により出力された交流電圧ＥＯが差動合成され、それぞれの相間に供給された正弦波の交流電圧によって駆動（回転）する。

以上説明した各実施形態の電力変換装置によれば、少なくとも、バッテリ２０により出力されたバッテリ電力（直流電圧Ｅ）を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の出力電圧Ｅ２に変換して第３端ｇおよび第４端ｈから出力する電圧波形生成部３２０、およびバッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の出力電圧Ｅ１に変換して第３端ｃおよび第４端ｄから出力する矩形電圧生成部３１０、を有し、出力電圧Ｅ２と出力電圧Ｅ１とを加算することで生成される交流の制御波形の交流電圧ＥＯを負荷ＬＤ（走行用モータ１０）に供給する電力変換部３００と、入力された負荷ＬＤ（走行用モータ１０）への出力電力の要求指令値と、電力変換部３００により出力された交流電圧ＥＯの電圧値とに基づいて、電圧波形生成部３２０に出力電圧Ｅ２を出力させる電圧指令値を、出力波形プロファイルとして電力変換部３００に出力する制御部３５０と、を備えることにより、車両１における走行の特性に合致した好適なバッテリ２０の電力変換を行うことができる。これにより、各実施形態の電力変換装置では、直流電力を交流電力に変換する際の変換効率の低下や、高耐圧の部品を用いることによる損失の増大、部品の劣化を、従来のインバータを用いた電力変換装置よりも抑え、効率よく、電力変換をすることができる。このことにより、各実施形態の電力変換装置を搭載した車両１では、走行可能距離の長距離化や、耐久性の向上などができ、車両１の商品性を高めることができる。これらのことから、各実施形態の電力変換装置を搭載した車両１では、エネルギー効率の改善を図り、地球環境上の悪影響を軽減させることへの貢献が期待される。

上述したそれぞれの実施形態では、電力変換装置の動作を、制御部３５０が制御する構成を説明した。しかし、電力変換装置の動作の制御は、車両１が備える制御装置１００が行ってもよい。この場合における制御装置１００の構成、動作、および処理などは、上述したそれぞれの実施形態の制御部３５０の構成、動作、および処理と等価なものになるようにすればよい。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
少なくとも、バッテリにより出力されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第１端子対から出力する第１のコンバータ、および前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第２端子対から出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部を制御する制御装置が、
ハードウェアプロセッサと、
プログラムを記憶した記憶装置と、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、
入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する、
ように構成されている、電力変換装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

１・・・車両
１０・・・走行用モータ
１２・・・駆動輪
１４・・・減速機
２０・・・バッテリ
２２・・・バッテリセンサ
３０，３１・・・電力変換装置
３００，３００Ｕ，３００Ｖ，３００Ｗ，３０１，３０１Ｕ，３０１Ｖ，３０１Ｗ・・・電力変換部
３１０・・・矩形電圧生成部
３２０・・・電圧波形生成部
３２２，３２２ａ・・・コンバータ
３２５，３２５ａ・・・ＤＣ―ＤＣコンバータ
３２６・・・コンバータ制御部
３２６２・・・乗算器
３２６４・・・フィードバック部
３２６６・・・比較部
３２６８・・・ゲート駆動信号生成部
３２７・・・昇降圧チョッパ
３２８・・・バック・ブースト・コンバータ
３３０・・・矩形電圧生成部
３３２・・・コンバータ
３５０・・・制御部
３５２・・・電圧指令値決定部
３５２１・・・三相ＤＱ軸変換部
３５２２・・・ＤＱ軸電流フィードバック制御部
３５２３・・・ＤＱ軸三相変換部
３５２４・・・電圧変調部
３５２５・・・変調電圧計算部
３５２６・・・最小電圧選択部
３５２７・・・オフセット電圧算出部
３５２８・・・絶対値最大相選択部
３５２９・・・オフセット電圧設定部
３５４・・・出力波形プロファイル決定部
３５６・・・スイッチング制御部
３８・・・電力センサ
５０・・・運転操作子
６０・・・車両センサ
１００・・・制御装置
Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ・・・スイッチング素子
Ｓ２Ｅ・・・スイッチング素子
Ｓ２Ｒ・・・スイッチング素子
Ｓ３・・・スイッチング素子
ＬＤ，ＬＤ－Ｕ，ＬＤ－Ｖ，ＬＤ－Ｗ・・・負荷

Claims (9)

