(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-05
(45)【発行日】2022-12-13
(54)【発明の名称】回転電機の制御装置
(51)【国際特許分類】
B60W 20/17 20160101AFI20221206BHJP
B60K 6/26 20071001ALI20221206BHJP
B60W 10/08 20060101ALI20221206BHJP
H02P 27/08 20060101ALI20221206BHJP
H02P 9/04 20060101ALI20221206BHJP
B60L 50/16 20190101ALI20221206BHJP
B60L 3/00 20190101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
B60W20/17
B60K6/26
B60W10/08 900
H02P27/08
H02P9/04 L
B60L50/16 ZHV
B60L3/00 J
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2018097982
(22)【出願日】2018-05-22
(65)【公開番号】P2019202603
(43)【公開日】2019-11-28
【審査請求日】2021-03-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(74)【代理人】
【識別番号】100139480
【弁理士】
【氏名又は名称】日野 京子
(74)【代理人】
【識別番号】100125575
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100175134
【弁理士】
【氏名又は名称】北 裕介
(72)【発明者】
【氏名】堀畑 晴美
(72)【発明者】
【氏名】森田 哲生
【審査官】佐々木 淳
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－０４８８４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１７２８５９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０２１８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／００５２９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／１４４０１８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－３０８７９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｗ ２０／１７
Ｂ６０Ｋ ６／２６
Ｂ６０Ｗ １０／０８
Ｈ０２Ｐ ２７／０８
Ｈ０２Ｐ ９／０４
Ｂ６０Ｌ ５０／１６
Ｂ６０Ｌ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関（１０１）と、回転電機（２０）と、前記回転電機を駆動させるインバータ（３１，３２）と、を備える車両（１００）に適用される回転電機の制御装置（４０）において、搬送波を用いて前記回転電機への指令電圧の波形から前記インバータの操作信号であるＰＷＭパルスを生成し、前記インバータに対して当該ＰＷＭパルスを出力して、当該ＰＷＭパルスによって前記インバータの各スイッチをオンオフ制御することにより、前記回転電機への通電電流を制御して、前記回転電機を駆動させるＰＷＭ制御部（４１）を備え、
前記搬送波は、同じ波形が複数回連続して繰り返されるものであり、
前記ＰＷＭ制御部は、前記回転電機への指令電圧の波形と搬送波の波形とを比較することにより、ＰＷＭパルスを生成し、
人間の可聴周波数帯域内の周波数であって、前記内燃機関がアイドリング状態であり、かつ、前記回転電機が発電状態である前記車両において発生する前記内燃機関の騒音の音圧レベルが閾値以上となる周波数に合わせて、設定周波数が設定されており、
前記搬送波の周波数は、前記設定周波数に基づいて決定される回転電機の制御装置。
【請求項2】
前記設定周波数は、前記騒音の音圧レベルが閾値以上であって、かつ、極大値又は最大値となる周波数に合わせて、設定されている請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項3】
前記設定周波数に対してｎ倍（ｎは任意の自然数）となる周波数が前記可聴周波数帯域よりも高くなるように、前記設定周波数が設定されている請求項１又は２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項4】
