TWI876291B - 處理裝置、電動車輛、處理方法、及激磁波形生成程式 - Google Patents

Abstract

一種處理裝置(400)，以振幅比例(A ₅)成為超過20%且80%以下的方式，來設定5次諧波的振幅(I ₅)。又，處理裝置(400)以5次諧波相對於基本波之相位成為超前相位，且相位差(φ ₅)成為80°以上且106°以下的方式，來設定相位差(φ ₅)。

Description

處理裝置、電動車輛、處理方法、及激磁波形生成程式

本發明是有關於一種處理裝置、電動車輛、處理方法、及程式，特別是一種適合用於激磁馬達之構成。本案依據已於2022年3月29日於日本提出申請的日本特願2022-053569號主張優先權，並在此援引其等的全部內容。

運轉中的馬達的振動是成為噪音的原因。又，例如，混合動力汽車(HV：Hybrid Vehicle)或電動汽車(EV：Electric Vehicle)等之電動車輛中的驅動用馬達(動力源)的振動會影響乘坐舒適感。從而，希望抑制馬達的振動。作為抑制馬達的振動的手法之一，所考慮的作法是變更馬達的構造。然而，要變更既有的電動車輛的馬達的構造是困難的。已有以下的手法被提出：藉由控制供給至馬達的定子線圈之激磁訊號中所包含之諧波，來抑制馬達的振動。

在非專利文獻1揭示有將開路繞組結構的PMSM(永磁同步馬達，Permanent Magnet Synchronous Motor)作為對象，目的在於實現馬達的轉矩脈動之減少、或馬達的半徑方向上的振動之減少之技術。作為所述之技術，在非專利文獻1記載有對PMSM供給已將3次諧波電流疊加於基本波電流後之電流，來作為激磁電流。

先前技術文獻 非專利文獻

非專利文獻1：本田一成、赤津觀合著，「使用了3次諧波電流控制之開路繞組結構PMSM的驅動手法探討(Driving an Open-Winding Structure PMSM Using Third Harmonic Current Control)」，日本電氣學會論文誌D(IEEJ Transactions D)，第141卷，1號，第35~45頁，2021年1月1日

然而，非專利文獻1記載有以下情形：即使將3次諧波電流疊加於基本波後之電流作為激磁電流來供給至PMSM，抑制馬達的半徑方向上的振動之效果仍然較小。從而，在非專利文獻1所記載之技術仍有改善的餘地。例如，在藉由星形接線(Y形接線)的三相交流電源，來使定子線圈的接線方法為星形接線之馬達動作的情況下，在該馬達中，不會有3的倍數的次數之諧波電流流動。從而，即使將對基本波疊加3次諧波後之電流作為激磁電流來供給至馬達，馬達的半徑方向上的振動的抑制效果仍然不充分。

本發明是有鑒於如以上的問題點而作成之發明，目的在於提高馬達的振動的抑制效果。

本發明之處理裝置是進行用於生成激磁訊號的時間波形即激磁波形之處理的裝置，前述激磁訊號是供給至馬達的定子線圈之訊號，前述處理裝置具備：波形資訊設定部，設定包含基本波資訊與諧波資訊之波形資訊， 前述基本波資訊是用於生成包含於前述激磁波形之基本波之資訊，前述諧波資訊是用於生成疊加於前述基本波之5次諧波之資訊，前述波形資訊設定部具有設定前述諧波資訊之諧波資訊設定部，前述諧波資訊包含振幅比例A₅與相位差φ₅，前述振幅比例A₅是將前述5次諧波的振幅I₅相對於前述基本波的振幅I₀之比值以百分率來表示之值，前述相位差φ₅是前述基本波與前述5次諧波之相位差，前述諧波資訊設定部以前述振幅比例A₅成為超過20%且80%以下的方式，來設定前述5次諧波的振幅I₅，前述諧波資訊設定部以前述5次諧波相對於前述基本波之相位成為超前相位，且前述相位差φ₅成為80°以上且106°以下的方式，來設 定前述相位差φ₅。

