JP2006311766A - モータ駆動システム及びモータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信装置のノイズレベルを低減する。
【解決手段】 駆動装置１１でモータ１０を駆動し、制御装置１５で駆動装置１１に制御信号を出力するモータ駆動システムにおいて、制御装置１５に、受信装置１３の受信チャンネルの周波数である受信周波数とＥＭＩノイズから両側ノイズレベルを検出する両側ノイズレベル検出手段１６と、両側ノイズレベルからキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定手段１７と、キャリア周波数決定手段１７で決定された周波数に応じたキャリア信号を発生するキャリア信号発生手段１８と、キャリア信号と電流指令信号から制御信号を生成する制御信号発生手段１９とを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、三相交流電力でモータを駆動するモータ駆動システム及びモータ駆動方法に関するものである。

従来のモータ駆動システム及びモータ駆動方法は、制御装置からの制御信号で駆動装置の半導体スイッチング素子を制御し、直流電源からの電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力でモータを駆動する構成である。

このような構成においては、電力変換の際、及び電力から物理的な動力への変換の際に電磁気ノイズ（以降、ＥＭＩ(Electro-Magnetic Interference)ノイズと記載する。）が発生することが知られている。その具体例としては、駆動装置内部における半導体スイッチの開閉によるスイッチングノイズが直流電源と駆動装置の間のケーブルに伝達され発生する放射ノイズ、駆動装置とモータの間のケーブルに三相交流電力を伝達する時に発生する放射ノイズ、モータ内部においてモータを回転させるための磁界の変化に伴い発生するノイズ、制御装置における信号処理において発生するノイズ、等がある。

これらのＥＭＩノイズは、電子機器等に対して誤動作を誘発したり、ラジオ受信機をはじめ様々な通信機器への通信障害を招いたりする恐れがある。このため、ＥＭＩノイズを抑制するための様々な対策手法が実施されている。ステッピングモータを例に以下説明する。

現在、広く用いられている電流制御ステッピングモータは、Ｈブリッジ構成のスイッチング素子を、定められたシーケンスにより順次オン／オフ制御することによって、モータを正回転または逆回転させる方法で制御している。この構成では、ステッピングモータの駆動パルスに対してパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行うことで平均駆動電流を増減させ、速度制御等を行うことが出来る。

このように電流駆動ステッピングモータをＰＷＭ制御により駆動する場合、ＰＷＭ電流波形の基本周波数およびその高調波周波数のスイッチングノイズが発生し、周辺で動作中のラジオあるいは通信機器の動作に影響を及ぼし、耳障りな雑音あるいは機器の誤動作等が生じる問題がある。

このスイッチングノイズ成分の抑圧法として、下記「特許文献１」に開示されたステッピングモータ制御装置がある。これは、所定の周波数範囲内を正弦波状に変化するようにＰＷＭ電流波形の基本周波数、即ち、ステッピングモータ駆動用のキャリア周波数を周波数変調する方法である。かかる周波数変調により、ＰＷＭ制御の基本周波数を含むスペクトル構造が時間的に変化することになり、時間平均としてノイズレベルを低減させている。

特開平７―９９７９５号公報

しかし、ステッピングモータの駆動に伴い発生する高調波のノイズは、キャリア周波数によるもののみではなく、上述した様々な要因によるノイズが含まれている。従って、キャリア周波数による放射ノイズのピークは、前述した従来の技術であるキャリア信号の基本周波数を正弦波状に変化させることで、時間平均としてノイズレベルを低減させたとしても、他の要因によるノイズは依然として存在し、放射ノイズのピークが発生する。従って、この放射ノイズのピークが、ラジオ、通信機器等の受信装置の受信チャンネルに入った場合、受信機器に障害を及ぼす可能性がある。

