(57)【要約】      （修正有）【課題】交流回転電機の加減速時にも高い応答性で交流回転電機の３相交流のオフセット電流を低減するインバータ制御装置を提供する。【解決手段】交流回転電機を駆動制御するインバータの出力を制御する出力電圧指令値を生成する電流制御部６０３と、インバータの出力電流値を検出する電流センサのオフセット誤差を補正する補正器６００とを備え、補正器６００は、出力電圧指令値のオフセット量を算出するオフセット量演算部６０６と、オフセット量に基づいて電流センサのオフセット誤差を補正する補正演算部６０１とを備え、オフセット量演算部６０６は、電流制御部６０３で算出した出力電圧指令値と交流回転電機の回転子の電気角とに基づいて、オフセット電流に対応した出力電圧指令値のオフセット量を算出し、補正演算部６０１は、オフセット量に基づいて、電流センサのオフセット誤差分の電流値を算出して出力電流値を補正する。【選択図】図２
2014050194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流回転電機のオフセット電流を低減する交流回転電機のインバータ制御装置であって、
上位制御装置からのトルク指令と前記交流回転電機の回転子の電気角とインバータの出力電流とに基づいて、交流回転電機を駆動制御する前記インバータの出力を制御する出力電圧指令値を生成する電流制御部と、
前記インバータの出力電流値を検出する電流センサのオフセット誤差を補正する補正器とを備え、
前記補正器は、前記出力電圧指令値のオフセット量を算出するオフセット量演算部と、前記オフセット量に基づいて前記電流センサのオフセット誤差を補正する補正演算部とを備え、
前記オフセット量演算部は、前記電流制御部で算出した出力電圧指令値と前記交流回転電機の回転子の電気角とに基づいて、前記オフセット電流に対応した前記出力電圧指令値のオフセット量を算出し、
前記補正演算部は、前記オフセット量に基づいて、前記電流センサのオフセット誤差分の電流値を算出して前記出力電流値を補正することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、直流量演算部を備え、
前記直流量演算部は、交流回転電機の回転子の電気角１周期分の出力電圧指令値に基づき、前記出力電圧指令値の直流量を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、ローパスフィルタをさらに備え、
前記ローパスフィルタは、入力された前記直流量に基づき、前記出力電圧指令値のオフセット量を出力することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、角度変化量演算部をさらに備え、
前記角度変化量演算部は、交流回転電機の回転子の電気角の最新のサンプリング値と最新のサンプリング値の１つ前のサンプリング値に基づき、前記交流回転電機の回転子の電気角の変化量を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、角度変化量積算部をさらに備え、
前記角度変化量積算部は、交流回転電機の回転子の電気角の変化量に基づき、前記交流回転電機の回転子の電気角の変化量の積算値を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、補間演算部をさらに備え、
前記補間演算部は、前記電流制御部で算出した出力電圧指令値と前記交流回転電機の回転子の電気角の変化量の積算値に基づき、前記交流回転電気の回転子の電気角の変化量の積算値が所定値に達した時の出力電圧指令値を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、メモリをさらに備え、
前記メモリは、前記交流回転電機の回転子の電気角の変化量の積算値が所定値に達した時の出力電圧指令値を記憶するとともに、前記交流回転電機の回転子の電気角１周期分の出力電圧指令値の最新値を記憶することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項８】
交流回転電機のオフセット電流を低減する交流回転電機のインバータ制御装置であって、
上位制御装置からのトルク指令と前記交流回転電機の回転子の電気角とインバータの出力電流とに基づいて、交流回転電機を駆動制御する前記インバータの出力を制御する出力電圧指令値を生成する電流制御部と、
前記インバータの出力電流値を検出する電流センサのオフセット誤差を補正する補正器とを備え、
前記補正器は、前記電流制御部で算出した電圧指令値と前記交流回転電機の回転子の電気角とに基づいて電圧指令値のオフセット量を算出するオフセット量演算部と、前記出力電圧指令値から前記オフセット量を減算して前記オフセット量を補正する補正演算部とを備えることを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、直流演算部を備え、
前記直流演算部は、交流回転電機の回転子の電気角１周期分の出力電圧指令値に基づき、前記電流制御部で算出した出力電圧指令値の直流量を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、ローパスフィルタをさらに備え、
前記ローパスフィルタは、入力された前記直流量に基づき、前記出力電圧指令値のオフセット量を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、角度変化量演算部をさらに備え、
前記角度変化量演算部は、交流回転電機の回転子の電気角の最新のサンプリング値と前記最新のサンプリング値の１つ前のサンプリング値に基づき、前記交流回転電機の回転子の電気角の変化量を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、角度変化量積算部をさらに備え、
前記角度変化量積算部は、交流回転電機の回転子の電気角の変化量に基づき、前記交流回転電機の電気角の変化量の積算値を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、補間演算部をさらに備え、
前記補間演算部は、前記電流制御部で算出した電圧指令値と交流回転電気の回転子の電気角の変化量の積算値に基づき、前記交流回転電機の回転子の電気角の変化量の積算値が所定値になった時の出力電圧指令値を算出することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の交流回転電機のインバータ制御装置において、
前記オフセット量演算部は、メモリをさらに備え、
前記メモリは、交流回転電機の回転子の電気角の変化量の積算値が所定値に達した時の電圧指令値を記憶するとともに、前記交流回転電機の回転子の電気角１周期分の出力電圧指令値の最新値を記憶することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流回転電機のインバータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、同期ＰＷＭが適用された交流電動機制御において、交流電動機の電流オフセットを高い応答性で抑制するための交流電動機の制御装置が記載されており、交流電動機の電流の検出値のオフセット量を算出し、このオフセット量に基づいて、インバータを制御する制御演算を補正することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８４０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の構成では、交流電動機の電流検出値のオフセット誤差を含んでいる電流センサで検出したモータ電流（交流電動機の固定子コイルに流れる３相交流）の検出電流値が電流指令値に一致するように制御（以下、電流制御）されるので、実際の電流値は電流指令値に一致しない。したがって、交流電動機の電気角１周期分でサンプリングした電流サンプリング値を平均化した値が、必ずしもモータ電流の実際のオフセット量とはならない。
さらに、モータの加減速時には、モータ電流の電気１周期以内にモータ電流の大きさが過渡的に変化するため、モータ電流の電気１周期にサンプリングした電流サンプリング値を平均化した値が、必ずしもモータ電流のオフセット量とはならない。
