(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の各相に対応する巻線に供給される電力をパルス幅変調により制御する電力変換装置であって、
前記回転電機の前記巻線の各相に対応し、高電位側に配置される高電位側スイッチング素子および低電位側に配置される低電位側スイッチング素子を有するインバータ部と、
前記高電位側スイッチング素子のオン時間または前記低電位側スイッチング素子のオン時間が、前記巻線の各相に対応する前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子が同時オンとならないように設定されるデッドタイムに基づいて決定される所定時間未満となる相がある場合、前記オン時間が前記所定時間以上となるように全相の前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御して前記巻線の各相に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値を、電気角１周期のうち前記オン時間が前記所定時間未満となる相がある期間において変更する制御部と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記パルス幅変調は、デューティ指令値と三角波指令値とに基づく三角波比較方式によりなされ、
前記制御部は、
各相の前記巻線に印加する電圧指令値に基づき、相毎に位相の異なるデューティ換算値を算出するデューティ換算手段と、
前記デューティ換算手段により算出された各相の前記デューティ換算値に基づくデューティを変調した変調デューティ指令値を算出する変調手段と、
前記変調手段により変調された前記変調デューティ指令値に基づいて前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子をオンまたはオフしたときに前記高電位側スイッチング素子または前記低電位側スイッチング素子のオン時間が前記所定時間未満となる相がある場合、前記オン時間が前記所定時間以上となるように設定されるシフト値に基づき、各相の前記変調デューティ指令値をシフトしたシフトデューティ指令値を算出するシフト手段と、
を有し、
前記シフトデューティ指令値に基づいて算出された前記デューティ指令値に基づいて前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記デッドタイムの影響により前記巻線に通電される電流の極性に応じて前記巻線に印加される電圧が変化する変化量を打ち消すように、前記デッドタイムに基づく値であるデッドタイム補償値に基づいてデューティを変更して補償デューティ指令値を算出するデッドタイム補償手段と、
デューティがデューティの上限値またはデューティの下限値から所定範囲内の相である限界付近相がある場合、前記限界付近相以外のデューティを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御部は
第１のデューティ指令値、および、前記第１のデューティ指令値の前に算出されていた前記デューティ指令値である第２のデューティ指令値に基づいて線形補完により算出される擬似デューティ指令値を算出する擬似デューティ算出手段と、
前記第１のデューティ指令値および前記擬似デューティ指令値を用い、前記デューティ換算手段による前記デューティ換算値の算出頻度の２倍以上の頻度でデューティ更新を行う更新手段と、
を有することを特徴とする請求項２または３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記変調手段は、最も小さい相のデューティが所定の下限値となるように、前記最も小さい相のデューティから前記所定の下限値を差し引いた値を全ての相のデューティから減算することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記変調手段は、最も大きい相のデューティが所定の上限値となるように、前記最も大きい相のデューティから前記所定の上限値を差し引いた値を全ての相のデューティから減算することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記変調手段は、全ての相のデューティに３次高調波を加算することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記変調手段は、最も大きい相のデューティと最も小さい相のデューティとの平均値を全ての相のデューティから減算することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記変調手段は、所定の下限値を下回るデューティを前記所定の下限値から差し引いた値、または、所定の上限値を上回るデューティから前記所定の上限値を差し引いた値を、全ての相のデューティから減算することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記パルス幅変調は、指令電圧ベクトルに基づく瞬時電圧ベクトル選択方式によりなされ、
前記制御部は、
ゼロ電圧ベクトルとして全ての前記高電位側スイッチング素子がオンである第１ゼロ電圧ベクトルまたは全ての前記低電位側スイッチング素子がオンである第２ゼロ電圧ベクトルの一方を用いて制御する２相変調により前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御する２相変調手段と、
前記指令ベクトルを基本ベクトルに分解したとき、前記基本ベクトルが前記デッドタイムに基づいて設定される判定値未満である場合、前記高電位側スイッチング素子または前記低電位側スイッチング素子がオンされるオン時間が前記所定時間以上となるように前記第１ゼロ電圧ベクトルおよび前記第２ゼロ電圧ベクトルを用いて制御する３相変調に変更して前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御する３相変調手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記２相変調手段が前記ゼロ電圧ベクトルとして前記第２ゼロ電圧ベクトルを用いて２相変調により前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替え制御している場合、
前記３相変調手段は、前記指令ベクトルを前記基本ベクトルに分解したとき、１つの前記高電位側スイッチング素子がオンである状態を示す奇数ベクトルが前記判定値未満である場合、前記第１ゼロ電圧ベクトルおよび前記第２ゼロ電圧ベクトルを用いて制御する３相変調に変更することを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記２相変調手段が前記ゼロ電圧ベクトルとして前記第１ゼロ電圧ベクトルを用いて２相変調により前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御している場合、
前記３相変調手段は、前記指令ベクトルを前記基本ベクトルに分解したとき、１つの前記低電位側スイッチング素子がオンである状態を示す偶数ベクトルが前記判定値未満である場合、前記第１ゼロ電圧ベクトルおよび前記第２ゼロ電圧ベクトルを用いて制御する３相変調に変更することを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機の駆動に係る電流をパルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という。）によって制御する電力変換装置が公知である（特許文献１、２参照）。回転電機が３相モータである場合、ＰＷＭ制御において、電圧利用率を向上すべく、１相の電圧を固定し、他の２相のみを変調させる２相変調が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６８７８６１号公報
【特許文献２】特許第２５７７７３８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】社団法人 電気学会編、「半導体電力変換回路」、株式会社オーム社、１９８７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＷＭ制御の方法として、三角波比較方式および瞬時電圧ベクトル選択方式が公知である。例えば三角波比較方式の場合、回転電機の巻線の各相に印加される電圧に係る指令信号（以下、「デューティ指令値」という。）のうちのいずれか１相が常に１００％のとき、または、０％のとき、上述の２相変調となり、最も大きな線間電圧を出力することができる。また、デューティが０％または１００％に近いほど、大きな線間電圧を印加することができる。
【０００６】
また、電力変換装置では、各相の高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子が同時にオンされることによる短絡防止のため、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子がオフされるデッドタイムを設けることが公知である。デッドタイムを設けると、マイコンによっては０％または１００％に近いデューティ指令値を出力することができず、印加できる線間電圧が制限される。そこで、特許文献１では、マイコン内のカウンタ回路構成を変更することにより、０％または１００％に近いデューティを出力できるようにしている。しかしながら、特許文献１では、特別な回路が必要であるため、構成が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
さらにまた、デッドタイムを設けると、デッドタイムの影響を受けて線間電圧が歪むことにより電流が歪む。これにより、トルクリップルが生じたり、振動や騒音が生じたりしてしまう。そこで、特許文献２では、低電圧時には３相変調とし、高電圧時には２相変調とすることにより、デッドタイムの影響による電圧の歪みを低減している。しかしながら特許文献２では、高電圧時においては、デッドタイムの影響を回避することができない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電圧利用率を向上するとともに、線間電圧の歪みを低減可能な電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、回転電機の各相に対応する巻線に供給される電力をパルス幅変調により制御する電力変換装置であって、インバータ部と制御部とを備える。インバータ部は、回転電機の巻線の各相に対応し、高電位側に配置される高電位側スイッチング素子および低電位側に配置される低電位側スイッチング素子を有する。制御部は、高電位側スイッチング素子のオン時間または低電位側スイッチング素子のオン時間が、巻線の各相に対応する高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子が同時オンとならないように設定されるデッドタイムに基づいて決定される所定時間未満となる相がある場合、高電位側スイッチング素子のオン時間または低電位側スイッチング素子のオン時間が所定時間以上となるように全相の高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御して巻線の各相に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値を、電気角１周期のうちオン時間が所定時間未満となる相がある期間において変更する。
【０００９】
本発明では、各スイッチング素子のオン時間がデッドタイムに基づいて設定される所定時間以上となるようにスイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御し、オンおよびオフのタイミングを変更することにより出力電圧平均値を変更している。これにより、特別な回路を設けることなく電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【００１０】
また、高電位側スイッチング素子または低電位側スイッチング素子のオン時間が短い場合、スイッチング素子をオンにする信号が出力されてからスイッチング素子がオンになるまでの立ち上がり時間の影響を受けて、線間電圧が歪む虞がある。本発明では、高電位側スイッチング素子または低電位側スイッチング素子のオン時間を所定時間以上としているので、スイッチング素子をオンにする信号が出力されてからスイッチング素子がオンになるまでの立ち上がり時間の影響による線間電圧の歪みを低減することができる。
【００１１】
なお、「デッドタイム」とは、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子の同時オンを避けるべく、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子をオフにするオフ信号が出力されている期間としてもよい。また、オン信号やオフ信号が出力されてからスイッチング素子がオンまたはオフになるまでの立ち上がり時間や立ち下がり時間を加味し、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子がオフされている時間としてもよい。この場合、印加電圧が所定の電圧未満のとき、高電位側スイッチング素子または低電位側スイッチング素子がオフされているとみなしてもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、パルス幅変調は、デューティ指令値と三角波指令値とに基づく三角波比較方式によりなされる。制御部は、デューティ換算手段と、変調手段と、シフト手段と、を有する。デューティ換算手段は、各相の巻線に印加する電圧指令値に基づき、各相に位相の異なるデューティ換算値を算出する。変調手段は、デューティ換算手段により算出された各相のデューティ換算値に基づくデューティを変調した変調デューティ指令値を算出する。これにより、電圧利用率を向上することができる。シフト手段は、変調手段により変調された変調デューティ指令値に基づいて高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子をオンまたはオフしたときに高電位側スイッチング素子または低電位側スイッチング素子のオン時間が所定時間未満となる相がある場合、オン時間が所定時間となるように設定されるシフト値に基づき、各相の変調デューティ指令値をシフトしたシフトデューティ指令値を算出する。また、制御部では、シフトデューティ指令値に基づいて算出されたデューティ指令値に基づいて高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御する。これにより、変調デューティ指令値をシフト値に基づいてシフトすることにより、適切に高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御することができ、電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、制御部は、デッドタイム補償手段と、補正手段と、を有する。デッドタイム補償手段は、デッドタイムの影響により巻線に通電される電流の極性に応じて巻線に印加される電圧が変化する変化量を打ち消すように、デッドタイムに基づく値であるデッドタイム補償値に基づいてデューティを変更して補償デューティ指令値を算出する。例えば、デッドタイム補償手段がデューティ換算値をデッドタイム補償値に基づいて変更して補償デューティ指令値を算出し、変調手段が補償デューティ指令値を変調するように構成することができる。また、補正手段は、デューティがデューティの上限値またはデューティの下限値から所定範囲内の相である限界付近相がある場合、限界付近相以外のデューティを補正する。
【００１４】
