(57)【要約】【課題】高調波抑制性能を維持しつつもリプルを抑制可能なアクティブフィルタ装置を提供する。【解決手段】アクティブフィルタ装置は、室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力する指令出力部と、所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するデューティ比判定部と、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるＤＣ電圧調整部と、を備える。【選択図】図１
2019205305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力する指令出力部と、
所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するデューティ比判定部と、
前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるＤＣ電圧調整部と、
を備えるアクティブフィルタ装置。
【請求項２】
前記デューティ比判定部は、更に、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定上限値に達しているか否かを判定し、
前記ＤＣ電圧調整部は、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定上限値に達している場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を上昇させる
請求項１に記載のアクティブフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアクティブフィルタ装置と、
前記室外機と、
を備える空調システム。
【請求項４】
前記アクティブフィルタ装置は、
前記室外機の内部に組み込まれている
請求項３に記載の空調システム。
【請求項５】
室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力するステップと、
所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するステップと、
前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるステップと、
を有するリプル抑制方法。
【請求項６】
アクティブフィルタ装置のコンピュータに、
室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力するステップと、
所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するステップと、
前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブフィルタ装置、空調システム、リプル抑制方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調システムでは、インバータを用いて、室外機の圧縮機用モータ等を所望に回転駆動させることが知られている。このような空調システムの室外機に流れる電流は、交流電力を直流に変換する整流回路の特性により、高調波が生じ易い。そのため、アクティブフィルタ装置を用いて、室外機に流れる電流の高調波を抑制する。
【０００３】
上述のアクティブフィルタに関連し、特許文献１には、室外電源装置及び室内電源装置へ入力される交流電流を検出する電流検出部と、電流検出部の電流検出結果に基づいて、交流電流の高調波成分を低減させる制御を行う高調波抑制部とを備えた空気調和装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６４４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アクティブフィルタ装置は、室外機の圧縮機用モータ等を駆動させるための電流（即ち、高調波を含む電流。以下、「コンバータ電流」とも記載する。）を検出し、その急峻な変化に追随して適切な電流を重畳することで、電力系統から供給される全電流（以下、「系統電流」とも記載する。）を正弦波に形成し、高調波を抑制する。以下、アクティブフィルタ装置が出力する電流を、「アクティブフィルタ出力電流」とも記載する。
【０００６】
アクティブフィルタ出力電流は、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子（パワートランジスタ）のＯＮ／ＯＦＦ制御によって制御される。アクティブフィルタ出力電流は、アクティブフィルタ装置が具備するリアクタによって平滑化される。このリアクタは、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しに伴って生じるリプルを抑制する。リアクタのインダクタンス値が高いほど、リプルの抑制効果を高められる。
【０００７】
しかしながら、リアクタのインダクタンス値が高すぎると、アクティブフィルタ出力電流は、コンバータ電流の急峻な変化（高調波）に追随できなくなり、本来の目的である、高調波の抑制効果が低下する。そのため、リアクタは、一般に、室外機の定格出力運転時に流れる最大のコンバータ電流に対してその高調波を抑制可能（追随可能）とすべく、インダクタンス値の上限値が定められる。
【０００８】
このように、リアクタは、最大のコンバータ電流に合わせてインダクタンス値の上限値が規定されるため、コンバータ電流が低い場合には、相対的にリプルの抑制効果が不十分となる。したがって、リプルによる高調波成分が増加する。また、系統電流の振幅に対して相対的にリプル幅が大きくなると、ゼロクロス検知の誤差等も大きくなり、インバータによるモータ制御にも不具合が生じ易くなる。
