(57)【要約】【課題】インバータの損失を低減する。【解決手段】電動機制御装置（１５）は、スイッチング素子（Ｑｕｐ）を含む電力変換器（１３）と三相交流電動機（１４）とを備える電動機システムを制御する電動機制御装置であって、相電圧指令信号（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）に対して三次高調波信号（Ｖｈ１、Ｖｈ２）を加算することで変調信号（Ｖｍｕ、Ｖｍｖ、Ｖｍｗ）を生成する生成手段（１５６ｕ、１５６ｖ、１５６ｗ）と、変調信号とキャリア信号（Ｃ）との大小関係に応じてスイッチング素子を制御する制御手段（１５７）とを備え、三次高調波信号は、各相において、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分（Ｖｈ２）を含む。【選択図】図５
2015056939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するスイッチング素子を含む電力変換器と、前記電力変換器から出力される交流電力を用いて駆動する三相交流電動機とを備える電動機システムを制御する電動機制御装置であって、
前記三相交流電動機の動作を規定する相電圧指令信号に対して三次高調波信号を加算することで変調信号を生成する生成手段と、
前記変調信号と所定周波数のキャリア信号との大小関係に応じて前記スイッチング素子を制御することで、前記電力変換器の動作を制御する制御手段と
を備え、
前記三次高調波信号は、前記三相交流電動機の各相において、前記変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値を前記キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする三次高調波信号である信号成分を含む
ことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記三次高調波信号は、所望相の前記相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値がゼロより大きくなり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が前記所望相の前記相電圧指令信号の極性と同一になる信号成分を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記三次高調波信号は、所望相の前記相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値が最大となり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が前記所望相の前記相電圧指令信号の極性と同一になる信号成分を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記三次高調波信号は、（ｉ）所望相の前記相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ−１）信号レベルの絶対値が最大となり、且つ、（ｉ−２）信号レベルの極性が前記所望相の前記相電圧指令信号の極性と同一になる第１の信号成分、及び（ｉｉ）当該第１の信号成分の位相をＸ°（但し、−９０＜Ｘ＜９０）だけシフトさせることで得られる第２の信号成分のうちの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
前記電動機システムは、車両に搭載されており、
前記生成手段は、前記車両の走行に必要とされる前記三相交流電動機の出力が所定値以下となる場合に、前記相電圧指令信号に対して前記三次高調波信号を加算することで前記変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
【請求項６】
前記電動機システムは、車両に搭載されており、
前記生成手段は、前記車両が走行性能よりも燃費性能を重視する燃費走行モードで走行している場合に、前記相電圧指令信号に対して前記三次高調波信号を加算することで前記変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
【請求項７】
前記三相交流電動機の各相において、前記変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値が前記キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくなるように、前記三次高調波信号の特性を調整する調整手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電動機制御装置。
【請求項８】
前記三次高調波信号の特性は、前記三次高調波信号の位相及び振幅のうちの少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、三相交流電動機を備える電動機システムを制御する電動機制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相交流電動機を駆動するための制御方法の一例として、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御があげられる。ＰＷＭ制御は、三相交流電動機に供給される相電流を所望値と一致させるという観点から設定された相電圧指令信号と所定周波数のキャリア信号との大小関係に応じて、直流電圧（直流電力）を交流電圧（交流電力）に変換する電力変換器を制御する（特許文献２参照）。尚、ＰＷＭ制御は、交流電圧を直流電圧に変換する電力変換器を制御するために用いられることもある（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、電力変換器に入力される又は電力変換器から出力される直流電圧の変動を抑制するための平滑コンデンサが、電力変換器に対して電気的に並列に接続されることが多い。近年では、平滑コンデンサの容量を小さくすることで、平滑コンデンサの小型化が図られることが多い。しかしながら、平滑コンデンサの容量が小さくなると、平滑コンデンサの端子間電圧のリプル（いわゆる、脈動成分）が相対的に大きくなってしまうおそれがある。そこで、このような平滑コンデンサの端子間電圧のリプルを抑制（低減）するために三次高調波信号を利用する技術が、特許文献１及び特許文献２に開示されている。具体的には、特許文献１には、交流電源からの入力電流の電流波形が、交流電源と同一周波数の正弦波及び三次高調波の合成波と一致するように、電力変換器が備えるスイッチング素子を制御する技術が開示されている。特許文献２には、三相変調波及び三次高調波を重畳させた変調波を用いたＰＷＭ制御を行うことで、電力変換器の一例であるインバータ回路を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６３７７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１２０８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換器は、一般的には、当該電力変換器が備えるスイッチング素子の状態をオン状態からオフ状態に又はオフ状態からオン状態に切り替えることで、直流電圧を交流電圧に変換している。このような電力変換器では、スイッチング素子の状態の切り替え（つまり、スイッチング）による損失が生ずる。従って、電力変換器の効率的な利用という面から考慮すれば、スイッチング素子のスイッチングによる損失が低減することが好ましい。
【０００６】
スイッチング素子のスイッチングによる損失は、単位時間当たりのスイッチング素子のスイッチングの回数が多くなるほど増大する。従って、単位時間当たりのスイッチング素子のスイッチングの回数を少なくすることで、スイッチング素子のスイッチングによる損失を低減することができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術は、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルを抑制することに主眼を置いているがゆえに、スイッチング素子のスイッチングの回数を十分に少なくすることができないという技術的問題点が生ずる。従って、特許文献１及び特許文献２に開示された技術には、電力変換器の効率的な利用という面から改善の余地がある。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、電力変換器が備えるスイッチング素子のスイッチングの回数を相対的に少なくすることができる電動機制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜１＞
本発明の電動機制御装置は、直流電源と、前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するスイッチング素子を含む電力変換器と、前記電力変換器から出力される交流電力を用いて駆動する三相交流電動機とを備える電動機システムを制御する電動機制御装置であって、前記三相交流電動機の動作を規定する相電圧指令信号に対して三次高調波信号を加算することで変調信号を生成する生成手段と、前記変調信号と所定周波数のキャリア信号との大小関係に応じて前記スイッチング素子を制御することで、前記電力変換器の動作を制御する制御手段とを備え、前記三次高調波信号は、前記三相交流電動機の各相において、前記変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値を前記キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む。