デューティがデューティの上限値またはデューティの下限値に近い場合、デューティに応じてデッドタイムの影響度合いが異なる。そのため、例えば、デッドタイム補償を行った後にデューティ指令値をシフトした場合であって、シフトデューティ指令値がデューティの上限値またはデューティの下限値に近い場合、デッドダイム補償分をデューティに応じて補正する必要がある。しかしながら、限界付近相のデューティを補正すると、デッドタイムの影響度合いも変わってしまう。そこで、デューティがデューティの上限値またはデューティの下限値に近い相、すなわちデューティの上限値または下限値から所定範囲内の相である限界付近相のデューティを補正することに替えて、限界付近相以外のデューティを補正することにより、限界付近相のデューティが変わることによるデッドタイムの影響度合いの変化の影響を避けて、限界付近相のデューティを補正したのと同等の効果を得ることができる。これにより、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みをより低減することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、制御部は、擬似デューティ算出手段と、更新手段と、を有する。擬似デューティ算出手段は、第１のデューティ指令値、および、第１のデューティ指令値の前に算出されていたデューティ指令値である第２のデューティ指令値に基づいて線形補完により算出される擬似デューティ指令値を算出する。更新手段は、第１のデューティ指令値および擬似デューティ指令値を用い、デューティ換算手段によるデューティ換算値の算出頻度の２倍以上の頻度でデューティ更新を行う。これにより、デューディ更新の頻度とデューティ換算値に基づく電流フィードバック制御演算の頻度とが同じである場合と比較して、演算負荷を低減することができる。また、例えば、制御演算と同じ頻度でデューティ更新を行うと音が生じてしまう場合、演算負荷を高めることなく所望の頻度でデューティ更新ができるので、音の発生を抑制することができる。
【００１６】
なお、デューティ換算手段、変調手段、シフト手段、デッドタイム補償手段、補正手段、擬似デューティ算出手段は、順序を入れ替えたり、一部を省略したりしてもよい。また、三角波指令値と比較するデューティ指令値は、デューティ換算値、変調デューティ指令値、シフトデューティ指令値、補償デューティ指令値、または、補正手段により補正されたシフトデューティ指令値（以下、「補正デューティ指令値」という。）のいずれであってもよい。また三角波指令値と比較するデューティ指令値は、デューティ換算値、変調デューティ指令値、シフトデューティ指令値、補償デューティ指令値、または、補正デューティ指令値であるデューティ指令値と、当該デューティ指令値に基づく擬似デューティ指令値とであってもよい。
【００１７】
変調手段として、以下の構成を採用することができる。
請求項５に記載の発明では、変調手段は、最も小さい相のデューティが所定の下限値となるように、最も小さい相のデューティから所定の下限値を差し引いた値を全ての相のデューティから減算する。なお、所定の下限値とは、請求項３のデューティの下限値としてもよいし、他の値としてもよい。請求項９についても同様である。これにより、低い電圧を印加する場合においてもスイッチングロスを低減することができる。また、高電位側スイッチング素子の損失および発熱を低減できる。
請求項６に記載の発明では、変調手段は、最も大きい相のデューティが所定の上限値となるように、最も大きい相のデューティから所定の上限値を差し引いた値を全ての相のデューティから減算する。なお、所定の上限値とは、請求項３のデューティの上限値としてもよいし、他の値としてもよい。請求項９についても同様である。これにより、低い電圧を印加する場合においてもスイッチングロスを低減することができる。また、低電位側スイッチング素子の損失および発熱を低減できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、変調手段は、全ての相のデューティに３次高調波を加算する。
請求項８に記載の発明では、変調手段は、最も大きい相のデューティと最も小さい相のデューティとの平均値を全ての相のデューティから減算する。
請求項９に記載の発明では、変調手段は、所定の下限値を下回るデューティを所定の下限値から差し引いた値、または、所定の上限値を上回るデューティから所定の上限値を差し引いた値を、全ての相のデューティから減算する。
また、請求項５〜９に記載の構成を採用することにより、電圧利用率を向上することができる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、パルス幅変調は、指令電圧ベクトルに基づく瞬時電圧ベクトル選択方式によりなされる。制御部は、２相変調手段と、３相変調手段と、を有する。２相変調手段は、ゼロ電圧ベクトルとして全ての高電位側スイッチング素子がオンである第１ゼロ電圧ベクトルまたは全ての低電位側スイッチング素子がオンである第２ゼロ電圧ベクトルの一方を用いて制御する２相変調により高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御する。３相変調手段は、指令ベクトルを基本ベクトルに分解したとき、基本ベクトルがデッドタイムに基づいて設定される判定値未満である場合、高電位側スイッチング素子または低電位側スイッチング素子がオンされるオン時間が所定時間以上となるように、第１ゼロ電圧ベクトルおよび第２ゼロ電圧ベクトルを用いて制御する３相変調に変更して高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御する。これにより、指令電圧を基本ベクトルに分解したときの基本ベクトルが判定値未満である場合に３相変調に変更することにより、瞬時電圧ベクトル選択方式でも、高電位側スイッチング素子のオン時間および低電位側スイッチング素子のオン時間が所定時間以上となるように、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを適切に制御することができ、電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明では、２相変調手段がゼロ電圧ベクトルとして第２ゼロ電圧ベクトルを用いて２相変調により高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御している場合、３相変調手段は、指令ベクトルを基本ベクトルに分解したとき、１つの高電位側スイッチング素子がオンである状態を示す奇数ベクトルが判定値未満である場合、第１ゼロ電圧ベクトルおよび第２ゼロ電圧ベクトルを用いて制御する３相変調に変更する。これにより、高電位側スイッチング素子の損失と発熱を低減できる。
【００２１】
また、請求項１２に記載の発明では、２相変調手段がゼロ電圧ベクトルとして第１ゼロ電圧ベクトルを用いて２相変調により高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンおよびオフの切り替えを制御している場合、３相変調手段は、指令ベクトルを基本ベクトルに分解したとき、１つの低電位側スイッチング素子がオンである状態を示す偶数ベクトルが判定値未満である場合、第１ゼロ電圧ベクトルおよび第２ゼロ電圧ベクトルを用いて制御する３相変調に変更する。これにより、低電位側スイッチング素子の損失と発熱を低減できる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明では、偶数ベクトルが判定値未満であっても３相変調にはせず、２相変調を継続する。また、請求項１２に記載の発明では、奇数ベクトルが判定値未満であっても３相変調にはせず、２相変調を継続する。請求項１１または請求項１２の構成を採用することにより、３相変調とする領域が減少するため、低い電圧を印加する場合においてもスイッチングロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態の電力変換装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電圧ベクトルを説明するベクトル図である。
【図３】デッドタイムがない場合の下べた２相変調を説明する説明図であって、（ａ）は下べた２相変調の変調波を説明する図であり、（ｂ）は線間電圧を説明する図である。
【図４】デッドタイムがある場合の下べた２相変調を説明する説明図であって、（ａ）は下べた２相変調の変調波を説明する図であり、（ｂ）は線間電圧を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態による変調処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態において、下べた２相変調を説明する図であって、（ａ）がベクトル図、（ｂ）が３相変調前の波形図、（ｃ）が３相変調後の波形図である。
【図７】本発明の第２実施形態による変調処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態において、上べた２相変調を説明する図であって、（ａ）がベクトル図、（ｂ）が３相変調前の波形図、（ｃ）が３相変調後の波形図である。
【図９】本発明の第３実施形態の制御部におけるデューティ変換処理を説明するブロック図であり、（ａ）がデューティ変換処理の全体を示す図であり、（ｂ）がデューティ変換処理の詳細を説明する図である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるデューティの上限値と下限値を説明する説明図である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子のオン／オフを説明する説明図である。
【図１２】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子のオン／オフを説明する説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子のオン／オフを説明する説明図である。
【図１４】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子のオン／オフを説明する説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子のオン／オフを説明する説明図である。
【図１６】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子のオン／オフを説明する説明図である。
【図１７】本発明の第３実施形態によるデューティ指令とスイッチング素子がオンされているデューティ、および印加電圧の関係を説明する図であり、（ａ）がデューティ指令値とオンデューティとの関係を説明する図であり、（ｂ）がデューティ指令値と印加電圧との関係を説明する図である。
【図１８】本発明の第３実施形態による有効パルス幅を説明する説明図である。
【図１９】本発明の第３実施形態によるデューティ変換処理を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の第３実施形態によるデューティ変換処理を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の第３実施形態による擬似デューティ算出処理を説明する説明図である。
【図２２】本発明の第３実施形態による変調処理を説明する図であって（ａ）が変調処理前の波形図、（ｂ）が変調処理後の波形図である。
【図２３】本発明の第３実施形態による回避処理を説明する図であって、（ａ）が電気角３６０度分を示す図、（ｂ）が電気角９０度近傍におけるＵ相デューティを示す図、（ｃ）が電気角９０度近傍におけるＶ相デューティおよびＷ相デューティを示す図である。
【図２４】本発明の第４実施形態によるデューティ変換処理を説明するフローチャートである。
【図２５】本発明の第４実施形態によるデューティ変換処理を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の第４実施形態による変調処理を説明する図であって（ａ）が変調処理前の波形図、（ｂ）が変調処理後の波形図である。
【図２７】本発明の第４実施形態による回避処理を説明する図であって、（ａ）が電気角３６０度分を示す図、（ｂ）が電気角１２０度近傍におけるＵ相デューティを示す図、（ｃ）が電気角１２０度近傍におけるＶ相デューティおよびＷ相デューティを示す図である。
【図２８】本発明の第５実施形態による変調処理を説明する図であって（ａ）が変調処理前の波形図、（ｂ）が変調処理後の波形図である。
【図２９】本発明の第５実施形態による回避処理を説明する図であって、（ａ）が電気角３６０度分を示す図、（ｂ）が電気角９０度近傍におけるＵ相デューティを示す図、（ｃ）が電気角９０度近傍におけるＶ相デューティおよびＷ相デューティを示す図である。
【図３０】本発明の第６実施形態による変調処理を説明する図であって（ａ）が変調処理前の波形図、（ｂ）が変調処理後の波形図である。
【図３１】本発明の第６実施形態による回避処理を説明する図であって、（ａ）が電気角３６０度分を示す図、（ｂ）が電気角１２０度近傍におけるＵ相デューティを示す図、（ｃ）が電気角１２０度近傍におけるＶ相デューティおよびＷ相デューティを示す図である。
【図３２】本発明の第７実施形態による変調処理を説明する図であって（ａ）が変調処理前の波形図、（ｂ）が変調処理後の波形図である。
【図３３】本発明の第７実施形態による回避処理を説明する図であって、（ａ）が電気角３６０度分を示す図、（ｂ）が電気角１２０度近傍におけるＵ相デューティを示す図、（ｃ）が電気角１２０度近傍におけるＶ相デューティおよびＷ相デューティを示す図である。
【図３４】本発明の電流検出部の設置箇所の変形例を説明する説明図である。
【図３５】本発明の変形例におけるインバータ部が複数ある場合を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明による電力変換装置を図面に基づいて説明する。
なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電力変換装置を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態による電力変換装置１は、パルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という。）により、回転電機としてのモータ１０を駆動制御するものである。モータ１０は、例えば車載用の電動モータであって、電動ファン、オイルポンプ、ウォーターポンプ、車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置等に適用される。もちろん、車載用以外に電動モータに用いてもよい。
【００２５】
モータ１０は、三相ブラシレスモータであり、いずれも図示しないロータおよびステータを有している。ロータは、円板状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、内部にロータを相対回転可能に収容している。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部に図１に示すＵ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３が巻回されている。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３が「巻線」に対応している。
【００２６】
電力変換装置１は、インバータ部２０、電流検出部４０、コンデンサ５０、チョークコイル５１、制御部６０、バッテリ８０等を備えている。
インバータ部２０は、３相インバータであり、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、およびＷ相コイル１３のそれぞれへの通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子２１〜２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子２１〜２６は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）であるが、その他のトランジスタ等を用いてもよい。以下、スイッチング素子２１〜２６をＳＷ２１〜２６という。
【００２７】
３つのＳＷ２１〜２３は、ドレインがバッテリ８０の正極側に接続されている。また、ＳＷ２１〜２３のソースがそれぞれＳＷ２４〜２６のドレインに接続されている。ＳＷ２４〜２６のソースは、それぞれＵ相電流検出部４１、Ｖ相電流検出部４２、およびＷ相電流検出部４３を介してバッテリ８０の負極側に接続されている。
対になっているＳＷ２１とＳＷ２４との接続点は、Ｕ相コイル１１の一端に接続している。対になっているＳＷ２２とＳＷ２５との接続点は、Ｖ相コイル１２の一端に接続している。対になっているＳＷ２２３とＳＷ２５との接続点は、Ｗ相コイル１３の一端に接続している。
以下、高電位側に配置されるスイッチング素子であるＳＷ２１〜２３を「上ＳＷ」、低電位側に配置されているスイッチング素子であるＳＷ２４〜２６を「下ＳＷ」という。また、必要に応じて「Ｕ上ＳＷ２１」といった具合に、対応する相を併せて記載する。
【００２８】
