JP2014036539A - インバータ装置及びインバータ装置のスイッチングタイミング補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源とＧＮＤの間に生じるスイッチングノイズの増大を防止する。
【解決手段】本発明のインバータ装置１は、電源から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータへ出力するものであり、多相交流電力の各相毎にスイッチング部１２が設けられたインバータ４と、スイッチング部１２のオン、オフを切り替えるスイッチングタイミングが各相の間で一致しないように補正するモータコントローラ６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータへ出力するインバータ装置に係り、特にスイッチングノイズを低減するためにスイッチングタイミングを補正するインバータ装置及びそのスイッチングタイミング補正方法に関する。

特許文献１では、モータ駆動回路に設けられた高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦするタイミングを一致させることによって、負荷の電位変動を抑制して電磁ノイズを抑制するモータ制御装置が開示されている。

ここで、スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦするタイミングで電源とＧＮＤの間にスイッチングノイズが発生することは一般によく知られている。このようなスイッチングノイズの増加は、機器の誤作動やラジオへのノイズの混入などを引き起こす原因となるため低減させる必要がある。

特開２００５−５７８８３号公報

しかしながら、上述した従来のモータ制御装置では、多相交流の複数の相の間のスイッチングタイミングが考慮されていなかった。したがって、各相のスイッチングタイミングが一致してしまうと、電源とＧＮＤの間に生じるスイッチングノイズが重複して増大してしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、電源とＧＮＤの間に生じるスイッチングノイズの増大を防止することのできるインバータ装置及びインバータ装置のスイッチングタイミング補正方法を提供することを目的とする。

本発明は、電源から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータへ出力するインバータ装置であって、多相交流電力の各相毎にスイッチング部が設けられており、これらのスイッチング部のオン、オフを切り替えるスイッチングタイミングが各相の間で一致しないように補正することにより、上述した課題を解決する。

本発明によれば、多相交流電力の各相毎にスイッチング部を設け、これらのスイッチング部のオン、オフを切り替えるスイッチングタイミングを各相の間で一致しないように補正するので、電源とＧＮＤの間に生じるスイッチングノイズの増大を防止することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置によるＰＷＭ信号の生成方法を説明するための図である。 図３は、３相交流の波形を説明するための図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置によるスイッチングタイミング補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置におけるスイッチングノイズの波形の一例を示す図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置による補正電圧の設定方法を説明するための図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置による効果を説明するための図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第２実施形態に係るインバータ装置によるＰＷＭ信号の補正方法を説明するための図である。 図１０は、本発明の第３実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第４実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、本発明の第５実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明を適用した第１〜第５実施形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
［インバータ装置の構成］
図１は本実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係るインバータ装置１は、バッテリ２から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータジェネレータ３へ出力するインバータ４と、車両コントローラ５からの指令に基づいてインバータ４の動作を制御するモータコントローラ（モータ制御部）６とを備えている。

また、インバータ４は、バッテリ２の電圧をモニタする電圧センサ１１と、多相交流電力の各相毎に設けられたスイッチング部１２とを備えている。

さらに、モータコントローラ６は、電流指令部２１と、電流制御部２２と、２相／３相変換部２３と、相電圧指令補正部２４と、ＰＷＭ信号生成部２５と、３相／２相変換部２６と、磁極位置検出部２７とを備えている。

ここで、本実施形態に係るインバータ装置１は、車両に搭載されてバッテリ２から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータジェネレータ３へ出力するものである。本実施形態では、多相交流電力の一例として３相交流電力の場合を説明するが、その他の多相交流電力であってもよい。

バッテリ２は、車両の電源として搭載された二次電池であり、必要な直流電力をインバータ４に供給している。

モータジェネレータ３は、インバータ４から供給される３相交流電力によって車両の走行駆動力（トルク）を発生させている。

インバータ４は、ＰＷＭ信号生成部２５から出力されるＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）PWMu*、PWMv*、PWMw*に応じてスイッチング部１２を構成するスイッチング素子を駆動し、直流電圧を３相交流電圧Vu、Vv、Vwに変換して出力する。また、電圧センサ１１の出力信号をモータコントローラ６に送信する。

車両コントローラ５は、車速、シフトポジション、アクセル、ブレーキ等の情報に応じて駆動力の制御及びエネルギーマネージメントを行い、モータコントローラ６へトルク指令T*を出力する。