このようなモータ電流のオフセット量の補正方法では、電流制御器を備えたインバータ制御装置やモータの加減速時において、モータ電流のオフセット量が実際には低減されない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）請求項１に記載の発明は、交流回転電機のオフセット電流を低減する交流回転電機のインバータ制御装置であって、上位制御装置からのトルク指令と交流回転電機の回転子の電気角とインバータの出力電流とに基づいて、交流回転電機を駆動制御するインバータの出力を制御する出力電圧指令値を生成する電流制御部と、インバータの出力電流値を検出する電流センサのオフセット誤差を補正する補正器とを備え、補正器は、出力電圧指令値のオフセット量を算出するオフセット量演算部と、オフセット量に基づいて電流センサのオフセット誤差を補正する補正演算部とを備え、オフセット量演算部は、電流制御部で算出した出力電圧指令値と交流回転電機の回転子の電気角とに基づいて、オフセット電流に対応した出力電圧指令値のオフセット量を算出し、補正演算部は、オフセット量に基づいて、電流センサのオフセット誤差分の電流値を算出して出力電流値を補正することを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置である。
（２）請求項９に記載の発明は、交流回転電機のオフセット電流を低減する交流回転電機のインバータ制御装置であって、上位制御装置からのトルク指令と交流回転電機の回転子の電気角とインバータの出力電流とに基づいて、交流回転電機を駆動制御するインバータの出力を制御する出力電圧指令値を生成する電流制御部と、インバータの出力電流値を検出する電流センサのオフセット誤差を補正する補正器とを備え、補正器は、電流制御部で算出した電圧指令値と交流回転電機の回転子の電気角とに基づいて電圧指令値のオフセット量を算出するオフセット量演算部と、出力電圧指令値からオフセット量を減算してオフセット量を補正する補正演算部とを備えることを特徴とする交流回転電機のインバータ制御装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による交流回転電機のインバータ制御装置を用いて、高い応答性で高精度に交流回転電機（モータ）のオフセット電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置を備えた車両の電動駆動システムの概略図である。電流センサ１８０を３相交流電流のＵ相とＶ相の電流を検出するように配置している。
【図２】図１と同様であるが、電流センサ１８０をＵ相とＷ相の電流を検出するように配置している、電動駆動システムの概略図である。
【図３】図１と同様であるが、電流センサ１８０をＶ相とＷ相の電流を検出するように配置している電動駆動システムの概略図である。
【図４】図１と同様であるが、電流センサ１８０を３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）全てに配置している電動駆動システムの概略図である。
【図５】本発明によるインバータ制御装置を備えた電力変換装置２００の一例の外観斜視図である。
【図６】図５に例示する電力変換装置２００の分解斜視図である。本例ではインバータ制御装置は制御回路基板２０に搭載される。
【図７】本発明によるインバータ制御装置を用いて駆動される交流モータ３０５の一例であり、この交流モータ軸方向の断面図を示す概略図である。
【図８】図７に例示する交流モータ３０５の径方向の断面図を示す概略図である。
【図９】本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置におけるオフセット量演算部６０６内の演算のブロック図である。
【図１０】本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置における角度変化量演算部６０８の演算処理を説明するための図である。
【図１１】本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置における補間演算部６１０の演算処理を説明するための図である。
【図１２】Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊と直流演算部６１２で算出したＵ相の直流量ｖｕｄｃ＊とローパスフィルタ６１３で生成したＵ相のオフセット量ｖｕｏ＊を示す図である。
【図１３】本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置における補正演算部６０１の演算処理を説明するための図である。
【図１４】本発明による第２の実施形態のインバータ制御装置を備えた車両の電動駆動システムの概略図である。電流センサ１８０を３相交流電流のＵ相とＶ相の電流を検出するように配置している。
【図１５】図１４と同様であるが、電流センサ１８０をＵ相とＷ相の電流を検出するように配置している、電動駆動システムの概略図である。
【図１６】図１４と同様であるが、電流センサ１８０をＶ相とＷ相の電流を検出するように配置している、電動駆動システムの概略図である。
【図１７】図１４と同様であるが、電流センサ１８０を３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）全ての電流を検出するように配置している、電動駆動システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の交流回転電機のインバータ制御装置を備えた車両の電動駆動システムの概略図である。
【０００９】
バッテリ１３６の高電位側は、バッテリ１３６の高電位側の直流配線１３８ａを介して、コンデンサモジュール５００の正極側の電源端子５０９に接続される。バッテリ１３６の低電位側は、バッテリ１３６の低電位側の直流配線１３８ａを介して、コンデンサモジュール５００の負極側の電源端子５０８に接続される。バッテリ１３６には、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン電池などが用いられる。コンデンサモジュール５００の正極側の電源端子５０９と正極側のコンデンサ端子５０６は、電気的に接続されている。コンデンサモジュール５００の負極側の電源端子５０４と負極側のコンデンサ端子５０４は、電気的に接続されている。コンデンサモジュール５００の正極側のコンデンサ端子５０６は、インバータ１４０の上アームの各相スイッチング素子Ｑｕｐ、Ｑｖｐ、Ｑｗｐのコレクタ側に接続される。コンデンサモジュール５００の負極側のコンデンサ端子５０４は、インバータ１４０の下アームの各相スイッチング素子Ｑｕｎ、Ｑｖｎ、Ｑｗｎのエミッタ側に接続される。
【００１０】
ここで、インバータ１４０は、バッテリ１３６の直流電圧を可変電圧、可変周波数の交流に変換し、交流回転電機（モータ）３０５に流す３相交流（モータ電流）を制御するものである。インバータ１４０の上アームとして動作するＵ相のスイッチング素子ＱｕｐおよびダイオードＤｕｐと、下アームとして動作するＵ相のスイッチング素子ＱｕｎおよびダイオードＤｕｎとで、Ｕ相の上下アームの直列回路１５０が構成される。Ｖ相およびＷ相についても同様に、各相において、上下アームの直列回路１５０が構成される。なお、インバータ１４０のスイッチング素子Ｑｕｐ〜Ｑｗｎには、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）や金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などが用いられる。
【００１１】
インバータ１４０の各相（Ｕ相〜Ｗ相）の上下アームの直列回路１５０の中点部分である接続点は、各相の交流バスバー８０２と接続される。インバータ１４０の各相の交流バスバー８０２は、各相の交流配線１８７ａと接続され、Ｕ相とＶ相については電流センサ１８０を介して、それぞれの相の固定子巻線３１２Ｕ、３１２Ｖに接続される。Ｗ相については、直接固定子巻線３１２Ｗに接続される。本実施形態では、Ｕ相とＶ相に電流センサ１８０を配置した回路図で説明しているが、Ｕ相とＷ相に電流センサ１８０を配置してもよく（図２参照）、Ｖ相とＷ相に電流センサ１８０を配置してもよく（図３参照）、Ｕ相とＶ相とＷ相に電流センサ１８０を配置してもよい（図４参照）。電流センサ１８０は、モータ電流を検出し、検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓを制御器１７２に入力する。
【００１２】
電流センサ１８０には、たとえばカレントトランスなどが用いられるが、他のタイプの電流センサであってもよい。インバータ１４０の出力である３相交流は数ｋＨｚから数十ｋＨｚで変化するが、この電流波形を精度よくサンプリングするために充分な周波数特性を持ったものであればよい。
【００１３】
交流回転電機（モータ）３０５は、インバータ１４０の出力であるモータ電流（３相交流）によって、回転子３２０が回転制御され、モータトルクＴｍを生成する。生成されたモータトルクＴｍは、回転軸３６０を介してギアボックス１６に伝達される。ギアボックス１６は、伝達されたモータトルクＴｍをギアボックス１６内のギアを介して駆動トルクＴｓに変換し、駆動シャフト１７に伝達する。駆動シャフト１７は、伝達された駆動トルクＴｓによって車両の駆動輪１８を駆動し、車両（不図示）を加速／減速させる。
