(57)【要約】【課題】ＰＷＭ制御と矩形波制御を切り替えるインバータ装置において、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限しているとき、モータに過電流が流れることを抑える。【解決手段】インバータ回路２と、ドライブ回路３と、ＰＷＭ制御回路７と、矩形波制御回路９と、電流位相差φｉが電流位相差閾値φｉｔｈ以上になると、矩形波制御からＰＷＭ制御に切り替え、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ１以上になると、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替える切替部１０とを備えてインバータ装置１を構成し、ＰＷＭ制御回路７は、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ１よりも小さい変調率閾値Ｍｔｈ２以上である場合、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を制限する。【選択図】図１
2017028827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するインバータ回路と、
前記インバータ回路を駆動するドライブ回路と、
電流指令値と前記モータに流れる実電流との電流差分値を用いたＰＩ制御により求められる電圧指令値に基づくパルス幅変調制御によって前記モータの駆動が制御されるように、前記ドライブ回路の駆動を制御するＰＷＭ制御回路と、
矩形波制御によって前記モータの駆動が制御されるように、前記ドライブ回路の駆動を制御する矩形波制御回路と、
前記電流指令値と前記モータに流れる実電流とにより求められる電流位相差が電流位相差閾値以上になると、前記矩形波制御から前記パルス幅変調制御に切り替え、前記インバータ回路の入力電圧に対する前記モータの入力電圧の比である変調率が第１の変調率閾値以上になると、前記パルス幅変調制御から前記矩形波制御に切り替える切替部と、
を備え、
前記ＰＷＭ制御回路は、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限しているとき、かつ、前記変調率が前記第１の変調率閾値よりも小さい第２の変調率閾値以上である場合、前記電圧指令値を制限する
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ装置であって、
前記ＰＷＭ制御回路は、
前記変調率が前記第２の変調率閾値以上である場合、制限した前記電圧指令値を用いてＰＩ制御の積分項の初期値を求めて記憶部に記憶しておき、
次回の制御タイミングにおいて、前記変調率が前記第２の変調率閾値よりも小さくなると、前記記憶部に記憶しておいた初期値を用いてＰＩ制御を行うことにより前記電圧指令値を求める
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のインバータ装置であって、
前記ＰＷＭ制御回路は、
前記変調率が前記第２の変調率閾値よりも小さい場合、前記電圧指令値を記憶部に記憶しておき、
次回の制御タイミングにおいて、前記変調率が前記第２の変調率閾値以上になると、制限した前記電圧指令値に対して前記記憶部に記憶しておいた電圧指令値を用いてローパスフィルタ処理を行い、そのローパスフィルタ処理後の電圧指令値に基づくパルス幅変調制御によって前記モータの駆動が制御されるように、前記ドライブ回路の駆動を制御する
ことを特徴とするインバータ装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のインバータ装置であって、
前記ＰＷＭ制御回路は、前記変調率が前記第２の変調率閾値以上である場合で、かつ、トルク指令値とトルク推定値とのトルク差分値により求められる電圧位相が電圧位相閾値以上である場合、前記電圧位相閾値に対応するｓｉｎ値及びｃｏｓ値を求め、前記インバータ回路の入力電圧と前記第２の変調率閾値とを乗算することにより前記電圧位相閾値に対応する前記モータの入力電圧を求め、前記ｃｏｓ値と前記電圧位相閾値に対応する前記モータの入力電圧とを乗算することによりｄ軸電圧指令値を求め、前記ｓｉｎ値と前記電圧位相閾値に対応する前記モータの入力電圧とを乗算することによりｑ軸電圧指令値を求め、前記ｄ軸電圧指令値及び前記ｑ軸電圧指令値に基づくパルス幅変調制御によって前記モータの駆動が制御されるように、前記ドライブ回路の駆動を制御する
ことを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車両等に搭載されるモータを駆動するインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車など、モータの動力を利用して走行する電気車両の普及に伴い、電気車両に搭載されるモータを駆動するインバータ装置の技術向上が図られている。例えば、特許文献１参照。
【０００３】
インバータ装置の一例として、モータに流れる実電流が電流指令値に追従するようにｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値を求め、ｄ軸電圧指令値及びｑ軸電圧指令値をモータの各相にそれぞれ対応する電圧指令値に変換し、それら電圧指令値と基準波との比較結果に基づいて、モータの各相にそれぞれ対応するパルス幅変調信号を求め、それらパルス幅変調信号によりインバータ回路に備えられるスイッチング素子のオン、オフを制御することで、モータの各相に互いに位相が異なる交流電圧を印加しモータを駆動するものがある（パルス幅変調制御（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御））。
【０００４】