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、受信装置のノイズレベルを低減することができるモータ駆動システム及びモータ駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明においては、モータを駆動する駆動装置に制御用の制御信号を出力する制御装置に、受信装置の受信周波数とＥＭＩノイズから隣接帯域ノイズレベルを検出する隣接帯域ノイズレベル検出手段と、隣接帯域ノイズレベルからキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定手段と、決定されたキャリア周波数に応じたキャリア信号を発生するキャリア信号発生手段と、キャリア信号と電流指令信号から制御信号を発生する制御信号発生手段とを設ける。

本発明においては、隣接帯域ノイズレベルが最小になるようにキャリア周波数を決定することができるから、受信装置のノイズレベルを低減することができる。

第１の実施の形態
図１は、第１の実施の形態の基本構成を示す図である。１０は制御対象のモータ、１１は、モータ１０を制御信号に応じて駆動する駆動装置、１２は、モータ１０に駆動装置１１を介して電力を供給するバッテリ、１５は、駆動装置１１に制御信号を出力する制御装置、１３は受信装置、１４は、制御装置１５に電流指令信号を出力する電流指令手段である。

かかる構成において、バッテリ１２からの直流電力が駆動装置１１により三相交流電力に変換され、モータ１０に伝達され、同時に駆動装置１１は、制御装置１５からの制御信号を受けて、内部の半導体スイッチング素子をオン／オフすることによって、直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力でモータ１０を駆動し、モータ１０を電流指令信号に応じた速度で回転させる。

制御装置１５は、受信装置１３の受信チャンネルの周波数である受信周波数とＥＭＩノイズから、両側ノイズレベル（説明後述）を検出する両側ノイズレベル検出手段（隣接帯域ノイズレベル検出手段）１６と、両側ノイズレベルからキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定手段１７と、決定されたキャリア周波数に応じたキャリア信号を発生するキャリア信号発生手段１８と、キャリア信号と電流指令信号から制御信号を発生する制御信号発生手段１９とを有する。

図２は、受信装置１３における受信チャンネル及びＥＭＩノイズの周波数帯域とノイズレベルの概念をラジオ局のチャンネル周波数を用いて示した図である。横軸はラジオ局のチャンネル周波数（受信周波数）及びＥＭＩノイズの周波数で、縦軸はそのノイズレベルをとってある。周波数ｆchは選局しているラジオ局の受信周波数であり、周波数ｆob1、ｆob2は、受信周波数ｆchの両側の帯域の周波数である。即ち、日本の場合、ラジオ局のチャンネル周波数帯域は約９kHzであり、１つのチャンネル周波数帯域の隣の周波数帯域には別のラジオ局のチャンネル周波数帯域が入ることはなく、受信周波数ｆchを決定すれば、両側の帯域の周波数ｆob1、ｆob2は自動的に定まる。

図２において、２１は、受信周波数ｆchの周波数帯域である受信周波数帯域、２０は、受信周波数ｆchより低い周波数ｆob1の周波数帯域である下側周波数帯域、２２は、受信周波数ｆchより高い周波数ｆob2の周波数帯域である上側周波数帯域、２３は、モータ駆動システムから発生するＥＭＩノイズのノイズスペクトルである。ＥＭＩノイズは、ＰＷＭ制御の基本周波数（キャリア周波数）を含むスペクトル構造が時間的に変化することで、そのノイズスペクトル２３は、下側周波数帯域２０から上側周波数帯域２２の全範囲に渡り、平均化されて存在している。このため、ラジオにとって、選局したラジオ局の受信周波数ｆchのラジオ信号と受信周波数帯域２１に存在するＥＭＩノイズとを区別することは困難である。

しかし、下側周波数帯域２０と、上側周波数帯域２２に存在するＥＭＩノイズが小さければ、受信周波数帯域２１に存在するＥＭＩノイズも小さいと推定できる。また、ＥＭＩノイズのノイズレベルは、ＥＭＩノイズのスペクトル構造の変化量により変化する。従って、下側周波数帯２０と上側周波数帯域２２に入るＥＭＩノイズのノイズレベルを検出し、ＥＭＩノイズのスペクトル構造の変化量を変更することで、受信周波数帯２１に入るＥＭＩノイズを最小とするスペクトル構造の変化量を決定でき、受信周波数ｆchへのＥＭＩノイズの障害を低減することができる。

