DE102016109294A1

DE102016109294A1 - Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102016109294A1
Application number: DE102016109294.0A
Authority: DE
Inventors: Ryunosuke AKIMATSU; Tatsuya TONARI; Toshihiro Uchida
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2036-05-21
Also published as: DE102016109294B4; US20160344314A1; US9813001B2

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine an einen Motor angelegte elektromagnetische Kraft zu unterdrücken, weist einen Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt und einen Betriebsabschnitt auf. Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet Amplitude und Phase von jedem von Oberschwingungsströmen, die auf einen in den Phasenwicklungen des Stators des Motors fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage von Bedingungen in Bezug auf eine Laständerung des Motors. Der Betriebsabschnitt erzeugt und sendet Befehlssignale zu einem Wechselrichter, so dass die berechneten überlagerten Oberschwingungsströme in den Phasenwicklungen des Stators fließen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungsvorrichtungen für rotierende elektrische Maschinen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Es wurde eine Steuerungsvorrichtung für rotierende elektrische Maschinen vorgeschlagen, die in der Lage ist, Geräusche oder abgestrahlte Geräusche in einer rotierenden elektrischen Maschine zu reduzieren, die während der Drehung der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt werden. Derartige herkömmliche Steuerungsvorrichtungen unterdrücken eine elektromagnetische Kraft, die in der radialen Richtung der rotierenden elektrischen Maschine induziert wird, um abgestrahlte Geräusche zu reduzieren.
Patentdokument 1 offenbart eine derartige herkömmliche Steuerungsvorrichtung für rotierende elektrische Maschinen. Die in dem Patentdokument 1 offenbarte Steuerungsvorrichtung wird bei einer rotierenden elektrischen Maschine der Bauart mit innerem Rotor angewendet, und reduziert eine elektromagnetische Kraftkomponente der m-ten Ordnung, da sie effektiv ist, eine elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung zu reduzieren, die in radialer Richtung an einem Stator angelegt wird.
In einem konkreten Beispiel berechnet die in dem Patentdokument 1 offenbarte Steuerungsvorrichtung für rotierende elektrische Maschinen einen Grundwellenstrom auf der Grundlage eines Drehmomentanweisungswerts und einer Motordrehzahl, und überlagert einen Oberschwingungsstrom auf den Grundwellenstrom. In diesem Fall weist der Oberschwingungsstrom eine Winkelgeschwindigkeit auf, die das 6M – 1- oder 6M + 1-fache einer Drehwinkelgeschwindigkeit des Grundwellenstroms ist. Diese Steuerung ermöglicht es, die an den Stator der rotierenden elektrischen Maschine angelegte elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung zu reduzieren.
Im Übrigen werden derartige Geräusche durch die elektromagnetische Kraft erzeugt, die an einem Rotor in einer radialen Richtung angelegt wird, wenn die rotierende elektrische Maschine von einer Bauart mit äußerem Rotor ist. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, in derartigen rotierenden elektrischen Maschinen der Bauart mit äußerem Rotor die an dem Rotor angelegte elektromagnetische Kraft zu reduzieren.
Jedoch gibt es eine mögliche Änderung dahingehend, dass die Last der rotierenden elektrischen Maschine auch dann variiert, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeit des Grundwellenstroms konstant ist. Wenn die Last des Motors variiert, besteht ein mögliches Risiko, dass es schwierig ist, die elektromagnetische Kraft korrekt zu reduzieren, die Geräusche verursacht, falls der Oberschwingungsstrom, der dieselbe Bedingung vor der Änderung der Last der rotierenden elektrischen Maschine aufweist, auf den Grundwellenstrom überlagert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher wünschenswert, eine Steuerungsvorrichtung für rotierende elektrische Maschinen bereitzustellen, die in der Lage ist, effektiv eine elektromagnetische Kraft zu reduzieren, die Geräusche wie magnetische Geräusche verursacht, falls Lasten der rotierenden elektrischen Maschine sich ändern.
Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel stellt eine Steuerungsvorrichtung für rotierende elektrische Maschinen bereit, die in einem System einer rotierenden elektrischen Maschine angeordnet ist. Das System der rotierenden elektrischen Maschine weist eine elektrische Leistungsumwandlungseinheit wie einen Wechselrichter und eine rotierende elektrische Maschine wie einen Motor auf. Die rotierende elektrische Maschine weist einen Rotor und einen Stator auf. Phasenwicklungen sind an den Stator gewickelt. Die elektrische Leistungsumwandlungseinheit führt den Phasenwicklungen des Stators einen Antriebsstrom zu, um die rotierende elektrische Maschine anzutreiben. Die Steuerungsvorrichtung weist einen Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt und einen Betriebsabschnitt auf. Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet Oberschwingungsströme, die auf einen Grundwellenstrom zu überlagern sind, der den Phasenwicklungen des Stators zuzuführen ist, um die an die rotierende elektrische Maschine angelegte elektromagnetische Kraft zu unterdrücken.
Der Betriebsabschnitt ist in der Lage, die elektrische Leistungsumwandlungseinheit derart zu betreiben, dass der Antriebsstrom einschließlich der berechneten Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom überlagert worden sind, in den Phasenwicklungen des Stators fließt. Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage von Bedingungen in Bezug auf eine Last der rotierenden elektrischen Maschine.
Die Steuerungsvorrichtung kann die Oberschwingungsströme berechnen, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, der den Phasenwicklungen des Stators der rotierenden elektrischen Maschine zugeführt wird. Weiterhin verwendet die Steuerungsvorrichtung als den Antriebsstrom den Strom, in dem die Oberschwingungsströme auf den Grundwellenstrom überlagert worden sind. Wenn die rotierende elektrische Maschine den Antriebsstrom empfängt, fließt der empfangene Antriebsstrom in den Phasenwicklungen des Stators und dreht sich ein Rotor der rotierenden elektrischen Maschine.
Der Betriebsabschnitt berechnet die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Bedingungen in Bezug auf die variable Last der rotierenden elektrischen Maschine. Dementsprechend werden, wenn die Last der rotierenden elektrischen Maschine variiert, die Oberschwingungsströme, die korrekt der variierten Last der rotierenden elektrischen Maschine entsprechen, auf den Grundwellenstrom überlagert. Es ist daher für die Steuerungsvorrichtung möglich, effektiv elektromagnetische Kraftkomponenten zu reduzieren, die Geräusche verursachen.
Selbst wenn die Drehwinkelgeschwindigkeit des Grundwellenstroms konstant ist, gibt es eine mögliche Änderung in der Amplitude und der Phase des Grundwellenstroms aufgrund der Variation der Last der rotierenden elektrischen Maschine. Wenn die Bedingungen des Grundwellenstroms geändert sind, besteht ein Risiko, dass es schwierig ist, effektiv elektromagnetische Kraftkomponenten zu beseitigen, die Geräusche verursachen, auch wenn die Oberschwingungsströme vor der Änderung der Bedingungen des Grundwellenstroms auf den Grundwellenstrom überlagert werden.
Demgegenüber kann der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt in der Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Bedingungen des Grundwellenstroms berechnen, die sich korrekt auf die Änderung der Last der rotierenden elektrischen Maschine beziehen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung weiterhin mit einem Beschaffungsabschnitt versehen. Der Beschaffungsabschnitt erfasst den in den Phasenwicklungen des Stators der rotierenden elektrischen Maschine fließenden Grundwellenstrom. Die Bedingungen des Grundwellenstroms, der in den Phasenwicklungen des Stators fließt, werden als die Bedingungen entsprechend der Last der rotierenden elektrischen Maschine verwendet.
Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme, die auf den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage einer Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen des Grundwellenstroms und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme, und der Bedingungen des Grundwellenstroms, die durch den Beschaffungsabschnitt erfasst werden. Die Korrelationsbeziehung wurde vorab bestimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet, da die Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen des Grundwellenstroms und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, vorab bestimmt worden sind, der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung und der erfassten Bedingungen des Grundwellenstroms. Das heißt, dass der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Oberschwingungsströme entsprechend den korrekten Bedingungen des Grundwellenstroms berechnet.
Dementsprechend überlagert, auch wenn die Bedingungen des Grundwellenstroms aufgrund der Variation der Last der rotierenden elektrischen Maschine geändert werden, der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Oberschwingungsströme, die korrekt der Änderung der Last der rotierenden elektrischen Maschine entsprechen, auf den Grundwellenstrom. Auch wenn die Änderung der Bedingungen des Grundwellenstroms auftritt, ist es möglich, die elektromagnetischen Kraftkomponenten zu reduzieren, die Geräusche verursachen.
Zusätzlich gibt es einen möglichen Fall, dass die Last der rotierenden elektrischen Maschine aufgrund der Bedingungen der der rotierenden elektrischen Maschine zuzuführenden Befehlswerte geändert wird. Es gibt ein Risiko, dass es schwierig ist, effektiv die elektromagnetische Kraft zu reduzieren, die Geräusche verursacht, auch wenn die Oberschwingungsströme vor der Änderung der Befehlswerte für die rotierende elektrischen Maschinen auf den Grundwellenstrom überlagert werden.
Demgegenüber berechnet der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt in der Steuerungsvorrichtung die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Bedingungen des Grundwellenstroms, die sich auf die Änderung der Last der rotierenden elektrischen Maschine beziehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung weiterhin mit einem Beurteilungsabschnitt versehen. Der Beurteilungsabschnitt beurteilt die Bedingungen der durch die Steuerungsvorrichtung erzeugten Befehlswerte. Die Bedingungen der Befehlswerte beeinflussen die Last der rotierenden elektrischen Maschine. Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung zwischen der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme und der Bedingungen des Grundwellenstroms, die durch den Beurteilungsabschnitt beurteilt werden. Die Korrelationsbeziehung wurde vorab bestimmt.
Erfindungsgemäß ist die Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen der Befehlswerte, die eine Größe einer Last der rotierenden elektrischen Maschine beeinflussen, und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom überlagert werden, bestimmt worden. Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung und der Bedingungen der Befehlswerte. Das heißt, dass der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Oberschwingungsströme entsprechend den Bedingungen der Befehlswerte berechnet, die einen Betrag der Last der rotierenden elektrischen Maschine beeinflussen. Dementsprechend überlagert, auch wenn die Last der rotierenden elektrischen Maschine sich aufgrund der Änderung der Befehlswerte ändert, der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Oberschwingungsströme, die korrekte Änderung der Last der rotierenden elektrischen Maschine entsprechen, auf den Grundwellenstrom. Selbst wenn die Bedingungen der Befehlswerte, die den Betrag der Last der rotierenden elektrischen Maschine beeinflussen, geändert werden, ist es möglich, elektromagnetische Kraftkomponenten zu reduzieren, die Geräusche verursachen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein bevorzugtes, nicht begrenzendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend als Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Ansicht zeigt, die eine schematische Struktur eines Motorsystems mit einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
2 eine schematische Darstellung zeigt, die einen vertikalen Querschnitt der rotierenden elektrischen Maschine gemäß 1 veranschaulicht,
3 eine Darstellung zeigt, die erste bis vierte Kreismoden der rotierenden elektrischen Maschine 1 und 2 erläutert,
4 eine Darstellung zeigt, die ein Verfahren zur Umwandlung einer elektromagnetischen Kraftkomponente der zehnten Ordnung auf eine elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung veranschaulicht,
5 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung in der Amplitude zwischen dem Grundwellenstrom, einem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und einem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind,
6 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung in der Phase zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind,
7 eine Darstellung zeigt, die einen Antriebsstrom IU einer U-Phase veranschaulicht, der einer Phasenwicklung U eines Stators in einem Motor zuzuführen ist,
8 eine Darstellung zeigt, die ein Verfahren gemäß einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das in der Lage ist, die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung in eine elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung umzuwandeln,
9 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung in der Amplitude zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind,
10 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung in der Phase zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind,
11 eine schematische Darstellung zeigt, die eine innere Struktur eines fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems veranschaulicht, das in einem Fahrzeug untergebracht ist,
12 eine schematische Darstellung zeigt, die eine Teilstruktur eines Motorsystems mit einer rotierenden elektrischen Maschine und einer Steuerungsvorrichtung dafür gemäß einem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
13 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung zwischen der Amplitude des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung, der Drehzahl Ne der elften Ordnung, der Drehzahl Ne des Motors und die Luftströmungsflüssen veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind,
14 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen der Phase des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung, und Arten von Luftströmungsflüssen, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind,
15 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung zwischen der Amplitude des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung, der Drehzahl des Motors und den Arten des Luftströmungsflusses veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind, und
16 eine Darstellung zeigt, die eine Beziehung zwischen der Phase des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung, der Drehzahl des Motors und den Arten des Luftströmungsflusses veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder Bezugszahlen gleiche oder äquivalente Komponententeile in den gesamten Darstellungen.
