(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節する位相調節手段
を備えるインバータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のインバータ制御装置であって、
前記電動機は、複数の電動機であり、
前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータである
インバータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のインバータ制御装置であって、
前記搬送波の位相を検出する位相検出手段を備え、
前記位相調節手段は、前記位相検出手段により検出された搬送波の位相に基づいて前記搬送波の周波数を制御する手段であるインバータ制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載のインバータ制御装置であって、
前記搬送波の位相に関する位相指令を生成する位相指令生成手段を備え、
前記位相調節手段は、前記搬送波の位相が前記位相指令生成手段により生成された位相指令に対応する位相となるよう前記搬送波の周波数を制御する手段であるインバータ制御装置。
【請求項５】
請求項４記載のインバータ制御装置であって、
前記位相調節手段は、所定周期に亘って前記搬送波の周波数を制御することにより該搬送波の位相を調節する手段であるインバータ制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のインバータ制御装置であって、
前記所定周期は、一周期であるインバータ制御装置。
【請求項７】
請求項２に係る請求項６記載のインバータ制御装置であって、
前記複数の電動機は、二つの電動機であり、
前記位相調節手段は、前記位相指令生成手段により生成された位相指令に基づいて前記二つの電動機を駆動する二つのインバータに対応する搬送波の位相を９０度ずらすときには、一方の搬送波の周波数を他方の搬送波の周波数に対して３／４倍または４／３倍に制御する手段であるインバータ制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載のインバータ制御装置であって、
前記正極母線と負極母線とに接続された充放電可能な蓄電手段を備え、
前記位相調節手段は、前記搬送波の位相を調節することによりインバータ流出電流の位相を調節して前記蓄電手段の電圧を平滑化する手段であるインバータ制御装置。
【請求項９】
請求項４に係る請求項８記載のインバータ制御装置であって、
前記位相指令生成手段は、前記複数の電動機の駆動状態に基づいて前記搬送波の位相に関する位相指令を生成する手段であるインバータ制御装置。
【請求項１０】
請求項７に係る請求項９記載のインバータ制御装置であって、
前記二つの電動機は、少なくとも一方が発電可能な発電電動機であり、
前記位相指令生成手段は、前記二つの電動機のうちの一方が駆動で他方が制動の状態から該二つの電動機の状態が共に駆動あるいは共に制動の状態へ切り替えられたとき、または、前記二つの電動機の状態が共に駆動あるいは共に制動の状態から該二つの電動機のうちの一方が駆動で他方が制動の状態へ切り替えられたときに前記搬送波の位相を９０度ずらすよう指令する手段である
インバータ制御装置。
【請求項１１】
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータ回路を制御するインバータ制御方法であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節することを特徴とするインバータ制御方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のインバータ制御方法であって、
前記搬送波の位相を検出し、該検出された搬送波の位相に基づいて前記搬送波の位相を制御することを特徴とするインバータ制御方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のインバータ制御方法であって、
前記搬送波の位相に関する位相指令を生成し、前記搬送波の位相が該位相指令に対応する位相となるよう前記搬送波の周波数を制御することを特徴とするインバータ制御方法。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３いずれか記載のインバータ制御方法であって、
前記電動機は、複数の電動機であり、
前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータである
インバータ制御方法。
【請求項１５】
コンピュータを、
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節する位相調節手段
を備えるインバータ制御装置として機能させるプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１６】
請求項１５記載の記憶媒体であって、
前記電動機は、複数の電動機であり、
前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータである
記憶媒体。
【請求項１７】
コンピュータを、
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節する位相調節手段
を備えるインバータ制御装置として機能させるプログラム。
【請求項１８】
請求項１７記載のプログラムであって、
前記電動機は、複数の電動機であり、
前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータである
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ制御装置およびインバータ制御方法並びに記憶媒体、プログラムに関し、詳しくは電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置およびインバータ制御方法並びに記憶媒体、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のインバータ制御装置としては、対応する複数のモータを駆動する複数のインバータのスイッチング素子のスイッチングの位相差（搬送波の位相差）を制御するものが提案されている（例えば、特開平６−１６５３０７号公報など）。この装置によれば、発振器により生成された搬送波を遅延器により遅延させることにより搬送波の位相差を制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたインバータ制御装置では、搬送波の位相差を制御する際にモータから予期しないトルクが出力される場合がある。上述のように単純に遅延器により遅延させて搬送波の位相を制御すると、図１３に示すように、非連続の波形をもつ搬送波となる。この非連続の搬送波を変調波（電圧指令）でＰＷＭ変調して得られたＰＷＭ信号の平均は図１３に示すように上記変調波（電圧指令）と一致しないため、モータに印加される電流が乱れ、モータから予期しないトルク（トルクショック）が出力される場合がある。
