(57)【要約】【課題】所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させる方法を提供する。【解決手段】回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段を備える交流電動機と、前記交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段と、前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に応じて前記電力供給手段を制御して、前記交流電動機の相コイルに流れる電流を調節する制御手段と、を備える動力装置において、前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えて、前記交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数及び音量を有する電磁音を前記交流電動機から発生させる。【選択図】      図３
2013143903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段を備える交流電動機と、
前記交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段と、
前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に応じて前記電力供給手段を制御して、前記交流電動機の相コイルに流れる電流を調節する制御手段と、
を備える動力装置において、
前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えて、前記交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数及び音量を有する電磁音を前記交流電動機から発生させる、
電磁音制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁音制御方法であって、
前記回転角度信号値に加える周期的な変動の周期を、前記回転子の単位時間当たりの回転数である回転速度が低いほど長く、前記回転子の回転速度が高いほど短くなるように制御実行する、
電磁音制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２の何れか１項に記載の電磁音制御方法であって、
前記回転角度信号値に周期的な変動を加えるための制御を、前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて実行する、
電磁音制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電磁音制御方法であって、
前記回転角度信号値に加えられる周期的な変動の振幅を、前記回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が低いほど小さく、前記回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が高いほど大きくなるように制御する、
電磁音制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機から発生する電磁音を制御する方法に関する。より詳細には、本発明は、電動車両等に搭載される電動機から発生する電磁音を所望の周波数及び音量に制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野においては、昨今の地球環境保護意識の益々の高まりを受け、電動機を動力源とする電動車両の普及が進んでいる。かかる電動車両に搭載される電動機の動作は、一般的に、パルス幅変調インバータによる可変電圧可変周波数制御によって制御される。開発当初の電動車両においては、インバータや電動機から発生する電磁音が騒音として問題視されたが、キャリア周波数を人間にとって耳障りな周波数よりも高い領域にすることにより、低騒音化が実現されるようになった。
【０００３】
しかしながら、電動車両においては、上記のように低騒音化が実現されたことに伴い、新たな問題が顕在化した。具体的には、電気自動車（ＥＶ）や内燃機関が稼働していない状態におけるハイブリッド自動車（ＨＶ）においては、大きな騒音源である内燃機関が搭載されていない又は稼働していないため、上記のような低騒音化の実現と相まって、非常に高い静音性が実現されている。その結果、車両の近傍に居る人（例えば、歩行者等）が電動車両の接近に気付き難い等の問題が懸念されるようになった。
【０００４】
一方、当該技術分野においては、例えば、バッテリーの容量不足、インバータや電動機の過熱、シフトレバーの位置等の車両の状態を運転者や搭乗者等に報知するための警告音や報知音を、ブザーやスピーカー等の専用の構成要素を追加するのではなく、電動機から発生する電磁音や振動によって発生させようとする試みもなされている。
【０００５】
そこで、当該技術分野においては、例えば、パルス幅変調インバータの制御周期や制御周波数（キャリア周波数）を変化させて、電動機に供給される電流のリプル成分（リプル電流）を制御することにより、電動機から発生する電磁音を制御する技術が開発されている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。
【０００６】
しかしながら、上記のようにパルス幅変調インバータのキャリア周波数を変化させて、電動機のリプル電流を制御することにより、電動機から発生する電磁音を制御する手法においては、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで発生させることは困難である。具体的には、リプル電流を利用して電動機から電磁音を発生させようとする場合、インバータのキャリア周波数を低くすると、リプル電流の高さが大きくなり、電磁音の大きさが大きくなる一方、リプル電流の幅が大きくなり、電磁音の周波数が低くなる。逆に、インバータのキャリア周波数を高くすると、リプル電流の高さが小さくなり、電磁音の大きさが小さくなる一方、リプル電流の幅が小さくなり、電磁音の周波数が高くなる。このように、インバータのキャリア周波数を変化させて電動機から発生する電磁音を制御する手法においては、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで発生させることは困難である（例えば、高い周波数を有する電磁音を大音量で発生させることは難しい）。
【０００７】
加えて、パルス幅変調インバータのキャリア周波数を過度に低くすると、パルス幅変調インバータによる電動機の制御の単位時間当たりの実行頻度が低下して制御精度が低下するため、実現可能なキャリア周波数には下限が存在する。従って、上記のようにパルス幅変調インバータのキャリア周波数を変化させて、電動機のリプル電流を制御することにより、電動機から発生する電磁音を制御しようとしても、キャリア周波数の下げ幅には限界があるため、所望の大きさの電磁音を電動機から発生させることは困難である。
【０００８】
以上のように、当該技術分野においては、例えば、車両の近傍に居る人（例えば、歩行者等）に電動車両の接近を知らせるための報知音や、バッテリーの容量不足、インバータや電動機の過熱、シフトレバーの位置等の車両の状態を運転者や搭乗者等に報知するための警告音として、電動機から発生する電磁音を利用しようとする種々の試みが為されているものの、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させることができる技術は未だに確立されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−１７９２９７号公報