【０００９】
本発明の目的は、高調波抑制性能を維持しつつもリプルを抑制可能なアクティブフィルタ装置、空調システム、リプル抑制方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、アクティブフィルタ装置は、室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力する指令出力部と、所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するデューティ比判定部と、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるＤＣ電圧調整部と、を備える。
【００１１】
また、本発明の第２の態様によれば、前記デューティ比判定部は、更に、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定上限値に達しているか否かを判定し、前記ＤＣ電圧調整部は、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定上限値に達している場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を上昇させる。
【００１２】
また、本発明の第３の態様によれば、空調システムは、上述のアクティブフィルタ装置と、前記室外機と、を備える。
【００１３】
また、本発明の第４の態様によれば、上述の空調システムにおいて、前記アクティブフィルタ装置は、前記室外機の内部に組み込まれている。
【００１４】
また、本発明の第５の態様によれば、リプル抑制方法は、室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力するステップと、所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するステップと、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるステップと、を有する。
【００１５】
また、本発明の第６の態様によれば、プログラムは、アクティブフィルタ装置のコンピュータに、室外機に流れるコンバータ電流に基づいて、アクティブフィルタ回路のスイッチング素子へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力するステップと、所定期間内において、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っているか否かを判定するステップと、前記ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が前記所定下限値を下回っている場合に、前記アクティブフィルタ回路から出力されるＤＣ電圧を低下させるステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、高調波抑制性能を維持しつつもリプルを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る空調システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るアクティブフィルタ装置の機能を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の動作を説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の処理フローを示す図である。
【図６】第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の処理に基づく作用、効果を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の処理に基づく作用、効果を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態に係る空調システムの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ装置、及び、これを備える空調システムについて、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１９】
（車載空調機制御装置の全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る空調システムの全体構成を示す図である。
空調システム１は、室外機１Ａと、アクティブフィルタ装置３とを有してなる空調システムである。なお、空調システム１は、室内機も具備しているが、図１では図示を省略している。
本実施形態に係る空調システム１の室外機１Ａは、電源接続端子Ｔを介して、交流電源２に接続される。交流電源２は、三相交流電力を出力する通常の商用電力系統である。
なお、以下の説明では、室外機１Ａ及びアクティブフィルタ装置３それぞれが具備する各構成において、交流電源２に近い側を「上流側」とも表記し、圧縮機用モータ１３に近い側を「下流側」とも表記する。
【００２０】
室外機１Ａの構成について説明する。
図１に示すように、室外機１Ａは、ノイズフィルタ１０と、整流回路１１と、インバータ回路１２と、圧縮機用モータ１３と、電解コンデンサＣ１とを備えている。
ノイズフィルタ１０は、交流電源２から供給される三相交流電力のノイズを除去する。
