(57)【要約】【課題】電動機制御装置において、１パルス駆動を適切に制御する。【解決手段】三相電動機の各相に印加される各相電圧用の電圧指令値を出力する指令値出力部と、三相電動機の前記回転磁界に同期する三角波をキャリアとして生成するキャリア生成部と、電圧指令値と三角波とを用いて、三相電動機の各相に印加される各相電圧用の駆動信号を生成する駆動信号生成部と、指令値出力部とキャリア生成部の少なくとも一方を制御する制御部と、を備え、制御部は、電圧指令値が三角波の電圧範囲内の値を取る揚合には、電圧指令値をキャリアである三角波と比較して駆動信号を発生させるパルス幅制御を行ない、電圧指令値が三角波の電圧範囲を超える揚合には、１パルスの駆動信号を発生させる１パルス制御を行ない、１パルス制御において、電圧範囲を超える上限値と下限値との間で電圧指令値を切り換えるとき、切り換えに伴うパルス信号の発生を抑制する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相電動機（３０）の回転磁界を制御する電動機制御装置（１０）であって、
前記三相電動機の各相に印加される各相電圧用の電圧指令値（Ｖｕｖｗ＊＊）を出力する指令値出力部（１２０）と、
前記三相電動機の前記回転磁界に同期する三角波（ｆｃ）をキャリアとして生成するキャリア生成部（１４０）と、
前記電圧指令値と前記三角波とを比較して、前記三相電動機の各相に印加される各相電圧用の駆動信号を生成する駆動信号生成部（１５０）と、
前記指令値出力部と前記キャリア生成部の少なくとも一方を制御する制御部（２００）と、
を備え、
前記制御部は、
前記電圧指令値が前記三角波の電圧範囲内の値を取る揚合には、前記駆動信号として電気角２πの間に複数のパルスを有するパルス幅制御を行ない、
前記電圧指令値が前記三角波の電圧範囲を超える揚合には、前記駆動信号として電気角２πの間に１つのパルスを有する１パルス制御を行ない、
前記１パルス制御において、前記電圧範囲の上限値を越える値と下限値を下まわる値との間で前記電圧指令値を切り換えるとき、前記１つのパルスよりも細いパルス信号の発生を抑制する切換時制御を行なう、
電動機制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機制御装置であって、
前記制御部は、前記１パルス制御において、前記電圧範囲の上限値を越える値と下限値を下まわる値との間で前記電圧指令値を切り換えるとき、前記三角波の電圧が上限値となる山または前記三角波の電圧が下限値となる谷の一方と、次の前記山または前記谷の他方と間で前記電圧指令値を切り換える、電動機制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動機制御装置であって、
前記制御部は、前記１パルス制御において、
前記電圧範囲の上限値を越える値から下限値を下まわる値に前記電圧指令値を下げるときには、前記三角波の電圧が上昇している間に前記電圧指令値と前記三角波の電圧がいずれもゼロとなる点で交差させる零クロスをさせ、
前記電圧範囲の下限値を下まわる値から上限値を越える値に前記電圧指令値を上げるときには、前記三角波の電圧が下降している間に前記電圧指令値と前記三角波とを零クロスさせるように、制御する、電動機制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機制御装置であって、
前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数を切り換えるときは、切り換え前後の各相の前記三角波の電圧が上限値となる山または前記三角波の電圧が下限値となる谷が一致するタイミングで切り換える、電動機制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電動機制御装置であって
前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数ｍは、ｍ＝３＊（２＊ｎ＋１）を満たし（ｎは、０以上の整数）、
前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍを切り換える場合、切り換え前後の前記三角波のパルス数ｍの差が１２の自然数倍となるように前記三角波のパルス数ｍを切り換える、電動機制御装置。
【請求項６】
請求項３または４に記載の電動機制御装置であって、
前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数ｍは、ｍ＝３＊（２＊ｎ＋１）を満たし（ｎは、０以上の整数）、
前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍを切り換える場合、切り換え前後の前記三角波のパルス数ｍの差が６の自然数倍であるが、１２の自然数倍でない場合、切り換え後の前記三角波の電圧のプラス・マイナスを反転させ、あるいは、前記三角波の位相をπだけシフトさせる、電動機制御装置。
【請求項７】
請求項３または４に記載の電動機制御装置であって、
前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数ｍは、ｍ＝３＊（２＊ｎ＋１）を満たし（ｎは、０以上の整数）、
前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍを切り換える場合、前記三角波のパルス数ｍ切り換え前に前記三角波と前記電圧指令値とが電圧がゼロで交差する零クロス点において、前記電圧指令値の変化の向きと、前記三角波の電圧の変化の向きが同方向の場合には、前記三角波のパルス数ｍの切り換え後の零クロス点において、前記電圧指令値の変化の向きと、前記三角波の電圧の変化の向きが逆方向となるように、前記キャリア生成部を制御する、電動機制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の電動機制御装置であって、
前記制御部は、前記パルス幅制御において、前記三角波のパルス数ｍを、３の奇数倍に切り換させるように、前記キャリア生成部を制御する、電動機制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の電動機制御装置であって、
前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍと、基準からの位相と、前記電圧指令値と、を用いて、前記三角波と前記電圧指令値が零クロスする点において、前記三角波の電圧が上昇するか、下降するかを判断する、電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、３相の交流電動機の各相の電流をＰＷＭ制御する際に用いるキャリアに含まれるパルス数を、交流電動機の回転数に応じて切り換える同期機制御装置（交流電動機の制御装置）が開示されている。この同期機制御装置は、異なるパルス数のキャリアの切り換えを所定のタイミングで行うことで、電圧位相のずれに起因する電流リップルを抑制して、トルクショックを減少させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２３３０８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、従来の電動機制御装置では、各周期において、電圧指令値の絶対値が、キャリア（三角波）よりも大きくなる矩形波を電圧指令値として用いる１パルス駆動領域については十分に検討されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を踏まえてなされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、三相電動機の回転磁界を制御する電動機制御装置が提供される。この電動機制御装置は、前記三相電動機の各相に印加される各相電圧用の電圧指令値を出力する指令値出力部と、前記三相電動機の前記回転磁界に同期する三角波をキャリアとして生成するキャリア生成部と、前記電圧指令値と前記三角波とを比較して、前記三相電動機の各相に印加される各相電圧用の駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記指令値出力部と前記キャリア生成部の少なくとも一方を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電圧指令値が前記三角波の電圧範囲内の値を取る揚合には、前記駆動信号として電気角２πの間に複数のパルスを有するパルス幅制御を行ない、前記電圧指令値が前記三角波の電圧範囲を超える揚合には、前記駆動信号として電気角２πの間に１つのパルスを有する１パルス制御を行ない、前記１パルス制御において、前記電圧範囲の上限値を越える値と下限値を下まわる値との間で前記電圧指令値を切り換えるとき、前記１つのパルスよりも細いパルス信号の発生を抑制する切換時制御を行なう。
【０００７】
この形態によれば、シンプルな構成で、変調方式を切り換えること無く、パルス幅制御から１パルス制御までの制御を実現できる。しかも、１パルス制御において、１パルスの前後の１パルスよりも細いパルス信号の発生を抑制できる。
【０００８】
（２）上記形態において、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記電圧範囲の上限値を越える値と下限値を下まわる値との間で前記電圧指令値を切り換えるとき、前記三角波の電圧が上限値となる山または前記三角波の電圧が下限値となる谷の一方と、次の前記山または前記谷の他方と間で前記電圧指令値を切り換えてもよい。この形態によれば、１パルス制御において電圧指令値を切り換えるときに、電圧指令値と三角波とが交差する点が１点となるため、無駄なスイッチングを抑制できる。
【０００９】
