JP2016163452A - ３相回転電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デッドタイムに起因した時比率の設定精度の低下を好適に抑制することのできる３相回転電機の制御装置を提供する。
【解決手段】キャリアの周期Ｔｃの複数倍（たとえば３倍）の長さを有する複数周期ＴＤ内の各時比率Ｄ（１），Ｄ（２），Ｄ（３）には互いに相違する値のものを設ける。そして、これら時比率Ｄ（１），Ｄ（２），Ｄ（３）の平均値を、３相回転電機の制御量を指令値に制御する上での操作量である要求時比率（たとえば８９％）とする。ここで、時比率Ｄ（１），Ｄ（２），Ｄ（３）は、上側アームのスイッチング素子および下側アームのスイッチング素子を相補的にオン・オフ操作する際に設けられるデッドタイムの影響を受けることなく高精度に設定できる値とされる。
【選択図】図５

Description

本発明は、直流電圧源の正極および負極のそれぞれと３相回転電機の各端子との間を開閉するスイッチング素子を備えるインバータを操作することで前記３相回転電機の制御量を制御する３相回転電機の制御装置に関する。

インバータを操作することでモータ（３相回転電機）の制御量を制御するに際して、１２０°通電方式を利用することが周知である。この際、１２０°通電期間において、実際に直流電圧源の電圧をモータに印加する時間を間引くために、ＰＷＭ処理をすることも周知である。また、特許文献１に見られるように、ＰＷＭ処理がなされる場合、直列接続された上側アームのスイッチング素子および下側アームのスイッチング素子を相補的にオン・オフ操作することも提案されている。

特開２００９−１６５２９８号公報

ところで、上側アームのスイッチング素子および下側アームのスイッチング素子を相補的にオン・オフ操作する場合、それら直列接続された一対のスイッチング素子の双方がオン状態となる上下アーム短絡を回避するために、デッドタイムが設けられることが周知である。ただし、上記特許文献１記載の技術において、デッドタイムが設けられると、スイッチング素子のオン・オフ操作の１周期に対するオン操作時間の時比率の設定に制約が生じる。詳しくは、オン・オフ操作の１周期に対するオン操作時間やオフ操作時間がデッドタイムによって定まる上限値を上回ったり下限値を下回ったりする場合、これに対応する時比率の設定精度が低下する。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、デッドタイムに起因した時比率の設定精度の低下を好適に抑制することのできる３相回転電機の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．３相回転電機の制御装置は、直流電圧源の正極および負極のそれぞれと３相回転電機の各端子との間を開閉するスイッチング素子を備えるインバータを操作することで、前記３相回転電機の３個の端子のうちの２個の端子を前記３相回転電機の回転に応じて変更しつつ通電端子に設定し、該２個の通電端子の一方から他方に電流を流す通電処理を実行する３相回転電機の制御装置において、前記２個の通電端子のうちの少なくとも一方に接続される上側アームのスイッチング素子と下側アームのスイッチング素子とを、デッドタイムを設けて相補的にオン・オフ操作するＰＷＭ処理部と、前記３相回転電機の制御量を指令値に制御すべく前記ＰＷＭ処理部による相補的なオン・オフ操作の１周期に対するオン操作時間の時比率を操作する時比率操作処理部と、を備え、前記時比率操作処理部は、前記指令値に制御する上で要求される時比率である要求時比率を算出する時比率算出処理部と、前記オン・オフ操作の複数周期における個々の時比率に相違するものを有するようにして当該複数周期の時比率の平均値を前記要求時比率に制御する平均処理部と、を備えることを特徴とする。

上記構成では、時比率操作処理部によって、３相回転電機の制御量を指令値に制御するための操作量が時比率とされている。そして、平均処理部によって、インバータを構成するスイッチング素子のオン・オフ操作の実際の時比率の複数周期における平均値が、操作量としての要求時比率に制御される。このため、デッドタイムに起因して、単一の周期の時比率を要求時比率に精度よく設定することのできない場合であっても、平均値を要求時比率に精度よく設定することができる。このため、デッドタイムに起因した時比率の設定精度の低下を好適に抑制することができる。