Eine Steuerungsvorrichtung ist beschrieben, die bei einem Gebläsemotor als eine rotierende elektrische Maschine in einem Klimaanlagensystem (fahrzeugeigenem A/C-System) angewendet wird, das in einem Fahrzeug eingebaut ist.
Erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist die Steuerungsvorrichtung 30 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
1 zeigt eine Darstellung, die eine schematische Struktur eines Systems einer rotierenden elektrischen Maschine (oder des Motorsystems) veranschaulicht, das die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel aufweist. Das in 1 gezeigte Motorsystem ist das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem. Das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem weist die Steuerungsvorrichtung 30, den Gebläsemotor 10 (der nachstehend als Motor 10 bezeichnet ist) als eine rotierende elektrische Maschine, einen Wechselrichter 20, einen Stromsensor 15 und einen Drehwinkelsensor 50 auf.
Der Motor 10 ist ein Permanentmagnetsynchronmotor von drei konzentrierten Phasenwicklungen (nachstehend drei Phasenwicklungen). Der Wechselrichter 20 empfängt und wandelt eine aus einer Batterie 80 als eine Gleichstromleistungsquelle zugeführte elektrische Gleichstromleistung (elektrische DC-Leistung) in eine elektrische Wechselstromleistung (elektrische AC-Leistung) um. Der Motor 10 dreht sich bei Empfang der aus dem Wechselrichter 20 zugeführten elektrischen Wechselstromleistung.
2 zeigt eine schematische Darstellung, die einen vertikalen Querschnitt des in 1 gezeigten Motors 10 veranschaulicht. Der vertikale Querschnitt gemäß 2 ist senkrecht zu einer Drehwelle des Motors 10. Die Drehwelle des Motors 10 gelangt durch einen zentralen Punkt O, der in 2 gezeigt ist. Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Motor 10 aus einem Stator 12 und einem Rotor 14, die eine ringförmige Form aufweisen, usw. zusammengesetzt. In dem Motor 10 beträgt die Anzahl P_Polpaar von Polpaaren 5 (P_Polpaar = 5) und beträgt die Anzahl der Nuten 12 (S = 12).
Der Rotor 14 ist außerhalb des Stators 12 über einen Spalt angeordnet. Das heißt, dass der Spalt in einer radialen Richtung des Motors 10 zwischen dem Rotor 14 und dem Stator 12 geformt ist. Der Rotor 14 weist eine Vielzahl von Permanentmagneten 14a und ein Gegenjoch 14b auf, das aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist. Die Permanentmagnete 14a sind entlang einer Umlaufsrichtung des Rotors 14 angeordnet. Die Permanentmagnete 14a sind durch das Gegenjoch 14b miteinander verbunden. Die Anzahl der Permanentmagneten 14a in dem Rotor 14 beträgt zehn. Jeder der Permanentmagneten 14a weist dieselbe Form auf und bildet einen Magnetpol. Die Permanentmagnete 14a sind in der radialen Richtung des Rotors 14 magnetisiert. Die Permanentmagnete 14a sind benachbart zueinander mit abwechselnden Magnetpolen angeordnet. Das heißt, dass die Permanentmagnete 14a, die entlang der Umlaufsrichtung des Rotors 14 angeordnet sind, abwechselnd unterschiedliche Magnetpole aufweisen. Genauer sind die S-Pol-Permanentmagnete 14a und die N-Pol-Permanentmagnete 14a abwechselnd entlang der Umlaufsrichtung angeordnet. Die Pfeilmarkierung, die in 2 gezeigt ist, gibt die Richtung von dem S-Pol zu dem N-Pol an.
Der Stator 12 weist zwölf Zähne 12a und zwölf Nuten 12b auf. Jeder der zwölf Zähne 12a weist dieselbe Breite auf, und jede der zwölf Nuten 12b weist dieselbe Breite auf. Die zwölf Zähne 12a und die zwölf Nuten 12b sind abwechselnd entlang der Umlaufsrichtung des Stators 12 angeordnet. Das heißt, dass die zwölf Zähne 12a zu gleichen Intervallen entlang der Umlaufsrichtung des Stators 12 angeordnet sind. Drei Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W sind an den zwölf Zähnen 12a des Stators 12 gewickelt.
Der Wechselrichter 20 (d.h. eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung) ist ein Drei-Phasen-Wechselrichter mit drei Verbindungseinheiten. Eine erste Verbindungseinheit ist aus einem Paar eines Oberzweigschaltelements SUp und eines Unterzweigschaltelements SUn zusammengesetzt, die in Reihe geschaltet sind. Eine zweite Verbindungseinheit ist aus einem Paar eines Oberzweigschaltelements SVp und eines Unterzweigschaltelements SVn zusammengesetzt, die in Reihe geschaltet sind. Eine dritte Verbindungseinheit ist aus einem Paar eines Oberzweigschaltelements SWp und eines Unterzweigschaltelements SWn zusammengesetzt, die in Reihe geschaltet sind. Die ersten bis dritten Verbindungseinheiten sind parallel zu der Batterie 80 geschaltet. Ein Verbindungsknoten zwischen dem Oberzweigschaltelement SUp und dem Unterzweigschaltelement SUn ist mit einem ersten Anschluss der Phasenwicklung 12U des Stators 12 verbunden. Ein Verbindungsknoten zwischen dem Oberzweigschaltelement SVp und dem Unterzweigschaltelement SVn ist mit einem ersten Anschluss der Phasenwicklung 12V des Stators 12 verbunden. Ein Verbindungsknoten zwischen dem Oberzweigschaltelement SWp und dem Unterzweigschaltelement SWn ist mit einem ersten Anschluss der Phasenwicklung 12W des Stators 12 verbunden. Ein zweiter Anschluss der Phasenwicklung 12U, ein zweiter Anschluss der Phasenwicklung 12V und ein zweiter Anschluss der Phasenwicklung 12W sind mit einem in 1 gezeigten Neutralpunkt N verbunden.
Die Steuerungsvorrichtung 30 ist aus einem Mikrocomputer, einer Speichereinheit 41 usw. zusammengesetzt. Der Mikrocomputer weist eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lesespeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Eingabe-/Ausgabe-(I/O-)Schnittstelle usw. auf. Die Steuerungsvorrichtung 30 steuert den Betrieb des Wechselrichters 20 derart, dass die Steuerungswerte des Motors 10 auf Befehlswerte justiert werden. Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel verwendet eine Drehwinkelgeschwindigkeit als den Steuerungswert. Die Steuerungsvorrichtung 30 empfängt Erfassungssignale, die aus einem Drehwinkelsensor 50 wie einem Revolver gesendet werden. Jedes der Erfassungssignale, die aus dem Drehwinkelsensor 50 gesendet werden, entspricht einem Magnetpunkt des Rotors 14 in dem Motor 10.
Die CPU in der Steuerungsvorrichtung 30 führt ein oder mehrere Steuerungsprogramme aus, die in dem ROM gespeichert sind, um die nachfolgenden Funktionen auszuführen, die in der Lage sind, die Drehwinkelgeschwindigkeit als den Steuerungswert auf eine Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* zu justieren. Die CPU in der Steuerungsvorrichtung 50 führt die Funktionen einer Elektrowinkelberechnungseinheit 31, einer Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 32, eines Abweichungsberechnungsabschnitts 33, eines Grundwellenspannungsberechnungsabschnitts 34, eines ersten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitts 35, eines zweiten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitts 36, eines ersten Oberschwingungsspannungsberechnungsabschnitts 37, eines zweiten Oberschwingungsspannungsberechnungsabschnitts 38, eines ersten Überlagerungsabschnitts 39a, eines zweiten Überlagerungsabschnitts 39b, eines Tiefpassfilters (LPF) und eines Modulationsabschnitts 40 aus.
Die Elektrowinkelberechnungseinheit 31 berechnet einen elektrischen Winkel θe, der einen Drehwinkel des Motors 10 repräsentiert, auf der Grundlage des aus dem Drehwinkelsensor 50 gesendeten Erfassungssignals.
Die Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 32 führt ein Zeitdifferenzial des durch die Elektrowinkelberechnungseinheit 31 berechneten Elektrowinkels θe durch und berechnet eine Drehwinkelgeschwindigkeit ωm des Motors 10. Die Drehwinkelgeschwindigkeit ωm repräsentiert eine mechanische Winkelgeschwindigkeit.
Der Abweichungsberechnungsabschnitt 33 berechnet eine Geschwindigkeitsabweichung ∆w durch Subtrahieren einer tatsächlichen (Ist-)Drehwinkelgeschwindigkeit ∆m des Motors 10, die durch die Winkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 32 berechnet wird, von der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm*.
Eine (nicht gezeigte) externe Vorrichtung sendet die Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* zu der Steuerungsvorrichtung 30. Die externe Vorrichtung ist in einer hierarchischen Struktur höher als die Steuerungsvorrichtung 30 angeordnet. Genauer erzeugt und sendet die (nicht gezeigte) externe Vorrichtung, wenn der Fahrer eines Fahrzeugs eine Luftströmungsgröße des an dem Fahrzeug angebrachten fahrzeuginternen Klimaanlagensystems justiert, die Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* entsprechend der durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgewählten Luftströmungsgröße zu der Steuerungsvorrichtung 30.
Der Grundwellenspannungsberechnungsabschnitt 34 berechnet die Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB jeweils der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase in einem Drei-Phasen-Hoch-Und-Niedrig-Koordinatensystem, die durch die Gleichung (1) ausgedrückt ist. Die berechneten Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB sind die Steuerungswerte, die zur Durchführung einer Regelung der Drehwinkelgeschwindigkeit ωm auf die Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* auf der Grundlage der Geschwindigkeitsabweichung ∆ω, des elektrischen Winkels θw und der Drehwinkelgeschwindigkeit ωm zu verwenden sind.
Genauer führt der Grundwellenspannungsberechnungsabschnitt 34 eine Proportional-Integral-Differenzial-Regelung (PI-Regelung) der Geschwindigkeitsabweichung ∆w derart durch, dass die Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase während einer Periode des elektrischen Winkels berechnet werden. Die PI-Regelung verwendet eine elektrische Winkelgeschwindigkeit ωθ zur Berechnung einer variablen Winkelgeschwindigkeit von jeder der Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB.
Es ist für den Grundwellenspannungsberechnungsabschnitt 34 ausreichend, die elektrische Winkelgeschwindigkeit ωθ durch Multiplizieren der empfangenen Drehwinkelgeschwindigkeit ωm und der Anzahl P_Polpaar der Polpaare des Motors 10 zu berechnen. Der Grundwellenspannungsberechnungsabschnitt 34 gibt jede der berechneten Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB entsprechend dem elektrischen Winkel θe aus. Die Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB weisen jeweils dieselbe Wellenform auf und sind im elektrischen Winkel um 2π/3 verschoben.
Wenn die in der Gleichung (1) gezeigten Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB jeweils an die Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W angelegt werden, fließen die Grundwellenströme IUB, IVB und IWB jeweils in den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W, wie es durch die nachfolgende Gleichung (2) ausgedrückt ist.
Wenn der Grundwellenstrom in den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W des Stators 12 des Motors 10 fließt und ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird, wird die elektromagnetische Kraft erzeugt, und wird die erzeugte elektromagnetische Kraft in der radialen Richtung an den Rotor 14 angelegt. Die erzeugte elektromagnetische Kraft variiert entlang der Umlaufsrichtung des Rotors 14. Der Rotor 14 wird zu dem Stator 12 durch die erzeugte elektromagnetische Kraft angezogen, und der Rotor 14 wird ebenfalls durch die erzeugte elektromagnetische Kraft abgestoßen. Das heißt, dass die erzeugte elektromagnetische Kraft als eine Anziehungskraft und eine Abstoßungskraft agiert. Da der Rotor 14 ein elastisches Element ist, vibriert der Rotor 14 durch die erzeugte elektromagnetische Kraft als eine Vibrationskraft. Wenn die erzeugte elektromagnetische Kraft eine Frequenz aufweist, die gleich der Resonanzfrequenz der Kreismode ist, gibt es eine mögliche Erhöhung von Geräuschen, d.h. magnetischen Geräuschen des Motors 10. Nachstehend ist die Kreismode beschrieben.