（３）上記形態において、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記電圧範囲の上限値を越える値から下限値を下まわる値に前記電圧指令値を下げるときには、前記三角波の電圧が上昇している間に前記電圧指令値と前記三角波の電圧がいずれもゼロとなる点で交差させる零クロスをさせ、前記電圧範囲の下限値を下まわる値から上限値を越える値に前記電圧指令値を上げるときには、前記三角波の電圧が下降している間に前記電圧指令値と前記三角波とを零クロスさせるように、制御してもよい。この形態によれば、１パルスの前後の１パルスよりも細いパルス信号の発生を抑制できる。
【００１０】
（４）上記形態において、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数を切り換えるときは、切り換え前後の各相の前記三角波の電圧が上限値となる山または前記三角波の電圧が下限値となる谷が一致するタイミングで切り換えてもよい。この形態によれば、各相において、電圧指令値が変化しないタイミングでパルス数の切り換えができる。
【００１１】
（５）上記形態において、前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数ｍは、ｍ＝３＊（２＊ｎ＋１）を満たし（ｎは、０以上の整数）、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍを切り換える場合、切り換え前後の前記三角波のパルス数ｍの差が１２の自然数倍となるように前記三角波のパルス数ｍを切り換えてもよい。この形態によれば、三角波のパルス数ｍを切り換えるときに、切り換え前後の三角波のパルス数ｍの差が１２の自然数倍となるように三角波のパルス数ｍを切り換えるので、１パルスの前後の１パルスよりも細いパルス信号の発生を抑制できる。
【００１２】
（６）上記形態において、前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数ｍは、ｍ＝３＊（２＊ｎ＋１）を満たし（ｎは、０以上の整数）、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍを切り換える場合、切り換え前後の前記三角波のパルス数ｍの差が６の自然数倍であるが、１２の自然数倍でない場合、切り換え後の前記三角波の電圧のプラス・マイナスを反転させ、あるいは、前記三角波の位相をπだけシフトさせてもよい。この形態によれば、パルス数ｍを切り換えるときに、切り換え前後の三角波のパルス数ｍの差が６の自然数倍であるが、１２の自然数倍でない場合に、切り換え後の三角波の電圧のプラス・マイナスを反転させることで、電圧指令値の変化の向きと、三角波の電圧の変化の向きを逆方向にできるため、１パルスの前後の１パルスよりも細いパルス信号の発生を抑制できる。
【００１３】
（７）上記形態において、前記三角波の電気角２πの期間に含まれる前記三角波の数であるパルス数ｍは、ｍ＝３＊（２＊ｎ＋１）を満たし（ｎは、０以上の整数）、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍを切り換える場合、前記三角波のパルス数ｍ切り換え前に前記三角波と前記電圧指令値とが電圧がゼロで交差する零クロス点において、前記電圧指令値の変化の向きと、前記三角波の電圧の変化の向きが同方向の場合には、前記三角波のパルス数ｍの切り換え後の零クロス点において、前記電圧指令値の変化の向きと、前記三角波の電圧の変化の向きが逆方向となるように、前記キャリア生成部を制御してもよい。この形態によれば、三角波のパルス数ｍ切り換え前の零クロス点において、電圧指令値の変化の向きと、三角波の電圧の変化の向きが同方向の場合、三角波のパルス数ｍの切り換え後の零クロス点において、電圧指令値の変化の向きと、三角波の電圧の変化の向きが逆方向となるように制御するので、１パルスの前後の１パルスよりも細いパルス信号の発生を抑制できる。
【００１４】
（８）前記制御部は、前記パルス幅制御において、前記三角波のパルス数ｍを、３の奇数倍に切り換させるように、前記キャリア生成部を制御してもよい。この形態によれば、制御部は、パルス幅制御において、零クロス点における電圧指令値の変化の向きと三角波の電圧の変化の向きを考慮すること無く、三角波のパルス数を切り換えることができるので、制御部における演算をシンプルにできる。
【００１５】
（９）上記形態において、前記制御部は、前記１パルス制御において、前記三角波のパルス数ｍと、基準からの位相と、前記電圧指令値と、を用いて、前記三角波と前記電圧指令値が零クロスする点において、前記三角波の電圧が上昇するか、下降するかを判断してもよい。この形態によれば、基準からの位相により三角波の電圧の変化の向きが分かるので、電圧指令値と三角波との零クロス点における三角波の電圧の変化の向きを判断できる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電動機制御装置の他、電動機制御方法で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の電動機制御装置と三相電動機を示す説明図である。
【図２】３相インバータと、三相電動機の概略構成を示す説明図である。
【図３】制御部が実行する三相電動機の制御フローチャートである。
【図４】制御部が実行する１パルス制御の制御フローチャートである。
【図５】低変調のパルス幅制御を示す説明図である。
【図６】１パルス制御を示す説明図である。
【図７】第２実施形態における電圧指令値と、三角波と、駆動信号とを示す説明図である。
【図８】第３実施形態における電圧指令値と、三角波と、駆動信号とを示す説明図である。
【図９】第４実施形態における電圧指令値と、三角波と、駆動信号とを示す説明図である。
【図１０】第５実施形態における電圧指令値と、三角波と、駆動信号とを示す説明図である。
【図１１】第６実施形態における電圧指令値と、三角波と、駆動信号とを示す説明図である。
【図１２】第６実施形態における電圧指令値と、三角波と、駆動信号とを示す説明図である。
【図１３】第７実施形態における電圧指令値と、振幅補償の電圧指令値と、三角波とを示す説明図である。
【図１４】パルス数ｍが１５の三角波の波形と電気角との関係を示す説明図である。
【図１５】パルス数ｍが１５の三角波の波形と電気角との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
・第１実施形態：
図１は、第１実施形態の電動機制御装置１０と三相電動機３０を示す説明図である。三相電動機３０は、例えば、自動車や電車等の移動体の駆動モータとして使用される。電動機制御装置１０は、目標値設定部１００と、電圧変換部１１０と、指令値出力部１２０と、振幅補償器１３０と、キャリア生成部１４０と、駆動信号生成部１５０と、座標変換部１６０と、機械角・電気角変換部１７０と、すべり周波数演算部１８０と、加算器１８５と、積分器１９０と、制御部２００と、を備える。三相電動機３０と電動機制御装置１０との間には、３相インバータ２０が配置されている。
【００１９】
移動体のＥＣＵ（図示せず）は、移動体の運転手等からのアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量から、三相電動機３０に要求されるトルクを決定する。目標値設定部１００は、ＥＣＵから三相電動機３０に要求されるトルクを取得し、ｄｑ軸電流指令ｉｄｑ＊を設定する。ｄｑ軸電流指令ｉｄｑ＊は、ｄ軸電流指令ｉｄ＊と、ｑ軸電流指令ｉｑ＊と、を合わせて記載したものである。電圧変換部１１０は、ｄｑ軸電流指令ｉｄｑ＊と、ｄｑ軸電流ｉｄｑとを用いて、ｄｑ軸電圧指令Ｖｄｑ＊と、電圧位相θｖと、変調率指令ｍ＊を生成する。ｄｑ軸電流ｉｄｑは、ｄ軸電流とｑ軸電流を合わせて記載したものである。ｄｑ軸電流ｉｄｑは、後述するように、３相インバータ２０に流れる電流ｉｕｖｗから座標変換部１６０によって算出される。
【００２０】
指令値出力部１２０は、ｄｑ軸電圧指令Ｖｄｑ＊と、磁束位相θｒとを用いて、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊を生成する。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊は、ｕ相用の電圧指令値Ｖｕ＊と、ｖ相用の電圧指令値Ｖｖ＊と、ｗ相用の電圧指令値Ｖｗ＊と、を合わせて記載したものである。振幅補償器１３０は、１パルス制御のような過変調領域において、変調率指令ｍ＊を用いて電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の振幅を拡大し、振幅補償後の電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を生成する。振幅補償器１３０は、パルス幅制御のような低変調率の場合には、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊として、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の値をそのまま出力する。以後、特に断りがない場合を除いて、振幅補償後の電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を「電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊」と呼ぶ。
【００２１】