２．上記１記載の３相回転電機の制御装置において、前記平均処理部によって相違するものを有するようにされた時比率の中には、１００％となるものが含まれる。
１００％よりも小さいものの１００％に近い時比率は、デッドタイムに起因してその設定精度が低下しやすい。そして、複数周期の時比率の平均値を１００％に近い要求時比率に高精度に制御する上では、１００％よりも小さく高精度に設定可能な時比率のみならず、１００％の時比率を用いることが要求される。この点、上記構成では、平均処理部が１００％の時比率を利用することで、これと１００％よりも小さく高精度に設定可能な時比率とを組み合わせることで、複数周期の時比率の平均値を１００％に近い要求時比率に高精度に制御することができる。

３．上記２記載の３相回転電機の制御装置において、前記平均処理部は、前記要求時比率が、デッドタイムに起因して前記オン・オフ操作の１周期の間では実現できないことを条件に、前記平均値によって前記要求時比率を実現する。

上記構成では、要求時比率が、デッドタイムに起因してオン・オフ操作の１周期の間では実現できないことを条件に、平均値によって要求時比率を実現するため、１周期の時比率を要求時比率とすることができるときには、平均値のみならず１周期の時比率を要求時比率とする。このため、複数周期の時比率に相違するものがあるようにしつつ平均値を要求時比率とする処理を常時行う必要がないため、当該制御装置の演算負荷または記憶データ量を低減することができる。

４．上記１〜３のいずれか１つに記載の３相回転電機の制御装置において、前記平均処理部は、前記複数周期の個々の時比率の組み合わせと、該組み合わせによって実現される平均時比率と、を対応付けたデータを記憶するメモリを備え、前記データに基づき前記複数周期の個々の時比率を操作する。

上記構成では、制御装置が上記データを用いて複数周期の時比率の平均値を要求時比率に制御するため、平均値への制御のための演算負荷を軽減することができる。
５．上記１〜４のいずれか１つに記載の３相回転電機の制御装置において、前記平均処理部は、前記複数周期が経過することを条件に、前記平均値に対する指令値としての前記要求時比率を更新する。

上記構成では、複数周期の途中で要求時比率が更新されることがない。このため、平均時比率が要求時比率に応じたものとなる前に、要求時比率が更新されないため、平均時比率を要求時比率に高精度に制御することができる。

６．上記５記載の３相回転電機の制御装置において、前記時比率算出処理部は、前記平均処理部が前記平均値に対する指令値としての前記要求時比率を更新するタイミングとは独立に、前記要求時比率を算出更新する。

上記構成では、時比率算出処理部は、平均処理部が時比率の平均値を要求時比率に制御する上で必要な複数周期が経過したか否かにかかわらず要求時比率を算出更新する。しかし、平均処理部では、時比率算出処理部によって要求時比率が新たに算出されたか否かとは独立に、平均値に対する指令値としての要求時比率を更新する。このため、複数周期の途中で平均値に対する指令値としての要求時比率が変更されることがない。

一実施形態にかかる制御装置内蔵のシステム構成図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる時比率の推移例を示すタイムチャート。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる相補的なオン・オフ操作を示す回路図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる相補的なオン・オフ操作信号を示すタイムチャート。 同実施形態にかかる配列組み合わせデータを例示するタイムチャート。 同実施形態にかかる時比率の操作処理の手順を示す流れ図。 同実施形態との比較例にかかる時比率の操作処理の手順を示す流れ図。

以下、３相回転電機の制御装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。図１に示すモータ１０は、表面磁石同期電動機（ＳＰＭＳＭ）である。また、モータ１０は、３個のステータコイル同士がＹ結線されたものである。モータ１０は、車両の駆動系に備えられるＣＶＴ（無段変速装置）１４にオイルを吐出するオイルポンプ１２に内蔵されている。モータ１０には、インバータＩＮＶを介してバッテリ（直流電圧源）１６が接続されている。インバータＩＮＶは、バッテリ１６の正極および負極のそれぞれとモータ１０の３個の端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗのそれぞれとの間を開閉する回路である。

