JP2007295672A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転数の回転次数成分によって発生する特定方向の騒音・振動を低減することができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】機器を駆動するモータの回転数を検出する回転数検出手段と、モータの回転数が目標回転数となるように信号指令を出力する信号指令手段と、信号指令に基づいて駆動信号を生成し、モータに供給する駆動手段とを備えるモータ制御装置において、モータに対して、騒音・振動源の周波数と同一周波数のうち、少なくとも１つの周波数で、特定の方向について正弦波状に変化する力を発生させるため、この力を実現する制御トルクを発生させるべく、これに基づいた制御信号指令を出力する制御信号指令手段を設け、信号指令手段は、制御信号指令に基づいて信号指令を出力するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを駆動制御するためのモータ制御装置に関するものであり、モータの作動に伴って所定の方向に発生する騒音・振動を低減するために用いて好適である。

従来から、圧縮機駆動用のブラシレスＤＣモータを駆動すると共に、このモータの運転に起因して発生する騒音・振動を低減するように制御するモータ制御装置として、特許文献１および特許文献２に記載されたものが知られている。これらの制御装置は、インバータ回路のスイッチング動作によって、ブラシレスモータの各電機子巻線に所定のタイミングで駆動電流を供給することにより、これを運転するものである。

このうち、特許文献１に記載のものは、ブラシレスモータが取り得る回転数範囲を複数の回転数領域に分割し、各回転数領域に対応する通電タイミングを予め記憶装置に記憶している。そして、ブラシレスモータの運転時には、その回転数に応じた通電タイミングを読み出し、この通電タイミングでもってインバータ回路をスイッチング動作させるようにしている。これら通電タイミングは、通電切り替え時のトルクリップルに起因するモータの振動、モータの構成要素あるいは周辺の構造物の振動を最小限に抑えることができる通電タイミングとされている。これにより、各回転数においてトルクリップルに起因する騒音・振動を抑制している。

一方、特許文献２に記載のものは、ブラシレスモータの回転数に対応した平均電圧指令に、その回転角度（負荷トルク）に応じたトルクパターンを乗ずることにより、各回転角度で発生する駆動トルクを負荷トルクに追従させている。これによって、駆動トルクと負荷トルクとの間の不平衡に起因して発生する回転振動を抑制している。
特開平１１−２７５８８５号公報 特開２００４−１９４６１号公報

ところで、一般に、モータ本体、これを構成する構成要素あるいは周辺構造体の共振周波数（固有振動数）と、モータの回転数の回転次数成分とが一致するとこれらのものから所定方向の騒音・振動が発生する場合があることが知られている。従って、回転数の回転次数成分に起因する騒音・振動を抑制するための対策を講じる必要がある。

しかしながら、上記特許文献１の制御装置では、トルクリップルに起因して発生する騒音・振動を抑制するためのものであり、また、特許文献２の制御装置については、駆動トルクと負荷トルクとの不均一によって発生する回転振動を抑制するためのものであるから、回転数の回転次数成分による特定方向の騒音・振動を抑制することは困難である。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、モータの回転数の回転次数成分によって発生する特定方向の騒音・振動を低減することができるモータ制御装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、負荷となる機器を駆動するモータの回転数を検出する回転数検出手段と、モータの回転数が目標回転数となるように信号指令を出力する信号指令手段と、信号指令に基づいて駆動信号を生成し、モータに供給する駆動手段とを備えるモータ制御装置において、モータに対して、騒音・振動源の周波数と同一周波数のうち、少なくとも１つの周波数で、特定の方向について正弦波状に変化する力を発生させるため、この力を実現する制御トルクを発生させるべく、これに基づいた制御信号指令を出力する制御信号指令手段を設け、信号指令手段は、制御信号指令に基づいて信号指令を出力することを特徴としている。

これにより、信号指令に制御信号指令を加えることで、騒音・振動源の周波数と同一周波数のうち、少なくとも１つの周波数で、特定の方向について正弦波状に変化する力を発生させてモータの作動を制御できるので、方向性を加味した騒音・振動の低減が可能となる。