【０００４】
一方、複数のインバータの各々に対応する搬送波を別個の発振器を用いて生成する際に個々の発振器の精度に基づく発振ばらつき等により、搬送波の位相が時間と共にずれることがある。従って、かかる位相のずれを修正する必要があるが、従来の遅延器によって位相を制御する装置では、上述のように位相の制御の際にモータから予期しないトルクが出力される場合がある。
【０００５】
本発明のインバータ制御装置およびインバータ制御方法は、こうした課題を解決し、電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止しつつ搬送波の位相を調節することを目的の一つとする。また、本発明のインバータ制御装置およびインバータ制御方法は、共通の正極母線と負極母線とに接続された複数のインバータにより複数の電動機を駆動する装置において電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止しながら正負母線間の電圧を平滑化することを目的の一つとする。
【０００６】
また、本発明の記憶媒体およびプログラムは、コンピュータを、電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止しつつ搬送波の位相を調節する装置として機能させることを目的の一つとする。更に、本発明の記憶媒体およびプログラムは、コンピュータを、共通の正極母線と負極母線とに接続された複数のインバータにより複数の電動機を駆動する装置において電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止しながら正負母線間の電圧を平滑化する装置として機能させることを目的の一つとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のインバータ制御装置およびインバータ制御方法並びに記憶媒体、プログラムは、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明のインバータ制御装置は、
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節する位相調節手段
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明のインバータ制御装置では、位相調節手段が、インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより搬送波の位相を調節する。即ち、搬送波の周期を一時的に変更することにより、搬送波の連続性を維持しながら搬送波の位相を所望の位相に調節することができる。この結果、搬送波の位相調節の際に電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【００１０】
こうした本発明のインバータ制御装置において、前記電動機は、複数の電動機であり、前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータであるものとすることもできる。こうすれば、複数のインバータの制御に用いられる搬送波の相対的な位相を調節することができる。
【００１１】
また、本発明のインバータ制御装置において、前記搬送波の位相を検出する位相検出手段を備え、前記位相調節手段は、前記位相検出手段により検出された搬送波の位相に基づいて前記搬送波の周波数を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、位相検出手段の検出結果を用いてより正確に搬送波の位相を調節することができる。
【００１２】
更に、本発明のインバータ制御装置において、前記搬送波の位相に関する位相指令を生成する位相指令生成手段を備え、前記位相調節手段は、前記搬送波の位相が前記位相指令生成手段により生成された位相指令に対応する位相となるよう前記搬送波の周波数を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、搬送波の位相を位相指令生成手段により生成された位相指令に対応する位相に調節することができる。この態様の本発明のインバータ制御装置において、前記位相調節手段は、所定周期に亘って前記搬送波の周波数を制御することにより該搬送波の位相を調節する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明のインバータ制御装置において、前記所定周期は、一周期であるものとすることもできる。こうすれば、迅速に搬送波の位相を調節することができる。
【００１３】
また、対応する複数の電動機を各々駆動する複数のインバータを制御する態様の本発明のインバータ制御装置において、前記複数の電動機は、二つの電動機であり、前記位相調節手段は、前記位相指令生成手段により生成された位相指令に基づいて前記二つの電動機を駆動する二つのインバータに対応する搬送波の位相を９０度ずらすときには、一方の搬送波の周波数を他方の搬送波の周波数に対して３／４倍または４／３倍に制御する手段であるものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明のインバータ制御装置において、前記正極母線と負極母線とに接続された充放電可能な蓄電手段を備え、前記位相調節手段は、前記搬送波の位相を調節することによりインバータ流出電流の位相を調節して前記蓄電手段の電圧を平滑化する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機から予期しないトルクを出力させることなく搬送波の位相を調節して蓄電手段の電圧を平滑化させることができる。
【００１５】