【００１０】
本発明の電動機制御装置によれば、電動機システムを制御することができる。電動機制御装置による制御対象となる電動機システムは、直流電源と、電力変換器と、三相交流電動機とを備えている。直流電源は、直流電力（言い換えれば、直流電圧や、直流電流）を出力する。電力変換器は、直流電源から供給される直流電力を交流電力（典型的には、三相交流電力）に変換する。具体的には、電力変換器は、後述する制御手段の制御下で当該電力変換器が備えるスイッチング素子の状態を切り替える（例えば、オン状態からオフ状態に又はオフ状態からオン状態に切り替える）ことで、直流電力を交流電力に変換する。その結果、三相交流電動機は、電力変換器から当該三相交流電動機に供給される交流電力を用いて駆動する。
【００１１】
尚、電動機システムは、平滑コンデンサを含んでいてもよい。平滑コンデンサは、電力変換器に対して電気的に並列に接続されてもよい。典型的には、平滑コンデンサは、直流電源に対して電気的に並列に接続されてもよい。この場合、平滑コンデンサは、平滑コンデンサの端子間電圧（つまり、直流電源及び電力変換器の夫々の端子間電圧）の変動を抑制することができる。
【００１２】
このような電動機システムを制御するために、電動機制御装置は、生成手段と、制御手段とを備えている。
【００１３】
生成手段は、相電圧指令信号に対して三次高調波信号を加算することで、変調信号を生成する。つまり、生成手段は、三相交流電動機の各相（つまり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる三相の夫々）に対応する相電圧指令信号に対して、三次高調波信号を加算する。その結果、生成手段は、三相交流電動機の各相（つまり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる三相の夫々）に対応する変調信号を生成する。
【００１４】
相電圧指令信号は、三相交流電動機の動作を規定する交流信号である。例えば、相電圧指令信号は、三相交流電動機が出力するトルクを所望値と一致させるという観点から適宜設定されてもよい。
【００１５】
三次高調波信号は、相電圧指令信号の周波数の３倍の周波数を有する信号（典型的には、交流信号）である。尚、三次高調波信号として、三相交流電動機の三相の全てで共用される共通の三次高調波信号が用いられてもよい。この場合、各相の相電圧指令信号に対して、当該共通の三次高調波信号が加算されてもよい。或いは、三次高調波信号として、三相交流電動機の三相の夫々に個別に用意される三次高調波信号が用いられてもよい。この場合、各相の相電圧指令信号に対して、各相に対応する三次高調波信号が加算されてもよい。
【００１６】
制御手段は、生成手段が生成した変調信号を用いて電力変換器の動作を制御する。具体的には、制御手段は、変調信号と所定周波数のキャリア信号との大小関係に応じてスイッチング素子を制御することで、電力変換器の動作を制御してもよい。その結果、電力変換器は、相電圧指令信号に応じた交流電力を三相交流電動機に対して供給する。従って、三相交流電動機は、相電圧指令信号に応じた態様で駆動する。
【００１７】
本発明では特に、三次高調波信号は、三相交流電動機の各相において、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値を、キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用する信号成分を含んでいる。つまり、三次高調波信号は、三相交流電動機の各相において、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値を、キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用する三次高調波信号である。言い換えれば、三次高調波信号は、変調信号の最大振幅を、キャリア信号の最大振幅よりも大きくするように作用する信号成分を含んでいる。つまり、三次高調波信号は、変調信号の最大振幅を、キャリア信号の最大振幅よりも大きくするように作用する三次高調波信号である。例えば、相電圧指令信号の信号レベルのピーク値の絶対値がキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくない場合であっても、当該相電圧指令信号に三次高調波信号が加算されることで、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値は、キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくなる。
【００１８】
例えば、三次高調波信号は、各相において、少なくとも相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用する信号成分を含んでいてもよい。言い換えれば、三次高調波信号は、各相において、少なくとも、相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングでの変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値を、同一タイミングでのキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用する信号成分を含んでいてもよい。
【００１９】
ここで、上述したように、制御手段は、変調信号とキャリア信号との大小関係に応じて、電力変換器が備えるスイッチング素子を制御する。具体的には、制御手段は、変調信号とキャリア信号との大小関係に応じてスイッチング素子の状態が切り替わるように、スイッチング素子を制御する。例えば、制御手段は、変調信号とキャリア信号との大小関係が第１状態（例えば、変調信号の信号レベルがキャリア信号の信号レベルよりも小さい状態）から第２状態（例えば、変調信号の信号レベルがキャリア信号の信号レベルよりも大きい状態）に移行した時点でスイッチング素子の状態が切り替わるように、スイッチング素子を制御する。同様に、制御手段は、変調信号とキャリア信号との大小関係が第２状態から第２状態に移行した時点でスイッチング素子の状態が切り替わるように、スイッチング素子を制御する。従って、変調信号とキャリア信号との大小関係が第１状態から第２状態へと切り替わる回数及び第２状態から第１状態へと切り替わる回数が多くなるほど、スイッチング素子の状態が切り替わる回数（つまり、スイッチング素子のスイッチングの回数）が多くなる。
【００２０】
本発明では、上述した信号成分を含む三次高調波信号が加算されることで変調信号が生成されるがゆえに、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値がキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくなる。従って、本発明では、後に図面を用いて詳細に説明するように、上述した信号成分を含む三次高調波信号が加算されることなく変調信号が生成される場合と比較して、変調信号とキャリア信号との大小関係が切り替わる回数が少なくなる。その結果、本発明では、上述した信号成分を含む三次高調波信号が加算されることなく変調信号が生成される場合と比較して、スイッチング素子のスイッチングの回数もまた少なくなる。従って、本発明では、上述した信号成分を含む三次高調波信号が加算されることなく変調信号が生成される場合と比較して、スイッチング素子のスイッチングによる損失が低減する。
【００２１】
このように、本発明の電動機制御装置は、電力変換器が備えるスイッチング素子のスイッチングの回数を相対的に少なくすることができる。その結果、本発明の電動機制御装置は、電力変換器が備えるスイッチング素子のスイッチングによる損失を相対的に低減することができる。
【００２２】
＜２＞
本発明の電動機制御装置の他の態様では、前記三次高調波信号は、所望相の前記相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値がゼロより大きくなり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が前記所望相の前記相電圧指令信号の極性と同一になる信号成分を含む。
【００２３】
この態様によれば、電動機制御装置は、このような信号成分を含む三次高調波信号を相電圧指令信号に加算することで、電力変換器が備えるスイッチング素子のスイッチングの回数を相対的に少なくすることができる。
【００２４】
＜３＞
本発明の電動機制御装置の他の態様では、前記三次高調波信号は、所望相の前記相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値が最大となり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が前記所望相の前記相電圧指令信号の極性と同一になる信号成分を含む。
【００２５】
この態様によれば、電動機制御装置は、このような信号成分を含む三次高調波信号を相電圧指令信号に加算することで、電力変換器が備えるスイッチング素子のスイッチングの回数を相対的に少なくすることができる。
【００２６】
＜４＞
本発明の電動機制御装置の他の態様では、前記三次高調波信号は、（ｉ）所望相の前記相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ−１）信号レベルの絶対値が最大となり、且つ、（ｉ−２）信号レベルの極性が前記所望相の前記相電圧指令信号の極性と同一になる第１の信号成分、及び（ｉｉ）当該第１の信号成分の位相をＸ°（但し、−９０＜Ｘ＜９０）だけシフトさせることで得られる第２の信号成分のうちの少なくとも一方を含む。
