(57)【要約】【課題】電流の検出頻度を高めることができる回転電機の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、３相分のシャント抵抗のうち少なくとも２相分のシャント抵抗に電流が流れている期間において、電流が流れている各シャント抵抗の電圧を検出する電流検出部５３と、検出された電圧に基づいて、回転電機の推定角速度ωｅｓｔを指令角速度ω＊に制御すべく、インバータを構成する各スイッチのスイッチングモードを設定する信号生成部５０とを備えている。信号生成部５０は、推定角速度ωｅｓｔの制御における１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分のシャント抵抗に電流を流すように、スイッチングモードを設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相分の上下アームのスイッチ（ＳＵｐ〜ＳＷｎ）を有するインバータ（２０）と、
前記インバータに電気的に接続された同期式の回転電機（１０）と、
各相において、前記上下アームのうちいずれか一方の前記スイッチのみに電気的に接続されたシャント抵抗（２３Ｕ〜２３Ｗ，２４Ｕ〜２４Ｗ）と、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置（４０）において、
前記各シャント抵抗のうち少なくとも２相分のシャント抵抗に電流が流れている期間において、電流が流れている前記各シャント抵抗の電圧を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電圧に基づいて、前記回転電機の制御量をその指令値に制御すべく、前記インバータを構成する前記各スイッチのスイッチングモードを設定する設定部と、を備え、
前記設定部は、前記制御量の制御における１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分の前記シャント抵抗に電流を流すように、前記スイッチングモードを設定する回転電機の制御装置。
【請求項２】
前記設定部は、指令信号とキャリア信号との大小比較に基づくパルス幅変調により前記スイッチングモードを設定し、
前記上下アームのうち、前記シャント抵抗が設けられている側のアームを検出側アームとし、前記シャント抵抗が設けられていない側のアームを非検出側アームとし、前記非検出側アームを構成する前記スイッチ全てがオンされるスイッチングモードを非検出側オンモードとする場合、前記設定部は、設定した前記スイッチングモードが前記非検出側オンモードであるとき、前記非検出側オンモードとされる期間のうち前記キャリア信号が極値となるタイミングを含む少なくとも一部の期間に渡って、設定した前記スイッチングモードを、前記非検出側アームを構成する前記スイッチ全てがオフされるとともに、前記検出側アームを構成する前記スイッチ全てがオンされるスイッチングモードに変更する請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
前記非検出側オンモードとされる期間のうち前記キャリア信号が極値となるタイミングを含む少なくとも一部の期間は、前記スイッチングモードが切り替えられてから、前記スイッチングモードの切り替えに伴って発生する前記シャント抵抗に流れる電流のリンギングが収束するまでの期間（Ｔｓｔａ）の２倍以上の期間に設定されている請求項２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
前記パルス幅変調により設定される前記スイッチングモードにおいて、上アームの前記スイッチ全てがオンされてかつ下アームの前記スイッチ全てがオフされる期間と、上アームの前記スイッチ全てがオフされてかつ下アームの前記スイッチ全てがオンされる期間とが等しくされている請求項３に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分の前記シャント抵抗に電流を流すとの条件を課して、前記インバータの前記１変調周期における平均的な電圧ベクトルを指令電圧ベクトルにするための前記スイッチングモードを、空間ベクトル変調により設定する処理を行う請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
前記シャント抵抗（２３Ｕ〜２３Ｗ）は、前記上下アームのうち下アームのみの前記スイッチ（ＳＵｎ〜ＳＷｎ）に電気的に接続され、
前記設定部は、前記設定する処理として、前記指令電圧ベクトルを挟んで、かつ、互いに６０度の位相差を有する２種類の有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとを選択し、前記１変調周期毎に、選択した前記無効電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち偶数電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち奇数電圧ベクトル及び前記偶数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように前記スイッチングモードを設定する処理を行う請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
前記１変調周期における前記無効電圧ベクトル及び前記奇数電圧ベクトルそれぞれの出現時間は、前記スイッチングモードが切り替えられてから、前記スイッチングモードの切り替えに伴って発生する前記シャント抵抗に流れる電流のリンギングが収束するまでの期間（Ｔｓｔａ）の２倍以上の期間に設定されている請求項６に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
前記シャント抵抗（２３Ｕ〜２３Ｗ）は、前記上下アームのうち下アームのみの前記スイッチ（ＳＵｎ〜ＳＷｎ）に電気的に接続され、
前記設定部は、
前記指令電圧ベクトルを挟んで、かつ、互いに６０度の位相差を有する２種類の有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとを選択する選択部と、
選択した前記無効電圧ベクトルに、下アームの前記各スイッチがオフされてかつ上アームの前記各スイッチがオンされるスイッチングモードを示す無効電圧ベクトル（Ｖ７）が含まれる場合、その無効電圧ベクトルを、下アームの前記各スイッチがオンされてかつ上アームの前記各スイッチがオフされるスイッチングモードを示す無効電圧ベクトル（Ｖ０）に変更する変更部と、を含み、
前記設定部は、前記設定する処理として、前記１変調周期毎に、選択した前記無効電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち奇数電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち偶数電圧ベクトル、変更した前記無効電圧ベクトル、前記偶数電圧ベクトル及び前記奇数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように前記スイッチングモードを設定する処理を行う請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項９】
前記シャント抵抗（２４Ｕ〜２４Ｗ）は、前記上下アームのうち上アームのみの前記スイッチ（ＳＵｐ〜ＳＷｐ）に電気的に接続され、
前記設定部は、前記設定する処理として、前記指令電圧ベクトルを挟んで、かつ、互いに６０度の位相差を有する２種類の有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとを選択し、前記１変調周期毎に、選択した前記無効電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち奇数電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち偶数電圧ベクトル及び前記奇数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように前記スイッチングモードを設定する処理を行う請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１０】
