(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交流電動機の夫々に対応付けて複数備えられたインバータを制御し、前記複数の交流電動機の電流フィードバック制御を行う制御装置であって、
前記交流電動機のコイルに流れる電流を検出する電流検出処理を、前記複数の交流電動機の夫々に対して、所定の基準演算周期に同期したタイミングであって、互いに異なるタイミングで周期的に行うように構成され、
前記インバータのスイッチング制御信号をパルス幅変調方式に基づき生成するためのキャリアの周波数であるキャリア周波数に関し、複数のキャリア周波数の中から選択した１つを前記複数のインバータの夫々に対して個別に設定するキャリア周波数設定部と、
前記複数のインバータの夫々に対して設定されるキャリア周波数の組み合わせからなる複数のキャリア周波数組の夫々について、異なるキャリア周波数組に切り替えるタイミングとして許容される切替タイミングを規定した切替タイミングテーブルと、を備え、
前記切替タイミングテーブルは、キャリア周波数組の切替後における前記複数の交流電動機の夫々に対する前記電流検出処理の実行タイミングを、各交流電動機に対応する前記インバータに夫々設定された前記キャリアの最大値又は最小値に合わせるように前記切替タイミングを規定したテーブルであり、
前記キャリア周波数設定部は、前記切替タイミングテーブルより取得した前記切替タイミングに基づいて前記キャリア周波数の設定を切り替える制御装置。
【請求項２】
前記切替タイミングテーブルは、前記複数の交流電動機の夫々についての前記電流検出処理の周期における位相と、各交流電動機に対応する前記インバータに設定された前記キャリアの位相との関係に基づき前記切替タイミングを規定している請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記切替タイミングテーブルは、前記複数のキャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が、キャリア周波数組毎に予め定められた関係となるように前記切替タイミングを規定している請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記切替タイミングテーブルは、所定の基準キャリア周波数からそれ以外のキャリア周波数に切り替える際のタイミングと、前記基準キャリア周波数以外のキャリア周波数から前記基準キャリア周波数に切り替える際のタイミングとの双方について備えられ、
前記キャリア周波数設定部は、前記基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間で切替を行う際には、前記基準キャリア周波数を経由して切り替える請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記キャリア周波数設定部は、前記基準キャリア周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）のキャリア周波数から当該基準キャリア周波数以外のキャリア周波数に切り替える際には、前記基準キャリア周波数を経由せずに切り替える請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記交流電動機に対する要求トルクに基づいて定まる電流指令値と前記電流検出処理により検出された電流検出値との偏差に基づいて電流フィードバック制御演算を行う電流制御処理が、前記キャリアの最大値又は最小値に合わせて実行される前記電流検出処理の直後の前記基準演算周期内に行われる請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の交流電動機の夫々に対応付けて複数備えられたインバータを制御し、前記複数の交流電動機の電流フィードバック制御を行う制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の交流電動機の夫々に対応付けて複数備えられたインバータを制御し、当該複数の交流電動機の電流フィードバック制御を行う制御装置が既に知られている。このような電流フィードバック制御においては、各交流電動機に流れる電流を検出した電流検出値と当該各交流電動機に対する要求トルクに基づいて定まる電流指令値との偏差に基づいてフィードバック制御演算が実行される。そのため、各交流電動機に流れる電流を検出する電流検出処理は繰り返し行われる必要がある。
【０００３】
このような電流検出処理に関して、例えば、下記の特許文献１には、２つの交流電動機の夫々に対する電流検出処理を、互いに異なるタイミングで、且つ、同一の周期で実行する構成が記載されている。具体的には、インバータのスイッチング制御信号をＰＷＭ（pulse width modulation：パルス幅変調）方式に基づき生成するためのキャリア（搬送波）の周期の２倍又は整数ｎ倍を実行周期とし、２つの交流電動機の夫々に対する電流検出処理を交互に行う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８９０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、交流電動機には、トルクや回転速度等で定まる動作点に応じて、インバータにおける損失や交流電動機における損失を低減するための最適なキャリア周波数が存在する。そのため、複数の交流電動機を制御する制御装置は、各交流電動機の動作点に応じて、当該各交流電動機に対応するインバータに対してキャリア周波数を切替可能に構成されることがエネルギー効率の観点から望ましい。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成は、２つの交流電動機に対応する２つのインバータの双方に対して同一のキャリア周波数が設定されるものであり、特許文献１にはキャリア周波数を切替可能な構成は開示されていない。なお、キャリアは、交流電圧の指令値との比較に基づきＰＷＭパルスを順次生成するためのものであり、キャリアの最大値や最小値ではスイッチング制御信号のハイレベルとローレベルとの間での切替は行われない。そこで、特許文献１のような構成において、キャリアの最大値や最小値に合わせてキャリア周波数を切り替える構成とすれば良いとも思われる。しかし、本発明者らは、鋭意研究の結果、キャリアの最大値や最小値に合わせてキャリア周波数を切り替えるというだけでは、キャリア周波数の切替時に電流サージが発生したり、キャリア周波数の切替後に電流リプルが発生する場合があることを知見した。
【０００７】
そこで、キャリア周波数の切替時における電流サージの発生や、キャリア周波数の切替後における電流リプルの発生が抑制された制御装置の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る、複数の交流電動機の夫々に対応付けて複数備えられたインバータを制御し、前記複数の交流電動機の電流フィードバック制御を行う制御装置の特徴構成は、前記交流電動機のコイルに流れる電流を検出する電流検出処理を、前記複数の交流電動機の夫々に対して、所定の基準演算周期に同期したタイミングであって、互いに異なるタイミングで周期的に行うように構成され、前記インバータのスイッチング制御信号をパルス幅変調方式に基づき生成するためのキャリアの周波数であるキャリア周波数に関し、複数のキャリア周波数の中から選択した１つを前記複数のインバータの夫々に対して個別に設定するキャリア周波数設定部と、前記複数のインバータの夫々に対して設定されるキャリア周波数の組み合わせからなる複数のキャリア周波数組の夫々について、異なるキャリア周波数組に切り替えるタイミングとして許容される切替タイミングを規定した切替タイミングテーブルと、を備え、前記切替タイミングテーブルは、キャリア周波数組の切替後における前記複数の交流電動機の夫々に対する前記電流検出処理の実行タイミングを、各交流電動機に対応する前記インバータに夫々設定された前記キャリアの最大値又は最小値に合わせるように前記切替タイミングを規定したテーブルであり、前記キャリア周波数設定部は、前記切替タイミングテーブルより取得した前記切替タイミングに基づいて前記キャリア周波数の設定を切り替える点にある。
【０００９】
上記の特徴構成によれば、キャリア周波数の切替後において、複数の交流電動機の夫々に対する電流検出処理が、各交流電動機に対応するインバータに設定されたキャリアの最大値又は最小値に合わせて行われる。キャリアの最大値や最小値においてはスイッチング制御信号のハイレベルとローレベルとの間での切替が行われないため、各交流電動機に対してスイッチングノイズの影響が少ないタイミングで電流検出処理を行うことができ、電流検出処理にて検出される電流値にノイズが含まれるのを抑制することができる。よって、電流検出処理にて検出される電流値に基づき実行される電流フィードバック制御を安定なものとすることができ、キャリア周波数の切替時における電流サージの発生や、キャリア周波数の切替後における電流リプルの発生を抑制することができる。
また、制御装置はキャリア周波数の切替タイミングを規定した切替タイミングテーブルを備え、キャリア周波数設定部は、切替タイミングテーブルを参照するだけで切替タイミングを取得し、キャリア周波数の設定を切り替えることができる。よって、キャリア周波数設定部の構成を簡素なものとすることができるとともに、制御装置が備える演算処理ユニットの演算負荷がキャリア周波数の切替時に大きく増大するのを抑制することができる。
【００１０】
ここで、前記切替タイミングテーブルは、前記複数の交流電動機の夫々についての前記電流検出処理の周期における位相と、各交流電動機に対応する前記インバータに設定された前記キャリアの位相との関係に基づき前記切替タイミングを規定していると好適である。
【００１１】
この構成によれば、電流検出処理の周期とキャリアの周期とが異なる場合であっても、電流検出処理のタイミングとキャリアの最大値や最小値のタイミングとの関係を適切に考慮して切替タイミングを規定することができる。また、キャリア周波数設定部は、電流検出処理の周期における位相及びキャリアの位相に関する情報を取得するだけで、切替タイミングテーブルに基づき切替タイミングを決定することができる。よって、キャリア周波数設定部の構成を簡素なものとすることができる。
【００１２】
また、前記切替タイミングテーブルは、前記複数のキャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が、キャリア周波数組毎に予め定められた関係となるように前記切替タイミングを規定していると好適である。
【００１３】
この構成によれば、同じキャリア周波数組に対して、各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が異なるものを考慮する必要がないため、切替タイミングテーブルが各キャリア周波数組に対して規定する切替タイミングの個数を少なく抑えることができ、切替タイミングテーブルの構成を簡素なものとすることができる。なお、キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係は、電流リプルの低減等の目的で予め所定の関係に定められる場合があるが、この構成はこのような場合にも適している。
【００１４】
また、前記切替タイミングテーブルは、所定の基準キャリア周波数からそれ以外のキャリア周波数に切り替える際のタイミングと、前記基準キャリア周波数以外のキャリア周波数から前記基準キャリア周波数に切り替える際のタイミングとの双方について備えられ、前記キャリア周波数設定部は、前記基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間で切替を行う際には、前記基準キャリア周波数を経由して切り替えると好適である。
【００１５】
この構成によれば、基準キャリア周波数とその他のキャリア周波数との間での切替タイミングのみを規定すれば良く、基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間での切替タイミングを規定する必要がない。よって、切替タイミングテーブルが各キャリア周波数組に対して規定する切替タイミングの個数を少なく抑えることができ、切替タイミングテーブルの構成を簡素なものとすることができる。この構成は、選択される頻度が高いキャリア周波数が存在する場合に特に適しており、その場合、選択される頻度が高い当該キャリア周波数を基準キャリア周波数とすると好適である。
【００１６】
また、前記キャリア周波数設定部が、前記基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間で切替を行う際に、前記基準キャリア周波数を経由して切り替える構成において、前記キャリア周波数設定部は、前記基準キャリア周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）のキャリア周波数から当該基準キャリア周波数以外のキャリア周波数に切り替える際には、前記基準キャリア周波数を経由せずに切り替えると好適である。