モータコントローラ６は、車両コントローラ５から出力されたトルク指令T*に基づいてＰＷＭ信号を出力してインバータ４のスイッチングタイミングを制御する。

電流指令部２１は、トルク指令T*とモータジェネレータ３の電気角周波数ω及び電圧センサ１１の出力信号に基づいて、電流テーブルからd、q軸電流指令値id*、iq*を設定する。

電流制御部２２は、電流指令値id*、iq*と実電流id、iqの差がゼロとなるようにd、q軸の電圧指令値vd*、vq*を決定する。

２相／３相変換部２３は、磁極位置θに基づいて電圧指令値vd*、vq*を補正前相電圧指令値Vu’*、Vv’*、Vw’*に変換する。

相電圧指令補正部２４は、補正前相電圧指令値Vu’*、Vv’*、Vw’*のうち、各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以下となる場合に、補正前相電圧指令値がそれぞれ異なる値となるように補正を加えて相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する。

ＰＷＭ信号生成部２５は、相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*とキャリア波を比較することによって、スイッチング部１２を構成するＩＧＢＴ等のスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号PWMu*、PWMv*、PWMw*を生成する。具体的には、図２に示すようにキャリア波４１と相電圧指令４２との交点でＰＷＭ信号４３の立ち上がりと立下りが形成される。したがって、相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*を補正することによってＰＷＭ信号の立ち上がり、立下りを変更することができ、これによってスイッチング部１２のスイッチングタイミングを変更することができる。

３相／２相変換部２６は、図示しない電流センサで取得した３相交流実電流iu、iv、iwを、磁極位置θに基づいて２相直流実電流id、iqに変換する。

磁極位置検出部２７は、モータジェネレータ３に設置されている磁極位置センサ３１からの信号を磁極位置検出値θと電気角周波数ωに変換する。

尚、モータコントローラ６は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路と周辺機器から構成されており、特定のプログラムを実行することにより、上述した各部として動作する。

［インバータ装置のスイッチングタイミング補正処理の手順］
次に、本実施形態に係るインバータ装置１によるスイッチングタイミング補正処理について説明する。

本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理は、スイッチング部１２のスイッチングタイミングが各相の間で一致してしまうことにより、スイッチングノイズが重複して増大することを防止するものである。

ここで、スイッチングノイズは、図２に示すＰＷＭ信号の立ち上がりと立下りで発生するので、各相の相電圧指令値が一致するとスイッチングノイズも同時に発生して増大することになる。ただし、図３に示すように、３相交流（相電圧または相電流）は点Ａや点Ｂのように任意の２つの波形が重なる場合はあるが、波形が３つとも重なることはないので、相電圧指令が一致するかどうかは任意の２つの相電圧指令値を比較すればよい。

そこで、本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理では、補正前相電圧指令値Vu’*、Vv’*、Vw’*のうちの任意の２つの指令値同士を比較して、その差が所定値未満のときには、相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*が互いに異なる値になるように補正している。

このようにして相電圧指令値を互いに異なる値にできれば、各相のＰＷＭ信号の立ち上がりと立下りのタイミングを変えることができるので、スイッチングノイズの発生タイミングをずらしてスイッチングノイズが増大することを防止できる。

以下、図４のフローチャートを参照して、本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理の手順を説明する。

図４に示すように、まずステップＳ１０１において、相電圧指令補正部２４はVu’*−Vv’*及びVu’*−Vw’*の演算を行い、この演算の結果が０から補正電圧ΔV*の範囲内になるか否かを判定する。補正電圧ΔV*は、スイッチング部１２のスイッチング素子で電源とＧＮＤの間に発生するスイッチングノイズの継続時間を相電圧指令値に換算したものである。

ここで、図５、６を参照して補正電圧ΔV*の設定方法を説明する。

図５は、１相のみスイッチングしたときのスイッチングノイズの波形の一例を示したものである。図５に示すように、電源とＧＮＤの間にはＰＷＭ信号の立ち上がり、または立下りのタイミングでスイッチングノイズが発生する。そこで、スイッチングノイズの継続時間Δｔを予め測定しておき、この継続時間Δｔの間は各相のスイッチングタイミングが一致しないようにすれば、スイッチングノイズが重複して増大することを防止できる。したがって、この継続時間Δｔに基づいて補正電圧ΔV*を設定すればよい。