また、位相指令生成手段を備える態様の本発明のインバータ制御装置において、前記位相指令生成手段は、前記複数の電動機の駆動状態に基づいて前記搬送波の位相に関する位相指令を生成する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明のインバータ制御装置において、前記二つの電動機は、少なくとも一方が発電可能な発電電動機であり、前記位相指令生成手段は、前記二つの電動機のうちの一方が駆動で他方が制動の状態から該二つの電動機の状態が共に駆動あるいは共に制動の状態へ切り替えられたとき、または、前記二つの電動機の状態が共に駆動あるいは共に制動の状態から該二つの電動機のうちの一方が駆動で他方が制動の状態へ切り替えられたときに前記搬送波の位相を９０度ずらすよう指令する手段であるものとすることもできる。位相調節手段が、搬送波の位相が９０度ずれるように搬送波の周波数を調節することにより、蓄電手段を平滑化させることができる。
【００１６】
本発明のインバータ制御方法は、
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータ回路を制御するインバータ制御方法であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節することを特徴とする。
【００１７】
この本発明のインバータ制御方法では、インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより搬送波の位相を調節する。即ち、搬送波の周期を一時的に変更することにより、搬送波の連続性を維持しながら搬送波の位相を所望の位相に調節することができる。この結果、搬送波の位相調節の際に電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【００１８】
こうした本発明のインバータ制御方法において、前記搬送波の位相を検出し、該検出された搬送波の位相に基づいて前記搬送波の位相を制御するものとすることもできる。こうすれば、より正確に搬送波の位相を調節することができる。
【００１９】
また、本発明のインバータ制御方法において、前記搬送波の位相に関する位相指令を生成し、前記搬送波の位相が該位相指令に対応する位相となるよう前記搬送波の周波数を制御するものとすることもできる。
【００２０】
更に、本発明のインバータ制御方法において、前記電動機は、複数の電動機であり、前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータであるものとすることもできる。こうすれば、複数のインバータの制御に用いられる搬送波の相対的な位相を調節することができる。
【００２１】
本発明の記憶媒体は、
コンピュータを、
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節する位相調節手段
を備えるインバータ制御装置として機能させるプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能であることを要旨とする。
【００２２】
この本発明の記憶媒体では、コンピュータをインバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより搬送波の位相を調節する位相調節手段を備えるインバータ制御装置として機能させるプログラムを記憶する。即ち、搬送波の周期を一時的に変更することにより、搬送波の連続性を維持しながら搬送波の位相を所望の位相に調節することができる。この結果、搬送波の位相調節の際に電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【００２３】
こうした本発明の記憶媒体において、前記電動機は、複数の電動機であり、前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータであるものとすることもできる。こうすれば、複数のインバータの制御に用いられる搬送波の相対的な位相を調節することができる。
【００２４】
本発明のプログラムは、
コンピュータを、
電源に接続された正極母線と負極母線とを用いて構成され、電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記インバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより、他の搬送波に対する該搬送波の位相を調節する位相調節手段
を備えるインバータ制御装置として機能させることを要旨とする。
【００２５】
この本発明のプログラムでは、コンピュータをインバータの制御に用いられる搬送波の周波数を制御することにより搬送波の位相を調節する位相調節手段を備えるインバータ制御装置として機能させる。即ち、搬送波の周期を一時的に変更することにより、搬送波の連続性を維持しながら搬送波の位相を所望の位相に調節することができる。この結果、搬送波の位相調節の際に電動機から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。
【００２６】
こうした本発明のプログラムにおいて、前記電動機は、複数の電動機であり、前記インバータは、共通の前記正極母線と負極母線とを用いて構成され、対応する前記複数の電動機を各々駆動する複数のインバータであるものとすることもできる。こうすれば、複数のインバータの制御に用いられる搬送波の相対的な位相を調節することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるインバータ制御装置３０を備える動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の動力出力装置２０は、図示するように、三相交流により回転駆動するモータＭＧ１と、直流電力を三相交流電力に変換してモータＭＧ１に供給可能なインバータ回路ＩＮＶ１と、三相交流により回転駆動するモータＭＧ２と、直流電力を三相交流電力に変換してモータＭＧ２に供給可能なインバータ回路ＩＮＶ２と、インバータ回路ＩＮＶ１とインバータ回路ＩＮＶ２に共通の正極母線２２と負極母線２４とに接続された直流電源２６と、同じく正極母線２２と負極母線２４とに接続された平滑用コンデンサ２８と、インバータ回路ＩＮＶ１およびインバータ回路ＩＮＶ２を制御するインバータ制御装置３０とを備える。
【００２８】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、例えば、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える発電可能な同期発電電動機として構成されている。モータＭＧ１の回転軸は実施例の動力出力装置２０の出力軸となっており、この出力軸から動力が出力される。モータＭＧ２の回転軸は実施例の動力出力装置２０の出力軸と間接的に接続されており、この出力軸からも間接的に動力が出力できるようになっている。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２は、発電電動機として構成されているから、この回転軸に動力を入力すれば、モータＭＧ１，ＭＧ２により発電できるようになっている。