整流回路１１は、ノイズフィルタ１０によってノイズが除去された三相交流電力を整流する。整流回路１１は、例えば、ダイオード素子を用いた三相整流回路等であってよい。整流回路１１の出力線である高電位出力線αからは整流後の高電位が出力され、低電位出力線βからは整流後の低電位が出力される。
電解コンデンサＣ１は、整流回路１１の高電位出力線αと低電位出力線βとの間に接続される。電解コンデンサＣ１は、整流回路１１による整流後の電圧を平滑化し、直流電圧を生成する。
インバータ回路１２は、整流回路１１によって整流され、電解コンデンサＣ１によって平滑化されてなる直流電圧に基づいて、所望の交流電力を生成するための電力変換回路である。インバータ回路１２は、圧縮機用モータ１３を所望する回転数で回転駆動させるための交流電力を生成する。
圧縮機用モータ１３は、室外機１Ａ内に具備される圧縮機を回転駆動させるための三相交流モータである。圧縮機用モータ１３は、インバータ回路１２が生成する三相交流電力に基づいて回転駆動する。
コンバータ電流検出センサＳＥは、交流電源２から室外機１Ａに流れる三相交流電流を検出する電流センサである。コンバータ電流検出センサＳＥは、例えば、クランプ式の電流センサ等であってよい。
【００２１】
次に、アクティブフィルタ装置３について説明する。
図１に示すように、アクティブフィルタ装置３は、室外機１Ａの電源接続端子Ｔを介して交流電源２に接続される。アクティブフィルタ装置３は、アクティブフィルタ制御部３０と、アクティブフィルタ回路３１と、リアクタＬ３とを備えている。
【００２２】
アクティブフィルタ制御部３０は、いわゆるマイコンであって、予め用意されたプログラムに従って動作する。アクティブフィルタ制御部３０は、後述するコンバータ電流検出センサＳＥから取得するコンバータ電流Ｉ２の検出結果に基づいて、アクティブフィルタ回路３１が具備するスイッチング素子ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。アクティブフィルタ制御部３０の具体的な機能、動作については後述する。
【００２３】
アクティブフィルタ回路３１は、交流電源２から入力される三相交流電力に同期してＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子ＳＷ３を具備する。アクティブフィルタ回路３１は、同期整流回路として機能し、これによって生成された整流後の電圧を電解コンデンサＣ３に出力する。電解コンデンサＣ３には所定のＤＣ電圧Ｖｄｃが印加される。
スイッチング素子ＳＷ３が適切にＯＮ／ＯＦＦ制御されることで、アクティブフィルタ回路３１は、コンバータ電流Ｉ２の高調波を抑制するための電流（アクティブフィルタ出力電流Ｉ３）を出力する。コンバータ電流Ｉ２にアクティブフィルタ出力電流Ｉ３が重畳されることで、系統電流Ｉ１は、高調波が低減された正弦波に形成される。
【００２４】
リアクタＬ３は、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３を平滑化するための素子であって、主に、スイッチング素子ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦ制御に伴って発生するリプルを抑制する。
リアクタＬ３のインダクタンス値が高いほど、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３のリプルの抑制効果を高められる。しかしながら、リアクタＬ３のインダクタンス値が高すぎると、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３は、コンバータ電流Ｉ２の急峻な変化（高調波）に追随できなくなり、高調波の抑制効果が低下する。そのため、リアクタＬ３は、室外機１Ａの定格出力運転時に流れる最大のコンバータ電流Ｉ２に対してその高調波を抑制可能（追随可能）となるように設計されている。
【００２５】
（アクティブフィルタ制御部の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の機能構成を示す図である。
図２に示すように、アクティブフィルタ制御部３０は、所定のプログラムに従って動作することで、指令出力部３００、デューティ比判定部３０１、ＤＣ電圧調整部３０２としての機能を発揮する。
指令出力部３００は、交流電源２から室外機１Ａに流れるコンバータ電流Ｉ２に基づいて、アクティブフィルタ回路３１のスイッチング素子ＳＷ３へのＯＮ／ＯＦＦ指令を出力する。スイッチング素子ＳＷ３は、このＯＮ／ＯＦＦ指令に従ってＯＮ／ＯＦＦする。
デューティ比判定部３０１は、所定期間内（例えば、交流電力の１周期内）において、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比を取得する。本実施形態に係るデューティ比判定部３０１は、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値（例えば、８０％）を下回っているか否かを判定する。また、本実施形態に係るデューティ比判定部３０１は、所定期間内において、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定上限値（例えば、１００％）に達しているか否かを判定する。