請求項２に記載の発明では、制御信号指令手段は、周波数をモータの作動に伴う所定の回転次数で捉えることを特徴としている。

これにより、発生する騒音・振動の周波数は、モータの所定の回転次数に対応するものであるので、制御信号指令手段は周波数を所定の回転次数に置き換えて制御信号指令の演算が可能であり、上記請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明では、周波数、あるいは回転次数は、所定の観測点における騒音・振動の値が所定値を上回る周波数、あるいは回転次数であることを特徴としている。

これにより、問題となる周波数、あるいは回転次数の騒音・振動を効果的に低減することができる。

請求項４に記載の発明では、特定の方向は、その方向にある観測点における騒音・振動の値が所定値を上回る方向であることを特徴としている。

これにより、効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項５に記載の発明では、周波数、あるいは回転次数は、機器を有するモータの共振によって励起される周波数、あるいは回転次数であることを特徴としている。

これにより、機器を有するモータの共振によって発生する騒音・振動を効果的に低減することができる。

請求項６に記載の発明では、周波数、あるいは回転次数は、機器を有するモータとその取付けを含む構造体との共振によって励起される周波数、あるいは回転次数であることを特徴としている。

これにより、機器を有するモータとその取付けを含む構造体との共振によって発生する騒音・振動を効果的に低減することができる。

請求項７に記載の発明では、機器は、作動流体を圧送する流体機械であり、周波数、あるいは回転次数は、作動流体の共振によって励起される周波数、あるいは回転次数であることを特徴としている。

これにより、流体機械が圧送する作動流体の共振によって発生する騒音・振動を効果的に低減することができる。

請求項８に記載の発明では、特定の方向は、モータの共振モードのうち、共振の振幅が所定値を上回る共振モードの振幅方向であることを特徴としている。

これにより、モータの共振モードのうち、特定の方向の騒音の原因となる特定の方向における共振の振幅を低減でき、効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項９に記載の発明では、特定の方向は、モータとその取付けを含む構造体との共振モードのうち、共振の振幅が所定値を上回る共振モードの振幅方向であることを特徴としている。

これにより、モータとその取付けを含む構造体との共振モードのうち、特定の方向の騒音の原因となる特定の方向における共振の振幅を低減でき、効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項１０に記載の発明では、特定の方向は、モータの作動に伴い発生する振動のうち、その振幅が所定値を上回る振幅方向であることを特徴としている。

これにより、モータの作動に伴い発生する振動のうち、特定の方向の騒音の原因となる特定の方向における振動を低減でき、効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項１１に記載の発明では、制御信号指令手段は、周波数、あるいは回転次数に対応する振幅および位相を設定することで、制御信号指令を生成することを特徴としている。

騒音・振動はその周波数、あるいは回転次数ごとにそれぞれ振幅および位相が相違するものであるが、本構成によれば、この周波数、あるいは回転次数ごとに振幅および位相を設定して制御信号指令を演算出力することができるので、効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項１２に記載の発明では、振幅は、所定の周波数領域における騒音・振動を最小とする値に設定されたことを特徴としている。

これにより、一層効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項１３に記載の発明では、振幅は、信号指令の振幅を超えない範囲で設定されたことを特徴としている。

制御信号指令の振幅を信号指令の振幅よりも大きくした場合、信号指令が制御信号指令に打ち消されて、モータに駆動信号が供給できないといった不具合が生じるが、本構成のように、制御信号指令の振幅が信号指令の振幅を超えない範囲となるようにすることで、モータに対して確実に駆動信号を供給することができる。

請求項１４に記載の発明では、位相は、所定の周波数領域における騒音・振動を最小とする値に設定されたことを特徴としている。

これにより、請求項１２に記載の発明と同様に、一層効果的に騒音・振動を低減することができる。

請求項１５に記載の発明では、周波数、あるいは回転次数に対応する振幅および位相は、モータの回転速度あるいは回転角度ごとにマップによって設定されたことを特徴としている。