前記１変調周期における前記無効電圧ベクトル及び前記偶数電圧ベクトルそれぞれの出現時間は、前記スイッチングモードが切り替えられてから、前記スイッチングモードの切り替えに伴って発生する前記シャント抵抗に流れる電流のリンギングが収束するまでの期間（Ｔｓｔａ）の２倍以上の期間に設定されている請求項９に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１１】
前記シャント抵抗（２４Ｕ〜２４Ｗ）は、前記上下アームのうち上アームのみの前記スイッチ（ＳＵｐ〜ＳＷｐ）に電気的に接続され、
前記設定部は、
前記指令電圧ベクトルを挟んで、かつ、互いに６０度の位相差を有する２種類の有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとを選択する選択部と、
選択した前記無効電圧ベクトルに、上アームの前記各スイッチがオフされてかつ下アームの前記各スイッチがオンされるスイッチングモードを示す無効電圧ベクトル（Ｖ０）が含まれる場合、その無効電圧ベクトルを、上アームの前記各スイッチがオンされてかつ下アームの前記各スイッチがオフされるスイッチングモードを示す無効電圧ベクトル（Ｖ７）に変更する変更部と、を含み、
前記設定部は、前記設定する処理として、前記１変調周期毎に、変更した前記無効電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち奇数電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち偶数電圧ベクトル、選択した前記無効電圧ベクトル、前記偶数電圧ベクトル及び前記奇数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように前記スイッチングモードを設定する処理を行う請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１２】
前記１変調周期において、変更した前記無効電圧ベクトルの出現期間が、その変更前の前記無効電圧ベクトルの出現期間と等しくされている請求項８又は１１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１３】
前記設定部は、前記設定する処理として、前記指令電圧ベクトルを挟んで、かつ、互いに１２０度の位相差を有する２種類の有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとを選択し、前記１変調周期毎に、選択した前記無効電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち出現時間が短い方の電圧ベクトル、選択した前記有効電圧ベクトルのうち出現時間が長い方の電圧ベクトル及び前記短い方の電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように前記スイッチングモードを設定する処理を行う請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１４】
前記１変調周期における前記無効電圧ベクトル及び前記長い方の電圧ベクトルそれぞれの出現時間は、前記スイッチングモードが切り替えられてから、前記スイッチングモードの切り替えに伴って発生する前記シャント抵抗に流れる電流のリンギングが収束するまでの期間（Ｔｓｔａ）の２倍以上の期間に設定されている請求項１３に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１５】
前記回転電機の巻線（１１Ｕ〜１１Ｗ）に高周波電圧を印加する高周波印加部と、
前記電流検出部により検出された電圧に基づいて、前記高周波電圧の印加に伴い前記巻線に流れる高周波電流を検出する高周波検出部と、
前記高周波検出部により検出された高周波電流に基づいて、前記回転電機の磁極位置を推定する推定部と、を備え、
前記高周波印加部は、前記１変調周期と同じ周期を有する高周波電圧を印加し、
前記高周波検出部は、前記高周波印加部により印加される高周波電圧が変動するたびに前記高周波電流を検出し、
前記推定部は、前記高周波検出部により前記高周波電流が検出されるたびに前記磁極位置を推定する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、特許文献１に記載されているように、３相分の上下アームのスイッチを有するインバータと、インバータに電気的に接続された同期式の回転電機と、シャント抵抗とを備えるシステムに適用されるものが知られている。シャント抵抗は、各相において、上下アームのうちいずれか一方のスイッチのみに電気的に接続されている。
【０００３】
制御装置は、各シャント抵抗のうち少なくとも２相分のシャント抵抗に電流が流れている期間において、電流が流れている各シャント抵抗の電圧を検出する。制御装置は、検出した電圧に基づいて、回転電機の制御量をその指令値に制御すべく、キャリア信号を用いたＰＷＭによりインバータを構成する各スイッチのキャリア信号１周期毎におけるスイッチングモードを設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３５１２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記制御装置では、キャリア信号１周期毎に１回しか電流検出タイミングを設定することができず、電流の検出頻度が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、電流の検出頻度を高めることができる回転電機の制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、３相分の上下アームのスイッチを有するインバータと、
前記インバータに電気的に接続された同期式の回転電機と、
各相において、前記上下アームのうちいずれか一方の前記スイッチのみに電気的に接続されたシャント抵抗と、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置において、
前記各シャント抵抗のうち少なくとも２相分のシャント抵抗に電流が流れている期間において、電流が流れている前記各シャント抵抗の電圧を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電圧に基づいて、前記回転電機の制御量をその指令値に制御すべく、前記インバータを構成する前記各スイッチのスイッチングモードを設定する設定部と、を備え、
前記設定部は、前記制御量の制御における１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分の前記シャント抵抗に電流が流れるように、前記スイッチングモードを設定する。
【０００８】
本発明の設定部は、制御量の制御における１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分のシャント抵抗に電流が流れるように、スイッチングモードを設定する。このため、１変調周期において電流検出タイミングを２回設定することができ、電流の検出頻度を高めることができる。
【０００９】
本発明は、例えば以下のように具体化することができる。詳しくは、前記設定部は、指令信号とキャリア信号との大小比較に基づくパルス幅変調により前記スイッチングモードを設定し、
前記上下アームのうち、前記シャント抵抗が設けられている側のアームを検出側アームとし、前記シャント抵抗が設けられていない側のアームを非検出側アームとし、前記非検出側アームを構成する前記スイッチ全てがオンされるスイッチングモードを非検出側オンモードとする場合、前記設定部は、設定した前記スイッチングモードが前記非検出側オンモードであるとき、前記非検出側オンモードとされる期間のうち前記キャリア信号が極値となるタイミングを含む少なくとも一部の期間に渡って、設定した前記スイッチングモードを、前記非検出側アームを構成する前記スイッチ全てがオフされるとともに、前記検出側アームを構成する前記スイッチ全てがオンされるスイッチングモードに変更する。
【００１０】
また、本発明は、例えば以下のように具体化することができる。詳しくは、前記設定部は、前記１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分の前記シャント抵抗に電流を流すとの条件を課して、前記インバータの前記１変調周期における平均的な電圧ベクトルを指令電圧ベクトルにするための前記スイッチングモードを、空間ベクトル変調により設定する処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成を示す図。
【図２】制御装置の処理を示すブロック図。