【特許文献２】特開平７−１７７６０１号公報
【特許文献３】特開２００５−１３０６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のように、当該技術分野においては、例えば、車両の近傍に居る人（例えば、歩行者等）に電動車両の接近を知らせるための報知音として、あるいはバッテリーの容量不足、インバータや電動機の過熱、シフトレバーの位置等の車両の状態を運転者や搭乗者等に報知するための警告音として、電動機から発生する電磁音を利用しようとする種々の試みが為されているものの、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させることができる技術は未だに確立されていない。
【００１１】
即ち、当該技術分野においては、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させることができる技術に対する要求が依然として存在する。本発明は、かかる要求に応えるために為されたものである。即ち、本発明の１つの目的は、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記１つの目的は、
回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段を備える交流電動機と、
前記交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段と、
前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に応じて前記電力供給手段を制御して、前記交流電動機の相コイルに流れる電流を調節する制御手段と、
を備える動力装置において、
前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えて、前記交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数及び音量を有する電磁音を前記交流電動機から発生させる、
電磁音制御方法によって達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電磁音制御方法によれば、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させて、例えば、車両の近傍に居る人（例えば、歩行者等）に電動車両の接近を知らせるための報知音として、あるいはバッテリーの容量不足、インバータや電動機の過熱、シフトレバーの位置等の車両の状態を運転者や搭乗者等に報知するための警告音として、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】パルス幅変調インバータによって制御される交流電動機の相電流のキャリア周波数による変化を表す模式図である。
【図２】回転角度信号値に周期的な変動を加えることにより、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動が生ずる仕組みを説明する模式図である。
【図３】本発明の１つの実施態様に係る電磁音制御方法における交流電動機の相電流の変化を表す模式図である。
【図４】発明の１つの実施態様に係る電磁音制御方法において、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期当たりに加えられる電磁音発生用変動の数（サイクル数）を一定とする場合における、交流電動機の回転子の回転速度の変化に対応する交流電動機から発生する電磁音の周波数の変化を説明する模式図である。
【図５】交流電動機の回転子の回転速度が変化した場合における、回転角度信号値の変動周期の変化と、回転角度信号値に周期的な変動を加えるための制御の実行頻度との関係を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
前述のように、本発明は、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させる方法を提供することを１つの目的とする。本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段を制御して、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を加えることにより、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させることができることを見出した。
【００１６】
尚、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を加えるに当たっては、交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段を制御して、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を直接的に加えることもできる。しかしながら、本発明者は、交流電動機の回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段（例えば、レゾルバ、エンコーダ等）から得られる検出信号に基づく、回転子の回転角度に対応する信号値に周期的な変動を加えて、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、より簡便に所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させることができることを更に見出し、本発明を想到するに至ったものである。
【００１７】
即ち、本発明の第１の実施態様は、
回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段を備える交流電動機と、
前記交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段と、
前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に応じて前記電力供給手段を制御して、前記交流電動機の相コイルに流れる電流を調節する制御手段と、
を備える動力装置において、
前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えて、前記交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数及び音量を有する電磁音を前記交流電動機から発生させる、
電磁音制御方法である。
【００１８】
上記のように、本実施態様に係る電磁音制御方法は、回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段を備える交流電動機と、当該交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段と、当該回転角度検出手段によって検出される当該回転子の回転角度に応じて当該電力供給手段を制御して、当該交流電動機の相コイルに流れる電流を調節する制御手段と、を備える動力装置において、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで前記交流電動機から発生させる方法である。
【００１９】
