(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源（１１）から入力される直流電力を複数のスイッチング素子（３１−３６）の動作により交流電力に変換し交流電動機（８０）に供給するインバータ（３０）と、
前記インバータに指令する電圧ベクトルを演算する電圧指令演算部と、
前記電圧ベクトルの振幅を制限する電圧振幅制限部（７２）と、
を備え、
電圧指令演算部は、
前記交流電動機を流れる電流をフィードバック制御するための操作量として前記電圧ベクトルを演算する電流フィードバック制御部（５８０）を含み、
前記電圧振幅制限部は、
少なくとも前記交流電動機の回転数、前記交流電動機を流れる電流の振幅、前記インバータを操作する電圧波形として用いられるＰＷＭ信号の生成において前記電流フィードバック制御部の出力に基づいて算出される相電圧と比較される搬送波の周波数、及び力率のうち一つ以上に基づいて、前記電圧ベクトルの振幅の制限値を変更する交流電動機の制御装置。
【請求項２】
電源（１１）から入力される直流電力を複数のスイッチング素子（３１−３６）の動作により交流電力に変換し交流電動機（８０）に供給するインバータ（３０）と、
前記インバータに指令する電圧ベクトルを演算する電圧指令演算部と、
前記電圧指令演算部が演算した前記電圧ベクトルに基づき前記インバータを操作する電圧波形として、予め記憶された複数の電圧波形から所定の条件に応じて選択されるパルスパターン、又は、相電圧と搬送波との比較により生成されるＰＷＭ信号の電圧波形を特定する電圧波形特定部（６３）と、
前記インバータの母線電流（Ｉｍ）を取得し、当該母線電流が流れる回路の共振周波数に相当する特定周波数の振幅スペクトルを抽出する振幅スペクトル抽出部（７１）と、
前記電圧波形に相関する前記特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、当該特定周波数の振幅スペクトルが前記判定閾値未満となるように前記電圧ベクトルの振幅を制限する電圧振幅制限部（７２）と、
を備える交流電動機の制御装置。
【請求項３】
前記電圧指令演算部は、
前記交流電動機を流れる電流をフィードバック制御するための操作量として前記電圧ベクトルを演算する電流フィードバック制御部（５８０）を含み、
前記電圧波形特定部は、
前記電流フィードバック制御部が出力した電圧振幅及びインバータ電圧から算出される変調率と前記交流電動機の回転数とに基づいて、予め記憶された複数のパルスパターンからいずれかのパルスパターンを選択するパルスパターン設定部（６４）、又は、前記電流フィードバック制御部の出力に基づいて算出される相電圧と搬送波との比較によりＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（６６）の少なくとも一方を有する請求項２に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項４】
前記電圧指令演算部は、
前記交流電動機のトルクをフィードバック制御するための操作量として前記電圧ベクトルの位相を演算するトルクフィードバック制御部（５４０）をさらに含み、
前記電圧波形特定部は、前記パルスパターン設定部（６４）を有し、
前記トルクフィードバック制御部により電圧ベクトルを演算する場合、前記パルスパターン設定部は、電気１周期に１パルスの矩形波を出力するパターンを選択する請求項３に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項５】
前記電圧振幅制限部により前記電圧ベクトルの振幅を制限するとき、
前記電圧指令演算部は、前記電流フィードバック制御部による制御を停止し、前記トルクフィードバック制御部により前記電圧ベクトルを演算する請求項４に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項６】
前記電圧波形特定部が特定する電圧波形が矩形波となったとき、
前記電圧指令演算部は、前記電流フィードバック制御部による制御を停止し、前記トルクフィードバック制御部により前記電圧ベクトルを演算する請求項４または５に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項７】
前記電源の電圧を昇圧して前記インバータに出力するコンバータ（２０）を備えた交流電動機駆動システムに適用され、
前記電圧振幅制限部は、前記コンバータが非昇圧状態であるとき、前記電圧ベクトルを制限する請求項１〜６のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項８】
電源（１１）から入力される直流電力を複数のスイッチング素子（３１−３６）の動作により交流電力に変換し交流電動機（８０）に供給するインバータ（３０）と、
前記交流電動機を流れる電流をフィードバック制御するための操作量として、前記インバータに指令する電圧ベクトルを演算する電流フィードバック制御部（５８０）と、
前記電流フィードバック制御部が演算した前記電圧ベクトルに基づき前記インバータを操作する電圧波形として、前記電流フィードバック制御部の出力に基づいて算出される相電圧と搬送波との比較により生成されるＰＷＭ信号の電圧波形を特定するＰＷＭ信号生成部（６６）と、
前記ＰＷＭ信号の生成に用いる搬送波周波数を変更する搬送波周波数変更部（６７）と、
を備え、
前記搬送波周波数変更部は、
前記交流電動機の回転数と、少なくとも前記交流電動機を流れる電流の振幅、前記搬送波周波数又は力率のうち一つ以上と、に基づいて、搬送波周波数を変更する交流電動機の制御装置。
【請求項９】
前記インバータの母線電流（Ｉｍ）を取得し、当該母線電流が流れる回路の共振周波数に相当する特定周波数の振幅スペクトルを抽出する振幅スペクトル抽出部（７１）をさらに備え、
前記搬送波周波数変更部は、
前記電圧波形に相関する前記特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、当該特定周波数の振幅スペクトルが前記判定閾値未満となるように、前記ＰＷＭ信号の生成に用いる搬送波周波数を変更する請求項８に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項１０】
前記電源の電圧を昇圧して前記インバータに出力するコンバータ（２０）を備えた交流電動機駆動システムに適用され、