【図３】電圧ベクトル及び検出可能な相電流の関係を示す図。
【図４】信号生成部により実行される変更処理の手順を示すフローチャート。
【図５】電流検出部により実行される電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図６】比較例に係る高周波電圧、指令時比率及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図７】第１実施形態に係る高周波電圧、指令時比率及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図８】第１実施形態の変形例１に係る高周波電圧、指令時比率及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図９】第１実施形態の変形例３に係る制御システムの全体構成を示す図。
【図１０】第１実施形態の変形例３に係る電圧ベクトル及び検出可能な相電流の関係を示す図。
【図１１】第２実施形態に係る６０度電圧ベクトルに対応して６個のセクションに分けられた空間ベクトルを示す図。
【図１２】各セクション及び各相指令電圧の対応関係を示す図。
【図１３】６個のセクションそれぞれで用いられる各電圧ベクトルと、各電圧ベクトルの１変調周期における出現時間の比率とを示す図。
【図１４】電圧ベクトル、各相のスイッチングモード、各相指令電圧及び指令電圧ベクトルの関係を示す図。
【図１５】電圧ベクトルの変更前における電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図１６】電圧ベクトルの変更後における電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図１７】第２実施形態の変形例に係る電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図１８】第３実施形態に係る電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図１９】第３実施形態の変形例に係る電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図２０】第４実施形態に係る３個のセクションに分けられた６角形の空間ベクトルを示す図。
【図２１】各セクション及び各相指令電圧の対応関係を示す図。
【図２２】３個のセクションそれぞれで用いられる各電圧ベクトルと、各電圧ベクトルの１変調周期における出現時間の比率とを示す図。
【図２３】電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【図２４】第４実施形態の変形例に係る３個のセクションに分けられた６角形の空間ベクトルを示す図。
【図２５】各セクション及び各相指令電圧の対応関係を示す図。
【図２６】３個のセクションそれぞれで用いられる各電圧ベクトルと、各電圧ベクトルの１変調周期における出現時間の比率とを示す図。
【図２７】電圧ベクトル及びスイッチングモードの推移を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る回転電機の制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１に示すように、制御システムは、回転電機１０、インバータ２０、及び回転電機１０を制御対象とする制御装置４０を備えている。回転電機１０は、３相の同期機である。同期機は、例えば永久磁石同期機である。本実施形態において、回転電機１０は、突極機のＩＰＭＳＭである。回転電機１０は、例えば車載補機を駆動するために用いられる。車載補機としては、例えば、ラジエータファンや、エアコンのブロワ、ウォーターポンプが挙げられる。
【００１４】
インバータ２０は、上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態では、各スイッチＳＵｐ，ＳＵｎ，ＳＶｐ，ＳＶｎ，ＳＷｐ，ＳＷｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。このため、各スイッチＳＵｐ，ＳＵｎ，ＳＶｐ，ＳＶｎ，ＳＷｐ，ＳＷｎの高電位側端子はドレインであり、低電位側端子はソースである。各スイッチＳＵｐ，ＳＵｎ，ＳＶｐ，ＳＶｎ，ＳＷｐ，ＳＷｎは、各ボディダイオードＤＵｐ，ＤＵｎ，ＤＶｐ，ＤＶｎ，ＤＷｐ，ＤＷｎを有している。
【００１５】
Ｕ相上アームスイッチＳＵｐのソースには、バスバー等のＵ相導電部材２１Ｕの第１端と、Ｕ相下アームスイッチＳＵｎのドレインとが接続されている。Ｕ相導電部材２１Ｕの第２端には、回転電機１０のＵ相巻線１１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上アームスイッチＳＶｐのソースには、バスバー等のＶ相導電部材２１Ｖの第１端と、Ｖ相下アームスイッチＳＶｎのドレインとが接続されている。Ｖ相導電部材２１Ｖの第２端には、回転電機１０のＶ相巻線１１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上アームスイッチＳＷｐのソースには、バスバー等のＷ相導電部材２１Ｗの第１端と、Ｗ相下アームスイッチＳＷｎのドレインとが接続されている。Ｗ相導電部材２１Ｗの第２端には、回転電機１０のＷ相巻線１１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの第２端同士は、中性点で接続されている。
【００１６】
Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのドレインと、直流電源である蓄電池３０の正極端子とは、正極側母線Ｌｐにより接続されている。正極側母線Ｌｐにおいて、各上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのうち蓄電池３０の正極端子に最も近いスイッチとの接続点と、蓄電池３０の正極端子との間には、平滑コンデンサ２２の第１端が接続されている。
【００１７】
Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎのソースには、Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの第２端と、蓄電池３０の負極端子とは、負極側母線Ｌｎにより接続されている。負極側母線Ｌｎにおいて、各シャント抵抗２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗのうち蓄電池３０の負極端子に最も近いシャント抵抗との接続点と、蓄電池３０の負極端子との間には、平滑コンデンサ２２の第２端が接続されている。
【００１８】
制御装置４０は、マイコンを主体として構成され、回転電機１０の制御量をその指令値にフィードバック制御すべく、インバータ２０を構成する各スイッチをスイッチング操作する。本実施形態において、制御量は電気角速度（回転速度）であり、その指令値は指令角速度ω＊である。制御装置４０は、インバータ２０から各相巻線１１Ｕ〜１１Ｗに印加される電圧ベクトルが、電気角速度を指令角速度ω＊に制御するための指令電圧ベクトルになるように、インバータ２０を構成する各スイッチをスイッチング操作する。これにより、互いに１２０度ずれた正弦波状の相電流が各相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗに流れる。
【００１９】
制御装置４０は、位置センサレス制御を行い、この制御の際に電気角を推定する。位置センサレス制御は、ホール素子やレゾルバ等の角度センサにより検出される回転電機１０の回転角情報を用いることのない回転電機１０の制御である。
【００２０】
ちなみに、制御装置４０は、自身が備える記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、各種制御機能を実現する。各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよいし、ハードウェア及びソフトウェアの双方によって実現されてもよい。
【００２１】
続いて、図２のブロック図を用いて、制御装置４０の処理について詳しく説明する。
【００２２】
速度偏差算出部４１は、指令角速度ω＊から、後述する速度推定部５１により算出された推定角速度ωｅｓｔを減算することにより、速度偏差Δωを算出する。推定角速度ωｅｓｔは、電気角速度の推定値である。指令角速度ω＊は、回転電機１０のロータを特定方向（正方向）に回転させる場合に正の値となり、特定方向とは逆方向にロータを回転させる場合に負の値となる。