これにより、制御信号指令手段は、マップを用いて制御信号指を容易に演算することができるので、例えば、低減すべき騒音・振動が複数ある場合や、演算処理時間を短縮化したい場合には好適な構成となる。

請求項１６に記載の発明では、周波数、あるいは回転次数に対応する振幅および位相は、モータの回転速度あるいは回転角度と所定の関数によって対応付けられて設定されたことを特徴としている。

これにより、請求項１５に記載のマップを不要として制御信号指令を演算することができるので、マップ作成に必要とされる情報（振幅、位相、回転速度、回転角度）の記憶容量を低減することができる。

尚、請求項１７に記載の発明のように、周波数、あるいは回転次数に対応する振幅および位相は、モータの作動に伴う機器側の所定物理量に基づいて設定されるようにしても良く、所定物理量の変化する過程で発生する騒音・振動を効果的に低減することができる。

請求項１８に記載の発明では、正弦波は、時間と共に減衰していく波形（減衰振動波形）としても出力できることを特徴としている。

モータによって作動される機器（５０）としては、請求項１９に記載の発明のように、冷凍サイクル内の冷媒を吸入して圧縮吐出する圧縮機に用いて好適である。

また、請求項２０に記載の発明のように、冷凍サイクルは車両用として好適であり、モータおよび圧縮機の作動によって車室外、車室内に伝播する騒音を低減することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態におけるモータ制御装置１００について、図１〜図３を用いて説明する。本実施形態のモータ制御装置１００は、圧縮機５０を負荷とするモータ６０の駆動を制御するためのものであり、図１に示すように、直流電源部１、インバータ回路２、回転角度検出部３、回転速度検出部４、目標回転速度設定部５、制御演算部６、駆動回路部７および制御信号指令部８を有している。

圧縮機（本発明における機器に対応）５０は、車両用の空調装置を構成する冷凍サイクル内に配設されて、この冷凍サイクル内の冷媒（本発明における作動流体に対応）を蒸発器側から吸入して、高温高圧に圧縮した後に凝縮器側に吐出する流体機械である。圧縮機５０は、モータ６０に接続されて、モータ６０の駆動力によって作動するようになっており、例えば車両エンジンルーム内でエンジンブロック（本発明における構造体に対応）に取付けされている。

モータ６０は、３相ブラシレスＤＣモータにより構成されており、Ｕ、Ｖ、Ｗ相のステータコイルにそれぞれ所定のタイミングで電圧が印加されることで、回転動作するようになっている。

直流電源部１は、交流電源からの電力を直流電力に変換してインバータ回路２に供給する周知の装置である。インバータ回路２は、直流電源部１からの直流電力を３相の電力に変換し、モータ６０に供給するものであり、後述する駆動回路部７から出力されるＰＷＭ電圧制御信号に基づいて３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の上下アームスイッチング素子を所定のタイミングでスイッチング動作させる。

回転角度検出部３は、インバータ回路２からモータ６０に出力される駆動電流に基づいて所定の推定アルゴリズムによりモータ６０のロータ回転角度θｄを推定し、この回転角度θｄの情報を回転速度検出部４に出力する。尚、検出する駆動電流はＵ、Ｖ、Ｗ相のうち少なくとも１つの相電流であれば良い。

回転速度検出部（本発明における回転数検出手段に対応）４は、回転角度検出部３からの回転角度θｄに基づいて、モータ６０の回転速度ω（本発明におけるモータ６０の回転数に対応）を検出する。

制御演算部（本発明における信号指令手段に対応）６は、回転速度検出部４で検出された回転速度ωと、目標回転速度設定部５で設定されるモータ６０の目標回転速度ω_０との偏差（回転速度偏差）に基づいて、モータ６０を駆動するための基本となる信号指令としてのｑ軸電流指令値ｉｑを生成する。そして制御演算部６は、このｑ軸電流指令値ｉｑに、後述する制御信号指令部８からの制御信号指令としての制御電流指令値ｉｓを加えた合成指令値ｉｑ＋ｉｓを駆動回路部７に出力する。