【００１４】
制御器１７２は、電流検出部６０５、角度演算部６０２、電流指令演算部６０７、補正器６００、電流制御部６０３、ＰＷＭ演算部６０４を備えており、上位の制御装置である車両制御装置（不図示）から通信用コネクタ２１を介して受信したトルク指令Ｔｍ＊と電流センサ１８０の検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓと回転センサ３０６の検出信号Ｒｓｉｇに基づき、インバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜ＱｗｎをＯＮ／ＯＦＦするスイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊を生成する。このスイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊に基づいて、ドライバ回路１７４は、インバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜ＱｗｎをＯＮ／ＯＦＦするためのゲート信号ｖＧｕｐ〜ｖＧｗｎを生成する。このゲート信号ｖＧｕｐ〜ｖＧｗｎによりインバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜ＱｗｎがＯＮ／ＯＦＦされて、各相の固定子巻線３１２Ｕ〜３１２Ｗに印加するＵ〜Ｗ相の交流電圧が生成され、回転電機３０５が回転駆動・制御される。なお、回転センサ３０６には、レゾルバなどが用いられる。
【００１５】
なお、本発明による交流回転電機のインバータ制御装置は、上位制御装置（不図示）からのトルク指令Ｔｍ＊を受けて、ドライバ回路１７４に入力するスイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊を生成するまでの動作を行う装置部分をインバータ制御装置としている。
【００１６】
電流検出部６０５は、Ａ／Ｄ変換器を介して、電流センサ１８０の検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓを検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄに変換し、変換したＵ相とＶ相の検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄを補正演算部６０１に入力する。角度演算部６０２は、回転子３２０の回転センサ３０６の検出信号Ｒｓｉｇを回転子３２０の電気角θｒｅに変換し、変換した回転子３２０の電気角θｒｅを電流制御部６０３と補正器６００に入力する。電流指令演算部６０７は、トルク指令Ｔｍ＊に対応したｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊を算出し、算出したｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊を電流制御部６０３に入力する。
【００１７】
補正器６００は、角度演算部６０２で算出した回転子３２０の電気角θｒｅと電流制御部６０３で算出したインバータ１４０のＵ相出力電圧指令値ｖｕ＊とＶ相出力電圧指令値ｖｖ＊を用いて電流センサ１８０のオフセット誤差を補正するものであり、オフセット量演算部６０６と補正演算部６０１から構成されている。オフセット量演算部６０６は、入力された回転子３２０の電気角θｒｅとＵ相出力電圧指令値ｖｕ＊とＶ相出力電圧指令値ｖｖ＊を用いて、Ｕ相出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊とＶ相出力電圧指令値ｖｖ＊のオフセット量ｖｖｏ＊を算出し、補正演算部６０１へ入力する。
【００１８】
補正演算部６０１では、入力されたＵ相出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊とＶ相出力電圧指令値ｖｖ＊のオフセット量ｖｖｏ＊を用いて、電流検出部６０５で検出した検出電流値ｉｕｓ、ｉｖｓのオフセット誤差を補正してＵ相補正電流ｉｕｃとＶ相補正電流ｉｖｃを算出し、算出したＵ相補正電流ｉｕｃとＶ相補正電流ｉｖｃを用いて、Ｗ相補正電流ｉｗｃを式（１）で算出し、算出した各相（Ｕ相〜Ｗ相）の補正電流ｉｕｃ〜ｉｗｃを電流制御部６０３に入力する。補正器６００の詳細な演算内容については、後述する。
【００１９】
【数１】
2014050194.tif 000003
【００２０】
電流制御部６０３は、入力された回転子３２０の電気角θｒｅを用いて、各相（Ｕ相〜Ｗ相）の補正電流ｉｕｃ〜ｉｗｃを３相交流／ｄｑ軸変換し、ｄ軸とｑ軸の補正電流ｉｄｃ、ｉｑｃを生成し、生成したｄ軸とｑ軸の補正電流ｉｄｃ、ｉｑｃが、ｄ軸とｑ軸の電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊とそれぞれ一致するように、比例積分制御などによりｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を算出する。電流制御部６０３は、算出したｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を、回転子３２０の電気角θｒｅを用いて、ｄｑ軸／３相交流変換し、各相出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊を生成し、生成した各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊をＰＷＭ演算部６０４に入力する。さらに、電流制御部６０３は、Ｕ相出力電圧指令値ｖｕ＊とＶ相出力電圧指令値ｖｖ＊を補正器６００に入力する。
【００２１】
なお、下記に記述する式（２）は３相交流／ｄｑ軸変換時に使用し、式（３）はｄｑ軸／３相交流変換時に使用するものである。
【００２２】
【数２】
2014050194.tif 000004
【００２３】
【数３】
2014050194.tif 000005
【００２４】
ＰＷＭ演算部６０４は、入力された各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊と搬送波（キャリア）を比較して、インバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜Ｑｗｎのスイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊を算出し、ドライバ回路１７４に入力する。
【００２５】
ドライバ回路１７４は、入力されたインバータ１４０の各スイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊をゲート信号ｖＧｕｐ〜ｖＧｗｎに変換し、変換したゲート信号ｖＧｕｐ〜ｖＧｗｎをインバータ１４０の各相のスイッチング素子Ｑｕｐ〜Ｑｗｎのゲートに入力し、インバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜ＱｗｎをＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００２６】
図５は、本発明によるインバータ制御装置を備えた電力変換装置２００の一例の外観斜視図である。
図５で例示する電力変換装置２００は、平面形状がほぼ正方形の直方体形状である。８は蓋、１０はアルミなどの金属材で形成されたハウジング、１２は流路形成体、１３は冷却媒体の入口配管、１４は出口配管、４２０は下カバーである。コネクタ２１は、外部との接続のために設けられた信号用のコネクタである。蓋８は、電力変換装置２００を構成する回路部品が収納されるハウジング１０の上部開口部に固定される。通信用コネクタ２１は、蓋８に形成された開口部に装着されており、電力変換装置２００内の制御器１７２（図１参照）を動作させる低電圧の直流電力を供給する。ハウジング１０の下部に固定される流路形成体１２は、コンデンサモジュール５００（図１参照）および後述するパワーモジュール３００を保持するとともに、水などの冷却媒体によってこれらを冷却する。入口配管１３および出口配管１４は、流路形成体１２の一側面に設けられ、入口配管１３から供給された冷媒は、流路形成体１２内の流路に流入し、出口配管１４から排出される。なお、冷媒の流入および流出する方向を変更しても、冷却効率や圧力損失に対して大きな影響を与えない。
【００２７】
交流コネクタ１８７は、ハウジング１０の配管１３と配管１４が設けられている側面に取り付けられた交流インターフェイス１８５（後述する図６を参照）に装着され、交流インターフェイス１８５に装着された交流コネクタ１８７の交流配線１８７ａは、配管１３と配管１４の間を通って下方に延びている。直流コネクタ１３８は、交流インターフェイス１８５が設けられた側面に隣接する側面に設けられた直流インターフェイス１３７（後述する図６を参照）に装着され、直流インターフェイス１３７に装着された直流コネクタ１３８の直流配線１３８ａも電力変換装置２００の下方に延びている。