なお、図１においては、インバータＩＮＶを構成するスイッチング素子（ＭＯＳ電界効果トランジスタ）の符号のうちモータ１０の３個の端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗのそれぞれに接続されるものに、「ｕ，ｖ，ｗ」のそれぞれを付与し、また、上側アームに「ｐ」を、下側アームに「ｎ」を付与している。なお、以下では、「ｕ，ｖ，ｗ」を総括して「￥」と表記し、「ｐ，ｎ」を総括して「＃」と表記する。すなわち、インバータＩＮＶは、バッテリ１６の正極とモータ１０の端子Ｔ￥との間を開閉するスイッチング素子Ｓ￥ｐと、バッテリ１６の負極とモータ１０の端子Ｔ￥との間を開閉するスイッチング素子Ｓ￥ｎとの直列接続体を備えて構成されている。なお、これらスイッチング素子Ｓ￥＃のそれぞれにはダイオードＤ￥＃が逆並列接続されている。

バッテリ１６の正極および負極に接続されるインバータＩＮＶの一対の入力端子の間には、電圧センサ１８が設けられており、電圧センサ１８によってインバータＩＮＶの入力電圧Ｖｄｃが検出される。また、インバータＩＮＶの負極側の入力端子とバッテリ１６の負極との間（負極側の直流母線）には、シャント抵抗２０が設けられている。そしてシャント抵抗２０の両端の電圧降下は、電圧センサ２２によって検出される。電圧センサ２２は、電圧降下の検出によって、直流母線を流れる電流Ｉを検出する。

制御装置３０は、位相検出回路３２と、制御部３４とを備えている。ここで、位相検出回路３２は、モータ１０の端子電圧Ｖ￥に誘起電圧が現れるときに、同誘起電圧の所定の位相を検出するものである。本実施形態では、所定の位相を、各端子に現れる誘起電圧の符号が反転する位相とする。換言すれば、誘起電圧のゼロクロスが生じる位相とする。位相検出回路３２の構成としては、周知技術を適用すればよい。具体的には、たとえば、中性点の電圧と各端子電圧Ｖ￥との大小の反転タイミングをゼロクロスタイミングとして検出するものや、インバータＩＮＶの入力電圧の「１／２」と各端子電圧Ｖ￥との大小の反転タイミングをゼロクロスタイミングとして検出するもの等を採用することができる。

制御部３４は、中央処理装置（ＣＰＵ）とメモリ３４ａとを備え、メモリ３４ａに格納されたプログラムをＣＰＵによって実行することで、モータ１０の制御量を制御すべく、インバータＩＮＶを操作する。すなわち、インバータＩＮＶのスイッチング素子Ｓ￥＃に操作信号ｇ￥＃を出力することで、インバータＩＮＶを操作する。なお、操作信号ｇ￥＃を出力するに際しては、制御部３４にドライブ回路を備え、ＣＰＵからの信号をドライブ回路を介してインバータＩＮＶに出力するようにしてもよい。

ここで、インバータＩＮＶの操作を、本実施形態では、１２０°通電方式を利用して行う。すなわち、モータ１０の３個の端子Ｔ￥のうちの２個を通電端子ＴＪ，ＴＫ（Ｊ，Ｋは、互いに相違し、ｕ，ｖ，ｗのいずれか）とし、この２個の通電端子ＴＪ、ＴＫの組をモータ１０の回転に伴って変更する。

図２に、本実施形態にかかるインバータＩＮＶのスイッチング操作パターンを示す。
図２（ａ）は、後述する、スイッチング素子Ｓ￥ｎのオン・オフ操作の１周期に対するオン時間の時比率Ｄの要求値（要求時比率Ｄ＊）が１００％である場合を示している。図２（ａ）に示されるように、制御部３４は、モータ１０の３個の端子Ｔ￥のうちの２個の通電端子ＴＪ、ＴＫのそれぞれに接続されたステータコイルに電流を流す期間を設けてモータ１０を駆動する。ここで、通電端子ＴＪ，ＴＫのそれぞれに接続されたステータコイルは、それらへの通電によって生成される磁束の合成ベクトルが、磁極に直交する方向を中心として進角側および遅角側に等しい幅を有する角度領域となるものとする。この角度領域を、１２０°通電方式に従って、「１２０°」の角度領域とする。