上記交流電動機は、特定の構成を有するタイプに限定されるものではなく、例えば同期電動機、誘導電動機等の何れの交流電動機であってもよい。また、上記交流電動機の相数についても、特に限定されるものではない。例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグイン・ハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の電動車両の動力源として使用される交流電動機としては、三相の永久磁石型同期電動機が一般的に用いられている。
【００２０】
また、上記交流電動機が備える回転角度検出手段は、特定の構成を有するタイプに限定されるものではなく、上記交流電動機の回転子の回転角度を検出することができる限り、如何なる構成を有するタイプのものであってもよい。具体的には、上記回転角度検出手段としては、例えば、レゾルバ、エンコーダ等を挙げることができる。尚、ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶ等の電動車両の動力源として使用される交流電動機が備える回転角度検出手段としては、レゾルバが一般的に用いられている。
【００２１】
上記電力供給手段についても、上記交流電動機の相コイルに交流電力を供給して、交流電動機に所望の動作（例えば、回転速度やトルク等）をさせるために必要とされるトルク電圧Ｖｑ及び励磁電圧Ｖｄを交流電動機において生じさせることができる限り、特定の構成に限定されるものではない。例えば、ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶ等の電動車両に搭載される交流電動機のための電力供給手段としては、直流電力を交流電力に変換するインバータ、より具体的にはパルス幅変調インバータが一般的に用いられている。
【００２２】
また、上記インバータに供給される直流電力は、例えば、商用の交流電源から供給される交流電力を例えばコンバータ等によって直流電力に変換して得られるものであってもよい。あるいは、上記インバータに供給される直流電力は、例えば電動車両等に搭載される直流電源（例えば、リチウムイオン電池等の二次電池等）から供給されるものであってもよい。
【００２３】
上記インバータは、上記コンバータ又は上記直流電源から供給される直流電力を、蓄電手段が配設された入力段に受け、交流電力に変換して、当該交流電力を交流電動機に供給する。インバータの構成については当該技術分野において周知であるので、ここでは詳細には説明しないが、例えば、インバータは、上記直流電源の出力を平滑化する蓄電手段と、蓄電手段の両端子にそれぞれ接続された複数対のスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続された整流素子とを備え、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの制御により直流電源の直流電力を交流電力に変換する。
【００２４】
上記スイッチング素子としては、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）を挙げることができる。また、上記整流素子としては、例えば、ダイオードを挙げることができる。また、上記インバータがその入力段に備える上記蓄電手段は、例えば、コンデンサ（キャパシタ）等によって構成され、上記直流電源の出力を平滑化する機能を果たす。具体的には、上記蓄電手段は、直流電源から供給される直流電圧の変動に応じて、充電及び放電を行うことにより、インバータに供給される直流電圧を平滑化する。
【００２５】
上記制御手段は、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に応じて電力供給手段を制御して、交流電動機の相コイルに流れる電流（相電流）を調節する。より具体的には、上記制御手段は、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に応じて、例えば、交流電動機に所望の動作（例えば、回転速度やトルク等）をさせるために必要とされるトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊に対応する相電流を算出し、斯くして算出された相電流に対応する相電圧を交流電動機の相コイルに印加するように電力供給手段を制御する。これにより、上記制御手段は、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に応じて、交流電動機の動作（例えば、回転速度やトルク等）を制御することができる。
【００２６】
より詳細には、電力供給手段から交流電動機に印加される交流電圧は、交流電動機を励磁する成分である励磁電圧成分Ｖｄと、交流電動機にトルクを付与する成分であるトルク電圧成分Ｖｑとに分けて捉えることができる。上記動力装置においては、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度、並びに交流電動機に求められる出力（トルク及び回転数）に応じて、励磁電圧成分Ｖｄの目標値である励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧成分Ｖｑの目標値であるトルク電圧指令値Ｖｑ＊が、電力供給手段を制御する制御手段によって設定され、斯くして設定された励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧指令値Ｖｑ＊に従って、励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑが制御手段によってそれぞれ制御される。このように回転子の回転角度に応じて励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑをきめ細かく制御することにより、交流電動機において高い効率を引き出すことができる。
【００２７】
例えば、上記動力装置が電動車両に搭載される動力装置である場合、当該車両が備える電子制御装置（ＥＣＵ）が、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度、並びにアクセル信号、ブレーキ信号、シフトポジション信号等の入力信号に基づいて、励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧指令値Ｖｑ＊（ひいては励磁電流指令Ｉｄ＊及びトルク電流指令Ｉｑ＊）を算出し、算出した励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧指令値Ｖｑ＊に基づき、例えば、ＰＷＭ信号を生成することにより、交流電動機の相コイルに流れる電流（相電流）を制御する。交流電動機が三相電動機である場合、電動機の各相電流Ｉｕ、Ｉｖ、及びＩｗを励磁電流成分Ｉｄ及びトルク電流成分Ｉｑに変換し、また励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧指令値Ｖｑ＊（ひいては励磁電流指令Ｉｄ＊及びトルク電流指令Ｉｑ＊）を各相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、及びＶｗ＊（ひいては各相電流指令値Ｉｕ＊、Ｉｖ＊、及びＩｗ＊）に変換して、上記のような制御を実現することができる。但し、本発明は、交流電動機に対する供給電流（Ｉｕ、Ｉｖ、及びＩｗ）の励磁電流成分Ｉｄ及びトルク電流成分Ｉｑへの変換を伴わないベクトル制御手法にも適用することができる。
【００２８】
尚、ベクトル制御は、永久磁石同期モータ等の交流電動機を高速・高精度に制御するのに有効な電動機制御技術である。ベクトル制御とは、電動機の電流や鎖交磁束をベクトルの瞬時値として把握し、それらのベクトルを瞬時値で制御することにより、電動機の瞬時トルクを指令に追従させる技術である。ベクトル制御は、電動機のモデルとしての電圧方程式に基づいて構成される。かかる電動機のモデルとしての電圧方程式は、例えば、以下の式（１）によって表される。
