(57)【要約】  回転電機（１）に駆動制御用の電圧指令を出力する制御手段（５）は、回転電機（１）を駆動するための駆動電圧指令を演算する駆動電圧指令演算部（６）と、回転電機（１）の位置推定用の位置推定用電圧指令を発生する位置推定用電圧発生器（７）と、上記位置推定用電圧指令を回転電機（１）に注入するのに伴い回転電機（１）から発生する騒音を低減するための騒音低減用電圧指令を発生する騒音低減用電圧発生器（８）と、これらの駆動電圧指令、位置推定用電圧指令、騒音低減用電圧指令を加算した電圧指令を電圧印加手段（３）に出力する加算器（２０ｕ、２０ｖ，２０ｗ）を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の駆動制御を行う回転電機の制御装置であって、
上記回転電機に流れる回転電機電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段より検出された上記回転電機電流に基づいて回転子位置を推定する位置推定手段と、上記電流検出手段により検出された回転電機電流と上記位置推定手段で推定された回転子位置の情報とに基づいて電圧指令を出力する制御手段と、上記制御手段からの電圧指令に基づいて上記回転電機に対して駆動制御用の電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
上記制御手段は、上記回転電機を駆動するための駆動電圧指令を演算する駆動電圧指令演算部と、上記回転電機の回転子位置を推定するための位置推定用電圧指令を出力する位置推定用電圧発生器と、上記回転電機の駆動制御および位置推定には寄与しない騒音低減用電圧指令を出力する騒音低減用電圧発生器と、上記駆動電圧指令、上記位置推定用電圧指令、および上記騒音低減用電圧指令を加算して電圧指令として上記電圧印加手段に出力する加算器とを有する回転電機の制御装置。
【請求項２】
上記騒音低減用電圧発生器は、単一の騒音低減用電圧指令を出力するものであり、上記加算器は、上記単一の騒音低減用電圧指令を複数に分岐して各相の駆動電圧指令に加算するものである請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
上記騒音低減用電圧発生器と上記加算器との間には、上記騒音低減用電圧指令から上記位置推定用電圧指令と同一の周波数成分を除去するフィルタが設けられている請求項１または請求項２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
上記騒音低減用電圧発生器は、時間的に周波数が変化する騒音低減用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
上記騒音低減用電圧発生器は、時間的に振幅が変化する騒音低減用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
上記位置推定用電圧発生器は、回転電機の位置を推定するための位置推定用電圧指令として三相交流の位置推定用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
上記位置推定用電圧発生器は、回転電機の位置を推定するための位置推定用電圧指令として交番電圧の位置推定用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
上記位置推定手段は、上記回転電機電流に含まれる上記位置推定用電圧指令と同一の周波数成分の電流に基づいて上記回転電機の回転子位置を推定するものである請求項１から請求項７のいずれか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、誘導機や同期機などの回転電機に対して、回転位置センサを用いることなく回転子位置情報を得て回転制御を行う回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の回転動作を精度良く制御するためには、回転電機の回転子位置情報と、回転電機に流れる電流情報とが必要である。ここで、回転子位置情報は、従来、回転位置センサを回転電機に別途取付けることにより回転子位置情報を得ている。しかし、回転位置センサを別途設けるのは、コスト削減、省スペース、信頼性の向上といった観点からデメリットが大きいため、回転位置センサのセンサレス化が要求されている。【０００３】
回転電機における位置センサのセンサレス化のための制御方法として、主に回転電機の誘起電圧より回転電機の回転子位置を推定する方法と、回転電機の突極性（インダクタンスの位置依存性）を利用して回転電機の回転子位置を推定する方法とがある。【０００４】
前者の方法で用いる誘起電圧の大きさは、回転電機の速度に比例するという特徴があるため、零速や低速域では誘起電圧が小さくなってＳ／Ｎ比が劣化し、回転電機の回転子位置を精度良く推定することが困難になる。【０００５】
一方、後者の突極性を利用した方法は、回転電機の駆動周波数とは異なる高周波の位置推定電圧指令を回転電機に印加し、これに応じて回転電機に流れる高周波の回転電機電流を検出し、この回転電機電流の大きさが上記の突極性により回転子位置に依存して変化することを利用して位置推定を行うものである。【０００６】
このように、突極性を利用する場合には、回転電機の回転子位置を推定するための位置推定用電圧指令を回転電機に注入しなければならないものの、回転電機の回転速度に依存せずに回転子位置を推定できるメリットがあるため、特に零速や低速域においては突極性を利用した位置センサレス制御法が用いられる。【０００７】
ところが、このような突極性を利用した位置センサレス制御法は、回転電機に高周波の位置推定用電圧指令を印加する必要があるため、これに伴って騒音が発生し、人間に不快感を与える。【０００８】
そこで、このような回転電機に位置推定用電圧を印加するのに伴って発生する騒音による不快感を低減するための対策として、従来、回転電機に印加する位置推定用電圧の振幅を小さくすることで回転電機から発生する騒音の大きさ自体を低減する方法や、騒音の音質を改善する方法などが提案されている。【０００９】
前者の回転電機に印加する位置推定用電圧指令の振幅を小さくすることで、回転電機から発生する騒音の大きさ自体を減らす方法は、位置推定用電圧指令の振幅が小さくなるため、回転電機の回転子位置を精度良く推定することが難しくなる。【００１０】
一方、後者の騒音の音質を改善する方法としては、例えば、下記の特許文献１に記載されている従来技術のように、人間に聞こえる音の内、特定周波数成分が際立つと人間はその音を不快に感じるという特徴があるので、回転電機に印加する位置推定用電圧指令の周波数を故意にランダムに変化させて特定周波数成分の音が際立たないようにし、これによって人間が感じる不快感を低減するものである。【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３４３８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１記載のように、特定周波数成分の音が際立たないように、位置推定用電圧指令の周波数成分をランダムに変化させると、これに伴って回転電機の回転子位置を推定する上で必要な電流の周波数もランダムとなる。そのため、回転電機電流から回転子位置の推定に必要な電流を検出することが困難になり、その結果、位置推定精度が悪化し、場合によっては位置推定が出来なくなる可能性がある。