駆動回路部７は、制御演算部６から出力された合成指令値に基づいてインバータ回路２のＵ、Ｖ、Ｗ相の上下アームスイッチング素子をスイッチング動作させるためのＰＷＭ電圧制御信号を生成し出力する。

ここで、図２に示すように、圧縮機５０を例えばスクロール型のものとした場合に、モータ６０によって駆動される圧縮機５０の圧縮部（旋回スクロール）において、駆動トルクＴに伴って発生する力（作用力）はＦのように表すことができる。作用力Ｆは旋回スクロールに対して作用点Ａで作用しており、駆動軸の中心と作用点Ａとの距離が偏心半径ｒとなっている。駆動トルクＴ、偏心半径ｒ、作用力Ｆの間には、Ｔ＝ｒ×Ｆの関係がある。尚、後述するｘ方向の軸と偏心半径ｒとによって挟まれる角が駆動軸（モータ６０）の回転角度θｄである。

そして、作用力Ｆに対するｘ、ｙ方向を定義すると、作用力Ｆはｘ、ｙ方向に成分分解でき、ｘ方向成分の分力はＦｘ、ｙ方向成分の分力はＦｙとなる。モータ６０またはモータ６０とその取付けを含む構造体においては、上記分力Ｆｘ、Ｆｙの作用する方向に振動・騒音が発生しやすく、ある観測点で所定値を上回るような騒音・振動と成り得る。また、これら分力Ｆｘ、Ｆｙのうちの少なくとも１つの周波数成分が、ｘ、ｙ方向において少なくとも１つの周波数の騒音・振動を発生させる。ここでは、上記ｘ、ｙ方向を本発明における特定の方向として捉えている。

以下に述べる制御信号指令部８を用いた制御方法は、上記の分力Ｆｘ、Ｆｙのうち騒音・振動の原因となる少なくとも１つの周波数成分に対して、ｘ、ｙ方向、およびこの周波数で逆位相となる正弦波状の力を発生させるため、この力を実現する制御トルクを発生させ、駆動トルクＴを制御することにより、騒音・振動を抑制するものである。以下、制御信号指令部８について説明する。

制御信号指令部８は、モータ６０（圧縮機５０）の作動に伴って発生する特定の方向（ここでは上記ｘ、ｙ方向）、および１つ以上の特定の周波数の騒音・振動を抑制するため、特定の方向、および少なくとも１つの周波数の振動に対し、逆位相の正弦波状の振動を発生する制御電流指令値ｉｓ（制御信号指令）を生成して、制御演算部６に出力する制御信号指令手段として機能する。

制御信号指令部８には、図３に示すように、マップＭｎを記憶した記憶部８１が設けられている。マップＭｎは、上記騒音・振動抑制用の制御電流指令値ｉｓを生成するためのものであり、図３（ａ）に示すｘ方向にかかわるマップ群と、図３（ｂ）に示すｙ方向にかかわるマップ群とに分かれている。各マップ群は、それぞれ回転速度検出部４で検出されたモータ６０の回転速度ωごとに、複数のマップに分けられている。そして、各マップは、回転次数（ｘ方向ｎ、ｙ方向ｍ）に対して振幅Ｋ（ｘ方向Ｋｎ、ｙ方向Ｋｍ）、位相θ（ｘ方向θｎ、ｙ方向θｍ）が対応するように関係付けられている。各マップにおいては、回転次数に対して関係付けされた振幅Ｋ、位相θの組は、１つあるいは２つ以上形成されている。

回転次数（ｎ、ｍ）に対応する振幅Ｋ（Ｋｎ、Ｋｍ）、および位相θ（θｎ、θｍ）は、以下のようにして設定されている。即ち、モータ６０（圧縮機５０）を実際に車両のエンジンブロックに取付けた状態で運転した時に発生する騒音・振動を低減させるような振幅Ｋ、および位相θを経験的に求め、これをマップＭｎに設定している。