電流検出部４０は、Ｕ相電流検出部４１、Ｖ相電流検出部４２、およびＷ相電流検出部４３から構成される。本実施形態では、Ｕ相電流検出部４１、Ｖ相電流検出部４２、およびＷ相電流検出部４３は、シャント抵抗により構成される。以下、Ｕ相電流検出部４１、Ｖ相電流検出部４２、およびＷ相電流検出部４３を、適宜電流検出部４１〜４３ともいう。Ｕ相電流検出部４１は、Ｕ下ＳＷ２４とグランドとの間に設けられ、Ｕ相コイル１１に流れる電流を検出する。Ｖ相電流検出部４２は、Ｖ下ＳＷ２５とグランドとの間に設けられ、Ｖ相コイル１２に流れる電流を検出する。Ｗ相電流検出部４３は、Ｗ下ＳＷ２６とグランドとの間に設けられ、Ｗ相コイル１３に流れる電流を検出する。電流検出部４１〜４３により検出された検出値（以下、「ＡＤ値」という。）は、増幅回路４４を経由して制御部６０を構成するレジスタに記憶される。なお、レジスタによるＡＤ値の取得は、電流検出部４１〜４３について同時に行われる。また、モータ１０の回転角度を検出する図示しない位置センサが設けられている場合、位置センサにより検出されるモータの回転角度θも同時に取得されることが好ましい。
【００２９】
コンデンサ５０およびチョークコイル５１は、バッテリ８０とインバータ部２０との間に配置され、パワーフィルタを構成している。これにより、バッテリ８０を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。また、インバータ部２０側からバッテリ８０を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減している。コンデンサ５０は、電荷を蓄えることで、ＳＷ２１〜２６への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。コンデンサ５０の電圧Ｖｃｏｎは、制御部６０により取得される。
【００３０】
制御部６０は、電力変換装置１全体の制御を司るものであって、マイコン６７、図示しないレジスタ、駆動回路６８等で構成される。
制御部６０では、電流検出部４１〜４３により検出されレジスタに記憶されたＡＤ値を読み込み、読み込まれたＡＤ値に基づいてＵ相コイル１１に通電されるＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相コイル１２に通電されるＶ相電流Ｉｖ、およびＷ相コイル１３に通電されるＷ相電流Ｉｗを算出する。算出された三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づき、電流フィードバック演算を行った後、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を算出する。本実施形態では、ＰＷＭ制御は、瞬時電圧ベクトル選択方式によりなされるので、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づき、８つのスイッチング状態に対応する指令ベクトルＶｃが算出される。
【００３１】
図２に示す空間電圧ベクトル図は、６つの正三角形からなる正六角形の複素平面で表され、各頂点Ｖ１〜Ｖ６がそれぞれ上ＳＷ２１〜２３の少なくとも１つおよび下ＳＷ２４〜２６の少なくとも１つがオンされている有効電圧ベクトルを示している。なお、図２中の有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６に続く括弧内には、Ｕ上ＳＷ２１、Ｖ上ＳＷ２２、Ｗ上ＳＷ２３のスイッチング状態がこの順で示されており、オンされている場合１、オフされている場合０と記載している。例えば、Ｖ１（１００）は、Ｕ上ＳＷ２１がオン、Ｖ上ＳＷ２２およびＷ上ＳＷ２３がオフといった具合である。このとき、Ｕ下ＳＷ２４がオフ、Ｖ下ＳＷ２５およびＷ下ＳＷ２６がオフ、といった具合に、対応する上ＳＷと下ＳＷとは、一方がオンであるとき他方はオフである。また、複素平面の中心点は、Ｖ７（１１１）およびＶ０（０００）の２つのゼロ電圧ベクトルを示している。
【００３２】
例えば、制御部６０にて算出された指令ベクトルＶｃが有効電圧ベクトルＶ１およびＶ２の間にある場合、この指令ベクトルＶｃは、当該指令ベクトルＶｃの両側にある有効電圧ベクトルＶ１および有効電圧ベクトルＶ２と、ゼロ電圧ベクトルＶ０およびＶ７の少なくとも一方とを用いて出力される。本実施形態では、有効電圧ベクトルＶ１が電気角０度に対応し、時計回りに電気角３６０度が定義される。また、指令ベクトルＶｃの長さは出力される電圧に対応し、指令ベクトルＶｃが時計方向に回転することにより、三相交流電圧が出力される。
【００３３】
本実施形態では、有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６が「基本ベクトル」に対応し、全ての上ＳＷ２１〜２３がオンされるゼロ電圧ベクトルＶ７が「第１ゼロ電圧ベクトル」に対応し、全ての下ＳＷ２４〜２６がオンされるゼロ電圧ベクトルＶ０が「第２ゼロ電圧ベクトル」に対応している。また、１つの上ＳＷがオンされ２つの下ＳＷがオンされている有効電圧ベクトルであるＶ１、Ｖ３、Ｖ５を「奇数ベクトル」とし、２つの上ＳＷがオンされ１つの下ＳＷがオンされている有効電圧ベクトルであるＶ２、Ｖ４、Ｖ６が「偶数ベクトル」とする。
【００３４】
また、本実施形態では、デッドタイムに基づいて判定値ｘが設定される。１つの有効電圧ベクトルの長さが判定値ｘとなる点を通り、当該有効電圧ベクトルと隣り合う有効電圧ベクトルと平行する直線にて形成される放射状の領域（図２中に記号「Ｒ」で示す二点鎖線で囲まれた領域）に指令ベクトルＶｃが位置するとき、２相変調から３相変調に変更することにより、線間電圧の歪みを低減している。２相変調と３相変調とを切り替える処理について後述する。なお、指令電圧Ｖｃが判定値ｘより短い場合、マイコンによっては、このような指令ベクトルＶｃを出力することができない。
【００３５】
本実施形態では、電圧利用率を向上すべく、２相変調を行っている。本実施形態では、図３（ａ）に示すように、下ＳＷ２４〜２６のいずれか１つがオンされている２相変調を行っている。なお、このように制御した場合、三角波比較方式において最も小さい相のデューティ指令値が所定の下限値（この場合、デューティ−２％）となるように変調しているのと略同義であり、このような変調方法を、以下、「下べた２相変調」という。これにより、コイル１１〜１３に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値が変更される。本実施形態では、瞬時電圧ベクトル選択方式にてＰＷＭ制御しているので、下べた２相変調では、ゼロ電圧ベクトルとして、全ての下ＳＷ２４〜２６がオンされるＶ０（０００）が用いられる。
【００３６】
ところで、図３（ａ）に示す例では、各相の対応する上ＳＷ２１〜２３と下ＳＷ２４〜２６とが共にオフとなるデッドタイムを設けていない。図３（ａ）のように制御すると、線間電圧は図３（ｂ）に示すように、正弦波となる。しかしながら、実際には、各相の対応する上ＳＷ２１〜２３と下ＳＷ２４〜２６とが同時にオンされることによる短絡を防止するため、各相の対応する上ＳＷ２１〜２３と下ＳＷ２４〜２６とを同時にオフにするデッドタイムを設ける必要がある。デッドタイムを設けて下べた２相変調を行うと、図４（ａ）に示すような変調波となり、図４（ｂ）に示すように、線間電圧には、記号Ｈで示すような歪みが生じる。線間電圧に歪みが生じると、コイル１１〜１３に通電される電流にも歪みが生じ、トルクリップルが生じたり、振動や騒音が生じたりする。
【００３７】
本実施形態では、デッドタイムを設定した場合であっても線間電圧に歪みが生じないように、下べた２相変調および３相変調を用いてＰＷＭ制御を行っている。そこで、制御部６０における変調処理を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
最初のステップＳ１０（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づき、指令ベクトルＶｃを算出する。
Ｓ１１では、指令ベクトルＶｃを、当該指令ベクトルＶｃの両側にある有効電圧ベクトルに分解したとき、有効電圧ベクトルがデッドタイムに基づいて設定される判定値ｘ（図２参照）未満か否かを判定する。本実施形態では、奇数ベクトルが判定値ｘ未満か否かを判定する。奇数ベクトルが判定値ｘ未満であると判断された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１３へ移行する。奇数ベクトルが判定値ｘ未満ではないと判断された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ１２へ移行する。
【００３９】
Ｓ１２では、ゼロ電圧ベクトルのうち、一方のゼロ電圧ベクトルを用いて２相変調を行う。本実施形態では、ゼロ電圧ベクトルＶ０を用いて下べた２相変調を行う。
奇数ベクトルが判定値ｘ未満であると判断された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）に移行するＳ１３では、ゼロ電圧ベクトルＶ０およびＶ７を用い、ＳＷ２１〜２６のオン時間がデッドタイムに基づいて決定される所定時間以上となるように、２相変調に替えて３相変調を行う。
【００４０】
指令ベクトルＶｃを当該指令ベクトルＶｃの両側の有効電圧ベクトルに分解したとき、奇数ベクトルがデッドタイムに基づいて設定される判定値ｘ未満である場合とは、図６（ａ）に示す期間ａ、ｂ、ｃに指令ベクトルＶｃがあるときであり、奇数ベクトルが判定値ｘ未満でない場合とは、図６（ａ）に示す期間ａ、ｂ、ｃ以外に指令ベクトルがあるときである。
【００４１】
デッドタイムを設定したうえで、期間ａ、ｂ、ｃにおいて下べた２相変調を継続した場合、上ＳＷ２１〜２３のオン時間または下ＳＷ２４〜２６のオン時間が、理論上デッドタイムに基づく所定時間未満となる相があるが、このようなオン時間を出力することができない場合、変調波は図６（ｂ）に示す如くとなり、線間電圧は図４（ｂ）に示す如くとなり、歪みが生じる。
【００４２】
本実施形態では、期間ａ、ｂ、ｃにおいて、上ＳＷ２１〜２３のオン時間または下ＳＷ２４〜２６のオン時間がデッドタイムに基づく所定時間未満とならないように、下べた２相変調に替えて３相変調を行うと、変調波は図６（ｃ）に示す如くとなる。また、線間電圧は、図３（ｂ）に示す如く、歪みのない正弦波となる。このように、期間ａ、ｂ、ｃにおいて下べた２相変調に替えて３相変調とすることにより、デッドタイムを設定しても線間電圧に歪みが生じず、コイル１１〜１３に通電される電流にも歪みが生じない。これにより、トルクリップルや振動や騒音が生じるのを抑制することができる。なお、下べた２相変調から３相変調に切り替えた期間ａ、ｂ、ｃにおいては、コイル１１〜１３の各相に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値が変更される。
【００４３】
以上詳述したように、電力変換装置１は、モータ１０の各相に対応するコイル１１〜１３に供給される電力をＰＷＭ変調により制御する。電力変換装置１は、インバータ部２０と制御部６０とを備える。インバータ部２０は、モータ１０のコイル１１〜１３の各相に対応し、高電位側に配置される上ＳＷ２１〜２３および低電位側に配置される下ＳＷ２４〜２６を有する。制御部６０は、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオン時間が、デッドタイムに基づいて決定される所定時間未満となる相がある場合（図５中のＳ１１：ＹＥＳ）、上ＳＷ２１〜２３のオン時間または下ＳＷ２４〜２６のオン時間が所定時間以上となるように、全相の上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御する３相変調により制御し、コイル１１〜１３の各相に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値を変更する（Ｓ１３）。これにより、特別な回路を設けることなく、２相変調と３相変調とを組み合わせることにより電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【００４４】
本実施形態では、ＰＷＭ制御は、指令ベクトルＶｃに基づく瞬時電圧ベクトル選択方式によりなされる。制御部６０は、ゼロ電圧ベクトルとして全ての上ＳＷ２１〜２３がオンであるゼロ電圧ベクトルＶ７または全ての下ＳＷ２４〜２６がオンであるゼロ電圧ベクトルＶ０を用いて制御する２相変調により上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御する。本実施形態では、全ての下ＳＷ２４〜２６がオンであるゼロ電圧ベクトルＶ０を用いて制御する下べた２相変調により上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御する（Ｓ１２）。また、指令ベクトルＶｃを有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６に分解したとき、有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６がデッドタイムに基づいて設定される判定値ｘ未満である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＳＷ２１〜２６がオンされるオン時間が所定時間以上となるように、ゼロ電圧ベクトルＶ０およびＶ７を用いて制御する３相変調に変更する（Ｓ１３）。これにより、指令ベクトルＶｃを分解した有効電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６が判定値ｘ未満である場合に３相変調に変更することにより、瞬時電圧ベクトル選択方式でも、適切に上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御することができ、電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【００４５】
特に、本実施形態では、指令ベクトルＶｃを分解した奇数ベクトルが判定値ｘ未満でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ゼロ電圧ベクトルとしてゼロ電圧ベクトルＶ０のみを用いる下べた２相変調により上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御し（Ｓ１２）、指令ベクトルＶｃを分解した奇数ベクトルが判定値ｘ未満である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ゼロ電圧ベクトルＶ０およびＶ７を用いる３相変調に変更している（Ｓ１３）。すなわち、本実施形態では、指令ベクトルＶｃを分解した偶数ベクトルが判定値ｘ未満であっても、３相変調にせず、下べた２相変調を継続している。これにより、３相変調とする領域が減少するため、低い電圧を印加する際もスイッチングロスを低減することができる。また、下べた２相変調とすることで上ＳＷ２１〜２３の損失と発熱を低減できる。
なお、本実施形態では、制御部６０が、「２相変調手段」および「３相変調手段」を構成している。また、図５中のＳ１２が「２相変調手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１３が「３相変調手段」の機能としての処理に相当する。
【００４６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電力変換装置は、第１実施形態の変形例である。第１実施形態では、電圧利用率を向上すべく、下ＳＷ２４〜２６のいずれか１つがオンされている下べた２相変調を行っていたが、本実施形態では、上ＳＷ２１〜２３のいずれか１つがオンされている２相変調を行っている。なお、このように制御した場合、三角波比較方式において最も大きい相のデューティ指令値が所定の上限値（この場合、デューティ１０２％）となるように変調しているのと略同義であり、このような変調方法を、以下、「上べた２相変調」という。これにより、第１実施形態と同様、コイル１１〜１３に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値が変更される。本実施形態では、瞬時電圧ベクトル方式にてＰＷＭ制御しているので、上べた２相変調では、ゼロ電圧ベクトルとして、全上ＳＷ２１〜２６がオンされるＶ７（１１１）が用いられる。
【００４７】
本実施形態では、デッドタイムを設定した場合であっても線間電圧に歪みが生じないように、上べた２相変調をよび３相変調を用いてＰＷＭ制御を行っている。そこで、制御部６０における変調処理を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】
Ｓ２０では、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づき、指令ベクトルＶｃを算出する。