本發明之處理方法是進行用於生成激磁訊號的時間波形即激磁波形之處理的方法，前述激磁訊號是供給至馬達的定子線圈之訊號，前述處理方法具備以下步驟：波形資訊設定步驟，設定包含基本波資訊與諧波資訊之波形資訊，前述基本波資訊是用於生成包含於前述激磁波形之基本波之資訊，前述諧波資訊是用於生成疊加於前述基本波之5次諧波之資訊，前述波形資訊設定步驟具有設定前述諧波資訊之諧波資訊設定步驟，前述諧波資訊包含振幅比例A₅與相位差φ₅，前述振幅比例A₅是將前述5次諧波的振幅I₅相對於前述基本波的振幅I₀之比值以百分率來表示之值，前述相位差φ₅是前述基本波與前述5次諧波之相位差，前述諧波資訊設定步驟以前述振幅比例A₅成為超過20%且80%以下的方式，來設定前述5次諧波的振幅I₅，前述諧波資訊設定步驟以前述5次諧波相對於前述基本波之相位成為超前相位，且前述相位差φ₅成為80°以上且106°以下的方式，來設定前述相位差φ₅。

本發明的程式是使電腦作為前述處理裝置的前述波形資訊設定部而發揮功能。

0:旋轉軸線

110:轉子

111:轉子鐵芯

111a,111b,111c,111d,111e,111f,111g,111h,111i:貫通孔

112a,112b,112c,112d,112e,112f,112g,112h,112i,112j,112k,112l,112m,112n,112o,112p:永久磁鐵

120:定子

121:定子鐵芯

121a:齒部

121b:軛部

121c:槽

122:定子線圈

201,202:虛線

400:處理裝置

401:波形資訊設定部

401a:運轉條件設定部

401b:基本波資訊設定部

401c:諧波資訊設定部

402:激磁波形生成部

410:電動車輛的控制裝置(控制裝置)

601:CPU

602:主記憶裝置

603:輔助記憶裝置

604:通訊電路

605:訊號處理電路

606:圖像處理電路

607:I/F電路

608:使用者介面

609:顯示器

610:匯流排

A₅:振幅比例

ES:激磁訊號

F:電磁力

f₀:基本頻率

I₀:基本波的振幅

I₅:5次諧波的振幅

I_rms:激磁電流之有效值

M:馬達

OC:運轉條件

OP:操作人員

r,x,y,z,θ:方向

S501~S506:步驟

φ₅:相位差

η:進角

圖1是顯示馬達的構成之一例的圖。

圖2是顯示5次諧波相對於基本波之振幅比例與電磁力的關係之一例的圖。

圖3是顯示基本波與5次諧波之相位差與電磁力的關係之一例的圖。

圖4是顯示處理裝置的功能上的構成之一例的圖。

圖5是說明處理方法之一例的流程圖。

圖6是顯示處理裝置的硬體的構成之一例的圖。

用以實施發明之形態

以下，一邊參照圖式，一邊說明本發明的實施形態。

再者，在以下的說明中，長度、位置、大小、間隔等比較對象為相同之情形是設成：除了嚴格上相同的情況之外，也包含在不脫離發明的主旨之範圍內不同之構成(例如，在設計時所決定之公差的範圍內不同之構成)。

[知識見解]

在說明本發明的實施形態之前，說明在完成本發明的實施形態時本發明的發明人們所得到的知識見解。

於馬達產生之噪音的主要原因是定子(定子鐵芯)的振動。定子的振動可以藉由於定子(定子鐵芯)產生之電磁力來直接地評價。於是，本發明的發明人們在日本專利特願2021-185783號中提出了以下的手法：搜索可以使在定子產生之電磁力減少之諧波，來作為疊加於基本波之諧波。並且，本發明的發明人們藉由進行電磁場分析(數值分析)，調查了只要使何種諧波疊加於基本波，就可以使在定子產生之電磁力減少。

<馬達M的構成>

圖1是顯示調查對象之馬達M的構成之一例的圖。再者，圖1顯示呈垂直於旋轉軸線0(z軸方向)地切開馬達M之剖面。在圖1中為了方便標記，而將表示剖面的切斷面之陰影線的圖示省略。在圖1中，顯示於x、y、z的旁邊之箭頭線是表示x-y-z正交座標系統的x座標、y座標、z座標的方向。又，顯示於r、θ的旁邊之箭頭線是表示二維極座標系統的r座標、θ座標的方向。再者，白圓圈(○)之中附有黑圓點(●)的記號是表示z座標的方向。又，從紙面的後側朝向近前側之方向是表示正的方向。又，於圖1所示之各座標的原點是例如馬達M的旋轉軸線0(中心線)。在圖1中，為了方便標記，而將各座標的原點顯示於遠離馬達M的旋轉軸線0之位置。