前記搬送波周波数変更部は、前記コンバータが非昇圧状態であるとき、前記搬送波周波数を変更する請求項８または９に記載の交流電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータに指令する電圧ベクトルを演算し、交流電動機の通電を制御する交流電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流電動機に対する要求トルクと回転速度とを入力としてインバータの出力電圧ベクトルの振幅（又はノルム）を設定する制御装置において、交流電動機の制御量を高精度に制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１に開示された回転機の制御装置では、基本ノルム設定手段は、回転機のトルクに関するパラメータおよび回転機の回転速度を入力として電力変換回路の出力電圧ベクトルの基本ノルムを設定する。補正手段は、回転機を流れるｄ軸電流をフィードバック制御するための操作量として基本ノルムの補正量を算出し、該補正量によって基本ノルムを補正する。
また、特許文献２に開示された回転機の制御装置では、位相設定手段は、指令トルクと、実電流から算出した推定トルクとの偏差に基づき、電圧位相φを設定する。振幅設定手段は、ｄｑ座標系において電圧位相φの変化が非干渉化された座標軸を用いて振幅操作量ΔＶを設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７７９８６２号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２０８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交流電動機駆動システムの電源、インバータ及び交流電動機を含む回路には、リレー、リアクトル、コンデンサ、交流電動機等のインダクタンス成分や容量成分により、共振が発生する。そして、インバータの出力電圧波形によって、インバータ母線電流が有する振幅スペクトルの特定周波数が回路の共振周波数と一致する場合、システムの騒音や振動が増大する。しかし特許文献１、２には、この問題について何ら言及されていない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、インバータ母線電流が有する振幅スペクトルの特定周波数が回路の共振周波数と一致し共振することによる騒音や振動を抑制する交流電動機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様による交流電動機の制御装置の一つの構成は、インバータ（３０）と、インバータに指令する電圧指令ベクトルを演算する電圧指令演算部と、電圧ベクトルの振幅を制限する電圧振幅制限部（７２）とを備える。
インバータは、電源（１１）から入力される直流電力を複数のスイッチング素子（３１−３６）の動作により交流電力に変換し交流電動機（８０）に供給する。
電圧指令演算部は、交流電動機を流れる電流をフィードバック制御するための操作量として電圧ベクトルを演算する電流フィードバック制御部（５８０）を含む。
電圧振幅制限部は、少なくとも交流電動機の回転数、交流電動機を流れる電流の振幅、インバータを操作する電圧波形として用いられるＰＷＭ信号の生成において電流フィードバック制御部の出力に基づいて算出される相電圧と比較される搬送波の周波数、及び力率のうち一つ以上に基づいて、電圧ベクトルの振幅の制限値を変更する。
本発明の第一の態様による交流電動機の制御装置の別の構成は、インバータ（３０）と、インバータに指令する電圧指令ベクトルを演算する電圧指令演算部と、電圧波形特定部（６３）と、振幅スペクトル抽出部（７１）と、電圧振幅制限部（７２）とを備える。
電圧波形特定部は、電圧指令演算部が演算した電圧ベクトルに基づきインバータを操作する電圧波形として、「予め記憶された複数の電圧波形から所定の条件に応じて選択されるパルスパターン」、又は、「相電圧と搬送波との比較により生成されるＰＷＭ信号」の電圧波形を特定する。
【０００７】
振幅スペクトル抽出部は、インバータの母線電流（Ｉｍ）を取得し、当該母線電流が流れる回路の共振周波数に相当する特定周波数の振幅スペクトルを抽出する。
電圧振幅制限部は、電圧波形に相関する特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、当該特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値未満となるように電圧ベクトルの振幅を制限する。
【０００８】
具体的には、電圧指令演算部は、交流電動機を流れる電流をフィードバック制御するための操作量として電圧ベクトルの振幅を演算する電流フィードバック制御部（５８０）を含む。また、電圧指令演算部は、交流電動機のトルクをフィードバック制御するための操作量として電圧ベクトルの位相を演算するトルクフィードバック制御部（５４０）をさらに含んでもよい。
【０００９】
本発明の第一の態様では、インバータの母線電流が有する振幅スペクトルの特定周波数が回路の共振周波数と一致し、特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、電圧振幅制限部により電圧ベクトルの振幅を制限する。これにより、システムの騒音や振動を適切に抑制することができる。
【００１０】
本発明の第二の態様による交流電動機の制御装置は、第一の態様と同様のインバータ（３０）の他、電流フィードバック制御部（５８０）と、ＰＷＭ信号生成部（６６）と、ＰＷＭ信号の生成に用いる搬送波周波数を変更する搬送波周波数変更部（６７）とを備える。電流フィードバック制御部、及びＰＷＭ信号生成部は、それぞれ、第一の態様における電圧指令演算部、及び電圧波形特定部に含まれる一部の構成と同様である。
電流フィードバック制御部は、交流電動機を流れる電流をフィードバック制御するための操作量として、インバータに指令する電圧ベクトルの振幅を演算する。
ＰＷＭ信号生成部は、電流フィードバック制御部が演算した電圧ベクトルに基づきインバータを操作する電圧波形として、「電流フィードバック制御部の出力に基づいて算出される相電圧と搬送波との比較により生成されるＰＷＭ信号」の電圧波形を特定する。
搬送波周波数変更部は、交流電動機の回転数と、少なくとも交流電動機を流れる電流の振幅、搬送波周波数又は力率のうち一つ以上と、に基づいて、搬送波周波数を変更する。
【００１１】
好ましくは、本発明の第二の態様による交流電動機の制御装置は、インバータの母線電流（Ｉｍ）を取得し、当該母線電流が流れる回路の共振周波数に相当する特定周波数の振幅スペクトルを抽出する振幅スペクトル抽出部（７１）をさらに備える。この構成では、搬送波周波数変更部は、電圧波形に相関する特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、当該特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値未満となるように、ＰＷＭ信号の生成に用いる搬送波周波数を変更する。