Die Kreismode gibt eine periodische Fluktuation an, die in dem Rotor 14 durch die in der radialen Richtung an den Rotor 14 angelegten Vibrationskraft erzeugt wird.
3 zeigt eine Darstellung, die erste bis vierte Kreismoden des Rotors 14 in dem Motor 10 als die rotierende elektrische Maschine erläutert, der in 1 und 2 gezeigt ist. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines vertikalen Querschnitts des Rotors 14 in dem Motor 10. Wie es in 3 gezeigt ist, stellen die gepunkteten Linien den Rotor 14 (die ursprüngliche Form des Rotors 14) dar, an den keine Erregungskraft angelegt wird. Demgegenüber geben die durchgezogenen Linien den Rotor 14 an, an dem die Erregungskraft angelegt wird. Weiterhin geben die lang und kurz gestrichelten Linien Knotenlinien an, wobei jede zwei Knoten verbindet. Die Knoten sind durch π getrennt, wenn eine Vibrationskraft an dem Motor 14 angelegt wird und der Rotor 14 verformt wird. Ein Zwischenpunkt zwischen den benachbarten Knoten wird ein Gegenknoten der Verformung. Selbst wenn die Vibrationskraft an den Knoten angelegt wird, tritt jeweils keine Verformung an den Knoten des Rotors 14 auf.
In der primären Kreismode auf der linken Seite in 3 wird der Rotor 14 um eine Knotenlinie verformt, während der Rotor 14 sich dreht. In der primären Kreismode wird lediglich ein Bauch zu der radialen Richtung des Rotors 14 ausgedehnt, und wird ein anderer Bauch, der von dem ausgedehnten Bauch um π getrennt ist, zu der radialen Richtung des Rotors 14 hereingezogen.
In der sekundären Kreismode wird der Rotor 14 um zwei Knotenlinien verformt, während sich der Rotor 14 dreht. In der sekundären Kreismode werden zwei Bäuche zu der radialen Richtung des Rotors 14 ausgedehnt, und werden zwei Gegenknoten, die von den ausgedehnten Bäuche um π/2 getrennt sind, zu der radialen Richtung des Rotors 14 hereingezogen.
In der dritten Kreismode wird der Rotor 14 um drei Knotenlinien verformt, während der Rotor 14 sich dreht. In der dritten Kreismode werden drei Bäuche zu der radialen Richtung des Rotors 14 hin ausgedehnt, und werden drei Bäuche, die von den ausgedehnten Bäuche um π/2 getrennt sind, zu der radialen Richtung des Rotors 14 hereingezogen.
In der vierten Kreismode wird der Rotor 14 um vier Knotenlinien verformt, während der Rotor 14 sich dreht. In der vierten Kreismode werden vier Bäuche zu der radialen Richtung des Rotors 14 ausgedehnt, und werden vier Bäuche, die von den ausgedehnten Vieren um π/2 getrennt sind, zu der radialen Richtung des Rotors 14 hereingezogen.
Die Vibrationskraft, die eine nächste Kreismode erzeugt, weist das Winkelintervall π/X zwischen einer Position, an der die Anziehungskraft erhöht ist, und einer Position auf, an der die Anziehungskraft reduziert ist (wobei X eine natürliche Zahl ist).
Jede dieser in 3 gezeigten Kreismoden weist eine Eigenresonanzfrequenz (Resonanzwinkelgeschwindigkeit) auf. Ein Resonanzphänomen tritt in dem Rotor 14 auf, wenn die Frequenz der Vibrationskraft zur Erzeugung jeder Kreismode nahe an der Resonanzfrequenz jeder Kreismode gelangt. Das heißt, wenn eine tatsächliche Frequenz der Vibrationskraft nahe an die Resonanzfrequenz jeder Kreismode des Rotors 14 gelangt, erhöhen sich die in dem Motor 10 erzeugten magnetischen Geräusche, und wird ein Geräuschpegel nahe dem hörbaren Frequenzbereich groß.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, diesen Effekt zu reduzieren, das heißt, es gibt eine starke Forderung, die Größe der elektromagnetischen Kraft zu reduzieren, die eine Frequenz aufweist, die nahe an der Resonanzfrequenz jeder Kreismode des Rotors 14 ist.
Im Allgemeinen ist es beispielsweise, wie es im vorstehend beschriebenen Patentdokument 1 beschrieben ist, da eine elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung (Knotenkraft) an der Drehmomentwelle (Drehmoment-Ripple) der 6M-ten Ordnung (wobei M eine positive Ganzzahl ist) in einem Synchronmotor ein hohes Ausmaß an Geräuschen erzeugt, wünschenswert und notwendig, die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung zu reduzieren. Bei Synchronmotoren ist es bekannt, dass eine Hauptkomponente der elektromagnetischen Kraft eine elektromagnetische Kraftkomponente der gradzahligen Ordnung ist.
Das heißt, dass, da die elektromagnetische Kraft, deren Frequenz nahe an der Resonanzfrequenz von jeder Kreismode des Rotors 14 ist, und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung einen großen Teil der magnetischen Geräusche erzeugt, es effektiv ist, diese elektromagnetische Kraft zu reduzieren. Gemäß den beispielhaften Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Motor 10 als der Motor 10 in dem fahrzeugeigenen Klimaanlagensystem verwendet und ist in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet. Aus diesem Grund ist es zur Bereitstellung einer komfortablen Fahrgastzellenumgebung für den Fahrer und den Insassen des Fahrzeugs notwendig, die elektromagnetische Kraft zu reduzieren, die magnetische Geräusche erzeugt, wenn der Motor 10 sich dreht. In der nachfolgenden Erläuterung ist eine K-te Winkelgeschwindigkeit K das K-fache einer variable Winkelgeschwindigkeit von jeder der Grundwellenströme IUB, IVB und IWB, und weist eine elektromagnetische Kraftkomponente der K-ten Ordnung die Winkelgeschwindigkeit der K-ten Ordnung auf, wobei K eine Ganzzahl von nicht kleiner als 2 ist.
Genauer überlagert die herkömmliche Steuerungsvorrichtung, die durch das vorstehend beschriebene Patentdokument 1 offenbart ist, den Oberwellenstrom der (6M – 1)-ten Ordnung oder der (6M + 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom, um die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung zu reduzieren.
Nachstehend ist das Verfahren zum Reduzieren der elektromagnetischen Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung durch Überlagerung des Oberschwingungsstroms der (6M – 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom zum Reduzieren der elektromagnetischen Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung beschrieben. Die nachfolgende Gleichung (3) stellt einen Oberschwingungsstrom der β-ten Ordnung dar. IH = e·cos(β·ω_e·t) + f·sin(β·ω_e·t) (3)
Dabei kann, wenn β = 6M – 1 gilt, die elektromagnetische Oberschwingungskraft FT durch Verwendung der nachfolgenden Gleichung (4) ausgedrückt werden.
Die Gleichung (4) zeigt, dass die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung an den Rotor 14 angelegt werden, wenn der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung in den drei Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W des Stators 12 fließt. Das heißt, es ist für die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel möglich, die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung durch Justieren eines Koeffizienten e und eines Koeffizienten f des Oberschwingungsstroms der (6M – 1)-ten Ordnung zu justieren.
Demgegenüber justiert die in dem Patentdokument 1 offenbarte herkömmliche Steuerungsvorrichtung den Koeffizienten e und den Koeffizienten f, um die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung zu reduzieren.
Wenn jedoch die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung reduziert wird, erhöht sich die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung. Das heißt, dass die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung umgewandelt wird. Aus diesem Grund gibt es eine mögliche Erhöhung von Geräuschen in dem Motor 10, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung eine Frequenz nahe an der Resonanzfrequenz der Kreismode aufweist.
Demgegenüber erhöht sich in einem Fall, in dem die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung eine Frequenz nahe an der Resonanzfrequenz der Kreismode aufweist, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung durch Justieren der Koeffizienten e und f reduziert wird, die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung. Das heißt, dass die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung umgewandelt wird. Der Term "6M-te" gibt die Ordnung der Drehmomentwelle (Drehmomentripple) an, und es gibt einen möglichen Fall, bei dem die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung eine Frequenz aufweist, die adäquat von der Resonanzfrequenz getrennt ist. Dementsprechend kann zum Reduzieren von sowohl der elektromagnetischen Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung als auch der elektromagnetischen Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung in Betracht gezogen werden, die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung umzuwandeln, und wird die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung auf eine elektromagnetische Kraftkomponente einer anderen Ordnung umgewandelt.
Die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung werden an den Rotor 14 angelegt, in dem der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung den drei Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W das Stators 12 zugeführt werden.
Ähnlich dazu werden die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung an den Rotor 14 angelegt, indem der Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung den drei Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W des Stators 12 zugeführt werden. Das heißt, es ist für die Steuerungsvorrichtung 30 möglich, den Koeffizienten e und den Koeffizienten f des Oberschwingungsstroms der (6M + 1)-ten Ordnung derart zu justieren, dass die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung justiert wird.
Dementsprechend ist es möglich, die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung umzuwandeln, indem der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung dem Motor 10 zugeführt wird. Es ist weiterhin möglich, die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung umzuwandeln, indem der Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung dem Motor 10 zugeführt wird.
Das heißt, dass es diese Steuerung ermöglicht, die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung zu reduzieren. Weiterhin ist, wenn ein Oberschwingungsstrom einer ungradzahligen Ordnung von nicht kleiner als (6M + 3) dem Rotor 10 zugeführt wird, es möglich, die elektromagnetische Kraftkomponente der gradzahligen Ordnung auf nicht weniger als die (6M + 4)-ten Ordnung zu reduzieren.
Wie es vorstehend ausführlich beschrieben worden ist, ist es für die Steuerungsvorrichtung 30 möglich, die elektromagnetische Kraftkomponente der gradzahligen Ordnung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs durch Überlagern von mehreren Oberschwingungsströmen einer ungradzahligen Ordnung auf den Grundwellenstrom zu reduzieren. Genauer, wenn der vorbestimmte Ordnungsbereich von der L-ten Ordnung (wobei L eine gradzahlige Zahl von nicht weniger als 2 ist) bis zu der (N – 2)-ten Ordnung ist, wobei N größer als L ist und sich von L unterscheidet, und eine gradzahlige Zahl nicht kleiner als 2 ist.
Es ist ausreichend, kontinuierliche Oberschwingungsströme mit ungradzahligen Ordnungen auf den Grundwellenstrom zu überlagern. Dies ermöglicht es, sequenziell die elektromagnetische Kraft von der L-ten Ordnung auf die (N – 2)-te Ordnung auf die elektromagnetische Kraft der N-ten Ordnung umzuwandeln. Es ist daher für die Steuerungsvorrichtung 30 möglich, die elektromagnetischen Kraftkomponenten der L-ten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (N – 2)-ten Ordnung zu reduzieren.
4 zeigt eine Darstellung, die ein Verfahren des Umwandelns der elektromagnetischen Kraftkomponente der zehnten Ordnung auf eine elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung veranschaulicht.
Wie es in 4 gezeigt ist, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, dass die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung eine Frequenz aufweist, die nahe an der Resonanzfrequenz der Kreismode ist. Zum Reduzieren der elektromagnetischen Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und der elektromagnetischen Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung überlagert die Steuerungsvorrichtung 30 den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der 6M-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom.
Das erste beispielhafte Ausführungsbeispiel erläutert, dass M = 2 ist, und dass es sich bei dem Oberschwingungsstrom der elften, d. h. (6M – 1)-ten Ordnung um die ersten Oberschwingungsströme IUH1, IVH1 und IWH1 handelt, und dass es sich bei dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten, d. h. (6M + 1)-ten Ordnung um die zweiten Oberschwingungsströme IUH2, IVH2 und IWH2 handelt.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel reduziert die elektromagnetischen Kraftkomponenten der zehnten und elften Ordnungen, und überlagert die Oberschwingungsströme der elften und dreizehnten Ordnungen auf den Grundwellenstrom, und die elektromagnetischen Kraftkomponenten der zehnten und elften Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung. Das erste beispielhafte Ausführungsbeispiel verwendet verschiedene Ordnungszahlen, wenn die Anzahl der Polpaare 1 ist (P_Polpaar = 1). Tatsächlich wird, wenn die Anzahl P_Polpaar der Polpaare 5 beträgt (P_Polpaar = 5), die Ordnungszahlen das Fünffache der Ordnungszahl, wenn die Anzahl der Polpaare 1 ist (P_Polpaar = 1).