1. 少なくとも、バッテリにより第１－１端と第２－１端との間に供給されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第３－１端と第４－１端との間に出力する第１のコンバータ、および第１－２端と第２－２端との間に供給された前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第３－２端と第４－２端との間に出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部と、
   入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する制御部と、
   を備え、
   前記電力変換部は、
   前記第３－１端と前記第４－２端との間から、前記第３出力電力を前記負荷側に供給し、
   前記第４－１端および前記第３－２端と、前記第３－１端との間に接続され、前記負荷側から供給された電力を前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータ側に供給可能とし、あるいは前記第２のコンバータ側に供給可能とすると共に前記第１のコンバータ側に供給不可能とする第１のスイッチング素子、
   をさらに有する電力変換装置。
2. 前記第１電圧波形は、
   正の値をとる正弦波で表される前記制御波形から前記第２電圧波形を減算した電圧波形である、
   請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記第２のコンバータは、
   前記バッテリに接続された前記第１－２端と前記第３－２端との間に接続され、前記バッテリ電力を前記第２出力電力として前記負荷側に供給可能、あるいは供給不可能とする第２のスイッチング素子と、
   前記第４－２端と前記第３－２端との間に接続され、前記第２出力電力を前記第１のコンバータ側に供給可能、あるいは供給不可能とする第３のスイッチング素子と、
   を有するハーフブリッジ型のコンバータである、
   請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記電力変換部は、
   前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータに並列に接続され、第１－３端と第２－３端との間に供給された前記バッテリ電力を、矩形の第３電圧波形の第４出力電力に変換して第３－３端と第４－３端との間にから出力する第３のコンバータ、
   をさらに有し、
   前記第１電圧波形は、さらに前記第３電圧波形を減算した電圧波形であり、
   前記第１出力電力と、前記第２出力電力と、前記第４出力電力とを加算することで生成される前記第３出力電力を前記負荷に供給する、
   請求項３に記載の電力変換装置。
5. 前記電力変換部は、
   前記第４－２端と前記第３－３端との間から、前記第３出力電力を前記負荷側に供給し、
   前記第３－１端および前記第４－３端と、前記第３－３端および前記第１のスイッチング素子との間に接続され、前記負荷側から供給された電力を前記第１のコンバータおよび前記第３のコンバータ側に供給可能、あるいは前記第１のコンバータ側のみに供給可能とする第４のスイッチング素子、
   をさらに有する請求項４に記載の電力変換装置。
6. 前記負荷は、スター結線された三相の負荷であり、
   前記負荷の対応するそれぞれの相に前記第３出力電力を供給する三つの前記電力変換部、
   を備え、
   前記電力変換部のそれぞれは、前記第４－２端同士が互いに接続され、
   前記制御部は、それぞれの相に対応する前記電力変換部が備える前記第１のコンバータに、位相が１２０°ずれるように変調された前記制御波形の前記第３出力電力を出力させる前記電圧指令値を前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する、
   請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の電力変換装置。
7. 前記制御部は、
   それぞれの相に対応する前記第３出力電力の電圧値のうち最小の電圧値を選択し、
   選択した前記最小の電圧値に－１を乗算した電圧値をオフセット電圧値としてそれぞれの前記第３出力電力の電圧値に加算することによって０［Ｖ］を基準とした変調電圧値に変調し、
   前記変調電圧値を表す前記電圧指令値を前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する、
   請求項６に記載の電力変換装置。
8. 少なくとも、バッテリにより第１－１端と第２－１端との間に供給されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第３－１端と第４－１端との間に出力する第１のコンバータ、および第１－２端と第２－２端との間に供給された前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第３－２端と第４－２端との間に出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部の制御方法であって、
   前記電力変換部は、前記第３－１端と前記第４－２端との間から、前記第３出力電力を前記負荷側に供給し、前記第４－１端および前記第３－２端と、前記第３－１端との間に接続され、前記負荷側から供給された電力を前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータ側に供給可能とし、あるいは前記第２のコンバータ側に供給可能とすると共に前記第１のコンバータ側に供給不可能とする第１のスイッチング素子、をさらに有し、
   コンピュータが、
   入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力する、
   電力変換装置の制御方法。
9. 少なくとも、バッテリにより第１－１端と第２－１端との間に供給されたバッテリ電力を、入力または設定された出力波形プロファイルに基づく第１電圧波形の第１出力電力に変換して第３－１端と第４－１端との間に出力する第１のコンバータ、および第１－２端と第２－２端との間に供給された前記バッテリ電力を、矩形の第２電圧波形の第２出力電力に変換して第３－２端と第４－２端との間に出力する第２のコンバータ、を有し、前記第１出力電力と前記第２出力電力とを加算することで生成される交流の制御波形の第３出力電力を負荷に供給する電力変換部を制御させるプログラムであって、
   前記電力変換部は、前記第３－１端と前記第４－２端との間から、前記第３出力電力を前記負荷側に供給し、前記第４－１端および前記第３－２端と、前記第３－１端との間に接続され、前記負荷側から供給された電力を前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータ側に供給可能とし、あるいは前記第２のコンバータ側に供給可能とすると共に前記第１のコンバータ側に供給不可能とする第１のスイッチング素子、をさらに有し、
   コンピュータに、
   入力された前記負荷への出力電力の要求指令値と、前記電力変換部により出力された前記第３出力電力の電圧値とに基づいて、前記第１のコンバータに前記第１出力電力を出力させる電圧指令値を、前記出力波形プロファイルとして前記電力変換部に出力させる、
   プログラム。

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