【００２３】
速度制御器４２は、速度偏差Δωを０にフィードバック制御するための操作量として、回転電機１０の指令トルクＴｒｑ＊を算出する。指令トルクＴｒｑ＊は、ロータを特定方向に回転させる場合に正の値となり、特定方向とは逆方向にロータを回転させる場合に負の値となる。なお、速度制御器４２におけるフィードバック制御としては、例えば比例積分制御が用いられればよい。
【００２４】
電流変換部４３は、後述する角度推定部５２により算出された推定角θｅｓｔと、後述する電流検出部５３により検出された各相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷとに基づいて、ＵＶＷ座標系におけるＵ，Ｖ，Ｗ相電流を、γδ座標系におけるγ軸電流Ｉγｒ及びδ軸電流Ｉδｒに変換する。推定角θｅｓｔは、電気角の推定値である。ＵＶＷ座標系は、回転電機１０の３相固定座標系であり、γδ座標系は、回転電機１０の２相回転座標系であるｄｑ座標系の推定座標系である。
【００２５】
指令電流設定部４４は、指令トルクＴｒｑ＊に基づいて、γ軸指令電流Ｉγ＊と、δ軸指令電流Ｉδ＊とを設定する。γ軸指令電流Ｉγ＊及びδ軸指令電流Ｉδ＊により、γδ座標系における指令電流ベクトルが定まる。本実施形態において、指令電流設定部４４は、γ軸指令電流Ｉγ＊を０に設定する。
【００２６】
γ軸偏差算出部４５ａは、γ軸指令電流Ｉγ＊からγ軸電流Ｉγｒを減算した値として、γ軸偏差ΔＩγを算出する。δ軸偏差算出部４５ｂは、δ軸指令電流Ｉδ＊からδ軸電流Ｉδｒを減算した値として、δ軸偏差ΔＩδを算出する。
【００２７】
電流制御器４６は、γ軸偏差ΔＩγに基づいて、γ軸電流Ｉγｒをγ軸指令電流Ｉγ＊にフィードバック制御するための操作量として、γ軸電圧Ｖγｒを算出する。また、電流制御器４６は、δ軸偏差ΔＩδに基づいて、δ軸電流Ｉδｒをδ軸指令電流Ｉδ＊にフィードバック制御するための操作量として、δ軸電圧Ｖδｒを算出する。γ軸電圧Ｖγｒ及びδ軸電圧Ｖδｒにより、γδ座標系における指令電圧ベクトルが定まる。なお、電流制御器４６におけるフィードバック制御としては、例えば比例積分制御が用いられればよい。
【００２８】
γ軸重畳部４７ａは、γ軸電圧Ｖγｒと、高周波生成部４８により生成されたγ軸高周波電圧Ｖγｈとの加算値を、γ軸指令電圧Ｖγ＊として出力する。δ軸重畳部４７ｂは、δ軸電圧Ｖδｒと、高周波生成部４８により生成されたδ軸高周波電圧Ｖδｈとの加算値を、δ軸指令電圧Ｖδ＊として出力する。各高周波電圧Ｖγｈ，Ｖδｈは、各指令電圧Ｖγ＊，Ｖδ＊の基本波成分の電気角速度よりも十分高い角速度で変動するパルス信号であり、その振幅をＶａとする。本実施形態では、δ軸高周波電圧Ｖδｈが０に設定されている。このため、δ軸電圧Ｖδｒがそのままδ軸指令電圧Ｖδ＊となる。
【００２９】
なお、本実施形態において、γ軸重畳部４７ａ、δ軸重畳部４７ｂ及び高周波生成部４８が高周波印加部に相当する。
【００３０】
電圧変換部４９は、γ軸指令電圧Ｖγ＊、δ軸指令電圧Ｖδ＊及び推定角θｅｓｔに基づいて、電気角で位相が互いに１２０°ずれたＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを算出する。本実施形態において、各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷは、正弦波信号である。
【００３１】
信号生成部５０は、電圧変換部４９から出力されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを蓄電池３０の端子間電圧で除算することにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗ（指令信号に相当）を算出する。本実施形態では、各指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗの最大値が１となり、最小値が０になることとする。
【００３２】
信号生成部５０は、算出したＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗに基づいて、各スイッチＳＵｐ，ＳＵｎ，ＳＶｐ，ＳＶｎ，ＳＷｐ，ＳＷｎに対する各操作信号ｇＵｐ，ｇＵｎ，ｇＶｐ，ｇＶｎ，ｇＷｐ，ｇＷｎを生成する。操作信号は、オン指令又はオフ指令のいずれかである。同じ相の上アーム操作信号と下アーム操作信号とは、同時にオン指令にならない。信号生成部５０は、生成した各操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎを、インバータ２０を構成する各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎに対して出力する。各操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎにより、各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎのスイッチングモードが定まる。
【００３３】
信号生成部５０は、３相それぞれにおいて、指令時比率とキャリア信号ＳｉｇＣとの大小比較に基づくＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により操作信号を生成する。本実施形態において、キャリア信号ＳｉｇＣは、漸増速度と漸減速度とが等しい三角波信号である。本実施形態では、キャリア信号ＳｉｇＣの振幅を１／２とする。このため、キャリア信号ＳｉｇＣは、１／２を中心として、０から１までの範囲の値を取る。
【００３４】
速度推定部５１は、γ軸高周波電圧Ｖγｈの印加に伴って流れるδ軸高周波電流Ｉδｈに基づいて、推定角速度ωｅｓｔを算出する。具体的には、速度推定部５１は、γ軸高周波電圧Ｖγｈが正の電圧（Ｖａ）から負の電圧（−Ｖａ）へと切り替えられることに伴って流れるδ軸高周波電流Ｉδｈに基づいて推定角速度ωｅｓｔを算出し、γ軸高周波電圧Ｖγｈが負の電圧から正の電圧へと切り替えられることに伴って流れるδ軸高周波電流Ｉδｈに基づいて推定角速度ωｅｓｔを算出する。速度推定部５１は、例えば、δ軸電流Ｉδｒにハイパスフィルタを施すことによりδ軸高周波電流Ｉδｈを算出すればよい。なお、推定角速度ωｅｓｔの算出方法は、本実施形態の要部ではないため、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
角度推定部５２は、推定角速度ωｅｓｔを時間積分することにより、推定角θｅｓｔを算出する。なお、本実施形態において、速度推定部５１及び角度推定部５２が高周波検出部及び推定部に相当する。
【００３６】
続いて、電流検出部５３について説明する。
【００３７】
電流検出部５３は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの端子間電圧ＶＩＵ，ＶＩＶ，ＶＩＷに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを検出する。図３に示すように、電圧ベクトルＶ０〜Ｖ６に応じて、下アームスイッチのオン期間中にシャント抵抗に相電流が流れる。本実施形態では、シャント抵抗の第１端側の電位が第２端側の電位よりも高い場合のシャント抵抗の端子間電圧の符号を正と定義する。また、実際の相電流について、インバータ２０側から回転電機１０側へと流れる電流方向を正と定義する。このため、図３のアーム電流の欄では、シャント抵抗の端子間電圧の符号と、実際の相電流の符号とが異なる場合に負の符号を付している。以降、有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６を第１〜第６ベクトルＶ１〜Ｖ６と称し、無効電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を第０，第７ベクトルＶ０，Ｖ７と称すことがある。
【００３８】
信号生成部５０は、生成した各操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎのうちＵ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐ全てがオン指令となるモード（非検出側オンモードに相当）であるか否かを判定する。信号生成部５０は、そのモードであると判定した場合、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐをオフ指令に変更し、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎをオン指令に変更する。本実施形態において、信号生成部５０が設定部に相当する。