また、インバータ装置の他の例として、トルク指令値とトルク推定値とのトルク差分値により求められる電圧位相に基づいて、モータの各相にそれぞれ対応する矩形波制御信号を求め、それら矩形波制御信号によりインバータ回路に備えられるスイッチング素子のオン、オフを制御することで、モータの各相に互いに位相が異なる交流電圧を印加しモータを駆動するものがある（矩形波制御）。
【０００５】
また、インバータ装置のさらに他の例として、モータの回転数の変化量が増加して電流指令値とモータに流れる実電流との電流位相差が電流位相差閾値以上になると、矩形波制御からＰＷＭ制御に切り替え、モータを高回転高出力で駆動させるためにインバータ回路の入力電圧に対するモータの入力電圧の比である変調率が変調率閾値以上になると、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替えるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０６１８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように、変調率や電流位相差に応じてＰＷＭ制御と矩形波制御を切り替えるインバータ装置において、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限しているとき（例えば、電気車両が波状路を高速で加速しているときなど、本来なら矩形波制御でモータを駆動するべき状態であるにもかかわらず、モータの回転数の変動量の増加により強制的にＰＷＭ制御でモータを駆動しているとき）、指令値との差が縮まらずＰＩ制御の積分項が増加する結果、ｄ軸電圧指令値やｑ軸電圧指令値が増加して、ある値に固定されてしまうと、モータに流れる実電流を電流指令値に追従させることができなくなりモータに過電流（例えば、矩形波制御時にモータに流れる電流よりも大きい電流）が流れてしまうおそれがある。特許文献１は電源である直流電圧を制御することで、ＰＷＭ制御の安定化を図っている。
【０００８】
本発明の一側面に係る目的は、ＰＷＭ制御と矩形波制御を切り替えるインバータ装置において、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限しているとき、モータに過電流が流れることを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る一つの形態であるインバータ装置は、インバータ回路と、ドライブ回路と、ＰＷＭ制御回路と、矩形波制御回路と、切替部とを備える。
前記インバータ回路は、モータを駆動する。
【００１０】
前記ドライブ回路は、前記インバータ回路を駆動する。
前記ＰＷＭ制御回路は、電流指令値と前記モータに流れる実電流との電流差分値を用いたＰＩ制御により求められる電圧指令値に基づくパルス幅変調制御によって前記モータの駆動が制御されるように、前記ドライブ回路の駆動を制御する。
【００１１】
前記矩形波制御回路は、矩形波制御によって前記モータの駆動が制御されるように、前記ドライブ回路の駆動を制御する。
前記切替部は、前記電流指令値と前記モータに流れる実電流とにより求められる電流位相差が電流位相差閾値以上になると、前記矩形波制御から前記パルス幅変調制御に切り替え、前記インバータ回路の入力電圧に対する前記モータの入力電圧の比である変調率が第１の変調率閾値以上になると、前記パルス幅変調制御から前記矩形波制御に切り替える。
【００１２】
また、前記ＰＷＭ制御回路は、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限しているとき、かつ、前記変調率が前記第１の変調率閾値よりも小さい第２の変調率閾値以上である場合、前記電圧指令値を制限する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＰＷＭ制御と矩形波制御を切り替えるインバータ装置において、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限しているとき、モータに過電流が流れることを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態のインバータ装置の構成例を示す図である。
【図２】電流制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は電圧位相の一例を示す図である。（ｂ）はモータの回転子の回転数と、トルク指令値と、インバータ回路の入力電圧と、リミッタ値との対応関係を示す情報の一例を示す図である。（ｃ）は電圧位相とｓｉｎ値との対応関係を示す情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態のインバータ装置の構成例を示す図である。
図１に示すインバータ装置１は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの電気車両に搭載されるモータを駆動するためのインバータ装置であって、インバータ回路２と、ドライブ回路３と、電圧検出部４と、電流検出部５、６と、ＰＷＭ制御回路７と、回転角検出部８と、矩形波制御回路９と、切替部１０と、記憶部１１とを備える。なお、記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Random Access Memory）などである。
【００１６】
インバータ回路２は、モータｍを駆動するものであって、コンデンサＣと、スイッチング素子２１〜２６（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））とを備える。すなわち、コンデンサＣの一方端が直流電源Ｐの正極端子及びスイッチング素子２１〜２３の各コレクタ端子に接続され、コンデンサＣの他方端が直流電源Ｐの負極端子及びスイッチング素子２４〜２６の各エミッタ端子に接続されている。スイッチング素子２１のエミッタ端子はスイッチング素子２４のコレクタ端子及びモータｍのＵ相の入力端子に接続され、スイッチング素子２２のエミッタ端子はスイッチング素子２５のコレクタ端子及びモータｍのＶ相の入力端子に接続され、スイッチング素子２３のエミッタ端子はスイッチング素子２６のコレクタ端子及びモータｍのＷ相の入力端子に接続されている。
