(57)【要約】      （修正有）【課題】電動機を駆動するインバータの直流側において共振により発生する過大なリップル電流を抑制可能なインバータ装置を提供する。【解決手段】車両システム１００において、ＰＷＭ制御で電動機３８を駆動するインバータ３４を制御するインバータ制御装置３６は、電源１０から直流電力が供給されるインバータ３４の直流側で発生する高調波電流の周波数が、電源１０に対してインバータ３４と並列に接続された他の機器４４，５４とインバータ３４とに応じて定まる共振周波数帯域に含まれないように、ＰＷＭ制御の搬送波周波数を変化させる制御部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ制御で電動機（３８）を駆動するインバータ（３４）を制御するインバータ制御装置（３６）であって、
電源（１０）から直流電力が供給される前記インバータの直流側で発生する高調波電流の周波数が、前記電源に対して前記インバータと並列に接続された他の機器（４４，５４）と前記インバータとに応じて定まる共振周波数帯域に含まれないように、前記ＰＷＭ制御の搬送波周波数を変化させる制御部（３７０，３８０，３９０）を有する、インバータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ制御装置であって、
前記高調波電流の周波数には、前記搬送波周波数を示すｆｃおよび前記ＰＷＭ制御の変調波周波数を示すｆｅを用いて表される、周波数［ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ］（ｎは奇数）と、周波数［ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ］と、周波数［ｍ・ｆｃ］（ｍは偶数）とのうちの少なくとも一つが含まれる、インバータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインバータ制御装置であって、
前記制御部は、前記周波数（ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ）と、前記周波数（ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ）と、前記周波数（ｍ・ｆｃ）の全てが前記共振周波数帯域に含まれないように前記搬送波周波数を変化させる、インバータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のインバータ制御装置であって、
周波数ｆｌ〜周波数ｆｕ（ｆｕ＞ｆｌ）の前記共振周波数帯域に基づいて設定される禁止帯域は、［ｆｕ／ｎ＋３・ｆｅ／ｎ］＞ｆｃ＞［ｆｌ／ｎ＋３・ｆｅ／ｎ］、［ｆｕ／ｎ−３・ｆｅ／ｎ］＞ｆｃ＞［ｆｌ／ｎ−３・ｆｅ／ｎ］、および、［ｆｕ／ｍ］＞ｆｃ＞［ｆｌ／ｍ］であり、
前記制御部は、前記禁止帯域に含まれないように前記搬送波周波数を変化させる、インバータ制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のインバータ制御装置であって、
複数の前記共振周波数帯域を有し、
前記禁止帯域は、少なくとも一つの前記共振周波数帯域に基づいて設定される、インバータ制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のインバータ制御装置であって、
前記制御部は、あらかじめ定めたれた、前記電動機の回転周波数から定まる変調波周波数と、前記禁止帯域に含まれない条件を満たす搬送波周波数との関係に基づいて、前記搬送波周波数を変化させる、インバータ制御装置。
【請求項７】
請求項２に記載のインバータ制御装置であって、
前記制御部は、前記周波数（ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ）と、前記周波数（ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ）の一方が前記共振周波数帯域に含まれないように前記搬送波周波数を変化させる、インバータ制御装置。
【請求項８】
請求項２に記載のインバータ制御装置であって、
前記制御部は、前記周波数（ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ）および前記周波数（ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ）が前記共振周波数帯域に含まれないように前記搬送波周波数を変化させる、インバータ制御装置。
【請求項９】
ＰＷＭ制御で電動機（３８）を駆動するインバータ（３４）を制御するインバータ制御方法であって、