次に、図６を参照して補正電圧ΔV*の設定方法を説明する。ＰＷＭ信号生成部２５は、キャリア波と相電圧指令値を比較することによってＰＷＭ信号を生成している。そのため、図６（ａ）に示すように相電圧指令値をＶ１とＶ３の間で上下に変更することにより、ＰＷＭ信号の立ち上がりと立下りのタイミングを図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すようにずらすことができる。

ここで、図６においてスイッチングノイズの継続時間ΔｔだけＰＷＭ信号の立ち上がりまたは立下りのタイミングをずらすために必要な相電圧指令値の差はＶ３−Ｖ１となる。すなわち、この相電圧指令値の差Ｖ３−Ｖ１だけ各相の相電圧指令値の間に差があれば、ＰＷＭ信号の立ち上がりまたは立下りのタイミングがΔｔ以上ずれることになり、スイッチングノイズの増大を防止することができる。したがって、この相電圧指令値の差Ｖ３−Ｖ１を補正電圧ΔV*と設定すればよい。

次に、図４に戻って、ステップＳ１０１においてVu’*−Vv’*及びVu’*−Vw’*の演算を行い、その結果、いずれかの演算結果が０から補正電圧ΔV*の範囲内である場合にはステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、相電圧指令補正部２４が補正前相電圧指令値Vu’*に補正電圧ΔV*を加えた値を相電圧指令値Vu*として設定し、補正前相電圧指令値Vv’、Vw’*については変更せずに同じ値を相電圧指令値Vv*、Vw*として設定する。これにより、相電圧指令値Vu*とVv*、Vw*とを十分に相違させることができ、スイッチングタイミングが一致しないように補正することができた。こうして相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*が設定されると、本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理を終了する。

一方、ステップＳ１０１においてVu’*−Vv’*及びVu’*−Vw’*の演算の結果がいずれも０から補正電圧ΔV*の範囲外である場合にはステップＳ１０３に進む。

ステップ１０３では、相電圧指令補正部２４がVv’*−Vu’*及びVv’*−Vw’*の演算を行い、この演算の結果が０から補正電圧ΔV*の範囲内になるか否かを判定する。そして、演算結果のうちいずれかが０から補正電圧ΔV*の範囲内である場合にはステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、相電圧指令補正部２４が補正前相電圧指令値Vv’*に補正電圧ΔV*を加えた値を相電圧指令値Vv*として設定し、補正前相電圧指令値Vu’*、Vw’*については変更せずに同じ値を相電圧指令値Vu*、Vw*として設定する。これにより、相電圧指令値Vv*とVu*、Vw*とを十分に相違させることができ、スイッチングタイミングが一致しないように補正することができた。こうして相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*が設定されると、本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理を終了する。

一方、ステップＳ１０３においてVv’*−Vu’*及びVv’*−Vw’*の演算の結果がいずれも０から補正電圧ΔV*の範囲外である場合にはステップＳ１０５に進む。

ステップ１０５では、相電圧指令補正部２４がVw’*−Vu’*及びVw’*−Vv’*の演算を行い、この演算の結果が０から補正電圧ΔV*の範囲内になるか否かを判定する。そして、演算結果のうちいずれかが０から補正電圧ΔV*の範囲内である場合にはステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、相電圧指令補正部２４が補正前相電圧指令値Vw’*に補正電圧ΔV*を加えた値を相電圧指令値Vw*として設定し、補正前相電圧指令値Vu’*、Vv’*については変更せずに同じ値を相電圧指令値Vu*、Vv*として設定する。これにより、相電圧指令値Vw*とVu*、Vv*とを十分に相違させることができ、スイッチングタイミングが一致しないように補正することができた。こうして相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*が設定されると、本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理を終了する。

一方、ステップＳ１０５においてVw’*−Vu’*及びVw’*−Vv’*の演算の結果がいずれも０から補正電圧ΔV*の範囲外である場合にはステップＳ１０７に進む。

ステップ１０７では、補正前相電圧指令値Vu’*、Vv’*、Vw’*のいずれも補正する必要がないので、相電圧指令補正部２４は補正前相電圧指令値Vu’*、Vv’*、Vw’*を変更せずに同じ値を相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*として設定する。こうして相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*が設定されると、本実施形態に係るスイッチングタイミング補正処理を終了する。