Wenn die Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* denselben Wert aufweist, jedoch die Last des Motors 10 variiert, variieren ebenfalls die Bedingungen des Grundwellenstroms. Dabei sind die Bedingungen des Grundwellenstroms die Amplitude und die Phase.
Beispielsweise variiert die Last des Motors 10, wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Luftströmungsbetriebsart des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems umschaltet. Im Allgemeinen gibt es Luftauslassabschnitte des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems, die an dem Armaturenbrettabschnitt des Fahrzeugs, einem Fußabschnitt des Insassen, an einem Rücksitz usw. in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet sind. Die Luftströmungsbetriebsart weist eine Gesichtsblasbetriebsart, eine Fußblasbetriebsart usw. auf. Beispielsweise führt in der Gesichtsblasbetriebsart das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem kühlende Luft oder warme Luft in das Innere der Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch den an dem Armaturenbrett angeordneten Auslassabschnitt zu. In der Fußblasbetriebsart führt das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem kühlende Luft oder warme Luft durch den in dem Rücksitz nahe an der Beinposition des Insassen angeordneten Auslassabschnitt zu.
Ein Volumen des Luftströmungsflusses variiert aufgrund der Luftströmungsbetriebsart des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems, wobei das Volumen des Luftströmungsflusses in dem Luftströmungsfluss von dem Ort des Motors 10 bis zu dem Ort des Luftauslassabschnitts gemessen wird. Dies ändert einen Luftströmungswiderstand in dem Luftströmungsfluss. Dementsprechend verursacht das Umschalten der Luftströmungsbetriebsart die Änderung der Last des Motors 10. Selbst wenn die Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* sich nicht ändert, werden die Bedingungen des Grundwellenstroms geändert. Da weiterhin verschiedene Typen von Fahrzeugen ein unterschiedliches Volumen des Luftströmungsflusses aufweisen, der von dem Ort des Motors 10 bis zu dem Ort des Luftauslassabschnitts gemessen wird. Dementsprechend wird die Bedingung des Grundwellenstroms aufgrund der Typen der Fahrzeuge geändert, wenn die Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* denselben Wert aufweist, d. h. nicht in den verschiedenen Typen der Fahrzeuge geändert wird.
Die durch Verwendung der Gleichung (3) und der Gleichung (4) berechneten Oberschwingungsströme sind jeweils auf den Grundwellenstrom zu überlagern, wenn die Bedingungen des Grundwellenstroms als die vorbestimmten Bedingungen verwendet werden. Wenn die vorbestimmten Bedingungen des Grundwellenstroms geändert werden, werden die zu überlagernden Oberschwingungsströme ebenfalls geändert. Aus diesem Grund besteht ein Risiko, dass es schwierig ist, effektiv die elektromagnetischen Kraftkomponenten innerhalb eines vorbestimmten Unterdrückungsbereichs zu reduzieren, auch wenn der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung, der die Amplitude und die Phase entsprechend dem Grundwellenstrom aufweist, auf den Grundwellenstrom überlagert wird, dessen Bedingungen sich geändert haben.
Dementsprechend ist es zum Vermeiden dieses Problems notwendig, eine korrekte Amplitude und Phase für einen auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsstrom auf der Grundlage der Bedingungen des Grundwellenstroms zu korrigieren, der in dem Motor 10 fließt.
Um einen derartigen Nachteil zu überwinden, wird in Betracht gezogen, ein Verfahren zum Vorbereiten von Oberschwingungsstromkennfeldern in Bezug auf Oberschwingungsströme für jede Luftströmungsbetriebsarten des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems bereitzustellen. In dem Verfahren wird jeder der Oberschwingungsströme auf den Grundwellenstrom überlagert. Dieses Verfahren speichert die vorbereiteten Oberschwingungsstromkennfelder in der Speichereinheit 41.
Da jedoch das Verfahren einen großen Speicherplatz zum Speichern der gesamten Oberschwingungsstromkennfelder benötigt, ist es schwierig, einen kostengünstigen Mikrocomputer mit einer kleinen Speichergröße zu verwenden, der leicht auf dem kommerziellen Markt verfügbar ist.
Selbst wenn eine teure Speichereinheit mit einer großen Speicherplatzgröße mit der kostengünstigen Speichereinheit mit einer kleinen Speichergröße ersetzt wird, erhöht dies deren Herstellungskosten. Wenn weiterhin die Oberschwingungsstromkennfelder für jede Luftströmungsbetriebsart des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems vorbereitet werden, ist es erforderlich, diese für jeden Fahrzeugtyp vorzubereiten. Diese Verfahren bringen ein Problem mit sich, dass die Anzahl der Herstellungsschritte und die Herstellungskosten erhöht werden.
Um diese vorstehend beschriebenen Nachteile zu überwinden, verwendet das erste beispielhafte Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur Bestimmung einer Beziehung (Korrelationsbeziehung) zwischen den Bedingungen des in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstroms und einer Amplitude und einer Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme, und zum weiteren Erhalten einer Amplitude des in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstroms.
Da die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel den Grundwellenstrom der drei Phasen derart justiert, dass sie im Gleichgewicht zueinander sind, variiert die Phase des Grundwellenstroms nicht. Dementsprechend verwendet die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel lediglich die Amplitude als die Bedingung des in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstroms.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel bestimmt die Amplitude und die Phase von jedem auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsstrom auf der Grundlage der Beziehung und der Amplitude des Grundwellenstroms, die vorbereitet worden sind.
Nachstehend ist das Verfahren beschrieben, das durch die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, das die primären Oberschwingungsströme IHU1, IVH1 und IWH1 sowie die sekundären Oberschwingungsströme IHU2, IVH2 und IWH2 auf die Grundwellenströme IOB, IVB und IWB jeweils überlagert.
5 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung in der Amplitude zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert werden. 6 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung in der Phase zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert werden.
In der Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel berechnet der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 die primären Oberschwingungsströme IHU1, IVH1 und IWH1 der elften Ordnung. Der zweite Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36 berechnet die sekundären Oberschwingungsströme IHU2, IVH2 und IWH2 der dreizehnten Ordnung.
Wie es in 5 gezeigt ist, gibt es eine Beziehung zwischen der Amplitude Ia des Grundwellenstroms, der Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Amplitude I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung.
Weiterhin gibt es, wie es in 6 gezeigt, ist, die Beziehung zwischen der Amplitude Ia des Grundwellenstroms, der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung.
Das heißt, es gibt eine Tendenz, bei der die Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung gleich zu der Phase I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung ist, und je höher die Amplitude Ia des Grundwellenstroms wird, desto höher werden die Amplitude I11 des Oberwellenstroms der elften Ordnung und die Amplitude I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung.
Weiterhin weisen die Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und die Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung dieselbe Änderung aufgrund der Änderung der Amplitude Ia des Grundwellenstroms auf. Demgegenüber weist die Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung einen großen positiven Versatz zur Erhöhung in Vergleich zu der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung auf.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel verwendet den Oberschwingungsstrom der elften Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom. Die Steuerungsvorrichtung 30 erzeugt vorab eine Hauptannäherungsgleichung, die eine Beziehung zwischen der Amplitude Ia des Grundwellenstroms und jeder der Amplitude I11 und der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung repräsentiert. Die Steuerungsvorrichtung 30 speichert vorab die Hauptannäherungsgleichung in die Speichereinheit 41.
Weiterhin erzeugt die Steuerungsvorrichtung 30 vorab eine Nebenannäherungsgleichung, die eine Beziehung zwischen der Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Amplitude I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung repräsentiert, und eine weitere Nebenannäherungsgleichung, die eine Beziehung zwischen der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung repräsentiert. Die Steuerungsvorrichtung 30 speichert vorab diese Nebenannäherungsgleichungen in die Speichereinheit 41.
Die Hauptannäherungsgleichung kann durch Verwendung der nachfolgenden Gleichungen (5) und (6) ausgedrückt werden. Die Nebenannäherungsgleichungen können durch Verwendung der nachfolgenden Gleichungen (7) und (8) ausgedrückt werden.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel hat die Annäherungsgleichungen (5) bis (8), die mit der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* assoziiert sind, in die Speichereinheit 41 gespeichert.
Der Term Ib11 in der Gleichung (5) gibt die Amplitude des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung an, der auf den Grundwellenstrom an dem Referenzpunkt als ein vorbestimmter Betriebspunkt des Motors 10 zu überlagern ist. Der Term Ib11 in der Gleichung (5) kann vorab auf der Grundlage der Gleichung (4) berechnet werden. Der Term ΔIa in der Gleichung (5) gibt eine Differenz zwischen der Amplitude des Grundwellenstroms und der Amplitude des Referenzgrundwellenstroms an. Der Term K50 in der Gleichung (5) gibt einen Kompensationskoeffizienten an. Der Term K50 × ΔIa in der Gleichung (5a) gibt einen Korrekturterm für den Referenzoberschwingungsstrom an. A, B und C in der Gleichung (5) sind Phasenannäherungskoeffizienten, und α ist ein Phasenkompensationsterm. I11 = Ib11 + (K50·ΔIa) (5) β11 = A·Ia² + B·Ia + C (6) I13 = I11 (7) β13 = β11 + α (8)
Der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 berechnet die Amplitude I11 und die Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung auf der Grundlage der Annäherungsgleichungen (5) und (6), die der Amplitude Ia des in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstroms und der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* entsprechen.
Der Stromsensor 15 erfasst einen in dem Motor 10 fließenden Antriebsstrom. Das LPF 42 empfängt den aus dem Stromsensor 15 gesendeten erfassten Antriebsstrom. Der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 berechnet den in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstrom auf der Grundlage des aus dem LPF 42 gesendeten Stromwerts.
Der zweite Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36 berechnet die Amplitude I13 und die Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung auf der Grundlage der Amplitude I11 und der Phase β11 des durch den Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 berechneten Oberschwingungsstrom der elften Ordnung unter Verwendung der Annäherungsgleichungen (7) und (8) entsprechend der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm*.
Der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 und der zweite Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36 entsprechen einem Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt. Die Speichereinheit 41 entspricht einem Speicherabschnitt. Das LPF 42 entspricht einem Stromwertbeschaffungsabschnitt.
Es ist akzeptabel, den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom (den ersten Oberschwingungsstrom) zu verwenden, und die Annäherungsgleichungen (5) und (6) als die Hauptannäherungsgleichungen zu verwenden, die die Beziehung zwischen jeder der Amplitude I13 und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung und er Amplitude Ia des Grundwellenstroms zeigen.
Der erste Oberwellenspannungsberechnungsabschnitt 37 wandelt die ersten Oberschwingungsströme IUH1, IVH1 und IWH1 in die ersten Oberschwingungsspannungen VUH1, VVH1 und VWH1 jeweils um. Gleichermaßen wandelt der zweite Oberschwingungsspannungsberechnungsabschnitt 38 die zweiten Oberschwingungsströme IUH2, IVH2 und IWH2 jeweils in die zweiten Oberschwingungsspannungen VUH2, VVH2 und VWH2 um.
Der erste Überlagerungsabschnitt 39a addiert die ersten Oberschwingungsspannungen VUH1, VVH1 und VWH1, die durch den ersten Oberschwingungsspannungsberechnungsabschnitt 37 berechnet worden sind, jeweils zu den Grundwellenspannungen VUB, VVB und VWB der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase.
Der zweite Überlagerungsabschnitt 39b addiert die durch den zweiten Oberschwingungsspannungsberechnungsabschnitt 38 berechneten zweiten Oberschwingungsspannungen VUH2, VVH2 und VWH2 jeweils zu den Ausgangsspannungen VUB + VUH1, VVB + VVH1 und VWB + VWH1 des ersten Überlagerungsabschnitts 39a.
Die Ausgangsspannungen VUB + VUH1 + VUH2, VVB + VVH1 + VVH2 und VWB + VWH1 + VWH2 des zweiten Überlagerungsabschnitts 39b entsprechen den Befehlsspannungen VU, VV und VW, die jeweils den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W zuzuführen sind.
Wenn die Befehlsspannungen VU, VV und VW jeweils den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W zugeführt werden, sind die Antriebsströme IU, IV und IW jeweils in den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W. In den Antriebsströmen IU, IV und IW wurde der Oberschwingungsstrom auf den Grundwellenstrom überlagert.