図２（ｂ）は、モータ１０を流れる電流Ｉを指令値Ｉ＊にフィードバック制御するための操作量として、要求時比率Ｄ＊が１００％よりも小さい値である場合を示している。この場合、要求時比率Ｄ＊が１００％であるときのスイッチング素子Ｓ￥ｎのオン操作期間がオン操作許可領域とされ、この期間において、スイッチング素子Ｓ￥ｎがオン・オフ操作される。なお、要求時比率Ｄ＊は、たとえば、指令値Ｉ＊と電流Ｉとの偏差を入力とする比例要素の出力値および積分要素の出力値の和とすればよい。また、本実施形態では、要求時比率Ｄ＊は、制御部３４によって、所定の時間周期で算出更新されることを想定している。なお、この所定の時間周期は、モータ１０が想定最高回転速度で定常回転しているときにおいて、１回転の間に要する時間よりも短いことが望ましい。

図２（ｂ）に示すように、本実施形態では、スイッチング素子Ｓ￥ｎのオン操作許可領域において、スイッチング素子Ｓ￥ｎをオン・オフ操作する場合、これに直列接続されたスイッチング素子Ｓ￥ｐを相補的にオン・オフ操作する。これは、電力損失を低減するための設定である。以下、これについて図３に基づき説明する。

図３（ａ）は、通電端子Ｔｕから通電端子Ｔｖに電流を流すために、スイッチング素子Ｓｕｐをオン操作して且つ、スイッチング素子Ｓｖｎをオン操作している状態を示す。この場合、バッテリ１６からスイッチング素子Ｓｕｐを流れた電流は、通電端子Ｔｕ，Ｔｖを介してスイッチング素子Ｓｖｎに流れる。ここで、図３（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｓｖｎをオフ操作して且つ、スイッチング素子Ｓｖｐをオン操作する場合、通電端子Ｔｕ，通電端子Ｔｖ，スイッチング素子Ｓｖｐ，スイッチング素子Ｓｕｐの経路に電流が流れる。この際、ダイオードＤｖｐにはほとんどまたは全く電流が流れない。これは、スイッチング素子Ｓｖｐの電圧降下が、ダイオードＤｖｐの順方向電圧降下よりも小さいためである。これに対し、スイッチング素子Ｓｖｎをオフ操作したときにもスイッチング素子Ｓｖｐをオフ状態にしておく場合には、図３（ｂ）に示す電流の経路がスイッチング素子ＳｖｐからダイオードＤｖｐに変更される。そしてこの場合には、図３（ｂ）に示す場合と比較すると、損失が大きくなる。

上記のように、直列接続されたスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎを相補的にオン・オフ操作する場合、スイッチング素子Ｓ￥ｐとスイッチング素子Ｓ￥ｎとの双方を貫通するいわゆる短絡電流が流れることが懸念される。このため、本実施形態では、図４に示すようにしてデッドタイムを設ける。

図４（ａ）に示すように、本実施形態では、ＰＷＭ処理のキャリアの周期Ｔｃの始点においてスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン操作し、その後、スイッチング素子Ｓ￥ｎをオフ操作するタイミングに対してスイッチング素子Ｓ￥ｐをオン操作するタイミングをデッドタイムＤＴだけ遅延させる。そして、キャリアの周期Ｔｃの終点よりもデッドタイムだけさかのぼったタイミングでスイッチング素子Ｓ￥ｐをオフ操作する。

この場合、図４（ｂ）に示すように、スイッチング素子Ｓ￥ｎをオン状態とする時間が「Ｔｃ−２・ＤＴ」以上となる場合、スイッチング素子Ｓ￥ｐをオン操作することができない。したがって、時比率Ｄが「１００・（Ｔｃ−２・ＤＴ）／Ｔｃ」を上回って且つ１００％よりも小さい場合、この時比率Ｄに設定することができない。ここで、本実施形態では、キャリアの周期Ｔｃを「７０μｓ」として且つデッドタイムＤＴを「５μｓ」とすることを例示する。この場合、８６％を上回って且つ１００％よりも小さい時比率を設定することはできない。

