(57)【要約】【課題】本発明は、相電流の補正精度を高めることができる電流検出装置、及び電流検出装置を備える回転電機の制御装置を提供する。【解決手段】電流検出装置は、第１電流検出部、第２電流検出部及び補正部を備えている。第１電流検出部は、上アームスイッチから回転電機の巻線を介して下アームスイッチに至るまでの少なくとも２相分の経路上のそれぞれに流れる電流を検出する。第２電流検出部は、母線に流れる電流を検出する。補正部は、第１，第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる期間において同時に検出された第１，第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得し、取得した第１，第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを振幅が揃うように補正する。【選択図】      図８
2019080465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上アームスイッチ（Ｓｕｐ〜Ｓｗｐ）及び下アームスイッチ（Ｓｕｎ〜Ｓｗｎ）の直列接続体を複数有してかつ直流電源（２１）と母線（Ｌｐ，Ｌｎ１，Ｌｎ２）を介して接続されたインバータ（２０）と、前記インバータに接続された回転電機（１０）と、を備えるシステムに適用される電流検出装置において、
前記上アームスイッチから前記回転電機の巻線（１１Ｕ〜１１Ｗ）を介して前記下アームスイッチに至るまでの少なくとも２相分の経路上のそれぞれに流れる電流を検出する第１電流検出部（４１）と、
前記母線に流れる電流を検出する第２電流検出部（４３）と、
前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の前記巻線に流れる相電流となる期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得し、取得した前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、前記第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを振幅が揃うように補正する補正部（４１，４４，４５）と、を備える電流検出装置。
【請求項２】
少なくとも２相分の前記下アームスイッチ又は前記上アームスイッチを検出スイッチとする場合、前記第１電流検出部は、前記各検出スイッチのオン期間における前記各検出スイッチの入出力端子間の電位差に基づいて、少なくとも２相分の相電流を検出し、
前記補正部は、前記各検出スイッチのうち１相分の検出スイッチのみがオンされる期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得する請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記補正部は、取得した前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、前記第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流それぞれの振幅を揃えるための補正ゲインを算出し、算出した前記補正ゲインを前記第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流に乗算することにより、少なくとも２相分の相電流のそれぞれを補正し、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記検出スイッチの温度を推定する温度推定部を備える請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記補正部は、取得した前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、前記第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを変動中心からのオフセット分を０にするようにさらに補正する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電流検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流検出装置を備える回転電機の制御装置（３０）において、
前記補正部により補正された少なくとも２相分の相電流に基づいて、前記回転電機の制御量をその指令値に制御すべく前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを操作するスイッチ操作部（３１〜３９）を備える回転電機の制御装置。
【請求項６】
前記スイッチ操作部は、前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の前記巻線に流れる相電流となる期間において前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれにより検出される電流範囲が拡大するように、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの操作状態を一時的に変更する請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
前記スイッチ操作部は、前記巻線の印加電圧に対する前記巻線に流れる相電流の位相を前記電流範囲が拡大する側に一時的にずらすように、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの操作状態を一時的に変更する請求項６に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
前記スイッチ操作部は、前記回転電機の制御量を前記指令値に制御するために要求される前記巻線に印加する有効電圧ベクトルを、前記電流範囲を拡大できる他の有効電圧ベクトルに一時的に変更するように、前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチの操作状態を一時的に変更する請求項６に記載の回転電機の制御装置。
【請求項９】
前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の前記巻線に流れる相電流となる期間のうち、前記補正部において相電流の補正に用いられる前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部の電流検出開始タイミングから、前記検出スイッチの温度上昇に伴うオン抵抗の増加量が、前記検出スイッチがオンに切り替えられたタイミングにおけるオン抵抗の１０％となるまでの期間を規定期間とする場合、前記補正部は、前記規定期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得する請求項５〜８のいずれか１項に記載の電流検出装置。
【請求項１０】
前記スイッチ操作部は、前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の前記巻線に流れる相電流となる期間が前記規定期間を超えると判定した場合、前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれによる電流検出期間を前記規定期間以下の期間に短縮する請求項９に記載の電流検出装置。
【請求項１１】
前記補正部は、前記巻線に印加される電圧ベクトルが有効電圧ベクトルとされる期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得し、取得した前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、前記巻線に印加される電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルとされる期間の中央タイミングで前記第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを振幅が揃うように補正する請求項５〜１０のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１２】
前記補正部は、前記巻線に印加される電圧ベクトルが有効電圧ベクトルとされる期間でのうち、前記電圧ベクトルの切り替えに伴い発生する電流のリンギングが収束するタイミング以降において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得する請求項１１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１３】
前記スイッチ操作部は、
前記回転電機の電気角１２０°毎に相ごとに、前記上アームスイッチのオフ操作固定及び前記下アームスイッチのオン操作固定を順次行いつつ、操作状態が固定された相以外の２相を構成する前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを指令信号及び三角波信号の大小比較に基づくパルス幅変調によりオンオフ操作する第１の２相変調処理、
及び、前記回転電機の電気角１２０°毎に相ごとに、前記上アームスイッチのオン操作固定及び前記下アームスイッチのオフ操作固定を順次行いつつ、操作状態が固定された相以外の２相を構成する前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチを前記指令信号及び前記三角波信号の大小比較に基づくパルス幅変調によりオンオフ操作する第２の２相変調処理のうち、少なくとも一方の２相変調処理を行い、
前記補正部は、前記巻線に印加される電圧ベクトルが有効電圧ベクトルとされる期間のうち、前記三角波信号が極値となるタイミングにおいて同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得する請求項１２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１４】
前記スイッチ操作部は、前記第１の２相変調処理と前記第２の２相変調処理と交互に行い、