電源（１０）から直流電力が供給される前記インバータの直流側で発生する高調波電流の周波数が、前記電源に対して前記インバータと並列に接続された他の機器（４４）と、前記インバータとに応じて定まる共振周波数帯域に含まれないように、前記ＰＷＭ制御の搬送波周波数を変化させる（Ｓ１０〜Ｓ４０，Ｓ２０Ｂ，Ｓ３０Ｃ，Ｓ３５Ｃ）、インバータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、電力変換器（例えば、インバータ）を備える第１の車載電気機器と、同じく電力変換器を有するとともに第１の車載電気機器と電源を共有する第２の車載電気機器とを有する車両において、第１の車載電気機器の電力変換器と電源との間に設けられるＬＣフィルタの保護装置について記載されている。このＬＣフィルタの保護装置は、電力変換器ＬＣフィルタに流れる電流のリップル量が、コンデンサの耐電流に基づいて規定された規定値を越えた場合に、ＬＣフィルタの共振周波数帯を切り替える。このＬＣフィルタの保護装置では、第２の車載電気機器に設けられた電力変換器のキャリア周波数がＬＣフィルタの現状の共振周波数帯に近づいて、ＬＣフィルタに流れる電流のリップル量が規定値よりも大きくなると、ＬＣフィルタの共振周波数が切り替えられる。これにより、第２の車載電気機器に設けられた電力変換器のキャリア周波数からＬＣフィルタの共振周波数帯が離されて、リップル量の増大が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５６７３６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記保護装置は、ＬＣフィルタの共振周波数帯を切り替えるために、複数のコンデンサや複数のコイル、複数のスイッチング素子等を備える構成となるため、装置の複雑化、大型化、コストの増加等の問題がある。そこで、これらの問題を回避しつつ、電流のリップル量の増大を抑制する技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本発明の一形態によれば、ＰＷＭ制御で電動機（３８）を駆動するインバータ（３４）を制御するインバータ制御装置（３６）が提供される。このインバータ制御装置は、電源（１０）から直流電力が供給される前記インバータの直流側で発生する高調波電流の周波数が、前記電源に対して前記インバータと並列に接続された他の機器（４４，５４）と前記インバータとの間の回路パラメータに応じて定まる共振周波数帯域から設定される禁止帯域に含まれないように、前記ＰＷＭ制御の搬送波周波数を変化させる制御部（３７０，３８０，３９０）を有する。
【０００７】
この形態によれば、インバータの直流側で発生する高調波電流の周波数が、共振周波数帯域から設定される禁止帯域に含まれないように、ＰＷＭ制御の搬送波周波数を変化させることができるので、従来技術のような装置の複雑化、大型化、コストの増加等の問題を回避しつつ、電流のリップル量の増大を抑制することができる。また、並列に接続されているインバータや他の機器に許容電流以上の電流が流れることによる機器の破損を抑制することができる。
【０００８】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、インバータ制御装置の他、インバータ制御方法の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のインバータ制御装置が適用されるシステムの電気的構成を模式的に示した説明図。
【図２】インバータ制御装置の構成を模式的に示す説明図。
【図３】インバータ制御装置で実行されるキャリア周波数切替制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】発生する高調波成分の周波数の変化の一例を示す説明図。
【図５】キャリア周波数の切り替えの一例を示す説明図。
【図６】キャリア周波数の切り替えの他の一例を示す説明図。
【図７】第２実施形態のインバータ制御装置で実行されるキャリア周波数切替制御ルーチンを示すフローチャート。
【図８】キャリア周波数の禁止帯域及び設定例を示す説明図。
【図９】第３実施形態のインバータ制御装置で実行されるキャリア周波数切替制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．第１実施形態：
以下、図１に示した車両システム１００において、走行モータ３８を駆動する走行用インバータ３４のインバータ制御装置３６に、一実施形態としてのインバータ制御装置を適用した場合を例に説明する。
【００１１】
車両システム１００の電源としてのバッテリ１０には、電力供給用の配線２０を介して、走行モータ駆動部３０と、Ａ／Ｃモータ駆動部４０と、電力供給部５０と、が並列に接続されている。走行モータ駆動部３０は、走行モータ（図１には「ＴＭ」と記載）３８を駆動する装置である。Ａ／Ｃモータ駆動部４０は、車両システム１００として搭載される補機の一例としての不図示のＡ／Ｃ（「エアコンプレッサ」の略である）を動作させるＡ／Ｃモータ(図１には「ＡＭ」と記載）４８を駆動する装置である。電力供給部５０は、バッテリ１０から供給される直流電力を、車両システム１００として搭載される他の補記としての負荷５８に供給可能な電圧に変換して供給する装置である。