本発明の第二の態様では、インバータの母線電流が有するスペクトルの特定周波数が回路の共振周波数と一致し、特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、搬送波周波数変更部により搬送波周波数を変更する。これにより、第一の態様と同様にシステムの騒音や振動を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１〜第６実施形態の交流電動機の制御装置が適用されるＭＧ駆動システムの概略構成図。
【図２】（ａ）インバータ母線電流のスペクトル図、（ｂ）リレーの共振周波数を示す図。
【図３】各実施形態のインバータ制御部の制御ブロック図。
【図４】第１〜第４実施形態の変調器の制御ブロック図。
【図５】（ａ）相電圧の波形例を示す図、（ｂ）相電圧をモータに印加したときのインバータ母線電流のスペクトル図。
【図６】振幅スペクトルの算出方法の例を説明する図。
【図７】振幅スペクトルの判定閾値の設定方法の例を説明する図。
【図８】第１実施形態による電圧振幅制限処理のフローチャート。
【図９】電圧振幅制限処理時における電圧ベクトル制御のフローチャート。
【図１０】図９の電圧ベクトル制御を説明するｄｑ軸ベクトル図。
【図１１】第２、第３実施形態による電圧ベクトル（振幅／位相）の変化率制限／平滑化の構成を示す制御ブロック図。
【図１２】電圧ベクトル変化率制限／平滑化処理を説明するｄｑ軸ベクトル図。
【図１３】電圧ベクトル変化率制限／平滑化処理を説明するタイムチャート。
【図１４】第４実施形態によるＰＩゲイン選択の構成を示す制御ブロック図。
【図１５】第５実施形態の変調器の制御ブロック図。
【図１６】搬送波周波数の変更による電圧波形の変化を示す図。
【図１７】第５実施形態による搬送波周波数変更処理のフローチャート。
【図１８】第６実施形態による再制限／再変更禁止期間を示すタイムチャート。
【図１９】第７実施形態の交流電動機の制御装置が適用されるＭＧ駆動システムの概略構成図。
【図２０】第７実施形態の変調器の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、交流電動機の制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の第１〜第７実施形態を包括して「本実施形態」という。
本実施形態の交流電動機の制御装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源であるモータジェネレータ（以下「ＭＧ」）を駆動するシステムにおいて、三相交流モータであるＭＧの通電を制御する装置である。各実施形態の「ＭＧ」及び「ＭＧ制御装置」は、特許請求の範囲に記載の「交流電動機」及び「交流電動機の制御装置」に相当する。
【００１４】
（第１実施形態）
［システム構成］
まず、第１〜第６実施形態のＭＧ制御装置が適用されるＭＧ駆動システムの全体構成について図１を参照して説明する。図１には、一つのＭＧを備えるシステムを例示する。
ＭＧ駆動システム９０１は、充放電可能な二次電池である「電源」としてのバッテリ１１の直流電力をインバータ３０で三相交流電力に変換してＭＧ８０に供給するシステムである。
ＭＧ駆動システム９０１においてＭＧ制御装置１０１は、主にインバータ３０及びインバータ制御部５０を含む。なお、ＭＧ制御装置１０１は、二つ以上のＭＧを備えたＭＧ駆動システムにも同様に適用可能である。
【００１５】
ＭＧ８０は、例えば永久磁石式同期型の三相交流モータである。本実施形態では、ＭＧ８０は、ハイブリッド自動車の駆動輪を駆動するトルクを発生する電動機としての機能、及び、エンジンや駆動輪から伝達されるトルクを発電によってエネルギー回収する発電機としての機能を兼ね備える。
【００１６】
ＭＧ８０の三相巻線８１、８２、８３のうち二相の巻線に接続される電流経路には、相電流を検出する電流センサが設けられる。図１の例では、Ｖ相巻線８２及びＷ相巻線８３に接続される電流経路に、それぞれ相電流Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流センサ８７、８８が設けられており、残るＵ相の電流Ｉｕをキルヒホッフの法則に基づいて推定している。他の実施形態では、どの二相の電流を検出してもよく、三相の電流を検出してもよい。或いは、一相の電流検出値に基づいて他の二相の電流を推定する技術を採用してもよい。
ＭＧ８０の電気角θｅは、例えばレゾルバ等の回転角センサ８５により検出される。
【００１７】
インバータ３０は、上下アームの６つのスイッチング素子３１−３６がブリッジ接続されている。詳しくは、スイッチング素子３１、３２、３３は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームのスイッチング素子であり、スイッチング素子３４、３５、３６は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子３１−３６は、例えばＩＧＢＴで構成され、低電位側から高電位側へ向かう電流を許容する還流ダイオードが並列に接続されている。
【００１８】
インバータ３０は、インバータ制御部５０からのゲート信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬに従ってスイッチング素子３１−３６が動作することで直流電力を三相交流電力に変換する。そして、インバータ制御部５０が演算した電圧指令に応じた相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、ＶｗをＭＧ８０の各相巻線８１、８２、８３に印加する。平滑コンデンサ２５は、インバータ３０に入力されるシステム電圧Ｖｓｙｓを平滑化する。システム電圧Ｖｓｙｓは、特許請求の範囲に記載の「インバータ電圧」に相当する。
電圧センサ３７はシステム電圧Ｖｓｙｓを検出する。電流センサ３８はインバータ３０の母線電流Ｉｍを検出する。なお、他の実施形態では、電流センサ３８を備えず、後述する他の方法等により母線電流Ｉｍを算出してもよい。
【００１９】
インバータ制御部５０は、マイコン等により構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を内部に備えている。マイコンは、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。