キャリア生成部１４０は、キャリアである三角波ｆｃを生成する。ここで、三角波ｆｃの位相は、電圧位相θｖと、磁束位相θｒにより、三相電動機３０の回転磁界に同期する。三角波ｆｃは、電気角２πの間に複数のパルスを含んでおり、電気角２π中に含まれる三角波ｆｃの数であるパルス数ｍは、３＊（２ｎ＋１）を満たしている。ここで、ｎは０以上の整数である。「電気角２π中に含まれる三角波ｆｃのパルス数ｍ」を「三角波ｆｃのパルス数ｍ」とも呼ぶ。三角波ｆｃのパルス数ｍの具体的な数は、３、９、１５、２１・・・である。ここで、三角波ｆｃのパルス数ｍが多い方が三相電動機３０を滑らかに制御できるため、三角波ｆｃのパルス数ｍは、多い方が好ましい。しかし、三相電動機３０の回転数が高い場合に三角波ｆｃのパルス数ｍが多いと、三角波ｆｃの周波数が高くなるため、三角波ｆｃの周波数が、キャリア生成部１４０で生成可能な三角波ｆｃの周波数の上限値を超えてしまう。そのため、制御部２００は、キャリア生成部１４０に対し、三相電動機３０の回転数が高い場合には、三角波ｆｃのパルス数ｍが少なくなるように、三角波ｆｃを生成させる。こうすれば、三角波ｆｃの周波数が、上限値を越えることはない。
【００２２】
駆動信号生成部１５０は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃとを比較して、三相電動機３０の各相に印加される各相電圧用の駆動信号Ｖｕｖｗを生成し、３相インバータ２０に出力する。この詳細については、後述する。
【００２３】
座標変換部１６０は、３相インバータ２０の各相に流れる電流ｉｕｖｗと、磁束位相θｒと、を用いて、ｄｑ軸電流ｉｄｑを生成する。
【００２４】
機械角・電気角変換部１７０は、三相電動機３０の機械角周波数ωｒｍを、電気角周波数ωｒｅに変換する。機械角周波数ωｒｍは、三相電動機３０の取り付けられた角速度センサ４０により取得される。
【００２５】
すべり周波数演算部１８０は、ｄｑ軸電流ｉｄｑを用いてすべり角周波数ωｓを生成する。加算器１８５は、すべり角周波数ωｓと、電気角周波数ωｒｅとを加算して積分器１９０に送る。積分器１９０は、すべり角周波数ωｓと、電気角周波数ωｒｅとの加算値を積分して、磁束位相θｒを生成する。
【００２６】
制御部２００は、電動機制御装置１０の各部を制御し、特に、指令値出力部１２０とキャリア生成部１４０の動作を制御する。制御部２００は、キャリア生成部１４０に対しては、三角波ｆｃのパルス数ｍと、電気角で位相が０のときの三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃを、下限値とするか、上限値とするかを指示する。
【００２７】
図２は、３相インバータ２０と、三相電動機３０の概略構成を示す説明図である。３相インバータ２０は、３組の直列に接続されたスイッチ回路（スイッチ回路Ｓｕｐとスイッチ回路Ｓｕｎ、スイッチ回路Ｓｖｐとスイッチ回路Ｓｖｎ、スイッチ回路Ｓｗｐとスイッチ回路Ｓｗｎ）を備えている。スイッチ回路は、例えばＩＧＢＴ等のトランジスタで形成されているが、図２では、簡略して表記している。スイッチ回路Ｓｕｐとスイッチ回路Ｓｖｐとスイッチ回路Ｓｗｐを「上アームのスイッチ回路」と呼ぶ。スイッチ回路Ｓｕｎとスイッチ回路Ｓｖｎとスイッチ回路Ｓｗｎを「下アームのスイッチ回路」と呼ぶ。スイッチ回路Ｓｕｐ、Ｓｕｎ、Ｓｖｐ、Ｓｖｎ、Ｓｗｐ、Ｓｗｎのオン・オフは、駆動信号Ｖｕｖｗにより制御される。
【００２８】
三相電動機３０は、回転磁界を生成する３つのコイル（ｕ相用コイル３１ｕ、ｖ相用コイル３１ｖ、ｗ相用コイル３１ｗ）と、ローター３２を有している。３つのコイル３１ｕ、３１ｖ、３１ｗは、スター結線されている。３相インバータ２０の各組の２つのスイッチ回路の中間ノードＳｕｍ、Ｓｖｍ、Ｓｗｍは、それぞれ、三相電動機３０のｕ相用コイル３１ｕ、ｖ相用コイル３１ｖ、ｗ相用コイル３１ｗの中性点Ｍと反対側の端部にそれぞれ接続されている。ローター３２は、磁石を有する回転体であり、３つのコイルが発生させる回転磁界を受けて回転する。なお、３つのコイル３１ｕ、３１ｖ、３１ｗをデルタ結線する構成も可能である。
【００２９】
図３は、制御部２００が実行する三相電動機３０の制御フローチャートである。ステップＳ１００では、制御部２００は、指令値出力部１２０に電圧指令値Ｖｕｖｗ＊を生成させる。ステップＳ１１０では、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）が判定値Ｖ１よりも大きいか否かを判断する。判定値Ｖ１は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨよりも大きな値であり、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊が連続してπの期間、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨを上回るときの電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値である。判定値Ｖ１は、例えば実験により、あるいは演算により取得できる。制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）が判定値Ｖ１よりも大きい場合には、ステップＳ１２０に移行して、１パルス制御を実行する。一方、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）が判定値Ｖ１以下の場合には、ステップＳ１３０に移行する。
【００３０】
ステップＳ１３０では、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）が三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨよりも大きいか否かを判断する。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）が三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨよりも大きい場合には、制御部２００は、ステップＳ１４０に移行し、過変調のパルス幅制御を実行する。一方、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）が三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨ以下の場合には、制御部２００は、ステップＳ１５０に移行し、低変調のパルス幅制御を実行する。過変調のパルス幅制御では、制御部２００は、振幅補償器１３０に対し、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を増大させる。過変調のパルス幅制御については、後述する。
【００３１】
図４は、制御部２００が実行する１パルス制御の制御フローチャートである。ステップＳ２００では、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊を矩形波とする。上述したように、駆動信号生成部１５０は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃとを比較して、三相電動機３０の各相に印加される各相電圧用の駆動信号Ｖｕｖｗを生成する。ここで、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃを越える範囲では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の値が大きくなっても、駆動信号Ｖｕｖｗは変わらず、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃを下まわる範囲では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の値が小さくなっても、駆動信号Ｖｕｖｗは変わらない。そのため、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の上限値及び下限値を設定し、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の波形を矩形波とする。なお、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の上限値は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値よりも大きく、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の下限値は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの下限値よりも小さい。このように、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の波形を矩形波とすることで、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の値が大きくなりすぎないように、あるいは、小さくなりすぎないように、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の範囲を制限できる。
【００３２】
ステップＳ２１０では、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たすか否かを判断する。三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たす場合には、制御部２００は、ステップＳ２２０に移行する。ステップＳ２２０では、制御部２００は、三角波ｆｃの波形を第１の波形として、ステップＳ２３０に移行する。第１の波形とは、位相が０の時に三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが下限値である谷となり、位相がπの時に、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが上限値である山となる波形を意味する。一方、三角波ｆｃのパルス数ｍが、３＊（２ｎ＋１）を満たすが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たさない場合には、制御部２００は、ステップＳ２６０に移行する。なお、制御部２００は、ステップＳ２１０の判定を行わないものとして、１パルス制御をおこなっても差し支えない。