例えば、モータ６０を所定の回転速度で運転させた時の各周波数に対応する音圧レベルを見た場合に、所定の周波数において音圧レベルのピークを確認することができる。モータ６０の回転時の周波数は、回転次数として捉えることができる。従って、モータ６０の回転速度ごとに音圧レベルのピークをとる回転次数（＝周波数）を捉えて、この回転次数に対応する振幅Ｋ、および位相θを設定して、この振幅Ｋ、および位相θを、この音圧レベルのピークを低減するような（振動・騒音が最小となるような）値となるように設定している。

マップＭｎに設定する回転次数は、所定の周波数領域において所定値を上回る音圧レベルとされる周波数に対応する回転次数としている。従って、本実施形態では、所定値を上回る音圧レベルとなる回転次数のポイントが複数ある場合は、それぞれの回転次数に対応する振幅Ｋ、および位相θを設定している。

ところで、マップＭｎに設定する振幅Ｋをｑ軸電流指令値ｉｑの振幅よりも大きい振幅とすると、モータ６０の回転に必要な電流を供給することができなくなり、当該モータ６０の回転を停止させることとなる。従って、このような不具合を防止するためにマップＭｎに設定する振幅Ｋはｑ軸電流指令値ｉｑの振幅を超えない範囲で設定する。

尚、設定する回転次数としては、圧縮機５０の接続されたモータ６０の共振周波数に対応する回転次数、圧縮機５０の接続されたモータ６０とそれを含む構造体（エンジンブロック等）の共振周波数に対応する回転次数、あるいは、冷凍サイクル内を循環する冷媒の共振周波数に対応する回転次数を選択することができる。

そして、制御信号指令部８は、回転角度検出部３で検出された回転角度θｄ、および回転速度検出部４で検出された回転速度ωに応じてマップＭｎの該当する情報を抽出し、制御演算部６に対して下記の数式１、数式２に示すような制御電流指令値ｉｓを生成出力する。

（数１）
ｘ方向のｉｓ＝−Ｋｎ・ｓｉｎ｛ｎ・θｄ+θｎ｝／ｓｉｎθｄ
ここで、Ｋｎ＝振幅、ｎ＝回転次数、θｄ＝回転角度、θｎ＝位相である。また、検出された回転速度ωにおけるマップＭｎ内での回転次数ｎが１つの場合は、ｘ方向のｉｓは上記数式１によって算出生成され、回転次数ｎが複数ある場合は、ｘ方向のｉｓは各回転次数ｎに対応する振幅Ｋｎ、位相θｎの組ごとに算出されたｉｓの和がｘ方向のｉｓとして生成される。

（数２）
ｙ方向のｉｓ＝Ｋｍ・ｓｉｎ｛ｍ・θｄ+θｍ｝／ｃｏｓθｄ
ここで、Ｋｍ＝振幅、ｍ＝回転次数、θｄ＝回転角度、θｍ＝位相である。また、検出された回転速度ωにおけるマップＭｎ内での回転次数ｍが１つの場合は、ｙ方向のｉｓは上記数式２によって算出生成され、回転次数ｍが複数ある場合は、ｙ方向のｉｓは各回転次数ｍに対応する振幅Ｋｍ、位相θｍの組ごとに算出されたｉｓの和がｙ方向のｉｓとして生成される。

本実施形態のモータ制御装置１００は、以上のように構成されており、続いてその作動について説明する。モータ制御装置１００は、モータ６０を起動し、その回転速度ωが目標回転速度ω_０と一致するように制御する。即ち、制御演算部６は、回転速度偏差に応じてモータ６０の回転速度ωが目標回転速度ω_０と一致するようにｑ軸電流指令値ｉｑを出力し、駆動回路部７はこのｑ軸電流指令値ｉｑに基づいて生成したＰＷＭ電圧制御信号をインバータ回路２に出力する。