【００２８】
図６は、図５に例示する電力変換装置２００の分解斜視図である。
蓋８の内側の、すなわちハウジング１０の上部収納空間には、制御器１７２（図１参照）を実装した制御回路基板２０が配置されており、本発明によるインバータ制御装置はたとえばこの制御回路基板２０に搭載されるが、構成によっては別の基板に搭載してもよい。
【００２９】
流路形成体１２には、入口配管１３から流入した冷媒が流れる流路が形成されている。流路は、流路形成体１２の３つの側面に沿って流れるようなコの字形状の流路を形成している。入口配管１３から流入した冷媒はコの字形形状流路の一端から流路内に流入し、流路内を流れた後に、流路の他端に接続されている出口配管１４から流出される。流路の上面には、３つの開口部４０２ａ〜４０２ｃが形成されており、直列回路１５０（図１参照）を内蔵したパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗがそれらの開口部４０２ａ〜４０２ｃから流路内に挿入される。
【００３０】
パワーモジュール３００Ｕには、Ｕ相の直列回路１５０が内蔵され、パワーモジュール３００Ｖには、Ｖ相の直列回路１５０が内蔵され、パワーモジュール３００Ｗには、Ｗ相の直列回路１５０が内蔵されている。これらパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗは、同一構成になっており、外観形状も同一形状である。
【００３１】
開口部４０２ａ〜４０２ｃは、挿入されたパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗのフランジ部によって塞がれる。流路形成体１２には、コの字形形状の流路によって囲まれるように、電装部品を収納するための収納空間４０５が形成されている。
【００３２】
図６の例では、この収納空間４０５にコンデンサモジュール５００が収納されている。コンデンサモジュール５００の正極側の電源端子５０９は、バッテリ１３６の高電位側に接続され、コンデンサモジュール５００の負極側の電源端子５０８は、バッテリ１３６の低電位側に接続される（図１参照）。収納空間４０５に収納されたコンデンサモジュール５００は、流路内を流れる冷媒によって冷却される。
【００３３】
コンデンサモジュール５００の上方には、交流バスバー８０２Ｕ〜８０２Ｗが装着されたバスバーアッセンブリ８００が配置される。バスバーアッセンブリ８００には、電流センサ１８０が固定されている。ドライバ回路１７４を実装したドライバ回路基板２２は、バスバーアッセンブリ８００に設けられた支持部材８０７ａに固定されることにより、バスバーアッセンブリ８００の上方に配置される。
【００３４】
制御回路基板２０とドライバ回路基板２２は、フラットケーブル（不図示）によって接続され、フラットケーブルは、隔壁１０ｃに形成されたスリット状の開口１０ｄを通って下部収納空間から上部収納空間へと引き出される。このように、パワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗとドライバ回路基板２２と制御回路基板２０とが高さ方向に階層的に配置され、制御回路基板２０が強電系のパワーモジュール３００Ｕ〜３００Ｗから最も遠い位置に配置されるので、制御回路基板２０側に混入するスイッチングノイズを低減することができる。
【００３５】
さらに、ドライバ回路基板２２と制御回路基板２０とは隔壁１０ｃによって区画された別の収納空間に配置されるため、隔壁１０ｃが電磁シールドとして機能し、ドライバ回路基板２２から制御回路基板２０に混入するノイズを低減することができる。さらに、ハウジング１０に一体に形成された隔壁１０ｃに制御回路基板２０が固定されるため、外部からの振動に対して制御回路基板２０の機械的な共振周波数が高くなり、車両側からの振動の影響を受けにくくなる。
なお、本発明によるインバータ制御装置の適用は、図５、６に例示する電力変換装置２００の構成に限定されるものではなく、インバータ動作をする電力変換装置であれば適用することができる。
【００３６】
図７は本発明によるインバータ制御装置を用いて駆動される交流回転電機（モータ）３０５の一例であり、この回転軸方向の断面図を示す概略図である。図８は、図７に例示する交流モータ３０５の径方向の断面図を示す概略図であるが、モータハウジング３７０は省略されている。
【００３７】
交流回転電機３０５は、永久磁石界磁の永久磁石同期回転電機で、特に、永久磁石３２２を回転子鉄心３２１に埋め込んだ埋め込み磁石型の永久磁石同期回転電機である。また、固定子３１０の固定子鉄心３１１の内側にギャップを介して回転子３２０が配置される内転型の回転電機で、固定子鉄心３１１の単一ティース３１１Ｔに固定子巻線３１２を巻回する集中巻モータである。
なお、本発明によるインバータ制御装置の適用は、上記の構成の永久磁石同期回転電機の駆動装置に限定されず、３相交流によって駆動される回転電機（モータ）の駆動装置であれば適用することができる。固定子コイルが分布巻であっても適用することができる。
【００３８】
回転子３２０は、回転子鉄心３２１と永久磁石３２２と回転軸３６０を備える。回転子３２０と回転センサ３０６は、回転軸３６０で接続されている。回転軸３６０は、軸受３５０で回転支持されている。回転センサ３０６の固定子側は、モータハウジング３７０にネジなどで固定されている（不図示）。固定子３１０は、圧入ないしキー溝などでモータハウジング３７０に固定されている（不図示）。固定子３１０の巻線３１２は、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相巻線（３１２Ｕ、３１２Ｖ、３１２Ｗ；不図示）が順次に配置されている。
【００３９】
回転子３２０の永久磁石３２２は、ギャップ面方向にＮ極の極性を持つ永久磁石３２２Ｎと、Ｓ極の極性を持つ永久磁石３２２Ｓとが順次交互に配置されている。ここで、永久磁石３２２の材料は、ネオジムなどの希土類磁石が保持力の面から好適であるが、その他の希土類磁石あるいはフェライト磁石であってもよい。図７、８に例示する回転電機では、１６極２４スロットの２対３、すなわち、極数＝２、スロット数＝３の整数倍のモータ系列の例を図示したが、４対３、あるいは８対９、１０対１２などの系列であってもよい。また、図７、８では、埋め込み磁石型の集中巻同期電動機の例について説明したが、表面磁石型同期電動機であっても、分布巻の固定子を備えた回転電機であっても、本発明によるインバータ制御装置は適用することができる。さらには、誘導モータなどの他の交流回転電機であっても同様に適用可能である。
【００４０】
次に、補正器６００の動作、すなわち３相交流（モータ電流）のオフセット量補正の演算方法を説明する。まず、補正器６００内のオフセット量演算部６０６の詳細な演算方法について説明する。
【００４１】
図９は、本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置におけるオフセット量演算部６０６内の演算のブロック図である。
オフセット量演算部６０６は、角度変化量演算部６０８と角度変化量積算部６０９と補間演算部６１０とメモリ６１１と直流量演算部６１２とローパスフィルタ６１３から構成されており、インバータ１４０のＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を算出するものである。
角度変化量演算部６０８は、入力された回転子３２０の電気角θｒｅを用いて、回転子３２０の電気角変化量Δθｒｅを算出し、算出した電気角変化量Δθｒｅを角度変化量積算部６０９に入力する。
【００４２】
図１０は、本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置における角度変化量演算部６０８の演算処理を説明するための概略図である。
角度変化量演算部６０８は、最新の搬送波のピークＰ２時にサンプリングした回転子３２０の電気角θｒｅ２から、最新の搬送波のピークＰ２の１つ前のピークＰ１時にサンプリングした回転子３２０の電気角θｒｅ１を減算して、回転子３２０の電気角変化量Δθｒｅ（＝θｒｅ２−θｒｅ１）を算出し、算出した電気角変化量Δθｒｅを角度変化量積算部６０９に入力する。
角度変化量演算部６０８は、搬送波のピーク時（図１０の搬送波のプラス側の周期的な最大値の位置）に上述した演算を逐次処理する。
【００４３】
角度変化量積算部６０９は、入力された電気角変化量Δθｒｅを積算して電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄを算出し、算出した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄを補間演算部６１０に入力する。なお、角度変化量積算部６０９は、搬送波のピーク時に上述した演算を逐次処理する。