【００２０】
インバータ制御部５０は、各センサが検出したシステム電圧Ｖｓｙｓ、母線電流Ｉｍ、二相の相電流Ｉｖ、Ｉｗ、電気角θｅを取得する。また、インバータ制御部５０は、微分器８６により電気角θｅが時間微分された電気角速度ω［ｄｅｇ／ｓ］を取得する。電気角速度ωは、比例定数を乗じることにより回転数Ｎ［ｒｐｍ］に換算されるため、本明細書では「電気角速度ωを換算した回転数」を省略して「回転数ω」という。なお、インバータ制御部５０の内部に微分器８６を有してもよい。
【００２１】
さらにインバータ制御部５０は、上位制御回路からトルク指令Ｔｒｑ*が入力される。
インバータ制御部５０は、これらの情報に基づいて、インバータ３０を操作するゲート信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬを演算する。インバータ３０は、ゲート信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬに従ってスイッチング素子３１−３６が動作することにより、バッテリ１１から入力される直流電力を交流電力に変換しＭＧ８０に供給する。
【００２２】
このような構成のＭＧ制御装置１０１において、図２（ａ）に示すように、インバータ３０の母線電流Ｉｍは、電圧波形に相関する振幅スペクトルの周波数分布を有している。
また、インバータ３０の入力部には、バッテリ１１からの電力供給を遮断可能なリレー１２が設けられている。ところで、ＭＧ駆動システム９０１において、「バッテリ１１、インバータ３０及びＭＧ８０を含む回路」には、リレー１２、コンデンサ２５、モータ巻線８１−８３等のインダクタンス成分や容量成分を有する要素が存在している。これらの要素は、インバータ３０の駆動中に共振を発生する要素となる。そのため、図２（ｂ）に示すように、回路の周波数特性は、例えばリレー１２の共振周波数でピークとなる。
【００２３】
したがって、インバータ３０の母線電流Ｉｍが有する振幅スペクトルの特定周波数と、回路が有するリレー１２等の共振周波数とが一致すると、共振による振動や騒音が増大するおそれがある。例えばハイブリッド自動車に適用されるＭＧ制御装置１０１では、車両の振動や騒音は、商品性やドライバビリティに影響を及ぼす可能性がある。
本実施形態は、このような共振を抑制するためのインバータ制御部５０の構成を特徴とする。以下、インバータ制御部５０の構成について詳しく説明する。
【００２４】
［インバータ制御部の構成、作用］
インバータ制御部５０の構成及び作用について、図３〜図１０を参照して説明する。
図３に示すように、インバータ制御部５０は、ｄｑ変換部５１、トルク推定部５２、トルク減算器５３、制御器５４、電流指令演算部５５、電流減算器５６、制御器５７、制御器５８、電圧振幅／位相演算部５９、変調器６０、ゲート信号生成部７９等を含む。このうち、制御器５７と、制御器５８及び電圧振幅／位相演算部５９とは、フィードバック制御部（図中「ＦＢ制御部」）の構成に応じて選択的に設けられてもよい。
ここで、トルクフィードバック制御部５４０及び電流フィードバック制御部５８０は、インバータ３０に指令する電圧ベクトルを演算する「電圧指令演算部」として機能する。以下の説明における「電圧ベクトル」は、基本的に「電圧指令ベクトル」を意味する。
【００２５】
ｄｑ変換部５１は、電気角θｅに基づき、電流センサ８７、８８から取得した相電流をｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑに変換し、電流減算器５６にフィードバックする。
トルク推定部５２は、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑ、及び、ＭＧ８０のモータ定数に基づき、式（１）を用いてトルク推定値Ｔｒｑ＿ｅｓｔを算出する。なお、ＭＧ８０にトルクセンサを備えたシステムでは、トルク推定部５２を設けず、トルク検出値を取得してもよい。
Ｔｒｑ＿ｅｓｔ＝ｐ×｛Ｉｑ×ψ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ×Ｉｑ｝  ・・・（１）
ただし、
ｐ  ：ＭＧの極対数
ψ  ：逆起電圧定数
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄ軸インダクタンス、ｑ軸インダクタンス
【００２６】
トルクフィードバック制御部５４０は、トルク減算器５３及び制御器５４を含む。
トルク減算器５３は、トルク指令Ｔｒｑ*とトルク推定値Ｔｒｑ＿ｅｓｔとのトルク偏差ΔＴｒｑを算出する。制御器５４は、トルク偏差ΔＴｒｑを０に収束させるように、ＰＩ演算により電圧位相φを演算し、変調器６０に出力する。こうして、トルクフィードバック制御部５４０は、ＭＧ８０のトルクをフィードバック制御するための操作量として、電圧ベクトルの位相φを演算する。
【００２７】
電流指令演算部５５は、トルク指令Ｔｒｑ*に基づき、例えば電流当たり最大トルクが得られるように、マップや数式を用いてｄｑ軸電流指令Ｉｄ*、Ｉｑ*を演算する。
インバータ制御部５０がトルクフィードバック制御部５４０を備える構成では、電流フィードバック制御部５８０は、電流減算器５６及び制御器５７を含む。
【００２８】
電流減算器５６は、ｄｑ軸電流指令Ｉｄ*、Ｉｑ*と、ｄｑ変換部５１からフィードバックされるｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑとの電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑを算出する。制御器５７は、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑを０に収束させるように、ＰＩ演算により電圧振幅Ｖｒを演算し、変調器６０に出力する。こうして、電流フィードバック制御部５８０は、ＭＧ８０に流れる電流をフィードバック制御するための操作量として、電圧ベクトルの振幅Ｖｒを演算する。
【００２９】
したがって、トルクフィードバック制御部５４０及び電流フィードバック制御部５８０が協働して「電圧指令演算部」を構成する場合、トルクフィードバック制御部５４０の制御器５４が演算した電圧位相φ、及び、電流フィードバック制御部５８０の制御器５７が演算した電圧振幅Ｖｒが変調器６０に出力される。
【００３０】
また、インバータ制御部５０は、トルクフィードバック制御部５４０を備えず、電流フィードバック制御部５８０のみが「電圧指令演算部」を構成してもよい。この構成では、電流フィードバック制御部５８０は、電流減算器５６、制御器５８、及び電圧振幅／位相演算部５９を含む。