前記設定周波数に基づいて周波数を拡散させて、前記搬送波の周波数として決定する周波数拡散部（４２）を備え、前記周波数拡散部は、拡散させる際、前記設定周波数に近い周波数ほど前記搬送波の周波数として決定される確率が高くなるように、周波数を拡散させる請求項１～３のうちいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項5】
前記周波数拡散部により決定される前記搬送波の上限周波数は、前記回転電機の力行駆動時に設定される搬送波の周波数以下とされる請求項４に記載の回転電機の制御装置。
【請求項6】
前記周波数拡散部は、前記搬送波の周波数として決定される各周波数において、前記搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、前記騒音の音圧レベル以下となるように、前記搬送波の周波数として決定される各周波数が決定される確率を調整して、周波数を拡散させる請求項４又は５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項7】
前記設定周波数として、前記回転電機が備える電機子巻線の相数の倍数及び磁石部の極対数の倍数とは異なる周波数が設定される請求項１～６のうちいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、回転電機に用いられる電力変換器（インバータ）に対して、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）を実施することが行われている。ＰＷＭ制御が行われる回転電機の中には、回路素子の発熱等の問題により、搬送波（キャリア）の周波数を１０．０ｋＨｚ以下としてインバータを駆動させている場合がある。この周波数帯域は、人間の可聴周波数帯域に含まれているため、搬送波に基づく電磁騒音によりドライバに不快感を与える虞がある。
【0003】
そこで、回転電機の電磁騒音の低減を図るように、ＰＷＭインバータの駆動を制御する制御装置が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の制御装置では、キャリア周波数をランダムに変化させて（拡散させて）、回転電機の電磁騒音を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１２－１７１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したような方法で電磁騒音を低減した場合、車両が走行中である場合など、電磁騒音以外の騒音が大きい場合には、搬送波による電磁騒音が気になることがない。しかしながら、例えば、エンジンがアイドリング状態で、車両が停止している場合には、電磁騒音が相対的に大きくなり、ドライバに不快感を与える可能性がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、回転電機を駆動する場合に発生しうる電磁騒音を目立たなくさせる回転電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】
【0007】
上記課題を解決するため、第１の手段は、内燃機関と、回転電機と、前記回転電機を駆動させるインバータと、を備える車両に適用される回転電機の制御装置において、搬送波に基づいてＰＷＭパルスを生成し、前記インバータに対して当該ＰＷＭパルスを出力して、前記回転電機を制御するＰＷＭ制御部を備え、所定の周波数設定範囲内の周波数であって、前記内燃機関が所定の駆動状態であり、かつ、前記回転電機が所定の発電状態である前記車両において発生する騒音の音圧レベルが閾値以上となる周波数に合わせて、前記搬送波の基本周波数が設定されている。
【0008】
搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルは、一般的に、搬送波の基本周波数において最も高くなる。そこで、内燃機関が所定の駆動状態であって、かつ、回転電機が所定の発電状態である車両において発生する騒音における音圧レベルが閾値以上となる周波数に合わせて、搬送波の基本周波数を設定した。これにより、電磁騒音が車両の騒音に紛れて目立たなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】回転電機ユニットを示す構成図。
【図2】回転電機ユニットの電気的構成を示す図。
【図3】（ａ）は、測音マイクの配置を示す側面図であり、（ｂ）は測音マイクの配置を示す平面図。
【図4】搬送波の周波数の拡散幅を示す図。
【図5】（ａ）は、従来における電磁騒音の波形を示し、（ｂ）は、本実施例における電磁騒音の波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。本実施形態にかかる回転電機ユニット１０について説明する。回転電機ユニット１０は、図１に示すような内燃機関としてのエンジン１０１を有するハイブリット車両などの車両１００に適用される。