Ｓ２１では、指令ベクトルＶｃを、当該指令ベクトルＶｃの両側にある有効電圧ベクトルに分解したとき、有効電圧ベクトルがデッドタイムに基づいて設定される判定値ｘ（図２参照）未満か否かを判定する。本実施形態では、偶数ベクトルが判定値ｘ未満か否かを判定する。偶数ベクトルが判定値ｘ未満であると判断された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ２３へ移行する。偶数ベクトルが判定値ｘ未満でないと判断された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、Ｓ２２へ移行する。
【００４９】
Ｓ２２では、ゼロ電圧ベクトルのうち、一方のゼロ電圧ベクトルを用いて２相変調を行う。本実施形態では、ゼロ電圧ベクトルＶ７を用いて上べた２相変調を行う。
偶数ベクトルが判定値ｘ未満であると判断された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）に移行するＳ２３では、ゼロ電圧ベクトルＶ０およびＶ７を用い、ＳＷ２１〜２６のオン時間がデッドタイムに基づいて決定される所定時間以上となるように、２相変調に替えて３相変調を行う。
【００５０】
指令ベクトルＶｃを当該指令ベクトルＶｃの両側の有効電圧ベクトルに分解したとき、偶数ベクトルがデッドタイムに基づいて設定される判定値ｘ未満である場合とは、図８（ａ）に示す期間ｄ、ｅ、ｆに指令ベクトルがあるときであり、偶数ベクトルが判定値ｘ未満でない場合とは、図８（ａ）に示す期間ｄ、ｅ、ｆ以外に指令ベクトルがあるときである。
【００５１】
デッドタイムを設定したうえで、期間ｄ、ｅ、ｆにおいて上べた２相変調を継続した場合、上ＳＷ２１〜２３のオン時間または下ＳＷ２４〜２６のオン時間が、理論上デッドタイムに基づく所定時間未満となる相があるが、このようなオン時間を出力することができない場合、変調波は図８（ｂ）に示す如くとなり、線間電圧は図４（ｂ）に示す如くとなり、歪みが生じる。
【００５２】
本実施形態では、期間ｄ、ｅ、ｆにおいて、上ＳＷ２１〜２３のオン時間または下ＳＷ２４〜２６のオン時間がデッドタイムに基づく所定時間未満とならないように、上べた２相変調に替えて３相変調を行うと、変調波は図８（ｃ）に示すごとくとなる。また、線間電圧は、図３（ｂ）に示す如く、歪みのない正弦波となる。このように、期間ｄ、ｅ、ｆにおいて上べた２相変調に替えて３相変調とすることにより、デッドタイムを設定しても線間電圧に歪みが生じず、コイル１１〜１３に通電される電流にも歪みが生じない。これにより、トルクリップルや振動や騒音が生じるのを抑制することができる。なお、上べた２相変調から３相変調に切り替えた期間ｄ、ｅ、ｆにおいては、コイル１１〜１３の各相に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値が変更される。
【００５３】
これにより、第１実施形態と同様の効果を奏する。
特に、本実施形態では、指令ベクトルＶｃを分解した偶数ベクトルが判定値ｘ未満でない場合（図７中のＳ２１：ＮＯ）、ゼロ電圧ベクトルとしてゼロ電圧ベクトルＶ７のみを用いる上べた２相変調により上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御し（Ｓ２２）、指令ベクトルＶｃを分解した偶数ベクトルが判定値ｘ未満である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ゼロ電圧ベクトルＶ０およびＶ７を用いる３相変調に変更している（Ｓ２３）。すなわち、本実施形態では、指令ベクトルＶｃを分解した奇数ベクトルが判定値ｘ未満であっても、３相変調せず、上べた２相変調を継続している。これにより、３相変調とする領域が減少するため、低い電圧を印加する際もスイッチングロスを低減することができる。また、上べた２相変調とすることで下ＳＷ２４〜２６の損失と発熱を低減できる。
なお、本実施形態では、制御部６０が、「２相変調手段」および「３相変調手段」を構成している。また、図７中のＳ２２が「２相変調手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２３が「３相変調手段」の機能としての処理に相当する。
【００５４】
第１実施形態および第２実施形態では、瞬時電圧ベクトル方式にてＰＷＭ制御を行っていたが、第３実施形態以降は三角波比較方式によるＰＷＭ制御の例について説明する。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による電力変換装置を図９〜図２３に基づいて説明する。なお、電力変換装置１の全体構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
図９（ａ）に示すように、制御部６０は、三相二相変換部６２、制御器６３、二相三相変換部６４、デューティ変換部７０、デューティ更新部６５、三角波比較部６６等を有している。
ここで、図９に基づいて制御部６０における制御処理を説明する。
三相二相変換部６２は、電流検出部４１〜４３により検出されレジスタに記憶されたＡＤ値を読み込み、読み込まれたＡＤ値に基づいてＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、およびＷ相電流Ｉｗを算出する。算出された三相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づき、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑを算出する。
【００５６】
制御器６３では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*およびｑ軸電流指令値Ｉｑ*と、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑとから、電流フィードバック演算を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を算出する。より詳細には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*とｄ軸電流検出値Ｉｄとの電流偏差ΔＩｄ、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*とｑ軸電流検出値Ｉｑとの電流偏差ΔＩｑを算出し、電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*に追従させるべく、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑが０に収束するように電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*を算出する。
【００５７】
二相三相変換部６４では、制御器６３で算出された電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*に基づき、三相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を算出する。
デューティ変換部７０では、二相三相変換部６４で算出された三相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に基づき、デューティ指令値を算出する。
【００５８】
デューティ変換部７０の詳細を図９（ｂ）に示す。まず、デューティ換算部７１では、三相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１をデューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に換算する。
デッドタイム補償部７２では、デッドタイムの影響により、コイル１１〜１３に印加される電圧が変化する変化量を打ち消すように、デッドタイムに基づく値であるデッドタイム補償量に基づいてデューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を変更し、補償デューティ指令値Ｖｕ３、Ｖｖ３、Ｖｗ３を算出する。
【００５９】
変調部７３では、電圧利用率を向上すべく、補償デューティ指令値Ｖｕ３、Ｖｖ３、Ｖｗ３を変調し、変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４を算出する。本実施形態では、最も小さい相のデューティが所定の下限値となるように、最も小さい相のデューティから所定の下限値を差し引いた値を全ての相のデューティから減算している。すなわち、本実施形態の変調部７３では、下べた２相変調を行っている。
【００６０】
また、回避部７４では、デッドタイムを設けることにより線間電圧に歪みが生じるデューティを回避するためのシフト処理が行われ、シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５を算出する。補正部７５では、デッドタイム補償部７２にて補償したデッドタイムを補正する補正処理が行われ、補正デューティ指令値Ｖｕ６、Ｖｖ６、Ｖｗ６が算出される。また、擬似デューティ算出部７６では、補正デューティ指令値Ｖｕ６、Ｖｖ６、Ｖｖ６に基づき、デューティ指令値ＤｕＦおよびＤｕＲ、デューティ指令値ＤｖＦおよびＤｖＲ、デューティ指令値ＤｗＦおよびＤｗＲを算出する。デューティ変換部７０における処理の詳細については後述する。
【００６１】
ここで、三角波比較方式によるデッドタイム設定方法を図１０に示す。三角波比較方式では、制御部６０にて算出されるデューティ指令値と三角波指令値を比較することにより、ＳＷ２１〜２６のオン／オフを制御している。以下の説明では、三角波比較部６６にて三角波指令値と比較するデューティ指令値を、適宜単に「デューティ」という。デューティが三角波指令値を上回ったとき、上ＳＷ２１〜２３がオンされ、三角波指令値がデューティを上回ったとき、下ＳＷ２４〜２６がオンされる。本実施形態では、デッドタイムを設けるべく、デューティ０％〜１００％の振幅の三角波指令値Ｃ１を上方向にシフトした三角波指令値Ｃ２および三角波指令値Ｃ１を下方向にシフトした三角波指令値Ｃ３を作成し、上方向にシフトされた三角波指令値Ｃ２に基づいて上ＳＷ２１〜２３のオン／オフの切り替えを制御し、下方向にシフトされた三角波指令値Ｃ３に基づいて下ＳＷ２４〜２６のオン／オフを制御することにより、デッドタイムを設けている。本実施形態では、三角波指令値Ｃ２は上方向に２％分シフトされ、三角波指令値Ｃ３は下方向に２％分シフトされている。そのため、本実施形態では、便宜上、デューティの範囲は−２％〜１０２％となっている。また、本実施形態では、上ＳＷ２１〜２３側のデットタイムに相当するデューティが２％分であり、下ＳＷ２４〜２６側のデッドタイムに相当するデューティが２％分であり、合計するとデッドタイムに相当するデューティは４％である。以下適宜、デッドタイムに相当するデューティを単にデッドタイムと呼ぶ。なお、デューティが２つの三角波指令値Ｃ２とＣ３との間（本実施形態では−２％〜２％および９８％〜１０２％）である場合、一部のマイコンでは、このデューティを出力できない場合がある。
なお、本実施形態では、デッドタイムを４％に設定しているが、有効パルス幅やその他の要因を考慮し、適宜設定可能である。また、後述するデッドタイム補償値等、デッドタイムに基づいて設定される値についても、同様に適宜設定可能である。また、ＳＷ２１〜２６がオンまたはオフになるまでの立ち上がり時間や立ち下がり時間を加味し、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６がオフされている時間をデッドタイムとしてもよい。
【００６２】
また、２つの三角波指令値Ｃ２、Ｃ３を用いてデッドタイムを設けた場合、デューティの下限値である−２％から所定範囲内、および、デューティの上限値である１０２％から所定範囲内では、出力時のデッドタイムがデューティによって変わってしまう。
ここで、デューティの下限値である−２％近傍、および、デューティの上限値である１０２％近傍におけるデューティとデッドタイムとの関係について、図１１〜図１６に基づいて説明する。
【００６３】
図１１（ａ）に示すように、デューティが３％のとき、ＰＷＭ１期間における上ＳＷ２１〜２３がオンとなる割合（以下、「上ＳＷオンデューティ」とい、図中においては「ＯＤ」と記す。）は、デューティ３％から上ＳＷ側のデッドタイム（図中においては「Ｄ」と記す。）２％を減じた１％となる。また、ＰＷＭ１期間における下ＳＷ２４〜２６がオンとなる割合（以下、「下ＳＷオンデューティ」といい、図中においては「ＯＤ」と記す。）は、（１００％−３％）から下ＳＷ側のデッドタイム（図中においては「Ｄ」と記す。）２％を減じた９５％となる。このとき、ＰＷＭ１期間において、上ＳＷオンデューティが１％であり、下ＳＷオンデューティが９５％であるので、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは、設定通り４％となっている。
図１１（ｂ）に示すように、デューティが９７％のとき、上ＳＷオンデューティは、９７％から上ＳＷ側のデッドタイム２％分を減じた９５％となる。また、下ＳＷオンデューティは、（１００％−９７％）から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた１％となる。このとき、ＰＷＭ１期間において、上ＳＷオンデューティが９５％であり、下ＳＷオンデューティが１％であるので、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは、設定通り４％となっている。
【００６４】
図１２（ａ）に示すように、デューティが２％のとき、上ＳＷオンデューティは、２％から上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた０％となる。すなわち、デューティ２％のとき、上ＳＷはオンされない。また、下ＳＷオンデューティは、（１００％−２％）から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９６％となる。このとき、ＰＷＭ１期間において、上ＳＷオンデューティが０％であり、下ＳＷオンデューティが９６％であるので、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは、設定通り４％となっている。
図１２（ｂ）に示すように、デューティが９８％のとき、上ＳＷオンデューティは、９８％から上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９６％となる。また、下ＳＷオンデューティは、（１００％−９８％）から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた０％となる。すなわち、デューティが９８％のとき、下ＳＷはオンされない。このとき、ＰＷＭ１期間において、上ＳＷオンデューティが９６％であり、下ＳＷオンデューティが０％であるので、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは、設定通り４％となっている。
【００６５】
ここで、デューティが１％のときについて、図１３（ａ）に基づいて説明する。これまでの例では、上ＳＷオンデューティは、デューティから上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じて算出されていたが、上ＳＷオンデューティを０％より小さくすることができないので、上ＳＷ側のデッドタイムを１％とし、デューティ１％のときの上ＳＷオンデューティは、１％から上ＳＷ側のデッドタイム１％を減じた０％となり、上ＳＷはオンされない。また、下ＳＷオンデューティは、（１００％−１％）から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９７％となる。すなわち、デューティが１％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは、３％となり、設定の４％とは異なる値となる。
図１３（ｂ）に示すように、デューティが９９％のとき、上ＳＷオンデューティは、９９％から上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９７％となる。また、下ＳＷオンデューティを０％より小さくすることができないので、下ＳＷ側のデッドタイムを１％とし、デューティ９９％のときの下ＳＷオンデューティは、（１００％−９９％）から下ＳＷ側のデッドタイム１％を減じた０％となり、下ＳＷはオンされない。すなわち、デューティが９９％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは、３％となり、設定の４％とは異なる値となる。