図３は、両側ノイズレベル検出手段の基本構成を示す図である。両側ノイズレベル検出手段１６は、ＥＭＩノイズレベルを検出する、第１のノイズレベル検出手段４２及び第２のノイズレベル検出手段４３と、受信装置１３からの受信チャンネル信号から受信チャンネルの周波数である受信周波数ｆchを検出し、下側周波数帯域２０の周波数ｆob1を第１のノイズレベル検出周波数として第１のノイズレベル検出手段４２に設定し、上側周波数帯域２２の周波数ｆob2を第２のノイズレベル検出周波数として第２のノイズレベル検出手段４３に設定する受信周波数検出手段４１と、第１のノイズレベル検出手段４２の出力と、第２のノイズレベル検出手段４３の出力とを加算する加算手段４４とを有し、第１のノイズレベル検出手段４２は、ＥＭＩノイズから、第１のノイズレベル検出周波数ｆob1のノイズレベルＰ1を検出し、第２のノイズレベル検出手段４３は、ＥＭＩノイズから、第２のノイズレベル検出周波数ｆob2のノイズレベルＰ2を検出する。

図４は、ノイズレベル検出手段の基本構成を示す図である。第１、第２のノイズレベル検出手段４２、４３は同一構造であり、第１のノイズレベル検出手段４２について以下説明する。第１のノイズレベル検出手段４２は、受信周波数検出手段４１からの周波数ｆob1を用いて局部発信信号を出力する局部発信回路５３と、ＥＭＩノイズと局部発信信号から混合信号を出力する混合回路５１と、入力された混合信号から中間周波数ｆIF以外の信号を除去するフィルタ５２とを有する。なお、本ノイズレベル検出手段の構成は、ラジオ受信機やスペクトラムアナライザ等で用いられるスーパヘテロダイン方式と呼ばれる方式を利用したものである。

かかる構成における、観測周波数ｆob1におけるＥＭＩノイズのノイズレベルの検出方法について説明する。先ず、局部発信回路５３は、受信周波数検出手段４１から観測周波数ｆob1を入力し、観測周波数ｆob1と中間周波数ｆIFとの和となる周波数ｆoscの局部発信信号を発生させ、混合回路５１に出力する。一方、混合回路５１は、ＥＭＩノイズと局部発信信号から、観測周波数ｆob1を中間周波数ｆIFに変換する。中間周波数ｆIFはフィルタ５２に出力され、フィルタ５２では中間周波数ｆIF以外の成分が除去され、中間周波数ｆIFの成分のみが出力される。この出力されたノイズレベルＰ1が、観測周波数ｆob1におけるノイズレベルとなる。

図５は、キャリア信号発生手段の基本構成を示す図である。キャリア信号発生手段１８は、キャリア周波数決定手段１７からのキャリア周波数に基づき信号を発生させる第１の発振手段３０と、第１の発振手段３０から出力された信号を変調する第２の発振手段３１とを有している。

かかる構成とすることにより、キャリア周波数決定手段１７で決定されたキャリア周波数が、第１の発振手段３０に入力され、第１の発振手段３０は入力されたキャリア周波数に応じた信号を発生する。第２の発振手段３１は、第１の発振手段から出力された信号を変調するもので、一定の変調周波数ｆcmの信号を出力する。その結果、第１の発振手段３０の出力信号に変調がかけられ、変調された周波数信号、即ちキャリア信号が制御信号発生手段１９に出力される。