【００１７】
コンデンサＣは、直流電源Ｐから出力されインバータ回路２へ入力される電圧を平滑する。
スイッチング素子２１〜２６は、それぞれ、ドライブ回路３から出力され自身のゲート端子に入力される駆動信号に基づいて、オン、オフする。スイッチング素子２１〜２６がそれぞれオン、オフすることで、直流電源Ｐから出力される直流電圧が、互いに位相が１２０度ずつ異なる３つの交流電圧に変換され、それら交流電圧がモータｍのＵ相、Ｖ相、及びＷ相の入力端子に印加されモータｍが駆動する。
【００１８】
ドライブ回路３は、入力されるＰＷＭ制御信号（パルス幅変調制御信号）または矩形波制御信号に応じてインバータ回路２を駆動する。例えば、ドライブ回路３は、入力されるＵ相ＰＷＭ制御信号またはＵ相矩形波制御信号がハイレベルのとき、スイッチング素子２１をオン、スイッチング素子２４をオフさせる駆動信号をスイッチング素子２１、２４の各ゲート端子に入力し、入力されるＵ相ＰＷＭ制御信号またはＵ相矩形波制御信号がローレベルのとき、スイッチング素子２１をオフ、スイッチング素子２４をオンさせる駆動信号をスイッチング素子２１、２４の各ゲート端子に入力する。また、ドライブ回路３は、入力されるＶ相ＰＷＭ制御信号またはＶ相矩形波制御信号がハイレベルのとき、スイッチング素子２２をオン、スイッチング素子２５をオフさせる駆動信号をスイッチング素子２２、２５の各ゲート端子に入力し、入力されるＶ相ＰＷＭ制御信号またはＶ相矩形波制御信号がローレベルのとき、スイッチング素子２２をオフ、スイッチング素子２５をオンさせる駆動信号をスイッチング素子２２、２５の各ゲート端子に入力する。また、ドライブ回路３は、入力されるＷ相ＰＷＭ制御信号またはＷ相矩形波制御信号がハイレベルのとき、スイッチング素子２３をオン、スイッチング素子２６をオフさせる駆動信号をスイッチング素子２３、２６の各ゲート端子に入力し、入力されるＷ相ＰＷＭ制御信号またはＷ相矩形波制御信号がローレベルのとき、スイッチング素子２３をオフ、スイッチング素子２６をオンさせる駆動信号をスイッチング素子２３、２６の各ゲート端子に入力する。
【００１９】
電圧検出部４は、例えば、電圧センサであり、インバータ回路２の入力電圧Ｖｄｃを検出する。
電流検出部５は、例えば、電流センサであり、インバータ回路２からモータｍのＵ相の入力端子へ流れる実電流Ｉｕを検出する。
【００２０】
電流検出部６は、例えば、電流センサであり、インバータ回路２からモータｍのＷ相の入力端子へ流れる実電流Ｉｗを検出する。
ＰＷＭ制御回路７は、トルク／電流指令値変換部７１と、電流座標変換部７２と、減算部７３、７４と、電流制御部７５と、電圧座標変換部７６と、ＰＷＭ制御部７７とを備える。なお、ＰＷＭ制御回路７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成され、ＣＰＵが記憶部１１に記憶されているプログラムを実行することにより、トルク／電流指令値変換部７１、電流座標変換部７２、減算部７３、減算部７４、電流制御部７５、電圧座標変換部７６、及びＰＷＭ制御部７７が実現される。
【００２１】
トルク／電流指令値変換部７１は、外部の制御部などから出力されインバータ装置１へ入力されるトルク指令値Ｔｒｅｆをｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に変換する。例えば、トルク／電流指令値変換部７１は、記憶部１１に予め記憶されている、トルク指令値Ｔｒｅｆとｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊との対応関係を示す情報を参照して、入力されるトルク指令値Ｔｒｅｆに対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を取得する。
【００２２】
電流座標変換部７２は、電流検出部５により検出される実電流Ｉｕ及び電流検出部６により検出される実電流Ｉｗにより、モータｍのＶ相に流れる実電流Ｉｖを求め、それら実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄ軸実電流Ｉｄ（弱め界磁を発生させるための電流成分）及びｑ軸実電流Ｉｑ（トルクを発生させるための電流成分）に変換する。
【００２３】
減算部７３は、ｄ軸実電流Ｉｄとｄ軸電流指令値Ｉｄ＊との電流差分値ΔＩｄを計算する。
減算部７４は、ｑ軸実電流Ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑ＊との電流差分値ΔＩｑを計算する。
【００２４】
電流制御部７５は、電流差分値ΔＩｄ、ΔＩｑを用いたＰＩ（Proportional Integral）制御により、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を求める。
例えば、電流制御部７５は、下記式１を計算することによりｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を求めるとともに、下記式２を計算することによりｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を求める。なお、ＫｐはＰＩ制御の比例項の定数とし、ＫｉはＰＩ制御の積分項の定数とし、ωはモータｍの回転子の角速度とし、Ｌｑはモータｍのｑ軸インダクタンスとし、Ｌｄはモータｍのｄ軸インダクタンスとし、Ｋｅは誘起電圧定数とする。
【００２５】
ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊＝Ｋｐ×電流差分値ΔＩｄ＋∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｄ）−ωＬｑＩｑ・・・式１
ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊＝Ｋｐ×電流差分値ΔＩｑ＋∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｑ）＋ωＬｄＩｄ＋ωＫｅ・・・式２
電圧座標変換部７６は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、モータｍの各相にそれぞれ対応する電圧指令値（Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊、及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊）に変換する。
【００２６】
ＰＷＭ制御部７７は、モータｍの各相にそれぞれ対応する電圧指令値に基づいて、ドライブ回路３の駆動を制御する。すなわち、ＰＷＭ制御部７７は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊と基準波（三角波）との比較結果によりＵ相ＰＷＭ制御信号を求め、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊と基準波との比較結果によりＶ相ＰＷＭ制御信号を求め、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊と基準波との比較結果によりＷ相ＰＷＭ制御信号を求める。
【００２７】
すなわち、ＰＷＭ制御回路７は、電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とモータｍに流れる実電流Ｉｄ、Ｉｑとの電流差分値ΔＩｄ、ΔＩｑを用いたＰＩ制御により求められるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に基づくパルス幅変調制御によってモータｍの駆動が制御されるように、ドライブ回路３の駆動を制御する。
【００２８】
回転角検出部８は、例えば、ロータリエンコーダやレゾルバであり、モータｍの回転子の回転角θを検出する。
矩形波制御回路９は、トルク演算部９１と、減算部９２と、電圧位相制御部９３と、矩形波制御部９４とを備える。なお、矩形波制御回路９は、例えば、ＣＰＵなどにより構成され、ＣＰＵが記憶部１１に記憶されているプログラムを実行することにより、トルク演算部９１、減算部９２、電圧位相制御部９３、及び矩形波制御部９４が実現される。
【００２９】
トルク演算部９１は、回転角検出部８により時刻ｔ１で検出される電気角θ１と時刻ｔ２で検出される電気角θ２との差分Δθを、時刻ｔ１と時刻ｔ２との差分Δｔで割ることによりモータｍの回転子の角速度ωを求め、下記式３を計算することによりトルク推定値Ｔｄｅｔを求める。
【００３０】
トルク推定値Ｔｄｅｔ＝（ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊×ｄ軸実電流Ｉｄ＋ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊×ｑ軸実電流Ｉｑ）／角速度ω・・・式３
減算部９２は、入力されるトルク指令値Ｔｒｅｆと、トルク演算部９１により演算されるトルク推定値Ｔｄｅｔとのトルク差分値ΔＴを計算する。
【００３１】
電圧位相制御部９３は、トルク差分値ΔＴがゼロになるように、電圧位相φを求める。
矩形波制御部９４は、電圧位相制御部９３により求められる電圧位相φと回転子の電気角を考慮した矩形波制御信号を生成し、Ｕ相矩形波制御信号、Ｖ相矩形波制御信号、及びＷ相矩形波信号をそれぞれハイレベルまたはローレベルにする。
【００３２】
すなわち、矩形波制御回路９は、トルク指令値Ｔｒｅｆとトルク推定値Ｔｄｅｔとのトルク差分値ΔＴにより求められる電圧位相φに基づく矩形波制御によってモータｍの駆動が制御されるように、ドライブ回路３の駆動を制御する。
【００３３】
切替部１０は、電流位相差φｉが電流位相差閾値φｉｔｈ以上になると、ドライブ回路３に入力する制御信号として、矩形波制御信号（Ｕ相矩形波制御信号、Ｖ相矩形波制御信号、及びＷ相矩形波信号）からＰＷＭ制御信号（Ｕ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号、及びＷ相ＰＷＭ制御信号）へ切り替える。なお、ｄ軸実電流Ｉｄ及びｑ軸実電流Ｉｑにより求められる電流位相と、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊により求められる閾値Ｉｔｈとの差分を電流位相差φｉとする。
【００３４】
また、切替部１０は、インバータ回路２の入力電圧Ｖｄｃに対するモータｍの入力電圧Ｖｍの比である変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ１（第１の変調率閾値）以上になると、ドライブ回路３に入力する制御信号として、ＰＷＭ制御信号（Ｕ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号、及びＷ相ＰＷＭ制御信号）から矩形波制御信号（Ｕ相矩形波制御信号、Ｖ相矩形波制御信号、及びＷ相矩形波信号）へ切り替える。なお、√（（ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊）２＋（ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊）２）を入力電圧Ｖｍとする。
【００３５】