【００１７】
基準キャリア周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）のキャリア周波数から基準キャリア周波数に切り替える際の切替タイミングと、基準キャリア周波数から基準キャリア周波数以外のキャリア周波数（切替後キャリア周波数）に切り替える際の切替タイミングとは、同一のタイミングとなる場合がある。この構成によれば、このような場合に、基準キャリア周波数から上記切替後キャリア周波数への切替タイミングに基づいて、基準キャリア周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）のキャリア周波数から上記切替後キャリア周波数に切り替えることができる。よって、切替タイミングテーブルが備える切替タイミングの個数を少なく抑えつつ、迅速なキャリア周波数の切り替えが可能となる。
【００１８】
また、前記交流電動機に対する要求トルクに基づいて定まる電流指令値と前記電流検出処理により検出された電流検出値との偏差に基づいて電流フィードバック制御演算を行う電流制御処理が、前記キャリアの最大値又は最小値に合わせて実行される前記電流検出処理の直後の前記基準演算周期内に行われると好適である。
【００１９】
この構成によれば、電流検出処理により検出された電流検出値を迅速に電流制御処理に反映させることができる。また、上記のように、電流検出処理は、複数の交流電動機の夫々に対して、所定の基準演算周期に同期したタイミングであって、互いに異なるタイミングで周期的に行われるため、この構成によれば、複数の電流フィードバック制御演算を同一の基準演算周期内で実行されないようにすることができる。よって、比較的演算負荷が大きい電流フィードバック制御演算を実行するタイミングを時間軸上において分散させることができ、演算処理ユニットの演算負荷が時間的に大きく不均一になることを抑制することができる。従って、制御装置が備える演算処理ユニットを設計する際に考慮される演算負荷の最大値を低く抑えることができ、演算処理ユニットのコストの増大や大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置を含む車両のシステム構成の一例を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図３】制御モードを決定する際に参照するマップの一例を示す図である。
【図４】第一制御モードにおける交流電圧指令値の一例を示す図である。
【図５】第三制御モードにおける交流電圧指令値の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るキャリア周波数組を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る切替タイミングテーブルを概念的に示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る切替タイミングテーブルを概念的に示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る切替タイミングテーブルを概念的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る切替タイミングテーブルを概念的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る切替タイミングテーブルを概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る制御装置２の実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態においては、制御装置２の制御対象である電動機駆動装置１が、三相交流により動作する交流電動機としての埋込磁石構造の２つの同期電動機ＭＧ１、ＭＧ２（ＩＰＭＳＭ、以下、これらを総称して単に「電動機ＭＧ」という場合がある。）を駆動制御する装置として構成されている場合を例として説明する。これらの電動機ＭＧは、必要に応じて発電機としても動作するように構成されている。これらの電動機ＭＧは、例えば、電動車両やハイブリッド車両等の駆動力源として用いられる。電動機駆動装置１は、直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して電動機ＭＧに供給するインバータ６を有して構成されている。そして、本実施形態では、図２に示すように、制御装置２は、電動機駆動装置１を制御することにより、ベクトル制御法を用いて電動機ＭＧの電流フィードバック制御を行う。
【００２２】
このような構成において、本実施形態に係る制御装置２は、インバータ６のスイッチング制御信号をパルス幅変調（pulse width modulation：ＰＷＭ）方式に基づき生成するためのキャリアＣａの周波数であるキャリア周波数Ｆｃを切替可能に構成されているとともに、キャリア周波数Ｆｃの切替タイミングを規定した切替タイミングテーブル１００（図２参照）を備え、キャリア周波数設定部５２が、切替タイミングテーブル１００より取得した切替タイミングに基づいてキャリア周波数Ｆｃの設定を切り替える点、及び切替タイミングテーブル１００の構成に特徴を有する。これにより、キャリア周波数Ｆｃの切替時における電流サージの発生や、キャリア周波数Ｆｃの切替後における電流リプルの発生を抑制することができる制御装置２が実現されている。以下、本実施形態に係る電動機駆動装置１及びその制御装置２について詳細に説明する。
【００２３】
１．電動機駆動装置及び制御装置のハードウエア構成
まず、本実施形態に係る電動機駆動装置１及び制御装置２のハードウエア構成について、図１に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態では、第一電動機ＭＧ１及び第二電動機ＭＧ２の２つの三相同期電動機を制御対象として備えている。第一電動機ＭＧ１と第二電動機ＭＧ２とは、同じ性能の電動機であっても良いし、異なる性能の電動機であっても良い。電動機ＭＧ１，ＭＧ２は、それぞれ第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂ（以下、これらを総称して単に「インバータ６」という場合がある。）を介して、直流電圧Ｖｄｃを発生させる直流電源３に接続されている。直流電源３としては、例えば、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の各種二次電池、キャパシタ、或いはこれらの組合せ等が用いられる。直流電源３の電圧である直流電圧Ｖｄｃは、不図示の電圧センサにより検出されて制御装置２へ出力される。なお、直流電源３とインバータ６との間に、直流電源３からの直流電圧Ｖｄｃを平滑化する平滑コンデンサや直流電源３からの直流電圧Ｖｄｃを昇圧するコンバータ等を介挿して備えた構成としても好適である。
【００２４】
インバータ６は、直流電源３からの直流電圧Ｖｄｃを三相交流電圧に変換して電動機ＭＧに供給する。このように供給された三相交流電圧によって電動機ＭＧが駆動される。すなわち、インバータ６は直流交流変換部として機能する。インバータ６は、複数のスイッチング素子（不図示）を有して構成される。スイッチング素子には、例えば、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）やＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）等を適用すると好適である。以下、スイッチング素子としてＩＧＢＴを用いる場合を例として説明する。
【００２５】
インバータ６（６ａ、６ｂ）は、三相のブリッジ回路により構成される。インバータ６の入力プラス側と入力マイナス側との間に２つのＩＧＢＴが直列に接続され、この直列回路が３回線並列接続される。つまり、電動機ＭＧ（ＭＧ１、ＭＧ２）のｕ相、ｖ相、ｗ相に対応するステータコイルＭｕ（Ｍｕ１、Ｍｕ２）、Ｍｖ（Ｍｖ１、Ｍｖ２）、Ｍｗ（Ｍｗ１、Ｍｗ２）のそれぞれに一組の直列回路が対応したブリッジ回路が構成される。各相の上段側のＩＧＢＴのコレクタはインバータ６の入力プラス側に接続され、エミッタは各相の下段側のＩＧＢＴのコレクタに接続される。また、各相の下段側のＩＧＢＴのエミッタは、インバータ６の入力マイナス側（例えば、グラウンド）に接続される。対となる各相のＩＧＢＴによる直列回路の中間点、つまり、ＩＧＢＴの接続点は、電動機ＭＧのステータコイルＭｕ、Ｍｖ、Ｍｗにそれぞれ接続される。
【００２６】
なお、ＩＧＢＴには、それぞれフリーホイールダイオード（回生ダイオード）が並列に接続される。フリーホイールダイオードは、カソード端子がＩＧＢＴのコレクタ端子に接続され、アノード端子がＩＧＢＴのエミッタ端子に接続される形態でＩＧＢＴに対して並列に接続される。各ＩＧＢＴのゲートは、ドライバ回路７６を介して制御装置２に接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。
【００２７】
制御装置２は、電動機駆動装置１に備えられた複数（ここでは２個）のインバータ６（６ａ、６ｂ）を制御する。制御装置２は、マイクロコンピュータなどの論理回路を中核として構成されたＥＣＵ（electronic control unit）として構成されている。本実施形態では、制御装置２は、シングルタスクのマイクロコンピュータであるＣＰＵ（central processing unit）６１と、インターフェース回路７０と、その他の周辺回路等とを有して構成される。ＣＰＵ６１は、後述する電流制御処理や電圧制御処理等の電動機制御処理を実行するコンピュータである。インターフェース回路７０は、ＥＭＩ（electro-magnetic interference）対策部品やバッファ回路などにより構成される。高電圧をスイッチングするスイッチング素子としてのＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴのゲートに入力される駆動信号であるスイッチング制御信号は、マイクロコンピュータなどの一般的な電子回路の駆動電圧よりも高い電圧を必要とするため、ドライバ回路７６を介して昇圧された後、インバータ６に入力される。
【００２８】
ＣＰＵ６１は、少なくとも、ＣＰＵコア６２と、プログラムメモリ６３と、パラメータメモリ６４と、ワークメモリ６５と、タイマ６６と、Ａ／Ｄコンバータ６７と、通信制御部６８と、ポート６９と、を有して構成される。ＣＰＵコア６２は、ＣＰＵ６１の中核であり、命令レジスタや命令デコーダ、種々の演算の実行主体となるＡＬＵ(arithmetic logic unit)、フラグレジスタ、汎用レジスタ、割り込みコントローラ等を有して構成される。本実施形態では、ＣＰＵ６１は単一のＣＰＵコア６２（単一の演算処理ユニット）を備えている。このＣＰＵコア６２は、シリアルにプログラムを実行するシングルタスクのコンピュータの中核を担う。
【００２９】
プログラムメモリ６３は、電動機制御プログラムが格納された不揮発性のメモリである。パラメータメモリ６４は、プログラムの実行の際に参照される種々のパラメータが格納された不揮発性のメモリである。パラメータメモリ６４は、プログラムメモリ６３と区別することなく構築されてもよい。プログラムメモリ６３やパラメータメモリ６４は、例えばフラッシュメモリなどによって構成されると好適である。ワークメモリ６５は、プログラム実行中の一時データを一時記憶するメモリである。ワークメモリ６５は、揮発性で問題なく、高速にデータの読み書きが可能なＤＲＡＭ（dynamic RAM）やＳＲＡＭ（static RAM）により構成される。
【００３０】
タイマ６６は、所定のクロック周期を基準として時間を計測する。そして、タイマ６６は、例えば、後述するスイッチング制御信号のキャリアＣａの周期（本例では、後述する基準キャリア周波数に対応するキャリアＣａの周期）の１／２を基準演算周期Ｔ０としてプログラムの実行周期を監視し、ＣＰＵコア６２の割り込みコントローラに通知する。Ａ／Ｄコンバータ６７は、アナログの電気信号をデジタルデータに変換する。本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ６７は、電動機ＭＧの各ステータコイルＭｕ、Ｍｖ、Ｍｗに流れる電流の検出値である電流検出値Ｉｕｒ（Ｉｕｒ１、Ｉｕｒ２）、Ｉｖｒ（Ｉｖｒ１、Ｉｖｒ２）、Ｉｗｒ（Ｉｗｒ１、Ｉｗｒ２）を、電流センサ７（７ａ、７ｂ）から受け取ってデジタル値に変換する。なお、ｕ相、ｖ相、ｗ相の三相は平衡しており、その瞬時値はゼロであるので、二相分のみの電流を検出し、残る一相はＣＰＵ６１において演算により求めてもよい。本実施形態では、三相の全てが検出される場合を例示している。なお、二相分のみの電流を検出し、残る一相はＣＰＵ６１において演算により求めるのであれば、Ａ／Ｄコンバータ６７は、４つのアナログ入力を有していれば足りる。