図６は、ノイズピークが受信周波数ｆchを含まないようにするためのキャリア周波数決定手順を示すフローチャートである。先ず、Ｓ１０で、キャリア周波数の値をｆc、変調周波数の値をｆcmとし、いずれも一定値としてモータ１０を駆動装置１１で駆動させる。この状態で受信装置１３がオンされると、Ｓ１１で、受信装置１３から受信周波数ｆchを両側ノイズレベル検出手段１６の受信周波数検出手段４１が受け取り、Ｓ１２で、受信周波数検出手段４１が、第１、第２のノイズレベル検出手段４２、４３に周波数ｆob1、ｆob2を設定する。次に、Ｓ１３でｎ＝１に設定し、Ｓ１４に進み、第１、第２のノイズレベル検出手段４２、４３は、周波数ｆob1、ｆob2のＥＭＩノイズのノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出し、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を加算手段４４に出力する。

次に、Ｓ１５で、加算手段４４においてノイズレベルＰ1とノイズレベルＰ2を加算し、加算結果Ｅ1をキャリア周波数決定手段１７に出力する。次に、Ｓ１６でｎ≧２を判定し、ｎ≧２が成立しないからＳ１９に進み、キャリア周波数決定手段１７はＡ＝Δｆcとし、Ｓ２１でキャリア周波数ｆcにＡ（＝Δｆc）を加えて（ｆc＝ｆc＋Ａ）、キャリア周波数ｆcを変化させ、Ｓ２２でｎ＝ｎ＋１(＝２)に設定し、Ｓ１４に戻り、周波数ｆob1、ｆob2のＥＭＩノイズのノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出し、Ｓ１５で加算結果Ｅ2を求める。

次に、Ｓ１６でｎ≧２が成立するから、Ｓ１７に進み、キャリア周波数決定手段１７はＥ2＜Ｅ1を判定し、Ｅ2＜Ｅ1が不成立ならＳ２０に進む。Ｓ２０でＡの符号を変更（Ａ＝−Δｆc）し、Ｓ２１に進み、以後、前述と同様の手順となる。

そして、Ｓ１７でＥ2＜Ｅ1が成立したときにはＳ１８に進み、Ｅn＞Ｅn-1の条件（減少から増加に変化する）になるまで、キャリア周波数決定手段１７はキャリア周波数ｆcを変化させ、両側ノイズレベル検出手段１６は、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出する。Ｓ１８でＥn＞Ｅn-1の条件になったとき、Ｅn-1の状態がノイズレベルが最小であると判断し、Ｓ２３で、キャリア周波数決定手段１７は、キャリア周波数ｆc-Ａをノイズレベルが最小となるキャリア周波数として決定する。

即ち、キャリア周波数決定手段１７は、両側ノイズレベル検出手段１６から、受信周波数ｆchの受信周波数帯域２１の両側の周波数帯域である、下側周波数帯域２０と上側周波数帯域２２の両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を受け取り、キャリア周波数ｆcを微小（Δｆc）変化させる度に、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2の加算結果を比較することで両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2の加算結果が最小となるキャリア周波数ｆcを決定することができる。

即ち、本実施の形態のモータ駆動方法においては、電流指令手段１４が制御装置１５に電流指令信号を出力し、制御装置１５が駆動装置１１に制御信号を出力し、バッテリ１２がモータ１０に駆動装置１１を介して電力を供給し、駆動装置１１がモータ１０を制御信号に応じて駆動するモータ駆動方法において、制御装置１５は、両側ノイズレベル検出手段１６で受信装置１３の受信周波数ｆchとＥＭＩノイズから両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出し、キャリア周波数決定手段１７で両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2から、キャリア周波数ｆcを決定し、キャリア信号発生手段１８でキャリア周波数ｆcに応じたキャリア信号を発生し、制御信号発生手段１９でキャリア信号と電流指令信号から制御信号を生成する。