ＤＣ電圧調整部３０２は、アクティブフィルタ回路３１のスイッチング素子ＳＷ３を制御して、電解コンデンサＣ３に印加されているＤＣ電圧Ｖｄｃを変更する。具体的には、ＤＣ電圧調整部３０２は、例えば、スイッチング素子ＳＷ３の同期整流回路としてのＯＮ／ＯＦＦパターンを変化させることでＤＣ電圧Ｖｄｃを調整することができる。特に、本実施形態に係るＤＣ電圧調整部３０２は、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定下限値を下回っている場合に、アクティブフィルタ回路３１から電解コンデンサＣ３に出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃを低下させる。また、本実施形態に係るＤＣ電圧調整部３０２は、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が所定上限値に達している場合に、アクティブフィルタ回路３１から電解コンデンサＣ３に出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃを上昇させる。
【００２６】
（アクティブフィルタ装置の機能）
図３は、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ装置の機能を説明するための図である。
具体的には、図３は、系統電流Ｉ１と、コンバータ電流Ｉ２と、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３との電流波形の例を示している。
【００２７】
室外機１Ａに流れるコンバータ電流Ｉ２は、例えば図３の○印に示す箇所のごとく、１周期内で急峻に変化するタイミングが存在する。即ち、コンバータ電流Ｉ２には高調波成分が含まれる。
【００２８】
アクティブフィルタ装置３が出力するアクティブフィルタ出力電流Ｉ３は、コンバータ電流Ｉ２に対応して変化する。特に、図３の○印に示す箇所では、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３は、コンバータ電流Ｉ２の急峻な変化に追随して変化している。上述したように、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３は、図３の○印に示すようなコンバータ電流Ｉ２の急峻な変化に追随して変化する必要があり、そのため、リアクタＬ３のインダクタンス値を無制限に高めることはできない。
【００２９】
系統電流Ｉ１は、コンバータ電流Ｉ２にアクティブフィルタ出力電流Ｉ３が重畳されてなる電流である。図３に示すように、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３がコンバータ電流Ｉ２の急峻な変化を補償するように変化するため、系統電流Ｉ１は、正弦波に近い電流波形に形成されている。
【００３０】
（アクティブフィルタ制御部の動作）
図４は、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の動作を説明するための図である。
以下、図４を参照しながら、アクティブフィルタ制御部３０の指令出力部３００の具体的な処理について詳しく説明する。
【００３１】
まず、指令出力部３００は、コンバータ電流検出センサＳＥを通じてコンバータ電流Ｉ２を取得すると、当該コンバータ電流Ｉ２の高調波を抑制するために出力すべき電流を示す電流指令を演算する。
【００３２】
続いて、指令出力部３００は、演算した電流指令を、予め規定された三角波である比較キャリアに重ねる（図４参照）。そして、指令出力部３００は、三角波のうち電流指令を下回る期間をＯＮ期間とするＯＮ／ＯＦＦ指令（ＰＷＭ信号）を出力する。以下、１キャリア周期に対する、ＯＮ／ＯＦＦ指令が“ＯＮ”となっている期間（ＯＮ期間）の割合を「デューティ比」（％）とも表記する。なお、比較キャリアのキャリア周期は、例えば、２０ｋＨｚ等とされる。
【００３３】
指令出力部３００は、上記のようにして求めたＯＮ／ＯＦＦ指令をアクティブフィルタ回路３１のスイッチング素子ＳＷ３に出力する。スイッチング素子ＳＷ３は、このＯＮ／ＯＦＦ指令に基づいてＯＮ状態、ＯＦＦ状態に推移する。
図４に示すように、電流指令及び比較キャリアによって特定されるデューティ比に基づいてスイッチング素子ＳＷ３をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３は、瞬時的にはスイッチング素子ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦに応じた上昇／下降を繰り返しながらも、平均的には電流指令に応じたアクティブフィルタ出力電流Ｉ３が出力される。
【００３４】
なお、図３の○印に示すように、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３を急峻に変化させようとする場合、指令出力部３００は、スイッチング素子ＳＷ３へのＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比を上昇させる。例えば、デューティ比を上限（１００％）まで上昇させれば、指令出力部３００は、最大の上昇率（変化率ΔＩ）でアクティブフィルタ出力電流Ｉ３を上昇させることができる。ここで、変化率ΔＩは、スイッチング素子ＳＷ３のＯＮ期間中におけるアクティブフィルタ出力電流Ｉ３の単位時間当たりの変化率であって、式（１）によって決定される。
【００３５】
【数１】
2019205305.tif 000003
【００３６】
式（１）において、「Ｖｄｃ」は電解コンデンサＣ３に印加されるＤＣ電圧Ｖｄｃである。また、「Ｌ」はリアクタＬ３のインダクタンス値である。また、「ｄＩ／ｄｔ」はアクティブフィルタ出力電流Ｉ３の変化率ΔＩである。
【００３７】
式（１）によれば、リアクタＬ３のインダクタンス値が小さいほど、又は、電解コンデンサＣ３に印加されるＤＣ電圧Ｖｄｃが大きいほど、変化率ΔＩは上昇するので、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３を急峻に変化させることができる。