【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、精度良く回転子位置を推定することができるとともに、位置推定用電圧指令を回転電機に印加するのに伴う騒音発生によって生じる不快感を有効に低減することが可能な回転電機の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る回転電機の制御装置は、回転電機の駆動制御を行うものであって、上記回転電機に流れる回転電機電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段より検出された上記回転電機電流に基づいて回転子位置を推定する位置推定手段と、上記電流検出手段により検出された回転電機電流と上記位置推定手段で推定された回転子位置の情報とに基づいて電圧指令を出力する制御手段と、上記制御手段からの電圧指令に基づいて上記回転電機に対して駆動制御用の電圧を印加する電圧印加手段とを備え、上記制御手段は、上記回転電機を駆動するための駆動電圧指令を演算する駆動電圧指令演算部と、上記回転電機の回転子位置を推定するための位置推定用電圧指令を出力する位置推定用電圧発生器と、上記回転電機の駆動制御および位置推定には寄与しない騒音低減用電圧指令を出力する騒音低減用電圧発生器と、上記駆動電圧指令、上記位置推定用電圧指令、および上記騒音低減用電圧指令を加算して電圧指令として上記電圧印加手段に出力する加算器と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転電機の駆動制御用の駆動電圧指令に、回転子位置推定用の位置推定用電圧指令を加算して電圧印加手段に対して出力する際、さらに騒音低減用電圧発生器から出力する騒音低減用電圧指令を加算するので、回転電機からは複数の周波数成分の騒音が発生することになり、位置推定用電圧指令を回転電機に印加することに伴って発生する騒音が際立つのを抑制することができ、その結果、騒音によって人間が感じる不快感を低減することが可能となる。【００１６】
その際、位置推定用電圧指令については、その周波数をランダムに変化させるのではなく常に一定であるので、従来のように位置推定用電圧指令自体の周波数をランダムに変化させる場合に比べて、回転電機の回転子位置の推定に必要な電流を検出することが容易になり、その結果、高い位置推定精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における回転電機の制御装置の構成図である。
【図２】同装置の位置推定手段の具体例を示す構成図である。
【図３】同装置の電流振幅演算器で得られる位置推定用電流振幅の波形図である。
【図４】同装置の位置演算器の動作説明に供する図である。
【図５】同装置の位置推定用電圧発生器で発生される位置推定用電圧指令の波形図である。
【図６】本発明の実施の形態１における回転電機の制御装置の変形例を示す構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２における回転電機の制御装置の構成図である。
【図８】同装置の騒音低減用電圧発生器で発生される騒音低減用電圧指令の一例を示す波形図である。
【図９】同装置の電圧印加手段の具体例を示す構成図である。
【図１０】同装置の電圧印加手段に対して、騒音低減用電圧指令を加算した電圧指令を与えた場合の動作説明に供する図である。
【図１１】同装置の電圧印加手段に対して、騒音低減用電圧指令を加算しない電圧指令を与えた場合の動作説明に供する図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における回転電機の制御装置の構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態４における回転電機の制御装置の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における回転電機の制御装置の構成図である。【００１９】
この実施の形態１において、回転電機１は例えば埋込磁石型の同期機であって、この回転電機１には、所定の制御電圧を印加する電圧印加手段３が接続されている。また、電圧印加手段３と回転電機１との間を流れる回転電機電流（ここでは二相分）ｉｕ，ｉｗを検出する電流検出手段２と、この電流検出手段２で検出された回転電機電流ｉｕ，ｉｗに基づいて回転電機１の回転子位置θＬを推定する位置推定手段４と、電圧印加手段３に対して駆動制御用の電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊を出力する制御手段５とが設けられている。【００２０】
電流検出手段２は、例えば変流器等からなり、回転電機１と電圧印加手段３とを結ぶ三相分の回転電機電流の内、本例では、Ｕ相とＷ相の二相分の回転電機電流ｉｕ，ｉｗを検出する。なお、Ｖ相の回転電機電流ｉｖは、回転電機電流が三相平衡であることを利用して演算により求める。また、ここでは、Ｕ相とＷ相の回転電機電流ｉｕ，ｉｗを検出しているが、これに限らず、任意の二相分の電流を検出すればよく、また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の全ての回転電機電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを同時に検出してもよい。あるいは、電流検出手段２として、電圧印加手段３の入力である直流母線電流を検出し、その直流母線電流より回転電機電流を演算する方法でもよい。【００２１】
電圧印加手段３は、例えば三角波比較ＰＷＭインバータなどの電力変換装置が適用され、制御手段５から出力される各電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に基づいて電力変換を行い回転電機１に対して駆動制御用の電圧を印加する。【００２２】
ここで、回転電機１には回転子位置に応じてインダクタンスが変化する、いわゆる突極性があるので、後で詳述するように、制御手段５内の位置推定用電圧発生器７から出力される三相交流の位置推定用指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈが重畳された電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に基づいて電圧印加手段３から回転電機１に電圧が印加されると、電流検出手段２で検出される回転電機電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗには、上記の位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じ周波数成分の電流（以下、位置推定用電流という）ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈが含まれることになり、これらの位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈの振幅は回転電機１の回転子位置に応じて変化する。【００２３】
そこで、位置推定手段４は、上記の突極性を利用し、電流検出手段２より検出された回転電機電流ｉｕ，ｉｗから、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同一の周波数成分の位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈを先ず抽出し、次いで、この抽出した位置推定用電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの振幅に基づいて、回転電機１の推定される回転子位置（以下、推定位置ともいう）θＬを求めて出力する。【００２４】
図２は位置推定手段４の具体的な構成の一例を示す構成図である。
この位置推定手段４は、加算器１６、位置推定用電流抽出器１７ｕ，１７ｖ，１７ｗ、電流振幅演算器１８ｕ，１８ｖ，１８ｗ、および位置演算器１９を備える。【００２５】
三相の回転電機電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの内、電流検出手段２より検出したＵ相とＷ相の各回転電機電流ｉｕ，ｉｗと、電流検出手段２では検出していないＶ相の回転電機電流ｉｖとの間には、下記の（１）式の関係があるので、加算器１６でＵ相、Ｗ相の各回転電機電流ｉｕ，ｉｗを加算することにより、Ｖ相回転電機電流ｉｖを求める。なお、当然のことながら、電流検出手段２が三相分の回転電機電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを全て同時に検出する場合には、Ｖ相回転電機電流ｉｖを求める必要は無い。【００２６】
