JP5510156B2 - Rotating machine control device - Google Patents

Description

本発明は、突極性を有する回転機の制御量を制御すべく前記回転機の端子に電圧を印加する電圧印加手段を操作する手段と、前記回転機の電気角とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する電圧信号を前記回転機の端子に印加される電圧に重畳する重畳手段と、前記重畳された電圧信号によって前記回転機を実際に流れる電流信号に基づき、前記回転機の回転角度を推定する角度推定手段とを備え、前記回転機の制御量を制御するに際し前記推定された回転角度を用いる回転機の制御装置に関する。   The present invention has means for operating a voltage applying means for applying a voltage to a terminal of the rotating machine to control a control amount of the rotating machine having saliency and a cycle different from an electrical angle of the rotating machine. And a superimposing means for superimposing a voltage signal oscillating in an arbitrary phase angle direction on a voltage applied to a terminal of the rotating machine, and the rotation based on the current signal actually flowing through the rotating machine by the superimposed voltage signal. The present invention relates to a control device for a rotating machine that includes an angle estimating unit that estimates a rotation angle of the machine, and uses the estimated rotation angle when controlling a control amount of the rotating machine.

この種の制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、３相電動機の推定ｄ軸の正方向および負方向に振動する電圧信号を印加した際に電動機に実際に伝播する電流信号に基づき電動機の電気角を推定するものも提案されている。   As this type of control device, for example, as seen in Patent Document 1 below, a current signal that is actually propagated to the motor when a voltage signal that vibrates in the positive and negative directions of the estimated d-axis of the three-phase motor is applied. There has also been proposed a method for estimating the electrical angle of an electric motor based on the above.

特許第３３１２４７２号公報Japanese Patent No. 3312472

ところで、上記態様にて３相電動機に電圧信号を印加する場合、３相電動機の制御量の制御のための電流の振幅が大きくなることでノイズが大きくなる現象が発明者らによって見出された。この現象は、３相電動機の体格の割りにトルクを大きくする高トルク密度化を推し進めることで顕在化したものである。   By the way, when applying a voltage signal to the three-phase motor in the above-described manner, the inventors have found a phenomenon in which noise increases as the current amplitude for controlling the control amount of the three-phase motor increases. . This phenomenon is manifested by advancing higher torque density that increases the torque for the size of the three-phase motor.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転機の制御量の制御のための電流の振幅が大きくなる状況下、電圧信号の印加によって電気角を推定する際のノイズを好適に抑制することのできる回転機の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to estimate an electrical angle by applying a voltage signal under a situation where the amplitude of a current for controlling the control amount of a rotating machine becomes large. An object of the present invention is to provide a control device for a rotating machine that can suitably suppress noise at the time.

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effect thereof will be described.

第１の発明は、突極性を有する回転機の制御量を制御すべく前記回転機の端子に電圧を印加する電圧印加手段を操作する手段と、前記回転機の電気角とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する電圧信号を前記回転機の端子に印加される電圧に重畳する重畳手段と、前記重畳された電圧信号によって前記回転機を実際に流れる電流信号に基づき、前記回転機の回転角度を推定する角度推定手段とを備え、前記回転機の制御量を制御するに際し前記推定された回転角度を用いる回転機の制御装置において、前記重畳手段は、前記制御量の制御のために前記回転機に流す電流の振幅が大きい場合、前記電圧信号の周期、前記電圧信号の所定周期における平均値および前記電圧信号の周波数スペクトルの最大値の少なくとも１つを低減する低減処理を行う低減手段を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a means for operating a voltage applying means for applying a voltage to a terminal of the rotating machine to control a control amount of the rotating machine having saliency and a cycle different from an electrical angle of the rotating machine. And superimposing means for superimposing a voltage signal oscillating in an arbitrary phase angle direction on the voltage applied to the terminal of the rotating machine, and a current signal that actually flows through the rotating machine by the superimposed voltage signal, An angle estimating means for estimating a rotation angle of the rotating machine, wherein the superimposing means uses the estimated rotation angle when controlling the controlled variable of the rotating machine. When the amplitude of the current flowing through the rotating machine for control is large, at least one of the period of the voltage signal, the average value of the voltage signal in a predetermined period, and the maximum value of the frequency spectrum of the voltage signal is reduced. Characterized in that it comprises a reduction unit for performing reduction processing that.

制御量の制御のために回転機に流す電流の振幅が大きい場合、回転機のインダクタンスが小さくなる。そして、インダクタンスが小さくなるにもかかわらず、電圧信号を一定とすると、上記電流信号の振幅が大きくなる。そしてこの振幅は、回転機および電圧印加手段によって生じる音圧との間に正の相関を有する。上記発明では、この点に鑑み、制御量の制御のための上記電流振幅が大きい場合に、電流信号の振幅や、電流信号の周波数スペクトルの最大値の増大を抑制または回避する処理を行うことで、音圧の上昇を抑制または回避する。すなわち、電流信号の振幅が小さい場合、電流信号の周波数に応じて定まるノイズの強度が小さくなる。また、電流信号の周波数スペクトルの最大値を低減するなら、ノイズの最大値を低減することができる。   When the amplitude of the current flowing through the rotating machine for controlling the control amount is large, the inductance of the rotating machine becomes small. When the voltage signal is constant, the amplitude of the current signal is increased even though the inductance is reduced. This amplitude has a positive correlation with the sound pressure generated by the rotating machine and the voltage applying means. In the above invention, in view of this point, when the current amplitude for controlling the control amount is large, processing for suppressing or avoiding an increase in the amplitude of the current signal and the maximum value of the frequency spectrum of the current signal is performed. , Suppress or avoid the increase of sound pressure. That is, when the amplitude of the current signal is small, the intensity of noise determined according to the frequency of the current signal is small. Further, if the maximum value of the frequency spectrum of the current signal is reduced, the maximum value of noise can be reduced.

ここで、電流信号の振幅の増大は、電圧信号の所定周期における平均値や、電圧信号の周期を低減することで抑制または回避することができる。また、電流信号の周波数スペクトルの最大値の増大は、電圧信号の所定周期における平均値や、電圧信号の周波数スペクトルの最大値を低減するによって抑制または回避することができる。   Here, the increase in the amplitude of the current signal can be suppressed or avoided by reducing the average value of the voltage signal in a predetermined cycle or the cycle of the voltage signal. In addition, an increase in the maximum value of the frequency spectrum of the current signal can be suppressed or avoided by reducing the average value of the voltage signal in a predetermined cycle or the maximum value of the frequency spectrum of the voltage signal.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記低減処理は、前記電圧信号の振幅を低減する処理を含むことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the reduction process includes a process of reducing an amplitude of the voltage signal.