【００２９】
インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２は、共に６個のスイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２６から構成されている。この６個のスイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２６は、それぞれ正極母線２２と負極母線２４とに対してソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置されており、ペアとなるスイッチング素子同士の接続点にモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイル（ｕ，ｖ，ｗ）の各々が接続されている。従って、正極母線２２と負極母線２４とに電位差が作用している状態で対をなすスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ１６，ＳＷ２１〜ＳＷ２６のオン時間の割合を制御することによりモータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルに回転磁界を形成し、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転駆動させることができる。インバータ回路ＩＮＶ１のスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ１６のスイッチング制御とインバータ回路ＩＮＶ２のスイッチング素子Ｓ２１〜Ｓ２６のスイッチング制御とは独立して行なうことができるから、モータＭＧ１，ＭＧ２を各々独立して駆動制御することができる。
【００３０】
インバータ制御装置３０は、電子制御ユニット４０を備える。電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２の各々のｕ，ｖ相に取り付けられた電流センサ５２，５４，６２，６４からの電流Ｉｕ，ＩｖやモータＭＧ１，ＭＧ２の各々の回転軸に取り付けられた回転数センサ５８，６８からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎ１，Ｎ２、正極母線２２のインバータ回路ＩＮＶ１と平滑用コンデンサ２８との間をなす部位と正極母線２２のインバータ回路ＩＮＶ２と平滑コンデンサ２８との間をなす部位とに各々取り付けられた電流センサ５６，６６からのインバータ流出電流Ｉｎ１，Ｉｎ２、モータＭＧ１，ＭＧ２の動作に関する指令値などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット４０からは、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２のスイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２６をスイッチング制御するためのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００３１】
次に、こうして構成された実施例の動力出力装置２０の動作、特にインバータ制御装置３０の動作について説明する。図２は、インバータ制御装置３０の機能ブロックの一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、インバータ制御装置３０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔ１＊，Ｔ２＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎ１，Ｎ２とに基づいてインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の位相差に関する位相指令を演算する位相指令演算部Ｍ１と、搬送波を生成する搬送波発振器Ｍ２，Ｍ３と、搬送波発振器Ｍ２，Ｍ３から各々生成された搬送波の位相差を検出する搬送波位相差検出部Ｍ４と、位相指令演算部Ｍ１により演算された位相指令と搬送波位相差検出部Ｍ４により検出された位相差とに基づいてインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ１，ｆ２を演算する搬送波周波数演算部Ｍ５と、モータＭＧ１のトルク指令Ｔ１＊に基づいてモータＭＧ１に印加する電圧指令Ｖ１＊（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）を演算するモータ制御演算部Ｍ６と、モータ制御演算部Ｍ６により演算されたモータＭＧ１の電圧指令Ｖ１＊と搬送波発振器Ｍ２により生成された搬送波としての三角波とを比較してインバータ回路ＩＮＶ１に出力するＰＷＭ信号を生成する三角波比較部Ｍ７と、モータＭＧ２のトルク指令Ｔ２＊に基づいてモータＭＧ２に印加する電圧指令Ｖ２＊（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）を演算するモータ制御演算部Ｍ８と、モータ制御演算部Ｍ８により演算されたモータＭＧ２の電圧指令Ｖ２＊と搬送波周波数演算部Ｍ５により演算された周波数で搬送波発振器Ｍ３により生成された搬送波としての三角波とを比較してインバータ回路ＩＮＶ２に出力するＰＷＭ信号を生成する三角波比較部Ｍ９とを備える。実施例のインバータ制御装置３０は、位相指令演算部Ｍ１で位相指令として演算された搬送波の位相差に基づいて搬送波周波数演算部Ｍ５で搬送波の周波数を演算し、この周波数でＰＷＭ制御を行なうことによりモータＭＧ１，ＭＧ２から予期しないトルクを出力することなく搬送波の位相差を調節するものである。
【００３２】
このインバータ制御装置３０による搬送波の周波数を制御する動作について以下に説明する。説明の都合上、まず、位相指令演算部Ｍ１により搬送波の位相差指令を設定する処理について説明し、その後搬送波周波数演算部Ｍ５により搬送波の周波数を設定する処理について説明する。図３は、インバータ制御装置３０の電子制御ユニット４０により実行される搬送波位相指令演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００３３】