【数１】
2010109522.tif 000003
【００２７】
そして、上記のようにして検出される各回転電機電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、それぞれ個別に設けられた位置推定用電流抽出器１７ｕ，１７ｖ，１７ｗに入力して位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同一の周波数成分の位置推定用電流ｉｕｈ、ｉｖｈ、ｉｗｈを抽出する。この場合の各位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈの抽出は、バンドパスフィルタやノッチフィルタなどを利用して行う。なお、各回転電機電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗには、後述するような騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍと同一の周波数成分の信号も含まれているが、この信号は位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈとは周波数が異なるために各位置推定用電流抽出器１７ｕ，１７ｖ，１７ｗにおいて除去され、位置推定用電流ｉｕｈ、ｉｖｈ、ｉｗｈを抽出する際に何ら問題は生じない。【００２８】
こうして各位置推定用電流抽出器１７ｕ，１７ｖ，１７ｗで抽出された各位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈを、それぞれ個別に設けられた各電流振幅演算器１８ｕ，１８ｖ，１８ｗに入力して位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈの振幅値である各位置推定用電流振幅Ｉｕｈ，Ｉｖｈ，Ｉｗｈを演算する。【００２９】
この場合の各位置推定用電流振幅Ｉｕｈ，Ｉｖｈ，Ｉｗｈの演算手法には、格別の制約はないが、例えばフーリエ変換を行ったり、あるいは下記の（２）式に基づいて位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈを二乗した自己相関値に基づいて振幅を求めることができる。【００３０】
【数２】
2010109522.tif 000004
【００３１】
次いで、位置演算器１９は、各々の電流振幅演算器１８ｕ，１８ｖ，１８ｗにより求めた位置推定用電流振幅Ｉｕｈ、Ｉｖｈ、Ｉｗｈに基づいて回転電機１の推定位置θＬを演算する。以下、その手法について詳述する。なお、位置演算器１９は、以下に記す手法に限定されるものではなく、位置推定用電流振幅Ｉｕｈ、Ｉｖｈ、Ｉｗｈに基づいて推定位置θＬを演算するものであれば、それ以外のどのような手法を適用してもよい。【００３２】
各電流振幅演算器１８ｕ，１８ｖ，１８ｗで得られる位置推定用電流振幅Ｉｕｈ，Ｉｖｈ，Ｉｗｈは、図３に示すようにオフセットＩｈが重畳しており、回転電機１の位置（電気角）の１／２の周期で変化する。【００３３】
そこで、位置演算器１９において、まず下記の（３）式のように、各位置推定用電流振幅Ｉｕｈ，Ｉｖｈ，ＩｗｈからオフセットＩｈを減算して各位置演算信号ｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗを算出する。ここに、オフセットＩｈは、各位置推定用電流振幅Ｉｕｈ，Ｉｖｈ，Ｉｗｈが三相平衡となることから（４）式より求めることができる。【００３４】
【数３】
2010109522.tif 000005
【００３５】
【数４】
2010109522.tif 000006
【００３６】
ここで、回転電機１の推定位置θＬは、（３）式で示される各位置演算信号ｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗの内のいずれか１つの信号を逆余弦演算することにより算出可能であるが、逆余弦演算するための演算や、逆余弦関数を予め記憶しておく必要があり、演算量や記憶容量の増加につながるために得策でない。そこで、この実施の形態１では、逆余弦関数を用いることなく、直線近似を利用して回転電機１の推定位置θＬを演算する手法を採用している。以下、この手法について説明する。【００３７】
位置演算器１９において、（３）式より得られる各位置演算信号ｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗの相対関係から、図４に示すように、各区間の中心位置θＭが、次の（５）式で与えられる値となるような６つの区間（Ｉ〜ＶＩ）に分ける。【００３８】
【数５】
2010109522.tif 000007
【００３９】
各区間（Ｉ〜ＶＩ）において、各位置演算信号ｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗの内、各区間の中心でゼロクロスするものは、ｓｉｎ、−ｓｉｎの関数となるが、これらのｓｉｎ、−ｓｉｎの関数を直線とみなして直線近似し、次の（６）式に基づいて各区間（Ｉ〜ＶＩ）の中心位置θＭと回転電機１の推定位置θＬ（≒回転電機１の位置θ）との偏差ΔθＭＬを求める。ここに、（６）式のｄＩ_ｕｖｗは、各位置演算信号ｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗの内、各区間（Ｉ〜ＶＩ）の中心位置θＭでゼロクロスするときの縦軸の値である。また、Ｉｈａは位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈの回転電機位置による変化量であるので、（Ｉｈａ／２）は位置演算信号ｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗの振幅となる。【００４０】
【数６】
2010109522.tif 000008
【００４１】
なお、（Ｉｈａ／２）は、次の（７）式のようにｄＩｕ，ｄＩｖ，ｄＩｗの二乗の和の平方根より求めてもよい。【００４２】
【数７】
2010109522.tif 000009
【００４３】
そして、次の（８）式に示すように、（６）式より求めたΔθＭＬと中心位置θＭとを加算して回転電機１の推定位置θＬを求める。【００４４】
【数８】
2010109522.tif 000010
【００４５】
一方、制御手段５は、駆動電圧指令演算部６、位置推定用電圧発生器７、騒音低減用電圧発生器８、フィルタ９、および加算器２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを有する。【００４６】
そして、駆動電圧指令演算部６から出力される駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と、位置推定用電圧発生器７から出力される位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと、騒音低減用電圧発生器８からフィルタ９を経由して出力される騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍとが加算器２０ｕ，２０ｖ，２０ｗでそれぞれ加算されて、電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊として電圧印加手段３に出力される。【００４７】
したがって、電圧印加手段３に印加される電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊には、本来の駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に対して、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと共に騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍが重畳される。なお、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍについては後で詳述する。【００４８】