電圧信号の振幅を低減すると、電流信号の変化速度が低下することから、電流信号の振幅の増大を抑制または回避することができる。   When the amplitude of the voltage signal is reduced, the rate of change of the current signal is reduced, so that an increase in the amplitude of the current signal can be suppressed or avoided.

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記低減処理は、前記電圧信号の重畳を間歇的に行う処理を含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the reduction process includes a process of intermittently superimposing the voltage signals.

電圧信号の重畳を間歇的に行うと、回転機を電流信号が流れる頻度が低下するため、電流信号の周波数スペクトルの最大値の増大を抑制または回避することができる。   When voltage signals are superimposed on each other intermittently, the frequency of the current signal flowing through the rotating machine decreases, so that an increase in the maximum value of the frequency spectrum of the current signal can be suppressed or avoided.

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記低減手段は、前記電圧信号の周波数を拡散させる処理を含むことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the reducing means includes a process of spreading the frequency of the voltage signal.

電圧信号の周波数を拡散させると、各周波数の電流信号の出現頻度が低下するため、電流信号の周波数スペクトルの最大値の増大を抑制または回避することができる。   When the frequency of the voltage signal is diffused, the frequency of appearance of the current signal of each frequency decreases, so that an increase in the maximum value of the frequency spectrum of the current signal can be suppressed or avoided.

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記低減手段は、前記電流の振幅が大きいために前記回転機のインダクタンスが低下する場合に前記低減処理を行うことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the reduction means performs the reduction process when the inductance of the rotating machine decreases due to the large amplitude of the current. It is characterized by performing.

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記回転機は、前記制御量の制御のために前記回転機に流す電流の振幅が大きくなることで、インダクタンスが最小となる方向がｄ軸方向からずれるものであり、前記角度推定手段は、前記制御量の制御のために前記回転機に流す電流情報を入力として前記回転角度を推定する手段を備え、前記低減処理は、前記角度推定手段が前記電流情報を入力として回転角度を推定する際に行なわれることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotating machine has a larger amplitude of a current flowing through the rotating machine for controlling the control amount. The direction in which the inductance is minimized deviates from the d-axis direction, and the angle estimation means includes means for estimating the rotation angle by using as input current information flowing through the rotating machine for control of the control amount. The reduction processing is performed when the angle estimation means estimates the rotation angle by using the current information as an input.

上記発明では、制御量の制御のために回転機に流れる電流の振幅が大きくなることでノイズが大きくなる状況下、電流信号がｄ軸方向に偏向することを前提とした推定手法による回転角度の推定精度が低下する。一方、制御量の制御のために回転機に流す電流は、回転機のインダクタンスに関する情報を含むことから、電流信号の振動方向（偏向方向）や、振幅についての情報を含む。このため、制御量の制御のために回転機に流す電流によって、推定される回転角度が正しい場合の電流信号がどうなるかについての情報を取得することができる。上記発明では、この点に鑑み、制御量の制御のための電流情報を用いて回転角度を推定する。   In the above-described invention, the rotation angle is estimated by an estimation method based on the premise that the current signal is deflected in the d-axis direction in a situation where noise increases due to an increase in the amplitude of the current flowing through the rotating machine for control amount control. Estimation accuracy decreases. On the other hand, the current passed through the rotating machine for control amount control includes information on the inductance of the rotating machine, and therefore includes information on the vibration direction (deflection direction) and amplitude of the current signal. For this reason, it is possible to acquire information about what happens to the current signal when the estimated rotation angle is correct, based on the current flowing through the rotating machine for control of the control amount. In the above invention, in view of this point, the rotation angle is estimated using current information for controlling the control amount.

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記電圧印加手段は、前記回転機の端子を直流電源の正極および負極のそれぞれに接続するためのスイッチング素子を備えて構成される直流交流変換回路であり、前記重畳手段による前記電圧信号の重畳された前記直流交流変換回路の出力線間電圧の基本波振幅は、前記直流電源の電圧よりも小さいことを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the voltage applying means is configured to connect a terminal of the rotating machine to each of a positive electrode and a negative electrode of a DC power source. A DC / AC converter circuit configured to include an element, wherein a fundamental wave amplitude of an output line voltage of the DC / AC converter circuit on which the voltage signal is superimposed by the superimposing unit is smaller than a voltage of the DC power supply. It is characterized by.

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記重畳手段は、前記回転機の電気角速度が小さいことを条件に前記電圧信号を重畳することを特徴とする。   The invention according to an eighth aspect is the invention according to any one of the first to seventh aspects, wherein the superimposing unit superimposes the voltage signal on condition that an electrical angular velocity of the rotating machine is small. And

請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記回転機は、車両に搭載されるものであることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8, wherein the rotating machine is mounted on a vehicle.

車両に搭載される回転機では、搭載スペースの制約から高トルク密度化の要求が極めて大きいため上記ノイズが顕著となりやすい反面、乗員の快適性の観点から低騒音化が強く望まれている。このため、上記低減手段の利用価値が特に大きい。   In a rotating machine mounted on a vehicle, the demand for high torque density is extremely large due to restrictions on the mounting space, and thus the above-mentioned noise tends to be noticeable. However, low noise is strongly desired from the viewpoint of passenger comfort. For this reason, the utility value of the said reduction means is especially large.

第１の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. 角度推定処理に伴う問題点を説明するための図。The figure for demonstrating the problem accompanying an angle estimation process. 上記実施形態の効果を示す図。The figure which shows the effect of the said embodiment. 第２の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 2nd Embodiment. 第３の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 3rd Embodiment. 第４の実施形態にかかる電圧信号の設定を示す図。The figure which shows the setting of the voltage signal concerning 4th Embodiment. 第５の実施形態にかかる電圧信号の設定を示す図。The figure which shows the setting of the voltage signal concerning 5th Embodiment. 磁気飽和に伴う電流信号の振動方向の変化を示す図。The figure which shows the change of the vibration direction of the electric current signal accompanying magnetic saturation. 第６の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 6th Embodiment. 上記各実施形態の変形例を示す図。The figure which shows the modification of each said embodiment.

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる回転機の制御装置を車載主機としての回転機の制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 <First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which a control device for a rotating machine according to the present invention is applied to a control device for a rotating machine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。   FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment.

図示されるモータジェネレータ１０は、３相の永久磁石同期モータである。また、モータジェネレータ１０は、突極性を有する回転機（突極機）である。詳しくは、モータジェネレータ１０は、埋め込み磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）である。モータジェネレータ１０は、車載主機であり、その回転軸は、駆動輪に機械的に連結されている。   The illustrated motor generator 10 is a three-phase permanent magnet synchronous motor. The motor generator 10 is a rotating machine (saliency pole machine) having saliency. Specifically, the motor generator 10 is an embedded magnet synchronous motor (IPMSM). The motor generator 10 is an in-vehicle main machine, and the rotating shaft thereof is mechanically coupled to the drive wheels.