そこで本実施形態では、複数の周期Ｔｃにおける個々の時比率Ｄの値に相違させるものを有するようにして、それら複数の周期Ｔｃのそれぞれの時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御する。図５に、複数周期ＴＤの時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊とする手法を例示する。図５では、キャリアの３個の周期Ｔｃにおけるそれぞれの時比率Ｄ（１）、Ｄ（２），Ｄ（３）を、８６％、１００％、および８１％のそれぞれとする。この場合、３周期からなる複数周期ＴＤの時比率Ｄの平均値は、８９％となる。すなわち、この例の場合、単一の周期Ｔｃにおける時比率Ｄとして設定できない８９％の時比率Ｄを、３周期の平均値によって実現できる。

本実施形態では、単一の周期Ｔｃにおける時比率Ｄとして設定できない８６％を超える時比率Ｄを、複数周期ＴＤの平均値として実現可能な時比率Ｄの組み合わせ配列データをメモリ３４ａに記憶しておき、要求時比率Ｄ＊が８６％を上回る場合、これに基づき各時比率Ｄを設定する。なお、組み合わせ配列データは、複数周期ＴＤ（図３では３周期を例示したが、これに限らない）内の各周期Ｔｃにおける時比率Ｄ（ｉ）の組み合わせと、複数周期ＴＤにおける時比率の平均値との関係を定めたデータである。

図６に、本実施形態にかかる時比率Ｄの操作処理の手順を示す。この処理は、制御部３４によって、たとえば上記キャリアの周期Ｔｃで繰り返し実行される。
この一連の処理において、制御部３４は、まず、変数ｉを初期化する（Ｓ１０）。次に制御部３４は、モータ１０が駆動状態であるか否かを判断する（Ｓ１２）。ここでモータ１０の駆動状態とは、インバータＩＮＶのスイッチング素子Ｓ￥＃に操作信号ｇ￥＃を出力してインバータＩＮＶを操作している状態のこととする。そして制御部３４は、モータ１０の駆動状態であると判断する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、変数ｉがゼロであるか否かを判断する（Ｓ１４）。そして、制御部３４は、変数ｉがゼロであると判断する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、要求時比率Ｄ＊を取得する（Ｓ１６）。

次に、制御部３４は、要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１８）。この処理は、要求時比率Ｄ＊を単一の周期Ｔｃ内に実現できるか否かを判断するためのものである。ここで、上限値Ｄｔｈを、本実施形態では、８６％に設定する。制御部３４は、上限値Ｄｔｈ以下であると判断する場合（Ｓ１８：ＮＯ）、個々の時比率Ｄを要求時比率Ｄ＊に設定する（Ｓ２０）。そして、制御部３４は、設定された時比率Ｄとなるようにスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン・オフ操作する（Ｓ２２）。

一方、制御部３４は、ステップＳ１４において否定判断する場合や、ステップＳ１８において肯定判断する場合には、組み合わせ配列データに基づき時比率Ｄ（ｉ）を選択する（Ｓ２４）。ここで、たとえば、ステップＳ１８において肯定判断された場合には、要求時比率Ｄ＊に対応する複数周期ＴＤの時比率Ｄの組み合わせデータを選択し、そのデータの先頭の時比率Ｄ（１）を選択する。一方、ステップＳ１４において否定判断された場合には、既に選択されているデータにおける未だ選択されていない時比率Ｄ（ｉ）を選択する。

そして、制御部３４は、ステップＳ２４において選択した時比率Ｄ（ｉ）を、今回のスイッチング素子Ｓ￥ｎのオン・オフ操作の時比率Ｄに設定し、変数ｉをインクリメントする（Ｓ２６）。次に、制御部３４は、変数ｉが閾値ｉｔｈ以上であるか否かを判断する（Ｓ２８）。ここで、閾値ｉｔｈは、組み合わせ配列データが、時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊とするために設定している周期Ｔｃの数（ＴＤ／Ｔｃ）に設定されている。そして、制御部３４は、閾値ｉｔｈ以上であると判断する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、変数ｉを初期化する（Ｓ３０）。そして、制御部３４は、変数ｉを初期化した場合や、ステップＳ２８において否定判断した場合には、ステップＳ２２に移行する。そして、制御部３４は、ステップＳ２２の処理が完了すると、ステップＳ１２に戻る。