上記の駆動電圧指令演算部６は、２つの減算器１０ｄ，１０ｑ、ｄ軸電流制御器１１ｄ、ｑ軸電流制御器１１ｑ、第１座標変換器１２、二相・三相変換器１３、第２座標変換器１４、および三相・二相変換器１５を有する。【００４９】
ここに、一方の減算器１０ｄは、回転電機１を駆動するために制御手段５の外部より与えられるｄ軸電流指令ｉｄ＊と第２座標変換器１４の出力である電流ｉｄとの偏差Δｉｄを求める。ｄ軸電流制御器１１ｄは、上記偏差Δｉｄがゼロとなるように比例積分制御（ＰＩ制御）することによりｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を演算する。【００５０】
他方の減算器１０ｑは、回転電機１を駆動するために制御手段５の外部より与えられるｑ軸電流指令ｉｑ＊と第２座標変換器１４の出力である電流ｉｑとの偏差Δｉｑを求める。ｑ軸電流制御器１１ｑは、上記偏差Δｉｑがゼロとなるように比例積分制御（ＰＩ制御）することによりｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を演算する。【００５１】
第１座標変換器１２は、ｄ軸電流制御器１１ｄとｑ軸電流制御器１１ｑからそれぞれ出力されるｄ軸電流指令Ｖｄ＊およびｑ軸電流指令Ｖｑ＊を静止二軸（α−β軸）上の電圧指令Ｖα＊，Ｖβ＊にそれぞれ変換する。二相・三相変換器１３は、第１座標変換器１２から出力される電圧指令Ｖα＊，Ｖβ＊を三相交流座標の駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。【００５２】
三相・二相変換器１５は、電流検出手段２で検出され回転電機電流ｉｕ，ｉｗを静止二軸（α−β軸）上の電流ｉα，ｉβに変換する。第２座標変換器１４は、三相・二相変換器１５から出力される電流ｉα，ｉβを、前述の位置推定手段４の出力である推定位置θＬと同期して回転する回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ，ｉｑに変換して、上記の各減算器１０ｄ，１０ｑに出力する。【００５３】
位置推定用電圧発生器７は、回転電機１の回転子位置を推定するために、駆動電圧指令演算部６が出力する駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とは周波数が異なる位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを発生する。これらの各位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈは、駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と周波数が異なるものであればどのようなものでもよいが、この実施の形態１では三相交流の位置推定用電圧指令である。【００５４】
これらの三相交流の位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈは、例えば、図５に示される。各三相交流位置推定用電圧指令の信号は、電圧印加手段３が三角波比較ＰＷＭインバータの場合、この三角波比較ＰＷＭインバータでＰＷＭ変調する際に用いられる三角波キャリアの半周期Ｔｃを１区間としたとき、６区間（＝６・Ｔｃ）で１周期となるような周期Ｔｈを有する信号である。また、これらの各位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを三相平衡とするために、各相相互に２区間（＝２・Ｔｃ）ずらせて設定される。このように、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを三相交流電圧とすることにより、図５に示したようなパターン化が容易となり、位置推定用電圧発生器７の構成を簡素化することができる。【００５５】
位置推定用電圧発生器７から位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを電圧印加手段３により回転電機１へ印加すると、これに伴って回転電機１から騒音が発生し、その騒音によって人間が不快を感じるので、騒音低減用電圧発生器８は、そのような不快感を低減するために、三相分の騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを出力する。以下、その騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍの詳細について説明する。【００５６】
人間に聞こえる騒音のうち、騒音の周波数が単一周波数の場合と、複数の周波数成分を含む場合とでは、単一周波数の騒音の方が人間にとって不快に感じるという特徴がある。そこで、この実施の形態１では、駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊や位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈとは異なる周波数をもつ三相分の騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを騒音低減用電圧発生器８で発生し、これらの各騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを、加算器２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにより駆動電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈとに個別に加算する。そして、加算して得られる電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に基づく駆動制御用の電圧を電圧印加手段３が回転電機１に印加する。【００５７】
これにより、回転電機１から発生する騒音には、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈに基づく周波数成分の騒音とともに、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍに基づく周波数成分の騒音が混在することになるので、騒音の周波数成分が単一の場合よりも人間が感じる不快感を低減することができる。【００５８】
特に、各々の騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍは、周波数をそれぞれ一定とするのではなくて、周波数を時間的に変化させるようにすれば、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍには様々な周波数成分が含まれることになり、回転電機１から発生する騒音の不快感をより一層低減することができるので好ましい。【００５９】
例えば、各騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを、次の（９）式に示すように、振幅がＡｆ、中心周波数がωｎ、位相がｍｆ・ｓｉｎ（ωｍ・ｔ）で変化するＦＭ変調波とすれば、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍの周波数が時間的に変化する。その結果、回転電機１から発生する騒音も時間的に周波数が変化して様々な周波数成分を含むことになるため、騒音により人間が感じる不快感をより一層低減することができる。【００６０】
【数９】
2010109522.tif 000011
【００６１】