【0011】
回転電機ユニット１０は、回転電機としての交流モータ（以下、単にモータ２０）と、電力変換装置としてのインバータ３１，３２と、モータ２０の作動を制御する制御装置としてのＥＣＵ４０とを備えている。回転電機ユニット１０は、モータ機能付き発電機であり、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）として構成されている。
【0012】
モータ２０の回転軸は、エンジン１０１のエンジン出力軸（図示しない）に対してベルトにより駆動連結されている。エンジン出力軸の回転によってモータ２０の回転軸が回転する一方、モータ２０の回転軸の回転によってエンジン出力軸が回転する。つまり、回転電機ユニット１０は、エンジン出力軸や車軸の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。また、モータ２０は、２組の３相巻線を有する固定子と、８極対の磁石部（永久磁石又は界磁巻線）を有する回転子を備える。
【0013】
ここで、回転電機ユニット１０の電気的構成について図２を用いて説明する。図２では、モータ２０の固定子巻線２１（電機子巻線）として２組の３相巻線２１ａ，２１ｂが示されており、３相巻線２１ａはＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線よりなり、３相巻線２１ｂはＸ相巻線、Ｙ相巻線及びＺ相巻線よりなる。３相巻線２１ａ，２１ｂごとに、第１インバータ３１と第２インバータ３２とがそれぞれ設けられている。インバータ３１，３２は、相巻線の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、各アームに設けられたスイッチ（半導体スイッチング素子）のオンオフにより、固定子巻線２１の各相巻線において通電電流が調整される。
【0014】
各インバータ３１，３２には、直流電源５０と平滑用のコンデンサ５１とが並列に接続されている。直流電源５０は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。
【0015】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵや各種メモリからなるマイコンを備えており、各種機能を備える。各種機能は、ＣＰＵが、各種メモリ等に記憶されたプログラムを実行することにより実現する。なお、これらの機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。
【0016】
例えば、ＥＣＵ４０は、回転電機ユニット１０における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、インバータ３１，３２における各スイッチのオンオフにより通電制御を実施する。回転電機ユニット１０の検出情報には、例えば、レゾルバ等の角度検出器により検出される回転子の回転角度（電気角情報）や、電圧センサにより検出される電源電圧（インバータ入力電圧）、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。ＥＣＵ４０は、インバータ３１，３２の各スイッチを操作する操作信号を生成して出力する。なお、発電の要求は、例えば回転電機ユニット１０が車両用動力源として用いられる場合、回生駆動の要求である。
【0017】
第１インバータ３１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相において、上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源５０の正極端子に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源５０の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、それぞれＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点にて互いに接続されている。
【0018】
第２インバータ３２は、第１インバータ３１と同様の構成を有しており、Ｘ相、Ｙ相及びＺ相からなる３相において、上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体をそれぞれ備えている。各相の上アームスイッチＳｐの高電位側端子は直流電源５０の正極端子に接続され、各相の下アームスイッチＳｎの低電位側端子は直流電源５０の負極端子（グランド）に接続されている。各相の上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの間の中間接続点には、それぞれＸ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線（Ｙ結線）されており、各相巻線の他端は中性点で互いに接続されている。