モータジェネレータ１０は、インバータ１２を介して高電圧バッテリ１４に接続されている。インバータ１２は、モータジェネレータ１０の各端子を高電圧バッテリ１４の正極および負極のそれぞれに選択的に接続するスイッチング素子の直列接続体を備えて構成される直流交流変換回路である。   The motor generator 10 is connected to a high voltage battery 14 via an inverter 12. Inverter 12 is a DC / AC conversion circuit including a series connection body of switching elements that selectively connects each terminal of motor generator 10 to each of a positive electrode and a negative electrode of high-voltage battery 14.

本実施形態では、モータジェネレータ１０の制御量を制御すべくインバータ１２を操作するに際し、モータジェネレータ１０の回転角度（電気角θ）を推定する処理を行う。以下では、まず「モータジェネレータ１０の制御量の制御」について説明した後、「モータジェネレータ１０の電気角θの推定処理」について説明する。
「モータジェネレータ１０の制御量の制御」
モータジェネレータ１０を流れる電流は、電流センサ１６によって検出される。電流センサ１６によって検出される３相の実電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、αβ変換部２０において固定座標系の実電流ｉα、ｉβに変換される。ここで、α軸の正方向は、Ｕ相に一致し、β軸はこれに対して「π／２」だけ進角した方向とする。αβ軸上の実電流ｉα、ｉβは、ｄｑ変換部２２においてモータジェネレータ１０の電気角θに基づき回転座標系の実電流ｉｄ，ｉｑに変換される。これら実電流ｉｄ，ｉｑは、ローパスフィルタ２４によって高周波成分が除去される。 In the present embodiment, when the inverter 12 is operated to control the control amount of the motor generator 10, processing for estimating the rotation angle (electrical angle θ) of the motor generator 10 is performed. In the following, “control of the control amount of the motor generator 10” will be described first, and then “estimation processing of the electrical angle θ of the motor generator 10” will be described.
"Control of control amount of motor generator 10"
The current flowing through the motor generator 10 is detected by the current sensor 16. The three-phase real currents iu, iv, iw detected by the current sensor 16 are converted into real currents iα, iβ in a fixed coordinate system by the αβ converter 20. Here, the positive direction of the α axis coincides with the U phase, and the β axis is a direction advanced by “π / 2” with respect to this. The actual currents iα and iβ on the αβ axis are converted by the dq converter 22 into the actual currents id and iq in the rotating coordinate system based on the electrical angle θ of the motor generator 10. These real currents id and iq have high frequency components removed by the low-pass filter 24.

一方、指令電流設定部２６は、指令トルクＴｒに基づき、モータジェネレータ１０を流れる電流のｄｑ軸上の指令値（指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒ）を設定する。偏差算出部２８では、指令電流ｉｄｒから上記高周波成分の除去された実電流ｉｄを減算し、偏差算出部３０では、指令電流ｉｑｒから上記高周波成分の除去された実電流ｉｑを減算する。   On the other hand, command current setting unit 26 sets command values (command currents idr, iqr) on the dq axis of the current flowing through motor generator 10 based on command torque Tr. The deviation calculating unit 28 subtracts the actual current id from which the high frequency component has been removed from the command current idr, and the deviation calculating unit 30 subtracts the actual current iq from which the high frequency component has been removed from the command current iqr.

指令電圧設定部３２では、高周波成分の除去された実電流ｉｄを指令電流ｉｄｒにフィードバック制御するための操作量として指令電圧ｖｄｒを算出するとともに、高周波成分の除去された実電流ｉｑを指令電流ｉｑｒにフィードバック制御するための操作量として指令電圧ｖｑｒを算出する。ここで、フィードバック制御器は、比例要素および積分要素によって構成することが望ましい。なお、これら指令電圧ｖｄｒ、ｖｑｒの算出に際しては、周知の非干渉制御や誘起電圧補償等のフィードフォワード項を上記フィードバック制御器の出力に加算することで行うことが望ましい。   The command voltage setting unit 32 calculates the command voltage vdr as an operation amount for performing feedback control of the actual current id from which the high frequency component has been removed to the command current idr, and uses the actual current iq from which the high frequency component has been removed as the command current iqr. The command voltage vqr is calculated as an operation amount for feedback control. Here, the feedback controller is preferably constituted by a proportional element and an integral element. When calculating the command voltages vdr and vqr, it is desirable to add a feedforward term such as known non-interference control or induced voltage compensation to the output of the feedback controller.

αβ変換部３６は、モータジェネレータ１０の電気角θに基づき、指令電圧ｖｄｒ，ｖｑｒを、α軸上の指令電圧ｖαｒとβ軸上の指令電圧ｖβｒとに変換するものである。３相変換部３８は、指令電圧ｖαｒ、ｖβｒを、３相の指令電圧ｖｕｒ，ｖｖｒ，ｖｗｒに変換する。ＰＷＭ信号生成部４０は、インバータ１２の出力電圧が３相の指令電圧ｖｕｒ，ｖｖｒ，ｖｗｒとなるように、インバータ１２のスイッチング素子を操作する操作信号を生成して出力する。この操作信号の生成に際しては、電圧センサ４２によって検出される高電圧バッテリ１４の電圧が用いられる。
「モータジェネレータ１０の電気角θの推定処理」
本実施形態では、モータジェネレータ１０の高回転速度領域においてはモータジェネレータ１０の誘起電圧に基づき電気角θを推定し、低回転速度領域においてはモータジェネレータ１０に高周波電圧を重畳した際にモータジェネレータ１０を実際に流れる高周波電流に基づき電気角θを推定する。ここで、高周波電圧や高周波電流における「高周波」とは、モータジェネレータ１０の電気角速度ωに応じて定まる電気角周波数よりも高周波という意味である。また、高周波電流に基づく電気角θの推定時における変調率は「１」よりも小さい。一方、高回転速度領域における電気角θの推定には、拡張誘起電圧オブザーバ４４を用いる。なお、拡張誘起電圧オブザーバについては、例えば「突極型ブラシレスＤＣモータのセンサレス制御のための拡張誘起電圧オブザーバ 平成１１年電気学会全国大会 Ｎｏ．１０２６」に記載されている手法を用いればよい。以下では、低回転速度領域における電気角θの推定処理について説明する。 The αβ converter 36 converts the command voltages vdr and vqr into a command voltage vαr on the α axis and a command voltage vβr on the β axis based on the electrical angle θ of the motor generator 10. The three-phase conversion unit 38 converts the command voltages vαr and vβr into three-phase command voltages vur, vvr, and vwr. The PWM signal generation unit 40 generates and outputs an operation signal for operating the switching element of the inverter 12 so that the output voltage of the inverter 12 becomes the three-phase command voltages vur, vvr, and vwr. In generating the operation signal, the voltage of the high voltage battery 14 detected by the voltage sensor 42 is used.
“Estimation Process of Electric Angle θ of Motor Generator 10”
In the present embodiment, the electric angle θ is estimated based on the induced voltage of the motor generator 10 in the high rotation speed region of the motor generator 10, and the high frequency voltage is superimposed on the motor generator 10 in the low rotation speed region. The electrical angle θ is estimated based on the high-frequency current that actually flows through. Here, “high frequency” in the high frequency voltage or high frequency current means a frequency higher than the electrical angular frequency determined according to the electrical angular velocity ω of the motor generator 10. Further, the modulation factor at the time of estimating the electrical angle θ based on the high-frequency current is smaller than “1”. On the other hand, the expansion induced voltage observer 44 is used for estimating the electrical angle θ in the high rotation speed region. For the extended induced voltage observer, for example, a method described in “Extended induced voltage observer for sensorless control of salient pole type brushless DC motor 1999 National Institute of Electrical Engineers of Japan No. 1026” may be used. Hereinafter, the estimation process of the electrical angle θ in the low rotation speed region will be described.