【００３８】
他方、スイッチング素子ＳＷ３のＯＮ／ＯＦＦに応じたアクティブフィルタ出力電流Ｉ３の細やかな上昇／下降の幅であるリプル幅Ｒは、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３の変化率ΔＩが大きいほど大きくなる。即ち、リプル幅Ｒは、リアクタＬ３のインダクタンス値が小さいほど、又は、ＤＣ電圧Ｖｄｃが大きいほど、大きくなる。
【００３９】
ここで、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３の変化率ΔＩを小さくすることでリプル幅Ｒを低減できる。しかしながら、変化率ΔＩが小さすぎると、特に、図３の○印に示すタイミングにおいて、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比を最大値（１００％）としても、コンバータ電流Ｉ２の変化に追随できなくなる。
【００４０】
そこで、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部３０は、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が十分に低い場合には、動的に変化率ΔＩを低減してリプル抑制を図るとともに、デューティ比の頭打ち（１００％）が検出された場合には、動的に変化率ΔＩを上昇させて、コンバータ電流Ｉ２の変化に追随できるようする。
なお、リアクタＬ３のインダクタンス値は、固定値であって動的に変化させることができない。そこで、本実施形態に係るアクティブフィルタ制御部３０は、電解コンデンサＣ３に印加されるＤＣ電圧Ｖｄｃを動的に変化させることで、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３の変化率ΔＩを変化させる。
【００４１】
（アクティブフィルタ制御部の処理フロー）
図５は、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の処理フローを示す図である。
図５に示す処理フローは、空調システム１の運転中において継続的に繰り返し実行される。
【００４２】
まず、アクティブフィルタ制御部３０のデューティ比判定部３０１は、ＯＮ／ＯＦＦ指令の１キャリア周期（２０ｋＨｚ）ごとのデューティ比を、交流電力の電源周期（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の１周期分だけ取得する（ステップＳ０１）。この処理において、例えば、デューティ比判定部３０１は、電源周期１周期分に対応する、予め規定されたサンプリング数だけデューティ比を取得するようにしてもよい。
続いて、デューティ比判定部３０１は、電源周期１周期全体でデューティ比８０％以下となっているか否かを判定する（ステップＳ０２）。電源周期１周期全体でデューティ比８０％以下であるということは、例えば、図３の○印に示すような、コンバータ電流Ｉ２が急峻に変化するタイミングにおいても十分に（最大でもデューティ比８０％で）追随できていると考えられる。即ち、デューティ比をまだ高める余地があるので、現状よりも変化率ΔＩを低減したとしても、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３はコンバータ電流Ｉ２に追随可能である。そこで、電源周期１周期全体でデューティ比８０％以下となっていた場合（ステップＳ０２：ＹＥＳ）、アクティブフィルタ制御部３０のＤＣ電圧調整部３０２は、ＤＣ電圧Ｖｄｃを低下させる処理を行う（ステップＳ０３）。このようにすることで、式（１）に示す通り、ＤＣ電圧Ｖｄｃの低下に伴って変化率ΔＩが低下するので、リプル幅Ｒが抑制される。
【００４３】
他方、電源周期１周期全体でデューティ比８０％以下となっていなかった場合（ステップＳ０２：ＮＯ）、続いて、デューティ比判定部３０１は、電源周期１周期の一部でデューティ比が頭打ち（１００％）となっているか否かを判定する（ステップＳ０４）。ここで、電源周期１周期の一部でデューティ比が頭打ちとなっているということは、特に、図３の○印に示すような、コンバータ電流Ｉ２が急峻に変化するタイミングにおいて十分に追随できていない可能性がある。即ち、現状より変化率ΔＩを増加させて、アクティブフィルタ出力電流Ｉ３をコンバータ電流Ｉ２に十分に追随できるようにすべきである。そこで、電源周期１周期の一部でデューティ比が頭打ちとなっている場合には（ステップＳ０４：ＹＥＳ）、ＤＣ電圧調整部３０２は、ＤＣ電圧Ｖｄｃを上昇させる処理を行う（ステップＳ０５）。このようにすることで、ＤＣ電圧Ｖｄｃの上昇に伴って変化率ΔＩが上昇するので、コンバータ電流Ｉ２への追随性が高まり、デューティ比が頭打ちしなくなる。
【００４４】
なお、電源周期１周期の一部でデューティ比が頭打ちとなっていない場合には（ステップＳ０４：ＮＯ）、ＤＣ電圧調整部３０２は、ＤＣ電圧Ｖｄｃを変更しないで処理を終了する。
【００４５】
（作用、効果）
図６、図７は、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ制御部の処理に基づく作用、効果を説明するための図である。
以下、図６及び図７を参照しながら、上述した処理フローの結果として得られる作用及び効果について説明する。
【００４６】
まず、空調システム１は、図６に示す状態にあったとする。即ち、図６に示すように、空調システム１は、圧縮機用モータ１３の負荷が高く、系統電流Ｉ１の振幅Ｗが相対的に高い振幅“Ｗ１”で推移している。なお、このときのＤＣ電圧Ｖｄｃは“Ｖｄｃ１”であり、リプル幅Ｒは“Ｒ１”であったとする。