この時、制御信号指令部８は、回転角度検出部３、および回転速度検出手部４から検出信号（θｄ、ω）を受け取り、記憶部８１のマップＭｎから回転速度ωに対応する回転次数、振幅Ｋ、および位相θを抽出して、上記数式１、数式２を用いてｘ、ｙ方向の制御電流指令値ｉｓを演算して、制御演算部６に出力する。

そして、制御演算部６は、上記ｑ軸電流指令値ｉｑに制御電流指令値ｉｓを加えて、この合成指令値ｉｑ+ｉｓを駆動回路部７に出力する。

これにより、特定の方向（ここではｘ、ｙ方向）、および少なくとも１つの周波数（対応する回転次数）の騒音・振動を相殺するような駆動トルクを発生させてモータ６０の作動を制御できるので、方向性を加味した騒音・振動の低減が可能となる。

また、マップＭｎにおける回転次数は、圧縮機５０およびモータ６０の作動に伴って発生する騒音・振動の値（音圧レベルのピーク）が所定値を上回る回転次数として予め設定しているので、問題となる回転次数の騒音・振動を効果的に低減することができる。

また、マップＭｎに設定する回転次数としては、圧縮機５０の接続されたモータ６０の共振周波数に対応する回転次数、圧縮機５０の接続されたモータ６０とそれを含む構造体（エンジンブロック等）の共振周波数に対応する回転次数、あるいは、冷凍サイクル内を循環する冷媒の共振周波数に対応する回転次数のいずれかを現状の騒音・振動の発生状況に合わせて選択するようにすることで、共振によって発生する騒音・振動を効果的に低減することができる。

また、騒音・振動は、それが発生する回転次数ごとにそれぞれ振幅Ｋ、および位相θが相違するものであるが、本構成によれば、回転次数に対応する振幅Ｋおよび位相θを設定するようにしているので、この回転次数ごとに数式１、数式２を用いて制御電流指令値ｉｓを演算出力することができ、効果的に騒音・振動を低減することができる。

上記回転次数に対応する振幅Ｋおよび位相θの設定にあたっては、マップＭｎを用いるようにしているので、制御電流指令値ｉｓを容易に演算することができ、例えば、低減すべき騒音・振動が複数ある場合や、演算処理時間を短縮化したい場合には好適な構成となる。

また、マップＭｎにおける振幅Ｋ、および位相θは、所定の回転次数領域（所定の周波数領域）における騒音・振動を最小とする値に設定しているので、一層効果的に騒音・振動を低減することができる。

また、制御電流指令値ｉｓにおける振幅Ｋは、ｑ軸電流指令値ｉｑの振幅を超えない範囲で設定するようにしているので、ｑ軸電流指令値ｉｑが制御電流指令値ｉｓに打ち消されて、モータ６０にＰＷＭ電圧制御信号が供給できないといった不具合が生じることがない。即ち、モータ６０の駆動トルクを確実に制御することができる。

（第２実施形態）
本発明に係る第２実施形態について図４を参照して説明する。尚、上記実施形態と同一の部分についての説明は省略し、相違部分のみを説明する。本実施形態では、制御演算部６は、回転速度偏差に基づいてモータ６０に供給すべき駆動電圧の指令値を生成し、この中で回転方向成分であるｑ軸電圧指令値ｖｑと、制御信号指令部８からの制御電圧指令値ｖｓとの合成指令値ｖｑ＋ｖｓを駆動回路部７に出力する。

駆動回路部７は、制御演算部６から出力された電圧指令値に基づいてインバータ回路２のＵ、Ｖ、Ｗ相の上下アームスイッチング素子をスイッチング動作させるためのＰＷＭ電圧制御信号を生成し、出力する。

制御信号指令部８は、上記実施形態と同様の制御トルクを発生させるための制御電圧指令値ｖｓを生成出力する。

ところで、マップＭｎに設定する振幅Ｋをｑ軸電圧指令値ｖｑの振幅よりも大きい振幅とすると、モータ６０の回転に必要な電圧を供給することができなくなり、当該モータ６０の回転を停止させることとなる。従って、このような不具合を防止するためにマップＭｎに設定する振幅Ｋはｑ軸電圧指令値ｖｑの振幅を超えない範囲で設定する。