ｄｑ変換部２２の出力する実電流ｉｄ，ｉｑは、ハイパスフィルタ５０によって高周波成分（高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈ）が抽出される。一方、高周波電圧発生部５２では、高周波電圧ｖｄｈを生成する。高周波電圧ｖｄｈは、ｄ軸の正方向と負方向との間を振動する周期的なパルス状の信号（矩形波信号）である。この高周波電圧ｖｄｈは、重畳部３４において、ｄ軸の指令電圧ｖｄｒに重畳される。   The high-frequency components (high-frequency currents idh, iqh) are extracted from the actual currents id, iq output from the dq converter 22 by the high-pass filter 50. On the other hand, the high frequency voltage generator 52 generates a high frequency voltage vdh. The high-frequency voltage vdh is a periodic pulse signal (rectangular wave signal) that oscillates between the positive and negative directions of the d-axis. The high frequency voltage vdh is superimposed on the d-axis command voltage vdr in the superimposing unit 34.

外積算出部５４では、高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈと高周波電圧ｖｄｈとの外積値ｏｐを算出する。外積値ｏｐは、高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈと高周波電圧ｖｄｈとのなす角度と相関を有するものである。このため、外積値ｏｐがゼロとなるように電気角θを操作するなら、操作された電気角θをモータジェネレータ１０の真の電気角とすることができる。すなわち、モータジェネレータ１０のインダクタンスが最小となる方向はｄ軸方向であるため、高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈは、ｄ軸に偏向したものとなる。このため、高周波電圧ｖｄｈの重畳方向がｄ軸方向であるなら外積値ｏｐをゼロとすることができる。   The outer product calculation unit 54 calculates the outer product value op of the high-frequency currents idh and iqh and the high-frequency voltage vdh. The outer product value op has a correlation with the angle formed between the high-frequency currents idh and iqh and the high-frequency voltage vdh. Therefore, if the electrical angle θ is manipulated so that the outer product value op becomes zero, the manipulated electrical angle θ can be made the true electrical angle of the motor generator 10. That is, since the direction in which the inductance of the motor generator 10 is minimized is the d-axis direction, the high-frequency currents idh and iqh are deflected to the d-axis. For this reason, if the superposition direction of the high frequency voltage vdh is the d-axis direction, the outer product value op can be made zero.

角度推定部５６では、外積値ｏｐを入力とする比例要素の出力および積分要素の出力の和として電気角速度ωを算出し、これを積分することで電気角θを算出する。こうして算出された電気角θは、上記αβ変換部３６やｄｑ変換部２２によって利用される。   The angle estimator 56 calculates the electrical angular velocity ω as the sum of the output of the proportional element and the output of the integral element with the outer product value op as an input, and calculates the electrical angle θ by integrating this. The electrical angle θ calculated in this way is used by the αβ converter 36 and the dq converter 22.

ところで、モータジェネレータ１０のトルクが大きくなる状況下、上記高周波電圧ｖｄｈを重畳すると、これに伴って生じるノイズが大きくなることが発明者らによって見出された。図２に、高周波電圧の振幅ｖｈ、高周波電流の振幅ｉｈ、および音圧のそれぞれとトルクとの関係を示す。   By the way, the inventors have found that when the high-frequency voltage vdh is superimposed in a situation where the torque of the motor generator 10 is increased, the noise generated thereby increases. FIG. 2 shows the relationship between the torque vH, the amplitude vh of the high frequency voltage, the amplitude ih of the high frequency current, and the sound pressure.

図示されるように、高周波電圧の振幅ｖｈを固定した状態でトルクを大きくすると、高周波電流の振幅ｉｈが増大し、これに伴って音圧が大きくなる。これは、モータジェネレータ１０に流れる電流が大きくなることで磁気飽和が生じ、磁気飽和によってインダクタンスが小さくなったためであると考えられる。すなわち、インダクタンスが小さくなると、同一の印加電圧であっても高周波電流の振幅ｉｈは大きくなる。   As shown in the figure, when the torque is increased while the amplitude vh of the high-frequency voltage is fixed, the amplitude ih of the high-frequency current increases, and the sound pressure increases accordingly. This is considered to be because magnetic saturation occurs when the current flowing through the motor generator 10 increases, and the inductance decreases due to the magnetic saturation. That is, when the inductance decreases, the amplitude ih of the high-frequency current increases even with the same applied voltage.

そこで本実施形態では、先の図１に示すように、高周波電圧発生部５２において、指令トルクＴｒを入力とし、指令トルクＴｒが大きいほど高周波電圧ｖｄｈの振幅ｖｈを小さくする。これにより、トルクの増大に起因した高周波電流の振幅ｉｈの増大を好適に抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the high-frequency voltage generator 52 receives the command torque Tr, and decreases the amplitude vh of the high-frequency voltage vdh as the command torque Tr increases. Thereby, the increase in the amplitude ih of the high-frequency current due to the increase in torque can be suitably suppressed.

図３に、本実施形態の効果を示す。図示されるように、トルクの増大に伴って高周波電圧の振幅ｖｈを小さくすることで、高周波電流の振幅ｉｈの増大を抑制（図では、一定値に保っている例を示した）することができ、ひいては音圧の増大を好適に抑制することができる。   FIG. 3 shows the effect of this embodiment. As shown in the drawing, the increase in the amplitude ih of the high-frequency current can be suppressed (in the figure, an example of keeping the constant value) by reducing the amplitude vh of the high-frequency voltage as the torque increases. As a result, an increase in sound pressure can be suitably suppressed.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

（１）指令トルクＴｒが大きいほど、高周波電圧の振幅ｖｈを低減した。これにより、音圧の上昇を抑制または回避することができる。   (1) The amplitude vh of the high frequency voltage was reduced as the command torque Tr was increased. Thereby, an increase in sound pressure can be suppressed or avoided.