【0019】
次に、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各相電流を制御する電流制御処理について説明する。ＥＣＵ４０は、回転電機ユニット１０に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値や、電気角を時間微分して得られる電気角速度に基づいて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の指令電圧を決定する。なお、発電トルク指令値は、例えば回転電機ユニット１０が車両用動力源として用いられる場合、回生トルク指令値である。
【0020】
そして、ＥＣＵ４０は、周知の三角波キャリア比較方式を用い、３相の指令電圧に基づいて、第１インバータ３１の操作信号を生成する。具体的には、ＥＣＵ４０は、３相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等の搬送波としてのキャリア信号との大小比較に基づくＰＷＭ制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号（デューティ信号）を生成する。そして、ＥＣＵ４０は、生成されたスイッチ操作信号に基づいて、各インバータ３１，３２における各３相のスイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフさせる。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ相側の電流制御処理も同様であるため、説明を省略する。これにより、モータ２０を制御する。以上のように、ＥＣＵ４０は、搬送波に基づいてＰＷＭパルスを生成し、インバータ３１，３２に対して当該ＰＷＭパルスを出力して、モータ２０を制御するＰＷＭ制御部４１としての機能を有する。
【0021】
ところで、本実施形態の回転電機ユニット１０では、インバータ３１，３２の回路素子等の発熱を考慮して、搬送波（キャリア）のキャリア周波数を１０．０ｋＨｚ以下としている。この周波数帯域は、人間の可聴周波数帯域に含まれているため、搬送波に基づく電磁騒音によりドライバに不快感を与える虞がある。特に、エンジン１０１がアイドリング状態で、車両１００が停止している場合のように、エンジン１０１の駆動に基づく車両走行中である場合と比較して車両１００における騒音そのものが小さい場合、電磁騒音が相対的に大きくなり目立つ場合がある。そこで、電磁騒音を目立たなくするため、以下のように構成した。
【0022】
まず、搬送波に基づく回転電機ユニット１０の電磁騒音について説明する。電磁騒音は、所定の測定条件下で、測定される回転電機ユニット１０の騒音である。所定の測定条件とは、例えば、アイドリング状態など、低負荷でモータ２０を駆動させるような条件である。例えば、モータ２０の回転数が１８００回転（エンジン１０１の回転数でいえば、７５０ｒｐｍに相当）で、回転電機ユニット１０への印加電圧が１４．５Ｖで、出力電流が２５Ａである条件である。測定した電磁騒音をスペクトル解析すると、搬送波に基づく電磁騒音は、搬送波の基本周波数において、その音圧レベルが最も高くなる。また、搬送波の第ｎ次高調波（ｎは２以上）においても、他の周波数（ただし、基本周波数を除く）と比較して、その音圧レベルが高くなっている。
【0023】
ここで、電磁騒音の測定方法について説明する。実車環境において、回転電機ユニット１０の電磁騒音（磁気音評価結果）を取得する。具体的には、防音室などで、回転電機ユニット１０（若しくはモータ２０）の単体評価を行う。その際、車両１００における回転電機ユニット１０の配置（角度や位置）や、乗員などの位置（座席位置等）を考慮して、測音マイクを配置する。
【0024】
例えば、図３（ａ）に示すように、回転電機ユニット１０から所定距離（例えば、３０ｃｍ）程度離れた位置において、回転電機ユニット１０の水平面から所定角度（例えば、４５度）上方に、測音マイク７００ａ～７００ｃを配置する。その際、図３（ｂ）に示すように、回転電機ユニット１０を中心として所定角度（例えば、４５度）間隔で複数（本実施形態では３つ）の測音マイク７００ａ～７００ｃを設けることが望ましい。その際、モータ２０の回転軸の径方向外側において、複数の測音マイク７００ａ～７００ｃが、回転軸の軸方向に沿って配置されることが望ましい。そして、複数の測音マイク７００ａ～７００ｃが計測した音圧レベルの平均を、電磁騒音の測定結果として取得することが望ましい。
【0025】