騒音低減用電圧発生器８と加算器２０ｕ，２０ｖ，２０ｗとの間に設けられているフィルタ９は、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍ中に位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じ周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれないように、それらの周波数成分を除くためのもので、例えばノッチフィルタなどが適用される。【００６２】
例えば、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを上述の（９）式に示したようなＦＭ変調波とする場合、このＦＭ変調波の周波数帯域と、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈの周波数とが一部重複すると、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ、Ｖｖｍ、Ｖｗｍが位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈに悪影響を及ぼして位置推定精度が悪化する恐れがある。特に、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍに含まれる周波数成分が、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じで、かつ逆位相であると、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍが位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを打消すことになり、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈの信号レベルが小さくなったりゼロになり、位置推定精度が悪化するという不具合を生じる。【００６３】
そこで、フィルタ９によって、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍ中に、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じ周波数成分やその近傍周波数成分が含まれないように除くことで、位置推定精度の悪化を防止している。【００６４】
なお、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍに位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じ周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれる恐れがない場合には、図６に示すように、フィルタ９を省略することが可能である。【００６５】
以上のように、この実施の形態１では、回転位置センサのセンサレス化のために位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを回転電機１に印加する際、同時に、この位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈの周波数とは異なる周波数成分をもつ騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを加算しているので、回転電機１から発生する騒音は、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈの周波数と異なる周波数成分を含むことになり、騒音の周波数成分が単一の場合よりも人間が感じる不快感を低減することができる。【００６６】
また、騒音に含まれる周波数成分が複数混在することになるものの、位置推定用電圧Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈについては、その周波数が常に一定であるので、従来のように位置推定用電圧Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈの周波数をランダムに変化させる場合に比べて、回転電機電流から位置推定用電流ｉｕｈ，ｉｖｈ，ｉｗｈを精度良く抽出することができ、その結果、高い位置推定精度を確保することができる。【００６７】
さらに、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍに位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じ周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれないようにフィルタ９で予め除去しているので、騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍが位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈに悪影響を及ぼすのを未然に防ぐことができる。【００６８】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２における回転電機の制御装置の構成図であり、図１に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付している。また、図７において、制御手段５内の騒音低減用電圧発生器８の構成以外の部分は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは騒音低減用電圧発生器８の構成以外の部分の説明は省略する。【００６９】
上記実施の形態１では、騒音低減用電圧発生器８からは三相分の騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍがそれぞれ発生されるものとしているが、この実施の形態２では、騒音低減用電圧発生器８からは時間的に周波数が変化するＦＭ変調波や、振幅が時間的に変化するＡＭ変調波をもつ単一の騒音低減用電圧指令Ｖｍを発生し、この騒音低減用電圧指令Ｖｍをフィルタ９を通過させた後、３つに分岐して各加算器２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに与えるようにしている。【００７０】
すなわち、この実施の形態２では、騒音低減用電圧発生器８で発生される騒音低減用電圧指令Ｖｍは、例えば、前述の（９）式に示したように時間的に周波数が変化するＦＭ変調波や、次の（１０）式に示すように、角周波数がωｂで、振幅が時間的に（Ａａ１＋Ａａ２・ｓｉｎωａｔ）で変化するＡＭ変調波、あるいは、図８に示すように、振幅が階段状に周期的に変化するＡＭ変調波とする。【００７１】
【数１０】
2010109522.tif 000012
【００７２】
ここで、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に同じ騒音低減用電圧指令Ｖｍが重畳されている場合、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の各電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊の線間電圧が変化しないため、一見したところ回転電機１からは騒音低減用電圧指令Ｖｍと同一周波数成分の音は発生しないようにも思われる。【００７３】
しかし、電圧印加手段３がキャリア比較ＰＷＭインバータで構成されているような場合、三角波状もしくはこぎり波状のキャリア波と電圧印加手段３に入力される電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊とを比較した値に基づいてＰＷＭ変調された駆動制御電圧を回転電機１に出力するので、上記のように、電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に時間的に周波数が変化するＦＭ変調波や、振幅が時間的に変化するＡＭ変調波をもつ騒音低減用電圧指令Ｖｕｍが重畳されていると、キャリア比較ＰＷＭインバータを構成する各スイッチング素子をオン／オフするスイッチングタイミングが変化する。そして、このスイッチングタイミングの変化に起因して、回転電機１からは複数の周波数成分を含む騒音が発生する。これにより、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを印加するのに伴って発生する騒音が際立つのを抑えることができ、結果的に騒音により人間が感じる不快感を低減することができる。以下、その詳細について説明する。【００７４】