【００３１】
通信制御部６８は、車両内の他のシステムとの通信を制御する。本実施形態では、不図示の車両内のＣＡＮ（controller area network）を介して、走行制御システムやセンサ等との通信を制御する。例えば、ＣＰＵ６１は、通信制御部６８を介して、走行制御システムから、電動機ＭＧに対する要求トルクＴＭを含むモータ制御指令を受け取り、これに基づいて電動機ＭＧを制御する。本実施形態では、ＣＰＵ６１は、第一電動機ＭＧ１に対する要求トルクＴＭ１及び第二電動機ＭＧ２に対する要求トルクＴＭ２（以下、これらを総称して単に「要求トルクＴＭ」という場合がある。）をそれぞれ受け取る。また、ＣＰＵ６１は、通信制御部６８を介してブレーキシステムやパワーステアリングシステムと接続され、これらを制御する構成としても好適である。
【００３２】
ポート６９は、インバータ６のスイッチング制御信号等をＣＰＵ６１の端子を介して出力したり、ＣＰＵ６１に入力される回転センサ８（８ａ、８ｂ）からの回転検出信号を受け取ったりする端子制御部である。図１においてインターフェース回路７０からドライバ回路７６に入力される信号の符号Ｐ＊は、インバータ６の上段側のＩＧＢＴの制御信号を示し、符号Ｎ＊は、下段側のＩＧＢＴの制御信号を示す。また、符号＊ｕ、＊ｖ、＊ｗは、インバータ６のｕ相、ｖ相、ｗ相それぞれのＩＧＢＴの制御信号を示す。また、符号＊１、＊２は、それぞれ第一電動機ＭＧ１の第一インバータ６ａ、第二電動機ＭＧ２の第二インバータ６ｂのスイッチング制御信号としてのＩＧＢＴ制御信号を示す。回転センサ８は、電動機ＭＧの近傍に設置されて電動機ＭＧの回転子としてのロータの回転角を表す磁極位置θを検出するセンサであり、例えばレゾルバ等を用いて構成される。ここでは、磁極位置θは、ロータの回転角を電気角として表すものとする。
【００３３】
このように、本実施形態に係る電動機駆動装置１は、２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２を制御対象とすると共に、２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれに対応する２個のインバータ６（第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂ）を備えており、制御装置２は、これら２個のインバータ６ａ、６ｂを制御することにより、２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２を制御するように構成される。この際、制御装置２は、単一の演算処理ユニットとしてのＣＰＵコア６２を用いて２個のインバータ６ａ、６ｂを制御するように構成されている。
【００３４】
２．制御装置のソフトウエア構成
次に、制御装置２のソフトウエア構成について説明する。なお、本実施形態では電動機駆動装置１が２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御の対象とすると共に各電動機ＭＧ１、ＭＧ２に対応する２個のインバータ６ａ、６ｂを備えていることに対応して、制御装置２は２個のインバータ６ａ、６ｂ及び２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれに対応する各機能部を備えているが、これらは同様の構成であるため、以下では、一方のインバータ６及び電動機ＭＧを制御する機能部についてのみ説明することとする。図２に示すように、制御装置２はベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御により電動機ＭＧ及びインバータ６を備えた電動機駆動装置１の制御を行う。ベクトル制御では、交流電動機ＭＧの三相のそれぞれのステータコイルに流れるコイル電流を、ロータに配置された永久磁石が発生する磁界の方向であるｄ軸と、当該ｄ軸に直交するｑ軸との２相のベクトル成分に座標変換して電流フィードバック制御を行う。
【００３５】
ベクトル制御における座標変換に際しては、電動機ＭＧの回転状態を常に検出する必要がある。従って、図１に示すように、電動機ＭＧの近傍にレゾルバなどの回転センサ８が備えられる。その検出結果である磁極位置θは制御装置２に入力される。上記のとおり、磁極位置θは電気角である。制御装置２には、更に要求トルクＴＭが入力される。そして、制御装置２は、これらの要求トルクＴＭ、磁極位置θ、及び磁極位置θから導出される電動機ＭＧの回転速度ωに応じて電動機ＭＧを駆動するための制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成して出力し、インバータ６を駆動制御する。制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗは、インバータ６の各スイッチング素子に後述する複数の制御モードのいずれかに従ったスイッチング動作を行わせるためのスイッチング制御信号であり、具体的には、各スイッチング素子のゲートを駆動するゲート駆動信号である。
【００３６】
ｄ軸電流指令値導出部１１には、要求トルクＴＭが入力される。ｄ軸電流指令値導出部１１は、入力された要求トルクＴＭに基づいて基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを導出する。ここで、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂは、最大トルク制御を行う場合におけるｄ軸電流の指令値に相当する。なお、最大トルク制御とは、同一電流に対して電動機ＭＧの出力トルクが最大となるように電流位相を調節する制御である。本実施形態では、ｄ軸電流指令値導出部１１は、要求トルクＴＭの値と基本ｄ軸電流指令値との関係を規定したテーブルを用いて、要求トルクＴＭの値に応じた基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂを導出するように構成されている。導出された基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂは、減算器１４へ入力される。減算器１４には、更に、後述する電流調整指令値導出部１６により導出されたｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが入力される。減算器１４は、下記の式（１）に示すように、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂからｄ軸電流調整指令値ΔＩｄを減算し、最終的なｄ軸電流指令値Ｉｄを導出する。
Ｉｄ＝Ｉｄｂ−ΔＩｄ・・・（１）
【００３７】
ｑ軸電流指令値導出部１２には、要求トルクＴＭ及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが入力される。ｑ軸電流指令値導出部１２は、入力された要求トルクＴＭとｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑを導出する。本実施形態では、ｑ軸電流指令値導出部１２は、少なくとも要求トルクＴＭの値とｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとの関係を規定したテーブルを用いて、要求トルクＴＭ及びｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに応じたｑ軸電流指令値Ｉｑを導出する。このようにして導出されたｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑは、電動機ＭＧを駆動する、互いに直交するベクトル成分を有する二相の電流の指令値である。従って、本実施形態においては、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが本発明における「電流指令値」に相当する。
【００３８】
電流制御部１３には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが入力される。更に、電流制御部１３には、三相二相変換部３６からｄ軸電流検出値Ｉｄｒ及びｑ軸電流検出値Ｉｑｒが入力され、回転速度導出部３１から電動機ＭＧの回転速度ωが入力される。ｄ軸電流検出値Ｉｄｒ及びｑ軸電流検出値Ｉｑｒは、電動機ＭＧのステータコイル（Ｍｕ、Ｍｖ、Ｍｗ）を実際に流れる電流の電流センサ７（図１を参照）による電流検出値（三相の電流検出値：ｕ相電流検出値Ｉｕｒ、ｖ相電流検出値Ｉｖｒ、及びｗ相電流検出値Ｉｗｒ）と回転センサ８（図１を参照）により検出された磁極位置θとに基づいて、三相二相変換部３６により三相二相変換を行って導出される。また、電動機ＭＧの回転速度ωは、回転センサ８（図１を参照）により検出された磁極位置θに基づいて回転速度導出部３１により導出される。
【００３９】
電流制御部１３は、二相の電流指令値であるｄ軸電流指令値Ｉｄ及びｑ軸電流指令値Ｉｑと、電流検出値Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒを三相二相変換して得られる二相の電流検出値（ｄ軸電流検出値Ｉｄｒ及びｑ軸電流検出値Ｉｑｒ）との偏差に基づいて第一電圧指令値としての二相の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを決定する電流制御処理を行う。すなわち、電流制御部１３は、電動機ＭＧに対する要求トルクＴＭに基づいて定まる電流指令値と電流検出処理により検出された電流検出値との偏差に基づいて電流フィードバック制御演算を行う機能部である。この際、電流制御部１３は、前記偏差に基づいて少なくとも比例制御及び積分制御を行って二相の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑを決定する。具体的には、電流制御部１３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄとｄ軸電流検出値Ｉｄｒとの偏差であるｄ軸電流偏差δＩｄ、及びｑ軸電流指令値Ｉｑとｑ軸電流検出値Ｉｑｒとの偏差であるｑ軸電流偏差δＩｑを導出する。そして、電流制御部１３は、ｄ軸電流偏差δＩｄに基づいて比例積分制御演算（ＰＩ制御演算）を行って電圧降下のｄ軸成分であるｄ軸電圧降下Ｖｚｄを導出すると共に、ｑ軸電流偏差δＩｑに基づいて比例積分制御演算を行って電圧降下のｑ軸成分であるｑ軸電圧降下Ｖｚｑを導出する。
【００４０】
そして、電流制御部１３は、下記の式（２）に示すように、ｄ軸電圧降下Ｖｚｄからｑ軸電機子反作用Ｅｑを減算してｄ軸電圧指令値Ｖｄを導出する。
Ｖｄ＝Ｖｚｄ−Ｅｑ
＝Ｖｚｄ−ω・Ｌｑ・Ｉｑｒ・・・（２）
この式（２）に示されるように、ｑ軸電機子反作用Ｅｑは、電動機ＭＧの回転速度ω、ｑ軸電流検出値Ｉｑｒ、及びｑ軸インダクタンスＬｑに基づいて導出される。
【００４１】
更に、電流制御部１３は、下記の式（３）に示すように、ｑ軸電圧降下Ｖｚｑにｄ軸電機子反作用Ｅｄ及び永久磁石の電機子鎖交磁束による誘起電圧Ｅｍを加算してｑ軸電圧指令値Ｖｑを導出する。
Ｖｑ＝Ｖｚｑ＋Ｅｄ＋Ｅｍ
＝Ｖｚｑ＋ω・Ｌｄ・Ｉｄｒ＋ω・ＭＩｆ・・・（３）
この式（３）に示されるように、ｄ軸電機子反作用Ｅｄは、電動機ＭＧの回転速度ω、ｄ軸電流検出値Ｉｄｒ、及びｄ軸インダクタンスＬｄに基づいて導出される。また、誘起電圧Ｅｍは、永久磁石の電機子鎖交磁束の実効値により定まる誘起電圧定数ＭＩｆ及び電動機ＭＧの回転速度ωに基づいて導出される。
【００４２】
変調率・電圧指令位相導出部２２には、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑが入力される。更に、変調率・電圧指令位相導出部２２には、不図示の電圧センサにより検出される直流電圧Ｖｄｃが入力される。変調率・電圧指令位相導出部２２は、入力されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑと直流電圧Ｖｄｃとに基づいて、第二電圧指令値としての変調率Ｍと電圧指令位相θｖとを導出する。ここで、変調率Ｍは、直流電圧Ｖｄｃに対するインバータ６の出力電圧波形の基本波成分の実効値の比率を表し、本例では直流電圧Ｖｄｃに対する二相の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑの実効値の比率とされている。具体的には、変調率Ｍは、以下の式（４）に従って算出される。
Ｍ＝√（Ｖｄ２＋Ｖｑ２）／Ｖｄｃ・・・（４）
【００４３】
電圧指令位相θｖは、二相の電圧指令値Ｖｄ、Ｖｑが表す電圧ベクトルの位相角であり、ｄ軸電圧指令値Ｖｄに係るｄ軸電圧ベクトルとｑ軸電圧指令値Ｖｑに係るｑ軸電圧ベクトルとを合成して生成される合成電圧ベクトルと、ｄ軸電圧指令値Ｖｄに係るｄ軸電圧ベクトルとの成す角に相当する。本例では、電圧指令位相θｖは、以下の式（５）に従って算出される。