次に、車両１００における騒音について説明する。本実施形態における車両１００における騒音は、エンジン１０１が所定の駆動状態である車両１００において発生する騒音のことである。より詳しくは、エンジン１０１がアイドリング状態で、車両１００が停止している場合において、車両１００で発生する騒音を対象とする。この状態において、回転電機ユニット１０以外の車両設備から生じる騒音が最も小さいと考えられるからである。なお、エンジン１０１が所定の駆動状態である場合、回転電機ユニット１０は、所定の発電状態となっている。所定の発電状態とは、回転電機ユニット１０がＰＷＭ制御を行わずに発電している状態のことであり、具体的には、回転速度に同期した電力を発電する同期発電状態（又はオルタネータ発電状態）のことである。
【0026】
ここで、車両１００における騒音の測定方法について説明する。実車環境において、エンジン１０１による騒音を測定する。前述したように、車両１００の停止中、エンジン１０１がアイドリング状態（無負荷運転状態）において、回転電機ユニット１０にＰＷＭ制御によらない発電を行わせ、エンジン１０１単体の騒音を測定する。つまり、エンジン１０１の駆動中において、回転電機ユニット１０以外の車両設備により生じる騒音が最も小さくなるように、エンジン１０１以外の駆動を停止させて、騒音を測定する。その際、回転電機ユニット１０の電磁騒音を測定する場合と同様の方法でエンジン１０１の単体評価を行う。すなわち、車両１００におけるエンジン１０１の配置角度や、設置位置、乗員の位置等を考慮して、エンジン１０１から所定距離（例えば、３０ｃｍ）程度離れた位置において、エンジン１０１の水平面から所定角度（例えば、４５度）上方に、測音マイク７００ａ～７００ｃを配置する。その際、エンジン１０１を中心として所定角度（例えば、４５度）間隔で複数（本実施形態では３つ）の測音マイク７００ａ～７００ｃを設け、測定した音圧レベルの平均を、車両１００における騒音の測定結果として取得することが望ましい。このように測定された騒音を、以下では、単に車両１００における騒音と示す。
【0027】
次に、上述した方法で測定した車両１００における騒音について、周波数スペクトル解析を行う。そして、所定の周波数設定範囲（以下、単に設定範囲と示す）内において、車両１００における騒音の音圧レベルが閾値以上となる周波数を特定する。閾値は、設定範囲内における車両１００における騒音の音圧レベルに基づき設定すればよく、例えば、設定範囲内における車両１００における騒音の音圧レベルにおいて、上位数％に相当する値（例えば、４５ｄＢ）が設定される。
【0028】
より好ましくは、設定範囲内において、車両１００における騒音の音圧レベルが閾値以上であって、増加から減少に変わる極大値（傾きが正から負へ変わる極大値）となる周波数を１又は複数特定する。以下では、車両１００における騒音において、音圧レベルの極大値及び当該極大値となる周波数により特定される点を、極大点と示す。設定範囲において、音圧レベルが閾値以上の極大点が所定数よりも多い場合には、音圧レベルが高いものから順に、上位数％の極大点を特定する。
【0029】
なお、設定範囲を数ｋＨｚの単位とした場合、０．１ｋＨｚ未満の違いは誤差として考えられることから、本実施形態において、０．１ｋＨｚ未満の違いは考慮しない。その際、０．１ｋＨｚ未満の位を、切り捨て、切り上げ、又は四捨五入してもよい。例えば、音圧レベルが閾値以上となる周波数が５．０５～５．３４ｋＨｚの範囲である場合、閾値以上となる周波数は、５．１ｋＨｚ、５．２ｋＨｚ、５．３ｋＨｚとする。
【0030】
ここで所定の周波数設定範囲（設定範囲）について説明する。設定範囲は、少なくとも人間の可聴周波数帯域内で設定される。可聴周波数帯域は、一般的には、０．０２ｋＨｚ（２０Ｈｚ）～１０．０ｋＨｚ程度の範囲とされている。本実施形態においても可聴周波数帯域を、０．０２ｋＨｚ～１０．０ｋＨｚの範囲であるとして説明する。
【0031】
ところで、前述したように、搬送波の第ｎ次高調波（以下、単に高調波と示す）においても、他の周波数と比較して、電磁騒音の音圧レベルが高くなる。また、搬送波の基本周波数が低くなりすぎても、モータ２０の制御性が悪くなる。このため、設定範囲は、搬送波が有する高調波の周波数が人間の可聴周波数帯域よりも高くなるような周波数帯域内とされることが望ましい。具体的には、５．０ｋＨｚよりも大きい周波数帯域で基本周波数を設定すれば、高調波（第２次高調波以上の高調波）が１０．０ｋＨｚよりも大きくなり、可聴周波数帯域外となる。そこで、本実施形態では、５．０ｋＨｚよりも大きい周波数帯域で設定範囲が定められている。
【0032】
また、搬送波の基本周波数を大きくすると、スイッチング素子の発熱やコンデンサリプルが生じ、回転電機ユニット１０に異常が生じる可能性がある。このため、設定範囲は、回転電機ユニット１０の動作保証がされている範囲内とされることが望ましい。本実施形態において、モータ２０が力行駆動して車両１００を走行させる場合、搬送波の基本周波数を７．０ｋＨｚとしている。このため、本実施形態の設定範囲は、７．０ｋＨｚ以下の範囲とされる。