【００２９】
【数１】
2013143903.tif 000003
【００３０】
上式中、Ｖｄ及びＶｑは各軸（それぞれｄ軸及びｑ軸）の一次電圧（励磁電圧成分及びトルク電圧成分）であり、Ｉｄ及びＩｑは各軸（それぞれｄ軸及びｑ軸）の一次電流（励磁電流成分及びトルク電流成分）であり、ωは交流電動機の回転子の回転角速度（電気角速度）であり、Ｌｄ及びＬｑは各軸（それぞれｄ軸及びｑ軸）のインダクタンスであり、Ｒは一次抵抗であり、φは鎖交磁束の大きさであり、そしてＰは微分演算子（ｄ／ｄｔ）である。
【００３１】
上記のように交流電動機、電力供給手段、及び制御手段を備える動力装置において所望の周波数及び音量を有する電磁音を交流電動機から発生させようとする場合、従来技術においては、前述のように、例えば、電力供給手段としてのインバータのキャリア周波数を変化させて、交流電動機に供給される電流のリプル成分を制御することにより、交流電動機から発生する電磁音の周波数及び音量を制御しようとしてきた。
【００３２】
しかしながら、このようにインバータのキャリア周波数を変化させて交流電動機のリプル電流を制御することにより交流電動機から発生する電磁音を制御する手法においては、前述のように、例えば、高い周波数を有する電磁音は小音量でしか発生させることができず、低い周波数を有する電磁音は大音量でしか発生させることができない。即ち、当該手法においては、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで発生させることは困難である。また、前述のように、インバータのキャリア周波数の下げ幅には限界があるため、所望の大きさの電磁音を電動機から発生させることは困難である。
【００３３】
ここで、図１を参照しながら、より詳細に説明する。図１は、前述のように、パルス幅変調インバータによって制御される交流電動機の相電流のキャリア周波数による変化を表す模式図である。先ず、図１（ａ）は、キャリア周波数が高い場合において交流電動機の相電流に生ずるリプルを表す。個々の鋸刃状の波形がリプル１００を表し、当該波形に対応するリプル幅１１０及びリプル高１２０を呈する。これに対し、図１（ｂ）は、キャリア周波数が低い場合において交流電動機の相電流に生ずるリプルを表す。キャリア周波数が高い（ａ）の相電流と比較して、個々のリプル１００がより大きくなっており、これに対応して、リプル幅１１０及びリプル高１２０もより大きくなっている。
【００３４】
上記の結果、図１（ｂ）のようにキャリア周波数を下げた場合は、キャリア周波数が高い（ａ）の場合と比較して、リプル幅１１０がより大きいことから、交流電動機から発生する電磁音の周期も長くなり（即ち、周波数が下がる）、リプル高１２０もより大きいことから、電磁音の音量もより大きくなる。逆に、図１（ａ）のようにキャリア周波数を上げた場合は、キャリア周波数が低い（ｂ）の場合と比較して、リプル幅１１０がより小さいことから、交流電動機から発生する電磁音の周期も文字斯くなり（即ち、周波数が上がる）、リプル高１２０もより小さいことから、電磁音の音量もより小さくなる。このように、インバータのキャリア周波数を変化させて交流電動機のリプル電流を制御することにより交流電動機から発生する電磁音を制御する手法においては、高い周波数を有する電磁音は小音量でしか発生させることができず、低い周波数を有する電磁音は大音量でしか発生させることができない。
【００３５】
一方、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、上述のように、交流電動機が備える回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えて、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数及び音量を有する電磁音を交流電動機から発生させる。これにより、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、インバータのキャリア周波数を変化させて交流電動機から発生する電磁音を制御する従来技術に係る手法とは異なり、交流電動機から発生する電磁音の周波数と音量とを独立して自由に制御することができる。
【００３６】
ここで、本実施態様に係る電磁音制御方法において、交流電動機が備える回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えることにより、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動が生ずる仕組みにつき、図２を参照しながら、より詳細に説明する。図２は、前述のように、回転角度信号値に周期的な変動を加えることにより、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動が生ずる仕組みを説明する模式図である。
【００３７】
先ず、図２（ａ）は回転角度信号値の波形を表し、横軸は時間、縦軸は信号値の大きさを表す。回転角度信号値は、回転子の回転角度の変化に伴って変化し、回転子が１回転すると元の値に戻る。典型的には、回転角度信号値の波形は、図２（ａ）の実線によって示すように、鋸刃状の形状をしている。本実施態様に係る電磁音制御方法においては、上述のように、かかる回転角度信号値に周期的な変動を加える。例えば、図２（ａ）の点線によって示すように、正弦波状の変動を回転角度信号値に加えてもよい。
【００３８】
上記の結果、電力供給手段を制御する制御手段は、周期的な変動が加えられた回転角度信号値に応じて電力供給手段を制御することになる。従って、電力供給手段から交流電動機の相コイルに印加される電圧（相電圧）の位相が、回転角度信号値に周期的な変動が加えられていない場合と比較して、回転角度信号値に加えられた周期的な変動に応じてずれることになる。図２（ｂ）は、かかる相電圧Ｖの位相のずれをｄ軸及びｑ軸を有する回転座標系において示したものである。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、当該座標系においては、電力供給手段から交流電動機の相コイルに印加される相電圧Ｖを励磁電圧成分Ｖｄとトルク電圧成分Ｖｑとに分けることができる。図２（ｂ）に示す３本の実線の矢印および当該３本の矢印の先端を結ぶ弧によって表されるように相電圧Ｖの位相が変動すると、当該位相変動に応じて相電圧Ｖの励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑもそれぞれ変動する。本実施態様に係る電磁音制御方法においては、斯くして、交流電動機が備える回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えることにより、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることができる。
【００４０】
前述のように、交流電動機相コイルに印加される相電圧の励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑは、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊に近付くように制御される。従って、上記のように交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせると、図２（ｃ）に示すように、交流電動機相コイルに印加される相電圧の励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑの少なくとも何れか一方の電圧値においても周期的な変動が生ずる。その結果、交流電動機相コイルに印加される相電圧の励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑの少なくとも何れか一方の電圧値における周期的な変動の周波数及び振幅に対応する周波数及び音量を有する電磁音を交流電動機から発生させることができる。