【００３３】
ステップＳ２３０では、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを変更するか否かを判断する。例えば、三相電動機３０の回転数が大きく変わった場合には、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを変更する。三角波ｆｃのパルス数ｍを変更する場合には、制御部２００は、処理をステップＳ２４０に移行し、変更しない場合は、ステップＳ２５０に移行する。
【００３４】
ステップＳ２４０では、制御部２００は、変更後の三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たすか否かを判断する。満たす場合は、変更前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が、１２の自然数倍となっている。かかる場合には、制御部２００は、ステップＳ２５０に移行する。一方、変更後の三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たさない場合には、変更前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差は、６の自然数倍であるが、１２の自然数倍でない。かかる場合には、制御部２００は、処理をステップＳ２６０に移行する。
【００３５】
ステップＳ２５０では、制御部２００は、三角波ｆｃの波形を第１の波形とする。ステップＳ２６０では、制御部２００は、三角波ｆｃを変更する。例えば、制御部２００は、三角波ｆｃの波形を第１の波形から、三角波ｆｃの電圧のＶｆｃプラス・マイナスを反転させた波形または、位相をπシフトさせた波形に切り換える。すなわち、制御部２００は、三角波ｆｃの波形を、位相が０の時に三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが上限値である山となり、位相がπの時に、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが下限値である谷となる波形に切り換える。この波形を第２の波形と呼ぶ。
【００３６】
図５は、低変調のパルス幅制御を示す説明図である。低変調のパルス幅制御は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が三角波ｆｃの電圧ｆｃの上限値ＶＨと下限値ＶＬの間の電圧範囲内の値を取る場合に実行される制御である。パルス幅制御における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、例えば正弦波である。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の上限値は、三角波ｆｃの電圧の上限値ＶＨ以下であり、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の下限値は、三角波ｆｃの電圧の下限値ＶＬ以上である。ここで、三角波ｆｃの電圧の上限値ＶＨの絶対値と、下限値ＶＬの絶対値は、同じ値であり、上限値ＶＨの符号がプラスであり、下限値ＶＬの間の符号はマイナスである。
【００３７】
三角波ｆｃの電圧をＶｆｃとすると、駆動信号生成部１５０は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＞Ｖｆｃとなっている時に、プラス側にパルス状の駆動信号Ｖｕｖｗを生成し、このプラス側の駆動信号Ｖｕｖｗは、上アームのスイッチ回路をオンさせる。また、駆動信号生成部１５０は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＜Ｖｆｃとなっている時に、マイナス側にパルス状の駆動信号Ｖｕｖｗを生成し、このマイナス側の駆動信号Ｖｕｖｗは、下アームのスイッチ回路をオンさせる。このとき、例えば、上アームのスイッチ回路Ｓｕｐがオンするときには、組み合わせのペアとなる下アームのスイッチ回路Ｓｕｎはオンされない。代わりに、下アームのスイッチ回路Ｓｖｎまたはスイッチ回路Ｓｗｎがオンにされる。パルス幅制御では、図５に示す様に、電気角２πの間に、三角波ｆｃのパルス数ｍと同じ数のプラス側のパルスとマイナス側のパルスを有する駆動信号Ｖｕｖｗが生成される。
【００３８】
図６は、１パルス制御を示す説明図である。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの電圧範囲（ＶＬ〜ＶＨ）を超える揚合に実行される制御である。１パルス制御では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、例えば矩形波である。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃとを比較して駆動信号Ｖｕｖｗを生成する点は、パルス幅制御と共通する。
【００３９】
図６に示す第１実施形態では、三角波ｆｃの波形は、第１の波形であり、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが下限値ＶＬとなる谷である点Ｐ１までの位相では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨを越えている。本実施形態において、位相という場合は、特に断りが無い場合、電気角での位相を意味する。位相が、点Ｐ１から、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが上限値ＶＨとなる次の山である点Ｐ２までの間では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、ゼロとなる。ここで、点Ｐ１と点Ｐ２の中間の点Ｐ３で、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃは交差する。このとき、点Ｐ１から点Ｐ２までの間、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の電圧はゼロであり、点Ｐ３では、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃもゼロである。すなわち、点Ｐ３で電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃは、零クロスする。すなわち、零クロスとは、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の電圧と三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃがともにゼロの状態で交差することを意味する。このように、制御部２００は、位相が点Ｐ１から三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが上限値ＶＨとなる次の山である点Ｐ２までの間において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を０とすることで、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃが交差する点Ｐ３では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃは、ゼロとなり、零クロスが実現できる。点Ｐ２の位相で、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、三角波ｆｃの下限値ＶＬ未満となる。
【００４０】
位相が、点Ｐ２以降、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが上限値ＶＨとなる山である点Ｐ４までの間では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの下限値ＶＬ未満である。位相が点Ｐ４から三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが下限値ＶＬとなる次の谷である点Ｐ５までの間では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、ゼロとなる。ここで、点Ｐ４と点Ｐ５の中間の点Ｐ６で、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃは交差する。このとき、点Ｐ４から点Ｐ５までの間、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の電圧はゼロであり、点Ｐ６では、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃもゼロである。すなわち、点Ｐ６で電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃは、零クロスする。このように、制御部２００は、位相が点Ｐ４から三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃが下限値ＶＬとなる次の谷である点Ｐ５までの間において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を０とすることで、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃが交差する点Ｐ６では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃ値は、ゼロとなり、零クロスが実現できる。点Ｐ５の位相で、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨを越える。