【0033】
以上をまとめると、設定範囲として、５．０ｋＨｚ～７．０ｋＨｚが定められる。この設定範囲内において、音圧レベルが閾値以上となる周波数を１又は複数特定する。より好ましくは、設定範囲内において、音圧レベルが閾値以上となって、かつ、極大値となる周波数を１又は複数特定する。その際、上記条件を満たす周波数が、所定数よりも多い場合（例えば、１００以上の場合）には、音圧レベルが高いものから順に、上位数％の周波数を特定する。この特定された周波数を、以下では、第１条件を満たす周波数と示す。
【0034】
ところで、後述するように、本実施形態では、搬送波の基本周波数を拡散させる。このため、拡散後の基本周波数の上限が回転電機ユニット１０の動作保証がされている範囲内となり、かつ、十分な拡散幅が取れることが望ましい。また、搬送波の基本周波数が低い方が、高い場合と比較して、発熱を抑えることができる。すなわち、設定範囲内において、なるべく基本周波数を小さくすることが望ましい。このため、第１条件を満たす周波数のうち、最も小さい周波数を基本周波数として決定することが望ましい。
【0035】
また、基本周波数が、モータ２０の相数の倍数又は極対数の倍数となると、共振が起こり、電磁騒音が大きくなる場合がある。このため、モータ２０の相数の倍数及び極対数の倍数とは異なる周波数となるように、基本周波数を設定することが望ましい。すなわち、第１条件を満たす周波数が複数ある場合、第１条件を満たす周波数のうち、モータ２０の相数の倍数及び極対数の倍数とは異なる周波数であって、かつ、その中で最も小さい周波数を基本周波数として決定することが望ましい。
【0036】
すなわち、本実施形態のモータ２０は、２組の３相巻線を有する固定子と、８極対の磁石部（永久磁石又は界磁巻線）を有する回転子を備えている。このため、本実施形態において、例えば、第１条件を満たす周波数が、小さいものから順に、５．１ｋＨｚ、５．３ｋＨｚ、６．０ｋＨｚ、６．７ｋＨｚである場合、基本周波数を５．３ｋＨｚとすることが好ましい。
【0037】
そして、周波数拡散部４２は、上述するように設定（決定）された基本周波数（図４に示すＸ）を中心として、所定の拡散幅（図４に示すＹ）で、搬送波の基本周波数を拡散させる。その際、拡散後の基本周波数の上限は、回転電機ユニット１０の動作保証がされている範囲内となることが望ましい。すなわち、拡散後の基本周波数の上限が７．０ｋＨｚ以下となるように、搬送波の基本周波数を拡散させることが望ましい。例えば、拡散前の基本周波数を５．３ｋＨｚとした場合、５．３ｋＨｚを中心とする３．６～７．０ｋＨｚの範囲内で基本周波数を拡散させることが望ましい。
【0038】
そして、周波数拡散部４２は、基本周波数を拡散させる場合、拡散後の各基本周波数において、搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベル以下となるように、基本周波数を拡散させる。より詳しく説明すると、拡散後の基本周波数として、選択される頻度（選択率）が多ければ多いほど、当該基本周波数における音圧レベルは高くなりやすくなる。一方、拡散後の基本周波数として、選択される頻度が少なければ少ないほど、当該基本周波数における音圧レベルは低くなりやすくなる。そこで、周波数拡散部４２は、拡散後の各基本周波数において、搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベル以下となるように、拡散後の基本周波数として選択される頻度（選択率）を設定する。
【0039】
ところで、第１条件を満たす周波数近傍の周波数において、車両１００における騒音の音圧レベルが高いとは限らない。特に、第１条件を満たす周波数から離れれば離れるほど、車両１００における騒音の音圧レベルが低くなっている可能性がある。そこで、周波数拡散部４２は、図４に示すように、所定の拡散幅において、選択率が一律とならないようにしている。例えば、周波数拡散部４２は、拡散前の基本周波数（図４においてＸ）に対する周波数の差が小さいほど、拡散後の基本周波数として設定しやすくしている（選択率を高くしている）。すなわち、拡散前の基本周波数から周波数の差が大きいほど、電磁騒音の音圧レベルが低くなりやすいようにしている。なお、図４において、拡散後の基本周波数として設定可能な範囲は、矢印Ｙで示す。これにより、拡散後の各基本周波数において、搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベル以下となりやすくなる。特に、拡散前の基本周波数において、極大値を取り得るとき、拡散後の各基本周波数において、搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベル以下となりやすくなる。