図７は、モータ駆動システムを動作させた場合にモータ駆動システムから発生するＥＭＩノイズのノイズスペクトルを示した図である。横軸に周波数を、縦軸に電界強度をとってある。キャリア周波数がｆcaの場合を実線で、キャリア周波数がｆcbの場合を破線で示してある。このノイズスペクトルの観測結果から、モータ駆動システムが動作する場合に発生するＥＭＩノイズのノイズスペクトル（包絡線で示されるスペクトル）は、凹凸状に形成されていることがわかる。以下、後者の凸をなしている帯域をノイズピークと呼ぶ。このノイズピークはキャリア周波数ｆcに依存することがわかる。

例えば、受信周波数ｆchのＥＭＩノイズの影響を受けてしまうラジオ等の受信装置１３があった場合、受信周波数ｆchのみの出力だけでは、必要な信号とＥＭＩノイズを判断することは困難である。そこで本発明のポイントである受信周波数ｆchの下側周波数帯域２０と上側周波数帯域２２のノイズレベルＰ1、Ｐ2から、受信周波数ｆchのノイズレベルを推測することで、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2が最小となるキャリア周波数ｆcに設定することができ、受信周波数ｆchでノイズピークを形成しないようにできる。その結果、受信周波数ｆchにおいてＥＭＩノイズの影響を抑制することができる。つまり、図７において受信周波数ch1の場合には、キャリア周波数ｆcbを選択し、受信周波数ch2の場合には、キャリア周波数ｆcaを選択することで、ＥＭＩノイズの影響を抑制することができる。

以上説明したごとく、本実施の形態のモータ駆動システム及びモータ駆動方法においては、制御装置１５に、受信装置１３からの受信周波数ｆchとＥＭＩノイズから両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出する両側ノイズレベル検出手段１６と、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2から、キャリア周波数ｆcを決定するキャリア周波数決定手段１７と、キャリア周波数決定手段１７で決定されたキャリア周波数ｆcに対応してキャリア信号を発生するキャリア信号発生手段１８と、キャリア信号と電流指令信号から制御信号を発生する制御信号発生手段１９とを有する構成にすることで、受信装置１３の受信周波数帯域２１にＥＭＩノイズのノイズスペクトルのピークが入らないようにすることが可能となり、その帯域にＥＭＩノイズが入ることにより影響を受けるラジオ等の受信装置１３のノイズレベルを低減することができる。

更に、両側ノイズレベル検出手段１６は、第１、第２のノイズレベル検出手段４２、４３と、受信周波数ｆchより低い周波数帯域の周波数ｆob1を第１のノイズレベル検出周波数として第１のノイズレベル検出手段４２に設定し、受信周波数ｆchより高い周波数帯域の周波数ｆob2を第２のノイズレベル検出周波数として第２のノイズレベル検出手段に設定する受信周波数検出手段４１と、第１のノイズレベル検出手段４２の出力と、第２のノイズレベル検出手段４３の出力とを加算する加算手段４４とを有し、第１のノイズレベル検出手段４２は、ＥＭＩノイズから、第１のノイズレベル検出周波数のノイズレベルＰ1を検出し、第２のノイズレベル検出手段４３は、ＥＭＩノイズから、第２のノイズレベル検出周波数のノイズレベルＰ2を検出する構成であり、受信周波数帯域２１の両側の周波数帯域２０、２２のＥＭＩノイズのノイズレベルを検出するから、より正確に受信周波数ｆchの存在する受信周波数帯域２１のノイズレベルを推定することができる。

第２の実施の形態
図８は、第２の実施の形態のキャリア信号発生手段の基本構成を示す図である。キャリア信号発生手段６０は、キャリア周波数決定手段１７からのキャリア周波数ｆcに応じた電圧を発生させる電圧発生手段６１と、電圧発生手段６１からの電圧に応じたキャリア信号を発生させる電圧制御発振手段６２と、電圧制御発振手段６２からの出力を積分する積分手段６３と、一定の周波数ｆcmの変調信号を出力し、積分手段６３の積分結果の信号を変調する発振手段６４とを有する。