Die Antriebsströme IU, IV und IW entsprechen jeweils den Ausgangsströmen IUB + IUH1 + IUH2, IVB + IVH1 + IVH2 und IWB + IWH1 + IWH2.
7 zeigt eine Darstellung, die den der Phasenwicklung der U-Phase des Stators 12 in dem Motor 10 zuzuführenden Antriebsstrom IU.
Der Antriebsstrom IV und der Antriebsstrom IW weisen jeweils dieselbe Form in der Wellenform wie der Antriebsstrom IU auf, und sind in der Phase um den elektrischen Winkel 2/3 π jeweils verschoben. Der Antriebsstrom IV wird der Phasenwicklung der V-Phase zugeführt, und der Antriebsstrom IW wird der Phasenwicklung der W-Phase zugeführt.
Der Modulationsabschnitt 40 erzeugt Betriebssignale gUp und gUn, Betriebssignale gVp und gVn und Betriebssignale gWp und gWn. Die Betriebssignale gUp und gUn werden verwendet, um zu bewirken, dass die Ausgangsspannung der U-Phase in dem Wechselrichter 20 sich der Befehlsspannung VU annähert. Die Betriebssignale gVp und gVn werden verwendet, um zu bewirken, dass die Ausgangsspannung der V-Phase in dem Wechselrichter 20 sich der Befehlsspannung VV annähert. Die Betriebssignale gWp und gWn werden verwendet, um zu bewirken, dass die Ausgangsspannung der W-Phase in dem Wechselrichter 20 sich der Befehlsspannung VW annähert. Der Modulationsabschnitt 40 führt die PWM-(Pulsbreitenmodulations-)Verarbeitung auf der Grundlage des Vergleichs von jeder der Befehlsspannungen VU, VV und VW mit den Trägersignalen durch, um jedes dieser Betriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp, gWn zu erzeugen.
Diese Betriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp, gWn sind Gate-Signale, die den Gate-Anschlüssen der Schaltelemente SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn jeweils zuzuführen sind. Die Schaltelemente SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn werden durch Verwendung der Betriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp, gWn jeweils ein-/ausgeschaltet.
Wenn die Betriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp, gWn, die durch den Modulationsabschnitt 40 erzeugt werden, jeweils zu dem Wechselrichter 20 gesendet werden, arbeitet jedes der Schaltelemente SUp, SUn, SVp, SVn, SWp und SWn auf der Grundlage der Betriebssignale gUp, gUn, gVp, gVn, gWp, gWn, und fließen die Antriebsströme IU, IV und IW jeweils in den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W des Stators. Der Modulationsabschnitt 40 entspricht dem Betriebsabschnitt.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben worden ist, weist die folgenden Wirkungen auf.

1) Die Steuerungsvorrichtung 30 bereitet vorab die Korrelationsbeziehung zwischen der Amplitude Ip des Grundwellenstroms, der Amplitude I11, I13 und den Phasen β11, β13 der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme vor. Die Steuerungsvorrichtung 30 berechnet die Amplituden I11, I13 und die Phasen β11, β13 der Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Amplitude Ia des erfassten Grundwellenstroms, der in dem Motor 10 fließt, und der Korrelationsbeziehung, die erhalten worden ist und in dem Speicher 41 gespeichert ist. Das heißt, dass die Steuerungsvorrichtung 30 die Oberschwingungsströme IHU1, IVH1, IWH1, IHU2, IVH2 und IWH2 in Bezug auf die Amplitude I1 des Grundwellenstroms berechnet. Dementsprechend werden, auch wenn die Amplitude Ia des Grundwellenstroms aufgrund der Variation der Last des Motors 10 variiert, die die der Last des Motors 10 entsprechenden Oberschwingungsströme IHU1, IVH1, IWH1, IHU2, IVH2 und IWH2 auf den Grundwellenströmen IUB, IVB und IWB jeweils überlagert. Dieses Verfahren und die Steuerungsvorrichtung 10 ermöglicht es, die elektromagnetische Kraft zu reduzieren, die Geräusche in dem Motor 10 verursacht, auch wenn die Amplitude Ia der Grundwellenströme IUB, IVB und IWB, die in den Phasenwicklungen 12U, 12V und 12W fließen, geändert werden.
2) Wenn der Unterdrückungsbereich von der L-ten Ordnung bis zu der (N – 2)-ten Ordnung reicht, die größer als die L-te Ordnung ist, berechnet die Steuerungsvorrichtung 40 Oberschwingungsströme einer ungradzahligen Ordnung in dem Unterdrückungsbereich von der L-ten Ordnung bis zu der N-ten Ordnung durch Überlagern der Oberschwingungsströme der ungradzahligen Ordnung auf den Grundwellenstrom, und werden die elektromagnetischen Kraftkomponenten in dem Unterdrückungsbereich auf die elektromagnetische Kraft der N-ten Ordnung umgewandelt, die sich außerhalb des Unterdrückungsbereichs befindet. Dies ermöglicht es, effektiv und korrekt die elektromagnetische Kraft in dem Unterdrückungsbereich zu unterdrücken.
3) Wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung innerhalb des Unterdrückungsbereichs sind, ist es möglich, den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom zu überlagern. Dies ermöglicht es, die elektromagnetische Kraft innerhalb des Unterdrückungsbereichs auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung umzuwandeln.

Weiterhin werden die Amplitude und die Phase entweder des Oberschwingungsstroms der (6M – 1)-ten Ordnung oder des Oberschwingungsstroms der (6M + 1)-ten Ordnung auf der Grundlage der Hauptannäherungsgleichung bestimmt, die die vorstehend beschriebene Korrelationsbeziehung repräsentiert, und werden die Amplitude und die Phase des anderen Oberschwingungsstroms auf der Grundlage der Nebenannäherungsgleichung bestimmt, die die Beziehung zwischen dem Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung repräsentiert. Dementsprechend unterdrückt die Steuerungsvorrichtung 30 effektiv die elektromagnetische Kraft, die Geräusche verursacht, indem der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und der Oberschwingungsstrom der (6M – 2)-ten Ordnung berechnet werden, die der Variation der Last des Motors 10 entsprechen, während die Speichergröße und das Berechnungsausmaß unterdrückt werden.
Da weiterhin die Steuerungsvorrichtung 10 dieselben Haupt- und Nebenannäherungsgleichungen für verschiedene Fahrzeugtypen verwenden kann, ermöglicht dieses, die Herstellungskosten der Steuerungsvorrichtung 10 zu reduzieren.
(Modifikationen des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels)
Für die Modifikationen der Steuerungsvorrichtung 30 ist es akzeptabel, vorab die Kennfelder entsprechend der Hauptannäherungsgleichung gemäß 5 und 6 zu speichern, anstelle dass die Hauptannäherungsgleichung in die Speichereinheit 41 gespeichert wird. Diese Modifikation ermöglicht es, die Gesamtspeichergröße im Vergleich zu dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel zu reduzieren, das vorab das Kennfeld in Bezug auf die Hauptannäherungsgleichung und die Nebenannäherungsgleichungen in die Speichereinheit 41 speichert, und die Berechnungslast der Steuerungsvorrichtung 30 im Vergleich zu dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel zu reduzieren, das die Hauptannäherungsgleichung in die Speichereinheit 41 speichert. Das heißt, dass diese Modifikation es ermöglicht, die Berechnungslast der Steuerungsvorrichtung 30 und die verwendete Speichergröße in der Speichereinheit 41 zu reduzieren.
Zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 8 bis 10 beschrieben.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, verwendet das erste beispielhafte Ausführungsbeispiel den Unterdrückungsbereich der elektromagnetischen Kraft von der L-ten Ordnung bis zu der (N – 2)-ten Ordnung, die größer als die L-te Ordnung ist, und werden ungradzahlige Oberschwingungsströme innerhalb des Unterdrückungsbereichs der L-ten Ordnung bis zu der N-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom überlagert, und elektromagnetische Kraftkomponenten dieser Ordnung werden auf die elektromagnetische Kraftkomponente der N-ten Ordnung überlagert. Genauer verwendet das erste beispielhafte Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung innerhalb des Unterdrückungsbereichs, und werden der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom überlagert, um die elektromagnetische Kraft innerhalb des Unterdrückungsbereichs auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung umzuwandeln.
Gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel verwendet die Steuerungsvorrichtung 30 den Unterdrückungsbereich der elektromagnetischen Kraft von der L-ten Ordnung bis zu der (N + 2)-ten Ordnung, die niedriger als die L-te Ordnung ist, und überlagert Oberschwingungsströme mit ungradzahliger Ordnung auf den Grundwellenstrom.
8 zeigt eine Darstellung, die das Verfahren veranschaulicht, das durch die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, die in der Lage ist, die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung auf die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung umzuwandeln. Wie es in 8 gezeigt ist, verwendet die Steuerungsvorrichtung gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 1)-ten Ordnung, die innerhalb des Unterdrückungsbereichs sind, und überlagert den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom, und wandelt diese elektromagnetischen Kraftkomponenten innerhalb des Unterdrückungsbereichs auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung um. Das zweite beispielhafte Ausführungsbeispiel wird den Fall von M = 2 erläutern. Das heißt, dass die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung als die ersten Oberschwingungsströme IUH1, IVH1 und IWH1 sowie den Oberschwingungsstrom der elften Ordnung als die zweiten Oberschwingungsströme IHU2, IHV2 und IHW2 verwendet.
Anders ausgedrückt verwendet die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der elften Ordnung innerhalb des Unterdrückungsbereichs und überlagert den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der elften Ordnung auf den Grundwellenstrom, und wandelt diese elektromagnetischen Kraftkomponenten innerhalb des Unterdrückungsbereichs in die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung um.
9 zeigt eine Darstellung, die die Beziehung (Korrelationsbeziehung) in der Amplitude zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert werden. 10 zeigt eine Darstellung, die die Beziehung (Korrelationsbeziehung) in der Phase zwischen dem Grundwellenstrom, dem Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und dem Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der elften Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der dreizehnten Ordnung reduziert werden.
In der Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel berechnet der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 die primären Oberschwingungsströme IHU1, IVH1 und IWH1 der dreizehnten Ordnung. Der zweite Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36 berechnet die sekundären Oberschwingungsströme IHU2, IVH2 und IWH2 der elften Ordnung.
Wie es in 9 gezeigt ist, gibt es die Beziehung (Stromkorrelation) zwischen der Amplitude Ia des Grundwellenstroms, der Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Amplitude I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung. Weiterhin gibt es, wie es in 10 gezeigt ist, die Beziehung (Stromkorrelation) zwischen der Amplitude Ia des Grundwellenstroms, der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung.
Da 9 und 10 die umgewandelten elektromagnetischen Kraftkomponenten mit unterschiedlicher Ordnung jeweils zeigen, unterscheiden sich die Kennfelder von den Kennfeldern, die in 5 und 6 gezeigt sind. Jedoch weisen die in 9 und 10 gezeigten Kennfelder dieselbe Tendenz wie die in 5 und 6 gezeigten Kennfelder auf.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel verwendet den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom. Die Steuerungsvorrichtung 30 erzeugt vorab eine Hauptannäherungsgleichung, die eine Beziehung zwischen der Amplitude Ia des Grundwellenstroms und jeder der Amplitude I13 und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung repräsentiert. Die Steuerungsvorrichtung 30 speichert vorab die Hauptannäherungsgleichung in die Speichereinheit 41.
Weiterhin erzeugt die Steuerungsvorrichtung 30 vorab eine Nebenannäherungsgleichung, die eine Beziehung zwischen der Amplitude I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung und der Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung repräsentiert, und eine weitere Nebenannäherungsgleichung, die eine Beziehung zwischen der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung und der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung repräsentiert. Die Steuerungsvorrichtung 30 speichert vorab diese Nebenannäherungsgleichungen in die Speichereinheit 41.
Die Hauptannäherungsgleichung kann durch Verwendung der nachfolgenden Gleichungen (9) und (10) ausgedrückt werden. Die Nebenannäherungsgleichungen können durch Verwendung der nachfolgenden Gleichungen (11) und (12) ausgedrückt werden. Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel hat die mit der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* assoziierten Annäherungsgleichungen (9) bis (12) in die Speichereinheit 41 gespeichert. In der Annäherungsgleichung (9) gibt K70 einen Kompensationskoeffizienten an. I13 = Ib13 + (K70·ΔIa) (9) β13 = A·Ia² + B·Ia + C (10) I11 = I13 (11) β11 = β13 + α (12)
Der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 berechnet die Amplitude I13 und die Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung auf der Grundlage der Annäherungsgleichungen (9) und (10), die der Amplitude Ia des in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstroms und der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* entsprechen.