【0040】
次に、本実施形態のように、搬送波の基本周波数を設定した場合における作用について従来例と比較して説明する。図５において、車両１００における騒音を破線で示す。図５に示すように、５．０ｋＨｚ～７．０ｋＨｚの範囲では、５．３ｋＨｚや６．０ｋＨｚにおいて、車両１００における騒音の音圧レベルが、閾値以上であるものとして説明する。また、図５（ａ）に示す従来例では、４．２ｋＨｚを搬送波の基本周波数（拡散前）とし、３．２～５．２ｋＨｚの範囲で周波数を拡散させるものとして説明する。図５（ａ）では、搬送波に基づく電磁騒音（拡散後）を実線で示す。
【0041】
従来例において、図５（ａ）に示すように、４．２ｋＨｚでは車両１００における騒音の音圧レベルは閾値以上でなく、また、極大点でもない。そして、４．２ｋＨｚにおいて、搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルは、車両１００における騒音の音圧レベルよりも高い。このため、従来例では、基本周波数（４．２ｋＨｚ）における電磁騒音が、目立ちやすい。
【0042】
また、従来例において、搬送波の第２次高調波、すなわち、従来例における基本周波数（４．２ｋＨｚ）の２倍となる周波数（８．４ｋＨｚ）は、可聴周波数帯域内となっており、かつ、電磁騒音の音圧レベルが車両１００における騒音よりも高くなっている。このため、搬送波の高調波に基づく電磁騒音が目立ち、ドライバに不快感を与える可能性がある。
【0043】
図５（ｂ）に本実施形態を適用した場合における搬送波に基づく電磁騒音を実線で示す。図５（ｂ）では、搬送波の基本周波数（拡散前）を５．３ｋＨｚとし、３．６～７．０ｋＨｚの範囲で搬送波の周波数を拡散させた場合における電磁騒音を示す。
【0044】
図５（ｂ）に示すように、５．３ｋＨｚでは車両１００における騒音の音圧レベルは閾値以上であり、また、極大点である。そして、本実施形態を適用した場合における搬送波に基づく電磁騒音は、基本周波数（５．３ｋＨｚ）において、車両１００における騒音よりも低くなっている。このため、本実施例において、基本周波数（５．３ｋＨｚ）における電磁騒音は、目立ちにくい。
【0045】
また、本実施例において、拡散後の各基本周波数（３．６～７．０ｋＨｚの範囲）のうち、ほとんどの周波数で電磁騒音は、車両１００における騒音よりもその音圧レベルが低くなっている。
【0046】
また、本実施形態の構成を適用した場合において、搬送波の高調波は、可聴周波数帯域外となっている。このため、搬送波の高調波に基づく電磁騒音の音圧レベルが車両１００における騒音よりも高くなっていたとしても、ドライバに気づかれにくい。拡散後の搬送波の高調波に基づく電磁騒音も、ほとんど可聴周波数帯域外となるか、車両１００における騒音の音圧レベル以下となるため、ドライバに気づかれにくい。
【0047】
以上詳述した上記実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【0048】
搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルは、一般的に、搬送波の基本周波数において最も高くなる。そこで、設定範囲内において、車両１００における騒音における音圧レベルが閾値以上となる周波数に合わせて、搬送波の基本周波数を設定した。より詳しくは、所定の周波数設定範囲内において、車両１００における騒音における音圧レベルが閾値以上となり、かつ、極大値となる周波数に合わせて、搬送波の基本周波数を設定した。これにより、電磁騒音を目立たなくすることができる。特に、極大値となる周波数に合わせて、搬送波の基本周波数を設定する場合、電磁騒音の波形が、車両１００における騒音の波形に似るため、目立たなくなる。
【0049】
搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルは、搬送波が有する高調波の周波数においても高くなる。そこで、搬送波の基本周波数を、当該搬送波が有する高調波の周波数が人間の可聴周波数帯域よりも高くなるような周波数帯域で設定した。これにより、搬送波の高調波に基づく電磁騒音は、人間の可聴周波数帯域よりも高くなるため、電磁騒音をより目立たなくすることができる。
【0050】
ＥＣＵ４０は、搬送波の基本周波数を拡散させた。このため、搬送波の基本周波数における電磁騒音の音圧レベルを低減し、より目立たなくすることができる。ところで、搬送波の基本周波数を拡散させた場合、拡散させない場合と比較して、拡散後の各基本周波数において電磁騒音の音圧レベルが高くなる。一方で、拡散前の基本周波数において、車両１００における騒音の音圧レベルが高くても、拡散後の基本周波数において、車両１００における騒音の音圧レベルが高いとは限らない。特に、拡散前の周波数から離れれば離れるほど、車両１００における騒音の音圧レベルが低くなっている可能性がある。そこで、周波数拡散部４２は、拡散前の基本周波数に対する周波数の差が小さいほど、拡散後の基本周波数として設定しやすくした。これにより、拡散前の基本周波数における電磁騒音の音圧レベルを最大として、拡散前の基本周波数から周波数の差が小さいほど、電磁騒音の音圧レベルが高くなりやすくなっている。特に、極大値となる周波数に合わせて、搬送波の基本周波数を設定する場合、電磁騒音の波形が、車両１００における騒音の波形に似るため、目立たなくなる。