【００１２】
走行モータ駆動部３０には、車両の動力を発生する走行モータ３８の駆動電力を制御する走行用インバータ３４と、走行用インバータ３４の動作を制御する走行用インバータ制御装置３６と、バッテリ１０から走行用インバータ３４に供給される直流電力を平滑化する平滑コンデンサを有するフィルタ３２と、が設けられている。走行モータ３８は三相の交流電動機である。走行用インバータ制御装置３６は、走行モータ３８が要求される動作量（トルクあるいは回転数）で動作するように、走行用インバータ３４が走行モータ３８に供給する三相の交流電力をフィードバック制御する。この際、走行用インバータ制御装置３６は、走行用インバータ３４がバッテリ１０からの直流電力を走行モータ３８に供給する三相の交流電力に変換して出力するために、走行用インバータ３４に含まれるスイッチング素子に供給されるスイッチング信号を、パルス幅変調（ＰＷＭ，Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。スイッチング信号は、基本となる搬送波周波数（以下、「キャリア周波数」とも呼ぶ）の信号のパルス幅が、走行モータ３８の回転数に応じた変調波周波数の変調波の変化に基づいて変調された信号である。また、走行用インバータ制御装置３６は、後述するように、変調波周波数に基づいてキャリア周波数を可変に制御する。
【００１３】
Ａ／Ｃモータ駆動部４０には、Ａ／Ｃモータ４８の駆動電力を制御するＡ／Ｃ用インバータ４４と、Ａ／Ｃ用インバータ４４の動作を制御するＡ／Ｃ用インバータ制御装置４６と、バッテリ１０からＡ／Ｃ用インバータ４４に供給される直流電力を平滑化するＬＣフィルタ４２と、が設けられている。Ａ／Ｃモータ４８も三相の交流電動機である。Ａ／Ｃ用インバータ制御装置４６は、走行用インバータ制御装置３６と同様に、Ａ／Ｃモータ４８が要求される動作量（トルクあるいは回転数）で動作するように、Ａ／Ｃ用インバータ４４がＡ／Ｃモータ４８に供給する三相の交流電力をフィードバック制御する。この際、Ａ／Ｃ用インバータ制御装置４６は、走行用インバータ制御装置３６と同様に、走行用インバータ３４に含まれるスイッチング素子に供給されるスイッチング信号をＰＷＭ制御する。
【００１４】
電力供給部５０には、バッテリ１０から供給される直流電力を、負荷５８に供給可能な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ５４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４の動作を制御するＤＣ／ＤＣ制御装置５６と、バッテリ１０からＤＣ／ＤＣコンバータ５４に供給される直流電力を平滑化するＬＣフィルタ５２と、が設けられている。
【００１５】
この車両システム１００では、
（ａ）走行用インバータ３４とバッテリ１０との間、
（ｂ）走行用インバータ３４とＡ／Ｃ用インバータ４４との間、
（ｃ）走行用インバータ３４とＤＣ／ＤＣコンバータ５４との間、
において、それぞれ、配線の寄生素子や、フィルタを構成するコンデンサやインダクタ等によって回路共振が発生する共振周波数帯域が存在し得る。なお、Ａ／Ｃ用インバータ４４およびＤＣ／ＤＣコンバータ５４が「他の機器」に相当する。
【００１６】
ここで、走行用インバータ３４の直流側、すなわち、直流電力の入力側に流れる電流（直流側電流）には、ＰＷＭのキャリア周波数ｆｃおよび変調波周波数ｆｅに基づいて、下式（１）で表される搬送波のｎ次（ｎは奇数）の側帯高調波成分，及び、下式（２）で表される搬送波のｍ次（ｍは偶数）の高調波成分の高調波電流が発生する（参考文献：電気学会論文誌Ｄ，１２６巻７号，２００６年，１０４９−１０５７ページ，「鉄道車両駆動用インバータにおける直流側電流の側帯高調波の理論解析」参照）。
ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ  ・・・式（１）
ｍ・ｆｃ  ・・・式（２）
【００１７】
この高調波成分が回路間に存在する共振周波数帯域に近づくほど、直流側電流のリップル量が大きくなる。このリップル量が装置の許容電流を超えるほど大きくなった場合には、その装置の破損を招くことになる。このような問題に対応すべく、走行用インバータ３４を制御する走行用インバータ制御装置３６は、以下で説明する構成を備えることにより、リップル量の増大を抑制する。
【００１８】