【００３９】
図４に、信号生成部５０により実行される処理の手順について説明する。この処理は、例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４０】
ステップＳ１０では、生成したＵ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐ全てがオン指令であるか否かを判定する。
【００４１】
ステップＳ１０において全てオン指令であると判定した場合には、ステップＳ１１に進み、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐをオフ指令に切り替え、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎをオン指令に切り替える。
【００４２】
ステップＳ１１の処理が完了した場合、又はステップＳ１０において否定判定した場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値（１）又は最小値（０）であるか否かを判定する。この処理は、現在の制御周期に電流検出タイミングが含まれるか否かを判定するための処理である。
【００４３】
ステップＳ１２において肯定判定した場合には、電流検出タイミングであると判定し、ステップＳ１３に進み、電流検出フラグをオンにする。一方、ステップＳ１２において否定判定した場合には、電流検出タイミングでないと判定し、ステップＳ１４に進み、電流検出フラグをオフにする。
【００４４】
続いて、図５に、電流検出部５３により実行される処理の手順について説明する。この処理は、例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４５】
ステップＳ２０では、信号生成部５０から取得した電流検出フラグがオンであるか否かを判定する。この処理は、現在の制御周期に電流検出タイミングが含まれるか否かを判定するための処理である。
【００４６】
ステップＳ２０において電流検出フラグがオンであると判定した場合には、ステップＳ２１に進み、Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗの端子間電圧ＶＩＵ，ＶＩＶ，ＶＩＷをサンプルホールドする。
【００４７】
ステップＳ２２では、サンプルホールドしたアナログデータとしての各端子間電圧ＶＩＵ，ＶＩＶ，ＶＩＷをデジタルデータに変換する。変換したデジタルデータであるＵ，Ｖ，Ｗ相電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷが電流変換部４３に出力される。
【００４８】
ちなみに、電流検出部５３は、電流検出フラグを用いることなく、キャリア信号ＳｉｇＣが最大値又は最小値となるタイミングを電流検出タイミングとして認識してもよい。
【００４９】
図６及び図７を用いて、操作信号の変更態様の一例について説明する。図６は、信号生成部５０において生成された操作信号が変更されない構成である比較例の場合を示し、図７は、生成された操作信号が変更される本実施形態の場合を示す。
【００５０】
まず、図６に示す比較例について説明する。図６（ａ）は、磁極位置推定用のγ軸高周波電圧Ｖγｈの推移を示し、図６（ｂ）は、各相指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗの推移を示し、図６（ｃ）は、各スイッチＳＵｐ〜ＳＷｎのスイッチングモードの推移を示す。ここで、図６（ａ）において、Ｔｃはキャリア信号ＳｉｇＣの１周期（１変調周期に相当）を示す。また、図６（ｃ）において、例えばＵ相について説明すると、ＯＮは、Ｕ相上アーム操作信号ｇＵｐがオン指令であってかつＵ相下アーム操作信号ｇＵｎがオフ指令であることを示す。また、ＯＦＦは、Ｕ相上アーム操作信号ｇＵｐがオフ指令であってかつＵ相下アーム操作信号ｇＵｎがオン指令であることを示す。
【００５１】
図６に示すように、比較例では、キャリア信号ＳｉｇＣが最大値となるタイミングが電流検出タイミングｔｄに設定されている。このため、キャリア信号ＳｉｇＣの１周期内に１回のみ電流検出タイミングｔｄが設定されている。電流検出タイミングｔｄで検出された各相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷに基づいて、回転電機１０の制御量の制御が実施され、また、推定角θｅｓｔが算出される。このため、γ軸高周波電圧Ｖγｈの電圧値の切り替え周期がキャリア信号ＳｉｇＣの１周期、すなわちγ軸高周波電圧Ｖγｈの１周期がキャリア信号ＳｉｇＣの２周期に設定されている。その結果、γ軸高周波電圧Ｖγｈの周波数（例えば１０ｋＨｚ）が人の可聴域（例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）に含まれてしまい、システムのユーザに不快なノイズ音を与えるおそれがある。
【００５２】
続いて、図７を用いて、本実施形態について説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、先の図６（ａ）〜図６（ｃ）に対応している。
【００５３】
本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗ全てがキャリア信号ＳｉｇＣよりも大きくなる期間ＴＡに渡って、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐがオフ指令に切り替えられ、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎがオン指令に切り替えられる。このため、上記期間ＴＡが第０ベクトルＶ０の期間となり、３相分の電流検出が可能となる。これにより、キャリア信号ＳｉｇＣが最大値となるタイミングと最小値となるタイミングとのそれぞれを電流検出タイミングｔｄに設定でき、キャリア信号ＳｉｇＣの１周期内に２回の電流検出タイミングｔｄを設定できる。そして、各電流検出タイミングｔｄに同期させて図２に示す制御を実施することにより、回転電機１０の制御量の制御応答性を高めることができる。この際、操作信号が上記のように変更された場合であっても、期間ＴＡにおいて各相の線間電圧は操作信号の変更前後において変わらない。したがって、操作信号の変更が回転電機１０の制御量の制御に及ぼす影響を小さくできる。なお、キャリア信号ＳｉｇＣが最大値及び最小値となるタイミングを電流検出タイミングｔｄに設定することにより、リップル成分が含まれる相電流の変動中心で電流を検出できる。
【００５４】
また、キャリア信号ＳｉｇＣの１周期内に２回の電流検出タイミングｔｄが設定されているため、γ軸高周波電圧Ｖγｈの１周期をキャリア信号ＳｉｇＣの１周期に設定することができる。その結果、γ軸高周波電圧Ｖγｈの周波数を人の可聴域外にすることができる。この際、δ軸高周波電流Ｉδｈの検出タイミングと、推定角θｅｓｔの算出タイミングとを電流検出タイミングｔｄに同期させている。
【００５５】
また、本実施形態では、上記期間ＴＡは、スイッチングモードが切り替えられてから、スイッチングモードの切り替えに伴って発生するシャント抵抗に流れる電流のリンギングが収束するまでの期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。具体的には、「ＴＡ≧２×Ｔｓｔａ」に設定されていることにより、期間ＴＡの開始タイミングの後、電流検出タイミングｔｄとなるまでに、リンギングが収束するようになっている。これにより、相電流の検出精度を高めることができる。
【００５６】
無効電圧ベクトルとされる期間が短いと、その期間内に上述したリンギングが収束せず、相電流の検出精度が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗがキャリア信号ＳｉｇＣよりも小さくなる期間と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｔｕ，Ｄｔｖ，Ｄｔｗがキャリア信号ＳｉｇＣよりも大きくなる期間とが等しくなっている。このため、キャリア信号ＳｉｇＣの各周期において、リンギングが収束した期間に電流検出タイミングｔｄを設定することができる。これにより、相電流の検出精度を高めることができる。