搬送波位相指令演算処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、モータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令Ｔ１＊，Ｔ２＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の各回転数Ｎ１，Ｎ２とを読み込み（ステップＳ１００）、読み込んだトルク指令Ｔ１＊，Ｔ２＊と回転数Ｎ１，Ｎ２とに基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態を判定する処理を行なう（ステップＳ１０２）。この処理は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態がモータから動力を出力する駆動の状態かモータで制動力を出力する制動の状態かのいずれの状態であるかを判定する処理である。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態は、トルク指令Ｔ１＊，Ｔ２＊と回転数Ｎ１，Ｎ２により判定する以外に、電流センサ５６，６６により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２に対するインバータ流出電流Ｉｎ１，Ｉｎ２の向きによって判定することもできる。モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態の判定の結果、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態が共に駆動または共に制動の状態にあるときには、インバータ回路ＩＮＶ１の搬送波とインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相差に関する位相差指令φ＊を９０度に設定し（ステップＳ１０４）、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態が一方が駆動で他方が制動であるときには、インバータ回路ＩＮＶ１の搬送波とインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相差に関する位相差指令φ＊を０度に設定して（ステップＳ１０６）本ルーチンを終了する。
【００３４】
ここで、搬送波の位相差を設定する意義について以下に説明する。図４は、三相交流モータをＰＷＭ（パルス幅変調）により運転する際のＰＷＭ方式によるスイッチング状態を決定する手法を説明する説明図である。ｕ相，ｖ相，ｗ相の各変調波は、各々１２０度ずれた位相を持っており、モータへのトルク指令により定まる振幅と、モータの回転子の回転速度により定まる周期の正弦波である。搬送波は、インバータのスイッチング素子のオンオフのタイミングを決定するために用いられる各相変調波よりも周波数の高い三角波である。インバータの各相のスイッチング素子のスイッチングは、変調波が搬送波よりも大きいときには正極母線側のスイッチング素子をオンすると共に負極母線側のスイッチング素子をオフとし、変調波が搬送波よりも小さいときには正極母線側のスイッチング素子をオフすると共に負極母線側のスイッチング素子をオンする動作である。この動作において、全ての変調波が搬送波よりも大きいときにはインバータの各相の正極母線側のスイッチング素子がいずれもオンとなりモータは短絡状態となるから、モータは電源や平滑用コンデンサから切り離された状態と等価になって両者の間に電流は流れない。また、全ての変調波が搬送波よりも小さいときにはインバータの各相の負極母線側のスイッチング素子がいずれもオンとなりモータは短絡状態となるから、この場合もモータは電源や平滑コンデンサから切り離された状態となり電流は流れない。このように、ＰＷＭ制御によるモータの駆動では、全ての変調波が搬送波よりも大きくなる状態や逆に小さくなる状態が生じるから、インバータ流出電流Ｉｎは間欠的なパルス電流になる。モータ出力が１０ｋｗでモータ相電圧が１００Ｖ，周波数が２００Ｈｚで搬送波周波数が５ｋＨｚのときのインバータ流出電流Ｉｎの時間変化の様子を図５に示す。図示するように、インバータ流出電流Ｉｎは、搬送波の山部と谷部で値０となるパルス電流となる。
【００３５】
インバータ回路ＩＮＶ１とインバータ回路ＩＮＶ２は、正極母線２２および負極母線２４を共用しているから、インバータ流出電流Ｉｎ１とインバータ流出電流Ｉｎ２の和として表わされるインバータ流出電流Ｉｃは、平滑用コンデンサ２８と直流電源２６に流れる。平滑用コンデンサ２８は、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２に密着して配置され、高周波インピーダンスが低い。一方、直流電源２６は、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２から離れた位置に配置され、低周波インピーダンスが低い。このため、インバータ流出電流Ｉｃの交流成分は、平滑用コンデンサ２８に流れ、直流成分は、直流電源２６に流れることになる。したがって、平滑用コンデンサ２８はこうした交流電流に対して耐性をもつ必要があるが、インバータ流出電流Ｉｃの実効値Ｉｃｎを小さくすれば、平滑用コンデンサ２８の容量を小さくすることができる。
【００３６】
図６は、一台のモータを駆動する際のインバータ流出電流Ｉｎをモデル化して搬送波と共に示した図である。図示するように、インバータ流出電流Ｉｎは、搬送波としての三角波の山部と谷部近傍で電流が値０となるパルス電流である。いま、二台のモータを駆動する場合を考えると、図６に示すインバータ流出電流Ｉｎのパルス間にもう一つのモータを駆動する際のインバータ流出電流のパルスが生じるように考えると、搬送波の位相を９０度異なるものを考えればよい。図８に搬送波の位相差を９０度として二台のモータを駆動する際のインバータ流出電流Ｉｎ１，Ｉｎ２をモデル化して搬送波と共に示す。図示するように、インバータ流出電流Ｉｎ２のパルスは、インバータ流出電流Ｉｎ１のパルスの間に現われるようになる。搬送波を同相としたときを考えると、インバータ流出電流Ｉｎ１とインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスは同時に現われることになるから、インバータ流出電流Ｉｃはインバータ流出電流Ｉｎ１とインバータ流出電流Ｉｎ２とを重畳したものとなり、その実効値Ｉｃｎは大きくなる。一方、図８に例示するように、搬送波の位相を９０度異なるものとすると、インバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスとが交互に均等に現われるから、インバータ流出電流Ｉｃは交互に現われるパルス全部の波形となって重畳されず、その実効値Ｉｃｎは搬送波を同相としたときに比して小さくなる。なお、搬送波の位相差を９０度としても２７０度としても同じであるから、２７０度の場合も同様の結果となる。図３の搬送波位相指令演算処理ルーチンのステップＳ１０２でモータＭＧ１，ＭＧ２が共に駆動または共に制動と判定されたときにステップＳ１０４で搬送波の位相差を９０度に設定するのは、図７に示すように、インバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスとが交互に均等に現われるようにして、インバータ流出電流Ｉｃの実効値Ｉｃｎを小さくするためである。