在圖1中，馬達M具備轉子110與定子120。

轉子110具備轉子鐵芯111與永久磁鐵112a~112p。轉子鐵芯111藉由例如堆疊平面形狀相同之複數片無方向性電磁鋼板而構成。再者，轉子鐵芯111不限定於使用軟磁性體板之一例即無方向性電磁鋼板之構成。例如，轉子鐵芯111亦可藉由使用無方向性電磁鋼板以外的軟磁性體板來構成。無方向性電磁鋼板以外的軟磁性體板可為例如方向性電磁鋼板。又，轉子鐵芯111亦可為例如壓粉磁芯、非晶質鐵芯、及奈米結晶鐵芯。

在轉子鐵芯111形成有在和馬達M的旋轉軸平行的方向(z軸方向)上貫通之貫通孔111a~111i。

貫通孔111a的中心位置與馬達M之旋轉軸線0的位置相同。在貫通孔111a設置有旋轉軸(軸桿(shaft))。

貫通孔111b~111i以包圍貫通孔111a的方式，在馬達M的圓周方向(θ方向)上具有間隔地配置。再者，馬達M的圓周方向是馬達M的繞著旋轉軸線0之方向。更具體而言，馬達M的圓周方向是圖1所示之θ軸方向。貫通孔111b~111i的形狀以及大小相同。在貫通孔111b~111i中設置有永久磁鐵112a~112p。在永久磁鐵112a~112p已設置於貫通孔111b~111i的狀態下，在永久磁鐵112a~112p的兩側會形成空隙。該空隙是貫通孔111b~111i的一部分的區域。

構成轉子鐵芯111之複數個軟磁性體板是藉由例如將圓形的軟磁性體板加工成形成和貫通孔111a~111i對應之孔來製造。將這些複數個軟磁性體板以該孔的位置對齊之方式來堆疊並固定後之構成即為轉子鐵芯111之一例。再者，亦可在轉子鐵芯111形成有貫通孔111a~111i以外之貫通孔。又，亦可對轉子鐵芯111施行所謂的歪斜(skew)。

定子120具備定子鐵芯121與定子線圈122。定子鐵芯121是藉由例如堆疊平面形狀相同之複數片無方向性電磁鋼板而構成。再者，定子鐵芯121 不限定於使用軟磁性體板之一例即無方向性電磁鋼板之構成。例如定子鐵芯121亦可藉由使用無方向性電磁鋼板以外的軟磁性體板來構成。無方向性電磁鋼板以外的軟磁性體板可為例如方向性電磁鋼板。又，定子鐵芯121亦可為例如壓粉磁芯、非晶質鐵芯以及奈米晶鐵芯。

定子鐵芯121具有複數個齒部121a與軛部121b(芯背部)。再者，在圖1中，為了方便標記，僅對複數個齒部當中的1個附加有符號121a。

複數個齒部121a以在馬達M的圓周方向上成為等間隔的方式配置。複數個齒部121a的形狀以及大小相同。軛部121b具有大致中空圓筒形狀。複數個齒部121a以及軛部121b配置成軛部121b的內周側(旋轉軸線0側)的端面與複數個齒部121a的外周側(圖1所示之r軸的正方向側)的端面一致。不過，複數個齒部121a以及軛部121b是成為一體(沒有交界線)。

又，在槽121c配置有定子線圈122。槽121c是在馬達M的圓周方向上以具有間隔的狀態相鄰之2個齒部121a之間的區域。再者，在圖1中，為了方便標記，僅對1個定子線圈附加符號122。

構成定子鐵芯121之複數個軟磁性體板是藉由例如將圓形的軟磁性體板加工成形成和複數個齒部121a以及軛部121b對應之形狀的區域來製造。將這些複數個軟磁性體板以其等的輪廓(內緣以及外緣)對齊的方式來堆疊並固定後之構成即為定子鐵芯121之一例。再者，亦可對定子鐵芯121施行所謂的歪斜。

再者，在圖1中是例示以下情況：馬達M為內轉子型的IPM(內藏式永磁，Interior Permanent Magnet)馬達。不過，馬達M不限定於內轉子型的IPM馬達。例如，馬達M亦可為同步馬達以外的馬達，亦可為外轉子型的馬達。又，馬達M不限定於徑向間隙型的馬達。例如，馬達M亦可為軸向間隙型的馬達。

在以下，作為圖1所示的馬達M，是例示三相交流馬達來顯示本發明的發明人們所進行之調查的結果，前述三相交流馬達為：定子120的外徑為140mm、轉子110的外徑為90mm、轉子110以及定子120的高度(z軸方向的長度)為24mm、定子120的槽的數量為48個、構成轉子鐵芯111以及定子鐵芯121之軟磁性體板為無方向性電磁鋼板、極數為8、定子線圈122的接線方法為星形接線。