【００４１】
電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃとを比較すると、零クロス点である点Ｐ３までの位相では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＞Ｖｆｃであるので、プラス側に駆動信号Ｖｕｖｗが生成される。点Ｐ３から次の零クロス点である点Ｐ６までの間は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＜三角波ｆｃであるので、マイナス側に駆動信号Ｖｕｖｗが生成される。点Ｐ６以降の位相では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＞Ｖｆｃであるので、プラス側に駆動信号Ｖｕｖｗが生成される。ここで、点Ｐ３と点Ｐ６の間の位相差は、電気角でπである。説明は省略するが、点Ｐ６から次の零クロス点までの位相差も電気角でπとなる。このように、１パルス制御では、点Ｐ３と点Ｐ６で零クロスさせることで、連続して電気角でπの期間、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＞Ｖｆｃとなる状態と、連続して電気角でπの期間、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊＜Ｖｆｃとなる状態を交互に繰り返すことが可能となる。そして、電気角２πの間に、プラスの駆動信号Ｖｕｖｗとマイナスの駆動信号Ｖｕｖｗが、複数ではなく、それぞれ１つのパルスとして生成される。
【００４２】
第１実施形態では、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃとを比較して駆動信号Ｖｕｖｗを生成するパルス幅制御を実行するとともに、１パルス制御において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊として、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの電圧範囲（ＶＬ〜ＶＨ）を超える電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を発生させるように、指令値出力部１２０とキャリア生成部１４０の動作を制御することで、パルス幅制御から１パルス制御まで、変調方式を切り換える必要がない。すなわち、共通の構成で、パルス幅制御と、１パルス制御の両方の制御を実現できる。
【００４３】
第１実施形態では、制御部２００は、１パルス制御において、指令値出力部１２０に、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの電圧範囲（ＶＬ〜ＶＨ）を超える上限値と下限値との間で切り換えさせるときに、三角波ｆｃの谷または山の一方（点Ｐ１、またはＰ４）と、次の山または谷の他方（点Ｐ２、またはＰ５）と間、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を０とする期間を有する切換時制御を実行する。この結果、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の切り換え中に電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃとが零クロスする点が点Ｐ３または点Ｐ６のみの１点となる。その結果、無駄なスイッチングを回避できる。なお、制御部２００は、指令値出力部１２０に、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの電圧範囲（ＶＬ〜ＶＨ）を超える上限値と下限値との間で切り換えさせるように制御するとき、三角波ｆｃの谷または山の一方（例えば点Ｐ１）と、次の谷（点Ｐ７）と間で電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を切り換えさせてもよい。ＰＷＭ駆動から１パルス駆動まで、変調方式の切り換えが不要となり、シンプルな構成で制御を実現できる効果は共通する。
【００４４】
第１実施形態では、制御部２００は、三角波ｆｃの谷（点Ｐ１）から次の山（点Ｐ２）の間、及び、三角波ｆｃの山（点Ｐ４）から次の谷（点Ｐ５）の間で、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を０とするように、指令値出力部１２０を制御している。制御部２００は、指令値出力部１２０に対し、点Ｐ３及び点Ｐ６を含む期間で、それぞれ１回のみ三角波ｆｃと零クロスするように、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が０となる区間を設定させても良い。ＰＷＭ駆動から１パルス駆動まで、変調方式の切り換えが不要となり、シンプルな構成で制御を実現できる効果は共通する。なお、第１実施形態では、制御部２００は、三角波ｆｃの谷（点Ｐ１）から次の山（点Ｐ２）の間、及び、三角波ｆｃの山（点Ｐ４）から次の谷（点Ｐ５）の間で、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を０とするように、指令値出力部１２０を制御しているが、制御部２００は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を完全にゼロとしなくてもよい。
【００４５】
第１実施形態では、制御部２００は、１パルス制御において、指令値出力部１２０に電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を上限値から下限値に下げさせるときには、三角波ｆｃの電圧が上昇する間に電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃとを零クロスさせる。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を下限値から上限値に上げさせるときには、三角波ｆｃの電圧が下降する間に電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃとを零クロスさせるように、制御する。すなわち、零クロス点において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きは逆方向である。ここで、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、一定期間ゼロとなるが、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと言う場合には、一定期間のゼロの前後を含めて定義する。すなわち、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊がプラスの値からゼロを経由してマイナスの値になる場合には、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化は「電圧が下がる向き」であり、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊がマイナスの値からゼロを経由してプラスの値になる場合には、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化は「電圧が上がる向き」である。制御部２００がこのように電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが逆方向となるように制御すれば、無駄なスイッチングを回避できる。
【００４６】
・第２実施形態：
図７は、第２実施形態における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃと、駆動信号Ｖｕｖｗとを示す説明図である。図７では、三角波ｆｃの波形を第１の波形としている。第１の波形の場合、位相が、０、π、２π・・・ｎπ（ｎは自然数）において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の符号と、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの符号が逆のため、位相が、０、π、２π・・・ｎπ（ｎは自然数）で駆動信号Ｖｕｖｗが２つのパルスに分割されない。
【００４７】
電動機制御装置１０は、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えて三相電動機３０を制御できる。制御部２００は、キャリア生成部１４０に、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えさせることで、三角波ｆｃのパルス数ｍの切り換えを実行する。三角波ｆｃのパルス数ｍは、上述したように、３＊（２ｎ＋１）である（ｎは０以上の整数）。図７では、三角波ｆｃのパルス数ｍが、９、１５、２１の場合を示している。
【００４８】