【００２７】
この態様によれば、電動機制御装置は、このような第１の信号成分及び第２の信号成分のうちの少なくとも一方を含む三次高調波信号を相電圧指令信号に加算することで、電力変換器が備えるスイッチング素子のスイッチングの回数を相対的に少なくすることができる。
【００２８】
＜５＞
本発明の電動機制御装置の他の態様では、前記電動機システムは、車両に搭載されており、前記生成手段は、前記車両の走行に必要とされる前記三相交流電動機の出力が所定値以下となる場合に、前記相電圧指令信号に対して前記三次高調波信号を加算することで前記変調信号を生成する。
【００２９】
変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号が加算される場合には、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号が加算されない場合と比較して、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルが相対的に大きくなってしまいかねない。従って、この態様によれば、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルの増大が大きな影響となりにくい場合（つまり、車両の走行に必要な三相交流電動機の出力が所定値以下となる場合）に、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号が加算される。従って、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルの増大による影響が抑制されつつ、上述した各種効果が好適に享受される。
【００３０】
尚、生成手段は、車両の走行に必要な三相交流電動機の出力が所定値以下とならない場合には、相電圧指令信号に対して、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含まない三次高調波信号を加算することで変調信号を生成してもよい。例えば、生成手段は、車両の走行に必要な三相交流電動機の出力が所定値以下とならない場合には、相電圧指令信号に対して、所望相の相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値がゼロより大きくなり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が所望相の相電圧指令信号の極性と逆になる信号成分を含む三次高調波信号を加算することで変調信号を生成してもよい。或いは、例えば、生成手段は、車両の走行に必要な三相交流電動機の出力が所定値以下とならない場合には、相電圧指令信号に対して、所望相の相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値が最大となり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が所望相の相電圧指令信号の極性と逆になる信号成分を含む三次高調波信号を加算することで変調信号を生成してもよい。
【００３１】
＜６＞
本発明の電動機制御装置の他の態様では、前記電動機システムは、車両に搭載されており、前記生成手段は、前記車両が走行性能よりも燃費性能を重視する燃費走行モードで走行している場合に、前記相電圧指令信号に対して前記三次高調波信号を加算することで前記変調信号を生成する。
【００３２】
変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号が加算される場合には、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号が加算されない場合と比較して、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルが相対的に大きくなってしまいかねない。従って、この態様によれば、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルの増大が大きな影響となりにくい場合（つまり、燃費走行モードで車両が走行している場合）に、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号が加算される。従って、平滑コンデンサの端子間電圧のリプルの増大による影響が抑制されつつ、上述した各種効果が好適に享受される。
【００３３】
尚、生成手段は、車両が燃費走行モードとは異なる走行モード（例えば、燃費性能よりも走行性能を重視するスポーツ走行モード）で走行している場合には、相電圧指令信号に対して、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含まない三次高調波信号を加算することで変調信号を生成してもよい。例えば、生成手段は、車両が燃費走行モードとは異なる走行モードで走行している場合には、相電圧指令信号に対して、所望相の相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値がゼロより大きくなり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が所望相の相電圧指令信号の極性と逆になる信号成分を含む三次高調波信号を加算することで変調信号を生成してもよい。或いは、例えば、生成手段は、車両が燃費走行モードとは異なる走行モードで走行している場合には、相電圧指令信号に対して、所望相の相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大となるタイミングで、（ｉ）信号レベルの絶対値が最大となり、且つ、（ｉｉ）信号レベルの極性が所望相の相電圧指令信号の極性と逆になる信号成分を含む三次高調波信号を加算することで変調信号を生成してもよい。
【００３４】
尚、燃費走行モードで車両が走行している状況は、実質的には、車両の走行に必要な三相交流電動機の出力が所定値以下となる状況の一例と言える。つまり、燃費走行モードで車両が走行している場合には、車両の走行に必要な三相交流電動機の出力が所定値以下であると推定されてもよい。
【００３５】
＜７＞
本発明の電動機制御装置の他の態様では、前記三相交流電動機の各相において、前記変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値が前記キャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくなるように、前記三次高調波信号の特性を調整する調整手段を更に備える。
【００３６】
この態様によれば、電動機制御装置は、三次高調波信号の特性を調整する（例えば、動的に若しくは逐次又は予め調整する）ことで、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号を生成することができる。
【００３７】
＜７＞
上述の如く調整手段を更に備える電動機制御装置の他の態様では、前記三次高調波信号の特性は、前記三次高調波信号の位相及び振幅のうちの少なくとも一方を含む。
【００３８】
この態様によれば、電動機制御装置は、三次高調波信号の位相及び振幅のうちの少なくとも一方を調整することで、変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号の信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくする信号成分を含む三次高調波信号を生成することができる。
【００３９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】車両の構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵの構成（特に、インバータの動作を制御するための構成）を示すブロック図である。
【図３】インバータ制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】三次高調波信号を、三相電圧指令信号と共に示すグラフである。
【図５】車両がエコモードで走行している場合に生成される三次高調波信号を用いてインバータの動作が制御される場合の、Ｕ相電圧指令信号、三次高調波信号、Ｕ相変調信号及びＵ相ＰＷＭ信号を示すグラフである。
【図６】車両がエコモードで走行していない場合に生成される三次高調波信号を用いてインバータの動作が制御される場合の、Ｕ相電圧指令信号、三次高調波信号、Ｕ相変調信号及びＵ相ＰＷＭ信号を示すグラフである。
【図７】三次高調波信号の他の例を、三相電圧指令信号及び三相電流と共に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、電動機制御装置の実施形態について説明する。
【００４２】
（１）車両の構成
まず、図１を参照しながら、車両１の構成について説明する。図１は、車両１の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図１に示すように、車両１は、直流電源１１と、平滑コンデンサ１２と、「電力変換器」の一具体例であるインバータ１３と、「三相交流電動機」の一具体例であるモータジェネレータ１４と、「電動機制御装置」の一具体例であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５とを備えている。
【００４４】