図９はキャリア比較ＰＷＭインバータとしての電圧印加手段３の構成図である。
この電圧印加手段３は、スイッチング信号演算部２３、電力変換部２４、および平滑コンデンサ２５を備えて構成されている。【００７５】
ここに、スイッチング信号演算部２３は、一つのキャリア信号発生器２７と、三相分の比較器２８ｕ，２８ｖ，２８ｗとを有しており、キャリア信号発生器２７は三角波や、のこぎり波などのキャリア信号Ｓｃを発生する。【００７６】
また、各比較器２８ｕ，２８ｖ，２８ｗは、キャリア信号発生器２７から出力されるキャリア信号Ｓｃと制御手段５から出力される電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊とをそれぞれ比較して、電力変換部２４を構成する各スイッチング素子２６をオン／オフさせるためのスイッチング信号Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎを出力する。例えば、各比較器２８ｕ，２８ｖ，２８ｗは、三角波のキャリア信号Ｓｃと電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊とをそれぞれ比較し、キャリア信号Ｓｃよりも電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊のレベルの方が大きい場合はスイッチング素子２６をオン、小さい場合はスイッチング素子２６をオフするようなスイッチング信号を出力する。【００７７】
電力変換部２４は、例えばＩＧＢＴ等の半導体スイッチで構成された６つのスイッチング素子２６（ＵＰ，ＵＮ，ＶＰ，ＶＮ，ＷＰ，ＷＮ）の有しており、スイッチング信号演算部２３から与えられる各スイッチング信号Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎによって６つのスイッチング素子２６をオン／オフさせることにより、電圧印加手段３の外部の直流電圧源から与えられる直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して回転電機１へ印加する。【００７８】
図１０は図８に示したような振幅が周期的に階段状に変化するＡＭ変調波の騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算してなる電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊を、また、図１１は図８に示したような騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算しない場合の電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊を、それぞれ三角波のキャリア信号Ｓｃおよび３つのスイッチング信号Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐとの関係において模式的に表した波形図である。【００７９】
なお、図１０、図１１において、電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊は実際には正弦波信号であるが、キャリア信号Ｓｃや騒音低減用電圧指令Ｖｍに比べて周波数が低いために直線状に表している。また、電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊には、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈが重畳されているが、ここでは主に各スイッチング素子２６のスイッチングタイミング動作を説明するために図示省略している。【００８０】
騒音低減用電圧Ｖｍを加算しない電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊が各スイッチング素子２６に与えられた場合、各スイッチング素子２６のスイッチングタイミングは、図１１に示すように、区間Ａと区間Ｂとで全て同じになる。【００８１】
これに対して、騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算した電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊が各スイッチング素子２６に与えられた場合、線間電圧は一定であるが、各スイッチング素子２６のスイッチングタイミングは、図１０から明らかなように、区間Ａと区間Ｂとではタイミングが異なっている。【００８２】
このように、振幅が時間的に変化するＡＭ変調波、あるいは、振幅が時間的に階段状に変化するＡＭ変調波の騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算した場合には、各スイッチング素子２６をオン／オフするスイッチングタイミングが変化する。そして、このスイッチングタイミングの変化に起因して、回転電機１から複数の周波数成分を含む騒音が発生し、これによって、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを印加するのに伴って発生する騒音が際立つのが抑えられ、結果的に騒音により人間が感じる不快感を低減することができる。【００８３】
また、実施の形態１で説明したのと同様、騒音低減用電圧指令Ｖｍに位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同じ周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれないようにフィルタ９で予め除去しているので、騒音低減用電圧指令Ｖｍが位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈに悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。なお、騒音低減用電圧指令Ｖｍに位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈと同一の周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれない場合は、フィルタ９を省略することが可能である。【００８４】
以上のように、この実施の形態２では、振幅が時間的に変化するＡＭ変調波、あるいは、振幅が時間的に階段状に変化するＡＭ変調波の一つの騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算した電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊によって回転電機１を駆動するため、電圧印加手段３を構成する各スイッチング素子２６のスイッチングタイミングが変化し、これに伴って回転電機１から複数の周波数成分を含む騒音が発生する。そのため、位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈを印加することで発生する騒音が際立つのが抑えられ、結果的に騒音により人間が感じる不快感を低減することができる。【００８５】