前記補正部は、前記第１の２相変調処理が行われている場合、前記巻線に印加される電圧ベクトルが有効電圧ベクトルかつ偶数電圧ベクトルとされる期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得し、前記第２の２相変調処理が行われている場合、前記巻線に印加される電圧ベクトルが有効電圧ベクトルかつ奇数電圧ベクトルとされる期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得する請求項１３に記載の回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出装置、及び電流検出装置を備える回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に見られるように、直流電源と母線を介して接続されたインバータと、インバータに接続された回転電機とを備えるシステムに適用される電流検出装置が知られている。電流検出装置は、アーム電流検出部、母線電流検出部及び振幅補正部を備えている。アーム電流検出部は、インバータの上，下アームスイッチのいずれかであってかつ少なくとも２相分の検出用スイッチの入出力端子間の電位差に基づいて、回転電機に流れる少なくとも２相分の相電流を検出する。母線電流検出部は、母線に流れる母線電流のピーク値を相電流のピーク値として検出する。振幅補正部は、母線電流検出部により検出された相電流のピーク値に、アーム電流検出部により検出された相電流のピーク値が一致するように、アーム電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを補正する。これにより、少なくとも２相分の相電流それぞれの振幅を揃えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電流検出装置では、母線電流検出部によるピーク値の検出タイミングと、アーム電流検出部によるピーク値の検出タイミングとがずれている。この場合、相電流の補正精度が低下し得る。具体的には、例えば、母線電流検出部の検出タイミングにおいて相電流に含まれるリップル成分と、アーム電流検出部の検出タイミングにおいて相電流に含まれるリップル成分とが異なることに起因して、相電流の補正精度が低下し得る。
【０００５】
本発明は、相電流の補正精度を高めることができる電流検出装置、及び電流検出装置を備える回転電機の制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上アームスイッチ及び下アームスイッチの直列接続体を複数有してかつ直流電源と母線を介して接続されたインバータと、前記インバータに接続された回転電機と、を備えるシステムに適用される電流検出装置において、前記上アームスイッチから前記回転電機の巻線を介して前記下アームスイッチに至るまでの少なくとも２相分の経路上のそれぞれに流れる電流を検出する第１電流検出部と、前記母線に流れる電流を検出する第２電流検出部と、前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の前記巻線に流れる相電流となる期間において同時に検出された前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得し、取得した前記第１電流検出部及び前記第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、前記第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを振幅が揃うように補正する補正部と、を備える。
【０００７】
本発明の補正部は、第１，第２電流検出部それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる期間において同時に検出された第１，第２電流検出部それぞれの電流検出値を取得する。補正部は、取得した第１，第２電流検出部それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、第１電流検出部により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれを振幅が揃うように補正する。同時に検出された複数組の電流によれば、電流検出タイミングのずれが相電流の補正精度に及ぼす影響を抑制できる。このため、本発明によれば、相電流の補正精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成を示す図。
【図２】電圧ベクトル、母線電流及び相電流の関係を示す図。
【図３】キャリア信号及びベクトルパターン等の推移を示すタイムチャート。
【図４】制御用電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図５】第０電圧ベクトルの長さ及び変調率の関係を示す図。
【図６】制御用電流の検出タイミングの一例を示すタイムチャート。
【図７】第１，第３，第５電圧ベクトルの長さ及び変調率の関係を示す図。
【図８】補正用電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図９】第２，第４，第６電圧ベクトルの長さ及び変調率の関係を示す図。
【図１０】補正値算出処理の手順を示すフローチャート。
【図１１】補正ゲイン及びオフセット補正値の算出手法を示す図。
【図１２】補正処理の手順を示すフローチャート。
【図１３】補正前後の相電流の推移を示すタイムチャート。
【図１４】リンギングが母線電流に及ぼす影響を示す図。
【図１５】第２実施形態に係る２相変調処理を示す図。
【図１６】電流検出タイミングの一例を示すタイムチャート。
【図１７】補正用電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図１８】第２実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成を示す図。
【図１９】電圧ベクトル、母線電流及び相電流の関係を示す図。
【図２０】第３実施形態に係る２相変調処理を示す図。
【図２１】電流検出タイミングの一例を示すタイムチャート。
【図２２】制御用電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図２３】補正用電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図２４】第４実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成を示す図。
【図２５】２相変調の切替処理の手順を示すフローチャート。
【図２６】第５実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成を示す図。
【図２７】第６実施形態に係る回転電機の制御システムの全体構成を示す図。
【図２８】補正用電流検出処理の手順を示すフローチャート。
【図２９】第７実施形態に係る電流範囲の拡大手法を示す図。
【図３０】第８実施形態に係る電流範囲の拡大手法を示す図。
【図３１】第９実施形態に係るスイッチの温度推定処理の手順を示すフローチャート。
【図３２】第１１実施形態に係る電流検出期間の短縮処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る電流検出装置及びそれを備える回転電機の制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示すように、制御システムは、回転電機１０、インバータ２０、及び回転電機１０を制御対象とする制御装置３０を備えている。本実施形態では、回転電機１０として、３相の同期機が用いられている。同期機は、例えば永久磁石同期機である。なお、本実施形態において、回転電機１０は車載補機を駆動するために用いられている。車載補機としては、例えば、ラジエータファンや、エアコンのブロワ、ウォーターポンプが挙げられる。
【００１１】
インバータ２０は、上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐと下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎとの直列接続体を相数分（３相分）備えている。Ｕ相上，下アームスイッチＳｕｐ，Ｓｕｎの接続点には、バスバー等のＵ相導電部材２４Ｕを介して、回転電機１０のＵ相巻線１１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上，下アームスイッチＳｖｐ，Ｓｖｎの接続点には、バスバー等のＶ相導電部材２４Ｖを介して、回転電機１０のＶ相巻線１１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上，下アームスイッチＳｗｐ，Ｓｗｎの接続点には、バスバー等のＷ相導電部材２４Ｗを介して、回転電機１０のＷ相巻線１１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相巻線１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの第２端同士は、中性点で接続されている。本実施形態では、各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、より具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎには、図示しないボディダイオードが逆並列に接続されている。
【００１２】
直流電源である蓄電池２１の負極端子と、平滑コンデンサ２２の低電位側端子とには、第１負極側母線Ｌｎ１が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐの入力端子であるドレインと、蓄電池２１の正極端子と、平滑コンデンサ２２の高電位側端子とには、正極側母線Ｌｐが接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎの出力端子であるソースには、第２負極側母線Ｌｎ２が接続されている。
【００１３】
第１負極側母線Ｌｎ１と第２負極側母線Ｌｎ２とは、シャント抵抗２３により接続されている。詳しくは、第１負極側母線Ｌｎ１のうち、平滑コンデンサ２２との接続点よりも各下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ側と、第２負極側母線Ｌｎ２のうち、平滑コンデンサ２２側とがシャント抵抗２３により接続されている。
【００１４】
制御装置３０は、マイコンを主体として構成され、回転電機１０の回転速度を指令回転速度Ｎｔｇｔに制御すべく、インバータ２０を操作する。本実施形態において、制御装置３０は、特開２００４−６４８６０号公報の図１に記載された手法により、ホール素子やレゾルバ等の回転角検出部により検出される回転電機１０の回転角情報を用いることなく、回転電機１０の回転速度を制御する。以下、この制御について説明する。
【００１５】
振幅設定部３１は、指令回転速度Ｎｔｇｔに基づいて、インバータ２０の電圧ベクトルの振幅である電圧振幅を設定する。電圧振幅は、ｄ軸電圧Ｖｄの２乗値とｑ軸電圧Ｖｑの２乗値との和の平方根として定義されている。ｄ，ｑ軸電圧Ｖｄ，Ｖｑは、電圧ベクトルのｄ，ｑ軸成分である。なお、電圧振幅は、例えば、指令回転速度Ｎｔｇｔと電圧振幅とが関係付けられたマップ情報に基づいて設定されればよい。また、指令回転速度Ｎｔｇｔは、例えば、制御装置３０よりも上位の制御装置から制御装置３０に入力される。
【００１６】
電圧位相設定部３２は、指令回転速度Ｎｔｇｔに基づいて、電圧ベクトルの位相の基本値である電圧位相基本値を設定する。電圧ベクトルの位相は、例えば、ｄｑ座標系におけるｄ軸と電圧ベクトルとのなす角度として定義されている。なお、電圧位相基本値は、例えば、指令回転速度Ｎｔｇｔと電圧位相基本値とが関係付けられたマップ情報に基づいて設定されればよい。
【００１７】
基本関数生成部３３は、指令回転速度Ｎｔｇｔに基づいて決定される回転電機１０の電気角速度と、後述する第２偏差算出部３８により補正された電圧位相基本値とに基づいて、回転電機１０の３相それぞれの印加電圧の正弦波基本関数を生成する。３相それぞれの正弦波基本関数は、電気角で位相が互いに１２０°ずれた正弦波信号である。
【００１８】