（２）車載主機としてのモータジェネレータ１０の制御量を制御する場合に電気角θを推定した。この場合、搭載スペースの制約等に起因してモータジェネレータ１０に対する高トルク密度化の要求が非常に大きくなるため、電気角θの推定に際してノイズが大きくなりやすい反面、乗員の快適性の観点から低騒音化が強く望まれる。このため、上記振幅ｖｈの低減処理の利用価値が特に大きい。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。 (2) The electrical angle θ was estimated when controlling the control amount of the motor generator 10 as the in-vehicle main machine. In this case, the demand for a high torque density for the motor generator 10 becomes very large due to restrictions on the mounting space and the like, so noise tends to increase when the electrical angle θ is estimated, but it is low from the viewpoint of passenger comfort. Noise reduction is strongly desired. For this reason, the utility value of the process of reducing the amplitude vh is particularly great.
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図４に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図４において、先の図１に示した処理に対応する処理や部材については便宜上同一の符号を付している。   FIG. 4 shows a system configuration according to the present embodiment. In FIG. 4, processes and members corresponding to the processes shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.

本実施形態では、高周波電圧の振幅ｖｈを可変設定するうえでの入力パラメータとして、実電流ｉｄ，ｉｑの振幅Ｉを用いる。すなわち、電流振幅算出部６０では、ローパスフィルタ２４によって高周波成分が除去された実電流ｉｄ，ｉｑの振幅Ｉを算出し、これを高周波電圧発生部５２に出力する。この振幅Ｉは、モータジェネレータ１０の制御量の制御のための電流の振幅であり、モータジェネレータ１０の磁気飽和度合いと相関を有するパラメータである。   In the present embodiment, the amplitude I of the actual currents id and iq is used as an input parameter for variably setting the amplitude vh of the high-frequency voltage. That is, the current amplitude calculation unit 60 calculates the amplitude I of the actual currents id and iq from which the high-frequency component has been removed by the low-pass filter 24, and outputs this to the high-frequency voltage generation unit 52. The amplitude I is a current amplitude for controlling the control amount of the motor generator 10 and is a parameter having a correlation with the degree of magnetic saturation of the motor generator 10.

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態に準じた効果を得ることができる。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。 Also according to the present embodiment described above, an effect according to the first embodiment can be obtained.
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図５に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図５において、先の図１に示した処理に対応する処理や部材については便宜上同一の符号を付している。   FIG. 5 shows a system configuration according to the present embodiment. In FIG. 5, processes and members corresponding to the processes shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience.

本実施形態では、高周波電圧の振幅ｖｈを可変設定するうえでの入力パラメータとして、モータジェネレータ１０のインダクタンスＬを用いる。すなわち、電流振幅算出部６０では、ローパスフィルタ２４によって高周波成分が除去された実電流ｉｄ，ｉｑの振幅Ｉを算出し、これをインダクタンス推定部６２に出力する。インダクタンス推定部６２では、振幅Ｉが大きいほどインダクタンスＬが小さい値であると推定し、推定したインダクタンスＬを高周波電圧発生部５２に出力する。   In the present embodiment, the inductance L of the motor generator 10 is used as an input parameter for variably setting the amplitude vh of the high frequency voltage. That is, the current amplitude calculation unit 60 calculates the amplitude I of the actual currents id and iq from which the high-frequency component has been removed by the low-pass filter 24, and outputs this to the inductance estimation unit 62. The inductance estimation unit 62 estimates that the inductance L is a smaller value as the amplitude I is larger, and outputs the estimated inductance L to the high-frequency voltage generation unit 52.

以上説明した本実施形態によっても、先の第１の実施形態に準じた効果を得ることができる。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。 Also according to the present embodiment described above, an effect according to the first embodiment can be obtained.
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、図６に示すように、トルクが大きくなる場合に、高周波電圧ｖｄｈの重畳処理を一時的に中断する。図６（ａ）は、高周波電圧ｖｄｈの推移を示し、図６（ｂ）は、中断期間Ｔと指令トルクＴｒとの関係を示す。図示されるように、本実施形態では、高周波電圧ｖｄｈを一周期にわたって重畳する毎に中断期間Ｔの間、重畳を中断する。このように、高周波電圧ｖｄｈの重畳を間歇的に行うことで、ノイズの発生頻度を低下させることができ、ひいては音圧の上昇を抑制することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the torque increases, the superposition process of the high-frequency voltage vdh is temporarily interrupted. 6A shows the transition of the high-frequency voltage vdh, and FIG. 6B shows the relationship between the interruption period T and the command torque Tr. As shown in the figure, in this embodiment, the superposition is interrupted for the suspension period T every time the high-frequency voltage vdh is superposed over one period. In this way, by intermittently superimposing the high-frequency voltage vdh, the frequency of noise generation can be reduced, and as a result, an increase in sound pressure can be suppressed.

なお、中断期間Ｔは、指令トルクＴｒが大きいほど長く設定される。   The interruption period T is set longer as the command torque Tr is larger.

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

（３）指令トルクＴｒが大きい場合に、高周波電圧ｖｄｈの重畳を間歇的に行った。これにより、高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈの流れる頻度を低下させることができ、ひいてはこれに伴うノイズの頻度を低下させることができる。このため、音圧の上昇を好適に抑制することができる。
＜第５の実施形態＞
以下、第５の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。 (3) When the command torque Tr is large, the high frequency voltage vdh is superimposed intermittently. As a result, the frequency at which the high-frequency currents idh and iqh flow can be reduced, and consequently the frequency of noise associated therewith can be reduced. For this reason, an increase in sound pressure can be suitably suppressed.
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態では、図７に示すように、トルクが大きくなる場合に、高周波電圧ｖｄｈの周波数を拡散する。図７（ａ）は、高周波電圧ｖｄｈの推移を示し、図７（ｂ）は、高周波電流のスペクトルを示し、図７（ｃ）は、周波数を可変とする幅と指令トルクＴｒとの関係を示す。図示されるように、本実施形態では、高周波電圧ｖｄｈの周波数を拡散させることで、高周波電流のスペクトル（周波数に応じた強度）を低減することができる。このため、音圧の最大値の上昇を好適に抑制することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, when the torque increases, the frequency of the high-frequency voltage vdh is spread. FIG. 7A shows the transition of the high-frequency voltage vdh, FIG. 7B shows the spectrum of the high-frequency current, and FIG. 7C shows the relationship between the width in which the frequency is variable and the command torque Tr. Show. As illustrated, in the present embodiment, the spectrum of the high-frequency current (intensity corresponding to the frequency) can be reduced by diffusing the frequency of the high-frequency voltage vdh. For this reason, an increase in the maximum value of the sound pressure can be suitably suppressed.