【００３７】
図７を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２が共に駆動または制動の駆動状態のときを考えたが、一方が駆動で他方が制動のときを考える。このときは、インバータ流出電流Ｉｎ１とインバータ流出電流Ｉｎ２との電流の向きが異なるから、インバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスとが相殺するような状態、即ち搬送波の位相が０度（同相）となるものを考えればよい。図７に、搬送波の位相差が０度のときにモータＭＧ１を制動、モータＭＧ２を駆動とした駆動状態に制御する際のインバータ流出電流Ｉｎ１，Ｉｎ２をモデル化して搬送波と共に示す。図示するように、インバータ流出電流Ｉｎ２のパルスは、インバータ流出電流Ｉｎ１のパルスと逆向きとなるから、その和であるインバータ流出電流Ｉｃは、相殺された結果の値となり、その実効値Ｉｃｎはインバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスが別々に現われる場合に比して小さくなる。なお、搬送波の位相差を０度（同相）としても１８０度（逆相）としても同じであるから、１８０度（逆相）の場合も同様の結果となる。図３の搬送波位相指令演算処理ルーチンのステップＳ１０２でモータＭＧ１，ＭＧ２の一方が駆動で他方が制動と判定されたときにステップＳ１０６で搬送波の位相差を０度に設定するのは、図７に示すようにインバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスと相殺するように現われるようにして、インバータ流出電流Ｉｃの実効値Ｉｃｎを小さくするためである。
【００３８】
以上が図３の搬送波位相指令演算処理ルーチンを用いて搬送波の位相差指令を設定する意義である。次に、この位相差指令に基づいて搬送波の周波数を設定して搬送波の位相を調節する際の動作について説明する。図９は、インバータ制御装置３０の電子制御ユニット４０により実行される搬送波位相制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００３９】
搬送波位相制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、図３の搬送波位相指令演算処理ルーチンにより設定された搬送波の位相差に関する位相差指令φ＊を入力し（ステップＳ２００）、入力した位相差指令φ＊が変更されているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。この判定は、例えば、位相差指令φ＊と前回のルーチンで入力された位相差指令とを比較することにより行なうことができる。判定の結果、位相差指令φ＊が変更されていないときには、位相差の調節を行なう必要がないと判断してインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ１，ｆ２を共に基準周波数ｆ０（例えば、１０ｋＨｚ）に設定して（ステップＳ２０４）本ルーチンを終了する。位相差指令φ＊が９０度から０度へ変更されているときには、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相を９０度進ませる必要があると判断してインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１に対して４／３倍に設定、即ち周波数ｆ１を基準周波数ｆ０に設定すると共に周波数ｆ２を基準周波数ｆ０の４／３倍の周波数に設定して（ステップＳ２０６）本ルーチンを終了する。位相差指令φ＊が０度から９０度へ変更されているときには、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相を９０度遅らせる必要があると判断してインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１に対して３／４倍の周波数に設定、即ち周波数ｆ１を基準周波数ｆ０に設定すると共に周波数ｆ２を基準周波数ｆ０の３／４倍の周波数に設定して（ステップＳ２０８）本ルーチンを終了する。こうしてインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ１，ｆ２が設定されると、一周期分だけこの設定された周波数ｆ１，ｆ２を用いてモータＭＧ１，ＭＧ２が駆動される。
【００４０】
図１０は、搬送波の位相差を調節する際の様子を説明する説明図である。このうち図１０（ａ）は、両インバータ回路の搬送波の位相差を０度（同相）の状態から９０度の状態に調節する様子を説明する説明図であり、図１０（ｂ）は、両インバータ回路の搬送波の位相差を９０度の状態から０度の状態に調節する様子を説明する説明図である。図１０（ａ）に示すように、ステップＳ２０６の処理により、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の位相差が０度の状態でインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２を一周期だけインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１（基準周波数ｆ０）の４／３倍の周波数にすると、位相差は９０度となることがわかる。また、図１０（ｂ）に示すように、ステップＳ２０８の処理により、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の位相差が９０度の状態でインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２を一周期だけインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１（基準周波数ｆ０）の３／４倍の周波数にすると、位相差は０度（同相）となることがわかる。