制御器５８は、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑを０に収束させるように、ＰＩ演算によりｄｑ軸電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。電圧振幅／位相演算部５９は、ｄｑ軸電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*を電圧振幅Ｖｒ及び電圧位相φに変換し、変調器６０に出力する。なお、図３では電圧位相φをｄ軸基準で示しているが、ｑ軸基準で電圧位相を定義してもよい。
【００３１】
変調器６０は、電圧振幅Ｖｒ及び電圧位相φに加え、システム電圧Ｖｓｙｓ、電気角θｅ、回転数ω等の情報が入力される。変調器６０は、これらの情報に基づき、インバータ３０を操作するパルス電圧の出力波形としてパルスパターン又はＰＷＭ信号を出力する。
以下、実施形態毎の変調器６０の説明では、変調器の符号として、「６０」に続く３桁目に実施形態の番号を付して区別する。
【００３２】
図４に示すように、第１実施形態の変調器６０１は、変調率算出部６１、方式切替部６２、電圧波形特定部６３、及び、第１実施形態の特徴構成である電圧振幅制限部７２を有する。電圧波形特定部６３には、パルスパターン設定部６４、記憶部６５、ＰＷＭ信号生成部６６が含まれる。なお、第５実施形態で説明する搬送波周波数変更部６７は、第１実施形態には含まなくてもよいため破線で示す。
【００３３】
変調率算出部６１は、電流フィードバック制御部５８０が出力した電圧振幅Ｖｒ、及びシステム電圧Ｖｓｙｓに基づいて、式（２）により変調率ｍを算出する。
ｍ＝２√（２／３）×（Ｖｒ／Ｖｓｙｓ）  ・・・（２）
方式切替部６２は、変調率ｍ等に基づいて、電圧波形特定部６３による電圧波形の特定方式を切り替える。
【００３４】
ここで、電圧波形の例について、図５（ａ）を参照する。
パルスパターンは、記憶部６５に予め記憶された複数の電圧波形から、変調率ｍ、回転数ω等に応じて、パルスパターン設定部６４で選択される電圧波形である。
本明細書では、パルスパターンに、電気１周期に１パルスの矩形波を出力するパターンを含む。矩形波の変調率ｍは１．２７で固定されるため、矩形波制御では電圧振幅Ｖｒは一定であり、電圧位相φのみが操作される。三相交流モータを矩形波制御すると、相電圧及び相電流に含まれる電気周期６次、及び６の倍数の次数成分の割合が大きくなる。
【００３５】
矩形波以外のパルスパターンは、変調率ｍ、回転数ω等に応じて、電気１周期のパルス数、各パルスの位置及び幅により規定される。
ＰＷＭ信号は、ＰＷＭ信号生成部６６において、電流フィードバック制御部５８０の出力に基づいて算出される相電圧と搬送波との比較により生成される。なお、詳しくは、相電圧が換算されたｄｕｔｙと搬送波とが比較される。
電圧波形特定部６３は、パルスパターン設定部６４又はＰＷＭ信号生成部６６の少なくとも一方を有する。
【００３６】
方式切替部６２は、変調率が１．２７未満のとき、電圧波形の特定方式として、ＰＷＭ信号、又は、矩形波以外のパルスパターンを選択する。ＰＷＭ信号の場合、変調率が０〜１．１５の範囲では正弦波ＰＷＭが用いられ、変調率が１．１５〜１．２７の範囲では過変調ＰＷＭが用いられる。
また、方式切替部６２は、変調率が１．２７のとき矩形波を選択する。これに応じて、インバータ制御部５０は、電圧波形特定部６３により特定する電圧波形が矩形波となったとき、電流フィードバック制御部５８０による制御を停止し、トルクフィードバック制御部５４０により電圧ベクトルを演算する。
【００３７】
電圧振幅制限部７２は、後述する所定の条件が成立したとき電圧振幅Ｖｒを制限する。パルスパターン設定部６４は、制限された電圧振幅Ｖｒ＿ｌｉｍに基づき、パルスパターンを再設定する。制限不要と判断された電圧振幅Ｖｒはゲート信号生成部７９に出力される。また、電圧位相φは、別途、ゲート信号生成部７９に出力される。
ゲート信号生成部７９は、変調器６０が出力した電圧振幅Ｖｒ及び電圧位相φに基づいて、ゲート信号ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬを生成し、インバータ３０のスイッチング素子３１−３６に出力する。
【００３８】
次に振幅スペクトル抽出部７１は、インバータ３０の母線電流Ｉｍを取得し、母線電流Ｉｍの特定周波数の振幅スペクトルを、高速フーリエ変換（図中「ＦＦＴ」）やマップ等により抽出する。
上述の通り、インバータ３０の母線電流Ｉｍが有する振幅スペクトルの分布は、電圧波形特定部６３が特定する出力電圧波形によって異なる。図５（ｂ）を参照すると、例えばトルクフィードバック制御により矩形波を出力する場合、矩形波以外のパルスパターンやＰＷＭ信号を出力する場合に比べ、電気周期６次の振幅スペクトルが大きくなる。
【００３９】
この場合、回転数ωにより換算した電気周期６次の周波数を「特定周波数」とすると、回路が有するリレー１２等の共振周波数に特定周波数が一致したとき、共振による振動や騒音が増大するおそれがある。
そこで、特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、電圧振幅制限部７２は、特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値未満となるように電圧振幅Ｖｒを制限する。
【００４０】
ここで、母線電流Ｉｍの振幅スペクトルは、以下の方法等により算出可能である。
［１］母線電流Ｉｍを逐次、高速フーリエ変換することにより算出する。母線電流Ｉｍは電流センサ３８で検出する以外に、相電流検出値又は指令値と相電圧との積をインバータ電圧で除することにより算出してもよい。
【００４１】
［２］図６に示すように、予めスペクトル解析した母線電流Ｉｍの振幅スペクトルを力率、変調率毎に記憶しておき、電圧波形、力率、変調率ｍ、回転数ω、搬送波周波数Ｆｃに応じて適当なスペクトルを選択し、相電流振幅で振幅を補正する。
［３］母線電流Ｉｍの振幅スペクトルの周波数は、電圧波形、ＭＧ８０の回転数ω、及び搬送波周波数Ｆｃに基づいて特定することができる。また、スペクトルの振幅は、電流振幅で正規化した場合、変調率ｍ及び力率で特定可能である。よって、スペクトル周波数が共振周波数近傍であるか否かにより、回転数ω毎にスペクトル振幅を変更してもよい。
【００４２】
また、特定周波数の振幅スペクトルについての判定閾値は、共振周波数との一致により生じる騒音や振動が所定レベルを下回るように、次のように設定することが好ましい。