基本関数積分器３４は、基本関数生成部３３により生成された正弦波基本関数を積分期間において積分することにより、基本関数積分値を算出する。上記積分期間は、後述する電流検出装置を構成するアーム電流検出部４１から出力された補正後の相電流Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗに基づいて決定される。基本関数積分値は、回転電機１０に流れる相電流と正弦波基本関数との位相差の相関値である。
【００１９】
目標積分値設定部３５は、指令回転速度Ｎｔｇｔに基づいて、回転電機１０に流れる相電流と正弦波基本関数との目標位相差に対応する正弦波基本関数の積分値である目標積分値を設定する。なお、目標積分値は、例えば、指令回転速度Ｎｔｇｔと目標積分値とが関係付けられたマップ情報に基づいて設定されればよい。
【００２０】
第１偏差算出部３６は、目標積分値設定部３５により設定された目標積分値から、基本関数積分器３４により算出された基本関数積分値を減算することにより、積分値の偏差を算出する。ゲイン乗算部３７は、積分値の偏差にゲインＡ（＞０）を乗算する。第２偏差算出部３８は、電圧位相設定部３２により設定された電圧位相基本値から、積分値の偏差とゲインＡとの乗算値を減算することにより、電圧位相基本値を補正する。補正された電圧位相基本値は、基本関数生成部３３に入力される。
【００２１】
信号生成部３９は、振幅設定部３１により設定された電圧振幅と、基本関数生成部３３により生成された正弦波基本関数とに基づいて、３相変調により、インバータ２０を構成する各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，ＳｗｎをオンオフするＰＷＭ信号である各操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成する。信号生成部３９は、生成した各操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを各スイッチＳｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎに対して出力する。なお、上アーム側の操作信号ｇｕｐ，ｇｖｐ，ｇｗｐと、対応する下アーム側の操作信号ｇｕｎ，ｇｖｎ，ｇｗｎとは、互いに相補的な信号となっている。すなわち、各相において、上アームスイッチと下アームスイッチとは交互にオンされる。
【００２２】
詳しくは、信号生成部３９は、電圧振幅及び正弦波基本関数に基づいて、電気角で位相が互いに１２０°ずれたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗ（指令信号に相当）を算出する。本実施形態において、各指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗは、正弦波信号であり、蓄電池２１の端子間電圧によって規格化されている。信号生成部３９は、３相それぞれにおいて、指令時比率とキャリア信号ＳｉｇＣとの大小比較に基づくパルス幅変調により、操作信号を生成する。本実施形態において、キャリア信号ＳｉｇＣは、図３に示すように、振幅が１／２であり、漸増速度と漸減速度とが等しい三角波信号である。キャリア信号ＳｉｇＣは、１／２を中心として変化する。このため、キャリア信号ＳｉｇＣは、０から１までの範囲の値を取る。図３において、Ｔｃはキャリア信号ＳｉｇＣの１周期を示す。なお、本実施形態において、振幅設定部３１、電圧位相設定部３２、基本関数生成部３３、基本関数積分器３４、目標積分値設定部３５、第１偏差算出部３６、ゲイン乗算部３７、第２偏差算出部３８及び信号生成部３９がスイッチ操作部に相当する。
【００２３】
制御装置３０は、回転速度制御に用いる相電流を検出する電流検出装置を備えている。電流検出装置は、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づいて相電流を検出する処理と、少なくとも２相分の下アームスイッチのソース及びドレイン間電圧に基づいて相電流を検出する処理とを行う。本実施形態では、下アームスイッチが検出用スイッチに相当する。
【００２４】
まず、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づいて相電流を検出する処理について説明する。図２に示すように、インバータ２０の電圧ベクトルが有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６とされる期間において、シャント抵抗２３には電圧ベクトルに応じた１相分の相電流が流れる。このため、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づいて、電圧ベクトルに応じた１相分の相電流を検出できる。キャリア信号ＳｉｇＣの立ち上がり及び立ち下がりからなるキャリア信号ＳｉｇＣの１周期において２種類の有効電圧ベクトルが各２回出現するため、キャリア信号ＳｉｇＣの１周期において２相分の相電流が各２回検出できる。図３には、キャリア信号ＳｉｇＣの１周期において、電圧ベクトルが偶数電圧ベクトルＶ２とされる期間の母線電流ＩＤＣがＷ相電流「−Ｉｗ」であり、電圧ベクトルが奇数電圧ベクトルＶ１とされる期間の母線電流ＩＤＣがＵ相電流「Ｉｕ」である例を示した。
【００２５】
なお、以降、有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６を第１〜第６電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６と称し、ゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７を第０，第７電圧ベクトルＶ０，Ｖ７と称すこととする。また、本実施形態では、シャント抵抗２３を流れる電流について、シャント抵抗２３の両端のうちインバータ２０側から蓄電池２１の負極端子側へと流れる電流方向を正と定義する。また、実際の相電流について、インバータ２０側から回転電機１０側へと流れる電流方向を正と定義する。このため、図２の母線電流ＩＤＣの欄では、シャント抵抗２３により検出される相電流の符号と、実際の相電流の符号とが異なる場合に負の符号を付している。
【００２６】
シャント抵抗２３の電圧降下量に基づいて相電流を検出すべく、電流検出装置は、図１に示すように、増幅器４２、第２電流検出部に相当するシャント電流検出部４３、及びタイミング生成部４４を備えている。増幅器４２は、シャント抵抗２３の電圧降下量を増幅して出力する。シャント電流検出部４３は、タイミング生成部４４の指示する検出タイミングにおいて、増幅器４２の出力信号を１相分の相電流Ｉｐとして検出する。
【００２７】
続いて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのソース及びドレイン間電圧に基づいて相電流を検出する処理について説明する。図２に示すように、電圧ベクトルＶ０〜Ｖ６に応じて、オン期間中の下アームスイッチに１〜３相分の相電流が流れる。なお、本実施形態では、下アームスイッチのドレイン電位がソース電位よりも高い場合のソース及びドレイン間電圧の符号を正と定義する。また、実際の相電流について、上述したようにインバータ２０側から回転電機１０側へと流れる電流方向を正と定義する。このため、図２のアーム電流の欄では、ソース及びドレイン間電圧の符号と、実際の相電流の符号とが異なる場合に負の符号を付している。
【００２８】
下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのソース及びドレイン間電圧に基づいて相電流を検出すべく、電流検出装置は、図１に示すように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎ，４０ｗｎ、第１電流検出部に相当するアーム電流検出部４１、及び上述したタイミング生成部４４を備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎ，４０ｗｎは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのソース及びドレイン間電圧を増幅して出力する。アーム電流検出部４１は、タイミング生成部４４の指示する検出タイミングにおいて、各増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎ，４０ｗｎの出力信号を相電流として検出する。
【００２９】
続いて、図４を用いて、回転電機１０の回転速度制御に用いられる相電流の検出処理について説明する。この処理は、タイミング生成部４４により実行され、アーム電流検出部４１に対して電流検出タイミングを指示する処理である。この処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００３０】
ステップＳ１０では、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの中から、最も大きい値の指令時比率である最大時比率Ｄｍａｘを選択する。そして、キャリア信号ＳｉｇＣの最大値である１から、最大時比率Ｄｍａｘを差し引いた値の絶対値が、第１時間閾値Ｄｔｈ１よりも小さいか否かを判定する。この処理は、第０電圧ベクトルＶ０とされる期間における相電流の検出精度が低下するおそれがあるか否かを判定するための処理である。
【００３１】
電圧ベクトルが切り替えられると、下アームスイッチのドレイン及びソース間の電圧にリンギングが生じ、ひいてはドレイン及びソース間電圧に基づいて把握される相電流にリンギングによる電流誤差が生じる。リンギング発生期間に相電流が検出されると、相電流の検出精度が低下してしまう。このため、電圧ベクトルの切り替えタイミングから相電流のリンギングが収束するまでの時間をフィルタ時間Ｔｓｔａとする場合、相電流の検出タイミングは、電圧ベクトルの切り替えタイミングからフィルタ時間Ｔｓｔａ経過した後に設定されることが望ましい。しかし、図５に示すように、インバータ２０の出力電圧の変調率Ｍｒが大きくなると、キャリア信号ＳｉｇＣの１周期Ｔｃ（すなわち、各アームスイッチの１スイッチング周期）における第０電圧ベクトルＶ０の出現時間が短くなる。変調率Ｍｒは、指令時比率の相関値である。そして、変調率Ｍｒがさらに大きくなると、１スイッチング周期における第０電圧ベクトルＶ０の出現時間がフィルタ時間Ｔｓｔａよりも短くなる。この場合、３相分の相電流を第０電圧ベクトルＶ０とされる期間において検出できたとしても、その検出精度は低い。このため、第０電圧ベクトルＶ０の出現時間がフィルタ時間Ｔｓｔａよりも短くなる場合、第０電圧ベクトルＶ０とされる期間における電流検出を避けた方がよい。
【００３２】
ここで、１から最大時比率Ｄｍａｘを差し引いた値の絶対値は、第０電圧ベクトルＶ０とされる期間と正の相関を有する。このため、ステップＳ１０の処理により、第０電圧ベクトルＶ０の出現時間がフィルタ時間Ｔｓｔａよりも短くなるか否かを判定でき、ひいては相電流の検出精度が低下するおそれがあるか否かを判定する。
【００３３】
ステップＳ１０において否定判定した場合には、ステップＳ１１に進み、第０電圧ベクトルＶ０とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値（１）となるタイミングであるか否かを判定する。この処理は、３相分の相電流の検出タイミングであるか否かを判定するための処理である。なお、現在の電圧ベクトルが第０電圧ベクトルＶ０であるか否かは、信号生成部３９から出力される各操作信号に基づいて判定されればよい。