すなわち、切替部１０は、電流位相差φｉが電流位相差閾値φｉｔｈ以上になると、矩形波制御からパルス幅変調制御に切り替え、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ１以上になると、パルス幅変調制御から矩形波制御に切り替える。なお、切替部１０は、高速で波状路を走行した場合など、モータｍの回転子の回転数ｎの変化などに応じて、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限する。
【００３６】
実施形態では、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限時、モータｍに過電流が流れることを抑えるために、電流制御部７５（ＰＷＭ制御回路７）において、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ１よりも小さい変調率閾値Ｍｔｈ２（第２の変調率閾値）以上である場合、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を制限する。
【００３７】
図２は、電流制御部７５の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートは制御タイミング毎に繰り返し実行されるものとする。
まず、電流制御部７５は、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２以上でない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、電圧位相フラグをオフし（Ｓ２）、Ｓ３の処理へ進む。
【００３８】
また、電流制御部７５は、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２以上である場合で（Ｓ１：Ｙｅｓ）、かつ、モータｍが力行の状態ではなく、回生の状態である場合（Ｓ４：Ｎｏ）、回生時の電圧位相φを力行時の電圧位相φに換算する（Ｓ５）。
【００３９】
例えば、電流制御部７５は、図３（ａ）に示す回生時の電圧位相φを所定の角度回転させる計算を行うことにより力行時の電圧位相φに換算する。なお、モータｍの種類によってモータｍが回生の状態にならない場合は、Ｓ４及びＳ５の処理を省略することができる。
【００４０】
次に、電流制御部７５は、電圧位相φがリミッタ値φｔｈ（電圧位相閾値）以上である場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、電圧位相フラグをオンし（Ｓ７）、電圧位相φがリミッタ値φｔｈよりも小さい場合（Ｓ６：Ｎｏ）、電圧位相フラグをオフし（Ｓ２）、Ｓ３の処理へ進む。
【００４１】
例えば、電流制御部７５は、Ｓ６の処理において、記憶部１１に記憶される、図３（ｂ）に示すモータｍの回転子の回転数ｎ（ｎ１、ｎ２、・・・）と、トルク指令値Ｔｒｅｆ（Ｔｒｅｆ１、Ｔｒｅｆ２、・・・）と、インバータ回路２の入力電圧Ｖｄｃ（Ｖｄｃ１、Ｖｄｃ２、・・・）と、リミッタ値φｔｈ（φｔｈ１１、φｔｈ１２、・・・、φｔｈ２１、φ２２、・・・）との対応関係を示す情報を参照することにより、今回の制御タイミングにおける回転数ｎ、トルク指令値Ｔｒｅｆ、及び入力電圧Ｖｄｃに対応するリミッタ値φｔｈを取得する。なお、モータｍの回転子の回転数ｎ（ｒｐｍ）を、６０＊角速度ω／２πとする。
【００４２】
次に、電流制御部７５は、電圧位相フラグがオフである場合（Ｓ３：Ｎｏ）、電流差分値ΔＩｄ、ΔＩｑを用いたＰＩ制御により、すなわち、上記式１、式２を計算することにより、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を求め、その求めたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、ＰＷＭ制御用のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊として、電圧座標変換部７６に出力するとともに、その求めたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、後述するローパスフィルタ処理に用いられる値の初期値Ｖｄ１＊、Ｖｑ１＊として記憶部１１に記憶し（Ｓ８）、次回の制御タイミングまで待機する。
【００４３】
また、電流制御部７５は、電圧位相フラグがオンである場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、Ｓ６の処理で取得したリミッタ値φｔｈに対応するｓｉｎ値及びｃｏｓ値を求める（Ｓ９）。
例えば、電流制御部７５は、記憶部１１に記憶される、図３（ｃ）に示すリミッタ値φｔｈとｓｉｎ値との対応関係を示す情報を参照することにより、Ｓ６で取得したリミッタ値φｔｈに対応するｓｉｎ値を取得するとともに、図３（ｃ）に示す情報を参照することにより、９０°からＳ６の処理で取得したリミッタ値φｔｈを減算した値に対応するｓｉｎ値を、Ｓ６で取得したリミッタ値φｔｈに対応するｃｏｓ値として取得する。
【００４４】
次に、電流制御部７５は、下記式４を計算することにより「モータｍの入力電圧Ｖｍ」を求める（Ｓ１０）。
「モータｍの入力電圧Ｖｍ」＝「インバータ回路２の入力電圧Ｖｄｃ」×「変調率閾値Ｍｔｈ２」・・・式４
次に、電流制御部７５は、下記式５を計算することにより「制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」を求めるとともに、下記式６を計算することにより「制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」を求める（Ｓ１１）。
【００４５】
「制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」＝「Ｓ９の処理で求めたｃｏｓ値」×「Ｓ１０の処理で求めたモータｍの入力電圧Ｖｍ」・・・式５
「制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」＝「Ｓ９の処理で求めたｓｉｎ値」×「Ｓ１０の処理で求めたモータｍの入力電圧Ｖｍ」・・・式６