θｖ＝ｔａｎ−１（Ｖｑ／Ｖｄ）・・・（５）
この電圧指令位相θｖは、磁極位置θの原点（θ＝０°）を基準としたｕ相電圧指令値Ｖｕの原点の位相に相当する。
【００４４】
ところで、電動機ＭＧは、回転速度ωが高くなるに従って誘起電圧が高くなり、電動機ＭＧを駆動するために必要となる交流電圧（以下「必要電圧」という。）も高くなる。そして、この必要電圧が、そのときの直流電圧Ｖｄｃを変換してインバータ６から出力し得る最大の交流電圧（以下「最大出力電圧」という。）を超えると、ステータコイルに必要な電流を流すことができなくなり、電動機ＭＧを適切に制御することができない。そのため、制御装置２は、電動機ＭＧの界磁磁束を弱める方向の磁束がステータコイルから発生するように電流位相を調節する（最大トルク制御よりも進める）、いわゆる弱め界磁制御を行なうように構成されている。そこで、本実施形態では、変調率・電圧指令位相導出部２２により導出された変調率Ｍに基づいて、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが導出され、導出されたｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに基づいて基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂ及びｑ軸電流指令値Ｉｑが調整される構成となっている。
【００４５】
より具体的には、減算器１７には、変調率Ｍ、及び当該変調率Ｍの理論上の最大値である「０．７８」の値が入力される。減算器１７は、下記の式（６）に示すように、変調率Ｍから「０．７８」を減算した変調率偏差ΔＭを導出する。
ΔＭ＝Ｍ−０．７８・・・（６）
電流調整指令値導出部１６には、導出された変調率偏差ΔＭが入力される。電流調整指令値導出部１６は、この変調率偏差ΔＭを所定のゲインを用いて積分し、当該積分値をｄ軸電流調整指令値ΔＩｄとして導出する。このｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、上記の式（１）に示すように、基本ｄ軸電流指令値Ｉｄｂから減算されて最終的なｄ軸電流指令値Ｉｄが導出される。すなわち、このｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが、電動機ＭＧの界磁磁束を弱めるための弱め界磁指令値となる。
【００４６】
本実施形態に係る制御装置２は、電動機駆動装置を制御するための制御モードを決定するモード決定部５１と、インバータ６のキャリア周波数Ｆｃを決定するキャリア周波数設定部５２と、を更に備えている。モード決定部５１には、入力変数として少なくとも要求トルクＴＭ及び回転速度ωが入力される。モード決定部５１は、入力された要求トルクＴＭと回転速度ωとに基づいて、電動機駆動装置１を制御するために予め設定された複数の制御モードの中から１つの制御モードを決定する。制御装置２はパラメータメモリ６４等に制御モード決定用のマップを記憶して備えている。本実施形態においては、図３に示すように、このマップには電動機ＭＧの動作可能領域として、第一領域Ａ１、第二領域Ａ２、及び第三領域Ａ３の３つの領域が設定されている。そして、これに対応して、モード決定部５１が選択可能な３つの制御モードが設定されている。すなわち、モード決定部５１は、要求トルクＴＭと回転速度ωとの関係が第一領域Ａ１内にある場合には第一制御モードを選択し、第二領域Ａ２内にある場合には第二制御モードを選択し、第三領域Ａ３内にある場合には第三制御モードを選択する。
【００４７】
ところで、電動機駆動装置１を制御するための制御モードに係る制御方法には、インバータ６から電動機ＭＧに供給する交流電圧の波形に関してＰＷＭ制御及び矩形波制御の２つがあり、インバータ６から電動機ＭＧに供給する交流電流の位相に関して最大トルク制御及び弱め界磁制御の２つがある。更に本実施形態では、ＰＷＭ制御には、正弦波ＰＷＭ制御と過変調ＰＷＭ制御の２つの制御方式が含まれている。モード決定部５１が選択可能な３つのモードは、これらを組み合わせて構成されている。
【００４８】
第一制御モードは、インバータ６における直流−交流変換に際して、インバータ６に最大トルク制御と共に正弦波ＰＷＭ制御を行わせるモードである。正弦波ＰＷＭ制御では、インバータ６の各スイッチング素子のオンオフを、正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとキャリア（搬送波）Ｃａとの比較に基づいて制御する。正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、後述する電圧制御部２３の三相指令値導出部３５により導出される。
【００４９】
第二制御モードは、インバータ６における直流−交流変換に際して、インバータ６に最大トルク制御と共に過変調ＰＷＭ制御を行わせるモードである。過変調ＰＷＭ制御では、インバータ６の出力電圧波形の基本波成分の波形を歪ませて、正弦波ＰＷＭ制御における正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗよりも振幅を大きくする。その状態で、正弦波ＰＷＭ制御と同様にインバータ６の各スイッチング素子のオンオフを、歪んだ正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、ＶｗとキャリアＣａとの比較に基づいて制御する。これにより、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが搬送波の振幅を超える部分において連続的にハイレベル又はローレベルとなるＰＷＭ制御が行われる。歪んだ正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、後述する電圧制御部２３の三相指令値導出部３５により導出される。
【００５０】
第三制御モードは、インバータ６における直流−交流変換に際して、インバータ６に弱め界磁制御と共に矩形波制御を行わせるモードである。矩形波制御では、インバータ６の各スイッチング素子のオン及びオフを電気角１周期（磁極位置θの３６０°）につき１回ずつ行わせるように制御する。このとき、各相の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、１周期につきハイレベル期間とローレベル期間とが１回ずつ交互に表れる矩形波となる。従って、本実施形態では、第三制御モードでは、各相の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、単にインバータ６の各スイッチング素子のオン又はオフを切り替えるタイミングを表す磁極位置θの位相であるオンオフ切替位相の指令値とされる。
【００５１】
なお、矩形波制御が行われる第三制御モードでは、磁極位置θとして検出される電動機ＭＧの電気角の周期とインバータ６のスイッチング周期とを同期させる同期制御が行われる。ここで、スイッチング周期は、インバータ６のスイッチング素子のオンオフタイミングの周期であり、各スイッチング素子のオンオフ切替位相の周期に等しい。一方、正弦波ＰＷＭ制御が行われる第一制御モード及び過変調ＰＷＭ制御が行われる第二制御モードでは、スイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、ＮｗがキャリアＣａに基づいて生成される。すなわち、本実施形態においては、第三制御モードが「同期制御モード」に含まれ、第一制御モード及び第二制御モードが「非同期制御モード」に含まれる。なお、本実施形態においては、第一制御モード及び第二制御モードの双方において、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの周期とスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、ＮｗのキャリアＣａの周期との同期も行われない。モード決定部５１は、このような同期制御モードと非同期制御モードとのいずれかを選択する機能を有している。後述するように、モード決定部５１が同期制御モードと非同期制御モードとのいずれを選択するかに応じて、電圧制御部２３内の制御ブロックが電圧制御切替部４６により切り替えられ、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ及びスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する方式が切り替えられる構成となっている。
【００５２】
本実施形態では更に、モード決定部５１には、電流調整指令値導出部１６により導出されたｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが入力される。そして、モード決定部５１は、入力されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに基づいて、第三制御モードを選択することの可否を判定する。より具体的には、モード決定部５１は、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが所定の第三制御モード移行許可閾値以上である場合には第三制御モードを選択することを許可し、一方、ｄ軸電流調整指令値ΔＩｄが第三制御モード移行許可閾値未満である場合には第三制御モードを選択することを禁止する。従って、本実施形態に係るモード決定部５１は、入力される要求トルクＴＭと回転速度ωとに基づいて制御モードを決定することを前提としつつ、更に入力されるｄ軸電流調整指令値ΔＩｄに基づいて制御モードの選択に一定の制限を課すように構成されている。
【００５３】
キャリア周波数設定部５２には、入力変数として少なくとも回転速度ω及び要求トルクＴＭが入力される。キャリア周波数設定部５２は、入力された要求トルクＴＭと回転速度ωとに基づいて、インバータ６のスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗのキャリア（搬送波）Ｃａの周波数であるキャリア周波数Ｆｃを決定する。言い換えれば、キャリア周波数Ｆｃは、インバータ６のスイッチング制御信号をパルス幅変調方式に基づき生成するためのキャリアＣａの周波数である。なお、本実施形態においては、第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂの夫々に対して個別にキャリア周波数Ｆｃ１、Ｆｃ２を設定可能に構成されており、第一インバータ６ａに対応するキャリアＣａを第一キャリアＣａ１とし、第二インバータ６ｂに対応するキャリアＣａを第二キャリアＣａ２とする。また、本明細書においては、第一キャリアＣａ１及び第二キャリアＣａ２を特に区別する必要がない場合には、単にキャリアＣａという。なお、キャリア周波数設定部５２に、変調率・電圧指令位相導出部２２により導出された変調率Ｍが入力される構成とすることもできる。
【００５４】
本実施形態においては、制御装置２はパラメータメモリ６４等にキャリア周波数決定用のマップを記憶して備えている。キャリア周波数設定部５２は、電動機ＭＧに対する要求トルクＴＭ及び回転速度ω等に応じて、インバータ６における損失や電動機ＭＧにおける損失を低減するための最適なキャリア周波数Ｆｃを決定する。この際、キャリア周波数設定部５２は、例えば、予め定められた複数の選択可能なキャリア周波数の中から前記マップに基づいて最適なキャリア周波数を選択して決定する。そして、キャリア周波数設定部５２は、キャリア周波数Ｆｃの設定を切り替える必要がある場合には、後述する切替タイミングテーブル１００より取得した切替タイミングに基づいてキャリア周波数Ｆｃの設定を切り替える。本実施形態では、後述するように、切替タイミングは、２つの電動機ＭＧの夫々についての電流検出処理の周期における位相と、各電動機ＭＧに対応するインバータ６に設定されたキャリアの位相との関係に基づき規定されている。そのため、キャリア周波数設定部５２は、キャリアＣａを発生するキャリア発生器（図示せず）や電流検出処理の実行スケジュール（制御スケジュール）を管理する機能部である電流検出管理部（図示せず）からこれらの位相に関する情報を受け取り、実時間上における切替タイミングを決定する。なお、切替タイミングテーブル１００は、パラメータメモリ６４等に記憶して備えられている。
【００５５】
電圧制御部２３には、変調率・電圧指令位相導出部２２により導出された変調率Ｍ及び電圧指令位相θｖが入力される。更に、電圧制御部２３には、回転センサ８（図１を参照）により検出された磁極位置θ及びキャリア周波数設定部５２により決定されたキャリア周波数Ｆｃが入力される。電圧制御部２３は、入力された変調率Ｍ、電圧指令位相θｖ、磁極位置θ、及びキャリア周波数Ｆｃに基づいて、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを決定し、インバータ６のスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する電圧制御処理を行う。本実施形態においては、電圧制御部２３は、三相指令値導出部３５及び非同期制御信号生成部４１、並びにオンオフ切替位相導出部４３及び同期制御信号生成部４２を備えている。