次に、空調システム１は、図６に示す状態から、図７に示す状態に推移したとする。即ち、図７に示すように、空調システム１は、圧縮機用モータ１３の負荷が低くなり、系統電流Ｉ１の振幅Ｗが“Ｗ２”（Ｗ２＜Ｗ１）に推移したとする。負荷（振幅）が減少することで、コンバータ電流Ｉ２の急峻な変化の度合いも小さくなるため、指令出力部３００が演算するＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が全体的に減少する。
【００４７】
ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が全体的に減少することで、アクティブフィルタ制御部３０は、図５に示すステップＳ０２〜ステップＳ０３の処理に進み、ＤＣ電圧Ｖｄｃを低下させる。この結果、ＤＣ電圧Ｖｄｃは“Ｖｄｃ１”から“Ｖｄｃ２”（Ｖｄｃ２＜Ｖｄｃ１）に低下する。これにより、リプル幅Ｒは、“Ｒ１”から“Ｒ２”（Ｒ２＜Ｒ１）に抑制される。
【００４８】
ＤＣ電圧Ｖｄｃが“Ｖｄｃ２”に低減された後、再び、負荷（振幅）が上昇したとする。この場合、ＤＣ電圧Ｖｄｃが“Ｖｄｃ２”の状態（即ち、リプル幅Ｒを“Ｒ２”に抑制している状態）のままでは、コンバータ電流Ｉ２の急峻な変化に追随できなくなり、ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が１００％で頭打ちとなる期間が発生する。
【００４９】
ＯＮ／ＯＦＦ指令のデューティ比が１００％で頭打ちになると、アクティブフィルタ制御部３０は、図５に示すステップＳ０４〜ステップＳ０５の処理に進み、ＤＣ電圧Ｖｄｃを上昇させる。この結果、ＤＣ電圧Ｖｄｃは“Ｖｄｃ２”から“Ｖｄｃ１”に上昇する。これにより、リプル幅Ｒは“Ｒ２”から“Ｒ１”に増加するものの、コンバータ電流Ｉ２の急峻な変化に十分に追随できるようになり、系統電流Ｉ１を正弦波に成形することができる。
【００５０】
以上、第１の実施形態に係るアクティブフィルタ装置３によれば、高調波抑制性能を維持しつつもリプルを抑制できる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るアクティブフィルタ装置、及び、これを備える空調システムについて、図８を参照しながら説明する。
【００５２】
（車載空調機制御装置の全体構成）
図８は、第２の実施形態に係る空調システムの全体構成を示す図である。
図８に示すように、第２の実施形態に係るアクティブフィルタ装置３は、空調システム１の室外機１Ａの内部に組み込まれる態様となっている。
具体的には、第２の実施形態に係るアクティブフィルタ装置３のアクティブフィルタ回路３１は、室外機１Ａの整流回路１１とインバータ回路１２との間に設けられる。アクティブフィルタ回路３１は、スイッチング素子ＳＷ３と、リアクタＬ３と、ダイオードＤ３と、電解コンデンサＣ３と、コンバータ電流検出センサＳＥとを備えてなる。
アクティブフィルタ回路３１の電解コンデンサＣ３は、整流回路１１の高電位出力線αと低電位出力線βとの間に接続され、整流回路１１によって整流された電圧を平滑化し、ＤＣ電圧Ｖｄｃを生成する。
アクティブフィルタ回路３１のスイッチング素子ＳＷ３は、ＯＮ状態となった場合に、整流回路１１の高電位出力線αと低電位出力線βとの間を接続（短絡）する。スイッチング素子ＳＷ３がＯＮ状態になると、瞬時的に高電位出力線αから低電位出力線βに電流が流れようとするが、リアクタＬ３によって当該電流の変化が抑制される。アクティブフィルタ制御部３０によってスイッチング素子ＳＷ３が適切にスイッチングされることで、整流回路１１の出力側（下流側）に流れる電流が全体として正弦波に形成される。ダイオードＤ３は、スイッチング素子ＳＷ３がＯＮした際に、下流側からの電流の逆流を防止する。
【００５３】
コンバータ電流検出センサＳＥは、低電位出力線βのうちスイッチング素子ＳＷ３よりも上流側に設置される抵抗素子（シャント抵抗）である。この抵抗素子に発生する降下電圧は、整流回路１１の出力側（アクティブフィルタ回路３１、インバータ回路１２、圧縮機用モータ１３等）に流れる電流を示す。
【００５４】
第２の実施形態に係るアクティブフィルタ装置３のアクティブフィルタ制御部３０の具体的な動作は、第１の実施形態（図５に示す処理フロー）と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００５５】
なお、上述の各実施形態についての説明では、アクティブフィルタ制御部３０の処理フロー（図５）に係るデューティ比の判定閾値を、１００％、８０％等と一意に特定して説明したが、当該判定閾値の具体的な値はこれらに限定されることなく、実施の態様に合わせて適宜変更可能である。
【００５６】
以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。上述の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述の実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１  空調システム
１Ａ  室外機
１０  ノイズフィルタ
１１  整流回路
１２  インバータ回路
１３  圧縮機用モータ
２  交流電源
３  アクティブフィルタ装置
３０  アクティブフィルタ制御部
３１  アクティブフィルタ回路
Ｔ  電源接続端子
ＳＷ３  スイッチング素子
Ｄ３  ダイオード
Ｌ３  リアクタ
Ｃ１、Ｃ３  電解コンデンサ
ＳＥ  コンバータ電流検出センサ
【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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