制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えるときに、キャリア生成部１４０に、切り換え前後の各相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の三角波ｆｃの山または谷が一致するタイミングでパルス数ｍを切り換えさせる。図７に示す例では、位相が、０、π／３、２π／３、π、４π／３、５π／３、２πの時には、三角波ｆｃのパルス数ｍが９、１５、２１のいずれであっても、三角波ｆｃのパルスは、山が一致し、あるいは、谷が一致する。従って、制御部２００は、位相が０、π／３、２π／３、π、４π／３、５π／３、２πの時にパルス数ｍを切り換えれば、切り換え前後の三角波ｆｃの山又は谷を一致させることができる。制御部２００がキャリア生成部１４０に対して、三角波ｆｃの位相が、０、π／３、２π／３、π、４π／３、５π／３、２πとなるタイミングで三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えさせると、各相とも電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が変化しないタイミングで三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えることができる。
【００４９】
図７からから分かるように、１パルス制御において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が上限値から下限値に下がるときの中心である点Ｐ３の位相は、π／２であり、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換え可能な位相π／３と、２π／３のちょうど中間である。また、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が下限値から上限値に上がるときの中心である点Ｐ６の位相は、３π／２であり、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換え可能な位相４π／３と、５π／３のちょうど中間である。制御部２００は、指令値出力部１２０とキャリア生成部１４０に対し、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換え可能な位相の中間の位相で電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃとが零クロスするように、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と三角波ｆｃとを生成させる。こうすれば、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍの切り換えの影響を受けにくいタイミングで電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を変化させることができ、逆に、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が変化しないタイミングで三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えることができる。また、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の値が最大値の中心をとるとき（位相０、２πのとき）に三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃを下限値ＶＬとし、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の値が最小値の中心をとるとき（位相πのとき）に三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃを上限値ＶＨとするので、位相０、π、２πのときに、確実に駆動信号Ｖｕｖｗのパルスを発生させることができる。
【００５０】
図７に示す例では、三角波ｆｃの波形を第１の波形としているため、三角波ｆｃのパルス数ｍが１５の時に、大きな１パルスの両側に１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが生じている。ここで、１５は、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たさない。一方、三角波ｆｃのパルス数ｍが９あるいは２１の場合には、このような１パルスよりも細いパルス信号ｐｓは生じていない。ここで、９、２１は、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たす。
【００５１】
三角波ｆｃのパルス数ｍが１５の場合と、三角波ｆｃのパルス数ｍが９あるいは２１の場合と、を比較すると、以下の相違があることがわかる。すなわち、三角波ｆｃのパルス数ｍが９あるいは２１の場合、すなわち、三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たす場合、零クロス点、すなわち点Ｐ３あるいは点Ｐ６において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きは、逆方向である。これに対し、三角波ｆｃのパルス数ｍが１５の場合、すなわち、三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たさない場合、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きは、同方向である。零クロス点において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが逆方向の場合には、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが発生せず、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが同方向の場合には、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが発生することがわかる。
【００５２】
以上のことから、三角波ｆｃのパルス数ｍが１５のような、三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たさない場合には、制御部２００は、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃのプラス・マイナスを反転させる、あるいは、三角波ｆｃの位相をπだけシフトさせる。こうすれば、制御部２００は、三角波ｆｃの波形を第１の波形から、電圧Ｖｆｃのプラス・マイナスを反転させて第２の波形とすることができる。その結果、零クロス点における三角波ｆｃの電圧の変化の向きを逆にすることができ、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きを逆方向にできる。その結果、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍが１５のような、三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たさない場合であっても、１パルスの両側の１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。
【００５３】
・第３実施形態：
図８は、第３実施形態における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃと、駆動信号Ｖｕｖｗとを示す説明図である。第３実施形態では、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを９から２１に切り換える。切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍであるは、それぞれ９、２１であり、いずれも、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たしている。従って、第３実施形態は、図４のステップＳ２４０で、「Ｙｅｓ」の場合の例である。このときの切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差は１２である。第３実施形態では、三角波ｆｃのパルス数ｍの切り換え前も、切り換え後も、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが生じていない。このように、制御部２００が三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えさせる場合には、例えば、９から２１に変えるように、切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が１２の自然数倍となるように三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える。こうすれば、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える前も、切り換えた後も、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きとが逆方向である状態を維持でき、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。
【００５４】
・第４実施形態：