【００５７】
＜第１実施形態の変形例１＞
図８に示すように、非検出側オンモードとされる上記期間ＴＡのうち、キャリア信号ＳｉｇＣが最小値となるタイミングを含む一部の期間ＴＢに渡って、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐをオフ指令に切り替え、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎをオン指令に切り替えてもよい。なお、図８は先の図７に対応している。
【００５８】
＜第１実施形態の変形例２＞
Ｕ相シャント抵抗２３Ｕの設置場所としては、図１に示したものに限らず、例えば、Ｕ相下アームスイッチＳＵｎのドレインとＵ相導電部材２１Ｕの第１端との間であってもよい。なお、Ｖ相シャント抵抗２３Ｕ及びＷ相シャント抵抗２３Ｗについても同様である。
【００５９】
＜第１実施形態の変形例３＞
図９に示すように、シャント抵抗を上アーム側に設けてもよい。図９において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのドレインには、Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗２４Ｕ，２４Ｖ，２４Ｗの第２端と、蓄電池３０の正極端子とは、正極側母線Ｌｐにより接続されている。
【００６０】
本実施形態では、図１０に示すように、電圧ベクトルＶ１〜Ｖ７に応じて、上アームスイッチのオン期間中にシャント抵抗に相電流が流れる。このため、図４のステップＳ１０の処理を、生成したＵ，Ｖ，Ｗ相下アーム操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎ全てがオン指令であるか否かを判定する処理に置き換える。また、ステップＳ１１の処理を、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム操作信号ｇＵｎ，ｇＶｎ，ｇＷｎをオフ指令に切り替え、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム操作信号ｇＵｐ，ｇＶｐ，ｇＷｐをオン指令に切り替える処理に置き換える。
【００６１】
なお、Ｕ相シャント抵抗２４Ｕの設置場所としては、図９に示したものに限らず、例えば、Ｕ相上アームスイッチＳＵｐのソースとＵ相導電部材２１Ｕの第１端との間であってもよい。なお、Ｖ相シャント抵抗２４Ｕ及びＷ相シャント抵抗２４Ｗについても同様である。
【００６２】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、ＰＷＭに代えて、空間ベクトル変調（ＳＶＭ：Space Vector Modulation）を用いる。
【００６３】
図２の信号生成部５０で実行される空間ベクトル変調に関する処理について説明する。
【００６４】
図１１に、６角形の空間ベクトルを示す。本実施形態では、この空間ベクトルが、６０度の位相差で配置された６個のセクション１〜６に分けられている。信号生成部５０は、電圧変換部４９から出力された各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて、上記指令電圧ベクトルＶαβがいずれのセクションに属するかを判定する。ここで、指令電圧ベクトルＶαβがいずれのセクションに属するかは、図１２に示すように、各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷの大小関係に基づいて定まる。
【００６５】
信号生成部５０は、指令電圧ベクトルＶαβが属するセクションが決まった後、図１３に示すように、２種類の有効電圧ベクトルと、無効電圧ベクトルとを選択する。２種類の有効電圧ベクトルは、指令電圧ベクトルＶαβを挟んでかつ位相差が６０度の電圧ベクトルである。例えば、指令電圧ベクトルＶαβがセクション１に属する場合、制御に用いられる電圧ベクトルとして、第１，第２電圧ベクトルＶ１，Ｖ２と第０，第７電圧ベクトルＶ０，Ｖ７とが選択される。
【００６６】
信号生成部５０は、１変調周期毎に、選択した電圧ベクトルを順に並べる。並べられた電圧ベクトルにより、スイッチングモードが定まる。ここで、選択された各電圧ベクトルの１変調周期Ｔｓｗに占める期間は、図１３に示す時間比率を１変調周期Ｔｓｗに乗算した値となる。選択された各電圧ベクトルに対応する時間比率は、電圧変換部４９によりＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷが算出されるたびに、算出された各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて更新される。この更新タイミングは、電流検出タイミングｔｄに同期している。
【００６７】
続いて、図１３のように時間比率が定まることを、図１４を用いつつ説明する。図１４において、Ｕ，Ｖ，Ｗの欄の１は、上アームスイッチがオンされてかつ下アームスイッチがオフされていることを示し、０は、下アームスイッチがオンされてかつ上アームスイッチがオフされていることを示す。また、図１４に、各電圧ベクトルＶ０〜Ｖ７に対応するＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを示す。Ｅｄ／２は蓄電池３０の正極端子の電圧に対応し、−Ｅｄ／２は蓄電池３０の負極端子の電圧である０に対応する。
【００６８】
指令電圧ベクトルＶαβを下式（ｅｑ１）のように定義する。下式（ｅｑ１）において、ｊは虚数である。
【００６９】
【数１】
2020068641.tif 000003
図１１に示すように、６０度ずつずらされて配置された６種類の有効電圧ベクトルによって６個のセクション１〜６が区画されている。指令電圧ベクトルＶαβがセクション１に属する場合を例にして説明する。この場合、上式（ｅｑ１）に基づいて、各相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを用いて空間ベクトルは下式（ｅｑ２）のように表される。
【００７０】
【数２】
2020068641.tif 000004
一方、図１４に示す瞬時空間ベクトルを用いて、下式（ｅｑ３）のように指令電圧ベクトルＶαβが表される。下式（ｅｑ３）において、ａ，ｂは係数である。
【００７１】
【数３】
2020068641.tif 000005
上式（ｅｑ２），（ｅｑ３）の右辺を比較することにより、係数ａ，ｂを下式（ｅｑ４）のように表すことができる。
【００７２】
【数４】
2020068641.tif 000006
これにより、図１３に示すように、セクション１の場合、１変調周期Ｔｓｗにおける第１，第２電圧ベクトルＶ１，Ｖ２の時間比率が定まる。この時間比率と、１変調周期Ｔｓｗとにより、無効電圧ベクトルの時間比率も定まる。同様にして、セクション２〜６についても有効，無効電圧ベクトルの時間比率が定まる。
【００７３】
なお、図１３において、２種類の無効電圧ベクトルＶ０，Ｖ７の時間比率が均等にされていなくてもよい。例えば、スイッチング回数を減らす観点から、２種類の無効電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれかのみが用いられてもよい。
【００７４】
信号生成部５０は、選択した無効電圧ベクトルに第７ベクトルＶ７が含まれていると判定した場合、第７ベクトルＶ７を第０ベクトルＶ０に変更する。この変更は、１変調周期の半分のうち少なくとも一部の期間において少なくとも２相分のシャント抵抗に電流を流すとの条件を課すために実施される。つまり、第７ベクトルＶ７の期間においては相電流が検出できないのに対し、第０ベクトルＶ０の期間においては３相分の相電流を検出できる。本実施形態において、信号生成部５０が選択部及び変更部を含む。
【００７５】
図１５及び図１６を用いて、電圧ベクトルの変更態様の一例について説明する。図１５は、信号生成部５０において選択された第７ベクトルＶ７が変更される前を示し、図１６は、選択された第７ベクトルＶ７が第０ベクトルＶ０に変更された後を示す。図１５は、指令電圧ベクトルＶαβがセクション１に属し、電圧ベクトルとしてＶ１，Ｖ２，Ｖ０，Ｖ７が選択された場合を示す。図１５（ａ）は電圧ベクトルの推移を示し、図１５（ｂ）はスイッチングモードの推移を示す。図１５において、Ｔｓｗは１変調周期を示す。
【００７６】
続いて、図１６について説明する。図１６に示すように、第７ベクトルＶ７が第０ベクトルＶ０に変更される。これにより、１変調周期Ｔｓｗにおいて電流検出タイミングを２回設定することができる。
【００７７】