【００４１】
上記において説明したように、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機が備える回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動を加えて、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせる。この際、回転角度信号値に加える周期的な変動の周波数を低くして、電圧指令値における周期的な変動の周波数を低くすることにより、相電流における周期的な変動の周期を長くすることができ、結果として交流電動機から発生する電磁音の周波数を低くすることができる。逆に、回転角度信号値に加える周期的な変動の周波数を高くして、電圧指令値における周期的な変動の周波数を高くすることにより、相電流における周期的な変動の周期を短くすることができ、結果として交流電動機から発生する電磁音の周波数を高くすることができる。
【００４２】
一方、回転角度信号値に加える周期的な変動の振幅を大きくして、電圧指令値における周期的な変動の振幅を大きくすることにより、相電流における周期的な変動の振幅を大きくすることができ、結果として交流電動機から発生する電磁音の音量を大きくすることができる。逆に、回転角度信号値に加える周期的な変動の振幅を小さくして、電圧指令値における周期的な変動の振幅を小さくすることにより、相電流における周期的な変動の振幅を小さくすることができ、結果として交流電動機から発生する電磁音の音量を小さくすることができる。
【００４３】
ここで、図３を参照しながら、より詳細に説明する。図３は、前述のように、本発明の１つの実施態様に係る電磁音制御方法における交流電動機の相電流の変化を表す模式図である。先ず、図３（ｃ）は、基準となる変動が加えられた電圧指令値に基づいて交流電動機の相電流に生ずる変動を表すものとする。この場合、相電流の変動の周期３１０及び相電流の変動の振幅３２０に応じた電磁音が交流電動機から発生する。電磁音の音量を基準より大きくしたい場合は、図３（ａ）に示すように、交流電動機の相電流に生ずる変動の振幅３２０が大きくなるように、回転角度信号値に加える周期的な変動の振幅を大きくして、電圧指令値に加える変動の振幅を大きくすればよい。逆に、電磁音の音量を基準より小さくしたい場合は、図３（ｅ）に示すように、交流電動機の相電流に生ずる変動の振幅３２０が小さくなるように、回転角度信号値に加える周期的な変動の振幅を小さくして、電圧指令値に加える変動の振幅を小さくすればよい。
【００４４】
一方、電磁音の音程（周波数）を高くしたい場合は、図３（ｄ）に示すように、交流電動機の相電流に生ずる変動の周期３１０が短く（周波数が高く）なるように、回転角度信号値に加える周期的な変動の周期を短く（周波数を高く）して、電圧指令値に加える変動の周期を短く（周波数を高く）すればよい。逆に、電磁音の音程（周波数）を低くしたい場合は、図３（ｂ）に示すように、交流電動機の相電流に生ずる変動の周期３１０が長く（周波数が低く）なるように、回転角度信号値に加える周期的な変動の周期を長く（周波数を低く）して、電圧指令値に加える変動の周期を長く（周波数を低く）すればよい。
【００４５】
上記のように、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、回転角度信号値に加える周期的な変動の周波数及び振幅を変化させて、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に加えられる周期的な変動の周波数及び振幅をそれぞれ変化させることにより、交流電動機の相コイルに流れる電流（相電流）の周波数及び振幅を、それぞれ独立して制御することができる。
【００４６】
しかも、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機から発生する電磁音の音量を大きくする際には、回転角度信号値に加える周期的な変動の振幅を大きくして、電圧指令値における周期的な変動の振幅を大きくすればよい。従って、インバータのキャリア周波数を変化させて交流電動機から発生する電磁音を制御する従来技術に係る手法とは異なり、電磁音の音量を大きくするための設定において特段の制約は無い。即ち、上述の従来技術においてはキャリア周波数の下限が電磁音の音量の上限となるが、本実施態様においては、回転角度信号値に加える周期的な変動の振幅を大きくすればするほど、電圧指令値における周期的な変動の振幅が大きくなり、結果として電磁音の音量を大きくすることができる。
【００４７】
以上のように、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転角度を検出する回転角度検出手段（例えば、レゾルバ、エンコーダ等）から得られる検出信号に基づく、回転子の回転角度に対応する信号値（回転角度信号値）に周期的な変動を加えて、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数を有する電磁音を所望の大きさで電動機から発生させることができる。
【００４８】
ところで、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、電磁音を発生させるために回転角度信号値に加える周期的な変動（電磁音発生用変動）の周期を、交流電動機の回転子の単位時間当たりの回転数である回転速度が低いほど長く、交流電動機の回転子の回転速度が高いほど短くなるように制御してもよい。換言すれば、電磁音発生用変動の周期を、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期が長いほど長く、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期が短いほど短くなるように制御してもよい。
【００４９】
即ち、本発明の第２の実施態様は、
本発明の前記第１の実施態様に係る電磁音制御方法であって、
前記回転角度信号値に加える周期的な変動の周期を、前記回転子の単位時間当たりの回転数である回転速度が低いほど長く、前記回転子の回転速度が高いほど短くなるように制御実行する、
電磁音制御方法である。
【００５０】
上記のように、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、電磁音を発生させるために回転角度信号値に加える周期的な変動（電磁音発生用変動）の周期を、回転子の単位時間当たりの回転数である回転速度が低いほど長く、回転子の回転速度が高いほど短くなるように制御する。換言すれば、電磁音発生用変動の周期を、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期が長いほど長く、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期が短いほど短くなるように制御する。
【００５１】