【００５６】
また、変調率・電圧指令位相導出部２２と電圧制御部２３との間には、電圧制御切替部４６が設けられている。電圧制御切替部４６は、モード決定部５１により選択された制御モードに応じて電圧制御部２３内の制御ブロックを切り替える。具体的には、非同期制御モードに含まれる第一制御モード又は第二制御モードが選択された場合には、変調率・電圧指令位相導出部２２により導出された変調率Ｍ及び電圧指令位相θｖを三相指令値導出部３５へ入力し、三相指令値導出部３５及び非同期制御信号生成部４１に電圧制御処理を行わせる。一方、同期制御モードに含まれる第三制御モードが選択された場合には、変調率・電圧指令位相導出部２２により導出された変調率Ｍ及び電圧指令位相θｖをオンオフ切替位相導出部４３へ入力し、オンオフ切替位相導出部４３及び同期制御信号生成部４２に電圧制御処理を行わせる。電圧制御切替部４６は、モード決定部５１により選択された制御モードに応じて、このような変調率Ｍ及び電圧指令位相θｖの入力先の切り替えを行う。これにより、電圧制御部２３は、モード決定部５１により決定された制御モードに応じたスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する。
【００５７】
三相指令値導出部３５は、入力された変調率Ｍ及び電圧指令位相θｖに基づいて、正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成する。図４は、三相指令値導出部３５により生成される交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの一例を示す図である。この図は、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが正弦波状の第一制御モードの電圧指令値である場合の例を示している。この場合、ｕ相電圧指令値Ｖｕは、磁極位置θの原点（θ＝０°）に対して電圧指令位相θｖだけ遅れた位相を有し、振幅が変調率Ｍに等しく、１周期が磁極位置θの１周（電気角１周、３６０°）に等しい正弦波状の電圧指令値となる。ｖ相電圧指令値Ｖｖはｕ相電圧指令値Ｖｕに対して１２０°、ｗ相電圧指令値Ｖｗはｕ相電圧指令値Ｖｕに対して２４０°、それぞれ位相が遅れた正弦波状の電圧指令値となる。また、第二制御モードが選択された場合には、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形は歪んだ正弦波状となるが、各指令値の位相及び振幅は図４と同様となる。
【００５８】
ここで、三相指令値導出部３５は、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形を規定した交流電圧指令値マップを制御モード毎に備えており、モード決定部５１により決定された制御モードに応じて、この交流電圧指令値マップに基づいて交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成して出力する。交流電圧指令値マップは、例えば、第一制御モード用のマップでは、原点が磁極位置θの原点（θ＝０°）に一致し、振幅が１である正弦波状の電圧波形を規定している。三相指令値導出部３５は、このマップに規定された電圧波形の原点を電圧指令位相θｖだけ遅らせると共に、振幅を変調率Ｍ倍にすることによりｕ相電圧指令値Ｖｕを生成し、当該ｕ相電圧指令値Ｖｕの位相を１２０°、２４０°遅らせることによりｖ相電圧指令値Ｖｖとｗ相電圧指令値Ｖｗを生成することができる。三相指令値導出部３５は、制御モード毎に、異なる電圧波形のマップを備えている。
【００５９】
非同期制御信号生成部４１には、三相指令値導出部３５により生成された交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ及びキャリア周波数Ｆｃが入力される。非同期制御信号生成部４１は、この交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとキャリア（搬送波）Ｃａとに基づいて、インバータ６のスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する。具体的には、非同期制御信号生成部４１は、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、ＶｗとキャリアＣａとの比較を行い、インバータ６のｕ相上段、ｕ相下段、ｖ相上段、ｖ相下段、ｗ相上段、ｗ相下段の各スイッチング素子のそれぞれをＰＷＭ制御するための６つのスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する。従って、非同期制御信号生成部４１は、各スイッチング素子に対して、基本的にキャリア周期毎に２回、スイッチング制御信号を出力する。また、このスイッチング制御信号が表すオン又はオフのパルス幅は、キャリアＣａに対して連続的に変化する略正弦波状の交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの大きさに応じてキャリア周期毎に段階的に変化する。本実施形態においては、キャリア周波数Ｆｃは交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの周波数の整数倍とはなっておらず、よって、キャリアＣａの周期と交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの周期とは同期していない。但し、キャリアＣａの周期と交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの周期とを同期させた状態でＰＷＭ制御を行うことも可能である。
【００６０】
オンオフ切替位相導出部４３は、入力された変調率Ｍ及び電圧指令位相θｖに基づいて、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとしてのインバータ６の各スイッチング素子のオンオフ切替位相の指令値を生成する。この指令値は、各スイッチング素子のオンオフ制御信号に対応し、各スイッチング素子のオン又はオフを切り替えるタイミングを表す磁極位置θの位相を表す指令値である。図５は、オンオフ切替位相導出部４３により生成される交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが表す内容を図示したものであり、各スイッチング素子のオン又はオフが切り替えられる位相を、横軸としての磁極位置θ上に示している。この例では、ｕ相電圧指令値Ｖｕは、磁極位置θの原点（θ＝０°）に対して電圧指令位相θｖだけ遅れた位相を有しており、磁極位置θの１周（電気角１周、３６０°）が１周期となっている。そして、電圧指令位相θｖでｕ相上段のスイッチング素子に対応するスイッチング制御信号Ｐｕがオン、ｕ相下段のスイッチング素子に対応するスイッチング制御信号Ｎｕがオフされ、電圧指令位相θｖから磁極位置θの半周（電気角半周、１８０°）でｕ相上段のスイッチング素子に対応するスイッチング制御信号Ｐｕがオフ、ｕ相下段のスイッチング素子に対応するスイッチング制御信号Ｎｕがオンされる。ｖ相電圧指令値Ｖｖはｕ相電圧指令値Ｖｕに対して１２０°、ｗ相電圧指令値Ｖｗはｕ相電圧指令値Ｖｕに対して２４０°、それぞれ位相が遅れる以外は同様の電圧指令値となる。なお、オンオフ切替位相導出部４３から実際に出力する交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、ｕ相、ｖ相、ｗ相のそれぞれについての各スイッチング素子のオン又はオフを切り替えるタイミングを表す磁極位置θの位相の情報のみにより構成することができる。従って、このようなオンオフ切替位相の指令値は、ｕ相、ｖ相、ｗ相の指令値を一連の情報としてまとめて出力してもよい。
【００６１】
ここで、オンオフ切替位相導出部４３は、交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを構成する各スイッチング素子のオンオフ切替位相を規定したオンオフ切替位相マップを制御モード毎に備えており、このオンオフ切替位相マップに基づいて交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成して出力する。オンオフ切替位相マップは、例えば、原点が磁極位置θの原点（θ＝０°）に一致し、ｕ相、ｖ相、ｗ相の各相について上段のスイッチング素子がオン、下段のスイッチング素子がオフの状態と、上段のスイッチング素子がオフ、下段のスイッチング素子がオンの状態とが切り替わる位相を規定するものとする。オンオフ切替位相導出部４３は、このマップに規定されたオンオフ位相の原点を電圧指令位相θｖだけ遅らせることによりｕ相電圧指令値Ｖｕを生成し、当該ｕ相電圧指令値Ｖｕの位相を１２０°、２４０°遅らせることによりｖ相電圧指令値Ｖｖとｗ相電圧指令値Ｖｗを生成することができる。
【００６２】
同期制御信号生成部４２には、オンオフ切替位相導出部４３により生成された交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが入力される。同期制御信号生成部４２は、この交流電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて、インバータ６のスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する。具体的には、同期制御信号生成部４２は、インバータ６の各スイッチング素子のオンオフ切替位相の指令値に従い、インバータ６のｕ相上段、ｕ相下段、ｖ相上段、ｖ相下段、ｗ相上段、ｗ相下段の各スイッチング素子のそれぞれのオン又はオフの状態を制御するための６つのスイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗを生成する。このスイッチング制御信号が表すオン又はオフのパルス幅は、オンオフ切替位相に応じて予め定められた幅となる。また、この際、同期制御信号生成部４２を含む電圧制御部２３は、所定の演算周期で電圧制御処理を行っており、各スイッチング制御信号Ｐｕ、Ｎｕ、Ｐｖ、Ｎｖ、Ｐｗ、Ｎｗが所定の演算周期毎に出力され、各スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングが変更される。従って、各スイッチング素子のオンオフを切り替えるタイミングは所定の演算周期毎に変更されるが、インバータ６の各スイッチング素子は、電動機ＭＧの電気角（磁極位置θ）に同期して制御される。これにより電動機ＭＧの電気角の周期とインバータ６のスイッチング周期（スイッチング素子のオンオフタイミングの周期）とが同期される。
【００６３】
３．切替タイミングテーブルの構成
次に、本発明の要部である切替タイミングテーブル１００（図２参照）の構成について、図６〜図１１に基づき説明する。本実施形態では、上記のように、制御装置２は２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２の夫々に対応付けて備えられた２個のインバータ６（第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂ）を制御するように構成されている。そして、キャリア周波数設定部５２は、前述したキャリア周波数決定用のマップに基づいて、２個のインバータ６ａ、６ｂの夫々に対して適切なキャリア周波数Ｆｃを取得する。そして、２個のインバータ６ａ，６ｂの少なくとも何れかに対するキャリア周波数Ｆｃの設定を切り替える必要がある場合にはキャリア周波数Ｆｃの設定を切り替えるが、この際、切替タイミングテーブル１００を参照して切替タイミングを取得する。
【００６４】
切替タイミングテーブル１００は、複数（本例では２つ）のインバータ６の夫々に対して設定されるキャリア周波数Ｆｃの組み合わせからなる複数のキャリア周波数組の夫々について、異なるキャリア周波数組に切り替える際に許容されるタイミングである切替タイミングを規定したテーブルである。切替タイミングテーブル１００が規定する切替タイミングは、キャリア周波数組の切替後において、２つの電動機ＭＧの夫々に対する電流検出処理が、各電動機ＭＧに対応するインバータ６に設定されたキャリアＣａの最大値又は最小値に合わせて行われるようなタイミングである。これにより、キャリア周波数Ｆｃの切替時における電流サージの発生や、キャリア周波数Ｆｃの切替後における電流リプルの発生が抑制される。なお、以下の説明における「（Ｆｃ１，Ｆｃ２）」は、第一インバータ６ａ（第一電動機ＭＧ１）に対して設定されるキャリア周波数Ｆｃ１と、第二インバータ６ｂ（第二電動機ＭＧ２）に対して設定されるキャリア周波数Ｆｃ２との組み合わせからなるキャリア周波数組を意味する。