尚、図４に示すスイッチングタイミング補正処理では、補正電圧ΔV*を加算することによってスイッチングタイミングをずらしているが、スイッチングタイミングをずらすためにはタイミングが近接している２つの相電圧指令値の電圧差が補正電圧ΔV*以上になればよい。したがって、タイミングが近接している２つの相電圧指令値のそれぞれに対して、電圧を加算及び減算することによって、補正後の相電圧指令値の差が補正電圧ΔV*となるように補正してもよい。この場合には補正後の相電圧指令値の差が補正電圧ΔV*となるように、電圧値が高いほうの相電圧指令値には電圧を加算し、電圧値が低いほうの相電圧指令値には電圧を減算するように補正する。

また、上述したスイッチングタイミングの補正処理は、モータの回転数が所定値以下の場合に限って実施するようにしてもよい。これはモータの回転数が高くなると、キャリア周期とモータの電気角周期が同期しない限り、キャリア周期毎にノイズが増大することはなくなるためである。そこで、モータの回転数が所定値以下の場合に限ってスイッチングタイミングを補正するようにしてもよい。さらに、上述したスイッチングタイミングの補正処理を、相電流やモータのトルクが所定値以上の場合に限って実施するようにしてもよい。

［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインバータ装置１によれば、多相交流電力の各相毎にスイッチング部１２を設け、スイッチング部１２のオン、オフを切り替えるスイッチングタイミングを各相の間で一致しないように補正するので、電源とＧＮＤの間に生じるスイッチングノイズの増大を防止することができる。

例えば、図７に示すように単相の電源〜ＧＮＤ間の電圧波形は波形Ｓ１のように変化し、この波形Ｓ１では時刻ｔ０でスイッチングノイズが発生している。

従来では、複数の相のスイッチングタイミングが一致すると、波形Ｓ２に示すように時刻ｔ０においてスイッチングノイズが増大していた。しかしながら、本実施形態のインバータ装置１では、スイッチングタイミングを各相の間で一致しないように補正するので、波形Ｓ２のようになることはなく電源とＧＮＤの間に生じるスイッチングノイズが増大することを防止できる。

また、本実施形態に係るインバータ装置１によれば、多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間Δｔ以上となるように補正するので、スイッチングノイズが重複することを確実に防止してスイッチングノイズの増大を防ぐことができる。

さらに、本実施形態に係るインバータ装置１によれば、相電圧指令値を補正することによってスイッチングタイミングを補正するので、容易にスイッチングタイミングを補正してスイッチングノイズの増大を防止することができる。

また、本実施形態に係るインバータ装置１によれば、モータの回転数が所定値以下の場合にスイッチングタイミングを補正するので、スイッチングノイズが増大する可能性の高いモータの回転数に適用を限定してモータコントローラ６の制御負荷（ＣＰＵ負荷）を軽減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るインバータ装置について図面を参照して説明する。尚、第１実施形態と同一の構成要素には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

［インバータ装置の構成］
図８は本実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態に係るインバータ装置５１は、図１に示した相電圧指令補正部２４の代わりにＰＷＭ信号補正部５２を備えたことが第１実施形態と相違している。

ＰＷＭ信号補正部５２は、ＰＷＭ信号生成部２５の出力信号である補正前ＰＷＭ信号PWMu’*、PWMv’*、PWMw’*のうち、スイッチング素子のスイッチングタイミング差がスイッチングノイズの継続時間Δt以下となるような組み合わせがあるか否かを判定する。そして、そのような組み合わせがある場合には、補正前ＰＷＭ信号に対してスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間Δt以上となるような補正を行ってＰＷＭ信号PWMu*、PWMv*、PWMw*に変換する。

ここで、図９を参照してＰＷＭ信号補正部５２によるＰＷＭ信号の補正処理を説明する。ＰＷＭ信号の補正は、ＰＷＭ信号の立ち上がりと立下りのタイミングを遅延させることによって行う。ＰＷＭ信号補正部５２は、図９（ａ）に示すようにPWMu’*の立ち上がりを検知してから継続時間Δt以内にPWMv’*、PWMw’*の立ち上がりを検知するか否かを判定する。そして、図９（ｂ）に示すようにPWMu’*の立ち上がりを検知してから継続時間Δt以内にPWMv’*、PWMw’*の立ち上がりを検知すると、PWMu’*の立ち上がりから継続時間Δt以上経過した後にPWMv*、PWMw*が立ち上がるように信号遅延を行う。