なお、周波数を可変とする幅は、指令トルクＴｒが大きいほど大きく設定される。   Note that the range in which the frequency is variable is set to be larger as the command torque Tr is larger.

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

（４）指令トルクＴｒが大きい場合に、高周波電圧ｖｄｈの周波数を拡散させた。これにより、音圧の最大値の上昇を好適に抑制することができる。
＜第６の実施形態＞
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。 (4) When the command torque Tr is large, the frequency of the high frequency voltage vdh is diffused. Thereby, the raise of the maximum value of a sound pressure can be suppressed suitably.
<Sixth Embodiment>
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

モータジェネレータ１０に磁気飽和が生じると、図８に示すように、モータジェネレータ１０のインダクタンスが最小となる方向がｄ軸方向から乖離する。ここで、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すように振幅を一定としつつあらゆる方向に高周波電圧を重畳したときにモータジェネレータ１０を実際に流れる高周波電流を示している。詳しくは、図８（ｂ）は、モータジェネレータ１０の制御量の制御用の電流ベクトル（指令電流ｉｄｒ，ｉｑｒ）がｑ軸上の電流ベクトルとなったとき、インダクタンスが最小となる方向がｄ軸方向から上記制御用の電流ベクトル方向側にずれる現象が生じる例を示している。この場合、高周波電圧の重畳によってモータジェネレータ１０を実際に流れる高周波電流のベクトルが上記制御用の電流ベクトル側に偏向する。   When magnetic saturation occurs in the motor generator 10, the direction in which the inductance of the motor generator 10 is minimized deviates from the d-axis direction, as shown in FIG. Here, FIG. 8B shows a high-frequency current that actually flows through the motor generator 10 when a high-frequency voltage is superimposed in all directions while the amplitude is constant as shown in FIG. 8A. Specifically, FIG. 8B shows that when the current vector for controlling the control amount of the motor generator 10 (command current idr, iqr) becomes a current vector on the q axis, the direction in which the inductance is minimized is the d axis. An example is shown in which a phenomenon occurs that shifts from the direction toward the control current vector direction. In this case, the vector of the high-frequency current that actually flows through the motor generator 10 is deflected to the control current vector side by superposition of the high-frequency voltage.

本実施形態では、この点を考慮して電気角θを推定する。これは、高周波電流の振幅を想定される振幅にフィードバック制御するための操作量を電気角θとすることで行うことができる。詳しくは、特開２００８−２２００８９号公報に記載されているように、推定ｄ軸方向と推定ｑ軸方向とのそれぞれに高周波電圧を重畳した際にモータジェネレータ１０に流れる電流信号の振幅ｉｈ（ｄ）、ｉｈ（ｑ）の乗算値を目標値にフィードバック制御すべく電気角θを操作することで行うことができる。   In the present embodiment, the electrical angle θ is estimated in consideration of this point. This can be performed by setting the operation amount for feedback control of the amplitude of the high-frequency current to the assumed amplitude as the electrical angle θ. Specifically, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-220089, the amplitude ih (d) of the current signal flowing through the motor generator 10 when a high frequency voltage is superimposed on each of the estimated d-axis direction and the estimated q-axis direction. ), Ih (q) can be performed by operating the electrical angle θ to feedback control the multiplication value to the target value.

図９に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図９では、電気角θの推定処理については、低回転速度時における処理のみを明記している。また、図９において、先の図１に示した処理に対応する処理や部材については便宜上同一の符号を付している。   FIG. 9 shows a system configuration according to the present embodiment. In FIG. 9, only the process at the low rotation speed is specified as the estimation process of the electrical angle θ. In FIG. 9, the same reference numerals are given for the sake of convenience to the processes and members corresponding to the processes shown in FIG.

図示されるように、高周波電圧発生部５２によって生成される高周波電圧ｖｄｈ、ｖｑｈのそれぞれは、重畳部３４，３５のそれぞれにおいて、指令電圧ｖｄｒ、ｖｑｒのそれぞれに加算される。   As shown in the figure, the high frequency voltages vdh and vqh generated by the high frequency voltage generator 52 are added to the command voltages vdr and vqr in the superimposing units 34 and 35, respectively.

一方、高周波振幅算出部６８では、高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈを入力とし、高周波電圧ｖｄｈが重畳される際の電流信号の振幅ｉｈ（ｄ）と、高周波電圧ｖｑｈが重畳される際の電流信号の振幅ｉｈ（ｑ）とをそれぞれ算出して出力する。これら各振幅ｉｈ（ｄ），ｉｈ（ｑ）は、乗算部７０によって乗算される。一方、目標値設定部７２では、実電流ｉｄ，ｉｑと電気角速度ωとを入力として、上記振幅ｉｈ（ｄ），ｉｈ（ｑ）同士の乗算値の目標値を算出する。ここで、実電流ｉｄ，ｉｑは、モータジェネレータ１０のインダクタンスに関する情報を有するパラメータである。換言すれば、高周波電流ｉｄｈ，ｉｑｈの振幅に関する情報を有するパラメータである。偏差算出部７４では、目標値設定部７２によって設定された目標値から乗算部７０の出力する乗算値を減算することで誤差信号Δθを算出する。この誤差信号Δθは、電気角θの推定誤差と相関を有するパラメータである。速度推定部７６では、誤差信号Δθを入力として速度を推定する。ここでは、例えば誤差信号Δθを入力とする比例要素の出力と積分要素の出力との和として電気角速度ωを算出すればよい。こうして推定された電気角速度ωに基づき、積分器７８によって電気角θが推定される。   On the other hand, in the high frequency amplitude calculation unit 68, the high frequency currents idh and iqh are input, and the amplitude ih (d) of the current signal when the high frequency voltage vdh is superimposed and the amplitude of the current signal when the high frequency voltage vqh is superimposed. ih (q) is calculated and output. Each of the amplitudes ih (d) and ih (q) is multiplied by the multiplication unit 70. On the other hand, the target value setting unit 72 calculates the target value of the product of the amplitudes ih (d) and ih (q) using the actual currents id and iq and the electrical angular velocity ω as inputs. Here, the actual currents id and iq are parameters having information on the inductance of the motor generator 10. In other words, it is a parameter having information on the amplitude of the high-frequency currents idh and iqh. The deviation calculation unit 74 calculates the error signal Δθ by subtracting the multiplication value output from the multiplication unit 70 from the target value set by the target value setting unit 72. This error signal Δθ is a parameter having a correlation with the estimation error of the electrical angle θ. The speed estimation unit 76 estimates the speed using the error signal Δθ as an input. Here, for example, the electrical angular velocity ω may be calculated as the sum of the output of the proportional element and the output of the integral element that receive the error signal Δθ. Based on the electrical angular velocity ω thus estimated, the integrator 78 estimates the electrical angle θ.