直流電源１１は、充電可能な蓄電装置である。直流電源１１の一例として、例えば、二次電池（例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等）や、キャパシタ（例えば、電気二重相キャパシタや大容量のコンデンサ等）が例示される。
【００４５】
平滑コンデンサ１２は、直流電源１１の正極線と直流電源１１の負極線との間に接続された電圧平滑用のコンデンサである。つまり、平滑コンデンサ１２は、正極線と負極線との間の端子間電圧ＶＨの変動を平滑化するためのコンデンサである。
【００４６】
インバータ１３は、直流電源１１から供給される直流電力（直流電圧）を交流電力（三相交流電圧）に変換する。直流電力（直流電圧）を交流電力（三相交流電圧）に変換するために、インバータ１３は、ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｕｎを含むＵ相アーム、ｐ側スイッチング素子Ｑｖｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｖｎを含むＶ相アーム及びｐ側スイッチング素子Ｑｗｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｗｎを含むＷ相アームを備えている。インバータ１３が備える各アームは、正極線と負極線との間に並列に接続されている。ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｕｎは、正極線と負極線との間に直列に接続される。ｐ側スイッチング素子Ｑｖｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｖｎ並びにｐ側スイッチング素子Ｑｗｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｗｎについても同様である。ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐには、ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐのエミッタ端子からｐ側スイッチング素子Ｑｕｐのコレクタ端子へと電流を流す整流用ダイオードＤｕｐが接続されている。ｎ側スイッチング素子Ｑｕｎからｎ側スイッチング素子Ｑｗｎについても同様に、整流用ダイオードＤｕｎから整流用ダイオードＤｗｎが夫々接続されている。インバータ１３における各相アームの上側アーム（つまり、各ｐ側スイッチング素子）と下側アーム（つまり、各ｎ側スイッチング素子）との中間点は、夫々モータジェネレータ１４の各相コイルに接続されている。その結果、インバータ１３による変換動作の結果生成される交流電力（三相交流電圧）が、モータジェネレータ１４に供給される。
【００４７】
モータジェネレータ１４は、三相交流電動発電機である。モータジェネレータ１４は、車両１が走行するために必要なトルクを発生するように駆動する。モータジェネレータ１４が発生したトルクは、当該モータジェネレータ１４の回転軸に機械的に連結された駆動軸を介して、駆動輪に伝達される。尚、モータジェネレータ１４は、車両１の制動時に電力回生（発電）を行ってもよい。
【００４８】
ＥＣＵ１５は、車両１の動作を制御するための電子制御ユニットである。特に、本実施形態では、ＥＣＵ１５は、インバータ１３の動作を制御するためのインバータ制御動作を行う。尚、ＥＣＵ１５によるインバータ制御動作については、後に詳述する（図３から図４等参照）。
【００４９】
ここで、図２を参照しながら、ＥＣＵ１５の構成（特に、インバータ１３の動作を制御するための構成）について説明する。図２は、ＥＣＵ１５の構成（特に、インバータ１３の動作を制御するための構成）を示すブロック図である。
【００５０】
図２に示すように、ＥＣＵ１５は、電流指令変換部１５１と、三相／二相変換部１５２と、電流制御部１５３と、二相／三相変換部１５４と、「調整手段」の一具体例である高調波生成部１５５と、「生成手段」の一具体例である加算器１５６ｕと、「生成手段」の一具体例である加算器１５６ｖと、「生成手段」の一具体例である加算器１５６ｗと、「制御手段」の一具体例であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変換部１５７とを備えている。
【００５１】
電流指令変換部１５１は、三相交流電動機１４のトルク指令値ＴＲに基づいて、二相電流指令信号（つまり、ｄ軸電流指令信号Ｉｄｔｇ及びｑ軸電流指令信号Ｉｑｔｇ）を生成する。電流指令変換部１５１は、ｄ軸電流指令信号Ｉｄｔｇ及びｑ軸電流指令信号Ｉｑｔｇを電流制御部１５３に出力する。
【００５２】
三相／二相変換部１５２は、インバータ１３から、フィードバック情報としてのＶ相電流ＩｖとＷ相電流Ｉｗを取得する。但し、三相／二相変換部１５２は、インバータ１３から、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗのうちの少なくとも２つを取得してもよい。三相／二相変換部１５２は、三相電流値に相当するＶ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗを、二相電流値に相当するｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する。三相／二相変換部１５２は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを電流制御部１５３に出力する。
【００５３】
電流制御部１５３は、電流指令変換部１５１から出力されるｄ軸電流指令信号Ｉｄｔｇ及びｑ軸電流指令信号Ｉｑｔｇと、三相／二相変換部１５２から出力されるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑとの差分に基づいて、二相電圧指令信号に相当するｄ軸電圧指令信号Ｖｄ及びｑ軸電圧指令信号Ｖｑを生成する。このとき、電流制御部１５３は、例えば、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御又はＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御を用いて、ｄ軸電圧指令信号Ｖｄ及びｑ軸電圧指令信号Ｖｑを生成してもよい。電流制御部１５３は、ｄ軸電圧指令信号Ｖｄ及びｑ軸電圧指令信号Ｖｑを、二相／三相変換部１５４に出力する。
【００５４】
二相／三相変換部１５４は、ｄ軸電圧指令信号Ｖｄ及びｑ軸電圧指令信号Ｖｑを、三相電圧指令信号であるＵ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗに変換する。二相／三相変換部１５４は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕを加算器１５６ｕに出力する。同様に、二相／三相変換部１５４は、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖを加算器１５６ｖに出力する。同様に、二相／三相変換部１５４は、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗを加算器１５６ｗに出力する。
【００５５】
高調波生成部１５５は、三相電圧指令信号（つまり、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗ）及び三相電流値（つまり、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖとＷ相電流Ｉｗ）の周波数の３倍の周波数を有する三次高調波信号を生成する。特に、本実施形態では、高調波生成部１５５は、２種類の三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２を生成する。但し、高調波生成部１５５は、三次高調波信号Ｖｈ２を生成する一方で、三次高調波信号Ｖｈ１を生成しなくともよい。尚、２種類の三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２については、後に詳述する（図３及び図４参照）。
【００５６】
加算器１５６ｕは、二相／三相変換部１５４から出力されるＵ相電圧指令信号Ｖｕに対して、高調波生成部１５５が生成する２種類の三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２のうちのいずれか一方を加算する。その結果、加算器１５６ｕは、Ｕ相変調信号Ｖｍｕ（＝Ｖｕ＋Ｖｈ１又はＶｕ＋Ｖｈ２）を生成する。加算器１５６ｕは、Ｕ相変調信号ＶｍｕをＰＷＭ変換部１５７に出力する。
【００５７】
加算器１５６ｖは、二相／三相変換部１５４から出力されるＶ相電圧指令信号Ｖｖに対して、高調波生成部１５５が生成する２種類の三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２のうちのいずれか一方を加算する。その結果、加算器１５６ｖは、Ｖ相変調信号Ｖｍｖ（＝Ｖｖ＋Ｖｈ１又はＶｖ＋Ｖｈ２）を生成する。加算器１５６ｖは、Ｖ相変調信号ＶｍｖをＰＷＭ変換部１５７に出力する。
【００５８】
加算器１５６ｗは、二相／三相変換部１５４から出力されるＷ相電圧指令信号Ｖｗに対して、高調波生成部１５５が生成する２種類の三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２のうちのいずれか一方を加算する。その結果、加算器１５６ｗは、Ｗ相変調信号Ｖｍｗ（＝Ｖｗ＋Ｖｈ１又はＶｗ＋Ｖｈ２）を生成する。加算器１５６ｗは、Ｗ相変調信号ＶｍｗをＰＷＭ変換部１５７に出力する。
【００５９】