従って、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期当たりに加えられる電磁音発生用変動の数（サイクル数）が一定となる。これにより、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転速度に応じて、電磁音発生用変動の周波数が変化し、結果として交流電動機から発生する電磁音の周波数も変化する。具体的には、交流電動機の回転子の回転速度が上昇すると、電磁音発生用変動の周波数も上昇し、結果として交流電動機から発生する電磁音の周波数も上昇する。逆に、交流電動機の回転子の回転速度が下降すると、電磁音発生用変動の周波数も下降し、結果として交流電動機から発生する電磁音の周波数も下降する。
【００５２】
ここで、本実施態様に係る電磁音制御方法において、電磁音を発生させるために回転角度信号値に加える周期的な変動（電磁音発生用変動）の周期を、回転子の単位時間当たりの回転数である回転速度が低いほど長く、回転子の回転速度が高いほど短くなるように制御する場合における、交流電動機の回転子の回転速度の変化に対応する交流電動機から発生する電磁音の周波数の変化につき、図４を参照しながら、より詳細に説明する。図４は、前述のように、本発明の１つの実施態様に係る電磁音制御方法において、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期当たりに加えられる電磁音発生用変動の数（サイクル数）を一定とする場合における、交流電動機の回転子の回転速度の変化に対応する交流電動機から発生する電磁音の周波数の変化を説明する模式図である。
【００５３】
図４に示す電磁音制御方法においては、鋸刃状の波形を有する回転角度信号値（実線）の変動周期当たりに１つの正弦波状の波形を有する電磁音発生用変動（破線）を加えている。交流電動機の回転子の回転速度が相対的に低い場合は、図４（ａ）の白抜きの矢印の向かって左側において実線によって示すように、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値も相対的に低い周波数（長い周期）にて変動する。一方、回転子の回転速度が相対的に高い場合は、図４（ｂ）の白抜きの矢印の向かって左側において実線によって示すように、回転角度信号値も相対的に高い周波数（短い周期）にて変動する。
【００５４】
上述のように、図４に示す実施態様に係る電磁音制御方法においては、回転角度信号値の変動周期当たりに１つの電磁音発生用変動を加える。従って、回転子の回転速度が相対的に低い場合は、図４（ａ）の破線によって示すように、回転角度信号値に加えられる電磁音発生用変動の周波数もまた低くなる（周期が長くなる）。一方、回転子の回転速度が相対的に高い場合は、図４（ｂ）の破線によって示すように、回転角度信号値に加えられる電磁音発生用変動の周波数もまた高くなる（周期が短くなる）。
【００５５】
その結果、回転子の回転速度が相対的に低い場合は、図４（ａ）の白抜きの矢印の向かって右側に示すように、交流電動機から発生する電磁音の周波数もまた低くなる（音程が低くなる）。一方、回転子の回転速度が相対的に高い場合は、図４（ｂ）の白抜きの矢印の向かって右側に示すように、交流電動機から発生する電磁音の周波数もまた高くなる（音程が高くなる）。
【００５６】
以上のように、本実施態様に係る電磁音制御方法によれば、交流電動機の回転子の回転速度の上昇及び下降に応じて、交流電動機から発生する電磁音の音程をそれぞれ上昇及び下降させることができる。結果として、本実施態様に係る電磁音制御方法によれば、交流電動機の回転子の回転速度に対応する情報（即ち、当該交流電動機を動力源として搭載する車両の走行速度に対応する情報）を、交流電動機から発生する電磁音の音程として発することができる。その結果、例えば、車両の近傍に居る人（例えば、歩行者等）は、交流電動機から発生する電磁音によって電動車両の接近に気付くのみならず、当該電動車両の走行速度についても大凡の見積もりを行うことができるので、本実施態様に係る電磁音制御方法のかかる特徴は、歩行者の安全確保等の観点からも、より望ましい。
【００５７】
ところで、電磁音を発生させるために回転角度信号値に周期的な変動（電磁音発生用変動）を加えることにより所望の周波数及び音量を有する電磁音を交流電動機から発生させる際に、回転角度信号値に加えられる電磁音発生用変動の周波数、振幅、及び波形等を精度良く制御するためには、回転角度信号値に電磁音発生用変動を加えるための制御（回転角度信号変調制御）の単位時間当たりの実行頻度をできるだけ高くすることが望ましい。換言すれば、回転角度信号値に電磁音発生用変動を加えるための制御を、例えば、十分に短い時間間隔にて実行することが望ましい。
【００５８】
上記のように、回転角度信号変調制御を十分に短い時間間隔にて実行するには、例えば、当該制御を十分に短い一定の時間間隔にて実行することができる。具体的には、ある時刻における回転角度信号値を、回転角度信号値に加えようとする電磁音発生用変動の当該時刻における振幅に対応する量だけ増大又は減少させる制御（回転角度信号変調制御）を、予め定められた一定の十分に短い時間間隔にて実行することができる。しかしながら、交流電動機の回転子の回転速度は必ずしも一定ではなく、例えば、交流電動機を動力源として搭載する車両の運転状況等に応じて変化することが考えられる。
【００５９】
交流電動機の回転子の回転速度が上昇するほど、交流電動機が備える回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値の変動周期は、より短くなる。従って、上記のように回転角度信号変調制御を予め定められた一定の時間間隔にて実行する場合、交流電動機の回転子の回転速度が上昇して、交流電動機の回転子の回転角度に対応する回転角度信号値の変動周期が短くなるほど、回転角度信号変調制御の回転角度信号値の変動周期当たりの実行回数が減少する。その結果、回転角度信号変調制御が粗くなり（制御点数が少なくなり）、回転角度信号値に加えられる電磁音発生用変動の周波数、振幅、及び波形等を精度良く制御することが困難となる場合がある。
【００６０】
上記のような不都合を解消するための１つの方策としては、例えば、回転角度信号変調制御の実行間隔を、交流電動機の回転子の回転速度に応じて変化させることが考えられる。より具体的には、電磁音を発生させるために回転角度信号値に周期的な変動（電磁音発生用変動）を回転角度信号値に加えるための制御（回転角度信号変調制御）を、例えば、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて実行することが挙げられる。
【００６１】
従って、本発明の第３の実施態様は、
本発明の前記第１又は前記第２の実施態様の何れか１つに係る電磁音制御方法であって、
前記回転角度信号値に周期的な変動を加えるための制御を、前記回転角度検出手段によって検出される前記回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて実行する、
電磁音制御方法である。
【００６２】
上記のように、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、前述のように予め定められた一定の時間間隔にて回転角度信号変調制御を実行するのではなく、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて回転角度信号変調制御を実行する。これにより、交流電動機の回転子の回転速度が高い場合においても、回転角度信号変調制御の単位時間当たりの実行頻度を交流電動機の回転子の回転速度に応じて増やすことができる。その結果、交流電動機の回転子の回転速度が高い場合においても、前述のように予め定められた一定の時間間隔にて回転角度信号変調制御を実行する場合のように回転角度信号変調制御の回転角度信号値の変動周期当たりの実行回数が減少することを回避することができる。