かかる構成において、電圧発生手段６１は、キャリア周波数決定手段１７からの決定されたキャリア周波数ｆcを受け取り、それを電圧出力として電圧制御発振手段６２へ出力する。電圧制御発振手段６２はその電圧に応じた矩形波の周波数信号を積分手段６３に出力する。積分手段６３は、電圧制御発振手段６２から出力された矩形波の周波数信号を積分することで三角波を生成し、発振手段６４は、この積分手段６３から出力された三角波を変調信号で変調する。

このような構成にすることにより、キャリア信号発生手段６０を小型化できる効果が得られる。

第３の実施の形態
図９は、第３の実施の形態の制御装置の基本構成を示す図である。制御装置７０は、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2から変調周波数ｆmを決定し、キャリア信号発生手段７３に出力する変調周波数決定手段７１を有し、キャリア信号発生手段７３は、変調周波数決定手段７１からの出力と、キャリア周波数決定手段１７からの出力とを用いてキャリア信号ｆcを発生させ、制御信号発生手段１９に出力する。

図１０は、キャリア信号発生手段の基本構成を示す図である。キャリア信号発生手段７３は、キャリア周波数決定手段１７で決定されたキャリア周波数ｆcに基づき信号を発生する第１の発振手段３０と、変調周波数決定手段７１で決定された変調周波数ｆmに基づき変調信号を出力し、第１の発振手段３０から出力された信号を変調する第２の発振手段８１とを有する。

かかる構成において、キャリア周波数決定手段１７で決定されたキャリア周波数ｆcが第１の発振器３０に入力され、第１の発振手段３０は、入力されたキャリア周波数ｆcと同じ周波数の信号を発生する。第１の発振手段３０の信号を変調する第２の発振手段８１は変調周波数決定手段７１で決定された変調周波数ｆmの変調信号を出力する。その結果、第１の発振手段３０の出力に変調がかけられたキャリア信号ｆcがキャリア信号発生手段７３から出力される。

図１１に変調周波数を決定するフローチャートを示す。先ず、Ｓ３０で、キャリア周波数決定手段１７により得られるキャリア周波数の値をｆcとし、Ｓ３１で変調周波数決定手段７１により得られる変調周波数の値をｆmとしてモータ駆動システムを動作させる。次に、Ｓ３２でｋ＝１としてＳ３３に進む。Ｓ３３で両側ノイズレベル検出手段１６の第１、第２のノイズレベル検出手段４２、４３により両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出する。次に、Ｓ３４で加算手段４４により、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を加算し、加算結果Ｅ1を得る。次に、Ｓ３５でｋ≧２を判定し、ｋ≧２が不成立であるから、Ｓ３８に進み、変調周波数決定手段７１はＢ＝ΔｆmとしてＳ４０に進む。次に、Ｓ４０で変調周波数ｆmにＢ（＝Δｆm）を加えて変化させ、Ｓ４１でｋ＝ｋ＋１（＝２）とし、Ｓ３３に進み、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出する。次に、Ｓ３４で両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を加算した結果をＥ2とする。次に、Ｓ３５でｋ≧２が成立するから、Ｓ３６に進み、変調周波数決定手段７１はＥ2＜Ｅ1を判定し、Ｅ2＜Ｅ1が不成立ならＳ３９に進む。Ｓ３９でＢの符号を変更（Ｂ＝−Δｆm）し、Ｓ４０に進み、以後、前述と同様の手順となる。