ＰＷＭ変換部１５７は、所定のキャリア周波数ｆを有するキャリア信号ＣとＵ相変調信号Ｖｍｕとの大小関係に基づいて、ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐを駆動するためのＵ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｕｎを駆動するためのＵ相ＰＷＭ信号Ｇｕｎを生成する。例えば、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号Ｃよりも小さい状態にあるＵ相変調信号Ｖｍｕがキャリア信号Ｃに一致すると、ｐ側スイッチング素子ＱｕｐをオンするためのＵ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びＧｕｎを生成してもよい。一方で、例えば、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号Ｃよりも大きい状態にあるＵ相変調信号Ｖｍｕがキャリア信号Ｃに一致すると、ｎ側スイッチング素子ＱｕｎをオンするためのＵ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びＧｕｎを生成する。ＰＷＭ変換部１５７は、Ｕ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びＧｕｎを、インバータ１３に出力する。その結果、インバータ１３（特に、インバータ１３が備えるＵ相アームを構成するｐ側スイッチング素子Ｑｕｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｕｎ）は、Ｕ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びＧｕｎに応じて動作する。
【００６０】
更に、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号ＣとＶ相変調信号Ｖｍｖとの大小関係に基づいて、ｐ側スイッチング素子Ｑｖｐを駆動するためのＶ相ＰＷＭ信号Ｇｖｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｖｎを駆動するためのＶ相ＰＷＭ信号Ｇｖｎを生成する。加えて、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号ＣとＷ相変調信号Ｖｍｗとの大小関係に基づいて、ｐ側スイッチング素子Ｑｗｐを駆動するためのＷ相ＰＷＭ信号Ｇｗｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｗｎを駆動するためのＷ相ＰＷＭ信号Ｇｗｎを生成する。Ｖ相ＰＷＭ信号Ｇｖｐ及びＧｖｎ並びにＷ相ＰＷＭ信号Ｇｗｐ及びＧｗｎの生成の態様は、Ｕ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びＧｕｎの生成の態様と同一である。
【００６１】
（２）インバータ制御動作の流れ
続いて、図３を参照しながら、車両１において行われるインバータ制御動作（つまり、ＥＣＵ１５が行うインバータ制御動作）の流れについて説明する。図３は、インバータ制御動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
図３に示すように、二相／三相変換部１５４は、三相電圧指令信号（つまり、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗ）を生成する（ステップＳ１１）。尚、三相電圧指令信号の生成方法は、図２を参照しながら上述したとおりである。
【００６３】
ステップＳ１１の動作と並行して又は相前後して、ＥＣＵ１５は、車両１の現在の走行モードがエコモードであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。尚、エコモードは、走行性能の向上（例えば、走行レスポンスの向上や、ＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）の低減）よりも燃費性能の向上（例えば、低燃費化）を優先する走行モードである。
【００６４】
尚、ステップＳ１２では、ＥＣＵ１５は、車両１の現在の走行モードがエコモードであるか否かを判定することに加えて又は代えて、三相交流電動機１４の出力（つまり、パワー）が所定値以下であるか否かを判定してもよい。例えば、ＥＣＵ１５は、車両１の走行に用いられる三相交流電動機１４の出力が所定値以下であるか否かを判定してもよい。三相交流電動機１４の出力が所定値以下であると判定される場合には、車両１の現在の走行モードがエコモードであると判定される場合と同様の態様で、以下の動作が行われてもよい。
【００６５】
ステップＳ１２の判定の結果、車両１の現在の走行モードがエコモードでないと判定される場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、三次高調波生成部１５５は、三次高調波信号Ｖｈ１を生成する（ステップＳ１３）。
【００６６】
その後、加算器１５６ｕは、ステップＳ１１で生成されたＵ相電圧指令信号Ｖｕに対して、ステップＳ１３で生成された三次高調波信号Ｖｈ１を加算する。その結果、加算器１５６ｕは、Ｕ相変調信号Ｖｍｕ（＝Ｖｕ＋Ｖｈ１）を生成する（ステップＳ１４）。加算器１５６ｖもまた同様に、Ｖ相変調信号Ｖｍｖ（＝Ｖｖ＋Ｖｈ１）を生成する（ステップＳ１４）。加算器１５６ｗもまた同様に、Ｗ相変調信号Ｖｍｗ（＝Ｖｗ＋Ｖｈ１）を生成する（ステップＳ１４）。
【００６７】
一方で、ステップＳ１２の判定の結果、車両１の現在の走行モードがエコモードであると判定される場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、三次高調波生成部１５５は、三次高調波信号Ｖｈ１とは特性が異なる三次高調波信号Ｖｈ２を生成する（ステップＳ２３）。
【００６８】
その後、加算器１５６ｕは、ステップＳ１１で生成されたＵ相電圧指令信号Ｖｕに対して、ステップＳ２３で生成された三次高調波信号Ｖｈ２を加算する。その結果、加算器１５６ｕは、Ｕ相変調信号Ｖｍｕ（＝Ｖｕ＋Ｖｈ２）を生成する（ステップＳ２４）。加算器１５６ｖもまた同様に、Ｖ相変調信号Ｖｍｖ（＝Ｖｖ＋Ｖｈ２）を生成する（ステップＳ２４）。加算器１５６ｗもまた同様に、Ｗ相変調信号Ｖｍｗ（＝Ｖｗ＋Ｖｈ２）を生成する（ステップＳ２４）。
【００６９】
ここで、図４を参照しながら、三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２について説明する。図４は、三次高調波信号Ｖｈ１及びＶｈ２を、三相電圧指令信号と共に示すグラフである。
【００７０】
はじめに、三次高調波信号Ｖｈ１について説明する。図４の２段目のグラフに示すように、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗの夫々（図４の１段目のグラフ参照）の信号レベルの絶対値が最小になるタイミングで信号レベルの絶対値が最小になる三次高調波信号である。言い換えれば、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗの夫々の信号レベルの絶対値が最小になる位相と、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの絶対値が最小になる位相とが一致するという条件を満たす三次高調波信号である。つまり、三次高調波信号Ｖｈ１は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最小になるタイミングで信号レベルの絶対値が最小になる三次高調波信号である。
【００７１】
例えば、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗの夫々の信号レベルがゼロになるタイミングで信号レベルがゼロになる三次高調波信号であってもよい。言い換えれば、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗの夫々の信号レベルがゼロになる位相と、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルがゼロになる位相とが一致するという条件を満たす三次高調波信号であってもよい。
【００７２】
図４の２段目のグラフに示す例では、例えば、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルは、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルがゼロになるタイミング（図４中の黒い丸印参照）でゼロになる。同様に、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルは、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖの信号レベルがゼロになるタイミング（図４中の黒い四角印参照）でゼロになる。同様に、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルは、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗの信号レベルがゼロになるタイミング（図４中の黒い三角印参照）でゼロになる。
【００７３】