【００６３】
即ち、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転速度が高い場合においても、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数、振幅、及び波形等を精度良く制御することができる。従って、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転速度が高い場合においても、所望の音程、音量、及び音色を有する電磁音を交流電動機から発生させることができる。
【００６４】
尚、本実施態様に係る電磁音制御方法において、回転角度信号値に周期的な変動（電磁音発生用変動）を加えるための制御（回転角度信号変調制御）を、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて実行するための具体的な構成は、回転角度信号変調制御を実行する間隔を交流電動機の回転子の回転速度に応じて変化させることができる限り、特に限定されるものではない。例えば、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に基づいて交流電動機の回転子の回転速度を算出し、斯くして算出された交流電動機の回転子の回転速度に応じて、回転角度信号変調制御を実行する時間間隔の長さを調節してもよい。あるいは、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号の電気角が予め設定された角度に一致した際（角度一致割り込み時）に、回転角度信号変調制御を実行するように構成してもよい。
【００６５】
ここで、本実施態様に係る電磁音制御方法において、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて回転角度信号変調制御を実行することにより、回転角度信号変調制御の回転角度信号値の変動周期当たりの実行回数が維持される仕組みにつき、図５を参照しながら、より詳細に説明する。図５は、前述のように、交流電動機の回転子の回転速度が変化した場合における、回転角度信号値の変動周期の変化と、回転角度信号値に周期的な変動を加えるための制御の実行頻度との関係を表す模式図である。また、図５において、横軸は時間、縦軸は信号値の大きさを表す。
【００６６】
図５に示す電磁音制御方法においては、鋸刃状の波形を有する回転角度信号値（実線）の変動周期当たりに１つの正弦波状の波形を有する電磁音発生用変動（破線）を加えている。図５（ａ）は、交流電動機の回転子の回転速度が相対的に低い場合における回転角度信号値の変動（実線）、回転角度信号値に加えようとする周期的な変動（電磁音発生用変動）（破線）、及び回転角度信号値に電磁音発生用変動を加えるための制御（回転角度信号変調制御）の実行タイミング（点線）を表す。図５（ａ）に示す電磁音制御方法においては、点線によって示すように、回転角度信号値の変動周期当たりに、回転角度信号変調制御を（例えば、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、及び３１５°の電気角に対応するタイミングにて）８回実行している。
【００６７】
次に、図５（ｂ）は、交流電動機の回転子の回転速度が図５（ａ）における回転速度の２倍に上昇した場合における回転角度信号値の変動（実線）、回転角度信号値に加えようとする周期的な変動（電磁音発生用変動）（破線）、及び回転角度信号値に電磁音発生用変動を加えるための制御（回転角度信号変調制御）の実行タイミング（点線）を表す。図５（ｂ）に示す電磁音制御方法においては、点線によって示すように、図５（ａ）に示す電磁音制御方法と同じ時間間隔にて回転角度信号変調制御を実行している。そのため、図５（ｂ）に示す電磁音制御方法においては、回転角度信号値の変動周期当たりに、回転角度信号変調制御を（例えば、０°、９０°、１８０°、及び２７０°の電気角に対応するタイミングにて）４回しか実行することができない。
【００６８】
上記のように、図５（ｂ）に示す電磁音制御方法においては、回転角度信号変調制御を一定の時間間隔にて実行することから、回転角度信号変調制御が粗くなり（制御点数が少なくなり）、回転角度信号値に加えられる電磁音発生用変動の周波数、振幅、及び波形等を精度良く制御することが困難となる虞がある。具体的には、回転角度信号値の変動周期当たりの制御点数が少ないため、回転角度信号値に加えようとする周期的な変動（電磁音発生用変動）の波形を回転角度信号値の変動において忠実に発現させることが困難となり、結果として、所望の音色を有する電磁音を交流電動機から発生させることが困難となる虞がある。また、電磁音発生用変動の波形や、電磁音発生用変動の周期と回転角度信号変調制御の時間間隔との大小関係によっては、電磁音発生用変動が最大振幅となるタイミングにて回転角度信号変調制御を実行することができず、電磁音発生用変動の最大振幅を回転角度信号値の変動において忠実に発現させることが困難となり、結果として、所望の音量を有する電磁音を交流電動機から発生させることが困難となる虞がある。更に、電磁音発生用変動の周期と回転角度信号変調制御の時間間隔との大小関係によっては、電磁音発生用変動の周期を回転角度信号値の変動において忠実に発現させることが困難となり、結果として、所望の音程を有する電磁音を交流電動機から発生させることが困難となる虞がある。
【００６９】
一方、図５（ｃ）は、図（ｂ）と同様に、交流電動機の回転子の回転速度が図５（ａ）における回転速度の２倍に上昇した場合における回転角度信号値の変動（実線）、回転角度信号値に加えようとする周期的な変動（電磁音発生用変動）（破線）、及び回転角度信号値に電磁音発生用変動を加えるための制御（回転角度信号変調制御）の実行タイミング（点線）を表す。但し、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法においては、図５（ａ）に示す電磁音制御方法と同じ時間間隔にて回転角度信号変調制御を実行する図５（ｂ）に示す電磁音制御方法とは異なり、点線によって示すように、図５（ａ）に示す電磁音制御方法と同じ電気角間隔にて回転角度信号変調制御を実行している。そのため、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法においては、回転角度信号値の変動周期当たりに、回転角度信号変調制御を（例えば、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、及び３１５°の電気角に対応するタイミングにて）８回実行することができる。即ち、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法は、本発明の１つの実施態様に係る電磁音制御方法である。
【００７０】
上記のように、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法においては、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に基づいて定められるタイミングにて回転角度信号変調制御を実行する。より具体的には、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法においては、回転角度検出手段によって検出される回転子の回転角度に対応する信号の電気角に基づいて定められるタイミングにて回転角度信号変調制御を実行する。これにより、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転速度が上昇した場合においても、回転角度信号値の変動周期当たりに実行される回転角度信号変調制御の回数を維持することができる。その結果、制御点数が少なくなることに起因して回転角度信号変調制御が粗くなることを回避することができ、回転角度信号値に加えられる電磁音発生用変動の周波数、振幅、及び波形等を精度良く制御することができる。従って、図５（ｃ）に示す電磁音制御方法においては、交流電動機の回転子の回転速度が高い場合においても、所望の音程、音量、及び音色を有する電磁音を交流電動機から発生させることができる。