【００６６】
図１４（ａ）に示すように、デューティが０％のとき、上ＳＷオンデューティを０％より小さくすることができないので、上ＳＷオンデューティが０％であり、上ＳＷ側のデッドタイムが０％となり、上ＳＷはオンされない。また、下ＳＷオンデューティは、（１００％−０％）から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９８％となる。すなわち、デューティが０％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは２％となり、設定の４％とは異なる値となる。
図１４（ｂ）に示すように、デューティが１００％のとき、上ＳＷオンデューティは、１００％から上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９８％となる。また、下ＳＷオンデューティを０％より小さくすることができないので、下ＳＷオンデューティが０％であり、下ＳＷ側のデッドタイムが０％となり、下ＳＷはオンされない。すなわち、デューティが１００％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは２％となり、設定の４％とは異なる値となる。
【００６７】
図１５（ａ）に示すように、デューティが−１％のとき、本実施形態では便宜上−１％としているが、上ＳＷオンデューティを０％より小さくすることはできないので、上ＳＷオンデューティは０％であり、上ＳＷ側のデッドタイムが０％となり、上ＳＷはオンされない。また、下ＳＷオンデューティは、｛１００％−（−１％）｝から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９９％となる。すなわち、デューティが−１％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは１％となり、設定の４％とは異なる値となる。
図１５（ｂ）に示すように、デューティが１０１％のとき、上ＳＷオンデューティは、１０１％から上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた９９％となる。また、下ＳＷオンデューティを０％より小さくすることができないので、下ＳＷオンデューティが０％であり、下ＳＷ側のデッドタイムが０％となり、下ＳＷはオンされない。すなわち、デューティが１０１％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは１％となり、設定の４％とは異なる値となる。
【００６８】
図１６（ａ）に示すように、デューティが−２％のとき、本実施形態では便宜上−２％としているが、上ＳＷオンデューティを０％より小さくすることはできないので、上ＳＷオンデューティは０％であり、上ＳＷ側のデッドタイムが０％となり、上ＳＷはオンされない。また、下ＳＷオンデューティは、｛１００％−（−２％）｝から下ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた１００％となり、下ＳＷはオフされず常時オンとなる。すなわち、デューティが−２％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは０％となり、設定の４％とは異なる値となる。
図１６（ｂ）に示すように、デューティが１０２％のとき、上ＳＷオンデューティは、１０２％から上ＳＷ側のデッドタイム２％を減じた１００％となり、上ＳＷはオフされず常時オンとなる。すなわち、デューティ１０２％のとき、上ＳＷおよび下ＳＷが共にオフとなっているデッドタイムは０％となり、設定の４％とは異なる値となる。
【００６９】
上述のように、デューティが２％〜９８％の範囲では、デッドタイムは設定通りの４％となるが、デューティの下限から所定範囲内であるデューティ−２％〜２％、および、デューティの上限から所定範囲内であるデューティ９８％〜１０２％では、設定よりも小さいデッドタイムとなり、またデューティによりデッドタイムの大きさが変化する。そのため、デッドタイム補償部７２にて一律４％分のデッドタイム補償を行った場合、本来補償すべき量よりも多く補償を行っている状態となるため、デューティ−２％〜２％および９８〜１０２％の領域にて線間電圧の歪みが生じてしまう。そこで、本実施形態では、本来補償すべき量よりも多く補償した分を、補正部７５にて補正している。補正部７５における補正処理については後述する。
【００７０】
ここで、デューティと上ＳＷオンデューティおよび下ＳＷオンデューティとの関係を図１７（ａ）に示し、デューティと印加電圧との関係を図１７（ｂ）に示す。
本実施形態では、２つの三角波指令値Ｃ２、Ｃ３を用いてデッドタイムを設けているので、図１７（ａ）に実線で示すように、上ＳＷのオンデューティにおける０％〜１００％は、デューティ指令の２％〜１０２％に対応している。また、破線で示すように、下ＳＷのオンデューティにおける０％〜１００％は、デューティ指令の９８％〜−２％に対応している。
図１７（ｂ）に示すように、端子電圧は、相電流が負のとき、記号Ａで示すように、デューティ指令２％以下では所定の値となり、デューティ指令１００％以上でバッテリ電圧Ｖｂとなる。また、端子電圧は、相電流が正のとき、記号Ｂで示すように、デューティ指令２％以下では０Ｖとなり、デューティ指令１０２％でバッテリ電圧Ｖｂとなる。
【００７１】
ところで、算出されたデューティに基づき、各ＳＷ２１〜２６に対してオン／オフを切り替える信号が駆動回路６８から出力される。オン／オフを切り替える信号が駆動回路６８から出力されてから、実際にＳＷ２１〜２６がオン／オフされるまでには、時間差が生じる。本実施形態では、ゲート電圧が所定の電圧Ｖｔｈ以上のときＳＷ２１〜２６がオンされているものとし、所定の電圧Ｖｔｈ未満のときＳＷ２１〜２６がオフされているものとする。
図１８（ａ）に示すように、ＳＷ２１〜２６をオンする信号が出力されてから所定の電圧Ｖｔｈとなるまでに、立ち上がり時間ｔｕを要する。また、ＳＷ２１〜２６をオフする信号が出力されてから所定の電圧Ｖｔｈ未満となるまでに、立ち下がり時間ｔｄ１を要する。そのため、オン信号が出力されてからオフ信号が出力されるまでの指令パルス幅をＴ１とすると、有効パルス幅Ｔ２は、Ｔ−ｔｕ＋ｔｄ１となる。すなわち、立ち上がり時間ｔｕと立ち下がり時間ｔｄ１とが異なる場合、例えば図１８（ａ）に示すようにｔｕ＞ｔｄ１の場合、有効パルス幅Ｔ２は、立ち上がり時間ｔｕと立ち下がり時間ｔｄ１との差分だけ指令パルス幅Ｔより短くなる。
【００７２】
図１８（ｂ）に示すように、指令パルス幅Ｔ３が小さい場合、ゲート電圧が十分に大きくならないため、図１８（ａ）に示す指令パルス幅Ｔ１が十分に大きい場合の立ち下がり時間ｔｄ１と比較して、立ち下がり時間ｔｄ２が短くなる。これにより、図１８（ａ）の例と比較して、指令パルス幅Ｔ３に対して有効パルス幅Ｔ４が小さくなる。
【００７３】
ここで、３相の指令パルス幅が、いずれも図１８（ａ）に示すように、立ち上がり時間ｔｕおよび立ち下がり時間ｔｄ１と比較して十分に大きい場合、有効パルス幅は略同等に減少するため、線間電圧の大きな歪みは生じない。一方、図１８（ａ）に示すように指令パルス幅Ｔ１が十分に大きい相と、図１８（ｂ）に示すように指令パルス幅Ｔ３が小さい相とが混在すると、３相のバランスが崩れ、線間電圧に歪みが生じる。
なお、指令パルス幅が短い場合とは、デューティが、デューティの下限値から所定範囲内、または、デューティの上限値から所定範囲内のときである。
【００７４】
ここまでの説明では、デューティの下限値を−２％、デューティの上限値を１０２％として説明してきたが、本実施形態では、電流検出部４０が下ＳＷ２４〜２６とグランドとの間に設けられた電流検出部４１〜４３により構成されている。シャント抵抗により構成される電流検出部４１〜４３により各相電流を検出するためには、全ての下ＳＷ２４〜２６がオンとなる期間を確保する必要がある。また、電流検出部４１〜４３により電流を検出するために、リギングが収束する時間（例えば４．５μｓ）、ＳＷ２１〜２６のオン／オフの切り替えを行わないホールド時間が必要である。そこで本実施形態では、デューティの上限値を９３％に設定している。この上限値が「所定の上限値」に対応しており、リギングが収束する時間やデッドタイム等に応じて適宜設定することができる。
【００７５】
本実施形態では、デューティが下限の−２％から所定範囲内、または、上限の９３％から所定範囲内のデューティを出力回避デューティとし、この出力回避デューティを回避すべく、デューティ変換処理を行っている。ここで、デューティ変換処理を図１９および図２０に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、デューティ変換処理は、モータ１０の駆動中、所定の間隔にて実行される。
【００７６】
最初のＳ１０１では、三相電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１から、デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を算出する。デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、バッテリ８０の電圧をＶｂとすると、以下の式（１）〜（３）により算出される。
Ｖｕ２＝Ｖｕ１÷Ｖｂ×１００      …（１）
Ｖｖ２＝Ｖｖ１÷Ｖｂ×１００      …（２）
Ｖｗ２＝Ｖｗ１÷Ｖｂ×１００      …（３）
【００７７】
Ｓ１０２では、Ｕ相電流検出部４１により検出されるＡＤ値に基づき、Ｕ相電流Ｉｕが０未満か否かを判断する。Ｕ相電流Ｉｕが０未満である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわちＵ相電流Ｉｕが負である場合、Ｓ１０３へ移行する。Ｕ相電流Ｉｕが０以上である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわちＵ相電流Ｉｕが正である場合、Ｓ１０４へ移行する。なお、Ｕ相電流Ｉｕが負である場合、コイル１１から電流が流れ出し、Ｕ相電流Ｉｕが正である場合、コイル１１に電流が流れ込む。他の相電流についても同様である。
【００７８】
Ｕ相電流Ｉｕが負である場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）に移行するＳ１０３では、相電流が負のとき印加電圧が増加するので、これを補償すべくデッドタイム補償を行い、補償デューティ指令値Ｖｕ３を算出する。補償デューティ指令値Ｖｕ３は、以下の式（４）により算出される。
Ｖｕ３＝Ｖｕ２−ＤＴ      …（４）
Ｕ相電流Ｉｕが正である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）に移行するＳ１０４では、相電流が正のとき印加電圧が減少するので、これを補償すべくデッドタイム補償を行い、補償デューティ指令値Ｖｕ３を算出する。補償デューティ指令値Ｖｕ３は、以下の式（５）により算出される。
Ｖｕ３＝Ｖｕ２＋ＤＴ      …（５）
【００７９】
Ｓ１０５では、Ｖ相電流検出部４２により検出されるＡＤ値に基づき、Ｖ相電流Ｉｖが０未満か否かを判断する。Ｖ相電流Ｉｖが０未満である場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、すなわちＶ相電流Ｉｖが負である場合、Ｓ１０６へ移行する。Ｖ相電流Ｉｖが０以上である場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。
Ｖ相電流Ｉｖが負である場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）に移行するＳ１０６では、相電流が負のとき印加電圧が増加するので、これを補償すべくデッドタイム補償を行い、補償デューティ指令値Ｖｖ３を算出する。補償デューティ指令値Ｖｖ３は、以下の式（６）により算出される。
Ｖｖ３＝Ｖｖ２−ＤＴ      …（６）
Ｖ相電流Ｉｖが正である場合（Ｓ１０５：ＮＯ）に移行するＳ１０７では、相電流が正のとき印加電圧が減少するので、これを補償すべくデッドタイム補償を行い、補償デューティ指令値Ｖｖ３を算出する。補償デューティ指令値Ｖｖ３は、以下の式（７）により算出される。
Ｖｖ３＝Ｖｖ２＋ＤＴ      …（７）
【００８０】
Ｓ１０８では、Ｗ相電流検出部４３により検出されるＡＤ値に基づき、Ｗ相電流Ｉｗが０未満か否かを判断する。Ｗ相電流Ｉｗが０未満である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、すなわちＷ相電流Ｉｗが負である場合、Ｓ１０９へ移行する。Ｗ相電流Ｉｗが０以上である場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、すなわちＷ相電流Ｉｗが正である場合、Ｓ１１０へ移行する。
Ｗ相電流Ｉｗが負である場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）に移行するＳ１０９では、相電流が負のとき印加電圧が増加するので、これを補償すべくデッドタイム補償を行い、補償デューティ指令値Ｖｗ３を算出する。補償デューティ指令値Ｖｗ３は、以下の式（８）により算出される。
Ｖｗ３＝Ｖｗ２−ＤＴ      …（８）
Ｗ相電流Ｉｗが正である場合（Ｓ１０８：ＮＯ）に移行するＳ１１０では、相電流が正のとき印加電圧が減少するので、これを補償すべくデッドタイム補償を行い、補償デューティ指令値Ｖｗ３を算出する。補償デューティ指令値Ｖｗ３は、以下の式（９）により算出される。
Ｖｗ３＝Ｖｗ２＋ＤＴ      …（９）
なお、ＤＴは、デッドタイムに相当するデューティであって、本実施形態では上述の通り４％であるので、ＤＴ＝４とする。また、Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１０にて加減算されるＤＴが「デッドタイムに基づく値であるデッドタイム補償量」に対応している。
【００８１】
Ｓ１１１では、Ｖｕ３＜Ｖｖ３かつＶｕ３＜Ｖｗ３か否かを判断する。Ｖｕ３＜Ｖｖ３かつＶｕ３＜Ｖｗ３であると判断された場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、Ｓ１１３へ移行する。Ｖｕ３＜Ｖｖ３かつＶｕ３＜Ｖｗ３でないと判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行する。
Ｓ１１２では、Ｖｖ３≦Ｖｕ３かつＶｖ３≦Ｖｗ３か否かを判断する。Ｖｖ３≦Ｖｕ３かつＶｖ３≦Ｖｗ３であると判断された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行する。Ｖｖ３≦Ｖｕ３かつＶｖ３≦Ｖｗ３でないと判断された場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、Ｓ１１５へ移行する。
【００８２】
Ｓ１１３では、３相のうち最も小さい補償デューティ指令値（図１９中では「Ｖｍｉｎ３」と記す。）は、Ｖｕ３であると特定する。
Ｓ１１４では、３相のうち最も小さい補償デューティ指令値は、Ｖｖ３であると特定する。
Ｓ１１５では、３相のうち最も小さい補償デューティ指令値は、Ｖｗ３であると特定する。
【００８３】
Ｓ１１６では、補償デューティ指令値に基づき、最も小さい補償デューティ指令値が−２％となるように、変調デューティ指令値を算出する。各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、以下の式（１０）〜（１２）により算出される。
Ｖｕ４＝Ｖｕ３−Ｖｍｉｎ３−２      …（１０）
Ｖｖ４＝Ｖｖ３−Ｖｍｉｎ３−２      …（１１）
Ｖｗ４＝Ｖｗ３−Ｖｍｉｎ３−２      …（１２）
【００８４】