【００６５】
本実施形態では、キャリア周波数設定部５２は、１．２５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚ、５ｋＨｚ、７．５ｋＨｚ、１０ｋＨｚの５つのキャリア周波数の中から選択した１つを、２つのインバータ６ａ、６ｂの夫々に対して個別に設定するように構成されている。よって、本例では、図６に示すように、２５個のキャリア周波数組（Ｆｃ１，Ｆｃ２）が存在する。そして、切替タイミングテーブル１００は、これらの２５個のキャリア周波数組の夫々について、異なるキャリア周波数組に切り替える際に許容されるタイミングである切替タイミングを規定している。
【００６６】
また、切替タイミングテーブル１００は、第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂの双方に対して５ｋＨｚを基準キャリア周波数とし、基準キャリア周波数からそれ以外のキャリア周波数に切り替える際のタイミングと、基準キャリア周波数以外のキャリア周波数から基準キャリア周波数に切り替える際のタイミングとの双方について備えられている。そして、キャリア周波数設定部５２は、基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間で切替を行う際には、基準キャリア周波数を経由して切り替えるように構成されている。また、本例では、キャリア周波数Ｆｃ１とキャリア周波数Ｆｃ２とは同時に切り替えないように構成されている。
【００６７】
よって、切替タイミングテーブル１００は、図６において縦又は横に移動するようなキャリア周波数組の切替に関する切替タイミングが規定されている。具体的には、縦に移動するようなキャリア周波数組の切替については、切替前又は切替後の第一インバータ６ａに対するキャリア周波数Ｆｃ１が基準キャリア周波数である５ｋＨｚのものに対して切替タイミングが規定されており、横に移動するようなキャリア周波数組の切替については、切替前又は切替後の第二インバータ６ｂに対するキャリア周波数Ｆｃ２が基準キャリア周波数である５ｋＨｚのものに対して切替タイミングが規定されている。また、図６において斜めに移動するようなキャリア周波数組の切替に関する切替タイミングや、図６において縦又は横に移動するようなキャリア周波数組の切替であっても、切替前又は切替後のキャリア周波数Ｆｃ１、Ｆｃ２が５ｋＨｚでないものについては切替タイミングが規定されていない。なお、図６においては、後に具体例として説明する切替タイミングに対応するキャリア周波数組の切替についてのみ、切替前のキャリア周波数組から切替後のキャリア周波数組に向かう矢印を示している。
【００６８】
上記のように切替タイミングテーブル１００を構成することで、基準キャリア周波数（本例では５ｋＨｚ）とその他のキャリア周波数との間での切替タイミングのみを規定すれば良く、基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間での切替タイミングを規定する必要がない。これにより、切替タイミングテーブル１００が各キャリア周波数組に対して規定する切替タイミングの個数を少なく抑えることが可能となっている。なお、基準キャリア周波数は、選択される頻度が最も高いキャリア周波数に設定すると好適である。
【００６９】
図７〜図１１は、切替タイミングテーブル１００を概念的に示す図である。上記のように、本例では２５個のキャリア周波数組が存在し、ここでは、キャリア周波数Ｆｃ２の値が共通するものをまとめて１つの図面とし、５つの図面により２５個のキャリア周波数組を示している。これらの図に示す各グラフにおいては、横軸を時間軸として、インバータ６ａ、６ｂに設定されているキャリア周波数Ｆｃ１、Ｆｃ２に対応する夫々のキャリアＣａ（第一キャリアＣａ１及び第二キャリアＣａ２）の波形と、電流制御処理及び電圧制御処理の実行スケジュール（制御スケジュール）と、キャリア周波数Ｆｃの切替タイミングと、を示している。
【００７０】
これらの図において、キャリアＣａの波形は、上側のものが第一インバータ６ａ（第一電動機ＭＧ１）に設定されているキャリア周波数Ｆｃ１に対応する第一キャリアＣａ１の波形であり、下側のものが第二インバータ６ｂ（第二電動機ＭＧ２）に設定されているキャリア周波数Ｆｃ２に対応する第二キャリアＣａ２の波形である。なお、本例では、キャリアＣａは三角波であり、以下の説明においては、キャリアＣａの波形における最大値を「山」といい、最小値を「谷」という。また、横軸の１メモリは基準演算周期Ｔ０に対応し、時間軸上における目盛りを表す縦に伸びる破線が、連続する基準演算周期Ｔ０の始点に対応している。
【００７１】
ここで、基準演算周期Ｔ０は、ＣＰＵ６１のタイマ６６（図１参照）により計測される基準となる制御周期であり、この基準演算周期Ｔ０毎にＣＰＵ６１の割り込み機能が実行される。すなわち、図７〜図１１における時間軸上における目盛りの位置で、ＣＰＵ６１の割り込み機能が実行される。なお、本実施形態では、基準演算周期Ｔ０は、一例として１００〔μｓ〕に設定されており、上記の基準キャリア周波数（本例では、５ｋＨｚ）に対応するキャリアＣａの周期の１／２の値となっている。
【００７２】
また、図７〜図１１においては、第一インバータ６ａ（第一電動機ＭＧ１）及び第二インバータ６ｂ（第二電動機ＭＧ２）に対する電流制御処理及び電圧制御処理の実行スケジュールを、キャリアＣａの波形に合わせて概念的に示している。なお、これらの図においては、電流制御処理及び電圧制御処理のタイミングを厳密に表しているわけではなく、これらの処理を表す四角形のマークが位置する基準演算周期Ｔ０において、当該処理が実行されることを示している。
【００７３】
そして、これらの図においては、切替タイミングを太実線で表している。太実線に対応付けられた四角形で囲まれた文字は、その切替タイミングが第一インバータ６ａ（第一電動機ＭＧ１）、第二インバータ６ｂ（第二電動機ＭＧ２）のどちらのキャリア周波数Ｆｃ１、Ｆｃ２の切替タイミングであるかと、切替後のキャリア周波数Ｆｃ１、Ｆｃ２の数値を示している。すなわち、「ＭＧ１」は、電動機ＭＧ１に対応付けられた第一インバータ６ａに対するキャリア周波数Ｆｃ１の切替タイミングであることを示し、「ＭＧ２」は、電動機ＭＧ２に対応付けられた第二インバータ６ｂに対するキャリア周波数Ｆｃ２の切替タイミングであることを示す。そして、これらの「ＭＧ１」又は「ＭＧ２」の後に続く数値が、その切替タイミングに対応する切替後のキャリア周波数を示す。
【００７４】
なお、キャリア周波数組を示す各図においては、同一の切替タイミングが図中に示す時間範囲において複数ある場合でも、その内の１つのみを太実線で示している。また、詳しくは後述するが、本実施形態では、電流検出処理の実行周期における位相とキャリアＣａの位相との関係に基づき切替タイミングを規定しているため、図７（ｅ）等に示すように、切替後のキャリア周波数が同一であるが異なる切替タイミングが存在する場合がある。このような場合には、切替後のキャリア周波数が同一であっても切替タイミングを省略せずに示している。
【００７５】
ところで、インバータ６ａ、６ｂの夫々に対してキャリア周波数Ｆｃは個別に設定されるため、一のキャリア周波数組に対して、当該キャリア周波数組を構成する各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係は一意に定まらない。しかし、本実施形態では、キャリア周波数組の夫々に対して、当該キャリア周波数組を構成する各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係を予め所定の関係に定め、切替タイミングテーブル１００は、各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が予め所定の関係に定められたキャリア周波数組間での切替タイミングを規定する。言い換えれば、切替タイミングテーブル１００は、複数のキャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が、キャリア周波数組毎に予め定められた関係となるように切替タイミングを規定している。これにより、同じキャリア周波数組に対して、各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が異なるものを考慮する必要がなく、切替タイミングテーブル１００が各キャリア周波数組に対して規定する切替タイミングの個数を少なく抑えることが可能となっている。
【００７６】
なお、「各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係」とは、各キャリア周波数間において、対応する各キャリアＣａの波形の周期の始点（例えば、キャリア波形の谷）同士の時間軸上における位置関係を意味する。特に、比較の対象となる複数のキャリア周波数Ｆｃが同一の周波数である場合には、位相差に関する関係（例えば、同相、逆相、９０度位相がずれている等）をも意味する。すなわち、「各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係」とは、図７〜図１１に示すグラフ上において、キャリア周波数Ｆｃ１に対応する第一キャリアＣａ１と、キャリア周波数Ｆｃ２に対応する第二キャリアＣａ２との、時間軸上における前後（図における左右方向）の相対的な位置関係を意味する。
【００７７】
例えば、図９（ｃ）に示すように、キャリア周波数組（５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に対しては、本例では、キャリアＣａ１、Ｃａ２同士が同相となるように、２つのキャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が定められている。また、図９（ｂ）に示すように、キャリア周波数組（７．５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に対しては、本例では、基準演算周期Ｔ０の２倍の周期毎に、第一キャリアＣａ１の山と第二キャリアＣａ２の谷とが重なるタイミングと、第一キャリアＣａ１の谷と第二キャリアＣａ２の谷とが重なるタイミングとが交互に現れるように、２つのキャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が定められている。
【００７８】
また、電流制御処理や電圧制御処理を実行するタイミングを定める実行スケジュールも、図７〜図１１に示すように、キャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数Ｆｃに対して、キャリア周波数組毎に予め定められている。そして、本実施形態では、電動機ＭＧのコイルに流れる電流を検出する電流検出処理は、対応するインバータ６に対する電流制御処理が実行される基準演算周期Ｔ０の始点に合わせて実行されるように構成されている。すなわち、電流検出処理は、図中の電流制御処理を示す白抜き四角形の左側の辺が位置する時刻に実行される。言い換えれば、各インバータ６ａ、６ｂに対する電流制御処理は、各インバータ６ａ、６ｂに対応する電動機ＭＧ１、ＭＧ２に対する電流検出処理の直後の基準演算周期Ｔ０内に実行されるように構成されている。これにより、電流検出処理により検出された電流検出値を迅速に電流制御処理に反映させることが可能となっている。
【００７９】
ところで、電流検出処理は、電流検出値にスイッチングノイズに起因するノイズが含まれるのを抑制すべく、キャリアＣａの山や谷に合わせて実行するのが望ましい。なぜなら、キャリアＣａの山や谷ではスイッチング制御信号のハイレベルとローレベルとの間での切替が行われないからである。このような観点から、本実施形態では、電流制御処理の実行スケジュールは、図７〜図１１に示すように、全てのキャリア周波数組の各キャリア周波数に対して、電流制御処理が、対応するキャリアＣａの山又は谷から始まる基準演算周期Ｔ０内で実行されるように定められており、これにより、電流検出処理が、キャリアＣａの山又は谷に合わせて実行される。従って、電流検出処理にて検出される電流値に基づき実行される電流フィードバック制御を安定なものとすることができ、キャリア周波数Ｆｃの切替時における電流サージの発生や、キャリア周波数Ｆｃの切替後における電流リプルの発生が抑制されている。
【００８０】
また、電流制御処理は比較的演算負荷が大きいため、第一インバータ６ａに対する電流制御処理と、第二インバータ６ｂに対する電流制御処理とは、同一の基準演算周期Ｔ０内で実行しない構成とするのが好ましい。このような観点から、図７〜図１１に示すように、本実施形態では、全てのキャリア周波数組に対して、第一インバータ６ａに対する電流制御処理と、第二インバータ６ｂに対する電流制御処理とが、異なる基準演算周期Ｔ０内で実行されるように、電流制御処理の実行スケジュールが組まれている。これにより、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理及び第二電動機ＭＧ２に対する電流検出処理も、同じタイミングで実行されないことになる。