Der zweite Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36 berechnet die Amplitude I11 und die Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung auf der Grundlage der Amplitude I13 und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung, die durch den ersten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35 berechnet worden sind, durch Verwendung der Annäherungsgleichungen (11) und (12), die der Befehlswinkelgeschwindigkeit ωm* entsprechen.
Es ist akzeptabel, den Oberschwingungsstrom der elften Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom (den ersten Oberschwingungsstrom) sowie die Annäherungsgleichungen (9) und (10) als die Hauptannäherungsgleichungen zu verwenden, die die Beziehung zwischen jeder der Amplitude I11 und der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Amplitude Ia des Grundwellenstroms zeigen.
Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel weist dieselbe Wirkung (1) wie die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel auf, und weist weiterhin die nachfolgenden Wirkungen auf.

(4) Wenn der Unterdrückungsbereich von der L-ten Ordnung bis zu der (M + 2)-ten Ordnung ist, die kleiner als die L-te Ordnung ist, berechnet die Steuerungsvorrichtung 40 Oberschwingungsströme einer ungradzahligen Ordnung in dem Unterdrückungsbereich von der L-ten Ordnung bis zu der N-ten Ordnung durch Überlagern der Oberschwingungsströme der ungradzahligen Ordnung auf den Grundwellenstrom, wird die elektromagnetische Kraft in dem Unterdrückungsbereich auf die elektromagnetische Kraftkomponente der N-ten Ordnung umgewandelt, die außerhalb des Unterdrückungsbereichs liegt. Dies ermöglicht es, effektiv und korrekt die elektromagnetische Kraft in dem Unterdrückungsbereich zu unterdrücken.
(5) Wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung in dem Unterdrückungsbereich sind, ist es möglich, den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom zu überlagern. Dies ermöglicht es, die elektromagnetische Kraftkomponente innerhalb des Unterdrückungsbereichs auf die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung umzuwandeln.

Ähnlich zu den Wirkungen gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel unterdrückt die Steuerungsvorrichtung 30 effektiv die elektromagnetische Kraft, die Geräusche verursacht, indem der Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und der Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung berechnet werden, die der Variation der Last des Motors 10 entsprechen, während die Speichergröße und das Berechnungsausmaß unterdrückt werden.
(Modifikationen des zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels)
Ähnlich zu der vorstehend beschriebenen Modifikation des ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels ist es für die Modifikation der Steuerungsvorrichtung 30 akzeptabel, vorab die Kennfelder entsprechend der in 9 und 10 gezeigten Hauptannäherungsgleichung zu speichern. Diese Modifikation ermöglicht es, die Gesamtspeichergröße und die Berechnungslast der Steuerungsvorrichtung zu reduzieren.
Drittes beispielhaftes Ausführungsbeispiel
Die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 11 bis 16 beschrieben.
Die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel führt ein Verfahren zur Berechnung von auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströmen durch, das sich von dem durch die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel unterscheidet. Das heißt, dass die Steuervorrichtung 30A den Unterdrückungsbereich einschließlich der elektromagnetischen Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und der elektromagnetischen Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung verwendet. Die Steuerungsvorrichtung 30A überlagert den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung auf den Grundwellenstrom.
Insbesondere wird das dritte beispielhafte Ausführungsbeispiel den Fall von M = 2 erläutern. Die Steuerungsvorrichtung 30A verwendet den Oberschwingungsstrom der elften Ordnung als die primären Oberschwingungsströme IHU1, IHV1 und IHW1, und den Oberschwingungsstrom der zwölften Ordnung als die sekundären Oberschwingungsströme IHU2, IHV2 und IHW2.
Anders ausgedrückt verwendet die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel den Unterdrückungsbereich einschließlich der elektromagnetischen Kraftkomponente der zehnten Ordnung und der elektromagnetischen Kraftkomponente der zwölften Ordnung und überlagert den Oberschwingungsstrom der elften Ordnung und den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung auf den Grundwellenstrom, und wandelt die elektromagnetischen Kraftkomponenten innerhalb des Unterdrückungsbereichs in die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung um.
Es ist ebenfalls möglich, das durch die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel durchgeführte Verfahren auf den Fall, ähnlich gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel, anzuwenden, bei dem die elektromagnetische Kraftkomponente der vierzehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der elften Ordnung in dem Unterdrückungsbereich sind, und der Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung und der Oberschwingungsstrom der elften Ordnung auf den Grundwellenstrom überlagert werden.
11 zeigt eine schematische Darstellung, die einen internen Aufbau des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems veranschaulicht. Wie es in 11 gezeigt ist, sind Klappen (oder Ventilatoröffnungsklappen) D1, D2 und D3 innerhalb des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems angeordnet. Die Klappe D1 schaltet zwischen einer Außenlufteinlassbetriebsart und einer Innenlufteinlassbetriebsart. Üblicherweise wählt die Steuerungsvorrichtung 30A die Außenlufteinlassbetriebsart aus. Die Klappe D2 justiert ein Mischverhältnis von kühler Luft und warmer Luft in einem Luftströmungsfluss des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems. Die Klappe D2 wird auf eine Position entsprechend einer eingestellten Temperatur des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems justiert. Die Klappe D3 schaltet den Luftauslassabschnitt, der auf eine Position entsprechend der Temperatur des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems justiert ist.
Das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem weist drei Luftauslassabschnitte, d.h. eine Schutzbetriebsart (oder eine Antibeschlagbetriebsart), eine Gesichtsbetriebsart und eine Fußbetriebsart auf.
Eine Ventilatoreinheit ist an einer stromabwärtigen Seite der Klappe D1 und an einer stromaufwärtigen Seite eines Verdampfers angeordnet. Der Motor 10 treibt diese Ventilatoreinheit an. Der Motor 10 und die Ventilatoreinheit bilden eine Luftströmungsanordnung. Der Luftströmungsfluss P, der von der Ventilatoreinheit zu den Windauslassabschnitten gemessen wird, wird entsprechend der Position der Klappe D2 und der Klappe D3 geändert. Dementsprechend variiert die Last des Motors 10 auf der Grundlage der eingestellten Temperatur und der Luftströmungsbetriebsart. Jede der Klappen D1, D2 und D3 wird durch einen (nicht gezeigten) Servomotor angetrieben.
Die Klimaanlagen-ECU 100 erzeugt und sendet Anweisungssignale zu dem Motor 10 und die Steuerungsvorrichtung für jeden Servomotor.
Wenn das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem durch eine manuelle Betätigung angesteuert wird, justiert der Fahrer des Fahrzeugs die Temperatur der Luft in der Fahrgastzelle, die Art der Luftströmungsbetriebsart und die Luftzufuhrmenge.
Die Klimaanlagen-ECU 100 berechnet einen Temperaturbefehlswert T*, die eine Temperatur an der Luftströmung oder einem Luftgebläse ist, so dass die Temperatur der Innenluft in der Fahrgastzelle die eingestellte Temperatur wird, die durch den Fahrer des Fahrzeugs angegeben wird. Die Klimaanlagen-ECU 100 berechnet den Luftströmungsbetriebsartbefehlswert A* auf der Grundlage der durch den Fahrer des Fahrzeugs eingestellten Luftströmungsbetriebsart.
Weiterhin berechnet die Klimaanlagen-ECU 100 einen Winkelgeschwindigkeitsbefehlswert ωm* des Motors 10 auf der Grundlage der durch den Fahrer des Fahrzeugs eingestellten Luftströmungsmenge.
Wenn das fahrzeugeigene Klimaanlagensystem automatisch angesteuert wird, stellt der Fahrer des Fahrzeugs lediglich eine Temperatur der Innenluft der Fahrgastzelle ein. Die Klimaanlagen-ECU 100 berechnet den Temperaturbefehlswert T*, den Luftströmungsbetriebsartbefehlswert A* und den Winkelgeschwindigkeitsbefehlswert ωm* derart, dass die Temperatur der Innenluft in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs die eingestellte Temperatur wird, die durch den Fahrer des Fahrzeugs angegeben ist.
Die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel empfängt die Befehlswerte und Signale, die durch die Klimaanlagen-ECU 100 erzeugt werden. Die Steuerungsvorrichtung 30A berechnet weiterhin die Amplitude und die Phase von jedem der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme entsprechend den Bedingungen, die durch die empfangenen Befehlswerte und Signale angegeben sind.
Demgegenüber berechnet die Steuerungsvorrichtung 10 gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsbeispielen die Amplitude und die Phase von jedem der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage des erfassten Grundwellenstroms, der in dem Motor 10 fließt. Dementsprechend ändert, wenn der Temperaturbefehlswert T* und der Luftströmungsbetriebsartbefehlswert A* geändert werden, die Steuerungsvorrichtung 309 die Amplitude und die Phase von jedem der berechneten Oberschwingungsströme nach Erfassung des Grundwellenstroms, der aufgrund dieser geänderten Befehlswerte variiert worden ist.
Demgegenüber ändert, wenn der Temperaturbefehlswert T* und der Luftströmungsbetriebsartbefehlswert A* geändert werden, die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel die Amplitude und die Phase von jedem der Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage des geänderten Temperaturbefehlswerts T* und des geänderten Luftströmungsbetriebsartbefehlswerts A*.
Die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel ändert die Amplitude und die Phase von jedem der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme, bevor sich der in dem Motor 10 fließende Grundwellenstrom ändert, wenn die Befehlswerte durch die Klimaanlagen-ECU 100 geändert werden. Dementsprechend weist im Vergleich zu den Verfahren der Berechnung der Amplitude und der Phase des Oberschwingungsstroms, der auf den in dem Motor 10 fließenden Grundwellenstrom zu überlagern ist, die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel ein verbessertes Übergangsansprechen auf, das in der Lage ist, den Oberschwingungsstrom auf den Grundwellenstrom zu überlagern. Weiterhin benötigt die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel keinen Stromsensor 15, der in der Lage ist, den Grundwellenstrom zu erfassen.
Nachstehend sind die Funktionen der Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel beschrieben.
12 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Teilstruktur des Motorsystems mit der Steuerungsvorrichtung 30A und dem Motor 10 gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Die Steuerungsvorrichtung 30A weist einen Beurteilungsabschnitt 43, einen ersten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35-1, einen zweiten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36-1 und eine Speichereinheit 41-1 auf.
Die Steuerungsvorrichtung 30A weist die Funktion des Beurteilungsabschnitts 43 zusätzlich zu den Funktionen der Steuerungsvorrichtung 30 auf. Andere Komponenten der Steuerungsvorrichtung 30A sind dieselben wie die Komponenten der Steuerungsvorrichtung 30, wie sie durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Nachstehend ist die Funktion jeweils des Beurteilungsabschnitts 43, des ersten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitts 35-1, des zweiten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitts 36-1 und der Speichereinheit 41-1 beschrieben.
Der Beurteilungsabschnitt 43 beurteilt die Bedingungen der durch die Klimaanlagen-ECU 100 erzeugten Befehlswerte. Beispielsweise beurteilt der Beurteilungsabschnitt 43 den Luftströmungsbetriebsartbefehlswert A*, den Temperaturbefehlswert T* und den Winkelgeschwindigkeitsbefehlswert ωm* als die zu beurteilenden Bedingungen. Genauer beurteilt der Beurteilungsabschnitt 43 den von der Ventilatoreinheit zu dem Windauslassabschnitt gemessenen Luftströmungsfluss P auf der Grundlage des Luftströmungsbetriebsartbefehlswerts A* und des Temperaturbefehlswerts T*, und bestimmt eine Solldrehzahl Ne des Motors 10 auf der Grundlage des Winkelgeschwindigkeitsbefehlswerts ωm*.
Die Steuerungsvorrichtung 10A speichert vorab in die Speichereinheit 41-1 das Kennfeld oder Annäherungsgleichungen, die die Korrelationsbeziehung zwischen der Amplitude I11 und der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom und dem Volumen P des Luftströmungsflusses und der Drehzahl Ne des Motors 10 repräsentieren.
13 zeigt eine Darstellung, die die Korrelationsbeziehung zwischen der Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom, dem Luftströmungsfluss P und der Drehzahl des Motors 10 veranschaulicht. 14 zeigt eine Darstellung, die die Korrelationsbeziehung zwischen der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung, dem Luftströmungsfluss und der Drehzahl des Motors 10 veranschaulicht.