図２０に示すように、Ｓ１１７では、−２＜Ｖｕ４≦２または−２＜Ｖｖ４≦２または−２＜Ｖｗ４≦２か否かを判断する。ここでは、−２より大きく２以下の範囲に含まれる変調デューティ指令値があるか否かを判断している。「−２より大きく２以下の範囲」は、本実施形態におけるデューティの下限値からデッドタイム分の範囲であって、この範囲において、デューティの大きさに応じてデッドタイムの大きさが変化する範囲であるとともに、マイコンによっては出力できないデューティ範囲である。なおここで補足しておくと、デューティの下限値である−２％は、全ての上ＳＷ２１〜２３をオフとし、全ての下ＳＷ２４〜２６をオンとすることにより出力可能であるので、出力できないデューティ範囲からは除外している。また、この範囲においては、図１８に基づいて説明した指令パルス幅が小さい範囲と捉えることもできる。なお、本ステップで−２より大きく２以下に含まれると判断された相が「高電位側スイッチング素子または低電位側スイッチング素子のオン時間が所定時間未満となる相」に対応している。本実施形態では「高電位側スイッチング素子のオン時間が所定時間未満となる相」である。−２＜Ｖｕ４≦２または−２＜Ｖｖ４≦２または−２＜Ｖｗ４≦２であると判断された場合（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、Ｓ１１８へ移行する。−２＜Ｖｕ４≦２または−２＜Ｖｖ４≦２または−２＜Ｖｗ４≦２でないと判断された場合（Ｓ１１７：ＮＯ）、Ｓ１１９へ移行する。
【００８５】
Ｓ１１８では、各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフトし、シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５を算出する。本実施形態では、デッドタイム分をシフトしており、これが「シフト値」に対応する。シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５は、以下の式（１３）〜（１５）により算出される。
Ｖｕ５＝Ｖｕ４＋４      …（１３）
Ｖｖ５＝Ｖｖ４＋４      …（１４）
Ｖｗ５＝Ｖｗ５＋４      …（１５）
【００８６】
Ｓ１１９では、各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｖ４をシフトしない。ここでは、便宜上、Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５を以下の式（１６）〜（１８）の如くとする。
Ｖｕ５＝Ｖｕ４      …（１６）
Ｖｖ５＝Ｖｖ４      …（１７）
Ｖｗ５＝Ｖｗ４      …（１８）
【００８７】
Ｓ１２０では、Ｖｕ５が−２か否かを判断する。Ｖｕ５が−２でないと判断された場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１２４へ移行する。Ｖｕ５が−２であると判断された場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１２１へ移行する。Ｖｕ５が−２である場合、Ｕ相が「限界付近相」に対応している。
Ｓ１２１では、Ｕ相電流検出部４１により検出されるＡＤ値に基づき、Ｕ相電流Ｉｕが０未満か否かを判断する。Ｕ相電流Ｉｕが０未満である場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、すなわちＵ相電流Ｉｕが負である場合、Ｓ１２２へ移行する。Ｕ相電流Ｉｕが０以上である場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、Ｓ１２３へ移行する。
【００８８】
Ｕ相電流Ｉｕが負である場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）に移行するＳ１２２では、Ｓ１０３にてデッドタイム補償によりデッドタイム分のデューティ４％が減算されているが、図１６（ａ）に基づいて説明したように、デューティが−２％のときのデッドタイムは０％であるため、Ｕ相デューティのデッドタイム補償分の補正処理を行う。また上述の通り、デューティ下限値から所定範囲内およびデューティ上限値から所定範囲内では、デューティによりデッドタイムが変わってしまうため、この影響を避けるべく、デューティ下限値であるＶｕ５を補正することに替えて、Ｖｖ５およびＶｗ５を補正し、補正デューティ指令値Ｖｕ６、Ｖｖ６、Ｖｗ６を算出する。補正デューティ指令値Ｖｕ６、補正デューティ指令値Ｖｖ６、補正デューティ指令値Ｖｗ６は、以下の式（１９）〜（２１）により算出される。
Ｖｕ６＝Ｖｕ５      …（１９）
Ｖｖ６＝Ｖｖ５−ＤＴ      …（２０）
Ｖｗ６＝Ｖｗ５−ＤＴ      …（２１）
このようにＶ相デューティおよびＷ相デューティを補正することにより、線間電圧としては、Ｖｕ６にＤＴを加算して補正したのと同じ効果が得られる。
【００８９】
Ｕ相電流Ｉｕが正である場合（Ｓ１２１：ＮＯ）に移行するＳ１２３では、Ｓ１０４にてデッドタイム補償によりデッドタイム分のデューティ４％が加算されているが、図１６（ａ）に基づいて説明したように、デューティが−２％のときのデッドタイムは０％であるため、Ｕ相デューティのデッドタイム補償分の補正処理を行う。また上述の通り、デューティ下限値から所定範囲内およびデューティ上限値から所定範囲内では、デューティによりデッドタイムが変わってしまうため、この影響を避けるべく、デューティ下限値であるＶｕ５を補正することに替えて、Ｖｖ５およびＶｗ５を補正する。補正デューティ指令値Ｖｕ６、補正デューティ指令値Ｖｖ６、補正デューティ指令値Ｖｗ６は、以下の式（２２）〜（２４）により算出される。
Ｖｕ６＝Ｖｕ５      …（２２）
Ｖｖ６＝Ｖｖ５＋ＤＴ      …（２３）
Ｖｗ６＝Ｖｗ５＋ＤＴ      …（２４）
このようにＶ相デューティおよびＷ相デューティを補正することにより、線間電圧としては、Ｖｕ６からＤＴを減算して補正したのと同じ効果が得られる。
【００９０】
Ｓ１２４では、Ｖｖ５が−２か否かを判断する。Ｖｖ５が−２でないと判断された場合（Ｓ１２４：ＮＯ）、Ｓ１２８へ移行する。Ｖｖ５が−２であると判断された場合（Ｓ１２８：ＹＥＳ）、Ｓ１２５へ移行する。Ｖｖ５が−２である場合、Ｖ相が「限界付近相」に対応している。
Ｓ１２５では、Ｖ相電流検出部４２により検出されるＡＤ値に基づき、Ｖ相電流Ｉｖが０未満か否かを判断する。Ｖ相電流Ｉｖが０未満である場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、すなわちＶ相電流Ｉｖが負である場合、Ｓ１２６へ移行する。Ｖ相電流Ｉｖが０以上である場合（Ｓ１２５：ＮＯ）、すなわちＶ相電流Ｉｖが正である場合、Ｓ１２７へ移行する。
【００９１】
Ｖ相電流Ｉｖが負である場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）に移行するＳ１２６では、Ｓ１０６にてデッドタイム補償によりデッドタイム分のデューティ４％が減算されているが、図１６（ａ）に基づいて説明したように、デューティが−２％のときのデッドタイムは０％であるため、Ｖ相デューティのデッドタイム補償分の補正処理を行う。また上述の通り、デューティ下限値から所定範囲内およびデューティ上限値から所定範囲内では、デューティによりデッドタイムが変わってしまうため、この影響を避けるべく、デューティ下限値であるＶｖ５を補正することに替えて、Ｖｕ５およびＶｗ５を補正する。補正デューティ指令値Ｖｕ６、補正デューティ指令値Ｖｖ６、補正デューティ指令値Ｖｗ６は、以下の式（２５）〜（２７）により算出される。
Ｖｕ６＝Ｖｕ５−ＤＴ      …（２５）
Ｖｖ６＝Ｖｖ５      …（２６）
Ｖｗ６＝Ｖｗ５−ＤＴ      …（２７）
このようにＵ相デューティおよびＷ相デューティを補正することにより、線間電圧としては、Ｖｖ６にＤＴを加算して補正したのと同じ効果が得られる。
【００９２】
Ｖ相電流Ｉｖが正である場合（Ｓ１２４：ＮＯ）に移行するＳ１２７では、Ｓ１０７にてデッドタイム補償によりデッドタイム分のデューティ４％が加算されているが、図１６（ａ）に基づいて説明したように、デューティが−２％のときのデッドタイムは０％であるため、Ｖ相デューティのデッドタイム補償分の補正処理を行う。また上述の通り、デューティ下限値から所定範囲内およびデューティ上限値から所定範囲内では、デューティによりデッドタイムが変わってしまうため、この影響を避けるべく、デューティ下限値であるＶｖ５を補正することに替えて、Ｖｕ５およびＶｗ５を補正する。補正デューティ指令値Ｖｕ６、補正デューティ指令値Ｖｖ６、補正デューティ指令値Ｖｗ６は、以下の式（２８）〜（３０）により算出される。
Ｖｕ６＝Ｖｕ５＋ＤＴ      …（２８）
Ｖｖ６＝Ｖｖ５      …（２９）
Ｖｗ６＝Ｖｗ５＋ＤＴ      …（３０）
このようにＵ相デューティおよびＷ相デューティを補正することにより、線間電圧としては、Ｖｖ６からＤＴを減算して補正したのと同じ効果が得られる。
【００９３】
Ｓ１２８では、Ｖｗ５が−２か否かを判断する。Ｖｗ５が−２でないと判断された場合（Ｓ１２８：ＮＯ）、本処理を終了する。Ｖｗ５が−２であると判断された場合（Ｓ１２８：ＹＥＳ）、Ｓ１２６へ移行する。Ｖｗ５が−２である場合、Ｗ相が「限界付近相」に対応している。
Ｓ１２９では、Ｗ相電流検出部４３により検出されるＡＤ値に基づき、Ｗ相電流Ｉｗが０未満か否かを判断する。Ｗ相電流Ｉｗが０未満である場合（Ｓ１２９：ＹＥＳ）、すなわちＷ相電流Ｉｗが負である場合、Ｓ１３０へ移行する。Ｗ相電流Ｉｗが０以上である場合（Ｓ１２９：ＮＯ）、すなわちＷ相電流Ｉｗが正である場合、Ｓ１３１へ移行する。
【００９４】
Ｗ相電流Ｉｗが負である場合（Ｓ１２９：ＹＥＳ）に移行するＳ１３０では、Ｓ１０９にてデッドタイム補償によりデッドタイム分のデューティ４％が減算されているが、図１６（ａ）に基づいて説明したように、デューティが−２％のときのデッドタイムは０％であるため、Ｗ相デューティのデッドタイム補償分の補正処理を行う。また上述の通り、デューティ下限値から所定範囲内およびデューティ上限値から所定範囲内では、デューティによりデッドタイムが変わってしまうため、この影響を避けるべく、デューティ下限値であるＶｗ５を補正することに替えて、Ｖｕ５およびｖ５を補正する。補正デューティ指令値Ｖｕ６、補正デューティ指令値Ｖｖ６、補正デューティ指令値Ｖｗ６は、以下の式（３１）〜（３３）により算出される。
Ｖｕ６＝Ｖｕ５−ＤＴ      …（３１）
Ｖｖ６＝Ｖｖ５−ＤＴ      …（３２）
Ｖｗ６＝Ｖｗ５      …（３３）
このようにＵ相デューティおよびＶ相デューティを補正することにより、線間電圧としては、Ｖｗ６にＤＴを加算して補正したのと同じ効果が得られる。
【００９５】
Ｗ相電流Ｉｗが正である場合（Ｓ１２９：ＮＯ）に移行するＳ１３１では、Ｓ１１０にてデッドタイム補償によりデッドタイム分のデューティ４％が加算されているが、図１６（ａ）に基づいて説明したように、デューティが−２％のときのデッドタイムは０％であるため、Ｗ相デューティのデッドタイム補償分の補正処理を行う。また上述の通り、デューティ下限値から所定範囲内およびデューティ上限値から所定範囲内では、デューティによりデッドタイムが変わってしまうため、この影響を避けるべく、デューティ下限値であるＶｗ５を補正することに替えて、Ｖｕ５およびＶｖ５を補正する。補正デューティ指令値Ｖｕ６、補正デューティ指令値Ｖｖ６、補正デューティ指令値Ｖｗ６は、以下の式（３４）〜（３６）により算出される。
Ｖｕ６＝Ｖｕ５＋ＤＴ      …（３４）
Ｖｖ６＝Ｖｖ５＋ＤＴ      …（３５）
Ｖｗ６＝Ｖｗ５      …（３６）
このようにＵ相デューティおよびＶ相デューティを補正することにより、線間電圧としては、Ｖｗ６からＤＴを減算して補正したのと同じ効果が得られる。
なお、Ｓ１２０、Ｓ１２４、およびＳ１２８の全てにおいて否定判断された場合、Ｖｕ６＝Ｖｕ５、Ｖｖ６＝Ｖｕ５、Ｖｗ６＝Ｖｗ５とする。
Ｓ１３２では、擬似デューティ算出処理を行う。
【００９６】
ここで、擬似デューティ算出処理を図２１に基づいて説明する。
図９中の三相二相変換部６２〜補正部７５にて行われる制御演算（ここでは単に「制御演算」という。）を実行するには、所定の時間を要するが、例えば制御演算と同じ頻度でデューティ更新を行うと音が生じてしまう場合等、制御演算よりも高い頻度でのデューティ更新が所望される場合がある。そこで本実施形態では、制御演算よりも高い頻度でデューティ更新を行うべく、前回算出されたデューティと今回算出されたデューティとを用いて擬似デューティ指令値を算出する擬似デューティ算出処理を行っている。
【００９７】
図２１中に記号Ｎで示す制御演算にて算出されたＵ相デューティＤｕＲ＝Ｄｕ（ｎ）、Ｖ相デューティをＤｖＲ＝Ｄｖ（ｎ）、Ｗ相デューティＤｗＲ＝Ｄｗ（ｎ）とする。また、記号Ｎで示す制御演算の直前になされた制御演算にて算出されたＵ相デューティをＤｕ（ｎ−１）、Ｖ相デューティをＤｖ（ｎ−１）、Ｗ相デューティをＤｗ（ｎ−１）とすると、算出される擬似デューティ指令値ＤｕＦ、ＤｖＦ、ＤｗＦは、以下の式（３７）〜（３９）に示すように線形補完により算出される。
ＤｕＦ＝Ｄｕ（ｎ−１）＋｛Ｄｕ（ｎ）−Ｄｕ（ｎ−１）｝／２      …（３７）
ＤｖＦ＝Ｄｖ（ｎ−１）＋｛Ｄｖ（ｎ）−Ｄｖ（ｎ−１）｝／２      …（３８）
ＤｗＦ＝Ｄｗ（ｎ−１）＋｛Ｄｗ（ｎ）−Ｄｗ（ｎ−１）｝／２      …（３９）
そして記号Ｎで示す制御演算に基づくデューティとして、ＤｕＦ、ＤｖＦおよびＤｗＦと、ＤｕＲ、ＤｖＲおよびＤｗＲと、に基づき、図２１に示すように２回のデューティ更新を行う。これにより、演算負荷を高めることなく、デューティ更新頻度を高めることができる。なお本実施形態では、ＤｕＲ＝Ｄｕ（ｎ）、ＤｖＲ＝Ｄｖ（ｎ）、ＤｗＲ＝Ｄｗ（ｎ）が「第１のシフトデューティ指令値」に対応し、Ｄｕ（ｎ−１）、Ｄｖ（ｎ−１）、Ｄｗ（ｎ−１）が「第２のシフトデューティ指令値」に対応する。
また、デューティ変換処理との関係を述べておくと、Ｕ相デューティＤｕ（ｎ）、Ｄｕ（ｎ−１）が、Ｖｕ６に対応し、Ｖ相デューティＤｖ（ｎ）、Ｄｖ（ｎ−１）がＶｖ６に対応し、Ｗ相デューティＤｗ（ｎ）、Ｄｗ（ｎ−１）がＶｗ６に対応している。
【００９８】
図１９および図２０と図９との対応関係について述べておくと、Ｓ１０１の処理がデューティ変換部７０における処理であり、Ｓ１０２〜Ｓ１１０の処理がデッドタイム補償部７２における処理であり、Ｓ１１１〜Ｓ１１６の処理が変調部７３における処理であり、Ｓ１１７〜Ｓ１１９の処理が回避部７４における処理であり、Ｓ１２０〜Ｓ１３１の処理が補正部７５における処理であり、Ｓ１３２の処理が擬似デューティ算出部７６における処理である。
【００９９】
ここで、図１９および図２０にて算出される各相デューティを図２２および図２３に基づいて説明する。
図２２（ａ）に示すように、デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、正弦波信号である。デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２をデッドタイム補償後、最も小さい相の補償デューティ指令値が所定の下限値（本実施形態では−２％）となるように、下べた２相変調すると（図１９中のＳ１１６）、変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、図２２（ｂ）の如くとなる。
【０１００】
また、回避部７４にてＳ１１７〜Ｓ１１９（図２０参照）の回避処理を行うと、図２３に示す如くとなる。図２３（ａ）は電気角０度〜３６０度の範囲を示した図であり、図２３（ｂ）、（ｃ）は電気角９０度付近を拡大した拡大図である。
図２３（ｂ）、（ｃ）に示すように、−２＜Ｖｗ４≦２となる範囲では、全ての相のデューティを＋４％シフトしている（Ｓ１１８）。また、−２＜Ｖｖ４≦２となる範囲Ｋ２でも同様に、全ての相のデューティを＋４％シフトしている（Ｓ１１８）。このように、−２＜Ｖｕ４≦２、−２＜Ｖｖ４≦２、または−２＜Ｖｗ２≦２となる範囲において、出力電圧平均値を変更し、当該デューティとなることを回避している。これにより、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１０１】
以上詳述したように、電力変換装置１は、モータ１０の各相に対応するコイル１１〜１３に供給される電力をＰＷＭ変調により制御する。電力変換装置１は、インバータ部２０と制御部６０とを備える。インバータ部２０は、モータ１０のコイル１１〜１３の各相に対応し、高電位側に配置される上ＳＷ２１〜２３および低電位側に配置される下ＳＷ２４〜２６を有する。制御部６０は、上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオン時間が、デッドタイムに基づいて決定される所定時間未満となる相がある場合（図２０中のＳ１１７：ＹＥＳ）、上ＳＷ２１〜２３のオン時間または下ＳＷ２４〜２６のオン時間が所定時間以上となるように、全相の上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御する３相変調により制御し、コイル１１〜１３の各相に印加される電圧の平均値である出力電圧平均値を変更する（Ｓ１１８）。これにより、特別な回路を設けることなく、２相変調と３相変調とを組み合わせることにより電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１０２】