以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.

（５）電気角θの推定に際して、モータジェネレータ１０の制御量の制御のための電流情報（ローパスフィルタ２４の出力）を用いた。これにより、磁気飽和にかかわらず、電気角θを高精度に推定することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。 (5) In estimating the electrical angle θ, current information (output of the low-pass filter 24) for controlling the control amount of the motor generator 10 was used. Thereby, the electrical angle θ can be estimated with high accuracy regardless of magnetic saturation.
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.

「低減手段について」
高周波電流の振幅の増大を抑制する手法としては、上記各実施形態において例示したものに限らない。例えば図１０に示されるように、ｄ軸正方向、負方向のそれぞれとなる各１回の期間を短縮するものであってもよい。これにより、高周波電流の振幅値が磁気飽和に起因して増大することを抑制または回避することができる。 "About reduction measures"
The method for suppressing the increase in the amplitude of the high-frequency current is not limited to those exemplified in the above embodiments. For example, as shown in FIG. 10, one time period in each of the d-axis positive direction and the negative direction may be shortened. Thereby, it is possible to suppress or avoid an increase in the amplitude value of the high-frequency current due to magnetic saturation.

なお、低減処理としては、上記第１の実施形態において例示した処理、第４の実施形態において例示した処理、第５の実施形態において例示した処理等の１つのみを行うものにも限らない。   Note that the reduction process is not limited to performing only one of the process exemplified in the first embodiment, the process exemplified in the fourth embodiment, the process exemplified in the fifth embodiment, and the like.

「角度推定手段について」
高周波電圧を重畳した際に回転機を実際に流れる高周波電流の振動方向に基づく回転角度の推定手法としては、外積演算を行うものに限らない。例えば上記特許文献１に記載のものであってもよい。 About angle estimation means
The rotation angle estimation method based on the vibration direction of the high-frequency current that actually flows through the rotating machine when the high-frequency voltage is superimposed is not limited to the one that performs the outer product calculation. For example, the one described in Patent Document 1 may be used.

回転機の制御量の制御のために回転機に流れる電流情報を入力として回転角度を推定する手段としては、上記第６の実施形態において例示したものに限らない。例えば、特開２００８−１２５２６０号公報に記載されているように、高周波電圧の重畳に伴う高周波電流の振動方向に基づき推定される回転角度を、上記電流情報から推定される高周波電流信号の振幅の目標値へのフィードバック制御によって補正するものであってもよい。この際、特開２００９−１４８０１７号公報に記載されているように、高周波電圧の振動方向を可変設定してもよい。さらに例えば、特開２００８−２２００８９号公報に記載されているように、高周波電圧の重畳に伴う高周波電流の振動方向に基づき推定される回転角度を、上記第６の実施形態にかかる乗算値のフィードバック制御によって補正するものであってもよい。   The means for estimating the rotation angle by using the current information flowing through the rotating machine for the control of the control amount of the rotating machine is not limited to that exemplified in the sixth embodiment. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-125260, the rotation angle estimated based on the vibration direction of the high-frequency current accompanying superposition of the high-frequency voltage is set to the amplitude of the high-frequency current signal estimated from the current information. It may be corrected by feedback control to the target value. At this time, as described in JP 2009-148017 A, the vibration direction of the high-frequency voltage may be variably set. Further, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-220089, the rotation angle estimated based on the vibration direction of the high-frequency current caused by the superposition of the high-frequency voltage is used as the multiplication value feedback according to the sixth embodiment. You may correct | amend by control.

なお、上記第１〜第５の実施形態においても、高周波電圧の振幅ｖｈを低減する処理等の本願特有の処理を行うに際しては、磁気飽和に起因してインダクタンスが最小となる方向がｄ軸方向からずれるため、角度の推定精度を高く維持するうえでは、高周波電流の振幅に基づく上記補正処理を追加することが望ましい。逆に、上記高周波電圧の重畳に伴う高周波電流の振動方向に基づき推定される回転角度を、上記電流情報に基づき補正する処理を行う手段を備える場合には、この補正処理が起動される際に上記低減処理を行うことが特に有効である。   In the first to fifth embodiments as well, when performing processing unique to the present application, such as processing for reducing the amplitude vh of the high-frequency voltage, the direction in which the inductance is minimized due to magnetic saturation is the d-axis direction. Therefore, in order to maintain high angle estimation accuracy, it is desirable to add the correction processing based on the amplitude of the high-frequency current. On the contrary, when a means for correcting the rotation angle estimated based on the vibration direction of the high-frequency current accompanying the superposition of the high-frequency voltage is provided based on the current information, when the correction process is started, It is particularly effective to perform the reduction process.

ちなみに、回転機の制御量の制御のために回転機に流す電流情報を入力として回転角度を推定する手段としては、上記電流情報に応じた電流信号の振幅値と実際の振幅値との差を縮めるように推定される電気角θを操作するものにも限らない。例えば、電流情報に基づきインダクタンスが最小となる位相角を特定するものであってもよい。   By the way, as means for estimating the rotation angle by inputting the current information flowing to the rotating machine for controlling the control amount of the rotating machine, the difference between the amplitude value of the current signal corresponding to the current information and the actual amplitude value is obtained. The present invention is not limited to operating the electrical angle θ estimated to be shortened. For example, the phase angle that minimizes the inductance may be specified based on the current information.

また、高周波電流に基づき算出される電気角θの誤差（外積値ｏｐや誤差信号Δθ）を入力としてこれをゼロに制御すべく電気角θを操作するフィードバック制御器としては、比例要素の出力と積分要素の出力との和の積分値をフィードバック操作量とするものに限らない。例えば上記和自体をフィードバック操作量（電気角θ）とするものであってもよい。また、比例要素の出力と積分要素の出力との和に限らず、例えば比例要素、積分要素および微分要素の各出力の和や、比例要素、積分要素および２重積分要素の各出力の和をフィードバック操作量（または電気角速度ω）とするものであってもよい。   In addition, as a feedback controller for operating the electrical angle θ to control the error (the outer product value op and the error signal Δθ) of the electrical angle θ calculated based on the high-frequency current to be zero, The integral value of the sum with the output of the integral element is not limited to the feedback manipulated variable. For example, the sum itself may be used as a feedback operation amount (electrical angle θ). Moreover, not only the sum of the output of the proportional element and the output of the integral element, but for example, the sum of the outputs of the proportional element, the integral element, and the differential element, or the sum of the outputs of the proportional element, the integral element, and the double integral element A feedback operation amount (or an electrical angular velocity ω) may be used.