【００４４】
補間演算部６１０は、入力された電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄと、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊を用いて、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄが予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓに到達した時のＵ相とＶ相の出力電圧指令値Ｘｕ＊、Ｘｖ＊を算出し、算出したＵ相とＶ相の出力電圧指令値Ｘｕ＊、Ｘｖ＊をメモリ６１１に入力する。
【００４５】
図１１は、本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置における補間演算部６１０の演算処理を説明するための概略図である。
補間演算部６１０は、予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓが、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄの最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２と最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２の１つ前の値Δθｒｅ＿ａｄｄ１との範囲内に存在するか否かを判定する。予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓが、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄの最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２と最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２の１つ前の値Δθｒｅ＿ａｄｄ１との範囲内に存在する場合には、補間演算部６１０は、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄの最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２の１つ前の値Δθｒｅ＿ａｄｄ１が予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓに到達するまでの時間差Δtを式（４）で算出する。
【００４６】
【数４】
2014050194.tif 000006
ここで、式（４）および図１１内に示したＴは、搬送波の１周期を表している。
【００４７】
補間演算部６１０は、式（４）で算出した時間差Δtと、Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊の最新値ｖｕ２＊と最新値ｖｕ２＊の１つ前の値ｖｕ１＊を用いて、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄが予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓに到達した時のＵ相の出力電圧指令値（＝Ｕ相の電圧指令補間値）Ｘｕ＊を式（５）で算出する。
【００４８】
【数５】
2014050194.tif 000007
同様に、補間演算部６１０は、式（４）で算出した時間差Δtと、Ｖ相の出力電圧指令値ｖｕ＊の最新値ｖｕ２＊と最新値ｖｕ２＊の１つ前の値ｖｕ１＊を用いて、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄが予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓに到達した時のＶ相の出力電圧指令値（＝Ｖ相の出力電圧指令補間値）Ｘｕ＊を式（６）で算出する。
【００４９】
【数６】
2014050194.tif 000008
【００５０】
補間演算部６１０は、算出したＵ相とＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊、Ｘｖ＊をメモリ６１１に入力する。そして、補間演算部６１０は、予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓに所定値θｒｅ＿Ｓを加え、予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓの値を更新する。補間演算部６１０は、予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓが、電気角変化量積算値Δθｒｅ＿ａｄｄの最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２と最新値Δθｒｅ＿ａｄｄ２の１つ前の値Δθｒｅ＿ａｄｄ１との範囲内に存在する場合のみ、上述した演算を逐次処理する。
【００５１】
なお、本実施形態では、上述したように搬送波のピーク（ＰＡ、ＰＢ）時の回転子３２０の電気角θｒｅと、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊を用いて、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊、Ｘｖ＊を算出するように説明したが、回転子３２０の電気角θｒｅと、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊は、搬送波のピーク（ＰＡ、ＰＢ）時とボトム（ＢＡ、ＢＢ）時の両方の値を用いることもでき、ボトム（ＢＡ、ＢＢ）時のみの値も用いることができる。
【００５２】
メモリ６１１は、回転子３２０の電気角θｒｅの１周期分のＵ相とＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊（０）〜Ｘｕ＊（１１）、Ｘｖ＊（０）〜Ｘｖ＊（１１）を記憶している。メモリ６１１は、補間演算部６１０から入力されたＵ相とＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊、Ｘｖ＊を、メモリ６１１に記憶していた最古の出力電圧指令補間値に上書きする。このように、補間演算部６１０から入力されたＵ相とＶ相の最新の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊、Ｘｖ＊を、メモリ６１１に記憶していた最古の出力電圧指令補間値に上書きすることで、回転子３２０の電気角θｒｅの１周期分の最新のＵ相とＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊（０）〜Ｘｕ＊（１１）、Ｘｖ＊（０）〜Ｘｖ＊（１１）をメモリ６１１に記憶させておくことができる。
【００５３】
本実施形態では、予め設定した電気角変化量積算値Δθｒｅ＿Ｓを更新するために加える所定値θｒｅ＿Ｓをπ／６としているため、メモリに記憶させておくＵ相の出力電圧指令補間値は、Ｘｕ＊（０）〜Ｘｕ＊（１１）の１２個（＝２π／（π／６））となる。Ｖ相についても同様に、Ｘｖ＊（０）〜Ｘｖ＊（１１）の１２個（＝２π／（π／６））となる。なお、本実施形態では、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊の抽出精度とメモリ６１１に記憶するデータ量のバランスを考慮して、所定値θｒｅ＿Ｓをπ／６に設定しているが、所定値θｒｅ＿Ｓは、０より大きくπ以下の範囲で、２πが割り切れるような値である。
【００５４】
以上図１１を参照して説明したように、本発明によるインバータ制御装置では、必要なタイミング（Δθｒｅ＿Ｓ）での出力電圧指令値である出力電圧指令補間値を、内挿計算による補間演算を補間演算部６１０で行っている。これにより、搬送波の周波数と、出力電圧指令値あるいは３相電流の周波数が同期しない非同期ＰＷＭ制御の場合であっても、必要なタイミングで出力電圧指令値を算出することができる。
【００５５】
直流演算部６１２は、メモリ６１１に記憶しておいたＵ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊（０）〜Ｘｕ＊（１１）を入力し、入力したＵ相の出力電圧指令補間値Ｘｕ＊（０）〜Ｘｕ＊（１１）を式（７）に代入し、式（７）を周波数ゼロすなわちＫ＝０で展開し、Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊の直流量ｖｕｄｃ＊を算出し、算出したＵ相の出力電圧指令値ｖｕ＊の直流量ｖｕｄｃ＊をローパスフィルタ６１３に入力する。