図９は、第４実施形態における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃと、駆動信号Ｖｕｖｗとを示す説明図である。第４実施形態では、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを９から１５に切り換える。切り換え前の三角波ｆｃのパルス数ｍは９であり、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たしているが、切り換え後の三角波ｆｃのパルス数ｍは、１５であり、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たしていない。従って、第４実施形態は、図４のステップＳ２４０で、「Ｎｏ」の場合の例である。三角波ｆｃのパルス数ｍを９から１５に切り換えたときに、制御部２００が、三角波ｆｃの波形を第１の波形のまま維持させると、位相が３π／２の前後に、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが生じる。制御部２００が三角波ｆｃのパルス数ｍを９から１５に切り換えるときの三角波ｆｃのパルス数ｍの差は、６である。ここで、６は、６の自然数倍であるが、１２の自然数倍ではない。このように、制御部２００が、切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が、６の自然数倍であるが、１２の自然数倍でないように三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える場合、位相が３π／２の前後に、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが生じる。第４実施形態は、制御部２００が、三角波ｆｃのパルス数ｍを、切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が、６の自然数倍であるが、１２の整数でないようなパルス数ｍに切り換える場合に、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓを生じさせない切り換えを提供する。
【００５５】
第４実施形態では、制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを９から１５に切り換える場合に、切り換え後の三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃのプラス・マイナスを反転させる、あるいは、三角波ｆｃの位相をπだけシフトさせる。すなわち、三角波ｆｃの波形を第１の波形から第２の波形に切り換える。こうすれば、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える前も切り換えた後も、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きを逆方向にできる。その結果、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。
【００５６】
制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える場合、切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が６の自然数倍であるが、１２の自然数倍でない場合、制御部２００は、切り換え後の三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃのプラス・マイナスを反転させる、あるいは、切り換え後の三角波ｆｃの位相をπだけシフトさせる。こうすれば、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える前も、切り換えた後も、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きとが逆方向である状態を維持でき、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。
【００５７】
・第５実施形態：
図１０は、第５実施形態における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃと、駆動信号Ｖｕｖｗとを示す説明図である。第５実施形態は、図４のステップＳ２６０の処理を示す。図１０に示す例では、切り換え前の三角波ｆｃのパルス数ｍは、１５であり、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たしていない。従って、第５実施形態では、制御部２００が三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える前の零クロス点Ｐ３において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが同方向の場合の実施形態である。第５実施形態は、この場合、制御部２００が、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える前においては、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓが発生している。この場合、制御部２００は、図４のステップＳ２６０の処理として、以下の３つの方法を採用可能である。
【００５８】
（１）制御部２００は、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換える場合、キャリア生成部１４０に対し、切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が６の自然数であるが、１２の自然数倍でないような三角波ｆｃのパルス数ｍに切り換えさせる。例えば、制御部２００は、図１０に示す様に、切り換え後の三角波ｆｃのパルス数ｍが、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たす数、例えば９に切り換える。こうすれば、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えた後、切り換え後の三角波ｆｃのパルス数１５は、６ｎ＋３（ｎは奇数）を満たし、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが逆方向となるので、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。図１０に示す例では、切り換え前の三角波ｆｃのパルス数ｍは、１５であり、切り換え後の三角波ｆｃのパルス数ｍは、９と、三角波ｆｃのパルス数ｍを減少させているが、切り換え後の三角波ｆｃのパルス数ｍを２１とするように、三角波ｆｃのパルス数ｍを増加させてもよい。
【００５９】
（２）制御部２００は、切り換え前後の三角波ｆｃのパルス数ｍの差が１２の自然数倍である三角波ｆｃのパルス数ｍに切り換えさせ、かつ、三角波ｆｃのパルス数ｍの切り換え後の三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃのプラス・マイナスを反転させる、あるいは、切り換え後の三角波ｆｃの位相をπだけシフトさせる。こうすれば、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えた後、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが逆方向となるので、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。
【００６０】
（３）制御部２００は、パルス数ｍを切り換え可能なタイミングで、三角波ｆｃのパルス数ｍを切り換えずに、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃのプラス・マイナスを反転させる、あるいは、三角波ｆｃの位相をπだけシフトさせる。こうすれば、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きと、三角波ｆｃの電圧の変化の向きが逆方向となるようにできるので、以降、１パルスよりも細いパルス信号ｐｓの発生を抑制できる。
【００６１】
・第６実施形態：
図１１、図１２は、第６実施形態における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃと、駆動信号Ｖｕｖｗとを示す説明図である。図１１と図１２の違いは、図１１では、三角波ｆｃが第２の波形であり、図１２では、三角波ｆｃが第１の波形である点である。第６実施形態は、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の大きさが、三角波ｆｃの上限値ＶＨと下限値ＶＬの範囲内である場合であり、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が低変調率である場合を示している。すなわち、第６実施形態は、パルス幅制御の一例を示している。なお、制御部２００が、第６実施形態において、１パルス制御を実行する場合には、第１実施形態から第５実施形態のいずれかの実施形態を採用する。パルス幅制御の場合、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は正弦波であるので、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が最大値となる位相は、０、２πであり、最小値となる位相は、πである。そして、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、位相π／２、３π／２で零となる。三角波ｆｃは、第１の波形、第２の波形のいずれであっても、位相がπ／２、３π／２のときにゼロとなる。したがって、三角波ｆｃと電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊とは位相がπ／２、３π／２のときに零クロスする。図１１と図１２の違いは、図１１では、三角波ｆｃと電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊とが零クロスする点で三角波ｆｃの電圧の変化の向きと、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きが同方向であるが、図１２では、三角波ｆｃと電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊とが零クロスする点で三角波ｆｃの電圧の変化の向きと、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きが逆方向である点である。図１１、図１２のいずれの場合も、電気角２π中の三角波ｆｃのパルス数ｍは、３の奇数倍、すなわち、３、９、１５、２１・・・である。