「高回転速度領域における角度推定について」
高回転速度領域における角度推定手法としては、拡張誘起電圧オブザーバを用いるものに限らない。例えば上記高周波電流を用いるものであってもよい。 "Angle estimation in high rotation speed range"
The angle estimation method in the high rotation speed region is not limited to the one using the extended induced voltage observer. For example, the high frequency current may be used.

「電圧印加手段について」
電圧印加手段としては、インバータ１２に限らない。例えば３つ以上の互いに相違する値の電圧を印加する電圧印加手段であって、その出力端子のそれぞれと回転機の端子との間を開閉するスイッチング素子を備えるものであってもよい。回転機の各端子に３つ以上の互いに相違する値の電圧を印加するための電圧印加手段としては、例えば特開２００６−１７４６９７号公報に例示されているものがある。 "Voltage application means"
The voltage application means is not limited to the inverter 12. For example, it may be a voltage applying unit that applies three or more voltages having different values, and may include a switching element that opens and closes between each of the output terminals and the terminal of the rotating machine. As a voltage applying means for applying three or more voltages having different values to each terminal of the rotating machine, there is one exemplified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-174697, for example.

「そのほか」
・モータジェネレータ１０の最終的な制御量としては、トルクに限らず、例えば回転速度等であってもよい。また、電流ベクトル制御を行うものにも限らず、例えばトルクフィードバック制御を行うものであってもよい。 "others"
The final control amount of the motor generator 10 is not limited to torque, and may be, for example, a rotational speed. Further, the present invention is not limited to performing current vector control, and for example, torque feedback control may be performed.

・構造上、突極性を有する回転機としては、上記モータジェネレータ１０に限らない。例えば同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）でもよい。   The structural rotating machine having saliency is not limited to the motor generator 10 described above. For example, a synchronous reluctance motor (SynRM) may be used.

・回転機としては、車載主機に限らない。例えば車載パワーステアリングに搭載される電動機であってもよい。   -The rotating machine is not limited to the in-vehicle main machine. For example, an electric motor mounted on a vehicle-mounted power steering may be used.

１０…モータジェネレータ、１２…インバータ、５２…高周波電圧発生部、５６…角度推定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor generator, 12 ... Inverter, 52 ... High frequency voltage generation part, 56 ... Angle estimation part.

Claims (9)

突極性を有する回転機の制御量を制御すべく前記回転機の端子に電圧を印加する電圧印加手段を操作する手段と、前記回転機の電気角とは異なる周期を有して且つ任意の位相角方向に振動する電圧信号を前記回転機の端子に印加される電圧に重畳する重畳手段と、前記重畳された電圧信号によって前記回転機を実際に流れる電流信号に基づき、前記回転機の回転角度を推定する角度推定手段とを備え、前記回転機の制御量を制御するに際し前記推定された回転角度を用いる回転機の制御装置において、
前記重畳手段は、前記制御量の制御のために前記回転機に流す電流の振幅が大きい場合、前記電圧信号の所定周期における平均値、および前記電圧信号の周波数スペクトルの最大値の少なくとも１つを低減する低減処理を行う低減手段を備えることを特徴とする回転機の制御装置。 Means for operating a voltage applying means for applying a voltage to a terminal of the rotating machine to control a control amount of the rotating machine having saliency, and an arbitrary phase having a period different from the electrical angle of the rotating machine; A superimposing means for superimposing a voltage signal oscillating in an angular direction on a voltage applied to a terminal of the rotating machine, and a rotation angle of the rotating machine based on a current signal actually flowing through the rotating machine by the superimposed voltage signal. In the control device for a rotating machine that uses the estimated rotation angle when controlling the control amount of the rotating machine,
Said superimposing means, when the amplitude of the current applied to the rotary machine for the control of the control amount is large, the average value, and at least one of the maximum value of the frequency spectrum of the voltage signal in a predetermined period before Symbol voltage signal A control device for a rotating machine, comprising a reduction means for performing a reduction process for reducing the rotation. 前記低減処理は、前記電圧信号の振幅を低減する処理を含むことを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。   The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the reduction process includes a process of reducing an amplitude of the voltage signal. 前記低減処理は、前記電圧信号の重畳を間歇的に行う処理を含むことを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。   The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the reduction process includes a process of intermittently superimposing the voltage signals. 前記低減手段は、前記電圧信号の周波数を拡散させる処理を含むことを特徴とする請求項１記載の回転機の制御装置。   The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the reducing means includes a process of diffusing the frequency of the voltage signal. 前記低減手段は、前記電流の振幅が大きいために前記回転機のインダクタンスが低下する場合に前記低減処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。   The said reduction | decrease means performs the said reduction process when the inductance of the said rotary machine falls because the amplitude of the said current is large, Control of the rotary machine of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. apparatus. 前記回転機は、前記制御量の制御のために前記回転機に流す電流の振幅が大きくなることで、インダクタンスが最小となる方向がｄ軸方向からずれるものであり、
前記角度推定手段は、前記制御量の制御のために前記回転機に流す電流情報を入力として前記回転角度を推定する手段を備え、
前記低減処理は、前記角度推定手段が前記電流情報を入力として回転角度を推定する際に行なわれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。 In the rotating machine, the direction in which the inductance is minimized deviates from the d-axis direction by increasing the amplitude of the current flowing through the rotating machine for the control of the control amount.
The angle estimation means includes means for estimating the rotation angle by using, as input, current information flowing through the rotating machine for control of the control amount,
6. The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the reduction process is performed when the angle estimation unit estimates a rotation angle by using the current information as an input. 6. 前記電圧印加手段は、前記回転機の端子を直流電源の正極および負極のそれぞれに接続するためのスイッチング素子を備えて構成される直流交流変換回路であり、
前記重畳手段による前記電圧信号の重畳された前記直流交流変換回路の出力線間電圧の基本波振幅は、前記直流電源の電圧よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。 The voltage applying means is a DC / AC conversion circuit configured to include a switching element for connecting a terminal of the rotating machine to each of a positive electrode and a negative electrode of a DC power source,
7. The fundamental wave amplitude of the output line voltage of the DC / AC converter circuit on which the voltage signal is superimposed by the superimposing means is smaller than the voltage of the DC power supply. The control apparatus of the rotary machine as described in 2. 前記重畳手段は、前記回転機の電気角速度が小さいことを条件に前記電圧信号を重畳することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。   8. The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the superimposing unit superimposes the voltage signal on condition that an electrical angular velocity of the rotating machine is small. 9. 前記回転機は、車両に搭載されるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。   The control device for a rotating machine according to claim 1, wherein the rotating machine is mounted on a vehicle.

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