Wie es in 13 und 14 gezeigt ist, gibt es drei Luftströmungsflüsse P (P1, P2 und P3). Die Korrelationsbeziehung von diesen kann vorab durch Experimente und Simulation bestimmt werden.
Die Hauptannäherungsgleichungen, die die in 13 und 14 gezeigten Korrelationsbeziehungen angeben, können durch die nachfolgenden Gleichungen (13) und (14) ausgedrückt werden.
In den Annäherungsgleichungen (13) und (14) geben i und j jeweils die Ordnung an, und sind Kij und Aij jeweils Annäherungskoeffizienten.
Die durch die Gleichungen (13) und (14) ausgedrückten Hauptannäherungsgleichungen und das Kennfeld, das die in 13 und 14 gezeigten Korrelationsbeziehungen angibt, sind vorab in der Speichereinheit 41-1 gespeichert.
Wenn die Hauptannäherungsgleichungen in die Speichereinheit 41-1 gespeichert sind, ist es ausreichend, die Erweiterungsgleichungen einschließlich vorbestimmter Ordnungen zu speichern. I11 = ∑_i∑_j{K_ij·pⁱ·Ne^j} (13) β11 = ∑_i∑_j{(A_ij·pⁱ·Ne^j} (14)
Weiterhin sind in der Speichereinheit 41-1 die Nebenannäherungsgleichungen vorab gespeichert, die mit dem Winkelgeschwindigkeitsbefehlswert ωm* assoziiert sind. Die Nebenannäherungsgleichungen repräsentieren die Annäherungsbeziehung zwischen der Beziehung in Bezug auf die Amplitude I11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Amplitude I13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung und die Beziehung in Bezug auf die Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung.
Diese Nebenannäherungsgleichungen können durch die nachfolgenden Gleichungen (15) und (16) ausgedrückt werden. I13 = Km·I11 (15) β13 = β11 + ∆βm (16)
Dabei gibt Km einen Kompensationskoeffizienten an, und gibt Δβm einen Korrekturterm an.
Der erste Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35-1 berechnet die Amplitude I11 und die Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung auf der Grundlage des bestimmten Luftströmungsflusses P, der Drehzahl Ne des Motors 10 und der Hauptannäherungsgleichungen oder des Kennfeldes, die in der Speichereinheit 41-1 gespeichert sind.
Der zweite Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 36-1 berechnet die Amplitude I13 und die Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung auf der Grundlage der Amplitude I11 und der Phase β11 des Oberschwingungsstroms der elften Ordnung, der durch den ersten Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt 35-1 berechnet worden ist, und der Gleichungen (15) und (16) entsprechend dem Winkelgeschwindigkeitsbefehlswert ωm*.
Es ist akzeptabel, den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom zu verwenden und vorab in die Speichereinheit 14-1 die Annäherungsgleichungen (13) und (14) als die Hauptannäherungsgleichungen zu speichern, die die Korrelationsbeziehung zwischen jeder der Amplitude I13 und der Phase β13 des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung, dem Luftströmungsfluss P und der Drehzahl Ne des Motors 10 zeigen.
Es ist ebenfalls akzeptabel, den Oberschwingungsstrom der dreizehnten Ordnung als den Hauptoberschwingungsstrom zu verwenden und vorab das Kennfeld, das die Korrelationsbeziehung gemäß 15 und 16 repräsentiert, in die Speichereinheit 14-1 zu speichern.
15 zeigt eine Darstellung, die die Korrelationsbeziehung zwischen der Amplitude des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung, der Drehzahl des Motors und dem Luftströmungsfluss veranschaulicht, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert werden. 16 zeigt eine Darstellung, die eine Korrelationsbeziehung zwischen der Phase des Oberschwingungsstroms der dreizehnten Ordnung, der Drehzahl des Motors und dem Luftströmungsfluss veranschaulichen, wenn die elektromagnetische Kraftkomponente der zehnten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der zwölften Ordnung reduziert werden.
Die Steuerungsvorrichtung 30A gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel weist die nachfolgenden Wirkungen (6) bis (8) zusätzlich zu den Wirkungen (2) bis (5) auf, die durch die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsbeispielen erhalten werden.

(6) Gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel wurde die Korrelationsbeziehung zwischen den Befehlswerten, die die Last des Motors 10 beeinflussen, den Amplituden I11 und I13 sowie den Phasen β11, β13 der Oberschwingungsströme, die auf den Grundstrom zu überlagern sind, in der Speichereinheit 41-1 vorab gespeichert. Die Steuerungsvorrichtung 30A berechnet die Amplituden I11 und I13 sowie die Phasen β11 und β13 der auf den Grundstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung und der Befehlswerte. Das heißt, dass die Steuerungsvorrichtung 30A die Oberschwingungsströme IHU1, IVH1, IWH1, IUH2, IVH2 und IWH2 entsprechend den Befehlswerten in Bezug auf die Last des Motors 10 berechnet. Dementsprechend werden, auch wenn die Last des Motors 10 geändert wird, die Oberschwingungsströme entsprechend der Laständerung des Motors 10 auf den Grundwellenstrom überlagert. Dementsprechend ist es für die Steuerungsvorrichtung 30A möglich, effektiv elektromagnetische Kraftkomponenten zu reduzieren, die Geräusche verursachen, auch wenn die Befehlswerte, die die Laständerung des Motors 10 beeinflussen, variieren.
(7) Der Luftströmungsfluss P, d.h. die Last des Motors 10, wird entsprechend der Luftströmungsbetriebsart und der eingestellten Temperatur des fahrzeugeigenen Klimaanlagensystems geändert. Dementsprechend ist es für die Steuerungsvorrichtung 30A möglich, die Oberschwingungsströme entsprechend dem Luftströmungsbetriebsartbefehlswert A* und dem Temperaturbefehlswert T* zu berechnen, und die Oberschwingungsströme entsprechend der Laständerung des Motors 10 auf den Grundwellenstrom zu überlagern.
(8) Der Luftströmungsfluss P wird auf der Grundlage des Luftströmungsbetriebsartbefehlswerts A* und des Temperaturbefehlswerts T* bestimmt. Die Amplituden I11 und I13 sowie die Phasen β11 und β13 der Oberschwingungsströme werden auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung zwischen dem Luftströmungsfluss P, der Drehzahl Ne des Motors 10 und der Amplitude des Oberschwingungsstroms berechnet. Weiterhin werden die Phasen β11 und β13 der Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung zwischen dem Luftströmungsfluss P, der Drehzahl Ne des Motors 10 und der Phase des Oberschwingungsstroms berechnet. Die Steuerungsvorrichtung 30A kann die Oberschwingungsströme entsprechend der Last und der Drehzahl des Motors 10 auf den Grundwellenstrom überlagern.

(Andere Modifikationen)
Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die vorstehend beschriebenen ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiele begrenzt.
Die Phase des Grundwellenstroms wird aufgrund der Änderung der Last des Motors 10 unter dem Zustand geändert, in dem der Drei-Phasen-Grundwellenstrom sich nicht im Gleichgewicht befindet. Aus diesem Grund ist es akzeptabel, die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme als die Bedingungen des Grundwellenstroms, die vorbereitet und vorab in der Speichereinheit gespeichert sind, die Annäherungsgleichung, die die Amplitude der Oberschwingungsströme zeigen, die auf die Amplitude des Grundwellenstroms zu überlagern ist, und die Annäherungsgleichung zu verwenden, die die Phase der Oberschwingungsströme zeigen, die auf die Phase des Grundwellenstroms zu überlagern ist.
Gemäß jedem der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiele ist, wenn drei oder mehr Oberschwingungsströme auf den Grundwellenstrom überlagert werden, es ausreichend, zumindest einen von diesen als den Hauptgrundwellenstrom zu verwenden und die Hauptannäherungsbeziehung, die die Amplitude und die Phase des Grundwellenstroms und die Bedingungen des Grundwellenstroms repräsentiert, in die Speichereinheit 41, 41-1 zu speichern. Weiterhin ist es ausreichend, in die Speichereinheit 41, 41-1 die Nebenannäherungsgleichung zu speichern, die die Beziehung in der Amplitude und der Phase zwischen dem Hauptoberschwingungsstrom und die auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme repräsentiert. Dies ermöglicht es, nicht weniger als drei Oberschwingungsströme entsprechend den Bedingungen des Grundwellenstroms zu erhalten. In diesem Fall ist es ausreichend, vorab das Kennfeld als die Hauptannäherungsgleichung in die Speichereinheit 41, 41-1 zu speichern.
Jedes der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiele zeigt den Fall von M = 2. Jedoch ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht dadurch begrenzt. Die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme werden aufgrund der Bedingungen des Grundwellenstroms geändert, wenn M ein anderer Wert als 2 ist. Dementsprechend ist es, wenn M ein anderer Wert als 2 ist, ähnlich zu dem Verfahren, das gemäß den ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispielen jeweils gezeigt ist, ausreichend, vorab und in die Speichereinheit 41, 41-1 die Hauptannäherungsgleichung oder das Kennfeld in Bezug auf die Hauptannäherungsgleichung und die Nebenannäherungsgleichungen zu speichern. Die Hauptannäherungsgleichung und die Nebenannäherungsgleichungen werden aufgrund des Werts von M geändert.
Es ist ausreichend, den Unterdrückungsbereich der elektromagnetischen Kraft entsprechend den Charakteristiken des Motors zu bestimmen, und die Hauptannäherungsgleichung und die Nebenannäherungsgleichungen entsprechend dem Unterdrückungsbereich der elektromagnetischen Kraft vorzubereiten.
Es ist ebenfalls akzeptabel, Annäherungsgleichungen in Bezug auf die Bedingungen des Grundwellenstroms und die Amplitude und die Phase der Gesamtheit der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme zu erzeugen und die Annäherungsgleichungen in die Speichereinheit zu speichern. Das heißt, es ist möglich, die Hauptannäherungsgleichungen für die gesamten Oberschwingungsströme ohne Verwendung der Nebenannäherungsgleichung vorzubereiten. Obwohl dieses Verfahren zusätzliche Speichergröße erfordert, ist es möglich, das Kennfeld in Bezug auf die Korrelationsbeziehung der Hauptannäherungsgleichungen für die gesamten Oberschwingungsströme in die Speichereinheit zu speichern.
Es ist für die Steuerungsvorrichtung 30 möglich, sowohl das Steuerungsverfahren, das gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel erläutert worden ist, als auch das Steuerungsverfahren auszuführen, das gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel erläutert worden ist. Dies ermöglicht es für jede der Steuerungsvorrichtung 30 und der Steuerungsvorrichtung 30A, die elektromagnetische Kraft innerhalb des Unterdrückungsbereichs auf der Grundlage des Betriebszustands der Drehwinkelgeschwindigkeit ωm usw. des Motors 10 auszuwählen.
Die Steuerungsvorrichtung gemäß jedem der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiele überlagert die Oberschwingungsströme auf den Grundwellenstrom. Jedoch ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht durch die vorstehend beschriebenen ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiele begrenzt. Es ist akzeptabel, einen Oberschwingungsstrom einer ungradzahligen Ordnung auf den Grundwellenstrom zu überlagern. In diesem Fall ist es ausreichend, die Annäherungsgleichung oder das Kennfeld in Bezug auf die Bedingungen des Grundwellenstroms und der Amplitude und der Phase des auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberwellenstroms vorzubereiten und die Annäherungsgleichung oder das Kennfeld in die Speichereinheit 41, 41-1 zu speichern.
Es ist möglich, die Steuerungsvorrichtungen 30, 30A gemäß den ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispielen zu kombinieren. Das heißt, es ist möglich, in den Speicher vorab die Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen des Grundstroms und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme, die Korrelationsbeziehung zwischen den Befehlswerten und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme zu speichern. In diesem Fall schaltet die Steuerungsvorrichtung zwischen diesen Korrelationsbeziehungen zur Berechnung der Amplitude und der Phase der auf den Grundstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme. Weiterhin ist es akzeptabel, die Amplitude und die Phase der Oberschwingungsströme zu korrigieren, die auf der Grundlage der Bedingungen der Befehlswerte berechnet werden. Dies ermöglicht es, das Übergangsansprechen der auf den Grundstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme weiterhin zu verbessern.
Es ist akzeptabel, eine Beobachtereinheit zu verwenden, die in der Lage ist, einen in dem Motor 10 fließenden Antriebsstrom zu erfassen, anstelle dass der Stromsensor 15 verwendet wird. Das heißt, es ist möglich, die Beobachtereinheit zu verwenden, die in der Lage ist, den Stromwert des Grundwellenstroms zu beschaffen, anstelle dass der Stromwertbeschaffungsabschnitt wie das LPF 42 verwendet wird.