走行用インバータ制御装置３６は、図２に示すように、差分検出部３１０と、電流制御部３２０と、座標変換部３３０と、ＰＷＭ部３４０と、電流検出部３５０と、座標変換部３６０と、回転周波数演算部３７０と、キャリア周波数導出部３８０と、キャリア周波数切替部３９０と、を備える。
【００１９】
差分検出部３１０は、走行モータ３８に要求されるトルクに応じて設定されるｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、測定されたｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑとの差分を検出する。なお、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑは、後述するように、走行用インバータ３４に流れる３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗから座標変換部３６０によって算出される。但し、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０であるので、実際に測定される電流は３相の電流のうち２相の電流でよい。本例では、２相の電流Ｉｕ，Ｉｖが測定される。
【００２０】
電流制御部３２０は、ｄ軸差分電流ΔＩｄおよびｑ軸差分電流ΔＩｑに応じたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を生成する。座標変換部３３０は、走行モータ３８に設けられたエンコーダ３９で検出される走行モータ３８の回転の変位θに基づいて、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊をＵ，Ｖ，Ｗの３相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。
【００２１】
ＰＷＭ部３４０は、キャリア周波数切替部３９０から出力されるキャリア周波数ｆｃのキャリアのパルス幅が、電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて変調された３相のスイッチ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを生成し、走行用インバータ３４に供給する。
【００２２】
走行用インバータ３４は、スイッチ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの表すスイッチングパターンに従った駆動信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを走行モータ３８に供給する。
【００２３】
電流検出部３５０は、Ｕ相の駆動信号線に設けられた電流センサ３５ｕによりＵ相の駆動信号線に流れる電流Ｉｕを検出し、Ｖ相の駆動信号線に設けられた電流センサ３５ｖによりＶ相の駆動信号線に流れる電流Ｉｖを検出する。また、電流検出部３５０は、Ｗ相の駆動信号線に流れる電流Ｉｗを、Ｉｗ＝−（Ｉｕ＋Ｉｖ）から求める。座標変換部３６０は、走行モータ３８に設けられたエンコーダ３９で検出される走行モータ３８の回転の変位θに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令Ｖｑ＊をＵ，Ｖ，Ｗの３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑに変換する。なお、電流検出部３５０においてＷ相の電流Ｉｗを求めずに、座標変換部３６０において、２相の電流Ｉｕ，Ｉｖを、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑに変換するようにしてもよい。ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑは、上記したように、差分検出部３１０においてｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊との差分検出に用いられる。
【００２４】
走行用インバータ制御装置３６は、上記のように、差分検出部３１０、電流制御部３２０、座標変換部３３０、ＰＷＭ部３４０、電流検出部３５０、及び、座標変換部３６０と、走行用インバータ３４と、エンコーダ３９と、によって実行されるベクトル制御によるフィードバック制御により、走行モータ３８の動作を制御する。
【００２５】
また、走行用インバータ制御装置３６は、回転周波数演算部３７０、キャリア周波数導出部３８０、および、キャリア周波数切替部３９０において、図３に示したキャリア周波数切替制御ルーチンが、上記フィードバック制御とともに繰り返し実行されることによって、キャリア周波数を可変に制御する。
【００２６】
回転周波数演算部３７０は、変調波周波数ｆｅを下式（３）に従って求める（図３のステップＳ１０）。なお、変調波周波数ｆｅは、ＰＷＭされた駆動信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの表す実効的な電圧の変動の周波数に相当する。