加えて、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗの夫々（図４の１段目のグラフ参照）の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号である。言い換えれば、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖ及びＷ相電圧指令信号Ｖｗの夫々の信号レベルの絶対値が最大になる位相と、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの絶対値が最大になる位相とが一致するという条件を満たす三次高調波信号である。つまり、三次高調波信号Ｖｈ１は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号である。
【００７４】
加えて、三次高調波信号Ｖｈ１は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの極性と逆の極性を有する三次高調波信号である。更に、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖの信号レベルの絶対値が最大になるタイミングでＶ相電圧指令信号Ｖｖの極性と逆の極性を有する三次高調波信号である。更に、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗの信号レベルの絶対値が最大になるタイミングでＷ相電圧指令信号Ｖｗの極性と逆の極性を有する三次高調波信号である。つまり、三次高調波信号Ｖｈ２は、所望相の相電圧指令信号の信号レベルが最大になるタイミングで、当該所望相の相電圧指令信号の極性と逆の極性を有する三次高調波信号である。
【００７５】
図４の２段目のグラフに示す例では、例えば、（ｉ）三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの絶対値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルが最大になるタイミング（図４中の白い丸印参照）で最大となり、（ｉｉ）Ｕ相電圧指令Ｖｕの信号レベルが最大になるタイミングにおいて、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの極性は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの極性と逆になる。同様に、例えば、（ｉ）三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの絶対値は、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖの信号レベルが最大になるタイミング（図４中の白い四角印参照）で最大となり、（ｉｉ）Ｖ相電圧指令Ｖｖの信号レベルが最大になるタイミングにおいて、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの極性は、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖの極性と逆になる。同様に、例えば、（ｉ）三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの絶対値は、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗの信号レベルが最大になるタイミング（図４中の白い三角印参照）で最大となり、（ｉｉ）Ｗ相電圧指令Ｖｗの信号レベルが最大になるタイミングにおいて、三次高調波信号Ｖｈ１の信号レベルの極性は、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗの極性と逆になる。
【００７６】
高調波生成部１５５は、二相／三相変換部１５４が生成する三相電圧指令信号を参照することで、三次高調波信号Ｖｈ１を生成してもよい。例えば、高調波生成部１５５は、メモリ等に格納されているパラメータによって規定されている三次高調波信号の基本信号の位相を、二相／三相変換部１５４が生成する三相電圧指令信号の位相に応じてシフトすることで、三次高調波信号Ｖｈ１を生成してもよい。或いは、例えば、高調波生成部１５５は、三相電圧指令信号を分周することで三次高調波信号の基本信号を生成すると共に、当該基本信号の位相を、二相／三相変換部１５４が生成する三相電圧指令信号の位相に応じてシフトすることで、三次高調波信号Ｖｈ１を生成してもよい。但し、三次高調波生成部１５５は、任意の方法を用いて、三次高調波信号Ｖｈ１を生成してもよい。
【００７７】
尚、三次高調波信号Ｖｈ１は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号でなくともよい。具体的には、三次高調波信号Ｖｈ１は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロよりも大きくなる三次高調波信号であってもよい。言い換えれば、三次高調波信号Ｖｈ１は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロにならない三次高調波信号であってもよい。この場合には、三次高調波信号Ｖｈ１は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最小になる（例えば、ゼロになる）タイミングで信号レベルの絶対値が最小になる（例えば、ゼロになる）三次高調波信号でなくともよい。但し、この場合であっても、三次高調波信号Ｖｈ１は、所望相の相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで、当該所望相の相電圧指令信号の極性と逆の極性を有する三次高調波信号である。少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロより大きくなる三次高調波信号Ｖｈ１を生成するために、高調波生成部１５５は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号Ｖｈ１（つまり、図４の２段目のグラフに示す三次高調波信号Ｖｈ１）の位相をＸ°（但し、−９０＜Ｘ＜９０）だけシフトさせてもよい。但し、三次高調波生成部１５５は、任意の方法を用いて、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロより大きくなる三次高調波信号Ｖｈ１を生成してもよい。
【００７８】
続いて、三次高調波信号Ｖｈ２について説明する。図４の３段目のグラフに示すように、三次高調波信号Ｖｈ２は、三次高調波信号Ｖｈ１と同様に、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最小になる（例えば、ゼロになる）タイミングで信号レベルの絶対値が最小になる（例えば、ゼロになる）三次高調波信号である。加えて、三次高調波信号Ｖｈ２は、三次高調波信号Ｖｈ１と同様に、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号である。一方で、三次高調波信号Ｖｈ２は、三次高調波信号Ｖｈ１とは異なり、所望相の相電圧指令信号の信号レベルが最大になるタイミングで、当該所望相の相電圧指令信号の極性と同一の極性を有する三次高調波信号である。つまり、三次高調波信号Ｖｈ２は、三次高調波信号Ｖｈ１と比較して、極性が反転している（言い換えれば、位相が１８０°シフトしている）という点において異なっている。
【００７９】
図４の３段目のグラフに示す例では、例えば、（ｉ）三次高調波信号Ｖｈ２の信号レベルの絶対値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルが最大になるタイミング（図４中の白い丸印参照）で最大となり、（ｉｉ）Ｕ相電圧指令Ｖｕの信号レベルが最大になるタイミングにおいて、三次高調波信号Ｖｈ２の信号レベルの極性は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの極性と同一になる。同様に、例えば、（ｉ）三次高調波信号Ｖｈ２の信号レベルの絶対値は、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖの信号レベルが最大になるタイミング（図４中の白い四角印参照）で最大となり、（ｉｉ）Ｖ相電圧指令Ｖｖの信号レベルが最大になるタイミングにおいて、三次高調波信号Ｖｈ２の信号レベルの極性は、Ｖ相電圧指令信号Ｖｖの極性と同一になる。同様に、例えば、（ｉ）三次高調波信号Ｖｈ２の信号レベルの絶対値は、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗの信号レベルが最大になるタイミング（図４中の白い三角印参照）で最大となり、（ｉｉ）Ｗ相電圧指令Ｖｗの信号レベルが最大になるタイミングにおいて、三次高調波信号Ｖｈ２の信号レベルの極性は、Ｗ相電圧指令信号Ｖｗの極性と同一になる。
【００８０】
高調波生成部１５５は、二相／三相変換部１５４が生成する三相電圧指令信号を参照することで、三次高調波信号Ｖｈ２を生成してもよい。例えば、高調波生成部１５５は、メモリ等に格納されているパラメータによって規定されている三次高調波信号の基本信号の位相を、二相／三相変換部１５４が生成する三相電圧指令信号の位相に応じてシフトすることで、三次高調波信号Ｖｈ２を生成してもよい。或いは、例えば、高調波生成部１５５は、三相電圧指令信号を分周することで三次高調波信号の基本信号を生成すると共に、当該基本信号の位相を、二相／三相変換部１５４が生成する三相電圧指令信号の位相に応じてシフトすることで、三次高調波信号Ｖｈ２を生成してもよい。或いは、高調波生成部１５５は、三次高調波信号Ｖｈ１の位相を１８０°シフトさせる（いわば、極性を反転させる）ことで、三次高調波信号Ｖｈ２を生成してもよい。但し、三次高調波生成部１５５は、任意の方法を用いて、三次高調波信号Ｖｈ２を生成してもよい。