【００３４】
ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ１２に進み、アーム電流検出部４１に対して、各増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎ，４０ｗｎの出力信号をＵ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｒｍｕ，Ｉｒｍｖ，Ｉｒｍｗとして検出することを指示する。なお、図６に、第０電圧ベクトルＶ０とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値となる電流検出タイミングをｔｄで示す。このタイミングによれば、リップル成分が含まれる相電流の変動中心で電流を検出できる。
【００３５】
ステップＳ１０において肯定判定した場合には、ステップＳ１３に進み、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗのうち、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最も大きいか否かを判定する。この処理は、２相分の相電流の検出タイミングであるか否かを判定するための処理である。ステップＳ１３において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進み、アーム電流検出部４１に対して、Ｖ，Ｗ相下アーム増幅器４０ｖｎ，４０ｗｎの出力信号をＶ，Ｗ相電流Ｉｒｍｖ，Ｉｒｍｗとして検出することを指示する。
【００３６】
ステップＳ１３において否定判定した場合には、ステップＳ１５に進み、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗのうち、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最も大きいか否かを判定する。ステップＳ１５において肯定判定した場合には、ステップＳ１６に進み、アーム電流検出部４１に対して、Ｕ，Ｗ相下アーム増幅器４０ｕｎ，４０ｗｎの出力信号をＵ，Ｗ相電流Ｉｒｍｕ，Ｉｒｍｗとして検出することを指示する。
【００３７】
ステップＳ１５において否定判定した場合には、ステップＳ１７に進み、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗのうち、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最も大きいか否かを判定する。ステップＳ１７において肯定判定した場合には、ステップＳ１８に進み、アーム電流検出部４１に対して、Ｕ，Ｖ相下アーム増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎの出力信号をＵ，Ｖ相電流Ｉｒｕｕ，Ｉｒｍｖとして検出することを指示する。
【００３８】
なお、本実施形態において、ステップＳ１３、Ｓ１５、Ｓ１７で肯定判定された場合に２相分の相電流の検出を許可するのは、図７に示すように、変調率Ｍｒがその最大値となっても、１スイッチング周期における奇数電圧ベクトルＶ１，Ｖ３，Ｖ５とされる時間がフィルタ時間Ｔｓｔａよりも短くならないためである。ちなみに、１スイッチング周期における奇数電圧ベクトルＶ１，Ｖ３，Ｖ５とされる時間がフィルタ時間Ｔｓｔａよりも短くなる制御システムにおいては、リンギング発生期間を避けた電流検出タイミングが設定されるのが望ましい。
【００３９】
ところで、各下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎに所定のドレイン電流Ｉｄが流れる場合における各下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎのソース及びドレイン間電圧は、各下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｍの個体差及び温度に起因してばらつく。各相のソース及びドレイン間電圧がばらつくと、検出された３相分の相電流それぞれの振幅がばらつくこととなる。振幅がばらついた相電流が回転電機１０の回転速度制御に用いられると、回転速度が変動する等、回転速度の制御性が低下する懸念がある。また、実際の相電流の変動中心（例えば０）に対する検出された相電流の変動中心のオフセット分であるオフセット誤差が含まれることがある。この場合にも、回転速度の制御性が低下する懸念がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、シャント電流検出部４３により検出された相電流に基づいて、アーム電流検出部４１により検出された各相電流それぞれを補正する。このために、タイミング生成部４４は、補正用電流検出処理を行い、制御装置３０は、補正値算出部４５記憶部としてのメモリ４６、及びアーム電流検出部４１を備えている。
【００４１】
まず、図８を用いて、補正用電流検出処理について説明する。この処理は、タイミング生成部４４により実行され、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３に対して電流検出タイミングを指示する処理である。この処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４２】
ステップＳ２０では、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの中から、中間の値の指令時比率である中間時比率Ｄｍｄと、最も小さい値の指令時比率である最小時比率Ｄｍｉｎとを選択する。そして、中間時比率Ｄｍｄから最小時比率Ｄｍｉｎを差し引いた値の絶対値が、第２時間閾値Ｄｔｈ２以上であるか否かを判定する。この処理は、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づく相電流と、１相分の下アームスイッチのドレイン及びソース間電圧に基づく相電流とを同時に検出できるか否かを判定するための処理である。
【００４３】
本実施形態において、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づく相電流と、１相分の下アームスイッチのドレイン及びソース間電圧に基づく相電流とを同時に検出できるのは、偶数電圧ベクトルＶ２，Ｖ４，Ｖ６とされる期間である。しかし、図９に示すように、その期間は、１スイッチング周期における偶数電圧ベクトルＶ２，Ｖ４，Ｖ６の出現時間がフィルタ時間Ｔｓｔａ以上となる必要がある。ここで、中間時比率Ｄｍｄから最小時比率Ｄｍｉｎを差し引いた値の絶対値は、偶数電圧ベクトルＶ２，Ｖ４，Ｖ６とされる期間と正の相関を有する。このため、ステップＳ２０の処理により、偶数電圧ベクトルＶ２，Ｖ４，Ｖ６の出現時間がフィルタ時間Ｔｓｔａ以上となるか否かを判定する。
【００４４】
ステップＳ２０において肯定判定した場合には、ステップＳ２１に進み、第２電圧ベクトルＶ２とされる期間であるか否かを判定する。ステップＳ２１において肯定判定した場合には、ステップＳ２２に進み、シャント電流検出部４３に対して、増幅器４２の出力信号をＷ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｗ相下アーム増幅器４０ｗｎの出力信号をＷ相電流Ｉｒｍｗとして検出することを指示する。検出された電流は、メモリ４６に記憶される。
【００４５】
ステップＳ２１において否定判定した場合には、ステップＳ２３に進み、第４電圧ベクトルＶ４とされる期間であるか否かを判定する。ステップＳ２３において肯定判定した場合には、ステップＳ２４に進み、シャント電流検出部４３に対して、増幅器４２の出力信号をＵ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｕ相下アーム増幅器４０ｕｎの出力信号をＵ相電流Ｉｒｍｕとして検出することを指示する。検出された電流は、メモリ４６に記憶される。
【００４６】
ステップＳ２３において否定判定した場合には、ステップＳ２５に進み、第６電圧ベクトルＶ６とされる期間であるか否かを判定する。ステップＳ２５において肯定判定した場合には、ステップＳ２６に進み、シャント電流検出部４３に対して、増幅器４２の出力信号をＶ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｖ相下アーム増幅器４０ｖｎの出力信号をＶ相電流Ｉｒｍｖとして検出することを指示する。検出された電流は、メモリ４６に記憶される。
【００４７】
図１０を用いて、補正値算出処理について説明する。この処理は、補正値算出部４５により、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４８】
ステップＳ３０では、Ｕ相補正ゲインａｕ及びＵ相オフセット補正値ｂｕの算出条件が成立したか否かを判定する。この条件は、例えば、図８のステップＳ２４の処理により検出されてかつメモリ４６に記憶されているアーム電流検出部４１，シャント電流検出部４３による電流検出値の組が２以上の所定数になったとの条件にすればよい。
【００４９】
ステップＳ３０において肯定判定した場合には、ステップＳ３０に進み、ステップＳ２４の処理によりシャント電流検出部４３により検出されたＵ相の相電流Ｉｐ及びアーム電流検出部４１により検出されたＵ相電流Ｉｒｍｕの複数組のデータに基づいて、Ｕ相補正ゲインａｕ及びＵ相オフセット補正値ｂｕを算出する。本実施形態では、図１１に示すように、最小２乗法に基づいて、Ｕ相補正ゲインａｕ及びＵ相オフセット補正値ｂｕを算出する。なお、最小２乗法に代えて、例えば２点間を補間する方法により、Ｕ相補正ゲインａｕ及びＵ相オフセット補正値ｂｕを算出してもよい。
【００５０】
ステップＳ３２では、算出したＵ相補正ゲインａｕ及びＵ相オフセット補正値ｂｕをメモリ４６に記憶させて更新する。
【００５１】
ステップＳ３２の処理が完了した場合、又はステップＳ３０において否定判定した場合には、ステップＳ３３に進み、Ｖ相補正ゲインａｖ及びＶ相オフセット補正値ｂｖの算出条件が成立したか否かを判定する。この条件は、例えば、図８のステップＳ２６の処理により検出されてかつメモリ４６に記憶されているアーム電流検出部４１，シャント電流検出部４３による電流検出値の組が２以上の所定数になったとの条件にすればよい。
【００５２】
ステップＳ３３において肯定判定した場合には、ステップＳ３４に進み、ステップＳ２６の処理によりシャント電流検出部４３により検出されたＶ相の相電流Ｉｐ及びアーム電流検出部４１により検出されたＶ相電流Ｉｒｍｖの複数組のデータに基づいて、Ｖ相補正ゲインａｖ及びＶ相オフセット補正値ｂｖを算出する。本実施形態では、最小２乗法に基づいて、Ｖ相補正ゲインａｖ及びＶ相オフセット補正値ｂｖを算出する。
【００５３】
ステップＳ３５では、算出したＶ相補正ゲインａｖ及びＶ相オフセット補正値ｂｖをメモリ４６に記憶させて更新する。
【００５４】
ステップＳ３５の処理が完了した場合、又はステップＳ３３において否定判定した場合には、ステップＳ３６に進み、Ｗ相補正ゲインａｗ及びＷ相オフセット補正値ｂｗの算出条件が成立したか否かを判定する。この条件は、例えば、図８のステップＳ２２の処理により検出されてかつメモリ４６に記憶されているアーム電流検出部４１，シャント電流検出部４３による電流検出値の組が２以上の所定数になったとの条件にすればよい。