ｆｅ＝Ｐ・ｆｍ  ・・・式（３）
ｆｍは走行モータ３８の回転周波数であり、エンコーダ３９で検出される走行モータ３８の回転の変位θの時間変化により求まる。Ｐは、走行モータ３８の極対数Ｐ（Ｐは１以上の整数）である。
【００２７】
キャリア周波数導出部３８０は、キャリア周波数導出部３８０は、高調波成分の周波数［ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ］（式（１）），周波数［ｍ・ｆｃ］（式（２））が共振周波数帯域ＲＦＢに含まれる場合（図３のステップＳ２０：ＹＥＳ）、変更するキャリア周波数ｆｃの値を導出する（図３のステップＳ３０）。変更するキャリア周波数ｆｃの値は、キャリア周波数ｆｃに応じて発生する高調波成分の周波数が共振周波数帯域ＲＦＢに含まれない値である。そして、キャリア周波数導出部３８０は、導出したキャリア周波数ｆｃの値を、キャリア周波数指令ｆｃ＊としてキャリア周波数切替部３９０に出力する。
【００２８】
キャリア周波数切替部３９０は、出力するキャリア信号を、現在のキャリア周波数ｆｃの値からキャリア周波数指令ｆｃ＊に対応する値に切り替えて、切り替えた値のキャリア周波数ｆｃのキャリア信号を出力する（図３のステップＳ４０）。
【００２９】
一方、キャリア周波数導出部３８０は、高調波成分の周波数［ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ］（式（１）），周波数［ｍ・ｆｃ］（式（２））が共振周波数帯域ＲＦＢに含まれない場合（図３のステップＳ２０：ＮＯ）、変更するキャリア周波数ｆｃの値の導出、および、キャリア周波数指令ｆｃ＊の出力を行なわない。また、キャリア周波数切替部３９０も、キャリア周波数ｆｃの切り替えを行なわない。
【００３０】
走行用インバータ制御装置３６は、上記のように、回転周波数演算部３７０、キャリア周波数導出部３８０、及び、キャリア周波数切替部３９０によって、走行用インバータ３４の直流側に発生する電流の高調波成分が、共振周波数帯域ＲＦＢに含まれないように、キャリア周波数を変化させる制御を行う。
【００３１】
以下では、図４に示した共振周波数および高調波成分の場合に、キャリア周波数を変化させる制御の例について説明する。但し、説明を容易にするため、走行モータ３８の回転数が０ｒｐｍ〜１８０００ｒｐｍの範囲で、ｎが１およびｍが２の場合を前提として、回転数に応じて変化する高調波成分の周波数［ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ］（＝［ｆｃ±３・ｆｅ］），周波数［ｍ・ｆｃ］（＝２・ｆｃ］）について、キャリア周波数ｆｃが４ｋＨｚ、５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、７ｋＨｚ、８ｋＨｚのそれぞれの場合を例としている。また、共振周波数帯域ＲＦＢとしては、５ｋＨｚ〜６ｋＨｚの第１共振周波数帯域ＲＦＢ１および１ｋＨｚ〜３ｋＨｚの第２共振周波数帯域ＲＦＢ２が存在している場合を例としている。なお、キャリア周波数ｆｃが４ｋＨｚ以外の高調波成分の周波数［ｍ・ｆｃ］については、共振周波数帯域ＲＦＢ１，ＲＦＢ２に比べて非常に高い周波数となるので、図示を省略している。
【００３２】
式（３）で示したように、変調波周波数ｆｅは、走行モータ３８の回転周波数ｆｍに比例して変化するので、図４に示すように、高調波成分の周波数［ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ］は、回転数（６０・ｆｍ）［ｒｐｍ］に比例して変化する。ここで、回転周波数ｆｍは式（３）からｆｍ＝ｆｅ／Ｐで表されるので、高調波成分の周波数［ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ］は、変調波周波数ｆｅに比例して変化する。なお、図４の高調波成分の周波数［ｎ・ｆｃ±３・ｆｅ］は、極対数Ｐ＝４の場合が例として示されている。
【００３３】
ｆｃ＝４ｋＨｚの場合、太実線で示すように、周波数［ｆｃ−３・ｆｅ］の高調波成分は、５０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの回転数において第２共振周波数帯域ＲＦＢ２に含まれる周波数となり、周波数［ｆｃ＋３・ｆｅ］の高調波成分は、５０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍの回転数において第１共振周波数帯域ＲＦＢ１に含まれる周波数となる。他の周波数ｆｃ＝５ｋＨｚ，６ｋＨｚ，７ｋＨｚ，８ｋＨｚにおいても、同様に、それぞれの変化の状態に応じた回転数において、周波数［ｆｃ±３・ｆｅ］の高調波成分が共振周波数帯域ＲＦＢ１，ＲＦＢ２に含まれる。