［１］システム電圧Ｖｓｙｓの変動が所定の制限値以下に抑制されるように設定する。
例えば図７に示すように、耐圧上限値Ｖｒｅｓと最大システム電圧Ｖｓｙｓとの差分から、スイッチング素子３１−３６のスイッチング動作に伴う電圧サージ量、及び、電圧センサ３７の検出誤差を差し引いた値を、電圧変動制限値とする。
【００４３】
［２］電源電流変動が所定値以下に抑制されるように設定する。この所定値は、電流変動周波数及び電流変動振幅により、バッテリ１１の劣化特性で規定される。
［３］矩形波の電気６次成分の振幅スペクトルを基準値として、例えば、基準値自体、又は基準値の５０％相当値等を判定閾値としてもよい。
【００４４】
次に、電圧振幅制限処理のフローチャートを図８に示す。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。なお、ステップ番号の２桁目を後述の図１７と対応させるため、Ｓ１２を欠番とする。また、フローチャートの各ステップの制御主体は、インバータ制御部５０である。
【００４５】
Ｓ１１では、電流フィードバック制御部５８０で電圧振幅Ｖｒを演算し、トルクフィードバック制御部５４０で電圧位相φを演算することにより電圧ベクトルを演算する。
Ｓ１３では、回転数ωを取得する。
【００４６】
Ｓ１４では、電圧波形特定部６３で電圧波形を特定する。
Ｓ１５では、振幅スペクトル抽出部７１は、母線電流Ｉｍを取得する。
【００４７】
Ｓ１６では、振幅スペクトル抽出部７１が抽出した特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるか判断する。Ｓ１６にてＮＯの場合、ルーチンを終了する。
Ｓ１６でＹＥＳの場合、Ｓ１７では、電圧振幅制限部７２は電圧振幅Ｖｒを制限する。そしてＳ１３に戻り、あらためて電圧波形を特定し、Ｓ１４−Ｓ１６を繰り返す。
その結果、Ｓ１６でＮＯと判断されると、電圧振幅制限を解除する。
【００４８】
以上のように第１実施形態のＭＧ制御装置１０１は、インバータ３０の母線電流Ｉｍが有する振幅スペクトルの特定周波数が回路の共振周波数と一致し、特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、電圧振幅制限部７２により電圧振幅Ｖｒを制限する。これにより、システムの騒音や振動を適切に抑制することができる。特にハイブリッド自動車に適用される場合、商品性やドライバビリティへの影響を回避することができる。
【００４９】
続いて、電圧振幅制限処理を実施するときの電圧ベクトル制御について、図９のフローチャート、及び、図１０のｄｑ軸ベクトル図を参照する。
図９のＳ１７で電圧振幅制限処理を実施することが決定すると、インバータ制御部５０は、Ｓ１８にて電流フィードバック制御部５８０による制御を停止し、Ｓ１９にてトルクフィードバック制御部５４０により電圧ベクトルを演算する。つまり、振幅Ｖｒを固定し位相φを操作する。
【００５０】
図１０には、目標トルクが相対的に低い第１状態での電流ベクトルＩ１及び電圧ベクトルＶ１を実線矢印で示し、目標トルクが相対的に高い第２状態での電流ベクトルＩ２、及び、電流ベクトルＩ２に対応する電圧振幅制限時の電圧ベクトルＶ２limを実線矢印で示す。また、電流ベクトルＩ２に対応する電圧振幅非制限時の電圧ベクトルＶ２nlimを一点鎖線矢印で示す。ここで、電圧振幅の制限値は、電圧ベクトルＶ１の振幅に等しいとする。長破線で示すＭＴＰＡ線は、電流当たり最大トルク制御の特性線である。
【００５１】
目標トルクが第１状態から第２状態に移ったとき、電流ベクトルは、ＭＴＰＡ線に沿って振幅が増加すると共に位相が進角する（Ｉ１→Ｉ２）。また、電圧振幅非制限時、電流フィードバック制御により電圧振幅が増加する。したがって、電圧ベクトルは、振幅Ｖｒが増加すると共に位相φが進角する（Ｖ１→Ｖ２nlim）。
これに対し、電圧振幅を電圧ベクトルＶ１の振幅以下に制限する場合、電流フィードバック制御部５８０による制御を停止し、トルクフィードバック制御部５４０により電圧ベクトルを演算する。これにより、電圧ベクトルは、振幅Ｖｒが一定のまま位相φのみが進角する（Ｖ１→Ｖ２lim）。
【００５２】
仮に電圧振幅非制限時に電流フィードバック制御を継続すると、制限解除時に電流フィードバック制御で演算された電圧振幅が実際の電圧振幅と大きく乖離し、制御が不安定になるおそれがある。そこで、電圧振幅を制限するとき、電流フィードバック制御部５８０による制御を停止することにより、制限解除時に制御が不安定になることを防止することができる。
【００５３】
（第２、第３実施形態）
第２、第３実施形態について、図１１〜図１３を参照して説明する。第２実施形態及び第３実施形態は、いずれも、第１実施形態による電圧振幅の制限時、又は制限解除時における過渡特性を制御するものである。二つの実施形態は技術的思想が関連しており、説明に用いる図もほぼ共通するため一緒に説明する。また、ここでは、制限解除時の制御を例として説明するが、制限時の制御に関しても同様に実施可能である。
【００５４】
第２、第３実施形態の変調器６０２、６０３の構成を図１１（ａ）、（ｂ）に示す。図示を省略した部分は、第１実施形態の図４と同様である。
第２実施形態の変調器６０２は、電圧振幅制限部７２の後に、制限解除時における電圧振幅Ｖｒの時間変化率を制限する電圧振幅変化率制限部７３を有する。また、電圧位相φの時間変化率を制限する電圧位相変化率制限部７４を有する。変調器６０２は、電圧振幅変化率制限部７３又は電圧位相変化率制限部７４のいずれか一方を有してもよいし、両方を有してもよい。両方を有する場合、破線で示すように、これらをまとめて電圧ベクトル変化率制限部と考えてもよい。
【００５５】
第３実施形態の変調器６０３は、電圧振幅制限部７２の後に、制限解除時における電圧振幅Ｖｒの変化を平滑化する電圧振幅平滑化部７５を有する。また、電圧位相φの変化を平滑化する電圧位相平滑化部７６を有する。変調器６０３は、電圧振幅平滑化部７５又は電圧位相平滑化部７６のいずれか一方を有してもよいし、両方を有してもよい。両方を有する場合、破線で示すように、これらをまとめて電圧ベクトル平滑化部と考えてもよい。
【００５６】
図１２に、制限解除時における電圧ベクトルの変化の例を示す。
電圧振幅制限部７２による電圧振幅制限が解除されると、電圧ベクトルの（ａ）振幅については、制限時における電圧振幅Ｖｒ＿ｌｉｍからΔＶｒだけ変化し、（ｂ）位相についてはΔφだけ変化する。このとき電圧ベクトルが急変し制御が不安定になることを防止するため、第２実施形態では変化率を制限し、第３実施形態では変化を平滑化する。
【００５７】