【００５５】
ステップＳ３６において肯定判定した場合には、ステップＳ３７に進み、ステップＳ２２の処理によりシャント電流検出部４３により検出されたＷ相の相電流Ｉｐ及びアーム電流検出部４１により検出されたＷ相電流Ｉｒｍｗの複数組のデータに基づいて、Ｗ相補正ゲインａｗ及びＷ相オフセット補正値ｂｗを算出する。本実施形態では、最小２乗法に基づいて、Ｗ相補正ゲインａｗ及びＷ相オフセット補正値ｂｗを算出する。
【００５６】
ステップＳ３８では、算出したＷ相補正ゲインａｗ及びＷ相オフセット補正値ｂｗをメモリ４６に記憶させて更新する。
【００５７】
図１２を用いて、補正処理について説明する。この処理は、アーム電流検出部４１により、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００５８】
ステップＳ４０では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相補正ゲインａｕ，ａｖ，ａｗと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相オフセット補正値ｂｕ，ｂｖ，ｂｗとをメモリ４６から取得する。
【００５９】
ステップＳ４１では、図４の処理で検出したＵ相電流Ｉｒｍｕ及びＵ相補正ゲインａｕの乗算値にＵ相オフセット補正値ｂｕを加算することにより、Ｕ相補正後電流Ｉｃｕを算出する。また、図４の処理で検出したＶ相電流Ｉｒｍｖ及びＶ相補正ゲインａｖの乗算値にＶ相オフセット補正値ｂｖを加算することにより、Ｖ相補正後電流Ｉｃｖを算出する。また、図４の処理で検出したＷ相電流Ｉｒｍｗ及びＷ相補正ゲインａｗの乗算値にＷ相オフセット補正値ｂｗを加算することにより、Ｗ相補正後電流Ｉｃｗを算出する。各補正後電流Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗは、基本関数積分器３４に入力される。
【００６０】
なお、図４のステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１８で２相分の相電流がアーム電流検出部４１により検出された場合、まず、検出した２相の相電流を図１２の処理により補正し、補正した２相の相電流に基づいて、残りの１相の相電流を算出すればよい。また、本実施形態において、タイミング生成部４４、補正値算出部４５、及びアーム電流検出部４１による補正処理が補正部に相当する。
【００６１】
図８，図１０，図１２の処理によれば、図１３に示すように、アーム電流検出部４１により検出された補正前の各相電流Ｉｒｍｕ，Ｉｒｍｖ，Ｉｒｍｗの振幅を揃えることができ、また、各相電流Ｉｒｍｕ，Ｉｒｍｖ，Ｉｒｍｗの変動中心からのオフセット分を０にできる。図１３（ａ）は、アーム電流検出部４１により検出された補正前のＵ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｒｍｕ，Ｉｒｍｖ，Ｉｒｍｗと、実際のＵ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとの推移を示す。図１３（ｂ）は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相補正後電流Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗの推移を示す。
【００６２】
図１４に、アーム電流検出部４１により検出された補正前のＵ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｒｍｕ，Ｉｒｍｖ，Ｉｒｍｗと、実際のＵ，Ｖ，Ｗ相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと、シャント電流検出部４３により検出された相電流Ｉｐとの推移を示す。シャント電流検出部４３により検出された相電流Ｉｐにリンギングが発生している。本実施形態では、図８のステップＳ２０の処理により、このリンギングが相電流の補正精度に及ぼす影響を抑制している。
【００６３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００６４】
アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる第２，第４，第６電圧ベクトルＶ２，Ｖ４，Ｖ６とされる期間において、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれが同時に検出した電流がアーム電流検出部４１により取得される。そして、取得されたアーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれの複数組の電流検出値に基づいて、アーム電流検出部４１により検出された少なくとも２相分の相電流のそれぞれの振幅が揃うように補正される。これにより、アーム電流検出部４１により検出された補正対象となる相電流の検出タイミングと、シャント電流検出部４３により検出された補正に用いられる電流の検出タイミングとを一致させることができる。したがって、アーム電流検出部４１により検出された相電流の補正精度を高めることができる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態の信号生成部３９は、図１５に示すように、３相変調に代えて、２相変調により各操作信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成する。本実施形態の２相変調は、第１の２相変調処理に相当する。
【００６６】
信号生成部３９は、電気角１２０°毎に相ごとに上アームスイッチのオフ操作固定及び下アームスイッチのオン操作固定が順次行われるようなＵ，Ｖ，Ｗ指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗを算出する。ここでは、相間電圧が正弦波となるように操作状態が固定される２相の指令時比率が算出される。オフ操作固定される相の指令変調率は、その最小値（０）に固定される。
【００６７】
図１５に示すように、アーム電流検出部４１により３相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ１〜ｔ７の期間において、第１実施形態と同じタイミングである。
【００６８】
電気角で６０°に渡るｔ１〜ｔ２の期間においては、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第１電圧ベクトルＶ１とされる期間である。また、ｔ１〜ｔ２の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、図１６に示すように、第２電圧ベクトルＶ２とされる期間である。本実施形態では、第２電圧ベクトルＶ２とされる期間のうち、キャリア信号ＳｉｇＣがその最小値となるタイミングで電流を検出する。これにより、制御装置３０に電流検出処理を実装することが容易となる。
【００６９】
ｔ２〜ｔ３の期間においては、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ２〜ｔ３の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第３電圧ベクトルＶ３とされる期間である。また、ｔ２〜ｔ３の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ１〜ｔ２の期間と同じである。
【００７０】
ｔ３〜ｔ４の期間においては、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ３〜ｔ４の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、ｔ２〜ｔ３の期間と同じである。また、ｔ３〜ｔ４の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、第４電圧ベクトルＶ４とされる期間である。
【００７１】
ｔ４〜ｔ５の期間においては、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ４〜ｔ５の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第５電圧ベクトルＶ５とされる期間である。また、ｔ４〜ｔ５の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ３〜ｔ４の期間と同じである。
【００７２】
ｔ５〜ｔ６の期間においては、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ５〜ｔ６の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、ｔ４〜ｔ５の期間と同じである。また、ｔ５〜ｔ６の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、第６電圧ベクトルＶ６とされる期間である。
【００７３】
ｔ６〜ｔ７の期間においては、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ６〜ｔ７の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第１電圧ベクトルＶ１とされる期間である。また、ｔ６〜ｔ７の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ５〜ｔ６の期間と同じである。
【００７４】
図１７に、本実施形態に係る補正用電流検出処理の手順を示す。この処理は、タイミング生成部４４により、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図１７において、先の図８に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００７５】
ステップＳ２０ａでは、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの中から、中間時比率Ｄｍｄと最小時比率Ｄｍｉｎとを選択する。そして、中間時比率Ｄｍｄから最小時比率Ｄｍｉｎを差し引いた値の絶対値が、第３時間閾値Ｄｔｈ３以上であるか否かを判定する。この処理は、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づく相電流と、１相分の下アームスイッチのドレイン及びソース間電圧に基づく相電流とを同時に検出できるか否かを判定するための処理である。第３時間閾値Ｄｔｈ３は、第２時間閾値Ｄｔｈ２よりも大きい値に設定され、具体的には、第２時間閾値Ｄｔｈ２を２倍した値に設定されている。ステップＳ２０ａにおいて肯定判定した場合には、ステップＳ２７に進み、第２電圧ベクトルＶ２とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最小値（０）であるか否かを判定する。ステップＳ２７において肯定判定した場合には、ステップＳ２２に進む。
【００７６】
ステップＳ２７において否定判定した場合には、ステップＳ２８に進み、第４電圧ベクトルＶ４とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最小値であるか否かを判定する。ステップＳ２８において肯定判定した場合には、ステップＳ２４に進む。