【００８１】
尚、三次高調波信号Ｖｈ２は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号でなくともよい。具体的には、三次高調波信号Ｖｈ２は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロよりも大きくなる三次高調波信号であってもよい（図４の４段目及び５段目のグラフ参照）。言い換えれば、三次高調波信号Ｖｈ２は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロにならない三次高調波信号であってもよい。この場合には、三次高調波信号Ｖｈ２は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最小になる（例えば、ゼロになる）タイミングで信号レベルの絶対値が最小になる（例えば、ゼロになる）三次高調波信号でなくともよい。但し、この場合であっても、三次高調波信号Ｖｈ２は、所望相の相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで、当該所望相の相電圧指令信号の極性と同一の極性を有する三次高調波信号である。少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロより大きくなる三次高調波信号Ｖｈ２を生成するために、高調波生成部１５５は、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値が最大になる三次高調波信号Ｖｈ２（つまり、図４の３段目のグラフに示す三次高調波信号Ｖｈ２）の位相をＸ°（但し、−９０＜Ｘ＜９０）だけシフトさせてもよい。但し、三次高調波生成部１５５は、任意の方法を用いて、少なくとも一つの相電圧指令信号の信号レベルの絶対値が最大になるタイミングで信号レベルの絶対値がゼロより大きくなる三次高調波信号Ｖｈ２を生成してもよい。
【００８２】
再び図３において、その後、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号ＣとＵ相変調信号Ｖｍｕとの大小関係に基づいて、Ｕ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐ及びＧｕｎを生成する（ステップＳ１５）。同様に、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号ＣとＶ相変調信号Ｖｍｖとの大小関係に基づいて、Ｖ相ＰＷＭ信号Ｇｖｐ及びＧｖｎを生成する（ステップＳ１５）。同様に、ＰＷＭ変換部１５７は、キャリア信号ＣとＷ相変調信号Ｖｍｗとの大小関係に基づいて、Ｗ相ＰＷＭ信号Ｇｗｐ及びＧｗｎを生成する（ステップＳ１５）。その結果、インバータ１３は、各ＰＷＭ信号に基づいて駆動する。
【００８３】
以上説明した本実施形態のインバータ制御動作によれば、車両１がエコモードで走行していない場合には、三次高調波信号Ｖｈ１を用いてインバータ１３の動作が制御される。従って、三次高調波信号Ｖｈ１を用いてインバータ１３の動作を制御する本実施形態のインバータ制御動作によれば、三次高調波信号Ｖｈ１を用いることなくインバータ１３の動作を制御する比較例のインバータ制御動作と比較して、平滑コンデンサ１２の端子間電圧ＶＨのリプルが好適に低減される。
【００８４】
更に、本実施形態のインバータ制御動作によれば、車両１がエコモードで走行している場合には、三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作が制御される。従って、三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作を制御する本実施形態のインバータ制御動作によれば、三次高調波信号Ｖｈ２を用いることなくインバータ１３の動作を制御する比較例のインバータ制御動作と比較して、インバータ１３における損失が好適に低減される。以下、図５及び図６を参照しながら、その理由について説明する。図５は、車両１がエコモードで走行している場合に生成される三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作が制御される場合の、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、三次高調波信号Ｖｈ２、Ｕ相変調信号Ｖｍｕ及びＵ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐを示すグラフである。図６は、車両１がエコモードで走行していない場合に生成される三次高調波信号Ｖｈ１を用いてインバータ１３の動作が制御される場合の、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕ、三次高調波信号Ｖｈ１、Ｕ相変調信号Ｖｍｕ及びＵ相ＰＷＭ信号Ｇｕｐを示すグラフである。
【００８５】
尚、以下では、説明の簡略化のために、Ｕ相に着目した説明を進める。但し、Ｖ相及びＷ相の夫々においても同様であることは言うまでもない。
【００８６】
図５（ａ）に示すＵ相電圧指令信号Ｖｕに対して図５（ｂ）に示す三次高調波信号Ｖｈ２が加算されると、図５（ｃ）に示すＵ相変調信号Ｖｍｕが生成される。ここで、上述したように、三次高調波信号Ｖｈ２は、所望相の相電圧指令信号の信号レベルが最大になるタイミングで、信号レベルの絶対値が最大になると共に当該所望相の相電圧指令信号の極性と同一の極性を有する三次高調波である。
【００８７】
従って、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値（図５（ｃ）の白丸）の絶対値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルのピーク値の絶対値（図５（ｃ）の黒丸）よりも大きくなる。具体的には、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルの最大値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルの最大値よりも大きくなる。加えて、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルの最小値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルの最小値よりも小さくなる。つまり、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値の絶対値をＵ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用する三次高調波信号であると言える。
【００８８】
ここで、本実施形態では、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくすることが可能な特性（例えば、位相や振幅等）を有している。具体的には、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルの最大値をキャリア信号Ｃの信号レベルの最大値よりも大きくすることが可能な特性を有している。加えて、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルの最小値をキャリア信号Ｃの信号レベルの最小値よりも小さくすることが可能な特性を有する三次高調波信号であることが好ましい。
【００８９】
逆に言えば、高調波生成部１５５は、三次高調波信号Ｖｈ２を生成する際には、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくすることが可能な特性を有する三次高調波信号Ｖｈ２を生成する。このような特性を有する三次高調波信号Ｖｈ２を生成するために、高調波生成部１５５は、上述した態様で三次高調波信号の基本信号（或いは、三次高調波信号Ｖｈ１）の位相をシフトさせる（つまり、調整する）ことに加えて又は代えて、三次高調波信号の基本信号（或いは、三次高調波信号Ｖｈ１）の振幅を調整してもよい。
【００９０】
その結果、図５（ｃ）に示すように、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値の絶対値は、キャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくなる。このため、図５（ｄ）に示すように、三次高調波信号Ｖｈ２が用いられる場合には、ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｕｎの夫々のスイッチングの回数は、例えば、Ｓ２回（図５（ｄ）に示す例では、Ｓ２＝１８）となる。
【００９１】
一方で、図６（ａ）に示すＵ相電圧指令信号Ｖｕ（但し、図５（ａ）に示すＵ相電圧指令信号Ｖｕと同一）に対して図６（ｂ）に示す三次高調波信号Ｖｈ１が加算されると、図６（ｃ）に示すＵ相変調信号Ｖｍｕが生成される。ここで、上述したように、三次高調波信号Ｖｈ１は、所望相の相電圧指令信号の信号レベルが最大になるタイミングで、信号レベルの絶対値が最大になると共に当該所望相の相電圧指令信号の極性と逆の極性を有する三次高調波である。
【００９２】