【００５６】
同様に、直流演算部６１２は、メモリ６１１に記憶しておいたＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｖ＊（０）〜Ｘｖ＊（１１）を入力し、入力したＶ相の出力電圧指令補間値Ｘｖ＊（０）〜Ｘｖ＊（１１）を式（８）に代入し、式（８）を周波数ゼロすなわちＫ＝０で展開し、Ｖ相の出力電圧指令値ｖｖ＊の直流量ｖｖｄｃ＊を算出し、算出したＶ相の出力電圧指令値ｖｖ＊の直流量ｖｖｄｃ＊をローパスフィルタ６１３に入力する。
【００５７】
【数７】
2014050194.tif 000009
【００５８】
【数８】
2014050194.tif 000010
ここで、式（７）と式（８）は離散フーリエ変換であり、式（７）と式（８）内のＫは周波数の次数であり、ＮはＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊の基本波の分割数すなわち２πを所定値θｒｅ＿Ｓで割った値である。
【００５９】
ローパスフィルタ６１３のカットオフ周波数は、電流指令値ｉｄ＊やｉｑ＊の変化の周波数、すなわち出力電圧指令値ｖｕ＊やｖｖ＊の変化の周波数より低い周波数に設定されており、入力されたＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊の直流量ｖｕｄｃ＊、ｖｖｄｃ＊のカットオフ周波数以上の周波数成分を減衰させ、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を生成する。ローパスフィルタ６１３は、生成したＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を補正演算部６０１に入力する。
【００６０】
電流センサ１８０のオフセット誤差は、温度変化の影響で変化するが、電流センサ１８０のオフセット誤差の変化は、周波数的に電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊や、出力電圧指令値ｖｕ＊やｖｖ＊の変化の周波数よりはるかに低い（時間的に遅い）ため、電流センサ１８０のオフセット誤差に起因して発生するＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊の変化は、ローパスフィルタ６１３によって減衰されることはない。さらに言えば、ローパスフィルタ６１３のカットオフ周波数は、電流センサ１８０のオフセット誤差に起因して発生するＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊の変化を減衰させないように設定する。
【００６１】
なお、ローパスフィルタ６１３の演算周期は、回転子３２０の電気角θｒｅの周期よりも短く設定しているため、インバータ出力周波数の１周期内にＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を算出することができる。ローパスフィルタ６１３は、回転子３２０の電気角θｒｅの周期よりも短い周期で上述した演算を逐次処理する。
【００６２】
また、以上に説明した本実施形態では、ローパスフィルタ６１３をディジタルフィルタで構成しているが、デジタルフィルタの代わりにアナログフィルタを用いることも可能である。ただし、この場合は、図９の直流量演算部６１２の後に、ＤＡコンバータを追加する。
【００６３】
図１２は、Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊と直流演算部６１２で算出したＵ相の直流量ｖｕｄｃ＊とローパスフィルタ６１３で生成したＵ相のオフセット量ｖｕｏ＊を示す図である。
図１２において、Ｕ相出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセットは一定であるが、直流演算部６１２で算出したＵ相出力電圧指令値ｖｕ＊の直流量ｖｕｄｃ＊は、モータの加速期間で脈動する。これは、回転子３２０の電気角θｒｅの１周期内において、Ｕ相出力電圧指令値ｖｕ＊の振幅が過渡的に変化しているためである。
【００６４】
一方、ローパスフィルタ６１３で生成したＵ相出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊は、モータの加速期間においてもほぼ一定の値を抽出できており、高精度にＵ相出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊を算出することができている。また、Ｖ相出力電圧指令値ｖｖ＊のオフセット量ｖｖｏ＊についても、Ｕ相と同様に、高精度に算出することができる（不図示）。さらに、モータの減速期間においても、モータの加速期間と同様に、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を高精度に算出することができる（不図示）。すなわち、本実施形態では、モータの加減速時においても、高精度にＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を高精度に算出することができる。
【００６５】
次に、補正器６００内の補正演算部６０１の動作、すなわち出力電圧指令値のオフセット誤差の補正演算方法について説明する。
【００６６】
まず、従来技術について簡単に説明する。
電流センサ１８０がオフセット誤差を持つ場合、インバータ１４０の出力電流を検出する電流センサ１８０の検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓおよびこれを電流値に変換して得られた検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄはそれぞれオフセット誤差を含んでいる。このオフセット誤差を含む検出電流に基づいて電流制御部６０３は出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊を算出してインバータ１４０の出力電流を制御する。
オフセット誤差の補正を行わずこのような制御サイクルを実行すると、インバータ１４０の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊は、電流センサ１８０のオフセット誤差に対応したオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊、ｖｗｏ＊を持った値となる。すなわちインバータ１４０の実際の出力電流は、このオフセット量に対応したオフセット電流を含んだものとなるが、この出力電流の電流センサ１８０による検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓでは見掛け上オフセットが無いような検出信号となる。
【００６７】
特開２０１０−２８４０１７号公報で開示されているオフセット量の補正方法では、電気角１周期分のモータ電流を平均してオフセット量を算出するので、電気角の周期より速く制御することは難しい。また、図１２で説明したように、電気角１周期内で出力電圧指令値が過渡的に変化した場合にも算出されるオフセット量が変動する。
【００６８】
本発明では、上記で説明したように、このオフセット量を電気角１周期以内で安定して算出することができ、これに基づいてＵ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差を補正するので、電気角１周期以内でモータのオフセット電流を確実に低減することができる。
【００６９】
補正演算部６０１は、入力されたＵ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊を用いて、Ｕ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄを算出し、算出した補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄをＵ相とＶ相の検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄに加算することにより、Ｕ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差を補正する。
【００７０】
図１３は、本発明による第１の実施形態のインバータ制御装置における補正演算部６０１の演算処理を説明するための図である。
【００７１】