【００７７】
ステップＳ２８において否定判定した場合には、ステップＳ２９に進み、第６電圧ベクトルＶ６とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最小値であるか否かを判定する。ステップＳ２９において肯定判定した場合には、ステップＳ２６に進む。
【００７８】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、２相変調方法を変更する。
【００８０】
図１８に、本実施形態に係る制御システムの全体構成図を示す。なお、図１８において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【００８１】
上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐのソース及びドレイン間電圧に基づいて相電流を検出すべく、電流検出装置は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム増幅器４０ｕｐ，４０ｖｐ，４０ｗｐを備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム増幅器４０ｕｐ，４０ｖｐ，４０ｗｐは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐのソース及びドレイン間電圧を増幅して出力する。アーム電流検出部４１は、タイミング生成部４４の指示する検出タイミングにおいて、各増幅器４０ｕｐ，４０ｖｐ，４０ｗｐの出力信号を相電流として検出する。本実施形態では、上アームスイッチが検出スイッチに相当する。
【００８２】
本実施形態では、図１９に示すように、電圧ベクトルが有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６とされる期間において、シャント抵抗２３には電圧ベクトルに応じた１相分の相電流が流れる。このため、シャント抵抗２３の電圧降下量に基づいて、電圧ベクトルに応じた１相分の相電流を検出できる。
【００８３】
信号生成部３９は、図２０に示すように、電気角１２０°毎に相ごとに上アームスイッチのオン操作固定及び下アームスイッチのオフ操作固定が順次行われるようなＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗを算出する。オン操作固定される相の指令変調率は、その最大値（１）に固定される。本実施形態の２相変調は、第２の２相変調処理に相当する。
【００８４】
図２０に示すように、アーム電流検出部４１により３相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ１〜ｔ７の期間において、第７電圧ベクトルＶ７とされる期間である。図２１に、そのタイミングを示す。
【００８５】
電気角で６０°に渡るｔ１〜ｔ２の期間においては、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第４電圧ベクトルＶ４とされる期間である。また、ｔ１〜ｔ２の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、第５電圧ベクトルＶ５とされる期間である。本実施形態では、第５電圧ベクトルＶ５とされる期間のうち、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値となるタイミングで電流を検出する。これにより、制御装置３０に電流検出処理を実装することが容易となる。
【００８６】
ｔ２〜ｔ３の期間においては、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ２〜ｔ３の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第６電圧ベクトルＶ６とされる期間である。また、ｔ２〜ｔ３の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ１〜ｔ２の期間と同じである。
【００８７】
ｔ３〜ｔ４の期間においては、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ３〜ｔ４の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、ｔ２〜ｔ３の期間と同じである。また、ｔ３〜ｔ４の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、第１電圧ベクトルＶ１とされる期間である。
【００８８】
ｔ４〜ｔ５の期間においては、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ４〜ｔ５の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第２電圧ベクトルＶ２とされる期間である。また、ｔ４〜ｔ５の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ３〜ｔ４の期間と同じである。詳しくは、そのタイミングを図２１に示す。
【００８９】
ｔ５〜ｔ６の期間においては、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ５〜ｔ６の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、ｔ４〜ｔ５の期間と同じである。また、ｔ４〜ｔ５の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、第３電圧ベクトルＶ３とされる期間である。
【００９０】
ｔ６〜ｔ７の期間においては、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最大時比率Ｄｍａｘとなり、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが中間時比率Ｄｍｄとなり、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最小時比率Ｄｍｉｎとなる。ｔ６〜ｔ７の期間において、アーム電流検出部４１により２相分の相電流を同時に検出できる期間は、第４電圧ベクトルＶ４とされる期間である。また、ｔ６〜ｔ７の期間において、シャント電流検出部４３及びアーム電流検出部４１それぞれにより１相分の相電流を同時に検出できるタイミングは、ｔ５〜ｔ６の期間と同じである。
【００９１】
図２２に、回転速度制御に用いられる相電流の検出処理について説明する。この処理は、タイミング生成部４４により、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図２２において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９２】
ステップＳ４０では、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの中から、最小時比率Ｄｍｉｎを選択する。そして、最小時比率Ｄｍｉｎの絶対値が第１時間閾値Ｄｔｈ１以上であるか否かを判定する。この処理は、第７電圧ベクトルＶ７とされる期間における相電流の検出精度が低下するおそれがあるか否かを判定するための処理である。
【００９３】
ステップＳ４０において肯定判定した場合には、相電流の検出精度が低下するおそれがないと判定し、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、第７電圧ベクトルＶ７とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最小値（０）であるか否かを判定する。ステップＳ４１において肯定判定した場合には、ステップＳ１２に進む。
【００９４】
ステップＳ４０において否定判定した場合には、ステップＳ４２に進み、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗのうち、Ｕ相指令時比率Ｄｕｔｙｕが最も小さいか否かを判定する。この処理は、２相分の相電流の検出タイミングであるか否かを判定するための処理である。ステップＳ４２において肯定判定した場合には、ステップＳ１４に進む。
【００９５】
ステップＳ４２において否定判定した場合には、ステップＳ４３に進み、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗのうち、Ｖ相指令時比率Ｄｕｔｙｖが最も小さいか否かを判定する。ステップＳ４３において肯定判定した場合には、ステップＳ１６に進む。
【００９６】
ステップＳ４３において否定判定した場合には、ステップＳ４４に進み、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗのうち、Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｗが最も小さいか否かを判定する。ステップＳ４４において肯定判定した場合には、ステップＳ１８に進む。
【００９７】
図２３に、補正用電流検出処理の手順を示す。この処理は、タイミング生成部４４により、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、図２３において、先の図１７に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付している。
【００９８】
ステップＳ２０ｂでは、信号生成部３９で算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの中から、最大時比率Ｄｍａｘと中間時比率Ｄｍｄとを選択する。そして、最大時比率Ｄｍａｘから中間時比率Ｄｍｄを差し引いた値の絶対値が、第３時間閾値Ｄｔｈ３以上であるか否かを判定する。ステップＳ２０ｂにおいて肯定判定した場合には、ステップＳ５０に進み、第１電圧ベクトルＶ１とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値であるか否かを判定する。ステップＳ５０において肯定判定した場合には、ステップＳ５１に進み、シャント電流検出部４３に対して、増幅器４２の出力信号をＵ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｕ相上アーム増幅器４０ｕｐの出力信号をＵ相電流Ｉｒｍｕとして検出することを指示する。
【００９９】
ステップＳ５０において否定判定した場合には、ステップＳ５２に進み、第３電圧ベクトルＶ３とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値であるか否かを判定する。ステップＳ５２において肯定判定した場合には、ステップＳ５３に進み、シャント電流検出部４３に対して、増幅器４２の出力信号をＶ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｖ相上アーム増幅器４０ｖｐの出力信号をＶ相電流Ｉｒｍｖとして検出することを指示する。
【０１００】