従って、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値（図６（ｃ）の白丸）の絶対値は、Ｕ相電圧指令信号の信号レベルのピーク値の絶対値（図６（ｃ）の黒丸）よりも大きくなることはない又は大きくなりにくい。具体的には、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルの最大値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルの最大値よりも大きくなることはない又は大きくなりにくい。加えて、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルの最小値は、Ｕ相電圧指令信号Ｖｕの信号レベルの最小値よりも小さくなることはない又は小さくなりにくい。
【００９３】
このため、図６（ｃ）に示すように、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値の絶対値は、キャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくなることはない又は大きくなりにくい。その結果、図６（ｄ）に示すように、三次高調波信号Ｖｈ２が用いられる場合には、ｐ側スイッチング素子Ｑｕｐ及びｎ側スイッチング素子Ｑｕｎの夫々のスイッチングの回数は、Ｓ１回（但し、Ｓ１＞Ｓ２であり、図６（ｄ）に示す例では、Ｓ１＝２４）となる。
【００９４】
このように、三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作を制御する本実施形態のインバータ制御動作によれば、三次高調波信号Ｖｈ２を用いることなくインバータ１３の動作を制御する比較例のインバータ制御動作と比較して、インバータ１３が備える各スイッチング素子のスイッチングの回数が少なくなる。スイッチング素子のスイッチングの回数の減少は、当該スイッチング素子を備えるインバータ１３の損失の低減につながる。従って、三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作を制御する本実施形態のインバータ制御動作によれば、三次高調波信号Ｖｈ２を用いることなくインバータ１３の動作を制御する比較例のインバータ制御動作と比較して、インバータ１３における損失が好適に低減される。
【００９５】
加えて、本実施形態では、ＥＣＵ１５は、車両１の現在の走行モードがエコモードである場合に、インバータ１３における損失を低減するという効果を発揮することができる三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作を制御する。他方で、ＥＣＵ１５は、車両１の現在の走行モードがエコモードでない場合には、平滑コンデンサ１２の端子間電圧ＶＨのリプルを低減するという効果を発揮することができる三次高調波信号Ｖｈ１を用いてインバータ１３の動作を制御する。ここで、三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作が制御される場合には、インバータ１３における損失が低減する一方で、平滑コンデンサ１２の端子間電圧ＶＨのリプルが大きくなってしまうおそれがある。一方で、端子間電圧ＶＨのリプルは、車両１の現在の走行モードがエコモードである（或いは、三相交流電動機１４の出力が相対的に小さい）場合には、車両１の現在の走行モードがエコモードでない（或いは、三相交流電動機１４の出力が相対的に大きい）場合と比較して、相対的に小さくなる。或いは、端子間電圧ＶＨのリプルの増大による影響は、車両１の現在の走行モードがエコモードである（或いは、三相交流電動機１４の出力が相対的に小さい）場合には、車両１の現在の走行モードがエコモードでない（或いは、三相交流電動機１４の出力が相対的に多き）場合と比較して、小さくなる。従って、本実施形態では、ＥＣＵ１５は、端子間電圧ＶＨのリプルが相対的に小さくなる又は端子間電圧ＶＨのリプルの増大による影響が相対的に小さくなる状況下では、端子間電圧ＶＨのリプルの低減よりもインバータ１３における損失の低減を優先するべく、三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作を制御することができる。一方で、ＥＣＵ１５は、端子間電圧ＶＨのリプルが相対的に大きくなる又は端子間電圧ＶＨのリプルの増大による影響が相対的に大きくなる状況下では、インバータ１３における損失の低減よりも端子間電圧ＶＨのリプルの低減を優先するべく、三次高調波信号Ｖｈ１を用いてインバータ１３の動作を制御することができる。その結果、ＥＣＵ１５は、インバータ１３における損失を低減しつつも、端子間電圧ＶＨのリプルを低減するように、インバータ１３の動作を制御することができる。
【００９６】
但し、ＥＣＵ１５は、車両１の現在の走行モードに関わらず（或いは、三相交流電動機１４の出力の大小に関わらず）、インバータ１３における損失を低減するという効果を発揮することができる三次高調波信号Ｖｈ２を用いてインバータ１３の動作を制御してもよい。この場合、ＥＣＵ１５は、三次高調波信号Ｖｈ１に関連する動作（例えば、図３のステップＳ１２からステップＳ１４における動作）を行わなくともよい。
【００９７】
また、三次高調波信号Ｖｈ２によって得られる技術的効果を考慮すれば、三次高調波信号Ｖｈ２は、三相変調信号の信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用するという特性を有している三次高調波信号であると言える。つまり、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｕ相変調信号Ｖｍｕの信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用するという特性を有している三次高調波信号であると言える。同様に、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｖ相変調信号Ｖｍｖの信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用するという特性を有している三次高調波信号であると言える。同様に、三次高調波信号Ｖｈ２は、Ｗ相変調信号Ｖｍｗの信号レベルのピーク値の絶対値をキャリア信号Ｃの信号レベルのピーク値の絶対値よりも大きくするように作用するという特性を有している三次高調波信号であると言える。従って、三次高調波信号Ｖｈ２は、図４に例示した三次高調波信号のみならず、このような特性を有する三次高調波信号であればどのような信号であってもよい。
【００９８】
また、上述の説明では、三次高調波信号Ｖｈ２が正弦波である例（図４参照）を用いて説明を進めている。しかしながら、三次高調波信号Ｖｈ２は、三相電圧指令信号の周波数の３倍の周波数を有する任意の交流信号であってもよい。例えば、図７の２段目及び４段目のグラフに示すように、三次高調波信号Ｖｈ２は、方形波（いわゆる、パルス波）信号であってもよい。或いは、例えば、図７の３段目及び５段目のグラフに示すように、三次高調波信号Ｖｈ２は、三角波信号であってもよい。或いは、三次高調波信号Ｖｈ２は、鋸波等の他の形状を有する信号であってもよい。要は、三次高調波信号Ｖｈ２は、同一の波形パターン（好ましくは、信号レベルが変化する同一の波形パターン）が、三相電圧指令信号又は三相電流値の周波数の３倍の周波数に対応する周期で周期的に現れる信号であればよい。三次高調波信号Ｖｈ１についても同様である。
【００９９】
また、上述の説明では、車両１が単一のモータジェネレータ１４を備える例を用いて説明を進めている。しかしながら、車両１は、複数のモータジェネレータ１４を備えていてもよい。この場合。車両１は、モータジェネレータ１４毎に対応するインバータ１３を備えていることが好ましい。また、この場合、ＥＣＵ１５は、インバータ１４毎に独立して上述したインバータ制御動作を行ってもよい。或いは、車両１は、モータジェネレータ１４に加えてエンジンを更に備えていてもよい。つまり、車両１は、ハイブリッド車両であってもよい。
【０１００】
また、上述の説明では、インバータ１３及びモータジェネレータ１４が車両１に搭載される例を用いて説明を進めている。しかしながら、インバータ１３及びモータジェネレータ１４は、車両１以外の任意の機器（例えば、インバータ１３及びモータジェネレータ１４を用いて動作する機器であって、例えば、空調機器等）に搭載されてもよい。インバータ１３及びモータジェネレータ１４が車両１以外の任意の機器に搭載される場合であっても、上述した各種効果が享受されることは言うまでもない。
【０１０１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電動機制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２  車両制御装置
１１  直流電源
１２  平滑コンデンサ
１３  インバータ
１４  モータジェネレータ
１５  ＥＣＵ
１５１  電流指令変換部
１５２  三相／二相変換部
１５３  電流制御部
１５４  二相／三相変換部
１５５  高調波生成部
１５６ｕ、１５６ｖ、１５６ｗ  加算器
１５７  ＰＷＭ変換部
２５８  周波数調整部
Ｉｕ  Ｕ相電流
Ｉｖ  Ｖ相電流
Ｉｗ  Ｗ相電流
Ｖｕ  Ｕ相電圧指令信号
Ｖｖ  Ｖ相電圧指令信号
Ｖｗ  Ｗ相電圧指令信号
Ｖｈ１  三次高調波信号
Ｖｈ２  三次高調波信号
Ｖｍｕ  Ｕ相変調信号
Ｖｍｖ  Ｖ相変調信号
Ｖｍｗ  Ｗ相変調信号
Ｑｕｐ、Ｑｖｐ、Ｑｗｐ  ｐ側スイッチング素子
Ｑｕｎ  Ｑｖｎ、Ｑｗｎ  ｎ側スイッチング素子
Ｄｕｐ、Ｄｕｎ、Ｄｖｐ、Ｄｖｎ、Ｄｗｐ、Ｄｗｎ  整流用ダイオード
【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１】
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