補正演算部６０１は、Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊が０より大きいか否かを判定する。Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊が０より大きい場合には、補正演算部６０１は、正の所定の補正刻み量Δｉｕを積算しながら上記補正量Δｉｕ＿ａｄｄを算出する処理を繰り返し、オフセット量ｖｕｏ＊と０との差が所定の値以下となるようにして、Ｕ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄを算出する。
【００７２】
Ｕ相の出力電圧指令値ｖｕ＊のオフセット量ｖｕｏ＊が０より小さい場合には、補正演算部６０１は、負の所定の補正刻み量Δｉｕを積算しながら上記補正量Δｉｕ＿ａｄｄを算出する処理を繰り返し、オフセット量ｖｕｏ＊と０との差が所定の値以下となるようにして、Ｕ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄを算出する。Ｖ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｖ＿ａｄｄについても、Ｕ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄを算出する方法と同じ方法で算出することができる。
【００７３】
補正演算部６０１は、算出したＵ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄを、それぞれＵ相とＶ相の検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄに加算し、Ｕ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差を補正して補正電流ｉｕｃ、ｉｕｃを生成する。補正演算部６０１は、生成したＵ相とＶ相の補正電流ｉｕｃ、ｉｖｃを式（１）に代入し、Ｗ相の補正電流ｉｖｃを算出する。そして、補正演算部６０１は、各相（Ｕ相〜Ｗ相）の補正電流ｉｕｃ、ｉｖｃ、ｉｖｃを電流制御部６０３に入力する。
【００７４】
本実施形態では、Ｕ相とＶ相の補正電流ｉｕｃ、ｉｖｃを算出する方法として、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊が０より大きい場合には、正の所定の補正刻み量Δｉｕ、Δｉｖを積算し、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊が０より小さい場合には、負の所定の補正刻み量Δｉｕ、Δｉｖを積算してＵ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄを算出し、算出した補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄを検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄに加算する方法で説明した。しかしながら、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊が０より大きい場合に、負の所定の補正刻み量Δｉｕ、Δｉｖを積算し、Ｕ相とＶ相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊のオフセット量ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊が０より小さい場合には、正の所定の補正刻み量Δｉｕ、Δｉｖを積算してＵ相とＶ相の電流センサ１８０のオフセット誤差の補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄを算出し、算出した補正量Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄを検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄから減算する方法でもよい。
【００７５】
以上説明したように、補正演算部６０１は、回転子３２０の電気角θｒｅの周期よりも短い周期で上述した演算を逐次処理する。このように、回転子３２０の電気角θｒｅの周期よりも短い周期でＵ相とＶ相の電流センサのオフセット誤差を補正できるので、インバータ出力周波数の１周期内に加減速等の変動があってもモータのオフセット電流を確実に低減することができる。
【００７６】
（第２の実施形態）
図１４は、本発明による第２の実施形態のインバータ制御装置を備えた車両の電動駆動システムの概略図である。
上述した第１の実施形態は、電流センサ１８０で検出したＵ相とＶ相の検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄを補正することにより、モータのオフセット電流を低減する方式であるが、第２の実施形態は、各相の出力電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊を補正して、モータのオフセット電流を低減する方式である。第２の実施形態では、制御器１７２以外の構成は、上述した第１の実施形態と同じであるので、第２の実施形態では、制御器１７２の構成と演算内容について説明する。
【００７７】
なお、第２の実施形態でも第１の実施形態と同様に、Ｕ相とＶ相に電流センサ１８０を配置した回路図で説明するが、Ｕ相とＷ相に電流センサ１８０を配置してもよく（図１５参照）、Ｖ相とＷ相に電流センサ１８０を配置してもよく（図１６参照）、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）全てに電流センサ１８０を配置しても良い（図１７参照）。
【００７８】
本実施形態（第２の実施形態）の制御器１７２は、電流検出部６０５、電流演算部６１４、角度演算部６０２、電流指令演算部６０７、補正器６００、電流制御部６０３、ＰＷＭ演算部６０４を備えており、上位の制御装置である車両制御装置（不図示）から通信用コネクタ２１を介して受信したモータトルク指令Ｔｍ＊と電流センサ１８０の検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓと回転センサ３０６の検出信号Ｒｓｉｇに基づき、インバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜ＱｗｎをＯＮ／ＯＦＦするスイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊を生成し、各相の固定子巻線３１２Ｕ〜３１２Ｗ（不図示）に印加する交流電圧を制御するものである。
【００７９】
電流検出部６０５は、Ａ／Ｄ変換器を介して、電流センサ１８０の検出信号ｉｕｓ、ｉｖｓを検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄに変換し、変換したＵ相とＶ相の検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄを電流演算部６１４に入力する。電流演算部６１４は、入力されたＵ相とＶ相の検出電流ｉｕｄ、ｉｖｄを用いてＷ相の検出電流ｉｗｄを算出し、算出した各相（Ｕ相〜Ｗ相）の検出電流ｉｕｄ〜ｉｗｄを電流制御部６０３に入力する。
なお、Ｗ相の検出電流ｉｗｄは、上述した式（１）を用いて算出する。
【００８０】
角度演算部６０２は、モータ３０５内に内蔵されている回転センサ（図１参照）の検出信号Ｒｓｉｇを回転子（図１参照）の電気角θｒｅに変換し、変換した回転子の電気角θｒｅを電流制御部６０３と補正器６００に入力する。電流指令演算部６０７は、モータトルク指令Ｔｍ＊に対応したｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊を算出し、算出したｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊を電流制御部６０３に入力する。
【００８１】
電流制御部６０３は、入力された回転子の電気角θｒｅを用いて、各相（Ｕ相〜Ｗ相）の検出電流ｉｕｄ〜ｉｗｄを３相交流／ｄｑ軸変換し、ｄ軸とｑ軸の検出電流ｉｄｄ、ｉｑｄを生成し、生成したｄ軸とｑ軸の検出電流ｉｄｄ、ｉｑｄが、ｄ軸とｑ軸の電流指令値ｉｄ＊、ｉｑ＊とそれぞれ一致するように、比例積分制御などによりｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を算出する。電流制御部６０３は、算出したｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を、回転子の電気角θｒｅを用いて、ｄｑ軸／３相交流変換し、各相出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊を生成し、生成した各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊を補正器６００に入力する。