次に、電流制御部７５は、Ｓ１１の処理で求めた「制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」及び「制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」に対してローパスフィルタ処理を行う（Ｓ１２）。
【００４６】
例えば、電流制御部７５は、前回の制御タイミングにおいて変調率閾値Ｍｔｈ２よりも小さかった変調率Ｍが今回の制御タイミングにおいて変調率閾値Ｍｔｈ２以上になると、下記式７を計算することにより「ローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」を求めるとともに、下記式８を計算することにより「ローパスフィルタ処理後のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」を求める。なお、例えば、所定値ａは、２ｎ（ｎは自然数）とする。
【００４７】
「ローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」＝「記憶部１１に記憶しておいた初期値Ｖｄ１＊」＋（「今回の制御タイミングにおいて制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」−「記憶部１１に記憶しておいた初期値Ｖｄ１＊」）／所定値ａ・・・式７
「ローパスフィルタ処理後のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」＝「記憶部１１に記憶しておいた初期値Ｖｑ１＊」＋（「今回の制御タイミングにおいて制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」−「記憶部１１に記憶しておいた初期値Ｖｑ１＊」）／所定値ａ・・・式８
また、例えば、電流制御部７５は、前回の制御タイミングにおいて変調率閾値Ｍｔｈ２以上であった変調率Ｍが今回の制御タイミングにおいても変調率閾値Ｍｔｈ２以上である場合、下記式９を計算することにより「ローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」を求めるとともに、下記式１０を計算することにより「ローパスフィルタ処理後のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」を求める。
【００４８】
「フィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」＝「前回の制御タイミングにおけるローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」＋（「今回の制御タイミングにおいて制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」−「前回の制御タイミングにおけるローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊」）／所定値ａ・・・式９
「フィルタ処理後のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」＝「前回の制御タイミングにおけるローパスフィルタ処理後のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」＋（「今回の制御タイミングにおいて制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」−「前回の制御タイミングにおけるローパスフィルタ処理後のｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊」）／所定値ａ・・・式１０
次に、電流制御部７５は、ローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、ＰＷＭ制御用のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊として電圧座標変換部７６へ出力する（Ｓ１３）。
【００４９】
次に、電流制御部７５は、下記式１１を計算することによりｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を求めるためのＰＩ制御の積分項の初期値∫ｄ１を求め、下記式１２を計算することによりｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を求めるためのＰＩ制御の積分項の初期値∫ｑ１を求め、それら初期値∫ｄ１、∫ｑ１を記憶部１１に記憶し（Ｓ１４）、次回の制御タイミングまで待機する。なお、下記式１１は、∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｄ）について解くことができるように上記式１を変形し、変形後の式１の∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｄ）を初期値∫ｄ１に変更したものであり、下記式１２は、∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｑ）について解くことができるように上記式２を変形し、変形後の式２の∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｑ）を初期値∫ｑ１に変更したものである。
【００５０】
初期値∫ｄ１＝ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊−Ｋｐ×電流差分値ΔＩｄ＋ωＬｑＩｑ・・・式１１
初期値∫ｑ１＝ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊−Ｋｐ×電流差分値ΔＩｑ−ωＬｄＩｄ−ωＫｅ・・・式１２