【００８１】
具体的には、電流検出処理は、２つの電動機ＭＧの夫々に対して、基準演算周期Ｔ０に同期したタイミングであって、互いに異なるタイミングで周期的に行うように構成されている。例えば、図９（ｃ）に示すように、キャリア周波数組（５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に対しては、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理は、基準演算周期Ｔ０の２倍の周期毎に、第一キャリアＣａ１の谷に合わせて実行される。第二電動機ＭＧ１に対する電流検出処理は、基準演算周期Ｔ０の２倍の周期毎に、第二キャリアＣａ２の山に合わせて実行される。そして、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理と第二電動機ＭＧ２に対する電流検出処理とは、互いに異なるタイミングで行われるように、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理の周期の始点と、第二電動機ＭＧ２に対する電流検出処理の周期の始点とが、互いに基準演算周期Ｔ０だけずれるように構成されており、基準演算周期Ｔ０毎に、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理及び第二電動機ＭＧ２に対する電流検出処理が交互に実行される。
【００８２】
また、図９（ｅ）に示すように、キャリア周波数組（１．２５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に対しては、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理は、基準演算周期Ｔ０の４倍の周期毎に実行され、第二電動機ＭＧ２に対する電流検出処理は、基準演算周期Ｔ０の２倍の周期毎に実行される。この場合でも、第一電動機ＭＧ１に対する電流検出処理及び第二電動機ＭＧ２に対する電流検出処理は、同じタイミングで実行されないように、電流制御処理の実行スケジュールが設定されている。
【００８３】
一方、電圧制御処理は、図７〜図１１に示すように、キャリア周波数Ｆｃの値によって、電流制御処理が実行される基準演算周期Ｔ０内でのみ実行される場合と、電流制御処理が実行されない基準演算周期Ｔ０内においても実行される場合とがある。本例では、キャリア周波数Ｆｃが２．５ｋＨｚ、１．２５ｋＨｚの場合には、電流制御処理が実行される基準演算周期Ｔ０内でのみ電圧制御処理が実行されるように構成され、キャリア周波数Ｆｃが５ｋＨｚ、７．５ｋＨｚ、１０ｋＨｚの場合には、電流制御処理が実行されない基準演算周期Ｔ０内においても電圧制御処理が実行されるように構成されている。このように構成するのは、キャリアＣａの半周期中において電圧制御処理を複数回行わなくても良いからである。すなわち、キャリア周波数Ｆｃが小さいもの（本例では、２．５ｋＨｚ、１．２５ｋＨｚ）に対しては、キャリアＣａの半周期において電圧制御処理が２回以上実行されないように、電圧制御処理の実行周期（制御周期）を他に比べ長くしている。なお、図７〜図１１に示すように、電流制御処理についてもキャリアＣａの半周期中において複数回行わなくても良いため、キャリア周波数Ｆｃが小さいもの（本例では、１．２５ｋＨｚ）に対しては、電流制御処理の実行周期（制御周期）を他に比べ長くしている。このような電流制御処理や電圧制御処理の実行周期（制御周期）の調節は、不要な処理を間引くことで行うことができる。
【００８４】
なお、電圧制御処理においては、磁極位置θの検出結果が必要となるが、電圧制御処理が実行される基準演算周期Ｔ０の全ての始点で磁極位置検出処理を行う構成としても良い。また、電圧制御処理が実行される基準演算周期Ｔ０の全ての始点では磁極位置検出処理を行わず、電流制御処理が実行される基準演算周期Ｔ０の始点でのみ電流検出処理と同じタイミングで磁極位置検出処理を行う構成としても良い。この後者の構成では、始点において磁極位置検出処理が実行されない基準演算周期Ｔ０における電圧制御処理では、以前の磁極位置θの検出結果に基づく予測値を用いる構成とすることができる。
【００８５】
上記のように、本実施形態では、複数のキャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係、電流検出処理の実行スケジュール、電流制御処理の実行スケジュール、及び電圧制御処理の実行スケジュールが、キャリア周波数組毎に予め定められている。そして、図７〜図１１に示すように、本実施形態では、キャリア周波数Ｆｃの値によらず、電流検出処理のタイミングが同期される基本演算周期Ｔ０（本例では１００〔μｓ〕）は一定とされている。そのため、キャリア周波数組の切替後において、各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係及び電流検出処理等の実行スケジュールの双方が予め定められたものとなるようにするには、切替タイミングは、現在のキャリア周波数組における各キャリアＣａの位相だけでなく、電流検出処理が実行される周期（以下、単に「電流検出周期」という。）における位相をも考慮したものである必要がある。そこで、本実施形態では、切替タイミングテーブル１００は、２つの電動機ＭＧの夫々についての電流検出周期における位相と、各電動機ＭＧに対応するインバータ６に設定されたキャリアの位相との関係に基づき切替タイミングを規定している。これにより、電流検出処理の周期とキャリアの周期とが異なる場合であっても、電流検出処理のタイミングとキャリアの山や谷のタイミングとの関係を適切に考慮して切替タイミングを規定することが可能となっている。
【００８６】
上記のように規定される切替タイミングについて、いくつかの具体例（図６に符号ａ〜ｄに示すキャリア周波数組の切替）に基づき補足説明する。なお、以下の説明では、キャリアＣａの位相は、キャリア波形の各々の谷を基準点（位相が「０」）とし、第一キャリアＣａ１及び第二キャリアＣａ２の位相を、それぞれ、φｃａ１、φｃａ２で表す。また、電流検出周期における位相は、電流検出処理が実行される各々のタイミングを基準点（位相が「０」）とし、第一電動機ＭＧ１についての電流検出周期における位相、及び第二電動機ＭＧ２についての電流検出周期における位相を、それぞれ、φｉ１、φｉ２で表す。
【００８７】
図７（ｃ）に示すように、図６に符号ａで示すキャリア周波数組（５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）からキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）への切替タイミングは、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，０，０，π）となる。なお、キャリア周波数組（５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）においては、第一キャリアＣａ１の周期は２００μｓであり、φｃａ１は、第一キャリアＣａ１の谷を位相が「０」の位置とし、周期２００μｓを位相２πとした場合の位相である。第二キャリアＣａ２の周期は１００μｓであり、φｃａ２は、第二キャリアＣａ２の谷を位相が「０」の位置とし、周期１００μｓを位相２πとした場合の位相である。第一電動機ＭＧ１についての電流検出周期は２００μｓであり、φｉ１は、電流検出処理が実行される時刻（図中の電流制御処理を示す白抜き四角形の左側の辺が位置する時刻）を位相が「０」の位置とし、周期２００μｓを位相２πとした場合の位相である。第二電動機ＭＧ２についての電流検出周期は２００μｓであり、φｉ２は、電流検出処理が実行される時刻（図中の電流制御処理を示す白抜き四角形の左側の辺が位置する時刻）を位相が「０」の位置とし、周期２００μｓを位相２πとした場合の位相である。なお、図７（ｃ）より明らかなように、キャリア周波数組（５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）に対しては、φｃａ１が「０」、φｉ１が「０」、又はφｉ２が「π」であれば、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，０，０，π）となるため、この切替タイミングに関しては、φｃａ１、φｉ１、又はφｉ２のみで切替タイミングを規定することもできる。
【００８８】
図７（ａ）に示すように、図６に符号ｂで示すキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）からキャリア周波数組（５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）への切替タイミングは、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，０，０，π）となり、上記のキャリア周波数組（５ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）からキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）への切替タイミングと同一である。本実施形態では、キャリア周波数組毎に各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係、及び、電流検出処理の実行スケジュールの双方が予め定められているため、キャリア周波数組間の切替タイミングは、切替の方向によらず同一の切替タイミングとなる。なお、図７（ａ）より明らかなように、キャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１０ｋＨｚ）に対しては、φｉ１が「０」、又はφｉ２が「π」であれば、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，０，０，π）となるため、この切替タイミングに関しては、φｉ１又はφｉ２のみで切替タイミングを規定することもできる。
【００８９】
図９（ａ）に示すように、図６に符号ｃで示すキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ）から（１０ｋＨｚ，１．２５ｋＨｚ）への切替タイミングは、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，π，π，０）となる。なお、図９（ａ）より明らかなように、キャリア周波数組（１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に対しては、φｃａ２が「π」、φｉ１が「π」、又はφｉ２が「０」であれば、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，π，π，０）となるため、この切替タイミングに関しては、φｃａ２、φｉ１、又はφｉ２のみで切替タイミングを規定することもできる。
【００９０】
図１１（ａ）に示すように、図６に符号ｄで示すキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１．２５ｋＨｚ）からキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ）への切替タイミングは、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，π，π，０）となり、上記のキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ）からキャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１．２５ｋＨｚ）への切替タイミングと同一となる。なお、図１１（ａ）より明らかなように、キャリア周波数組（１０ｋＨｚ，１．２５ｋＨｚ）に対しては、φｃａ２が「π」であれば、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，π，π，０）となるため、この切替タイミングに関しては、φｃａ２のみで切替タイミングを規定することもできる。
【００９１】
以上のように、本実施形態では、キャリア周波数組毎に各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係、及び、電流検出処理等の実行スケジュールの双方が予め定められているため、キャリア周波数組間の切替タイミングは、切替の方向によらず同一の切替タイミングとなる。この点からも、切替タイミングテーブル１００が規定する切替タイミングの個数を抑制することが可能となっている。
【００９２】