【００３４】
従って、ｆｃ＝４ｋＨｚの場合、太実線で示すように、５０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの回転数の間において、キャリア周波数ｆｃを４ｋＨｚとしないことが好ましい。同様に、ｆｃ＝５ｋＨｚの場合、太一点鎖線で示すように、０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ及び１００００ｒｐｍ〜１８０００ｒｐｍの回転数の間において、キャリア周波数ｆｃを５ｋＨｚとしないことが好ましい。また、ｆｃ＝６ｋＨｚの場合、太二点鎖線で示すように、０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ及び１５０００ｒｐｍ〜１８０００ｒｐｍの回転数の間において、キャリア周波数ｆｃを６ｋＨｚとしないことが好ましい。また、ｆｃ＝７ｋＨｚの場合、太長破線で示すように、５０００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍの回転数の間において、キャリア周波数ｆｃを７ｋＨｚとすしないことが好ましい。また、ｆｃ＝８ｋＨｚの場合、太短破線で示すように、１００００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍの回転数の間において、キャリア周波数ｆｃを８ｋＨｚとしないことが好ましい。
【００３５】
そこで、例えば、図５に示すように、回転数が５０００ｒｐｍ未満ではｆｃ＝４ｋＨｚ、回転数が５０００ｒｐｍ以上１５０００ｒｐｍ未満ではｆｃ＝６ｋＨｚ、回転数が１５０００ｒｐｍ以上ではｆｃ＝８ｋＨｚと設定することができる。これにより、発生する高調波成分の周波数［ｆｃ±３・ｆｅ］を、実線、太二点鎖線、および、太破線で示したように変化させて、共振周波数帯域ＲＦＢ１，ＲＦＢ２内の周波数とならないようにすることができる。
【００３６】
また、例えば、図６に示すように、回転数が５０００ｒｐｍ未満ではｆｃ＝７ｋＨｚ、回転数が５０００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ未満ではｆｃ＝８ｋＨｚ、回転数が１００００ｒｐｍ以上１５０００ｒｐｍ未満ではｆｃ＝９ｋＨｚ、回転数が１５０００ｒｐｍ以上ではｆｃ＝１０ｋＨｚ、と設定することもできる。これにより、発生する高調波成分の周波数［ｆｃ±３・ｆｅ］を、太実線、太一点鎖線、太二点鎖線、および、太破線で示したように変化させて、共振周波数帯域ＲＦＢ１，ＲＦＢ２内の周波数とならないようにすることができる。
【００３７】
以上説明したように、第１実施形態の走行用インバータ制御装置３６では、走行用インバータ３４の直流側電流に発生する高調波成分の周波数を、式（１），式（２）に示した高調波成分の理論式に基づいて高精度に求めることができる。そして、求めた高調波成分の周波数が共振周波数帯域に含まれないように、キャリア周波数を切り替えることができる。これにより、高調波成分の周波数が共振周波数帯域に近づくにつれて発生する直流側電流のリップル量の増大を抑制し、装置の許容電流を超えるほどリップル量が増大して、その装置の破損を招くことを抑制することができる。
【００３８】
Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態のインバータ制御装置では、図７に示したキャリア周波数切替制御ルーチンに従って、キャリア周波数ｆｃの切替制御が実行される。なお、第２実施形態のインバータ制御装置が適用されるシステムの構成及びインバータ制御装置の構成は、第１実施形態と同じである。
【００３９】
図７に示した第２実施形態のキャリア周波数切替制御ルーチンは、図３のステップＳ２０がステップＳ２０Ｂに置き換えられている。ステップＳ２０Ｂでは、キャリア周波数導出部３８０は、現在のキャリア周波数ｆｃが下式（４）〜式（６）で表された条件を満たす禁止帯域ＰＦＢ内にあるか判断する。
［ｆｕ／ｎ＋３・ｆｃ／ｎ］＞ｆｃ＞［ｆｌ／ｎ＋３・ｆｅ／ｎ］  ・・・式（４）
［ｆｕ／ｎ−３・ｆｃ／ｎ］＞ｆｃ＞［ｆｌ／ｎ−３・ｆｅ／ｎ］  ・・・式（５）
［ｆｕ／ｍ］＞ｆｃ＞［ｆｌ／ｍ］  ・・・式（６）
ｎは奇数、ｍは偶数、ｆｕは共振周波数帯域の最大周波数、ｆｌは共振周波数帯域の最小周波数である。
【００４０】
現在のキャリア周波数ｆｃが禁止帯域ＰＦＢ内にある場合には（ステップＳ２０Ｂ：ＹＥＳ）、キャリア周波数導出部３８０（図２参照）は、禁止帯域ＰＦＢ外となるように、変更するキャリア周波数ｆｃの値を導出し（図７のステップＳ３０）、導出したキャリア周波数ｆｃの値をキャリア周波数指令ｆｃ＊としてキャリア周波数切替部３９０（図２参照）に出力する。そして、キャリア周波数切替部３９０は、キャリア周波数ｆｃの切り替えを行なう（図７のステップＳ４０）。