本実施形態では、１変調周期Ｔｓｗにおける一対の無効電圧ベクトルそれぞれの出現時間Ｔαは、スイッチングモードが切り替えられてから、スイッチングモードの切り替えに伴って発生する電流のリンギングが収束するまでの期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。また、１変調周期Ｔｓｗにおける一対の無効電圧ベクトルの期間Ｔαは互いに等しい。これにより、相電流の検出精度を高めることができる。
【００７８】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
＜第２実施形態の変形例＞
・図１３において、無効電圧ベクトルとして第７ベクトルＶ７のみが用いられてもよい。この場合、図１５に示すような電圧ベクトルの設定処理を介すことなく、図１６に示すような電圧ベクトルの設定処理を実施することができる。
【００８０】
・第２実施形態において、先の図９に示したシャント抵抗の設置場所を採用してもよい。この場合、図１５に示すように選択された第０ベクトルＶ０を、図１７に示すように、第７ベクトルＶ７に変更すればよい。そして、第７ベクトルＶ７となる期間の中央タイミングを電流検出タイミングｔｄに設定すればよい。なお、図１７は、先の図１６に対応している。また、図１７に示す構成においても、１変調周期Ｔｓｗにおける一対の第７ベクトルＶ７それぞれの出現時間Ｔαは、スイッチングモードが切り替えられてから、スイッチングモードの切り替えに伴って発生する電流のリンギングが収束するまでの期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。また、１変調周期Ｔｓｗにおける一対の第７ベクトルＶ７の期間Ｔαは互いに等しい。
【００８１】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８２】
本実施形態では、先の図１３において、無効電圧ベクトルとして第０ベクトルＶ０のみが用いられている。信号生成部５０は、第２実施形態と同様な方法により、指令電圧ベクトルＶαβが属するセクションを判定し、その判定結果に基づいて２種類の有効電圧ベクトルと無効電圧ベクトル（第０ベクトルＶ０）とを選択する。本実施形態では、選択された電圧ベクトルの並べ方が第２実施形態とは異なる。
【００８３】
詳しくは、信号生成部５０は、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した無効電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち偶数電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち奇数電圧ベクトル及び偶数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように各操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎを設定することにより、スイッチングモードを設定する。図１８に、指令電圧ベクトルＶαβがセクション１に属する場合を示す。また、図１８では、無効電圧ベクトルとして、第０ベクトルＶ０が選択される例を示す。
【００８４】
１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した第０ベクトル、選択した第２ベクトルＶ２、選択した第１ベクトルＶ１及び選択した第２ベクトルＶ２の順に電圧ベクトルが並べられる。この場合において、第０ベクトルとなる期間の中央タイミングと、第１ベクトルＶ１となる期間の中央タイミングとが電流検出タイミングｔｄに設定されている。第１ベクトルＶ１となる期間においては、２相分の相電流が検出できる。電流検出部５３は、２相分の相電流を検出した場合、２相分の相電流に基づいて、「ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０」の関係を用いて、残りの相電流を算出する。
【００８５】
なお、図１８において、１変調周期Ｔｓｗにおける第１ベクトルＶ１及び第０ベクトルＶ０それぞれの出現時間は、リンギングが収束するまでの上記期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。
【００８６】
以上説明した本実施形態によれば、第２実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
【００８７】
＜第３実施形態の変形例＞
第３実施形態において、先の図９に示したシャント抵抗の設置場所を採用してもよい。この場合、信号生成部５０は、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した無効電圧ベクトル（第７ベクトルＶ７）、選択した有効電圧ベクトルのうち奇数電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち偶数電圧ベクトル及び奇数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように、スイッチングモードを設定する。第７ベクトルＶ７が選択されるのは、このベクトルとされる期間において３相分の相電流の検出が可能となるためである。図１９に、指令電圧ベクトルＶαβがセクション１に属する場合を示す。図１９に示すように、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した第７ベクトル、選択した第１ベクトルＶ１、選択した第２ベクトルＶ２及び選択した第１ベクトルＶ１の順に電圧ベクトルが並べられる。
【００８８】
なお、図１９において、１変調周期Ｔｓｗにおける第２ベクトルＶ２及び第７ベクトルＶ７それぞれの出現時間は、リンギングが収束するまでの上記期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。
【００８９】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、１２０度の位相差の電圧ベクトルを選択する。
【００９０】
図２の信号生成部５０で実行される空間ベクトル変調に関する処理について説明する。
【００９１】
図２０に、６角形の電圧ベクトル空間を示す。本実施形態では、１２０度ずつずらされて配置された３つの基準線によって３個のセクションＡ〜Ｃが区画されている。セクションＡを区画する一対の基準線は、第２ベクトルＶ２を挟んで、かつ、第２ベクトルＶ２と６０度の位相差を有している。
【００９２】
信号生成部５０は、電圧変換部４９から出力された各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて、指令電圧ベクトルＶαβがいずれのセクションに属するかを判定する。ここで、指令電圧ベクトルＶαβがいずれのセクションに属するかは、図２１に示すように、各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷの大小関係に基づいて定まる。
【００９３】
信号生成部５０は、指令電圧ベクトルＶαβが属するセクションが決まった後、図２２に示すように、２種類の有効電圧ベクトル（奇数電圧ベクトル）と、１種類のゼロ電圧ベクトルとを選択する。２種類の有効電圧ベクトルは、指令電圧ベクトルＶαβを挟んでかつ位相差が１２０度の電圧ベクトルである。例えば、指令電圧ベクトルＶαβがセクションＡに属する場合、制御に用いられる電圧ベクトルとして、第１，第３ベクトルＶ１，Ｖ３と第０ベクトルＶ０とが選択される。
【００９４】
信号生成部５０は、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した電圧ベクトルを並べる。並べられた電圧ベクトルにより、スイッチングモードが定まる。ここで、選択された各電圧ベクトルの１変調周期Ｔｓｗに占める期間は、図２２に示す時間比率を１変調周期Ｔｓｗに乗算した値となる。選択された各電圧ベクトルに対応する時間比率は、電圧変換部４９によりＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷが算出されるたびに、算出された各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて更新される。この更新タイミングは、電流検出タイミングｔｄに同期している。
【００９５】