【００６２】
指令値Ｖｕｖｗ＊＊が低変調率であるパルス幅制御の場合には、指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃとが零クロスする点で、三角波ｆｃの電圧の変化の向きと、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きが、同方向、逆方向のいずれであってもよい。すなわち、制御部２００は、指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃとが零クロスする点で、三角波ｆｃの電圧の変化の向きと、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きが、同方向、逆方向のいずれであっても、電気角２π中の三角波ｆｃのパルス数ｍを、３の奇数倍とすることで、適切な駆動信号Ｖｕｖｗを生成することができる。このように構成すれば、制御部２００は、パルス幅制御において、三角波ｆｃの電圧の変化の向きと、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の変化の向きが、同方向であるか、逆方向であるかを考慮しなくても良いので、制御がシンプルかつ容易となる。また、１パルス制御もパルス幅制御も、同一の構成で実現できる。
【００６３】
・第７実施形態：
図１３は、第７実施形態における電圧指令値Ｖｕｖｗ＊と、振幅補償後の電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と、三角波ｆｃとを示す説明図である。第７実施形態では、振幅補償器１３０の役割を説明する。電圧指令値Ｖｕｖｗ＊が、三角波ｆｃの振幅を越えるような、過変調領域から１パルス領域においては、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊と、駆動信号Ｖｕｖｗとが、線形関係に無く、非線形となる。振幅補償器１３０は、過変調領域から１パルス領域において、変調率指令ｍ＊を用いて、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊を拡大し、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊を生成する。駆動信号生成部１５０は、三角波ｆｃと振幅補償後の電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊と比較して、駆動信号Ｖｕｖｗを生成する。その結果、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊と、駆動信号Ｖｕｖｗとの間の関係を、非線形から線形に近づくように補償できる。なお、パルス幅制御のような、低変調領域では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊を増大させる必要は無く、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊と、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は同じ大きさであってもよい。なお、図１３では、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊は、正弦波を振幅方向に拡大した波形となっているが、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの上限値ＶＨよりも高い上限値及び、三角波ｆｃの電圧Ｖｆｃの下限値ＶＬの間よりも低い下限値を設けても良い。こうすれば、過変調領域において、電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊の波形を矩形波に近づけることができる。
【００６４】
・第８実施形態：
図１４、図１５は、パルス数ｍが１５の三角波ｆｃの波形と電気角との関係を示す説明図である。図１４と図１５の違いは、図１４では、三角波ｆｃの波形が第１の波形であり、図１５では、三角波ｆｃの波形が第２の波形である点が異なる。制御部２００は、例えば、第１の波形のときにフラグを立てることで、三角波ｆｃの波形が第１の波形か、第２の波形かを判別できる。
【００６５】
図１４に示す例では、三角波ｆｃの位相が、以下のいずれかの場合に、三角波ｆｃの電圧は上昇する。なお、図１４及び以下に示す範囲の表記では、比較を容易にするため、分数を約分していない。
・０〜π／９、
・２π／９〜３π／９、
・４π／９〜５π／９、
・６π／９〜７π／９、
・８π／９〜９π／９、
・１０π／９〜１１π／９、
・１２π／９〜１３π／９、
・１４π／９〜１５π／９、
・１６π／９〜１７π／９。
すなわち、位相が（２ｐ）π／ｍ〜（２ｐ＋１）π／ｍのときに三角波ｆｃは下降する。ここでｍは電気角２π中の三角波ｆｃのパルス数であり、ｐは０以上の整数である。
【００６６】
図１４に示す例では、三角波ｆｃの位相が、以下のいずれかの場合に、三角波ｆｃの電圧は下降する。
・π／９〜２π／９、
・３π／９〜４π／９、
・５π／９〜６π／９、
・７π／９〜８π／９、
・９π／９〜１０π／９、
・１１π／９〜１２π／９、
・１３π／９〜１４π／９、
・１５π／９〜１６π／９、
・１７π／９〜１８π／９。
すなわち、位相が（２ｑ−１）π／ｍ〜（２ｑ）π／ｍのときに三角波ｆｃは下降する。ここでｍは電気角２π中の三角波ｆｃのパルス数であり、ｑは１以上の整数である。
【００６７】
また、図１５に示す例では、三角波ｆｃの位相が、以下のいずれかの場合に、三角波ｆｃの電圧は上昇する。図１５及び以下に示す範囲の表記では、比較を容易にするため、分数を約分していない。
・π／９〜２π／９、
・３π／９〜４π／９、
・５π／９〜６π／９、
・７π／９〜８π／９、
・９π／９〜１０π／９、
・１１π／９〜１２π／９、
・１３π／９〜１４π／９、
・１５π／９〜１６π／９、
・１７π／９〜１８π／９。
すなわち、位相が（２ｑ−１）π／ｍ〜（２ｑ）π／ｍのときに三角波ｆｃは上昇する。ここでｍは電気角２π中の三角波ｆｃのパルス数であり、ｑは１以上の整数である。
【００６８】
図１５に示す例では、三角波ｆｃの位相が、以下のいずれかの場合に、三角波ｆｃの電圧は下降する。
・０〜π／９、
・２π／９〜３π／９、
・４π／９〜５π／９、
・６π／９〜７π／９、
・８π／９〜９π／９、
・１０π／９〜１１π／９、
・１２π／９〜１３π／９、
・１４π／９〜１５π／９、
・１６π／９〜１７π／９。
すなわち、位相が（２ｐ）π／ｍ〜（２ｐ＋１）π／ｍのときに三角波ｆｃは上昇する。ここでｍは電気角２π中の三角波ｆｃのパルス数であり、ｐは０以上の整数である。
【００６９】
このように、制御部２００は、三角波ｆｃと電圧指令値Ｖｕｖｗ＊＊が零クロスする点の位相は、π／２と、３π／２である。したがって、制御部２００は、基準からの位相と、前記電圧指令値と、フラグを用いることで、零クロス点において、三角波ｆｃの電圧が上昇するか、下降するかを容易に判断できる。なお、第８実施形態で説明した三角波ｆｃの電圧が上昇するか、下降するかの判断の手法は、第１実施形態から第７実施形態においても採用可能である。
【００７０】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…電動機制御装置、２０…３相インバータ、３０…三相電動機、３１ｕ…ｕ相用コイル、３１ｖ…ｖ相用コイル、３１ｗ…ｗ相用コイル、３２…ローター、４０…角速度センサ、１００…目標値設定部、１１０…電圧変換部、１２０…指令値出力部、１３０…振幅補償器、１４０…キャリア生成部、１５０…駆動信号生成部、１６０…座標変換部、１７０…機械角・電気角変換部、１８０…すべり周波数演算部、１８５…加算器、１９０…積分器、２００…制御部、Ｍ…中性点、Ｐ１〜Ｐ８…点、Ｓｕｍ…中間ノード、Ｓｖｍ…中間ノード、Ｓｗｍ…中間ノード、Ｓｕｎ…スイッチ回路、Ｓｕｐ…スイッチ回路、Ｓｖｎ…スイッチ回路、Ｓｖｐ…スイッチ回路、Ｓｗｎ…スイッチ回路、Ｓｗｐ…スイッチ回路、ＶＨ…三角波の電圧の上限値、ＶＬ…三角波の電圧の下限値、ｆｃ…三角波、ｍ…パルス数、ｉｄｑ…ｄｑ軸電流、ｉｄｑ＊…ｄｑ軸電流指令、ｉｕｖｗ…電流、ｐｓ…１パルスよりも細いパルス信号、Ｖｄｑ…ｄｑ軸電圧指令、Ｖｕｖｗ…駆動信号、Ｖｕｖｗ＊…電圧指令値、Ｖｕｖｗ＊＊…振幅補償後の電圧指令値、ＭＡＸ（Ｖｕｖｗ＊）…電圧指令値Ｖｕｖｗ＊の最大値、ｍ＊…変調率指令、ωｒｅ…電気角周波数、ωｒｍ…機械角周波数、ωｓ…すべり角周波数、    θｖ…電圧位相、θｒ…磁束位相
【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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