【0051】
搬送波の基本周波数を高くすると、スイッチング素子やコンデンサリプルなど、回路素子が発熱する場合がある。ところで、モータ２０では、モータ２０の力行駆動時に設定される搬送波の基本周波数以下であれば、回路素子が発熱しても、モータ２０に異常が生じないように予め設計されている。そこで、拡散後の基本周波数の上限は、モータ２０の力行駆動時に設定される搬送波の基本周波数以下とした。これにより、回路素子が過剰に発熱し、モータ２０に異常が生じることを抑制できる。
【0052】
搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベルよりも大きければ、電磁騒音が気づかれてしまう場合がある。そこで、周波数拡散部４２は、基本周波数において、搬送波に基づく電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベル以下となるように、基本周波数を拡散させた。これにより、電磁騒音を適切に目立たなくすることができる。
【0053】
搬送波の基本周波数が、モータ２０の相数の倍数又は極対数の倍数となった場合、共振が起こり、電磁騒音が大きくなる可能性がある。そこで、相数の倍数及び極対数の倍数とならないように、搬送波の基本周波数を設定し、電磁騒音を低減した。
【0054】
車両１００が停止中であって、かつ、エンジン１０１がアイドリング状態である場合、走行中である場合などと比較して、車両１００における騒音が小さくなる一方で、相対的に電磁騒音が大きくなるため、電磁騒音が最も目立ちやすくなる。そこで、車両１００における騒音は、車両１００が停止中であって、かつ、エンジン１０１がアイドリング状態である場合において測定されるようにした。これにより、エンジン１０１の駆動中、どの状態でも、電磁騒音を目立たなくすることができる。
【0055】
（他の実施形態）
上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【0056】
・上記実施形態において、設定範囲内において、閾値以上の周波数がない場合（若しくは極大点がない場合）、設定範囲内において音圧レベルが最大値となる周波数を基本周波数として設定してもよい。
【0057】
・上記実施形態において、閾値は、設定範囲内において、車両１００における騒音の音圧レベルに基づいて設定していたが、人が不快と感じる音圧レベルに基づき、設定してもよい。例えば、５０ｄＢを閾値と設定してもよい。
【0058】
・上記実施形態において、第１条件を満たす周波数に基本周波数を一致させる必要はなく、電磁騒音の音圧レベルが車両１００における騒音よりも低ければ、第１条件を満たさなくてもよい。
【0059】
・上記実施形態において、誤差や誤検出の可能性を考慮して、測定した車両１００における騒音をなました波形に基づき、搬送波の基本周波数を設定してもよい。
【0060】
・上記実施形態において、拡散幅の下限値は、所定の周波数設定範囲内となるようにしてもよい。例えば、５．１ｋＨｚ～５．５ｋＨｚの範囲内で、基本周波数を拡散させてもよい。これによれば、拡散後の基本周波数の第２次高調波の周波数が、可聴周波数帯域内とならない。このため、電磁騒音を目立たなくすることができる。
【0061】
・上記実施形態において、周波数拡散部４２は、拡散前の基本周波数に対する周波数の差が小さいほど、拡散後の基本周波数として設定しやすくしたが、そのようにしなくてもよい。拡散後の基本周波数の平均が拡散前の基本周波数と一致するように拡散させてもよいし、ランダムに拡散させてもよい。
【0062】
・上記実施形態の基本周波数として、モータ２０が備える相数の倍数及び磁石部の極対数の倍数とは異なる周波数を設定したが、一致してもよい。例えば、基本周波数が相数の倍数又は磁石部の極対数の倍数であっても、当該基本周波数における電磁騒音の音圧レベルが、車両１００における騒音の音圧レベルよりも低ければ、一致してもよい。
【0063】
・上記実施形態において、第１条件を満たす周波数の中から、いずれの周波数を基本周波数として設定してもよい。
【符号の説明】
【0064】
２０…モータ、３１…第１インバータ、３２…第２インバータ、４０…ＥＣＵ、４１…ＰＷＭ制御部、１００…車両、１０１…エンジン。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】