一方、図９（ｃ）に示すようにPWMu’*の立ち上がりを検知してから継続時間Δtの経過以降にPWMv’*、PWMw’*の立ち上がりを検知した場合には、ＰＷＭ信号補正部５２は信号遅延を行わずにPWMv’*、PWMw’*と同タイミングでPWMv*、PWMw*を出力する。尚、いずれの場合も、PWMu*はPWMu’*と同タイミングで出力される。

この後、ＰＷＭ信号補正部５２は、PWMv’*、PWMw’*に対してそれぞれ同様の処理を行うことで、各ＰＷＭ信号PWMu*、PWMv*、PWMw*によるスイッチングタイミングの差が継続時間Δt以上となるように補正する。尚、PWMu’*を最初に処理する場合について説明したが、PWMv’*,PWMw’*のいずれかを最初に処理してもよい。また、PWM信号の立ち上がりを補正する場合について説明したが、立ち下がりを補正してもよい。

［第２実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインバータ装置５１によれば、パルス幅変調信号を補正することによってスイッチングタイミングを補正するので、容易にスイッチングタイミングを補正してスイッチングノイズの増大を防止することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るインバータ装置について図面を参照して説明する。尚、第１及び第２実施形態と同一の構成要素には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

［インバータ装置の構成］
図１０は本実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、本実施形態に係るインバータ装置６１では、相電圧指令補正部６２に対して磁極位置検出部２７から磁極位置θと電気角周波数ωが入力されている点が図１に示した第１実施形態と相違している。

任意の２つの相電圧指令値が近接するモータ角度、すなわち各相のスイッチングタイミングの差が継続時間Δt以下となるようなモータ角度は予め分かっている。そこで、本実施形態の相電圧指令補正部６２は、各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間Δｔ以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度では相電圧指令値を補正して各相のスイッチングタイミングをずらしている。相電圧指令値の補正方法は、第１実施形態と同様に補正電圧ΔV*を加算すればよい。

［第３実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインバータ装置６１によれば、多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度では相電圧指令値を補正するので、スイッチングノイズが増大するタイミングを予め記憶しておくことにより確実にスイッチングノイズの増大を防止することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るインバータ装置について図面を参照して説明する。尚、第１〜３実施形態と同一の構成要素には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

［インバータ装置の構成］
図１１は本実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、本実施形態に係るインバータ装置７１では、ＰＷＭ信号補正部７２に対して磁極位置検出部２７から磁極位置θと電気角周波数ωが入力されている点が図８に示した第２実施形態と相違している。

第３実施形態と同様に、任意の２つのＰＷＭ信号が近接するモータ角度、すなわち各相のスイッチングタイミングの差が継続時間Δt以下となるようなモータ角度は予め分かっている。そこで、本実施形態のＰＷＭ信号補正部７２は、各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間Δｔ以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度ではＰＷＭ信号を補正して各相のスイッチングタイミングをずらしている。ＰＷＭ信号の補正方法は、第２実施形態と同様にＰＷＭ信号の立ち上がり、あるいは立下りのタイミングを遅延させればよい。

［第４実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインバータ装置７１によれば、多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度ではＰＷＭ信号を補正するので、スイッチングノイズが増大するタイミングを予め記憶しておくことにより確実にスイッチングノイズの増大を防止することができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係るインバータ装置について図面を参照して説明する。尚、第１〜４実施形態と同一の構成要素には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

［インバータ装置の構成］
図１２は本実施形態に係るインバータ装置の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本実施形態に係るインバータ装置８１は、図１に示した相電圧指令補正部２４の代わりに電流指令補正部８２を備えたことが第１実施形態と相違している。

電流指令補正部８２は、磁極位置検出部２７から磁極位置θと電気角周波数ωを取得し、電流指令部２１からの電流指令値id’*、iq’*を補正してスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間Δt以上となるような電流指令値id*、iq*を出力する。

このとき、電流指令補正部８２は、各相のスイッチングタイミングの差が継続時間Δｔ以下となるようなモータ角度を予め記憶しているので、各相のスイッチングタイミングの差が継続時間Δt以下となるようなモータ角度であるか否かを判定する。そして、各相のスイッチングタイミングの差が継続時間Δt以下となるようなモータ角度である場合には、スイッチングタイミングの差が継続時間Δt以上となるような電流指令値id*、iq*を出力する。