【００４１】
一方、キャリア周波数導出部３８０は、キャリア周波数ｆｃが禁止帯域ＰＦＢに含まれない場合（図７のステップＳ２０Ｂ：ＮＯ）、変更するキャリア周波数ｆｃの値の導出、および、キャリア周波数指令ｆｃ＊の出力を行なわない。これに伴い、キャリア周波数切替部３９０も、キャリア周波数ｆｃの切り替えを行なわない。
【００４２】
図８は、キャリア周波数ｆｃの禁止帯域ＰＦＢの一例を示している。但し、説明を容易にするため、共振周波数帯域ＲＦＢの最大周波数ｆｕが６ｋＨｚ、最小周波数ｆｌが５ｋＨｚ、および、上記禁止帯域ＰＦＢの条件を示す式（４）〜式（６）のｎが１、ｍが２の場合を例として示している。
【００４３】
キャリア周波数ｆｃは、例えば、キャリア周波数設定例に示すように、式（４）〜式（６）の条件を満たす禁止帯域ＰＦＢに含まれない値の周波数に設定されればよい。キャリア周波数設定例は、回転数が５０００ｒｐｍ未満においてｆｃ＝４ｋＨｚ、回転数が５０００ｒｐｍ以上においてｆｃ＝５ｋＨｚとなっている。但し、これに限定されるものではなく、禁止帯域ＰＦＢに含まれない種々の値とすることができる。
【００４４】
なお、上記説明では、説明を容易にするため、１つの共振周波数帯域ＲＦＢを有する場合を例に説明しているが、複数の共振周波数帯域ＲＦＢを有する場合には、共振周波数帯域ごとに、式（４）〜式（６）で表される禁止帯域ＰＦＢが設定される。
【００４５】
以上説明したように、第２実施形態の走行用インバータ制御装置３６では、走行用インバータ３４の直流側電流に発生する高調波成分の周波数として、式（１），式（２）に示した高調波成分の理論式を用いて、式（４）〜式（６）に示した条件を満たすキャリア周波数の禁止帯域を高精度に求めることができる。そして、キャリア周波数が、求めた禁止帯域に含まれないように、キャリア周波数を切り替えることができる。これにより、高調波成分の周波数が共振周波数帯域に近づくにつれて発生する直流側電流のリップル量の増大を抑制し、装置の許容電流を超えるほどリップル量が増大して、その装置の破損を招くことを抑制することができる。
【００４６】
Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態のインバータ制御装置では、図９に示したキャリア周波数切替制御ルーチンに従って、キャリア周波数ｆｃの切替制御が実行される。なお、第３実施形態のインバータ制御装置が適用されるシステムの構成及びインバータ制御装置の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４７】
図９に示した第３実施形態のキャリア周波数切替制御ルーチンは、図３のステップＳ２０が省略され、ステップＳ３０がステップＳ３０Ｃに置き換えられ、ステップＳ３０ＣとステップＳ４０との間にステップＳ３５Ｃが挿入されている。
【００４８】
ステップＳ３０Ｃでは、キャリア周波数導出部３８０（図２参照）は、あらかじめ用意されている変調波周波数ｆｅと設定可能なキャリア周波数ｆｃとの関係を示すマップ（不図示）から、ステップＳ１０において、回転周波数ｆｍに基づいて式（３）に従って求められた変調波周波数ｆｅに対応するキャリア周波数ｆｃの値を導出する。そして、キャリア周波数導出部３８０は、ステップＳ３５Ｃにおいて、キャリア周波数ｆｃの変更の要否を判断する。具体的には、導出したキャリア周波数ｆｃの値が、現在のキャリア周波数ｆｃと異なっている場合には、変更要と判断し（ステップＳ３５Ｃ：ＹＥＳ）、キャリア周波数導出部３８０は、導出したキャリア周波数ｆｃの値をキャリア周波数指令ｆｃ＊としてキャリア周波数切替部３９０（図２参照）に出力する。そして、キャリア周波数切替部３９０は、キャリア周波数ｆｃの切り替えを行なう（図９のステップＳ４０）。一方、導出したキャリア周波数ｆｃの値が、現在のキャリア周波数ｆｃと同じである場合には、変更不要と判断し（ステップＳ３５Ｃ：ＮＯ）、キャリア周波数指令ｆｃ＊の出力を行なわない。これに伴い、キャリア周波数切替部３９０も、キャリア周波数ｆｃの切り替えを行なわない。
【００４９】
キャリア周波数ｆｃの値の導出に用いられるマップは、あらかじめ、複数の変調波周波数ｆｅの値について、それぞれ、式（４）〜式（６）を満たす禁止帯域とならないようなキャリア周波数ｆｃの値を求める（図８参照）ことで、作成することができる。
【００５０】