このように、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２を制御することにより、即ちインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周期を一時的に変更することにより、搬送波の連続性を維持しながら搬送波の位相差を調節することができるのである。図１０（ａ）に示す例では、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１（基準周波数ｆ０）の４／３倍の周波数としたが、搬送波の周波数ｆ１の３／４倍の周波数とすることもできる。この場合、搬送波の位相差は２７０度となるが、上述したように、位相差を９０度としても２７０度としてもインバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスとが交互に均等に現われるようにすることができるから、同様の結果を得ることができる。図１０（ｂ）に示す例では、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１（基準周波数ｆ０）の３／４倍の周波数としたが、搬送波の周波数ｆ１の４／３倍の周波数とすることもできる。この場合、搬送波の位相差は１８０度となるが、上述したように、位相差を０度としても１８０度としてもインバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスとを相殺可能であるから、同様の効果を得ることができる。なお、搬送波の位相を２７０度の状態から１８０度の状態へ調節する場合や、１８０度の状態から２７０度の状態へ調節する場合についてもそれぞれ図１０（ａ），図１０（ｂ）と同様に考えることができる。
【００４１】
以上説明した実施例のインバータ制御装置３０によれば、搬送波の位相差の調節を搬送波の周波数ｆ２の制御、即ち搬送波の周期を一時的に変更することにより行なうから、搬送波の連続性を維持しながら搬送波の位相差を調節することができる。したがって、この搬送波と変調波とを比較して生成されたＰＷＭ信号を用いてインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２のスイッチング素子Ｓ１１〜Ｓ１６，Ｓ２１〜Ｓ２６を制御することにより、搬送波の位相を調節しながらモータＭＧ１，ＭＧ２から予期しないトルクが出力されるのを防止することができる。しかも、この搬送波の位相の調節により、インバータ流出電流Ｉｃを平滑化できるから、平滑用コンデンサ２８として容量の小さなものを用いることができ、装置のコストを低減することができる。
【００４２】
また、実施例のインバータ制御装置３０によれば、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２を一周期だけ変更することにより搬送波の位相差を調節するから、位相差を迅速に調節することができる。
【００４３】
実施例のインバータ制御装置３０では、図９のルーチンのステップＳ２０２の処理において図３のルーチンで設定された位相差指令φ＊が変更されたか否かを判定することにより、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ１，ｆ２を設定するものとしたが、図３のルーチンで設定された位相差指令φ＊と搬送波位相差検出部Ｍ４で検出された位相差φとを入力し、この位相差指令φ＊と位相差φとの偏差に基づいて一周期でその偏差を打ち消す搬送波の周波数ｆ２を設定することにより搬送波の位相差を調節するものとしても構わない。こうしたフィードバック制御により、より正確に搬送波の位相差を調節することができる。
【００４４】
また、実施例のインバータ制御装置３０では、搬送波の周波数ｆ２を一周期だけ変更することにより搬送波の位相差を調節するものしたが、一周期単位で搬送波の周波数ｆ２を調節するものであれば複数周期に亘って搬送波の周波数ｆ２を変更して搬送波の位相差を調節するものとしても構わない。この場合、図９の搬送波位相制御ルーチンに代わって、図１１の搬送波位相制御ルーチンが実行される。
【００４５】
図１１の搬送波位相制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、図３のルーチンで設定された位相差指令φ＊と搬送波位相差検出部Ｍ４により検出された位相差φとを入力し（ステップＳ２１０）、入力された位相差指令φ＊と位相差φとを比較する（ステップＳ２１２）。比較の結果、位相差指令φ＊と位相差φとが等しいときには、インバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の位相差を調節する必要がないと判断して、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１と同じ周波数に設定、即ち搬送波の周波数ｆ１，ｆ２を共に基準周波数ｆ０に設定して（ステップＳ２１４）本ルーチンを終了する。位相差指令φ＊が位相差φよりも大きいときには、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の位相に対して進ませる必要があると判断して、周波数ｆ２を周波数ｆ１に補正係数α（α＞１）を乗じた周波数となるよう設定、即ち周波数ｆ１を基準周波数ｆ０に設定すると共に周波数ｆ２を基準周波数ｆ０に補正係数αを乗じた周波数に設定して（ステップＳ２１６）本ルーチンを終了する。位相差指令φ＊が位相差φよりも小さいときには、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の位相に対して遅らせる必要があると判断して、周波数ｆ２を周波数ｆ１に補正係数β（β＜１）を乗じた周波数となるよう設定、即ち周波数ｆ１を基準周波数ｆ０に設定すると共に周波数ｆ２を基準周波数ｆ０に補正係数βを乗じた周波数に設定して（ステップＳ２１８）本ルーチンを終了する。ここで、補正係数αは、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相を進めるための係数であり、補正係数βは、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相を遅らせるための係数である。この補正係数α，βは、位相差を調節する調節区間や、位相差の調節精度などを考慮して設定すればよい。
【００４６】