<數值分析的概要>

關於疊加於基本波之諧波，本發明的發明人們藉由進行電磁場分析(數值分析)，而得到了後述之知識見解。於是，以下說明電磁場分析(數值分析)的概要。

在本調查中，是使用數值分析之一例即有限元素法來計算出對馬達M的計算模型所設定之元素(網格)的各個的磁通密度B以及渦電流密度Je。再者，磁通密度B以及渦電流密度Je為向量量。又，關於疊加於基本波之諧波，後述之知識見解亦可使用差分法等之有限元素法以外的數值分析之手法(離散化手法)並執行電磁場分析來獲得。

作為使用了有限元素法之電磁場分析之手法，有使用A-φ法之手法。此情況下，用於進行電磁場分析的基礎方程式，可依據馬克士威方程式(Maxwell)，而用以下之式(1)~式(4)來給出。再者，在各式中，→是表示向量。

在式(1)~式(4)中，μ為磁導率，A為向量勢，σ為電導率，J₀為激磁電流密度，Je為渦電流密度，B為磁通密度。可聯立式(1)以及式(2)來求解，而求出向量勢A與純量勢(scalar potential)φ。之後，從式(3)以及式(4)對各個元素求出磁通密度B與渦電流密度Je。再者，在式(1)中，為了簡化標記，而顯示磁導率的x成分μ_x、y成分μ_y、z成分μ_z為相等的情況(μ_x=μ_y=μ_z的情況)之式。

然後，依據對定子鐵芯121所設定之各元素中的磁通密度B，來計算於定子鐵芯121產生之電磁力F(在以下的說明中，因應於需要而將於定子鐵芯121產生之電磁力F簡稱為電磁力F)。又，依據對轉子鐵芯111與定子鐵芯121之間的氣隙而設定之各元素的磁通密度B，來計算於馬達M產生之轉矩T(在以下的說明中，因應於需要而將於馬達M產生之轉矩T簡稱為轉矩T)。電磁力F以及轉矩T可藉由例如使用習知的節點力法來計算。在節點力法中，依據磁通密度B而計算出馬克士威應力張量。又，使用馬克士威應力張量來計算：包含r方向、θ方向、z方向之電磁力F_r、F_θ、F_z作為成分之電磁力F(電磁力F為向量量)。又，使用θ方向的電磁力F_θ來計算轉矩T(轉矩T是向量量)。再者，計算電磁力F以及轉矩T之方法不限定於節點力法，亦可為其他的習知的手法。又，由 於進行電磁場分析的手法本身是一般的手法，因此省略其詳細的說明。

<關於疊加於基本波之諧波的知識見解>

本發明的發明人們藉由進行電磁場分析(數值分析)而計算出：將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況下之電磁力F、與將時間波形為將各種諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流供給至定子線圈122的情況下之電磁力F。在此，激磁電流I(ωt)[A]是設為用以下之式(5)來表示之電流。在式(5)中，ω是角頻率[rad/s]。t是時刻[s]。n是諧波的次數[-]。I₀是基本波的振幅[A]。I_n是n次諧波的振幅[A]。φ_n是基本波與n次諧波之相位差[rad]。再者，於[]內所顯示之記號是表示單位。又，[-]是表示無因次量。又，設為以下構成：在基本波與n次諧波之相位差φ_n為正值的情況下，n次諧波相對於基本波為超前相位。

轉矩T是和激磁電流的有效值對應。於是，在本調查中，是在將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況下、與將時間波形為將各種諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流供給至定子線圈122的情況下，設成產生同等的轉矩T，而在同等的轉矩條件之下比較各個情況的電磁力F。具體而言，是將各自的激磁電流的有效值調整成：時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值，分別變得和對應於期望的轉矩T之激磁電流的有效值相同。再者，會有以下情況：時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值，並沒有分別變得和對應於期望的轉矩T之激磁電流的有效值嚴格地相同。在此情況下，是將各自的激磁電流的有效值調整成：時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將 諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值，分別變得儘可能接近於和期望的轉矩T對應之激磁電流的有效值。