以上説明したように、第３実施形態では、走行用インバータ３４の直流側電流に発生する高調波成分の周波数として、式（１），式（２）に示した高調波成分の理論式を用いて、式（４）〜式（６）に示した条件を満たすキャリア周波数の禁止帯域を高精度に求めることができる。そして、変調波周波数と禁止帯域に含まれないようなキャリア周波数との関係をあらかじめ求めることができる。これにより、第３実施形態の走行用インバータ制御装置３６では、あらかじめ用意されたマップから、回転周波数に応じて求められる変調波周波数に対応するキャリア周波数を求めることにより、キャリア周波数が禁止帯域に含まれないように、キャリア周波数を切り替えることができる。これにより、高調波成分の周波数が共振周波数帯域に近づくにつれて発生する直流側電流のリップル量の増大を抑制し、装置の許容電流を超えるほどリップル量が増大して、その装置の破損を招くことを抑制することができる。また、あらかじめ用意されたマップから、キャリア周波数が禁止帯域に含まれず、高調波成分の周波数が共振周波数帯域に含まれないようにすることが可能なキャリア周波数を用意に求めることができ、処理時間の短縮化を図ることが可能である。
【００５１】
Ｄ．他の実施形態：
（１）上記実施形態では、式（１）で表された搬送波のｎ次（ｎは奇数）の側帯高調波の周波数［ｎ・ｆｃ＋３・ｆｃ］，［ｎ・ｆｃ−３／ｆｃ］と、ｍ次（ｍは偶数）の高調波の周波数［ｍ・ｆｃ］と、が共振周波数帯域に含まれないようにキャリア周波数ｆｃを変化させている。しかしながら、これに限定されるものではない。周波数［ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ］と、周波数［ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ］とのうちの一方が共振周波数帯域に含まれないようにキャリア周波数ｆｃを変化させるようにしてもよい。これによれば、周波数［ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ］と、周波数［ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ］との両方が共振周波数帯域に含まれる場合に比べて、インバータの直流側電流のリップル量を低減することができる。また、周波数［ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ］と、周波数［ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ］と、周波数［ｍ・ｆｃ］とのうちの少なくとも一つが共振周波数帯域に含まれないようにキャリア周波数ｆｃを変化させるようにしてもよい。これによれば、周波数［ｎ・ｆｃ＋３・ｆｅ］と、周波数［ｎ・ｆｃ−３・ｆｅ］と、周波数［ｍ・ｆｃ］とが共振周波数帯域に含まれる場合に比べて、インバータの直流側電流のリップル量を低減することができる。
【００５２】
（２）上記実施形態では、キャリア周波数ｆｃに依存して発生する高調波として式（１）および式（２）で表される周波数の高調波が発生するものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上述した参考文献に示された高調波成分等、発生する高調波成分を解析した種々の論理式を利用した高調波成分の周波数を用いることも可能である。
【００５３】
（３）上記実施形態では、発明のインバータ制御装置を、走行用インバータ３４を制御する走行用インバータ制御装置３６に適用した場合を例に説明したが、Ａ／Ｃ用インバータ４４を制御するＡ／Ｃ用インバータ制御装置４６に発明のインバータ制御装置を適用してもよい。すなわち、種々のインバータを制御するインバータ制御装置に適用可能である。
【００５４】
（４）上記実施形態のインバータ制御装置では、ベクトル制御を用いたフィードバック制御により、インバータを介して電動機を動作させる場合を例に説明したが、その他、周波数に対応した電圧を出力するＶ／ｆ制御を用いた一般的なフィードバック制御により、インバータを介して電動機を動作させる場合においても同様に、本願の発明を適用可能である。
【００５５】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…バッテリ、２０…配線、３０…走行モータ駆動部、３２…フィルタ、３４…走行用インバータ、３６…走行用インバータ制御装置、３８…走行モータ、４０…Ａ／Ｃモータ駆動部、４２…ＬＣフィルタ、４４…Ａ／Ｃ用インバータ、４６…Ａ／Ｃ用インバータ制御装置、４８…Ａ／Ｃモータ、５０…電力供給部、５２…ＬＣフィルタ、５４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５６…ＤＣ／ＤＣ制御装置、５８…負荷、１００…車両システム、３１０…差分検出部、３２０…電流制御部、３３０…座標変換部、３４０…ＰＷＭ部、３５０…電流検出部、３６０…座標変換部、３７０…回転周波数演算部、３８０…キャリア周波数導出部、３９０…キャリア周波数切替部。
【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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