ステップＳ５２において否定判定した場合には、ステップＳ５４に進み、第５電圧ベクトルＶ５とされる期間であって、かつ、キャリア信号ＳｉｇＣがその最大値であるか否かを判定する。ステップＳ５４において肯定判定した場合には、ステップＳ５５に進み、シャント電流検出部４３に対して、増幅器４２の出力信号をＷ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｗ相上アーム増幅器４０ｗｐの出力信号をＷ相電流Ｉｒｍｗとして検出することを指示する。
【０１０１】
以上説明した本実施形態によれば、第２実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第２，第３実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第２実施形態で説明した２相変調処理と、第３実施形態で説明した２相変調処理とが交互に実施される。
【０１０３】
図２４に、本実施形態に係る制御システムの全体構成図を示す。なお、図２４において、先の図１，図１８に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１０４】
電流検出装置は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アーム増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎ，４０ｗｎ及びＵ，Ｖ，Ｗ相上アーム増幅器４０ｕｐ，４０ｖｐ，４０ｗｐを備えている。アーム電流検出部４１は、タイミング生成部４４の指示する検出タイミングにおいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相上アーム増幅器４０ｕｐ，４０ｖｐ，４０ｗｐの出力信号又はＵ，Ｖ，Ｗ相下アーム増幅器４０ｕｎ，４０ｖｎ，４０ｗｎの出力信号を相電流として検出する。
【０１０５】
図２５に、信号生成部３９により実行される２相変調の切替処理の手順を示す。この処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【０１０６】
ステップＳ６０では、第２実施形態の図１５に示す２相変調処理への切り替え条件が成立しているか否かを判定する。この条件は、例えば、第３実施形態の図２０に示す２相変調処理が開始されてから判定時間経過したとの条件とすればよい。判定時間は、例えば、１電気角周期以上の期間に設定されればよい。
【０１０７】
ステップＳ６０において肯定判定した場合には、ステップＳ６１に進み、図１５に示す２相変調処理を行う。この場合、図４に示す処理と、図１７に示す処理とを行う。
【０１０８】
ステップＳ６０において否定判定した場合には、ステップＳ６２に進み、第３実施形態の図２０に示す２相変調処理への切り替え条件が成立しているか否かを判定する。この条件は、例えば、第２実施形態の図１５に示す２相変調処理が開始されてから判定時間経過したとの条件とすればよい。
【０１０９】
ステップＳ６２において肯定判定した場合には、ステップＳ６３に進み、図２０に示す２相変調処理を行う。この場合、図２２に示す処理と、図２３に示す処理とを行う。
【０１１０】
以上説明した本実施形態によれば、各相において、上アームスイッチ又は下アームスイッチが交互に使用されるため、上アームスイッチ又は下アームスイッチが過熱状態となることを抑制できる。
【０１１１】
＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図２６に示すように、シャント電流検出部４３により検出された相電流又はアーム電流検出部４１により検出された相電流が、電流選択部４７により選択されて基本関数積分器３４に対して出力される。なお、図２６において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１１２】
本実施形態において、タイミング生成部４４は、図４のステップＳ１０の処理及び図８のステップＳ２０の処理を行わない。このため、リンギング発生期間に相電流が検出されることによる影響を抑制すべく、電流選択部４７が設けられている。
【０１１３】
アーム電流検出部４１により検出された相電流は、電流選択部４７に入力される。シャント電流検出部４３により検出された相電流も、電流選択部４７に入力される。電流選択部４７は、変調率Ｍｒに基づいて、アーム電流検出部４１から出力された各相補正後電流Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗ、及びシャント電流検出部４３により検出された相電流のうち、少なくとも一方を回転速度制御に用いる相電流として選択する。
する。
【０１１４】
電流選択部４７は、変調率Ｍｒが低変調領域にあると判定した場合、アーム電流検出部４１から出力された３相分の補正後電流を選択して基本関数積分器３４に対して出力する。低変調領域は、０以上であってかつ第１規定値Ｍ１未満の領域である。第１規定値Ｍ１は、電圧ベクトルが有効電圧ベクトルとされる時間が、電圧ベクトルが切り替えられてからリンギングが収束するまでの規定時間Ｔｓｔａと等しくなる変調率に設定されている。有効電圧ベクトルとされる時間は、変調率Ｍｒが大きくなるほど長くなる。
【０１１５】
電流選択部４７は、変調率Ｍｒが中変調領域にあると判定した場合、３相それぞれについて、アーム電流検出部４１から出力された補正後電流と、シャント電流検出部４３により検出された相電流との平均値を出力する。中変調領域は、第１規定値Ｍ１以上であってかつ第２規定値Ｍ２未満の領域である。平均値を算出するのは、アーム電流検出部４１により検出された相電流、及びシャント電流検出部４３により検出された相電流のいずれかにリンギングに起因するノイズが混入する場合であっても、その影響を緩和するためである。なお、第２規定値Ｍ２は、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルとされる時間が上記規定時間Ｔｓｔａと等しくなる変調率に設定されている。ゼロ電圧ベクトルとされる時間は、変調率Ｍｒが大きくなるほど短くなる。
【０１１６】
電流選択部４７は、変調率Ｍｒが高変調領域にあると判定した場合、シャント電流検出部４３により検出された相電流を３相のそれぞれについて順次出力する。高変調領域は、第２規定値Ｍ２以上の領域である。
【０１１７】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に準じた効果を得ることができる。
【０１１８】
＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電流の検出手法を変更する。
【０１１９】
図２７に、本実施形態に係る制御システムの全体構成図を示す。なお、図２７において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１２０】
制御システムは、Ｕ相導電部材２４Ｕに流れるＵ相電流Ｉｒｕを検出するＵ相電流センサ２５Ｕ、Ｖ相導電部材２４Ｖに流れるＶ相電流Ｉｒｖを検出するＶ相電流センサ２５Ｖ、及びＷ相導電部材２４Ｗに流れるＷ相電流Ｉｒｗを検出するＷ相電流センサ２５Ｗを備えている。本実施形態において、各相電流センサ２５Ｕ〜２５Ｗは、カレントトランス式のセンサである。
【０１２１】
制御システムは、第１負極側母線Ｌｎ１のうち平滑コンデンサ２２との接続点よりも各下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ側に流れる電流を検出する母線電流センサ２６を備えている。本実施形態において、母線電流センサ２６は、カレントトランス式のセンサである。また、本実施形態では、シャント抵抗２３が無いため、第１負極側母線Ｌｎ１と第２負極側母線Ｌｎ２とが直接接続されている。
【０１２２】
アーム電流検出部４１は、タイミング生成部４４の指示する検出タイミングにおいて、各相電流センサ２５Ｕ〜２５Ｗの出力信号を相電流として検出する。シャント電流検出部４３は、タイミング生成部４４の指示する検出タイミングにおいて、母線電流センサ２６の出力信号を相電流として検出する。なお、本実施形態では、各電流センサ２５Ｕ〜２５Ｗ，２６の検出値に、上述したリンギングの影響が及ばない。また、本実施形態では、電圧ベクトルがどの電圧ベクトルであっても、各電流センサ２５Ｕ〜２５Ｗにより３相分の相電流が検出できる。このため、タイミング生成部４４は、例えば、所定の制御周期毎に、シャント電流検出部４３に対して母線電流センサ２６の出力信号の検出タイミングを指示する。
【０１２３】
図２８に、本実施形態に係る補正用電流検出処理の手順を示す。この処理は、タイミング生成部４４により、例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【０１２４】
ステップＳ７０では、第２電圧ベクトルＶ２とされる期間、または第５電圧ベクトルＶ５とされる期間であるか否かを判定する。
【０１２５】
ステップＳ７０において肯定判定した場合には、ステップＳ７１に進み、シャント電流検出部４３に対して、母線電流センサ２６の出力信号ＩｐをＷ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｗ相電流センサ２５Ｗの出力信号をＷ相電流Ｉｒｗとして検出することを指示する。
【０１２６】
ステップＳ７０において否定判定した場合には、ステップＳ７２に進み、第４電圧ベクトルＶ４とされる期間、または第１電圧ベクトルＶ１とされる期間であるか否かを判定する。
【０１２７】
ステップＳ７２において肯定判定した場合には、ステップＳ７３に進み、シャント電流検出部４３に対して、母線電流センサ２６の出力信号ＩｐをＵ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｕ相電流センサ２５Ｕの出力信号をＵ相電流Ｉｒｕとして検出することを指示する。
【０１２８】
ステップＳ７２において否定判定した場合には、ステップＳ７４に進み、第６電圧ベクトルＶ６とされる期間、または第３電圧ベクトルＶ３とされる期間であるか否かを判定する。
【０１２９】
ステップＳ７４において肯定判定した場合には、ステップＳ７５に進み、シャント電流検出部４３に対して、母線電流センサ２６の出力信号ＩｐをＶ相電流として検出することを指示する。また、アーム電流検出部４１に対して、Ｖ相電流センサ２５Ｖの出力信号をＶ相電流Ｉｒｖとして検出することを指示する。
【０１３０】
なお、ステップＳ７１、Ｓ７３、Ｓ７５の処理により検出された相電流は、メモリ４６に記憶される。記憶された相電流は、補正値算出部４５で用いられる。
【０１３１】
以上説明した本実施形態によれば、補正用の相電流の検出機会を増やすことができる。
【０１３２】
＜第７実施形態＞
以下、第７実施形態について、第１，第２実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３により検出される電流範囲を拡大させる。このため、信号生成部３９は、回転速度制御により決まる上，下アームスイッチの操作状態を一時的に変更する。具体的には、図２９に示すように、信号生成部３９は、各相それぞれにおいて、指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗに対する相電流の位相を電流範囲が拡大する側にずらすように、上，下アームスイッチの操作状態を一時的に変更する。図２９には、Ｕ相について、指令時比率及び相電流から定まる力率が１よりも小さくなるほど、電流範囲が拡大することを示す。また、図２９には、第１実施形態の３相変調及び第２実施形態の２相変調それぞれが実施される場合における各指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの推移を示す。２相変調時の各指令時比率の推移とともに示す電圧ベクトルの推移は、図１５に示した補正用電流の検出期間における電圧ベクトルに対応している。なお、操作状態の一時的な変更は、所定時間毎に実施されればよい。所定時間は、例えば、１電気角周期以上の期間に設定されればよい。