例えば、電流制御部７５は、前回の制御タイミングにおいて変調率閾値Ｍｔｈ２以上であった変調率Ｍが今回の制御タイミングにおいて変調率閾値Ｍｔｈ２よりも小さくなると、Ｓ８の処理において、上記式１の「∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｄ）」に初期値∫ｄ１を代入し、その式１を計算することによりｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を求めるとともに、上記式２の「∫（Ｋｉ×電流差分値ΔＩｑ）」に初期値∫ｑ１を代入し、その式２を計算することによりｑ軸電圧指令値Ｖｑｉ＊を求める。
【００５１】
実施形態のインバータ装置１では、電流制御部７５（ＰＷＭ制御回路７）において、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ１よりも小さい変調率閾値Ｍｔｈ２以上である場合、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を制限している。これにより、ＰＷＭ制御から矩形波制御への切り替えを制限している場合であっても、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊やｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊が増加して、ある値に固定してしまうことを防止することができるため、モータｍに流れる実電流Ｉｄ、Ｉｑを電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊に追従させることができ、モータｍに過電流（矩形波制御時にモータｍに流れる電流よりも大きい電流）が流れてしまうことを抑えることができる。
【００５２】
また、実施形態のインバータ装置１では、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２以上である場合、制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及び制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を用いてＰＩ制御の積分項の初期値∫ｄ１、∫ｑ１を求めて記憶部１１に記憶しておき、次回の制御タイミングにおいて、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２よりも小さくなると、記憶部１１に記憶しておいた積分項の初期値∫ｄ１、∫ｑ１を用いてＰＩ制御を行うことによりｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を求めている。これにより、記憶部１１に記憶しておいた積分項の初期値∫ｄ１、∫ｑ１を用いずにＰＩ制御を行う場合に比べて、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２よりも小さくなったときにＰＩ制御により求められるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊の変動を抑えることができる。そのため、モータｍを安定して駆動することができる。
【００５３】
また、実施形態のインバータ装置１では、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２よりも小さい場合、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を記憶部１１に記憶しておき、次回の制御タイミングにおいて、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２以上になると、制限したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及び制限したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に対して記憶部１１に記憶しておいたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を用いてローパスフィルタ処理を行い、そのローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊に基づくＰＷＭ制御によってモータｍの駆動が制御されるように、ドライブ回路３の駆動を制御している。これにより、記憶部１１に記憶しておいたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を用いずにローパスフィルタ処理を行う場合に比べて、変調率Ｍが変調率閾値Ｍｔｈ２以上になったときのローパスフィルタ処理後のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊の変動を抑えることができる。そのため、モータｍを安定して駆動することができる。
【００５４】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  インバータ装置
２  インバータ回路
３  ドライブ回路
４  電圧検出部
５，６  電流検出部
７  ＰＷＭ制御回路
８  回転角検出部
９  矩形波制御回路
１０  切替部
１１  記憶部
２１〜２６  スイッチング素子
７１  トルク／電流指令値変換部
７２  電流座標変換部
７３，７４，９２  減算部
７５  電流制御部
７６  電圧座標変換部
７７  ＰＷＭ制御部
９１  トルク演算部
９３  電圧位相制御部
９４  矩形波制御部
【図１】
2017028827.tif 000003
【図２】
2017028827.tif 000004
【図３】
2017028827.tif 000005