ここで、モータトルクＴは下記の式（１）で求めることができ、同じトルクＴを得ることのできるd軸電流idとq軸電流iqの組み合わせは多数ある。

ただし、Pnは極対数、Ψaはモータ巻線鎖交磁束、Ldはd軸インダクタンス、Lqはq軸インダクタンスである。

したがって、ｄ軸及びｑ軸電流id,iqの組合せを変えれば、同じトルクでスイッチングタイミングを変えることができる。そこで、電流指令補正部８２は、スイッチングタイミングが近接してしまうようなモータ角度の前後では、電流指令部２１からの電流指令値は採用せずに、予め求めておいた別の電流指令値id*、iq*の組合せを出力する。これにより、所望のトルクを得ることができるとともに、各相のスイッチングタイミングの差を継続時間Δｔ以上にすることができる。

次に、電流指令値id*、iq*の組み合わせを変えても、トルクを変えずに相電流と相電圧の組み合わせを変えられる場合の数値例をモータロック時について説明する。モータロック時は誘起電圧が発生しないので、相電圧は相電流に比例する（比例定数は、モータ巻線抵抗・インバータ内のバスバー抵抗値・スイッチング素子のオン電圧等によって決まる）。したがって、相電流が同じ場合には相電圧も同じになるため、スイッチングタイミングが近接することになる。

例えば、θ=270°の場合には、dq軸から３相への変換は以下の式で示すことができる。

ここで、Pn=１、Ψa=0.1Wb、Ld-Lq=-0.1mHとすると、id=0、iq=-367AのときにトルクTはT=-37Nmとなり、相電流はそれぞれiu=-300A、iv=iw=150Aとなる。したがって、この場合にはV相とW相の相電流、すなわち相電圧が一致してしまうことになる。しかし、同じトルクを得られる電流としてid=-66A、iq=-345Aに変更すると、各相の相電流はそれぞれiu=-281A,iv=188A,iw=94Aとなり、３相ともに相電流、すなわち相電圧を相異させることができる。

［第５実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るインバータ装置８１によれば、各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間Δｔ以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度では電流指令値を補正するので、同じモータトルクを発生する電流指令値を利用してモータトルクを変更することなくスイッチングノイズの増大を防止することができる。

なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１、５１、６１、７１、８１ インバータ装置
２ バッテリ
３ モータジェネレータ
４ インバータ
５ 車両コントローラ
６ モータコントローラ（モータ制御部）
１１ 電圧センサ
１２ スイッチング部
２１ 電流指令部
２２ 電流制御部
２３ ２相／３相変換部
２４、６２ 相電圧指令補正部
２５ ＰＷＭ信号生成部
２６ ３相／２相変換部
２７ 磁極位置検出部
３１ 磁極位置センサ
５２、７２ ＰＷＭ信号補正部
８２ 電流指令補正部

Claims (9)

1. 電源から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータへ出力するインバータ装置であって、
   前記多相交流電力の各相毎にスイッチング部が設けられたインバータと、
   前記スイッチング部のオン、オフを切り替えるスイッチングタイミングが各相の間で一致しないように補正するモータ制御部と
   を備えたことを特徴とするインバータ装置。
2. 前記モータ制御部は、前記多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以上となるように補正することを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
3. 前記モータ制御部は、前記スイッチングタイミングを制御するための相電圧指令値を補正することによって前記スイッチングタイミングを補正することを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
4. 前記モータ制御部は、前記スイッチングタイミングを制御するためのパルス幅変調信号を補正することによって前記スイッチングタイミングを補正することを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
5. 前記モータ制御部は、前記多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度では前記相電圧指令値を補正することを特徴とする請求項３に記載のインバータ装置。
6. 前記モータ制御部は、前記多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度では前記パルス幅変調信号を補正することを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
7. 前記モータ制御部は、前記多相交流電力の各相のスイッチングタイミングの差がスイッチングノイズの継続時間以下となるようなモータ角度を予め記憶しておき、このモータ角度では、前記スイッチングタイミングを制御するための電流指令値を補正することによって前記スイッチングタイミングを補正することを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
8. 前記モータ制御部は、前記モータの回転数が所定値以下の場合に前記スイッチングタイミングを補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインバータ装置。
9. 電源から供給される直流電力を多相交流電力に変換してモータへ出力するインバータ装置のスイッチングタイミング補正方法であって、
   前記多相交流電力の各相毎にスイッチング部を設け、前記スイッチング部のオン、オフを切り替えるスイッチングタイミングが各相の間で一致しないように補正する
   ことを特徴とするインバータ装置のスイッチングタイミング補正方法。

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