そして、Ｓ３６でＥk＜Ｅ1が成立したときは、Ｓ３7に進み、Ｅk−Ｅk-1＜Ｃ（Ｃは定数）の条件になるまで変調周波数決定手段７１は、変調周波数fmを変化させ、両側ノイズレベル検出手段１６は両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出する。Ｓ３７で、Ｅk−Ｅk-1＜Ｃの条件になったとき、Ｅk-1の状態がノイズレベルが最小であると判断し、Ｓ４２で、変調周波数決定手段７１は、変調周波数ｆm−Ｂをノイズレベルが最小となる変調周波数として決定する。即ち、Ｓ３６でＥkがＥ1より減少した場合、Ｂ＝Δｆmとして更に変調周波数ｆmにＢを加え変化させる。ＥkがＥ1より増加した場合、Ｓ３９でＢ＝−Δｆmとして変調周波数ｆmにＢを加え変化させる。この作業で変調周波数ｆmを変化する向きを決める。次に変調周波数ｆmの変化の向きが決まれば、Ｅk−Ｅk-1＜Ｃ（Ｃは定数）の条件になるまで、つまり、変調周波数ｆmを変化させても両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2の加算結果Ｅkが変化しなくなるまで、変調周波数ｆmを変化させる。

本実施の形態においては、制御装置７０は変調周波数決定手段７１を有するから、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2の加算結果Ｅが最小になるように変調周波数ｆmを決定することができるので、受信装置１３のノイズレベルをより低減することができる。

第４の実施の形態
第１〜第３の実施の形態において、受信装置１３の受信周波数ｆchの変更を検出し、受信周波数ｆchが変更された場合にのみ、キャリア周波数決定手段１７によりキャリア周波数ｆcを決定し、変調周波数決定手段７１により変調周波数ｆmを決定する。

このような構成とすることで、ＥＭＩノイズのノイズピークは変化しなくとも、受信周波数ｆchが変化することで、ノイズピークの周波数帯域に受信周波数ｆchが入ることによるラジオ等の受信装置１３の障害を抑制することが可能となる。更に、受信周波数ｆchが変化した場合にのみキャリア周波数決定手段１７、変調周波数決定手段７１を動作させることが可能となり、制御装置７０に関連する機器類の消費エネルギーを抑制することができる。

なお、上述実施の形態においては、隣接帯域ノイズレベルとして、下側、上側の周波数帯域２０、２２のノイズレベルである両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2を検出し、両側ノイズレベルＰ1、Ｐ2の加算結果からキャリア周波数ｆc、変調周波数ｆmを決定したが、隣接帯域ノイズレベルとして、ノイズレベルＰ1、Ｐ2のいずれか一方を検出し、ノイズレベルＰ1、Ｐ2のいずれか一方からキャリア周波数ｆc、変調周波数ｆmを決定してもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、上記の実施の形態のいずれかを組み合わせてもよい。

第１の実施の形態のモータ駆動システムの基本構成を示す図である。 受信チャンネル及びＥＭＩノイズの周波数帯域とノイズスペクトルの関係を示す図である。 第１の実施の形態の両側ノイズレベル検出手段の基本構成を示す図である。 第１の実施の形態のノイズレベル検出手段の基本構成を示す図である。 第１の実施の形態のキャリア信号発生手段の基本構成を示す図である。 第１の実施の形態のキャリア周波数の決定手順を示すフローチャートである。 モータ駆動システムから発生するＥＭＩノイズのノイズスペクトルの一例を示す図である。 第２の実施の形態のキャリア信号発生手段の基本構成を示す図である。 第３の実施の形態の制御装置の基本構成を示す図である。 第３の実施の形態のキャリア信号発生手段の基本構成を示す図である。 第３の実施の形態の変調周波数の決定手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…モータ １１…駆動装置
１２…バッテリ １３…受信装置
１４…電流指令手段 １５…制御装置
１６…両側ノイズレベル検出手段 １７…キャリア周波数決定手段
１８…キャリア信号発生手段 １９…制御信号発生手段

Claims (9)