図１３に、第２、第３実施形態による電圧振幅Ｖｒ又は位相φの過渡特性を示す。時刻ｔｃに電圧振幅制限が解除されると、第２、第３実施形態の制御を行わない場合、二点鎖線で示すように、電圧振幅Ｖｒ又は位相φはステップ状に変化する。
これに対し、（ｃ）に示すように、第２実施形態では振幅変化率（ｄＶｒ／ｄｔ）又は位相変化率（ｄφ／ｄｔ）を制限する。また（ｄ）に示すように、第３実施形態では指令に対する応答を平滑化する。例えば、所定の時定数の一次遅れフィルタにより、いわゆる「なまし処理」を行う。
【００５８】
変化率制限処理や平滑化処理の実行期間は、（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば制限解除後の電流指令と実電流との差ΔＩが所定値を超えている時刻ｔｃから時刻ｔｅまでの期間に実行フラグをオンにすること等により設定することができる。
このように、第２、第３実施形態では、電圧振幅制限時、又は制限解除時に電圧ベクトルが急変し、制御が不安定になることを防止することができる。
【００５９】
（第４実施形態）
第４実施形態について、図１４を参照して説明する。第４実施形態は、第１実施形態による電圧振幅の制限時、又は制限解除時におけるフィードバック制御のゲインを変更するものである。その構成として、トルクフィードバック制御部５４０において制御器５４のゲインを変更するゲイン変更部５４５、及び、電流フィードバック制御部５８０において制御器５７、５８のゲインを変更するゲイン変更部５８５が設けられる。このゲインは、典型的にはＰＩ制御における比例ゲイン及び積分ゲインを意味する。
【００６０】
ゲイン変更部５４５、５８５は、電圧振幅制限部７２から制限又は制限解除判定の信号が入力されると、所定期間にわたって、トルクフィードバック又は電流フィードバックの少なくとも一方のゲインを通常よりも低下させるように変更する。これにより、第４実施形態では、電圧振幅制限時、又は制限解除時に電圧ベクトルが急変し、制御が不安定になることを防止することができる。
【００６１】
（第５実施形態）
第５実施形態について、図１５〜図１７を参照して説明する。図１５は、図４に対応する変調器のブロック図である。図１７は、図１０に対応するフローチャートである。
第５実施形態のＭＧ制御装置は、電流フィードバック制御部５８０がＰＷＭ制御により電圧ベクトルを生成する構成を前提とする。例えば、図３に示すトルクフィードバック制御部５４０をそもそも備えない構成としてもよい。或いは、トルクフィードバック制御部５４０及び電流フィードバック制御部５８０を備える構成において、電流フィードバック制御部５８０によるＰＷＭ制御での動作時のみに着目した制御を第５実施形態として規定してもよい。
【００６２】
図１５に示すように、第５実施形態の変調器６０５では、母線電流Ｉｍの特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるという情報が振幅スペクトル抽出部７１から搬送波周波数変更部６７に通知される。搬送波周波数変更部６７は、回転数ω及び振幅スペクトルの情報に基づいて、ＰＷＭ制御の搬送波周波数Ｆｃを変更する。
図１５では、電圧振幅制限部７２のブロック、及び、振幅スペクトル抽出部７１から電圧振幅制限部７２への信号線を破線で示す。これは、電圧振幅制限部７２による電圧振幅制限処理を併用してもよいことを意味する。
【００６３】
搬送波周波数を変更する意義について、図１６を参照する。図１６には、電気１周期の搬送波周期の数ｎが（ａ）ｎ＝７、（ｂ）ｎ＝９の場合のＰＷＭ信号の電圧波形を示す。このように搬送波周波数Ｆｃを変更すると、電圧波形のパルス数やパルスエッジの位相が変わるため、それに応じて母線電流Ｉｍの振幅スペクトルが変わる。したがって、電圧振幅Ｖｒを制限することにより電圧波形を変更する第１実施形態と同様に、特定周波数の振幅スペクトルを判定閾値未満に低下させる効果を生ずる。この場合、搬送波周波数Ｆｃを高く変更してもよいし、低く変更してもよい。
【００６４】
第５実施形態による搬送波周波数変更処理のフローチャートを図１７に示す。
Ｓ２１では、電流フィードバック制御で電圧振幅Ｖｒを演算することにより、電圧ベクトルを算出する。Ｓ２２では、搬送波周波数Ｆｃを特定する。
Ｓ２３−Ｓ２６は、図１０のＳ１３−Ｓ１６と実質的に同一である。Ｓ２７では、搬送波周波数変更部６７は搬送波周波数Ｆｃを変更する。そしてＳ２３に戻り、ＰＷＭ制御によりあらためて電圧波形を特定し、Ｓ２４−Ｓ２６を繰り返す。
【００６５】
以上のように第５実施形態のＭＧ制御装置は、インバータ３０の母線電流Ｉｍが有する振幅スペクトルの特定周波数が回路の共振周波数と一致し、特定周波数の振幅スペクトルが判定閾値以上であるとき、搬送波周波数変更部６７により搬送波周波数Ｆｃを変更する。これにより、第１実施形態と同様に、システムの騒音や振動を適切に抑制することができる。
【００６６】
（第６実施形態）
第６実施形態について、図１８を参照して説明する。第６実施形態は、電圧振幅を制限する第１−第４実施形態、及び、搬送波周波数を変更する第５実施形態のいずれにも組み合わせ可能であり、電圧振幅の制限又は搬送波周波数の変更を実行した後、所定の期間、再制限又は再変更を禁止するものである。
【００６７】
図１８に示す時刻ｔａにて電圧振幅制限又は搬送波周波数変更が開始され、時刻ｔｃに解除される。このとき、時刻ｔｃから所定の再制限／再変更禁止期間が経過する時刻ｔｆまで、電圧振幅の再制限、及び搬送波周波数の再変更を禁止する。これにより、電圧波形の頻繁な変更を制限し、制御が不安定になることを防止することができる。
【００６８】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態のＭＧ制御装置について、図１９、図２０を参照して説明する。
図１９に示すように、ＭＧ制御装置１０７は、コンバータ２０を備えたＭＧ駆動システム９０７に適用され、インバータ３０及びインバータ制御部５０に加え、コンバータ２０及びコンバータ制御部４０を含む。コンバータ制御部４０とインバータ制御部５０とを合わせて、電力変換器制御部４００と記す。
以下の説明では、ＭＧ８０の力行動作時におけるコンバータ２０の昇圧動作について言及する。
【００６９】
コンバータ２０は、フィルタコンデンサ２１、リアクトル２２、高電位側スイッチング素子２３及び低電位側スイッチング素子２４等を備える。
フィルタコンデンサ２１は、コンバータ２０の入力部に設けられ、バッテリ１１からの電源ノイズを除去する。リアクトル２２は、一端がバッテリ１１に接続され、他端が高電位側スイッチング素子２３と低電位側スイッチング素子２４との接続点に接続される。リアクトル２２は、電流の変化に伴って誘起電圧が発生し、電気エネルギーが蓄積される。