Es ist akzeptabel, ein Drehmoment des Motors 10 als den Steuerungswert des Motors 10 zu verwenden, anstelle dass die Winkelgeschwindigkeit verwendet wird.
Es ist möglich, einen Motor einer Bauart mit verteilter Wicklung zu verwenden, anstelle dass der Permamentmagnetsynchronmotor mit einer konzentrierten Drei-Phasen-Wicklung verwendet wird. Es ist ebenfalls möglich, außer den Motor einer Außenrotorbauart auch einen Motor einer Innenrotorbauart zu verwenden. Es ist ebenfalls möglich, das Konzept der vorliegenden Erfindung auf Motoren anzuwenden, die eine unterschiedliche Windungsart und Rotorart aufweisen, die Geräusche auf der Grundlage des Rotorresonanzphänomens verursachen können.
Weiterhin kann in Betracht gezogen werden, dass der Motor 10 lediglich Geräusche auf der Grundlage des Resonanzphänomens des Stators 12, oder einer Kombination des Stators 12 und des Rotors 10 erzeugt. Es ist möglich, das Konzept der Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf diese Fälle anzuwenden.
Es ist möglich, das Konzept der vorliegenden Erfindung außer auf zu den Drei-Phasen-Motoren auch auf einen Mehr-Phasen-Motor mit nicht weniger als vier Phasen anzuwenden. Es ist möglich, das Konzept der Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung außer auf Synchronmotoren der Permanentmagnetfeldbauart auch auf Synchronmotoren der Feldwicklungsbauart anzuwenden, bei der ein Rotor eine Feldwicklung aufweist.
Es ist möglich, das Konzept der Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung außer auf den Motor 10 auch auf verschiedene Bauarten von Motoren wie Gebläsemotoren anzuwenden. Es ist möglich, jedes der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsbeispiele auf Motoren anzuwenden, solange wie die Last des Motors variiert, auch wenn die Drehwinkelgeschwindigkeit ωm konstant ist.
Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, wird durch Fachleute anerkannt, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Einzelheiten im Licht der Gesamtlehre der Offenbarung entwickelt werden können. Dementsprechend sind die besonderen Anordnungen, die offenbart sind, lediglich als veranschaulichend und nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzend anzusehen, die durch die nachfolgenden Patentansprüche und alle Äquivalente davon definiert ist.
Eine Steuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine an einen Motor angelegte elektromagnetische Kraft zu unterdrücken, weist einen Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt und einen Betriebsabschnitt auf. Der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt berechnet Amplitude und Phase von jedem von Oberschwingungsströmen, die auf einen in den Phasenwicklungen des Stators des Motors fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage von Bedingungen in Bezug auf eine Laständerung des Motors. Der Betriebsabschnitt erzeugt und sendet Befehlssignale zu einem Wechselrichter, so dass die berechneten überlagerten Oberschwingungsströme in den Phasenwicklungen des Stators fließen.

Claims

Steuerungsvorrichtung (30, 30A) für eine rotierende elektrische Maschine (10), die in einem System einer rotierenden elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei das System der rotierenden elektrischen Maschine eine elektrische Leistungsumwandlungseinheit (20) und die rotierende elektrische Maschine (10) aufweist, wobei die rotierende elektrische Maschine (10) einen Stator (12), an den Phasenwicklungen (12U, 12V und 12W) gewickelt sind, wobei die elektrische Leistungsumwandlungseinheit einen Antriebsstrom den Phasenwicklungen des Stators zum Antrieb der elektrischen Maschine zuführt, wobei die Steuerungsvorrichtung aufweist: einen Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt, der in der Lage ist, Oberschwingungsströme zu berechnen, die auf einem Grundwellenstrom zu überlagern sind, der den Phasenwicklungen des Stators zuzuführen ist, um elektromagnetische Kraftkomponenten zu unterdrücken, die die rotierende elektrische Maschine beeinflussen, und einen Betriebsabschnitt, der in der Lage ist, die elektrische Leistungsumwandlungseinheit derart zu betreiben, dass der Antriebsstrom einschließlich der berechneten Oberschwingungsströme, die auf den Grundwellenstrom überlagert worden sind, in den Phasenwicklungen des Stators fließt, und wobei der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage von Bedingungen entsprechend einer Last der rotierenden elektrischen Maschine berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Beschaffungsabschnitt, der in der Lage ist, den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu erfassen, wobei die Bedingungen entsprechend der Last der rotierenden elektrischen Maschine Bedingungen des in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstroms sind, und der Oberwellenstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der Grundwellenströme, die auf den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen des Grundwellenstroms und der Amplitude und der Phase der Grundwellenströme und der durch den Beschaffungsabschnitt erfassten Bedingungen des Grundwellenstroms berechnet, wobei die Korrelationsbeziehung vorab bestimmt worden ist.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Beurteilungsabschnitt, der in der Lage ist, Bedingungen von Befehlswerten zu beurteilen, die durch eine andere Steuerungsvorrichtung erzeugt und gesendet werden, wobei die Bedingungen der Befehlswerte die Last der rotierenden elektrischen Maschine beeinflussen, und der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Korrelationsbeziehung zwischen der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme und der durch den Beurteilungsabschnitt beurteilten Bedingungen des Grundwellenstroms berechnet, wobei die Korrelationsbeziehung vorab bestimmt worden ist.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Beschaffungsabschnitt, der in der Lage ist, den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu erfassen, und einem Beurteilungsabschnitt, der in der Lage ist, die Bedingungen von Befehlswerten zu beurteilen, die durch eine andere Steuerungsvorrichtung erzeugt und von dieser gesendet werden, wobei die Bedingungen des in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstroms und die Bedingungen der Befehlswerte die Last der rotierenden elektrischen Maschine beeinflussen, eine erste Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen des Grundwellenstroms und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme und eine zweite Korrelationsbeziehung zwischen den Bedingungen der Befehlswerte und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme vorab bestimmt worden sind, und der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der ersten Korrelationsbeziehung und der durch den Beschaffungsabschnitt beschafften Bedingungen des Grundwellenstroms oder der zweiten Korrelationsbeziehung und der durch den Beurteilungsabschnitt beurteilten Bedingungen der Befehlswerte berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungsvorrichtung die Amplitude des Grundwellenstroms als die Bedingungen des Grundwellenstroms verwendet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die rotierende elektrische Maschine eine Ventilatoreinheit bildet und die Steuerungsvorrichtung eine Luftströmungsbetriebsart als die Bedingungen der Befehlswerte verwendet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 6, wobei die Steuerungsvorrichtung eine eingestellte Temperatur als die Bedingungen der Befehlswerte verwendet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 7, wobei der Beurteilungsabschnitt einen Befehlswert einer Drehwinkelgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Maschine beurteilt, der durch die andere Steuerungsvorrichtung erzeugt und gesendet wird.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 8, wobei der Beurteilungsabschnitt einen Luftströmungsfluss, durch den die geblasene Luft aus der Ventilatoreinheit zugeführt wird, auf der Grundlage der Luftströmungsbetriebsart und der eingestellten Temperatur als die Befehlswerte beurteilt, und die Steuerungsvorrichtung als die Korrelationsbeziehungen zwischen den Bedingungen der Befehlswerte und der Amplitude und der Phase der Oberschwingungsströme eine Beziehung zwischen dem Luftströmungsfluss, der Winkelgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Maschine und der Amplitude der Oberschwingungsströme und eine Beziehung zwischen dem Luftströmungsfluss, der Winkelgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Maschine und der Phase der Oberschwingungsströme verwendet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 5, wobei der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme entsprechend einer Erhöhung der Amplitude des Grundwellenstroms erhöht, die durch den Beschaffungsabschnitt erfasst wird.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei eine Winkelgeschwindigkeit der K-ten Ordnung das K-fache (wobei K eine Ganzzahl von nicht weniger als 2 ist) einer variablen Winkelgeschwindigkeit des in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstroms ist, ein Oberwellenstrom der K-ten Ordnung eine Winkelgeschwindigkeit der K-ten Ordnung als eine variable Winkelgeschwindigkeit aufweist, eine elektromagnetische Kraftkomponente einer K-ten Ordnung eine Winkelgeschwindigkeit der K-ten Ordnung aufweist, und die rotierende elektrische Maschine beeinflusst, wobei, wenn der Unterdrückungsbereich der elektromagnetischen Kraft von einer L-ten Ordnung (wobei L eine gradzahlige Zahl von nicht weniger als 2 ist) bis (N – 2)-ter Ordnung (wobei N eine grade Zahl von nicht weniger als 2 ist), die größer als die L-te Ordnung ist, oder von der L-ten Ordnung bis zu der (N + 2)-ten Ordnung ist, die kleiner als die L-te Ordnung ist, der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt eine Vielzahl von gradzahligen Oberschwingungsströmen innerhalb eines Ordnungsbereichs von der L-ten Ordnung bis zu der N-ten Ordnung berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 11, wobei zumindest einer der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme ein Hauptoberschwingungsstrom ist, und die Steuerungsvorrichtung weiterhin eine Speichereinheit aufweist, die in der Lage ist, eine Hauptannäherungsgleichung oder ein Kennfeld und Nebenannäherungsgleichungen zu speichern, wobei die Hauptannäherungsgleichung oder das Kennfeld eine Korrelationsbeziehung der Oberschwingungsströme repräsentiert, und die Nebenannäherungsgleichungen eine Beziehung zwischen der Amplitude und der Phase der anderen Oberschwingungsströme als die Hauptoberschwingungsströme, die auf den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, und der Amplitude und der Phase der Hauptoberschwingungsströme repräsentieren, und der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der Hauptannäherungsgleichung oder des Kennfeldes und der Nebenannäherungsgleichungen berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 11, weiterhin mit einer Speichereinheit, die in der Lage ist, Annäherungsgleichungen zu speichern, die jeweils eine Korrelationsbeziehung von jedem der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströmen repräsentieren, wobei der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt die Amplitude und die Phase der auf den Grundwellenstrom zu überlagernden Oberschwingungsströme auf der Grundlage der in der Speichereinheit gespeicherten Annäherungsgleichung berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Unterdrückungsbereich die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung aufweist, und der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei, wenn der Unterdrückungsbereich die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung enthält, der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 12, wobei, wenn der Unterdrückungsbereich die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M – 2)-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung enthält, die Speichereinheit die Hauptannäherungsgleichung oder das Kennfeld, die bzw. das die Korrelationsbeziehung von einem des Oberschwingungsstroms der (6M – 2)-ten und des Oberschwingungsstroms der (6M + 1)-ten Ordnung repräsentiert, und die Nebenannäherungsgleichungen speichert, die die Beziehung zwischen der Amplitude und der Phase des Oberschwingungsstroms der (6M – 1)-ten Ordnung und der Amplitude und der Phase des Oberschwingungsstroms der (6M + 1)-ten Ordnung repräsentieren, und der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung, die auf den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Hauptannäherungsgleichung oder des Kennfeldes und der Nebenannäherungsgleichungen berechnet.
Steuerungsvorrichtung (30, 30A) nach Anspruch 12 oder 16, wobei, wenn der Unterdrückungsbereich die elektromagnetische Kraftkomponente der 6M-ten Ordnung und die elektromagnetische Kraftkomponente der (6M + 2)-ten Ordnung enthält, die Speichereinheit die Hauptannäherungsgleichung oder das Kennfeld, die die Korrelationsbeziehung zwischen einem des Oberschwingungsstroms der (6M – 1)-ten Ordnung und des Oberschwingungsstroms der (6M + 1)-ten Ordnung repräsentieren, und die Nebenannäherungsgleichungen speichert, die die Beziehung zwischen der Amplitude und der Phase des Oberschwingungsstroms der (6M – 1)-ten Ordnung und der Amplitude und der Phase des Oberschwingungsstroms der (6M + 1)-ten Ordnung repräsentieren, und der Oberschwingungsstromberechnungsabschnitt den Oberschwingungsstrom der (6M – 1)-ten Ordnung und den Oberschwingungsstrom der (6M + 1)-ten Ordnung, die auf den in den Phasenwicklungen des Stators fließenden Grundwellenstrom zu überlagern sind, auf der Grundlage der Hauptannäherungsgleichung oder des Kennfeldes und den Nebenannäherungsgleichungen berechnet.