【０１３３】
本実施形態によれば、補正ゲインの算出精度を高めることができ、ひいては相電流の補正精度をより高めることができる。
【０１３４】
＜第８実施形態＞
以下、第８実施形態について、第７実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電流範囲を拡大するための上，下アームスイッチの操作状態の一時的な変更手法を変更する。
【０１３５】
信号生成部３９は、図３０に示すように、回転電機１０の回転速度を指令回転速度Ｎｔｇｔに制御するために要求される有効電圧ベクトルを、電流範囲を拡大できる他の有効電圧ベクトルに一時的に変更するように、上，下アームスイッチの操作状態を一時的に変更する。図３０の補正パルス無しの欄は、第１実施形態の３相変調及び第２実施形態の２相変調それぞれが実施される場合において、操作状態の一時的な変更がないときの各指令時比率Ｄｕｔｙｕ，Ｄｕｔｙｖ，Ｄｕｔｙｗの推移を示す。２相変調時の各指令時比率の推移とともに示す電圧ベクトルの推移は、図１５に示した補正用電流の検出期間における電圧ベクトルに対応している。
【０１３６】
図３０の補正パルスあり（１）の欄は、補正用電流の検出期間である第２電圧ベクトルＶ２とされる期間において、第４電圧ベクトルＶ４が１回出現するように、各相指令時比率に１回パルス信号が重畳される例を示す。これにより、補正パルスが無い場合と比較して、補正用電流の電流範囲が拡大する。
【０１３７】
図３０の補正パルスあり（２）の欄は、補正用電流の検出期間である第２電圧ベクトルＶ２とされる期間において、第４電圧ベクトルＶ４が２回出現するように、各相指令時比率に２回パルス信号が重畳される例を示す。これにより、補正パルスが無い場合と比較して、補正用電流の電流範囲がさらに拡大する。
【０１３８】
以上説明した本実施形態によれば、第７実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】
＜第９実施形態＞
以下、第９実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、補正ゲインに基づいて、下アームスイッチの温度を推定する。
【０１４０】
図３１に、温度推定処理の手順を示す。この処理は、補正値算出部４５により、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【０１４１】
ステップＳ８０では、算出したＵ，Ｖ，Ｗ相補正ゲインａｕ，ａｖ，ａｗに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相下アームスイッチＳｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎを推定する。本実施形態では、各相について、補正ゲイン及び下アームスイッチの温度が関係付けられたマップ情報に基づいて、下アームスイッチの温度を推定する。
【０１４２】
下アームスイッチの温度が上昇すると、下アームスイッチの端子間電圧が上昇し、ひいては下アームスイッチの端子間電圧に基づいて算出される補正ゲインが変わる。このため、補正ゲインは、下アームスイッチの温度と相関を有する。したがって、補正ゲインに基づいて、下アームスイッチの温度が推定できる。なお、本実施形態において、ステップＳ８０の処理が温度推定部に相当する。
【０１４３】
ステップＳ８１では、推定したＵ相下アームスイッチＳｕｎの温度Ｔｕが閾値温度Ｔｔｈを超えているとの第１条件、推定したＶ相下アームスイッチＳｖｎの温度Ｔｖが閾値温度Ｔｔｈを超えているとの第２条件、及び推定したＷ相下アームスイッチＳｗｎの温度Ｔｗが閾値温度Ｔｔｈを超えているとの第３条件の論理和が真であるか否かを判定する。
【０１４４】
ステップＳ８２において第１〜第３条件の少なくとも１つが成立したと判定した場合には、ステップＳ８２に進む。ステップＳ８２では、閾値温度Ｔｔｈを超えた相に対応する下アームスイッチが過熱状態である旨を外部に通知する。
【０１４５】
以上説明した本実施形態によれば、温度センサを備えることなく、下アームスイッチの温度を把握することができる。
【０１４６】
＜第１０実施形態＞
以下、第１０実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、タイミング生成部４４は、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる期間のうち、補正ゲイン及びオフセット補正値の算出に用いられる電流検出開始タイミングから規定期間Ｌα経過するまでの期間において、各電流検出部４１，４３それぞれが同時に電流を検出するように検出タイミングを指示する。規定期間Ｌαは、補正ゲイン及びオフセット補正値の算出に用いられる電流検出開始タイミングから、下アームスイッチの温度上昇に伴うオン抵抗の増加量が、上記電流検出開始タイミングにおけるオン抵抗の１０％となるまでの期間に設定されている。具体的には、規定期間Ｌαは、下アームスイッチに流れる電流がその範囲の最大値になると仮定した場合において、上記電流検出開始タイミングから、下アームスイッチの温度上昇に伴うオン抵抗の増加量が、上記電流検出開始タイミングにおけるオン抵抗の１０％となるまでの期間に設定されている。このため、本実施形態では、規定期間Ｌαが固定値に設定されている。
【０１４７】
以上説明した本実施形態によれば、補正ゲインの温度依存性の影響を抑制でき、ひいては相電流の補正精度を高めることができる。
【０１４８】
＜第１１実施形態＞
以下、第１１実施形態について、第１０実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、信号生成部３９は、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる期間が上記規定期間Ｌαを超えるか否かを判定する。信号生成部３９は、規定期間Ｌαを超えると判定した場合、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれによる電流検出期間を規定期間Ｌα以下の期間に短縮する。図３２に、この処理の手順を示す。この処理は、例えば、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【０１４９】
ステップＳ９０では、回転電機１０のトルクＴｒｑがトルク閾値Ｔαを超えて、かつ、指令回転速度Ｎｔｇｔが速度閾値Ｎｔｈ未満であるか否かを判定する。この処理は、同じ相の巻線に流れる相電流となる期間が規定期間Ｌαを超えるか否かを判定するための処理である。つまり、電気角範囲が同じであっても、回転速度が低いほど、その電気角範囲に対応する時間が長くなる。この場合、下アームスイッチに電流が流れる時間が長くなり、下アームスイッチの発熱量が大きくなる。また、トルクが大きいと、下アームスイッチに流れる電流が大きくなり、下アームスイッチの発熱量が大きくなる。発熱量が大きくなると、下アームスイッチのオン抵抗が大きくなる。その結果、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる期間よりも、規定期間Ｌαが短くなる。このため、ステップＳ９０で肯定判定される状況は、同じ相の巻線に流れる相電流となる期間が規定期間Ｌαを超える状況である可能性が高い。なお、トルクは、例えば、各相補正後電流Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗに基づいて算出されればよい。また、ステップＳ９０において、トルクに代えて、各相補正後電流Ｉｃｕ，Ｉｃｖ，Ｉｃｗに基づいて算出される電流ベクトルの振幅が用いられてもよい。
【０１５０】
ステップＳ９０において肯定判定した場合には、規定期間Ｌαを超えると判定し、ステップＳ９１に進む。ステップＳ９１では、上述したように電流検出期間を短縮する。このため、アーム電流検出部４１及びシャント電流検出部４３それぞれにより検出される電流が同じ相の巻線に流れる相電流となる期間のうち、下アームスイッチのオン切替タイミングから規定期間Ｌα経過後における電流検出を禁止する処理又は電流検出値が補正値算出部４５において用いられないようにする処理が行われる。
【０１５１】
以上説明した本実施形態によれば、スイッチの温度の変化に起因した相電流の補正精度の低下を抑制することができる。
【０１５２】
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１５３】
・図４のステップＳ１０において、指令時比率に代えて、変調率Ｍｒが用いられてもよい。
【０１５４】
・図１０に示す処理において、各相オフセット補正値ｂｕ，ｂｖ，ｂｗが算出されなくてもよい。
【０１５５】
・第１負極側母線Ｌｎ１に代えて、正極側母線Ｌｐにシャント抵抗又は母線電流センサが設けられてもよい。具体的には、正極側母線Ｌｐにおいて各上アームスイッチＳｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐとの接続点のうち最も蓄電池２１側と、正極側母線Ｌｐにおいて平滑コンデンサ２２との接続点との間にシャント抵抗又は母線電流センサが設けられてもよい。
【０１５６】
・インバータ２０を構成するスイッチとしては、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。この場合、ＩＧＢＴにフリーホイールダイオードが逆並列に接続されていればよい。また、インバータ２０を構成するスイッチとしては、電圧制御形のものに限らず、バイポーラトランジスタ等の電流制御形のものであってもよい。
【０１５７】
・回転電機の制御量としては、回転速度に限らず、例えばトルクであってもよい。
【０１５８】
・回転電機としては、３相以外のものであってもよい。また、回転電機としては、星形結線されているものに限らず、Δ結線されているものであってもよい。また、回転電機としては、車載補機を駆動するために用いられるものに限らず、車両の走行動力源となる車載主機として用いられるものであってもよい。加えて、回転電機としては、永久磁石同期機に限らず、例えば、巻線界磁型同期機やシンクロナスリラクタンスモータであってもよい。加えて、回転電機としては、同期機に限らず、誘導機等、他の回転電機であってもよい。
【０１５９】
・インバータに接続される負荷としては、回転電機に限らず、例えば、他の誘導負荷や抵抗負荷であってもよい。
【符号の説明】
【０１６０】
１０…回転電機、２０…インバータ、２１…直流電源、３０…制御装置、４１…アーム電流検出部、４３…シャント電流検出部、４５…補正値算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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