なお、制御部３４は、ステップＳ１２において否定判断する場合、図６に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。

要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈを超える場合、単一の周期Ｔｃではなく、複数周期ＴＤにおける時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御するように、各周期Ｔｃの時比率Ｄが設定される。このため、要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈを超える場合であっても、モータ１０を流れる電流Ｉを指令値Ｉ＊に制御する制御性が向上する。

これに対し、図７に、要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈを超える場合には、時比率Ｄを１００％とする場合を例示する。なお、図７において図６に示した処理に対応するものについては、便宜上同一のステップ番号を付している。図７に示す処理では、ステップＳ１８において肯定判断される場合、ステップＳ４０において時比率Ｄが１００％とされる。この処理では、たとえば要求時比率Ｄ＊が８７％である場合、時比率Ｄが１００％とされることで、電流Ｉが指令値Ｉ＊を大きく上回るおそれがある。そしてこの場合、時比率Ｄが８６％よりも小さい値に更新される。すると、電流Ｉが指令値Ｉ＊よりも小さくなり、要求時比率Ｄ＊が再度、８６パーセントを上回る。このため、モータ１０のトルク変動が大きくなる。

なお、要求時比率Ｄ＊の上限を上限値Ｄｔｈとする場合には、電流Ｉを指令値Ｉ＊に制御できなくなるおそれがある。また、要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈを超える場合に限って、上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐを相補的にオン・オフ操作することを停止することは、制御部３４の構成を、上側アームのスイッチング素子Ｓ￥ｐを相補的にオン・オフ操作するモードと、常時オフするモードとの切替が可能なものとする必要が生じる。そして、これは制御部３４のコストアップにつながる。

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）オン・オフ操作の複数周期ＴＤにおける個々の時比率Ｄに相違するものを有するようにして複数周期ＴＤの時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御した。これにより、デッドタイムに起因して、単一の周期Ｔｃの時比率Ｄを要求時比率Ｄ＊に精度よく設定することのできない場合であっても、平均値を要求時比率Ｄ＊に精度よく設定することができる。このため、デッドタイムに起因した時比率の設定精度の低下を好適に抑制することができる。

（２）組み合わせ配列データによって規定される複数周期ＴＤのそれぞれの時比率Ｄ（ｉ）の中に、１００％となるものを含めた（図５）。１００％の時比率と１００％よりも小さく高精度に設定可能な時比率とを組み合わせることで、複数周期ＴＤの時比率Ｄ（ｉ）の平均値を１００％に近い要求時比率Ｄ＊に高精度に制御することができる。

（３）要求時比率Ｄ＊が、デッドタイムに起因してオン・オフ操作の１周期の間では実現できない時比率（上限値Ｄｔｈよりも大きい時比率）である場合に、平均値によって要求時比率Ｄ＊を実現した。これにより、１周期（周期Ｔｃ）の時比率Ｄを要求時比率Ｄ＊とすることができるときには、平均値のみならず１周期の時比率Ｄを要求時比率Ｄ＊とする。このため、平均値を要求時比率Ｄ＊とする処理を常時行う必要がないため、組み合わせ配列データのデータ量を低減することができる。

（４）複数周期ＴＤの個々の時比率の組み合わせと、組み合わせによって実現される平均時比率と、を対応付けたデータ（組み合わせ配列データ）をメモリ３４ａに記憶し、これを用いて時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御した。このため、平均値への制御のための制御部３４の演算負荷を軽減することができる。

（５）複数周期ＴＤの時比率Ｄ（ｉ）の平均値に対する指令値としての要求時比率Ｄ＊を、組み合わせ配列データによって規定される複数周期ＴＤが経過することを条件に更新した（Ｓ１４，Ｓ２８，Ｓ３０）。このため、未だ時比率Ｄ（ｉ）の平均値が要求時比率Ｄ＊とならない時点で、新たな要求時比率Ｄ＊への制御が要求されることがないため、要求時比率Ｄ＊への制御性を向上させることができる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。以下において、「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と上記実施形態との対応関係を符号等によって例示した部分があるが、これには、例示した対応関係に上記事項を限定する意図はない。