【００７１】
ところで、冒頭において述べたように、パルス幅変調インバータの制御周期や制御周波数（キャリア周波数）を変化させて交流電動機に供給される電流のリプル成分（リプル電流）を制御することにより交流電動機から発生する電磁音を制御する従来技術に係る電磁音制御方法においては、インバータのキャリア周波数を低くすると、結果として交流電動機から発生する電磁音の音程が低くなると同時に、交流電動機の相コイルに流れる電流（相電流）における変動の振幅が大きくなり、電磁音の音量が大きくなる一方、インバータのキャリア周波数を高くすると、電磁音の音程が高くなると同時に、相電流における変動の振幅が小さくなり、電磁音の音量が小さくなる。
【００７２】
一方、本発明に係る電磁音制御方法は、上記従来技術係る電磁音制御方法のようにインバータのキャリア周波数を変化させて、交流電動機に供給される電流のリプル成分を制御するのではなく、前述のように、回転角度検出手段によって検出される交流電動機の回転子の回転角度に対応する信号値である回転角度信号値に周期的な変動（電磁音発生用変動）を加えて、交流電動機に対するトルク電圧指令値Ｖｑ＊及び励磁電圧指令値Ｖｄ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に周期的な変動を生じさせることにより、所望の周波数及び音量を有する電磁音を交流電動機から発生させようとするものである。しかしながら、本発明に係る電磁音制御方法においても、上記従来技術係る電磁音制御方法と類似の現象が認められる場合がある。
【００７３】
具体的には、本発明に係る電磁音制御方法において、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が低い場合、励磁電圧成分Ｖｄの目標値である励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧成分Ｖｑの目標値であるトルク電圧指令値Ｖｑ＊の少なくとも何れか一方の電圧指令値に生ずる周期的な変動の周波数もまた低くなる。一方、本発明が適用される交流電動機においては、交流電動機に交流電力を供給する電力供給手段を制御する制御手段が、励磁電圧指令値Ｖｄ＊及びトルク電圧指令値Ｖｑ＊に従って、励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑを制御する。
【００７４】
従って、本発明に係る電磁音制御方法においては、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が低い場合、交流電動機における励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑの少なくとも何れか一方の電圧成分の変動の周波数も低くなるように制御される。その結果、交流電動機における励磁電圧成分Ｖｄ及びトルク電圧成分Ｖｑの少なくとも何れか一方の電圧成分の変動周期が長くなり、交流電動機の相コイルに流れる電流（相電流）における変動の振幅が大きくなる虞がある。斯くして交流電動機の相電流における変動の振幅が大きくなると、結果として交流電動機から発生する電磁音の音量もまた大きくなる。
【００７５】
上記のように、同じ振幅を有する電磁音発生用変動を回転角度信号値に加えた場合であっても、電磁音発生用変動の周波数が低いほど、結果として交流電動機から発生する電磁音の音量が大きくなる傾向がある。尚、他の実施態様についての説明において前に参照した図４において、図４（ａ）において回転角度信号値に加えられる周期的な変動の振幅と図４（ｂ）において回転角度信号値に加えられる周期的な変動の振幅とは同等であるにも拘わらず、結果として交流電動機から発生する電磁音については、図４（ａ）に示す波形の振幅の方が図４（ｂ）に示す波形の振幅よりも大きい。これは、上記現象を模式的に表したものである。
【００７６】
以上のように、本発明に係る電磁音制御方法によって交流電動機から発生させる電磁音の音量をより精度良く制御するためには、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の振幅を、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が低いほど小さく、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が高いほど大きくなるように制御することが、より望ましい。
【００７７】
従って、本発明の第４の実施態様は、
本発明の前記第１乃至前記第３の実施態様の何れか１つに係る電磁音制御方法であって、
前記回転角度信号値に加えられる周期的な変動の振幅を、前記回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が低いほど小さく、前記回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が高いほど大きくなるように制御する、
電磁音制御方法である。
【００７８】
上記のように、本実施態様に係る電磁音制御方法においては、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の振幅を、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が低いほど小さく、回転角度信号値に加えられる周期的な変動の周波数が高いほど大きくなるように制御する。これにより、上述のような電磁音発生用変動の周波数が低いほど結果として交流電動機から発生する電磁音の音量が大きくなる傾向を相殺して、本発明に係る電磁音制御方法によって交流電動機から発生させる電磁音の音量をより精度良く制御することができる。
【００７９】
尚、本実施態様に係る電磁音制御方法は、上述のように、電磁音発生用変動の周波数の変化に伴う電磁音の音量の意図せぬ変化を抑制しようとするものである。従って、本実施態様に係る電磁音制御方法は、前述の本発明の第２の実施態様に係る電磁音制御方法のように、回転角度信号値に加える周期的な変動の周期を、回転子の単位時間当たりの回転数である回転速度が低いほど長く、回転子の回転速度が高いほど短くなるように制御実行することにより、交流電動機から発生する電磁音の音程を交流電動機の回転子の回転速度に応じて変化させる実施態様において極めて有用である。
【００８０】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施態様について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることができることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【００８１】
１００…リプル、１１０…リプル幅、１２０…リプル高、３１０…相電流の変動の周期、及び３２０…相電流の変動の振幅。
【図１】
2013143903.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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