本実施形態では、ＰＷＭ制御は、デューティ指令値と三角波指令値とに基づく三角波比較方式によりなされる。制御部６０のデューティ変換部７０では、コイル１１〜１３に印加する電圧指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に基づき、各相に位相の異なるデューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を算出し（図１９中のＳ１０１）、各相デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に基づくデューティを変調した変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４を算出する（Ｓ１１６）。これにより、電圧利用率を向上することができる。また、変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４に基づいて上ＳＷ２１〜２３および下ＳＷ２４〜２６をオンまたはオフしたときに上ＳＷ２１〜２３または下ＳＷ２４〜２６のオン時間が所定時間未満となる相がある場合（図２０中のＳ１１７：ＹＥＳ）、ＳＷ２１〜２６のオン時間が所定時間以上となるように設定されるシフト値に基づき、各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフトしたシフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５を算出し、シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５に基づいて算出されたデューティ指令値に基づいてＳＷ２１〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御する。本実施形態では、ＰＷＭ１周期のうち、上ＳＷ２１〜２３または下ＳＷ２４〜２６のオン時間が所定時間未満となる区間のみにおいて変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフトしている。これにより、変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフト値に基づいてシフトすることにより、適切にＳＷ２１〜２６のオンおよびオフの切り替えを制御することができ、電圧利用率を向上することができる。また、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１０３】
本実施形態では、最も小さい相のデューティが所定の下限値となるように、最も小さい相のデューティから所定の下限値を差し引いた値を全ての相のデューティから減算する下べた２相変調を行っている。低い電圧を印加する際もスイッチングロスを低減することができるとともに、電圧利用率を向上することができる。また、下べた２相変調とすることで上ＳＷ２１〜２３の損失と発熱を低減できる。
【０１０４】
制御部６０のデューティ変換部７０では、デッドタイムの影響によるコイル１１〜１３に通電される電流の極性に応じて巻線に印加される電圧が変化する変化量を打ち消すように、デッドタイムに基づく値であるデッドタイム補償値ＤＴに基づいてデューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を変更して補償デューティ指令値Ｖｕ３、Ｖｖ３、Ｖｗ３を算出する（Ｓ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１０）。また、デューティがデューティの上限値またはデューティの下限値から所定範囲内の相である限界付近相がある場合、本実施形態ではシフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、またはＶｗ５がデューティの下限値である場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ、Ｓ１２４：ＹＥＳ、またはＳ１２８：ＹＥＳ）、限界付近相以外のシフトデューティ指令値を補正する（Ｓ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２６、Ｓ１２７、Ｓ１３０、Ｓ１３１）。
【０１０５】
デューティがデューティの上限値または下限値に近い場合、デューティに応じてデッドタイムの影響度合いが異なる。そのため、デッドタイム補償を行った後にデューティ指令値をシフトした場合であって、シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５がデューティの上限値または下限値に近い場合、デッドタイム補償分をデューティに応じて補正する必要があるが、デューティの上限値または下限値に近い相のデューティを補正すると、デッドタイムの影響度合いも変わってしまう。そこで、シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５がデューティの上限値または下限値に近い相、すなわちデューティの上限値または下限値から所定範囲内の相である限界付近相のシフトデューティ指令値を補正することに替えて、限界付近相以外のシフトデューティ指令値を補正することにより、限界付近相のデューティが変わることによるデッドタイムの影響度合いの変化の影響を避けて、限界付近相のデューティを補正したのと同等の効果を得ることができる。これにより、デッドタイム影響による線間電圧の歪みをより低減することができる。
【０１０６】
制御部６０のデューティ変換部７０では、Ｕ相デューティＤｕＲ＝Ｄｕ（ｎ）、Ｖ相デューティＤｖＲ＝Ｄｖ（ｎ）、およびＷ相デューティＤｗＲ＝Ｄｗ（ｎ）と、Ｕ相デューティＤｕ（ｎ）、Ｖ相デューティＤｖ（ｎ）、およびＷ相デューティＤｗ（ｎ）の前に算出されていたＵ相デューティＤｕ（ｎ−１）、Ｖ相デューティＤｖ（ｎ−１）、およびＷ相デューティＤｗ（ｎ−１）とに基づき、線形補完により擬似デューティ指令値ＤｕＦ、ＤｖＦ、ＤｗＦを算出し、ＤｕＦ、ＤｖＦおよびＤｗＦと、ＤｕＲ、ＤｖＲおよびＤｗＲとを用い、デューティ換算値の算出頻度の２倍以上の頻度でデューティ更新を行う。これにより、デューティ更新の頻度とデューティ換算値に基づく電流フィードバック制御演算の頻度とが同じである場合と比較して、演算負荷を低減することができる。また、例えば、制御演算と同じ頻度でデューティ更新を行うと音が生じてしまう場合、演算負荷を高めることなく所望の頻度でデューティ更新ができるので、音の発生を抑制することができる。
【０１０７】
なお、本実施形態では、制御部６０が「デューティ換算手段」、「変調手段」、「シフト手段」、「デッドタイム補償手段」、「補正手段」、「擬似デューティ算出手段」、および「更新手段」を構成している。また、図１９中のＳ１０１が「デューティ換算手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１１６が「変調手段」の機能としての処理に相当し、図２０中のＳ１１８が「シフト手段」の機能としての処理に相当する。また、図１９中のＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１０が「デッドタイム補償手段」の機能としての処理に相当し、図２０中のＳ１１２、Ｓ１２３、Ｓ１２６、Ｓ１２７、Ｓ１３０、Ｓ１３１が「補正手段」の機能としての処理に相当する。さらに、Ｓ１３２が「擬似デューティ算出手段」の機能としての処理に相当する。
【０１０８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による電力変換装置は、デューティ変換処理が第３実施形態と異なっているので、デューティ変換処理を中心に説明し、他の構成等については説明を省略する。
第４実施形態によるデューティ変換処理を、図２４および図２５に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２１０の処理は、図１９のＳ１０１〜Ｓ１１０の処理と同様であり、Ｓ２２５〜Ｓ２３７の処理は、図２０中のＳ１２０〜Ｓ１３２の処理と同様であるので、説明を省略する。
【０１０９】
Ｓ２１１では、Ｖｕ３＞Ｖｖ３かつＶｕ３＞Ｖｗ３か否かを判断する。Ｖｕ３＞Ｖｖ３かつＶｕ３＞Ｖｗ３であると判断された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行する。Ｖｕ３＞Ｖｖ３かつＶｕ３＞Ｖｗ３でないと判断された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、Ｓ２１２へ移行する。
Ｓ２１２では、Ｖｖ３≧Ｖｕ３かつＶｖ３≧Ｖｗ３か否かを判断する。Ｖｖ３≧Ｖｕ３かつＶｖ３≧Ｖｗ３であると判断された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、Ｓ２１４へ移行する。Ｖｖ３≧Ｖｕ３かつＶｖ３≧Ｖｗ３でないと判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、Ｓ２１５へ移行する。
【０１１０】
Ｓ２１３では、３相のうち最も大きい補償デューティ指令値（図２４中では「Ｖｍａｘ」と記す。）は、Ｖｕ３であると特定する。
Ｓ２１４では、３相のうち最も大きい補償デューティ指令値は、Ｖｖ３であると特定する。
Ｓ２１５では、３相のうち最も大きい補償デューティ指令値は、Ｖｗ３であると特定する。
【０１１１】
Ｓ２１６では、補償デューティ指令値に基づき、最も大きい補償デューティ指令値が９３％となるように、変調デューティ指令値を算出する。各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、以下の式（５０）〜（５２）により算出される。
Ｖｕ４＝Ｖｕ３−Ｖｍａｘ＋９３      …（５０）
Ｖｖ４＝Ｖｖ３−Ｖｍａｘ＋９３      …（５１）
Ｖｗ４＝Ｖｗ３−Ｖｍａｘ＋９３      …（５２）
【０１１２】
図２５に示すように、Ｓ２１７では、Ｖｕ４＜Ｖｖ４かつＶｕ４＜Ｖｗ４か否かを判断する。Ｖｕ４＜Ｖｖ４かつＶｕ４＜Ｖｗ４であると判断された場合（Ｓ２１７：ＹＥＳ）、Ｓ２１９へ移行する。Ｖｕ４＜Ｖｖ４かつＶｕ４＜Ｖｗ４でないと判断された場合（Ｓ２１７：ＮＯ）、Ｓ２１８へ移行する。
Ｓ２１８では、Ｖｖ４≦Ｖｕ４かつＶｖ４≦Ｖｗ４か否かを判断する。Ｖｖ４≦Ｖｕ４かつＶｖ４≦Ｖｗ４であると判断された場合（Ｓ２１８：ＹＥＳ）、Ｓ２２０へ移行する。Ｖｖ４≦Ｖｕ４かつＶｖ４≦Ｖｗ４でないと判断された場合（Ｓ２１８：ＮＯ）、Ｓ２２１へ移行する。
【０１１３】
Ｓ２１９では、３相のうち最も小さい変調デューティ指令値（図２５中では「Ｖｍｉｎ」と記す）は、Ｖｕ４であると特定する。
Ｓ２２０では、３相のうち最も小さい変調デューティ指令値は、Ｖｖ４であると特定する。
Ｓ２２１では、３相のうち最も小さい変調デューティ指令値は、Ｖｗ４であると特定する。
【０１１４】
Ｓ２２２では、最も小さい変調デューティであるＶｍｉｎが、２以下か否かを判断する。Ｖｍｉｎが２以下であると判断された場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｓ２２３へ移行する。Ｖｍｉｎが２以下でないと判断された場合（Ｓ２２２：ＮＯ）、Ｓ２２４へ移行する。
【０１１５】
Ｓ２２３では、各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフトし、シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５を算出する。本実施形態では、最も小さいシフトデューティ指令値が−２％となるように各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフトしている。シフトデューティ指令値Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５は、以下の式（５３）〜（５５）により算出される。
Ｖｕ５＝Ｖｕ４＋（−２＋Ｖｍｉｎ４）      …（５３）
Ｖｖ５＝Ｖｖ４＋（−２＋Ｖｍｉｎ４）      …（５４）
Ｖｗ５＝Ｖｗ４＋（−２＋Ｖｍｉｎ４）      …（５５）
なお、本実施形態では、−２＋Ｖｍｉｎ４が「シフト値」に対応している。
【０１１６】
Ｓ２２４では、各相の変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４をシフトしない。ここでは、便宜上、Ｖｕ５、Ｖｖ５、Ｖｗ５を以下の式（５６）〜（５８）の如くとする。
Ｖｕ５＝Ｖｕ４      …（５６）
Ｖｖ５＝Ｖｖ４      …（５７）
Ｖｗ５＝Ｖｗ４      …（５８）
【０１１７】
図２４および図２５と図９との対応関係について述べておくと、Ｓ２０１の処理がデューティ変換部７０における処理であり、Ｓ２０２〜Ｓ２１０の処理がデッドタイム補償部７２における処理であり、Ｓ２１１〜Ｓ２１６の処理が変調部７３における処理であり、Ｓ２１７〜Ｓ２２４の処理が回避部７４における処理であり、Ｓ２２５〜Ｓ２３６の処理が補正部７５における処理であり、Ｓ２３７の処理が擬似デューティ算出部７６における処理である。
【０１１８】
ここで、図２４および図２５にて算出される各相デューティを図２６および図２７に基づいて説明する。
図２６（ａ）に示すように、デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、正弦波信号である。デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２をデッドタイム補償後、最も大きい相の補償デューティ指令値が所定の上限値（本実施形態では９３％）となるように、上べた２相変調すると（図２４中のＳ２１６）、変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、図２６（ｂ）の如くとなる。
【０１１９】
また、回避部７４にてＳ２１７〜Ｓ２２４の回避処理を行うと、図２７に示す如くとなる。図２７（ａ）は電気角０度〜３６０度の範囲を示した図であり、図２７（ｂ）、（ｃ）は電気角１２０度付近を拡大した拡大図である。
図２７（ｂ）、（ｃ）に示すように、電気角１２０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値は、Ｖｗ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＮＯ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｗ４である（Ｓ２２１）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｗ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｗ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている（Ｓ２２３）。このように、Ｖｍｉｎ４≦２となる範囲において、出力電圧平均値を変更し、当該デューティとなることを回避している。これにより、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１２０】
本実施形態では、最も大きい相のデューティが所定の上限値（本実施形態では９３％）となるように、最も大きい相のデューティ指令値から所定の上限値を差し引いた値を全相のデューティ指令値から減算する。低い電圧を印加する際もスイッチングロスを低減することができるとともに、電圧利用率を向上することができる。また、上べた２相変調とすることで下ＳＷ２４〜２６の損失と発熱を低減できる。
また、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２１】
本実施形態では、制御部６０が「デューティ換算手段」、「変調手段」、「シフト手段」、「デッドタイム補償手段」、「補正手段」、「擬似デューティ算出手段」、および「更新手段」を構成している。また、図２４中のＳ２０１が「デューティ換算手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２１６が「変調手段」の機能としての処理に相当し、図２５中のＳ２２３が「シフト手段」の機能としての処理に相当する。また、図２４中のＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０７、Ｓ２０９、Ｓ２１０が「デッドタイム補償手段」の機能としての処理に相当し、図２５中のＳ２２７、Ｓ２２８、Ｓ２３１、Ｓ２３２、Ｓ２３５、Ｓ２３６が「補正手段」の機能としての処理に相当する。さらに、Ｓ２３７が「擬似デューティ算出手段」の機能としての処理に相当する。