・「平均処理部（Ｓ２４〜Ｓ３０）について」
上記実施形態では、複数周期ＴＤ内における時比率Ｄの平均値に対する指令値となる要求時比率Ｄ＊を、複数周期ＴＤにわたって更新しなかったが、これに限らない。たとえば、平均値への制御のための要求時比率Ｄ＊を、平均値への制御とは無関係に更新してもよい。ただし、この際の要求時比率Ｄ＊の更新周期は、複数周期ＴＤ以上の長さを有する時間間隔であることが望ましい。

上記実施形態では、メモリ３４ａに組み合わせ配列データを記憶しておき、これに基づき、複数周期の時比率Ｄの平均値を、電流Ｉを指令値Ｉ＊に制御する上での要求時比率Ｄ＊に制御したがこれに限らない。たとえば、キャリアの複数周期ＴＤ内における時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御する上での操作量を、「ＴＤ／Ｔｃ」個の周期Ｔｃのそれぞれにおける時比率Ｄとしてもよい。これはたとえば、複数周期ＴＤ内の最初の周期Ｔｃにおける時比率Ｄを、上限値Ｄｔｈに設定し、その後、平均値が要求時比率Ｄ＊となるように、各周期Ｔｃの時比率Ｄを操作すればよい。なお、この場合、複数周期ＴＤが経過するまでは、平均値に対する指令値としての要求時比率Ｄ＊を更新しない。

また、上記実施形態では、要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈよりも大きくなる場合にオン操作許可領域内における時比率Ｄの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御したがこれに限らない。たとえば、要求時比率Ｄ＊が上限値Ｄｔｈよりも大きくなるか否かにかかわらず、常時、異なる複数の時比率Ｄを用いてそれらの平均値を要求時比率Ｄ＊に制御してもよい。

・「時比率算出処理部（３４、図２（ｂ））について」
上記実施形態では、制御量を電流Ｉとし、これを指令値Ｉ＊に制御するためのフィードバック操作量として要求時比率Ｄ＊を設定したがこれに限らない。たとえば制御量をモータ１０に流れる電流とし、これを指令値Ｉ＊に開ループ制御するための操作量として要求時比率Ｄ＊を設定してもよい。また、制御量としては、モータ１０を流れる電流に限らず、たとえばモータ１０の回転速度であってもよい。

上記実施形態は、複数周期ＴＤが経過したときであるか否かとは独立に、要求時比率Ｄ＊を算出したが、これに限らず、複数周期ＴＤ毎に要求時比率Ｄ＊を算出してもよい。
・「ＰＷＭ処理部（図２（ｂ））について」
上記実施形態では、モータ１０の１の通電端子ＴＪから他の通電端子ＴＫへと電流を流す期間において、下側アームのスイッチング素子ＳＫｎのオン・オフ操作の時比率を操作対象としたが、これに限らない。たとえば、上側アームのスイッチング素子ＳＪｐのオン・オフ操作の時比率を操作対象としてもよい。

上記実施形態では、スイッチング素子Ｓ￥＃のオン・オフ操作の１周期を、固定の長さを有する周期Ｔｃとしたがこれに限らない。たとえば、１周期をモータ１０の回転速度に応じて可変としてもよい。この場合、モータ１０の回転速度が高いほど１周期を短い時間に設定することが望ましい。