図１２は、図１１のルーチンに基づいて搬送波の位相差を調節する様子の一例を説明する説明図である。図１２では、三周期に亘ってインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の周波数ｆ２をインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の周波数ｆ１に対して１２／１１倍（補正係数α＝１２／１１）とすることにより、最終的に位相差が９０度となるように制御されていることがわかる。したがって、図１１のルーチンによっても、搬送波の連続性を維持したままその位相差を調節することができる。しかも、搬送波位相差検出部Ｍ４により搬送波の位相差を監視し、その結果を用いて搬送波の位相差を逐次修正すれば、搬送波発振器Ｍ２，Ｍ３の発振のばらつきにより搬送波の位相差がずれたときであってもそのずれを修正することもできる。
【００４７】
実施例のインバータ制御装置３０やその変形例では、インバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相を調節することによりインバータ回路ＩＮＶ１の搬送波とインバータ回路ＩＮＶ２の搬送波の位相差を調節するものとしたが、インバータ回路ＩＮＶ１の搬送波の位相を調節することによりインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の位相差を調節するものとしてもよいし、両者インバータ回路の搬送波の位相を共に調節することにより搬送波の位相差を調節するものとしても構わない。
【００４８】
実施例のインバータ制御装置３０では、搬送波の位相差の調節を、正極母線２２と負極母線２４との間の電圧（平滑用コンデンサ２８の電圧）の平滑化を目的としてインバータ流出電流Ｉｎ１のパルスとインバータ流出電流Ｉｎ２のパルスの位相差を調節するためにインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の周波数を制御するものとしたが、他の用途、例えば互いの搬送波の同期を避けスイッチングノイズを低減するためなどにインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の搬送波の周波数を制御するものとしても構わない。
【００４９】
また、実施例のインバータ制御装置３０やその変形例の装置としてコンピュータを機能させるプログラムを記載したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスクなどの種々の記憶媒体とする態様も好適である。このような記憶媒体を用いて本発明の実施の形態に関わるプログラムを電子制御ユニット４０にインストールし、本発明の効果を得ることも可能となる。
【００５０】
実施例の動力出力装置２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２を同期発電電動機として構成したが、同期発電電動機に限定されず、インバータによるＰＷＭ制御により駆動する如何なるタイプの電動機であってもよい。また、実施例の動力出力装置２０では、モータＭＧ１，ＭＧ２を三相交流モータとして構成したが、三相交流モータに限定されず、二相あるいは四相以上のすべての多相交流モータとして構成してもよい。
【００５１】
実施例の動力出力装置２０では、二台のモータＭＧ１，ＭＧ２を二つのインバータ回路ＩＮＶ１，ＩＮＶ２により駆動制御する装置における各モータＭＧ１，ＭＧ２のＰＷＭ制御に対して説明したが、一台のモータを一つのインバータ回路により駆動制御する装置における一台のモータのＰＷＭ制御に対して適用または三台以上のモータを三つ以上のインバータ回路により駆動制御する装置における三台以上のモータのＰＷＭ制御に対して適用するものとしてもよい。なお、一台のモータのＰＷＭ制御に対して適用するときには、例えば、動力出力装置のモータ以外の他の機器や他の装置の駆動に用いられる搬送波との同期を避けてノイズを低減すること等を目的としてモータに対応する搬送波の位相を制御するものとしても構わない。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例であるインバータ制御装置３０を備える動力出力装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】  実施例のインバータ制御装置３０の機能ブロックを例示する機能ブロック図である。
【図３】  実施例のインバータ制御装置３０の電子制御ユニット４０により実行される搬送波位相指令演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】  三相交流モータをＰＷＭ（パルス幅変調）により運転する際のＰＷＭ方式によるスイッチング状態を決定する手法を説明する説明図である。
【図５】  インバータ流出電流Ｉｎの時間変化の様子の一例を説明する説明図である。
【図６】  一台のモータを駆動する際のインバータ流出電流Ｉｎをモデル化して搬送波と共に示した説明図である。
【図７】  搬送波の位相差を９０度として二台のモータを駆動する際のインバータ流出電流Ｉｎ１，Ｉｎ２をモデル化して搬送波と共に示した説明図である。
【図８】  搬送波の位相差が０度として二台のモータを駆動する際のインバータ流出電流Ｉｎ１，Ｉｎ２をモデル化して搬送波と共に示した説明図である。
【図９】  実施例のインバータ制御装置３０の電子制御ユニット４０により実行される搬送波位相制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】  図９のルーチンの処理に基づいて搬送波の位相差を調節する様子の一例を説明する説明図である。
【図１１】  実施例のインバータ制御装置３０の電子制御ユニット４０により実行される搬送波位相制御ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図１２】  図１０のルーチンの処理に基づいて搬送波の位相差を調節する様子の一例を示す説明図である。
【図１３】  従来例のインバータ制御装置により搬送波の位相差を調節する様子を説明する説明図である。
【符号の説明】
２０  動力出力装置、２２  正極母線、２４  負極母線、２６  直流電源、２８  平滑用コンデンサ、３０  インバータ制御装置、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、５２，５４，５６，６２，６４，６６  電流センサ、５８，６８  回転数センサ、ＩＮＶ１，ＩＮＶ２  インバータ回路、ＳＷ１１〜ＳＷ１６，ＳＷ２１〜ＳＷ２６  スイッチング素子。
【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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