続いて、図２２のように時間比率が定まることを説明する。指令電圧ベクトルＶαβがセクションＡに属する場合を例にして説明する。この場合、上式（ｅｑ１）に基づいて、各相電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを用いて指令電圧ベクトルＶαβは下式（ｅｑ５）のように表される。
【００９６】
【数５】
2020068641.tif 000007
一方、図１４に示す瞬時空間ベクトルを用いて指令電圧ベクトルＶαβは下式（ｅｑ６）のように表される。下式（ｅｑ６）において、ｓ，ｔは係数である。
【００９７】
【数６】
2020068641.tif 000008
上式（ｅｑ５），（ｅｑ６）の右辺を比較することにより、係数ｓ，ｔを下式（ｅｑ７）のように表すことができる。
【００９８】
【数７】
2020068641.tif 000009
これにより、図２２に示すように、セクションＡの場合、１変調周期Ｔｓｗにおける第１，第３ベクトルＶ１，Ｖ３の時間比率が定まる。この時間比率と１変調周期Ｔｓｗとにより、無効電圧ベクトルの時間比率も定まる。同様にして、セクションＢ，Ｃについても有効電圧ベクトルの時間比率が定まる。
【００９９】
信号生成部５０は、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した無効電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち出現時間が短い方の奇数電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち出現時間が長い方の奇数電圧ベクトル、及び上記短い方の奇数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するように各操作信号ｇＵｐ〜ｇＷｎを設定することにより、スイッチングモードを設定する。
【０１００】
図２３に、指令電圧ベクトルＶαβがセクションＡに属する場合を示す。１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した第０ベクトル、選択した第３ベクトルＶ３、選択した第１ベクトルＶ１及び選択した第３ベクトルＶ３の順に電圧ベクトルが並べられる。この場合において、第０ベクトルとなる期間の中央タイミングと、第１ベクトルＶ１となる期間の中央タイミングとが電流検出タイミングｔｄに設定されている。電流検出部５３は、２相分の相電流を検出した場合、２相分の相電流に基づいて、「ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ＝０」の関係を用いて、残りの相電流を算出する。
【０１０１】
なお、図２３において、１変調周期Ｔｓｗにおける第１ベクトルＶ１及び第０ベクトルＶ０それぞれの出現時間は、リンギングが収束するまでの上記期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。
【０１０２】
以上説明した本実施形態によれば、第３実施形態の効果と同様な効果を得ることができる。
【０１０３】
＜第４実施形態の変形例＞
第４実施形態において、先の図９に示したシャント抵抗の設置場所を採用してもよい。この場合における制御装置４０の処理について説明する。
【０１０４】
図２４に、６角形の電圧ベクトル空間を示す。本実施形態では、１２０度ずつずらされて配置された３つの基準線によって３個のセクションＤ〜Ｆが区画されている。セクションＤを区画する一対の基準線は、第１ベクトルＶ１を挟んで、かつ、第１ベクトルＶ１と６０度の位相差を有している。
【０１０５】
信号生成部５０は、電圧変換部４９から出力された各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて、指令電圧ベクトルＶαβがいずれのセクションに属するかを判定する。ここで、指令電圧ベクトルＶαβがいずれのセクションに属するかは、図２５に示すように、各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷの大小関係に基づいて定まる。
【０１０６】
信号生成部５０は、指令電圧ベクトルＶαβが属するセクションが決まった後、図２６に示すように、２種類の有効電圧ベクトル（偶数電圧ベクトル）と、１種類のゼロ電圧ベクトルとを選択する。２種類の有効電圧ベクトルは、指令電圧ベクトルＶαβを挟んでかつ位相差が１２０度の電圧ベクトルである。例えば、指令電圧ベクトルＶαβがセクションＤに属する場合、制御に用いられる電圧ベクトルとして、第２，第６ベクトルＶ２，Ｖ６と第７ベクトルＶ７とが選択される。
【０１０７】
信号生成部５０は、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した電圧ベクトルを並べる。並べられた電圧ベクトルにより、スイッチングモードが定まる。ここで、選択された各電圧ベクトルの１変調周期Ｔｓｗに占める期間は、図２６に示す時間比率を１変調周期Ｔｓｗに乗算した値となる。選択された各電圧ベクトルに対応する時間比率は、電圧変換部４９によりＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷが算出されるたびに、算出された各指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに基づいて更新される。この更新タイミングは、電流検出タイミングｔｄに同期している。
【０１０８】
信号生成部５０は、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した無効電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち出現時間が短い方の偶数電圧ベクトル、選択した有効電圧ベクトルのうち出現時間が長い方の偶数電圧ベクトル、及び上記短い方の偶数電圧ベクトルの順に電圧ベクトルが出現するようにスイッチングモードを設定する。図２７に、指令電圧ベクトルＶαβがセクションＦに属する場合を示す。図２７に示すように、１変調周期Ｔｓｗ毎に、選択した第７ベクトル、選択した第６ベクトルＶ６、選択した第４ベクトルＶ４及び選択した第６ベクトルＶ６の順に電圧ベクトルが並べられる。
【０１０９】
なお、図２７において、１変調周期Ｔｓｗにおける第４ベクトルＶ４及び第７ベクトルＶ７それぞれの出現時間は、リンギングが収束するまでの上記期間Ｔｓｔａの２倍以上の期間に設定されている。
【０１１０】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１１１】
・キャリア信号と比較される指令信号としては、指令時比率に限らず、指令電圧であってもよい。この場合、指令電圧の振幅の大きさに応じて、キャリア信号の振幅を可変設定すればよい。
【０１１２】
・位置センサレス制御を行うことなく、ホール素子やレゾルバ等の角度センサにより検出される回転電機１０の回転角情報を用いて回転電機１０の制御が実施されてもよい。
【０１１３】
・インバータを構成するスイッチとしては、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。この場合、スイッチの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。また、スイッチには、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。
【０１１４】
また、インバータ２０を構成するスイッチとしては、電圧制御形のものに限らず、バイポーラトランジスタ等の電流制御形のものであってもよい。
【０１１５】
・回転電機の制御量としては、回転速度に限らず、例えばトルクであってもよい。
【０１１６】
・回転電機としては、星形結線されているものに限らず、Δ結線されているものであってもよい。また、回転電機としては、車載補機を駆動するために用いられるものに限らず、車両の走行動力源となる車載主機として用いられるものであってもよい。加えて、回転電機としては、永久磁石同期機に限らず、例えば、巻線界磁型同期機やシンクロナスリラクタンスモータであってもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…回転電機、２０…インバータ、２３Ｕ，２３Ｖ，２３Ｗ…Ｕ，Ｖ，Ｗ相シャント抵抗、４０…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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