1. モータと、前記モータを制御信号に応じて駆動する駆動装置と、前記モータに前記駆動装置を介して電力を供給するバッテリと、前記駆動装置に前記制御信号を出力する制御装置と、前記制御装置に電流指令信号を出力する電流指令手段とを有するモータ駆動システムにおいて、
   前記制御装置は、受信装置の受信チャンネルの周波数である受信周波数とＥＭＩノイズから隣接帯域ノイズレベルを検出する隣接帯域ノイズレベル検出手段と、前記隣接帯域ノイズレベルからキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定手段と、前記決定されたキャリア周波数に応じたキャリア信号を発生するキャリア信号発生手段と、前記キャリア信号と前記電流指令信号から前記制御信号を発生する制御信号発生手段とを有することを特徴とするモータ駆動システム。
2. 前記隣接帯域ノイズレベル検出手段は、第１、第２のノイズレベル検出手段と、前記受信装置の受信チャンネル信号から前記受信周波数を検出し、前記受信周波数より低い周波数帯域の周波数を第１のノイズレベル検出周波数として前記第１のノイズレベル検出手段に設定し、前記受信周波数より高い周波数帯域の周波数を第２のノイズレベル検出周波数として前記第２のノイズレベル検出手段に設定する受信周波数検出手段と、前記第１のノイズレベル検出手段の出力と前記第２のノイズレベル検出手段の出力とを加算する加算手段とを有し、
   前記第１のノイズレベル検出手段は、前記ＥＭＩノイズから、前記第１のノイズレベル検出周波数のノイズレベルを検出し、前記第２のノイズレベル検出手段は、前記ＥＭＩノイズから、前記第２のノイズレベル検出周波数のノイズレベルを検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
3. 前記キャリア周波数決定手段は、前記キャリア周波数を変化させながら、変化前後の前記隣接帯域ノイズレベルを比較し、前記隣接帯域ノイズレベルが最小になる前記キャリア周波数を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動システム。
4. 前記キャリア信号発生手段は、前記キャリア周波数決定手段で決定されたキャリア周波数に応じた信号を発生する第１の発振手段と、一定の周波数の変調信号を出力し、前記第１の発振手段から出力された前記信号を変調する第２の発振手段とを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のモータ駆動システム。
5. 前記キャリア信号発生手段は、前記キャリア周波数に応じた電圧を発生させる電圧発生手段と、前記電圧発生手段からの前記電圧に応じた信号を発生させる電圧制御発振手段と、前記電圧制御発振手段からの出力を積分する積分手段と、一定の周波数の変調信号を出力し、前記積分手段からの積分結果の信号を変調する発振手段とを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のモータ駆動システム。
6. 前記制御装置は、前記隣接帯域ノイズレベルから変調周波数を決定し、キャリア信号発生手段に出力する変調周波数決定手段を有し、前記キャリア信号発生手段は、前記変調周波数決定手段からの出力と、前記キャリア周波数決定手段からの出力とを用いて前記キャリア信号を発生させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のモータ駆動システム。
7. 前記キャリア信号発生手段は、前記キャリア周波数決定手段で決定された周波数に応じた信号を発生する第１の発振手段と、前記変調周波数決定手段で決定された前記変調周波数により前記第１の発振手段から出力された前記信号を変調する第２の発振手段とを有することを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動システム。
8. 前記制御装置は、前記受信周波数が変更された場合に、前記キャリア周波数決定手段を動作させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載のモータ駆動システム。
9. 電流指令手段が制御装置に電流指令信号を出力し、前記制御装置が駆動装置に制御信号を出力し、バッテリがモータに前記駆動装置を介して電力を供給し、前記駆動装置が前記モータを前記制御信号に応じて駆動するモータ駆動方法において、
   前記制御装置は、隣接帯域ノイズレベル検出手段で受信装置の受信チャンネルの周波数である受信周波数とＥＭＩノイズから隣接帯域ノイズレベルを検出し、キャリア周波数決定手段で前記隣接帯域ノイズレベルから、キャリア周波数を決定し、キャリア信号発生手段で前記キャリア周波数に応じたキャリア信号を発生し、制御信号発生手段で前記キャリア信号と前記電流指令信号から前記制御信号を生成することを特徴とするモータ駆動方法。

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