本実施形態の構成は以上であり、続いてその動作について説明する。

制御演算部６は、回転速度偏差に応じてモータ６０の回転数が目標回転数と一致するように電圧指令値を出力し、駆動回路部７はこの電圧指令値に基づいて生成したＰＷＭ電圧制御信号をインバータ回路２に出力する。

この時、制御信号指令部８は、回転角度検出部３、および回転速度検出部４から検出信号（θｄ、ω）を受け取り、記憶部８１のマップＭｎから回転速度ωに対応する回転次数、振幅Ｋ、および位相θを抽出して、上記実施形態の数式１、数式２と同様にしてx、y方向の制御電圧指令値ｖｓを演算して、制御演算部６に出力する。

そして、制御演算部６は、上記ｑ軸電圧指令値ｖｑに制御電圧指令値ｖｓを加えて、この合成指令値ｖｑ＋ｖｓを駆動回路７に出力する。

（第３実施形態）
本発明に係る第３実施形態について図５を参照して説明する。尚、上記実施形態と同一の部分についての説明は省略し、相違部分のみを説明する。本実施形態では、制御演算部６は、回転速度偏差に基づいてモータ６０に供給すべき駆動電流の指令値を生成し、この中で回転方向成分であるｑ軸電流指令値ｉｑを駆動回路部７に出力する。

制御信号指令部８は、上記実施形態と同様の制御トルクを発生させるための制御回転速度指令値ωｓを生成出力する。

制御演算部６には、目標回転速度ω_０と制御回転速度指令値ωｓとの合計値（ω_０＋ωｓ）と、モータ６０の回転速度ωとの偏差が入力される。

（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、制御信号指令部８は、モータ６０の回転次数に対応する振幅Ｋ、および位相θを用いて、制御電流指令値ｉｓを生成するようにしたが、基本的には回転次数を本来の周波数に置き換えて対応するようにしても良く、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、騒音・振動を低減する際の特定の方向の捉え方としては、主に圧縮機５０の作用力Ｆによって所定値を上回る値となって発生する騒音・振動の方向に代えて、モータ６０またはモータ６０とその取付けを含む構造体との共振モードのうち、共振の振幅が所定値を上回る共振モードの振幅方向であっても良い。あるいは、モータ６０の作動に伴って発生する振動のうち、その振幅が所定値を上回る振幅方向としても良い。

また、回転次数（あるいは周波数）に対応する振幅Ｋ、および位相θを回転速度ωごとにマップＭｎで設定するようにしたが、このマップＭｎに換えて、所定の関数によって回転角度検出部３で検出した回転角度θｄ、あるいは回転速度検出部４で検出した回転速度ωに対応する振幅Ｋ、および位相θを求めるようにしても良い。これにより、マップＭｎを不要として制御電流指令値ｉｓを演算することができるので、マップＭｎ作成に必要とされる情報（振幅Ｋ、位相θ、回転速度ω、回転角度θｄ）の記憶容量を低減することができる。

また、回転次数（あるいは周波数）に対応する振幅Ｋ、および位相θは、モータ６０の作動に伴う圧縮機５０側の所定物理量、例えば冷凍サイクル内の冷媒の温度や圧力に基づいて設定されるようにしても良い。これにより、所定物理量の変化する過程で発生する騒音・振動を効果的に低減することができる。

また、モータ６０によって駆動される機器としては、圧縮機５０に限らず、他のサイクル（例えばランキンサイクル等）内の液冷媒を圧送する液ポンプ等、他の流体機械としても良い。また、機器を圧縮機５０とする冷凍サイクルは、車両用に限らず、家庭用空調装置の冷凍サイクルに用いられるものとしても良い。