なお、３相交流／ｄｑ軸変換は上述した式（２）を用いて演算し、ｄｑ軸／３相交流変換は上述した式（３）を用いて演算する。
【００８２】
補正器６００は、角度演算部６０２で算出した回転子の電気角θｒｅと電流制御部６０３で算出したインバータ１４０の各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊を用いて、各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊のオフセット量を補正するものであり、オフセット量演算部６０６と補正演算部６０１を備えいる。
【００８３】
オフセット量演算部６０６は、入力された回転子の電気角θｒｅと各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊を用いて、各相の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊のオフセット量ｖｕｏ＊〜ｖｗｏ＊を算出し、補正演算部６０１へ入力する。なお、各相の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊のオフセット量ｖｕｏ＊〜ｖｗｏ＊は、図９から図１２を用いて上述した方法と同様の方法で算出することができる。
【００８４】
補正演算部６０１では、入力された各相の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊から各相の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊のオフセット量ｖｕｏ＊〜ｖｗｏ＊を減算する繰り返し計算を行い、各相の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊のオフセットを低減させて各相の出力電圧指令補正値ｖｕｃ＊〜ｖｗｃ＊を算出し、算出した各相の出力電圧指令補正値ｖｕｃ＊〜ｖｗｃ＊をＰＷＭ演算部６０４に入力する。
なお、本実施形態で、上述した各演算部の演算周期は、モータ３０５内に内蔵されている回転子の電気角θｒｅの周期よりも短く設定している。
【００８５】
ＰＷＭ演算部６０４は、入力された各相（Ｕ相〜Ｗ相）の出力電圧指令補正値ｖｕｃ＊〜ｖｗｃ＊と搬送波（キャリア）を比較して、インバータ１４０の各スイッチング素子Ｑｕｐ〜Ｑｗｎのスイッチング指令ｖＧｕｐ＊〜ｖＧｗｎ＊を算出し、ドライバ回路１７４に入力する。
【００８６】
このように、モータ３０５に内蔵されている回転子の電気角θｒｅの周期よりも短い周期で、電流センサ１８０のオフセット誤差に起因して生じる各相の出力電圧指令値ｖｕ＊〜ｖｗ＊のオフセット量ｖｕｏ＊〜ｖｗｏ＊を補正できるので、インバータ出力周波数の１周期内にモータのオフセット電流を低減することができる。
【００８７】
以上で説明したように、本発明によるインバータ制御装置では、従来技術のように３相交流の検出電流からオフセット量を算出せず、出力電圧指令値からオフセット量を算出している。算出されたオフセット量を用いて補正電流を算出（第１の実施形態）するか、あるいは出力電圧指令補正値を算出（第２の実施形態）するので、従来技術のように、検出されたオフセット量がこのオフセット量の補正のために見掛け上キャンセルされることがない。したがって、本発明により、検出されたオフセット量で確実に３相交流のオフセット量の補正が可能となる。
【００８８】
また、本発明によるインバータ制御装置では、さらに、オフセット量を算出し、補正を行うタイミングに合わせて、出力電圧指令値である出力電圧指令補間値を求めているため、同期ＰＷＭ制御だけでなく、非同期ＰＷＭにも本発明によるインバータ制御装置および制御方法を適用することができる。
本発明によるインバータ制御装置では、電気角１周期分の出力電圧指令補間値をメモリの蓄積した後は、インバータの搬送波の周期毎あるいはインバータ出力周波数以下で逐次的に補正計算を行うので、同期ＰＷＭ制御や非同期ＰＷＭ制御にかかわらず、モータの加減速時においても、高い応答性でモータのオフセット電流を低減することが可能となる。
【００８９】
以上の説明は本発明の実施形態および変形実施の例であり、本発明はこれらの実施形態や変形実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の特徴を損なわずに様々な変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
８…電力変換装置の蓋、８ａ…蓋８に形成された開口、１０…ハウジング、１０ｃ…隔壁、１０ｄ…隔壁１０ｃに形成されたスリット状の開口、１２…流路形成体、
１３…冷却媒体の入口配管、１４…冷却媒体の出口配管、１６…ギアボックス、
１７…駆動シャフト、１８…車両の駆動輪、２０…制御回路基板、２１…通信用コネクタ、２２…ドライバ回路基板、
１３６…バッテリ、１３７…直流インターフェイス、１３８…直流コネクタ、
１３８ａ…直流配線、１４０…インバータ、１５０…上下アームの直列回路、
１７２…制御器、１７４…ドライバ回路、１８０…電流センサ、
１８５…交流インターフェイス、１８７…交流コネクタ、１８７ａ…交流配線、
２００…電力変換装置、
３００…パワーモジュール、３００Ｕ…Ｕ相のパワーモジュール、
３００Ｖ…Ｖ相のパワーモジュール、３００Ｗ…Ｗ相のパワーモジュール、
３０５…交流回転電機（モータ）、３０６…回転センサ、３１０…固定子、３１１…固定子鉄心、
３１１Ｔ…固定子鉄心の単一ティース、３１２…固定子巻線、３１２Ｕ…固定子Ｕ相巻線、
３１２Ｖ…固定子Ｖ相巻線、３１２Ｗ…固定子Ｗ相巻線、３２０…回転子、
３２１…回転子鉄心、３２２Ｓ…Ｓ極の永久磁石、３２２Ｎ…Ｎ極の永久磁石、
３２２…永久磁石、３５０…軸受、３６０…回転軸、３７０…モータハウジング
４０２ａ…流路上面の開口部、４０２ｂ…流路上面の開口部、
４０２ｃ…流路上面の開口部、４０５…電子部品を収納するための収納空間、
４２０…下カバー、５００…コンデンサモジュール、
５０４…コンデンサモジュールの負極側のコンデンサ端子、
５０６…コンデンサモジュールの正極側のコンデンサ端子、
５０８…コンデンサモジュールの負極側の電源端子、
５０９…コンデンサモジュールの正極側の電源端子、
６００…補正器、６０１…補正演算部、６０２…角度演算部、６０３…電流制御部、
６０４…ＰＷＭ演算部、６０５…電流検出部、６０６…オフセット量演算部、
６０７…電流指令演算部、６０８…角度変化量演算部、６０９…角度変化量積算部、
６１０…補間演算部、６１１…メモリ、６１２…直流量演算部、
６１３…ローパスフィルタ、６１４…電流演算部
８０２…交流バスバー、８０２Ｕ…Ｕ相の交流バスバー、８０２Ｖ…Ｖ相の交流バスバー、
８０２Ｗ…Ｗ相の交流バスバー、８００…バスバーアッセンブリ、
８０７ａ…バスバーアッセンブリ８００に設けられた支持部材
Ｑｕｐ、Ｑｕｎ、Ｑｖｐ、Ｑｖｎ、Ｑｗｐ、Ｑｗｎ…スイッチング素子、
Ｄｕｐ、Ｄｕｎ、Ｄｖｐ、Ｄｖｎ、Ｄｗｐ、Ｄｗｎ…ダイオード、
Ｔｍ…モータトルク、Ｔｍ＊…トルク指令、Ｔｓ…駆動トルク、
ｉｕｓ、ｉｖｓ、ｉｗｓ…電流センサの出力信号、ｉｕｄ、ｉｖｄ、ｉｗｄ…検出電流、
ｉｕｃ、ｉｖｃ、ｉｗｃ…補正電流、
ｉｄ＊、ｉｑ＊…ｄ軸とｑ軸の電流指令値、Δｉｕ＿ａｄｄ、Δｉｖ＿ａｄｄ…オフセット誤差の補正量、
Δｉｕ、Δｉｖ…所定の補正刻み量、
Ｒｓｉｇ…回転センサの検出信号、θｒｅ…回転子の電気角、Δθｒｅ…回転子の電気角変化量、
Δθｒｅ＿ａｄｄ…回転子の電気角変化量積算値、
Δθｒｅ＿Ｓ…予め設定した回転子の電気角変化量積算値
θｒｅ＿Ｓ…予め設定した回転子の電気角変化量積算値を更新するために加える所定値
ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊…出力電圧指令値、ｖｕｄｃ＊、ｖｖｄｃ＊…出力電圧指令値の直流量、
ｖｕｃ＊、ｖｖｃ＊、ｖｗｃ＊…出力電圧指令補正値、
ｖｕｏ＊、ｖｖｏ＊、ｖｗｏ＊…出力電圧指令値のオフセット量、
ｖＧｕｐ＊、ｖＧｕｎ＊、ｖＧｖｐ＊、ｖＧｖｎ＊、ｖＧｗｐ＊、ｖＧｗｎ＊…スイッチング指令、
ｖＧｕｐ、ｖＧｕｎ、ｖＧｖｐ、ｖＧｖｎ、ｖＧｗｐ、ｖＧｗｎ…ゲート信号、
Ｘｕ＊、Ｘｖ＊…出力電圧指令補間値、
Ｘｕ＊（０）〜Ｘｕ＊（１１）、Ｘｖ＊（０）〜Ｘｖ＊（１１）…出力電圧指令補間値の１２個の最新値
Ｐ…搬送波（キャリア）のピーク、Ｂ…搬送波（キャリア）のボトム、
Ｔ…搬送波（キャリア）の１周期、
Δｔ…回転子の電気角変化量積算値の最新値の１つ前の値と予め設定した回転子の電気角変化量積算値との時間差
【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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