【０１２２】
本発明の第５実施形態〜第７実施形態による電力変換装置を図２８〜図３２に基づいて説明する。第５実施形態〜第７実施形態は、第４実施形態の変形例であって、変調処理のみが異なっている。以下、第５実施形態〜第７実施形態については、変調処理と回避処理を中心に説明する。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による変調処理および回避処理を図２８および図２９に基づいて説明する。
図２８（ａ）に示すように、デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、正弦波信号である。デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２をデッドタイム補償後、各相デューティに記号Ｓで示す３次高調波を加算している。なお、加算する３次高調波Ｓは、その振幅の中心を０とする。各相デューティに３次高調波Ｓを加算した変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、図２８（ｂ）の如くとなる。
【０１２３】
また、回避部７４にてＳ２１７〜Ｓ２２４（図２５参照）の回避処理を行うと、図２９に示す如くとなる。図２９（ａ）は電気角０度〜３６０度の範囲を示した図であり、図２９（ｂ）、（ｃ）は電気角９０度付近を拡大した拡大図である。
図２９（ｂ）、（ｃ）に示すように、電気角８０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値はＶｖ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＹＥＳ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｖ４である（Ｓ２２０）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｖ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｖ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている（Ｓ２２３）。
【０１２４】
同様に、電気角１１０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値はＶｗ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＮＯ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｗ４である（Ｓ２２１）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｗ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｗ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている（Ｓ２２３）。
このように、Ｖｍｉｎ４≦２となる範囲において、出力電圧平均値を変更し、当該デューティとなることを回避している。これにより、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１２５】
本実施形態では、全ての相のデューティ指令値に３次高調波を加算している。これにより、電圧利用率を向上することができる。
また、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２６】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による変調処理および回避処理を図３０および図３１に基づいて説明する。
図３０（ａ）に示すように、デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、正弦波信号である。デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２をデッドタイム補償後、３相のうち最も大きいデューティと最も小さいデューティの平均値を全ての相から減算する。最も大きいデューティをＶｍａｘ、最も小さいデューティをＶｍｉｎとすると、変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、式（６１）〜（６３）により算出される。
Ｖｕ４＝Ｖｕ３−（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）／２      …（６１）
Ｖｖ４＝Ｖｖ３−（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）／２      …（６２）
Ｖｗ４＝Ｖｗ３−（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）／２      …（６３）
このように算出された変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、図３０（ｂ）に示す如くとなる。
【０１２７】
また、回避部７４にてＳ２１７〜Ｓ２２４（図２５参照）の回避処理を行うと、図３１に示す如くとなる。図３１（ａ）は電気角０度〜３６０度の範囲を示した図であり、図３１（ｂ）、（ｃ）は電気角１２０度付近を拡大した拡大図である。
図３１（ｂ）、（ｃ）に示すように、電気角６０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値はＶｖ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＹＥＳ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｖ４である（Ｓ２２０）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｖ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｖ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている。
【０１２８】
同様に、電気角１２０度付近および１８０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値はＶｗ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＮＯ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｗ４である（Ｓ２２１）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｗ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｗ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている（Ｓ２２３）。
このように、Ｖｍｉｎ４≦２となる範囲において、出力電圧平均値を変更し、当該デューティとなることを回避している。これにより、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１２９】
本実施形態では、最も大きい相のデューティ指令値と最も小さい相のデューティ指令値との平均値を全ての相のデューティ指令値から減算している。これにより、電圧利用率を向上することができる。
また、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【０１３０】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による変調処理および回避処理を図３２および図３３に基づいて説明する。
図３２（ａ）に示すように、デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、正弦波信号である。デューティ換算値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２をデッドタイム補償後、所定の下限値を下回るデューティ指令値を所定の下限値から減算した値、または、所定の上限値を上回るデューティ指令値から所定の上限値を減算した値を、全ての相から減算する。なお、本実施形態における所定の下限値は−２％であり、所定の上限値は９３％である。このように算出された変調デューティ指令値Ｖｕ４、Ｖｖ４、Ｖｗ４は、図３２（ｂ）の如くとなる。
【０１３１】
また、回避部７４にてＳ２１７〜Ｓ２２４（図２５参照）の回避処理を行うと、図３３に示す如くとなる。図３３（ａ）は電気角０度〜３６０度の範囲を示した図であり、図３３（ｂ）、（ｃ）は電気角１２０度付近を拡大した拡大図である。
図３３（ｂ）、（ｃ）に示すように、電気角６０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値はＶｖ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＹＥＳ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｖ４である（Ｓ２２０）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｖ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｖ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている。
【０１３２】
同様に、電気角１２０度付近および１８０度付近にて最も小さい変調デューティ指令値はＶｗ４であるので（Ｓ２１７：ＮＯ、Ｓ２１８：ＮＯ）、Ｖｍｉｎ４＝Ｖｗ４である（Ｓ２２１）。また、Ｖｍｉｎ４であるＶｗ４が２以下である場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、Ｖｗ４が−２となるように、全ての相のデューティを（−２−Ｖｍｉｎ４）シフトしている（Ｓ２２３）。
このように、Ｖｍｉｎ４≦２となる範囲において、出力電圧平均値を変更し、当該デューティとなることを回避している。これにより、デッドタイムの影響による線間電圧の歪みや電流の歪み、これに伴う振動や騒音を抑制することができる。
【０１３３】
本実施形態では、所定の下限値を下回るデューティ指令値を所定の下限値から差し引いた値、または、所定の上限値を上回るデューティ指令値から所定の上限値を差し引いた値を、全ての相のデューティ指令値から減算している。これにより、電圧利用率を向上することができる。
また、第３実施形態と同様の効果を奏する。
【０１３４】
（他の実施形態）
（ア）デューティ変換部における処理
上記実施形態では、デューティ変換処理、デッドタイム補償処理、変調処理、回避処理、補正処理、擬似デューティ算出処理をこの順で行っていた。他の実施形態では、デッドタイム補償処理、補正処理、擬似デューティ算出処理を省略してもよいし、各処理の順序を入れ替えてもよい。
上記実施形態では、最も小さい相のデューティが所定の下限値のとき、限界付近相のデューティを補正することに替えて、限界付近相以外のデューティを補正した。他の実施形態では、例えば図１１〜図１６に基づいて説明したように、デューティによりデッドタイムの影響度合いが変化する範囲のデューティである相を限界付近相とし、当該限界付近相のデューティを補正することに替えて、限界付近相以外のデューティを補正してもよい。なお、上記実施形態では、限界付近相以外のデューティにデッドタイム補償量ＤＴを加減算して補正したが、デッドタイム補償量と限界付近相のデューティにおける実際のデッドタイムとに基づき、補正量は適宜設定することが好ましい。
また、上記実施形態の補正処理では、デッドタイム補償量に基づいて限界付近相以外のデューティ指令値を補正したが、限界付近相のデューティ指令値を直接補正してもよい。
【０１３５】
（イ）電流検出部
電流検出部の設置位置の例を図３４に示す。なお、図３４（ａ）は、上記実施形態にて説明した図１と対応する図であって、チョークコイル５１等、一部の電子部品について記載を省略している。
図３４（ａ）に示すように、電流検出部４０は、下ＳＷ２４〜２６のグランド側に設けることができる。また図３４（ｂ）に示すように、Ｗ相電流検出部４３等、ｎ相のうちの１相を省いてもよい。この例のように、ｎ相のうちの１相の電流検出部を省いても、電源電流との差分により全ての相の電流を検出することができる。すなわち、電流検出部は、３相であれば２箇所、５相であれば４箇所、といった具合である。また、電流検出部を省く相は、いずれの相であってもよい。
【０１３６】
図３４（ｃ）に示すように、電流検出部４１〜４３は、上ＳＷ２１〜２３の電源側に設けてもよい。また図３４（ｄ）に示すように、Ｗ相電流検出部４３等、ｎ相のうちの１相を省いてもよい。ｎ相のうちの１相の電流検出部を省くことについては、図３４（ｂ）にて説明したのと同様である。なお、上ＳＷ２１〜２３の電源側に電流検出部４１〜４３を設け、電流検出部としてシャント抵抗を用いる場合、各相電流を検出するためには、全ての上ＳＷ２１〜２３がオンとなる期間を確保する必要がある。また、リギングが収束する時間、ＳＷ２１〜２６のオン／オフの切り替えを行わないホールド時間が必要である。そのため上ＳＷ２１〜２３の電源側のシャント抵抗にて電流を検出する場合、ホールド時間を確保すべく、所定の下限値を、例えば７％に高めておくことが好ましい。なお、所定の下限値や所定の上限値は、所望の値に適宜設定することができる。
【０１３７】
図３４（ｅ）に示すように、電流検出部４１〜４３は、上ＳＷ２１と下ＳＷ２４、上ＳＷ２２と下ＳＷ２５、上ＳＷ２３と下ＳＷ２６のそれぞれの接続点と、対応する巻線との間に設けてもよい。また、図３４（ｆ）に示すように、Ｗ相電流検出部４３等、ｎ相のうちの１相を省いてもよい。ｎ相のうちの１相の電流検出部を省くことについては、図３４（ｂ）にて説明したのと同様である。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、電流検出部にシャント抵抗を用いたが、電流を検出可能であれば、どのようなものを用いてもよい。特に、図３４（ｅ）、（ｆ）に示すように、上ＳＷ２１〜２３と下ＳＷ２４〜２６の接続点と巻線との間に設ける場合、シャント抵抗に替えてホール素子が好適に用いられる。
【０１３９】
（ウ）インバータ部
上記実施形態では、１つのインバータ部から構成される電力変換装置について説明したが、他の実施形態では、インバータ部は複数であってもよい。例えば図３５に示す電力変換装置２のように、ＳＷ２１〜２６から構成されるインバータ部２０がコイル１１〜１３から構成される巻線組１８に供給される電力を制御し、ＳＷ３１〜３６から構成されるインバータ部３０がコイル１４〜１６から構成される巻線組１９に供給される電力を制御してもよい。なお、インバータ部２０のＳＷ２１〜２６とインバータ部３０とＳＷ３１〜３６、巻線組１８と巻線組１９、コンデンサ５０とコンデンサ５５とは、同様に構成してもよいし、異なる構成としてもよい。図３５に示す例のように、インバータ部が２つである場合、変調処理として、一方を下べた２相変調とし、他方を上べた２相変調とする、といった具合に、異なる変調処理を行ってもよい。特に、一方を下べた２相変調、他方を上べた２相変調とすることにより、コンデンサ５０、５５のリップル電流を低減することができるので、好ましい。また、図３５のように、複数のインバータ部に対応する巻線組が１つのモータに用いられていてもよいし、異なるモータに用いられていてもよい。
【０１４０】
（エ）他の変形例
上記実施形態では、回転電機はモータであったが、モータに限らず発電機であってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１・・・・・電力変換装置
１０・・・・・モータ（回転電機）
１１〜１３・・コイル（巻線）
２０・・・・・インバータ部
２１〜２３・・上ＳＷ（高電位側スイッチング素子）
２４〜２６・・下ＳＷ（低電位側スイッチング素子）
４０・・・・・電流検出部
５０・・・・・コンデンサ
５１・・・・・チョークコイル
６０・・・・・制御部（デューティ換算手段、変調手段、シフト手段、デッドタイム補償手段、補正手段、擬似デューティ算出手段、更新手段、２相変調手段、３相変調手段）
８０・・・・・バッテリ
【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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