【００７０】
高電位側スイッチング素子２３及び低電位側スイッチング素子２４は、インバータ３０の母線とバッテリ１１の低電位電極との間に直列に接続されている。高電位側スイッチング素子２３及び低電位側スイッチング素子２４は、コンバータ制御部４０から指令されるゲート信号ＣＵ、ＣＬにより相補的にオンオフする。
【００７１】
高電位側スイッチング素子２３がオフで低電位側スイッチング素子２４がオンのとき、リアクトル２２にリアクトル電流ＩＬが流れることにより、エネルギーが蓄積される。
高電位側スイッチング素子２３がオンで低電位側スイッチング素子２４がオフのとき、リアクトル２２に蓄積されたエネルギーが放出されることにより、バッテリ電圧Ｖｂが昇圧されたシステム電圧Ｖｓｙｓが平滑コンデンサ２５に充電される。
電圧センサ２７はバッテリ電圧Ｖｂを検出する。電流センサ２８はリアクトル電流ＩＬを検出する。
【００７２】
また、コンバータ２０の入力部には、バッテリ１１からの電力供給を遮断可能なリレー１２が設けられている。このリレー１２は、バッテリ１１、インバータ３０及びＭＧ８０を含む回路において共振を発生する要素となる。そのため、第１実施形態と同様に、インバータ３０の母線電流Ｉｍが有する振幅スペクトルの特定周波数と、回路が有するリレー１２等の共振周波数とが一致すると、共振による振動や騒音が増大するおそれがある。
【００７３】
コンバータ制御部４０は、電圧センサ２７が検出したバッテリ電圧Ｖｂ、電流センサ２８が検出したリアクトル電流ＩＬ、インバータ３０に入力されるシステム電圧Ｖｓｙｓ等の情報を取得する。そして、コンバータ制御部４０は、ＭＧ８０のトルク指令Ｔｒｑ*及び回転数ωに基づいて、システム電圧Ｖｓｙｓについての電圧指令値を算出する。
【００７４】
システム要求に基づきコンバータ制御部４０が算出した電圧指令値がバッテリ電圧Ｖｂよりも高い場合、バッテリ電圧Ｖｂの昇圧が要求される「昇圧状態」となる。このとき、コンバータ制御部４０は、バッテリ電圧Ｖｂを所望の電圧指令値にまで昇圧させるようにゲート信号ＣＵ、ＣＬを生成し、高電位側スイッチング素子２３及び低電位側スイッチング素子２４を交互にオン動作させる。
一方、システム要求に基づきコンバータ制御部４０が算出した電圧指令値がバッテリ電圧Ｖｂ以下の場合、昇圧が要求されない「非昇圧状態」となる。このとき、コンバータ制御部４０は、バッテリ電圧Ｖｂを昇圧せずインバータ３０に出力する。非昇圧状態では、高電位側スイッチング素子２３がオンで低電位側スイッチング素子２４がオフの状態が継続する。
【００７５】
ここで、コンバータ２０の昇圧制御に関し、例えば特開２０１４−１５８３２８号公報には、リアクトル電流ＩＬの検出値に基づいて昇圧電圧を制御する電流モード制御の技術が開示されている。コンバータ制御部４０は、この電流モード制御方式等を採用することにより、昇圧時、インバータ３０に出力するシステム電圧Ｖｓｙｓを安定化させることができる。
ＭＧ制御装置１０７は、昇圧状態では、コンバータ制御部４０が電流モード制御等を用いて安定化させたシステム電圧Ｖｓｙｓをインバータ３０に出力する。これにより、たとえ、母線電流Ｉｍが有する振幅スペクトルの特定周波数と回路の共振周波数とが一致する場合でも、共振による振動や騒音を抑制することができる。
【００７６】
一方、この効果が得られない非昇圧状態では、インバータ制御部５０において、第１実施形態による電圧振幅低減処理や、第５実施形態による搬送波周波数変更処理を実施し、インバータ３０の出力電圧波形を変更することで共振を抑制しなければならない。
そこで図２０に示すように、第７実施形態の変調器６０７は、第１、第５実施形態の変調器６０１、６０５の構成に加え、コンバータ２０が非昇圧状態であることを示す信号がコンバータ制御部４０から入力される。電圧振幅制限部７２及び搬送波周波数変更部６７は、非昇圧状態信号が入力されたときのみ、電圧振幅低減処理及び搬送波周波数変更処理を実施する。
このように第７実施形態では、コンバータ制御部４０とインバータ制御部５０とが協働し、状況に応じて、共振抑制の制御を適切に切り替えることができる。
【００７７】
（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態では、「バッテリ１１、インバータ３０及びＭＧ８０を含む回路」の共振周波数として、リレー１２の共振周波数に注目しているが、リレー１２以外にも、コンデンサ２５、モータ巻線８１−８３等による共振周波数に注目してもよい。
例えば、コンバータ２０を含む第７実施形態では、リアクトル２２及び平滑コンデンサ２５によるＬＣ共振の共振周波数に注目して、母線電流Ｉｍの振幅スペクトルの特定周波数を設定してもよい。
【００７８】
（ｂ）三相交流モータの制御装置を想定した上記実施形態では、母線電流Ｉｍの振幅スペクトルとして、電気６次成分や１２次、１８次等の成分のスペクトルが大きく現れる傾向がある。
ただし、本発明が適用されるシステムにおいて駆動される多相交流モータの相の数は、四相以上であってもよい。また、永久磁石式同期型モータに限らず、誘導電動機やその他の同期モータであってもよい。このような電動機の特性等に応じて、母線電流Ｉｍの振幅スペクトルに大きく現れる次数成分は、随時異なる。
【００７９】
（ｃ）インバータ制御部は、フィードバック制御に限らず、フィードフォワード制御により電圧ベクトルを演算してもよい。
（ｄ）本発明による交流電動機の制御装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車のＭＧ駆動システムに限らず、一般機械用等、どのような用途の交流電動機の駆動システムに適用されてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１、１０７・・・ＭＧ制御装置（交流電動機の制御装置）、
１１・・・バッテリ（電源）、
３０・・・インバータ、  ３１−３６・・・スイッチング素子、
５４０・・・トルクフィードバック制御部（電圧指令演算部）、
５８０・・・電流フィードバック制御部（電圧指令演算部）、
６３・・・電圧波形特定部、
６４・・・パルスパターン設定部、  ６６・・・ＰＷＭ信号生成部、
６７・・・搬送波周波数変更部、
７１・・・振幅スペクトル抽出部、
７２・・・電圧振幅制限部、
８０・・・ＭＧ（交流電動機）。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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