また、前述の実施の形態１では三相分の各騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍを加算しているので、回転電機１には各騒音低減用電圧指令Ｖｕｍ，Ｖｖｍ，Ｖｗｍとそれぞれ同一周波数成分の回転電機電流が流れ、この回転電機電流が損失となる。これに対して、この実施の形態２では、一つの騒音低減用電圧指令Ｖｍを各相共通に印加しているので、騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算しても線間電圧は変化しない。そのため、回転電機１には騒音低減用電圧指令Ｖｍと同一周波数成分の回転電機電流が流れることがない。したがって、騒音低減用電圧発生器８の構成を簡素化できるとともに、騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算することによる損失の発生を防ぐことができる。【００８６】
実施の形態３．
図１２は本発明の実施の形態３における回転電機の制御装置の構成図であり、図１に示にした実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。また、図１２において、位置推定手段４と制御手段５の構成以外の部分は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは位置推定手段４及び制御手段５の構成以外の部分の説明は省略する。【００８７】
制御手段５は、駆動電圧指令演算部６、位置推定用電圧発生器７、騒音低減用電圧発生器８、フィルタ９、第１座標変換器１２、および二相・三相変換器１３を有する。【００８８】
そして、駆動電圧指令演算部６は、２つの減算器１０ｄ，１０ｑ、ｄ軸電流制御器１１ｄ，ｑ軸電流制御器１１ｑ、第２座標変換器１４、および三相・二相変換器１５からなる。この場合の駆動電圧指令演算部６は、２つの減算器１０ｄ，１０ｑ、ｄ軸電流制御器１１ｄ，ｑ軸電流制御器１１ｑ、第２座標変換器１４、および三相・二相変換器１５の各構成は、実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。【００８９】
上記の実施の形態１、２では、回転電機１の回転子位置を推定するために、位置推定用電圧発生器７から三相交流の位置推定用電圧指令Ｖｕｈ，Ｖｖｈ，Ｖｗｈが発生するようにしているが、この実施の形態３では、位置推定用電圧発生器７から、駆動電圧指令演算部６が出力する駆動電圧指令Ｖｄ＊と周波数の異なる交番電圧の位置推定用電圧指令Ｖｄｈが発生されるようにしている。【００９０】
この場合の位置推定用電圧指令Ｖｄｈは、駆動電圧指令Ｖｄ＊と周波数が異なるものであればどのようなものでもよいが、この実施の形態３では、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊とｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の内、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊に対してのみ交番電圧の位置推定用電圧指令Ｖｄｈを加算する。これにより、位置推定用電圧指令Ｖｄｈを回転電機１に印加したときに発生するトルク脈動を抑制することができるので都合がよい。【００９１】
騒音低減用電圧発生器８は、実施の形態１の騒音低減用電圧発生器８と同様に、例えば、前述の（９）式のようなＦＭ変調波のような二相分の騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍをそれぞれ出力する。そして、これらの各騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍに含まれる位置推定用電圧指令Ｖｄｈと同一の周波数成分やその近傍の周波数成分がフィルタ９によって予め除去された後、それぞれ加算器２０ｄ，２０ｑに与えられる。なお、騒音低減用電圧発生器８から出力される各騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍに位置推定用電圧指令Ｖｄｈと同一の周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれない場合には、フィルタ９を省略することが可能である。【００９２】
一方の加算器２０ｄは、駆動電圧指令演算部６が出力するｄ軸電圧指令Ｖｄ＊に位置推定用電圧指令Ｖｄｈとフィルタ９通過後の位置推定用電圧指令Ｖｍｄとを共に加算し、その加算した指令を電圧指令Ｖｄｐ＊として第１座標変換器１２に出力する。また、他方の加算器２０ｑは、駆動電圧指令演算部６が出力するｑ軸電圧指令Ｖｑ＊にフィルタ９通過後の騒音低減用電圧指令Ｖｍｑを加算し、その加算した指令を電圧指令Ｖｑｐ＊として第１座標変換器１２に出力する。【００９３】
第１座標変換器１２は、両加算器２０ｄ，２０ｑからの電圧指令Ｖｄｐ＊，Ｖｑｐ＊を静止二軸（α−β軸）上の電圧指令Ｖα＊，Ｖβ＊に変換する。続いて、二相・三相変換器１３は、第１座標変換器１２から出力される電圧指令Ｖα＊，Ｖβ＊を三相交流座標の電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に変換する。そして、各電圧指令Ｖｕｐ＊，Ｖｖｐ＊，Ｖｗｐ＊に基づく駆動制御用の電圧を電圧印加手段３が回転電機１に印加する。【００９４】
これにより、回転電機１から発生する騒音には、位置推定用電圧指令Ｖｄｈに基づく周波数成分とともに、騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍに基づく周波数成分が混在することになるので、騒音に含まれる周波数成分が単一の場合よりも人間が感じる不快感を低減することができる。【００９５】
一方、位置推定手段４は、電流検出手段２で検出される回転電機電流ｉｕ，ｉｗから、位置推定用電圧発生器７が出力する交番の位置推定用電圧指令Ｖｄｈと同一の周波数成分の電流を抽出し、抽出した電流に基づいて、例えば特許３３１２４７２号公報、あるいは特許３７０７５２８号公報に記載の公知技術を用いて推定位置θＬを出力する。【００９６】
その場合、交番電圧の位置推定用電圧指令Ｖｄｈは、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊とは周波数が異なり、また、加算器２０ｄ，２０ｑで加算される騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍは、フィルタ９によって位置推定用電圧指令Ｖｄｈと同一の周波数成分やその近傍の周波数成分が予め除かれているので、位置推定手段４の出力である推定位置θＬの精度が悪化することはない。【００９７】
以上のように、この実施の形態３では、位置推定用電圧発生器７から交番電圧の位置推定電圧指令Ｖｄｈを出力する場合において、実施の形態１、２と同様に、騒音低減用電圧発生器８から騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍを同時に出力し、加算器２０ｄ，２０ｑで騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍを加算した電圧指令Ｖｄｐ＊，Ｖｑｐ＊を生成するようにしているので、回転電機１から発生する騒音には、位置推定用電圧指令Ｖｄｈを印加することに伴って発生する騒音の他に、騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍを加算することに伴って発生する騒音も含まれるようになり、その結果、位置推定用電圧指令Ｖｄｈの騒音が際立つことがなくなり、騒音により人間が感じる不快感を低減することができる。【００９８】
実施の形態４．
図１３は本発明の実施の形態４における回転電機の制御装置の構成図であり、図１２に示した実施の形態３と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。なお、図１３において、制御手段５内の騒音低減用電圧発生器８の構成以外の部分は、実施の形態３の場合と同様であるから、ここでは騒音低減用電圧発生器８の構成以外の部分の説明は省略する。【００９９】