第１実施形態におけるモータ制御装置の全体構成を示すブロック図である。 圧縮機における作動力を示す説明図である。 変換電流指令値を演算するためのマップである。 第２実施形態におけるモータ制御装置の全体構成を示すブロック図である。 第３実施形態におけるモータ制御装置の全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

３ 回転角度検出部
４ 回転速度検出部（回転数検出手段）
６ 制御演算部（信号指令手段）
７ 駆動回路部（駆動手段）
８ 制御信号指令部（制御信号指令手段）
５０ 圧縮機（機器、流体機械）
６０ モータ
１００ モータ制御装置

Claims (20)

1. 負荷となる機器を駆動するモータに駆動信号を供給するとともに、前記モータの運転に起因して特定の方向に発生する騒音・振動を低減させるものであって、
   前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記モータの回転数が、目標回転数となるように信号指令を出力する信号指令手段と、
   前記信号指令に基づいて前記駆動信号を生成し、前記モータに供給する駆動手段とを備えるモータ制御装置において、
   前記モータに対して、騒音・振動源の周波数と同一周波数のうち、少なくとも１つの周波数で、特定の方向について正弦波状に変化する力を発生させるため、この力を実現する制御トルクを発生させるべく、これに基づいた制御信号指令を出力する制御信号指令手段を備え、
   前記信号指令手段は、前記制御信号指令に基づいて信号指令を出力することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記制御信号指令手段は、前記周波数を前記モータの作動に伴う所定の回転次数で捉えることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記周波数、あるいは前記回転次数は、所定の観測点における前記騒音・振動の値が所定値を上回る周波数、あるいは回転次数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記特定の方向は、その方向にある観測点における前記騒音・振動の値が所定値を上回る方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
5. 前記周波数、あるいは前記回転次数は、前記機器を有する前記モータの共振によって励起される周波数、あるいは回転次数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
6. 前記周波数、あるいは前記回転次数は、前記機器を有する前記モータとその取付けを含む構造体との共振によって励起される周波数、あるいは回転次数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
7. 前記機器は、作動流体を圧送する流体機械であり、
   前記周波数、あるいは前記回転次数は、前記作動流体の共振によって励起される周波数、あるいは回転次数であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
8. 前記特定の方向は、前記モータの共振モードのうち、共振の振幅が所定値を上回る前記共振モードの振幅方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
9. 前記特定の方向は、前記モータとその取付けを含む構造体との共振モードのうち、共振の振幅が所定値を上回る前記共振モードの振幅方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
10. 前記特定の方向は、前記モータの作動に伴い発生する振動のうち、その振幅が所定値を上回る振幅方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
11. 前記制御信号指令手段は、前記周波数、あるいは前記回転次数に対応する振幅および位相を設定することで、前記制御信号指令を生成することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載のモータ制御装置。
12. 前記振幅は、所定の周波数領域における前記騒音・振動を最小とする値に設定されたことを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
13. 前記振幅は、前記信号指令の振幅を超えない範囲で設定されたことを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
14. 前記位相は、所定の周波数領域における前記騒音・振動を最小とする値に設定されたことを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
15. 前記周波数、あるいは前記回転次数に対応する前記振幅および前記位相は、前記モータの回転速度あるいは回転角度ごとにマップによって設定されたことを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
16. 前記周波数、あるいは前記回転次数に対応する前記振幅および前記位相は、前記モータの回転速度あるいは回転角度と所定の関数によって対応付けられて設定されたことを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
17. 前記周波数、あるいは前記回転次数に対応する前記振幅および前記位相は、前記モータの作動に伴う前記機器側の所定物理量に基づいて設定されたことを特徴とする請求項１１に記載のモータ制御装置。
18. 前記正弦波は、時間と共に減衰していく波形（減衰振動波形）としても出力できることを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれか１つに記載のモータ制御装置。
19. 前記機器は、冷凍サイクル内の冷媒を吸入して圧縮吐出する圧縮機（５０）であることを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれか１つに記載のモータ制御装置。
20. 前記冷凍サイクルは、車両に搭載されることを特徴とする請求項１９に記載のモータ制御装置。

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