・「通電処理（図２）について」
上記実施形態では、要求時比率Ｄ＊が１００％の場合、モータ１０の１の通電端子ＴＪに接続された上側アームのスイッチング素子ＳＪｐと、他の通電端子ＴＫに接続された下側アームのスイッチング素子ＳＫｎとの間に電流を流す期間を１２０°の期間としたがこれに限らない。たとえば、モータ１０の１の通電端子ＴＪに接続された上側アームのスイッチング素子ＳＪｐと、他の通電端子ＴＫに接続された下側アームのスイッチング素子ＳＫｎとの間に電流を流す期間を、１２０°よりも長い期間としてもよい。この場合、モータ１０の３個の端子の全てに電流が流れるオーバーラップ期間が生じるが、オーバーラップ期間においても、モータ１０の３個の端子のうちの２個の端子の一方から他方に電流が流れ、しかも、これら２個の端子がモータ１０の回転に応じて変更される。なお、モータ１０の１の端子に接続された上側アームのスイッチング素子ＳＪｐと、他の端子に接続された下側アームのスイッチング素子ＳＫｎとの間に電流を流す期間を１８０°よりも短くするなら、これら２個の端子にのみ電流が流れ、残りの１個の端子には電流が流れない期間が生じる。

・「デッドタイム生成処理について」
図４に例示した態様にて行われるものに限らない。たとえば、時比率と三角波形状のキャリアとの大小比較に基づきＰＷＭ信号を生成し、同ＰＷＭ信号の立ち上がりタイミングを、通電端子Ｔ￥に接続されたスイッチング素子Ｓ￥ｎのオフ操作タイミングとして且つ、スイッチング素子Ｓ￥ｐのオン操作タイミングをデッドタイムだけ遅延させてもよい。この場合、ＰＷＭ信号の立ち下がりタイミングをスイッチング素子Ｓ￥ｐのオフ操作タイミングとして且つ、スイッチング素子ＳＫｎのオン操作タイミングをデッドタイムだけ遅延させる。なお、この場合、上限値Ｄｔｈは、「１００・（Ｔｃ−ＤＴ）／Ｔｃ」となる。

１０…モータ、１２…オイルポンプ、１４…ＣＶＴ、１６…バッテリ、１８…電圧センサ、２０…シャント抵抗、２２…電圧センサ、３０…制御装置、３２…位相検出回路、３４…制御部、３４ａ…メモリ。

Claims (6)

1. 直流電圧源の正極および負極のそれぞれと３相回転電機の各端子との間を開閉するスイッチング素子を備えるインバータを操作することで、前記３相回転電機の３個の端子のうちの２個の端子を前記３相回転電機の回転に応じて変更しつつ通電端子に設定し、該２個の通電端子の一方から他方に電流を流す通電処理を実行する３相回転電機の制御装置において、
   前記２個の通電端子のうちの少なくとも一方に接続される上側アームのスイッチング素子と下側アームのスイッチング素子とを、デッドタイムを設けて相補的にオン・オフ操作するＰＷＭ処理部と、
   前記３相回転電機の制御量を指令値に制御すべく前記ＰＷＭ処理部による相補的なオン・オフ操作の１周期に対するオン操作時間の時比率を操作する時比率操作処理部と、を備え、
   前記時比率操作処理部は、前記指令値に制御する上で要求される時比率である要求時比率を算出する時比率算出処理部と、前記オン・オフ操作の複数周期における個々の時比率に相違するものを有するようにして当該複数周期の時比率の平均値を前記要求時比率に制御する平均処理部と、を備えることを特徴とする３相回転電機の制御装置。
2. 前記平均処理部によって相違するものを有するようにされた時比率の中には、１００％となるものが含まれる請求項１記載の３相回転電機の制御装置。
3. 前記平均処理部は、前記要求時比率が、デッドタイムに起因して前記オン・オフ操作の１周期の間では実現できないことを条件に、前記平均値によって前記要求時比率を実現する請求項２記載の３相回転電機の制御装置。
4. 前記平均処理部は、前記複数周期の個々の時比率の組み合わせと、該組み合わせによって実現される平均時比率と、を対応付けたデータを記憶するメモリを備え、前記データに基づき前記複数周期の個々の時比率を操作する請求項１〜３のいずれか１項に記載の３相回転電機の制御装置。
5. 前記平均処理部は、前記複数周期が経過することを条件に、前記平均値に対する指令値としての前記要求時比率を更新する請求項１〜４のいずれか１項に記載の３相回転電機の制御装置。
6. 前記時比率算出処理部は、前記平均処理部が前記平均値に対する指令値としての前記要求時比率を更新するタイミングとは独立に、前記要求時比率を算出更新する請求項５記載の３相回転電機の制御装置。