上記の実施の形態３では、騒音低減用電圧発生器８からは二相分の騒音低減用電圧指令Ｖｄｍ，Ｖｑｍがそれぞれ発生されるものとしているが、この実施の形態４では、実施の形態２と同様に、騒音低減用電圧発生器８からは、（９）式に示したような時間的に周波数が変化するＦＭ変調波や、（１０）式に示したような振幅が時間的に変化するＡＭ変調波をもつ単一の騒音低減用電圧指令Ｖｍｄｑを発生する。【０１００】
そして、この騒音低減用電圧指令Ｖｍｄｑをフィルタ９を通過させて位置推定用電圧指令Ｖｄｈと同一の周波数成分やその近傍の周波数成分を予め除去した後、２つに分岐して各加算器２０ｄ，２０ｑに与えて各加算器２０ｄ，２０ｑで各駆動電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に加算し、この加算した信号を電圧指令Ｖｄｐ＊、Ｖｑｐ＊として出力する。なお、この場合も、騒音低減用電圧発生器８から出力される騒音低減用電圧指令Ｖｄｑｍに位置推定用電圧指令Ｖｄｈと同一の周波数成分やその近傍の周波数成分が含まれない場合には、フィルタ９を省略することが可能である。【０１０１】
これにより、騒音低減用電圧指令Ｖｍｄｑが位置推定用電圧指令Ｖｄｈに悪影響を及ぼすことなく、電圧印加手段３を構成するスイッチング素子のスイッチングタイミングが時間的に変化するため、回転電機１からは、スイッチングタイミングに応じて複数の周波数成分を含む騒音が発生するようになる。その結果、位置推定用電圧Ｖｄｈを回転電機１に印加することに伴って発生する騒音が際立つことがなくなり、人間が感じる不快感を低減することができる。【０１０２】
以上のように、この実施の形態４では、位置推定用電圧発生器７から交番電圧の位置推定電圧指令Ｖｄｈを発生してｄ軸電圧指令Ｖｄ＊に加算する際、騒音低減用電圧発生器８から振幅が時間的に変化するＡＭ変調波、あるいは振幅が時間的に階段状に変化するＡＭ変調波の一つの騒音低減用電圧指令Ｖｄｑｍを出力するようにしているので、実施の形態２の場合と同様、電圧印加手段３を構成する各スイッチング素子のスイッチングタイミングが変化して回転電機１からは複数の周波数成分を含む騒音が発生する。これにより、位置推定用電圧指令Ｖｄｈを印加するのに伴って回転電機１で発生する騒音が際立つのが抑えられ、結果的に騒音により人間が感じる不快感を低減することができる。また、この実施の形態４では、一つの騒音低減用電圧指令Ｖｍを印加しているので、実施の形態３に比べて騒音低減用電圧発生器８の構成を簡素化できるとともに、騒音低減用電圧指令Ｖｍを加算することによる損失の発生を防ぐことができる。
【産業上の利用分野】
【０１０３】
上記の各実施の形態１〜４において、回転電機１は埋込磁石型の同期機としたが、シンクロナスリラクタンス型の同期機など他の同期機においても本発明の回転電機の制御装置を適用することができる。
【図１】
2010109522.tif 000013
【図２】
2010109522.tif 000014
【図３】
2010109522.tif 000015
【図４】
2010109522.tif 000016
【図５】
2010109522.tif 000017
【図６】
2010109522.tif 000018
【図７】
2010109522.tif 000019
【図８】
2010109522.tif 000020
【図９】
2010109522.tif 000021
【図１０】
2010109522.tif 000022
【図１１】
2010109522.tif 000023
【図１２】
2010109522.tif 000024
【図１３】
2010109522.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月8日(2011.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の駆動制御を行う回転電機の制御装置であって、
上記回転電機に流れる回転電機電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段より検出された上記回転電機電流に基づいて回転子位置を推定する位置推定手段と、上記電流検出手段により検出された回転電機電流と上記位置推定手段で推定された回転子位置の情報とに基づいて電圧指令を出力する制御手段と、上記制御手段からの電圧指令に基づいて上記回転電機に対して駆動制御用の電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
上記制御手段は、上記回転電機を駆動するための駆動電圧指令を演算する駆動電圧指令演算部と、上記回転電機の回転子位置を推定するための位置推定用電圧指令を出力する位置推定用電圧発生器と、上記駆動電圧指令及び上記位置推定用電圧指令とは異なる周波数を持つ騒音低減用電圧指令を出力する騒音低減用電圧発生器と、上記駆動電圧指令、上記位置推定用電圧指令、および上記騒音低減用電圧指令を加算して電圧指令として上記電圧印加手段に出力する加算器とを有する回転電機の制御装置。
【請求項２】
上記騒音低減用電圧発生器は、単一の騒音低減用電圧指令を出力するものであり、上記加算器は、上記単一の騒音低減用電圧指令を複数に分岐して各相の駆動電圧指令に加算するものである請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
上記騒音低減用電圧発生器と上記加算器との間には、上記騒音低減用電圧指令から上記位置推定用電圧指令と同一の周波数成分を除去するフィルタが設けられている請求項１または請求項２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
上記騒音低減用電圧発生器は、時間的に周波数が変化する騒音低減用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
上記騒音低減用電圧発生器は、時間的に振幅が変化する騒音低減用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
上記位置推定用電圧発生器は、回転電機の位置を推定するための位置推定用電圧指令として三相交流の位置推定用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
上記位置推定用電圧発生器は、回転電機の位置を推定するための位置推定用電圧指令として交番電圧の位置推定用電圧指令を出力するものである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
上記位置推定手段は、上記回転電機電流に含まれる上記位置推定用電圧指令と同一の周波数成分の電流に基づいて上記回転電機の回転子位置を推定するものである請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明に係る回転電機の制御装置は、回転電機の駆動制御を行うものであって、上記回転電機に流れる回転電機電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段より検出された上記回転電機電流に基づいて回転子位置を推定する位置推定手段と、上記電流検出手段により検出された回転電機電流と上記位置推定手段で推定された回転子位置の情報とに基づいて電圧指令を出力する制御手段と、上記制御手段からの電圧指令に基づいて上記回転電機に対して駆動制御用の電圧を印加する電圧印加手段とを備え、上記制御手段は、上記回転電機を駆動するための駆動電圧指令を演算する駆動電圧指令演算部と、上記回転電機の回転子位置を推定するための位置推定用電圧指令を出力する位置推定用電圧発生器と、上記駆動電圧指令及び上記位置推定用電圧指令とは異なる周波数を持つ騒音低減用電圧指令を出力する騒音低減用電圧発生器と、上記駆動電圧指令、上記位置推定用電圧指令、および上記騒音低減用電圧指令を加算して電圧指令として上記電圧印加手段に出力する加算器と、を有するものである。
【国際調査報告】
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