なお、本実施形態では、切替タイミングは、２つの電動機ＭＧの夫々についての電流検出周期における位相φｉ１、φｉ２と、各電動機ＭＧに対応するインバータ６に設定されたキャリアＣａ１、Ｃａ２の位相φｃａ１、φｃａ２との関係に基づき規定されるが、上記のように、切替前のキャリア周波数組及び切替後のキャリア周波数組によっては、必ずしも（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）の４つの全てのパラメータが切替タイミングを規定するのに必要になるわけではない。これは、上記のように、複数のキャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係、及び、電流検出処理等の実行スケジュールの双方がキャリア周波数組毎に予め定められているためである。よって、上記のように切替タイミングを規定するのに４つのパラメータの全てが必要でない場合でも、広く解釈すると、４つのパラメータ全ての関係に基づいて切替タイミングが規定されているともいえる。すなわち、本発明における「複数の交流電動機の夫々についての電流検出処理の周期における位相と、各交流電動機に対応するインバータに設定されたキャリアの位相との関係に基づき切替タイミングを規定する」は、（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）の４つの全てのパラメータによらず切替タイミングが規定される場合も含む概念である。
【００９３】
以上、図７〜図１１に基づいて切替タイミングテーブル１００の構成を説明したが、図７〜図１１に示すキャリア周波数組の夫々における各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係や、電流制御処理、電圧制御処理、及び電流検出処理の実行スケジュールはあくまで一例であり、適宜変更可能である。キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係は、電動機ＭＧが発電機として動作しているか否かや、電流リプルの低減等の観点から定めると好適である。また、電流制御処理や電流検出処理の実行周期（制御周期）は、電動機ＭＧのもつ時定数に対して十分小さく設定するという観点から定めると好適である。また、電圧制御処理の実行周期（制御周期）は、電動機ＭＧの使用範囲における最高回転速度に応じて設定すると好適である。例えば、電圧制御処理の実行周期（制御周期）は、電動機ＭＧの使用範囲における最高回転速度に対応する交流電圧指令値の周期の約１０分の１とすると好適である。
【００９４】
４．その他の実施形態
（１）上記の実施形態では、キャリア周波数設定部５２は、基準キャリア周波数（上記の例では５ｋＨｚ）以外のキャリア周波数間で切替を行う際には、基準キャリア周波数を経由して切り替える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、基準キャリア周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）のキャリア周波数から基準キャリア周波数以外のキャリア周波数に切り替える際には、基準キャリア周波数を経由せずに切り替える構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この構成は、基準キャリア周波数のＮ倍（Ｎは２以上の整数）のキャリア周波数から基準キャリア周波数に切り替える際の切替タイミングと、基準キャリア周波数から基準キャリア周波数以外のキャリア周波数に切り替える際の切替タイミングとが、同一のタイミングとなる場合に好適な実施形態である。
【００９５】
すなわち、図７〜図１１に示す例では、キャリア周波数Ｆｃ２を一定とすると、キャリア周波数Ｆｃ１が５ｋＨｚであるキャリア周波数組から、キャリア周波数Ｆｃ１を７．５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚ、１．２５ｋＨｚの何れかに切り替える切替タイミングは、全て、キャリア周波数Ｆｃ１を１０ｋＨｚから５ｋＨｚに切り替える切替タイミングと一致するように構成されている。このような場合においては、例えば、キャリア周波数組（１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ）からキャリア周波数組（２．５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に切り替える際に、キャリア周波数組（５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）を経由しなくても、キャリア周波数組（５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に規定されたキャリア周波数組（２．５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）への切替タイミング（φｃａ１，φｃａ２，φｉ１，φｉ２）＝（０，０，０，π）に基づいて、キャリア周波数組（１０ｋＨｚ，５ｋＨｚ）からキャリア周波数組（２．５ｋＨｚ，５ｋＨｚ）に切り替えることができる。よって、切替タイミングテーブル１００が備える切替タイミングの個数を少なく抑えつつ、迅速なキャリア周波数の切り替えが可能となる。
【００９６】
（２）上記の実施形態では、キャリア周波数設定部５２は、基準キャリア周波数（上記の例では５ｋＨｚ）以外のキャリア周波数間で切替を行う際には、基準キャリア周波数を経由して切り替える場合を例として説明したが、切替タイミングテーブル１００が基準キャリア周波数を経由しない切替タイミングを備え、基準キャリア周波数を経由せずに基準キャリア周波数以外のキャリア周波数間で切替を行う構成としても好適である。
【００９７】
（３）上記の実施形態では、基準キャリア周波数が５ｋＨｚであり、基準演算周期Ｔ０が、当該基準キャリア周波数に対応するキャリアＣａの周期の１／２の値に等しい場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、基準キャリア周波数と基準演算周期Ｔ０とは独立に設定することができる。基準キャリア周波数は、例えば、キャリア周波数設定部５２により選択される頻度が高いキャリア周波数に設定すると好適である。また、基準演算周期Ｔ０は、電圧制御処理を実行することができる最小の周期を定めるためのものであるため、電動機ＭＧの使用範囲における最高回転速度において好適な電圧制御処理の周期に設定すると好適である。
【００９８】
（４）上記の実施形態では、切替タイミングテーブル１００が、キャリア周波数Ｆｃ１とキャリア周波数Ｆｃ２とを同時に切り替えるための切替タイミングを規定していない場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。従って、例えば、切替タイミングテーブル１００が、キャリア周波数Ｆｃ１とキャリア周波数Ｆｃ２とを同時に切り替えるための切替タイミングをも規定しており、キャリア周波数設定部５２をキャリア周波数Ｆｃ１とキャリア周波数Ｆｃ２とを同時に切替可能に構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００９９】
（５）上記の実施形態では、キャリア周波数組の夫々に対して、当該キャリア周波数組を構成する各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係を予め所定の関係に定め、切替タイミングテーブル１００は、予め各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係が所定の関係に定められたキャリア周波数組間での切替タイミングを規定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。従って、例えば、一のキャリア周波数組に対して、当該キャリア周波数組を構成する各キャリア周波数間の時間軸上における位相の関係を一意に定めず、各キャリア周波数に対応する電動機ＭＧの動作状態（トルクや回転速度等の動作点、発電機として機能しているか否か等）に応じて複数の選択肢を有し、切替タイミングテーブル１００が、同一のキャリア周波数組に切り替える場合に電動機ＭＧの動作状態に応じて選択し得る複数の切替タイミングを規定している構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１００】
（６）上記の実施形態では、切替タイミングテーブル１００は、複数の電動機ＭＧの夫々についての電流検出処理の周期における位相と、各電動機ＭＧに対応するインバータ６に設定されたキャリアＣａの位相との関係に基づき切替タイミングを規定している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。従って、例えば、複数の電動機ＭＧの夫々についての電流検出処理の周期における位相と、各電動機ＭＧに対応するインバータ６に設定されたキャリアＣａの位相に加え、磁極位置検出処理等のその他の電動機ＭＧに関する制御処理の周期における位相との関係にも基づき切替タイミングを規定する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１０１】
（７）上記の実施形態では、キャリア周波数設定部５２は、１．２５ｋＨｚ、２．５ｋＨｚ、５ｋＨｚ、７．５ｋＨｚ、１０ｋＨｚの５つのキャリア周波数の中から選択した１つを、２つのインバータ６ａ、６ｂの夫々に対して個別に設定するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、キャリア周波数設定部５２が設定可能な周波数、及び、切替タイミングテーブル１００が切替タイミングを規定する対象となるキャリア周波数組は、適宜設定変更可能である。
【０１０２】
（８）上記の実施形態では、キャリアＣａが三角波である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、キャリアＣａが例えば鋸波である構成としても好適である。
【０１０３】
（９）上記の実施形態では、電流フィードバック制御演算を行う電流制御処理が、キャリアＣａの最大値又は最小値に合わせて実行される電流検出処理の直後の基準演算周期Ｔ０内に行われる場合を例として説明したが、電流制御処理が、電流検出処理の直後の基準演算周期Ｔ０以降の基準演算周期Ｔ０内で実行される構成とすることもできる。
【０１０４】
（１０）上記の実施形態においては、電動機駆動装置１が、２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２を制御対象とすると共に、２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれに対応する２個のインバータ６ａ、６ｂを備えており、制御装置２は、これら２個のインバータ６ａ、６ｂを制御することにより２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２を制御するように構成されている場合を例として説明した。そして、その場合において、２個の電動機ＭＧ１、ＭＧ２を単一のＣＰＵコア６２を用いて制御するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。従って、例えば電動機駆動装置１が、Ｘを３以上の整数として、Ｘ個の電動機ＭＧを制御対象とすると共に、Ｘ個の電動機ＭＧのそれぞれに対応するＸ個のインバータ６を備えており、制御装置２は、これらＸ個のインバータ６を制御することによりＸ個の電動機ＭＧを制御するように構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【０１０５】
（１１）上記の実施形態においては、電動車両やハイブリッド車両等の駆動力源として用いられる電動機ＭＧを制御対象とする電動機駆動装置１の制御装置２に、本発明を適用した場合を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されない。すなわち、交流電動機を制御対象とするあらゆる装置や機器を制御するために、本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、複数の交流電動機の夫々に対応付けて複数備えられたインバータを制御し、当該複数の交流電動機の電流フィードバック制御を行う制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
２：制御装置
６：インバータ
５２：キャリア周波数設定部
１００：切替タイミングテーブル
Ｆｃ：キャリア周波数
ＭＧ：電動機（交流電動機）
【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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