又，在本調查中，是藉由進行靜磁場分析而計算出轉矩T以及電磁力F。具體來說，是將在一週期量的激磁電流的時間波形中使用離散的複數個時刻的激磁電流之值來計算該時刻的轉矩之作法，在該複數個時刻的各個時刻進行。然後，將如此進行而計算出之各時刻的轉矩的平均值計算為於馬達M產生之轉矩T。並且，將時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值分別調整成：如此進行而計算出之轉矩T成為和期望的轉矩相同。再者，會有轉矩T與期望的轉矩並未嚴密地成為相同之情況。在此情況下，將時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值分別調整成：該轉矩T為儘可能地接近於期望的轉矩T之值。

然後，如此進行而分別計算並比較將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122時的電磁力F、與將時間波形為使各種諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流供給至定子線圈122時的電磁力F，來作為將已調整有效值之激磁電流供給至定子線圈122時的電磁力F。再者，如此進行而計算之電磁力F是於定子鐵芯121的整體產生之電磁力。然而，如前述，在本調查中，是將時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值設為相同。將時間波形為基本波之激磁電流的有效值、與時間波形為將諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流的有效值設為相同之作法，是和將馬達M的轉矩T設為相同(亦即將馬達M的旋轉方向上的電磁力設為相同)之作法對應。從而，在如以上地將激磁電流的有效值設為相同的條件下所計算的電磁力F之差，可表示為馬達M的半徑方向上的電磁力之差。再者，馬達M的半徑方向上的電磁力，是向量即電磁力的成分當中馬達 M的半徑方向的成分。馬達M的半徑方向的成分是例如圖1所示之二維極座標系統的r成分。

又，將如以上地進行而計算之電磁力F設得較小之作法，是和將馬達M的振動的時間波形的平均值設得較小之作法對應。在本調查中，減低馬達M的振動意指：讓馬達M的振動的時間波形的平均值變得較小。

順道一提，若使複數次的諧波疊加於基本波、或使極端地高次之諧波疊加於基本波時，激磁電流的時間波形會成為複雜的形狀。如此一來，會有例如以下之疑慮：用於生成激磁電流的電路或控制會變複雜、或藉由在用於生成激磁電流的電路所具備之開關元件進行開關而產生之開關雜訊的影響會變大。又，如前述，在藉由例如星形接線(Y形接線)的三相交流電源，來使定子線圈的接線方法為星形接線之馬達動作的情況下，在該馬達中，不會有3的倍數的次數之諧波電流流動。從而，即使將3次諧波電流疊加於基本波電流，在馬達M的半徑方向上的振動的抑制效果仍然不充分。根據以上，本發明的發明人們從前述之比較的結果發現到以下情形：藉由刻意地將疊加於基本波之諧波設成比3次諧波更高之奇數次的諧波當中最低次的諧波即僅5次諧波，且將5次諧波的振幅I₅適當化，可做到即使未讓激磁電流的時間波形的形狀極端地變複雜，仍然讓馬達M的振動(亦即馬達M的半徑方向上的電磁力)的抑制效果變大。此外，本發明的發明人們發現到以下情形：除了5次諧波的振幅I₅之外，還可藉由將基本波與5次諧波的相位差φ₅適當化，來讓馬達M的半徑方向上的電磁力更加減少。再者，刻意地僅將5次諧波疊加於基本波意指：在生成激磁訊號時，進行生成5次諧波之動作，且不進行生成5次諧波以外的諧波之動作。

在此，將如以下之式(6)所示，將n次諧波的振幅I_n相對於基本波的振幅I₀之比值(=I_n÷I₀)以百分率來表示之式，設為n次諧波相對於基本波之振幅比例A_n。若利用基本波的振幅I₀、與n次諧波相對於基本波之振幅比例A_n，即可 將n次諧波的振幅I_n用以下之式(7)來表示。又，n次諧波的振幅I_n可用以下之式(7a)來表示。又，將5次諧波疊加於基本波後之激磁電流I(ωt)[A]是根據式(5)而用以下之式(8)來表示。在以下的說明中，因應於需要而將5次諧波相對於基本波之振幅比例A₅簡稱為振幅比例A₅。

圖2是顯示振幅比例A₅(橫軸)與電磁力F(縱軸)的關係之一例的圖。再者，在圖2中是例示已將基本波與5次諧波之相位差φ₅固定在1.65rad≒95°)之情況。在圖2中，虛線201是表示將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況下的電磁力F之值。虛線202是表示將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況下的電磁力F的0.9倍的電磁力F之值。黑圓點表示將時間波形為將5次諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流供給至定子線圈122的情況下的電磁力F。再者，在圖2中，是將電磁力F正規化而以無因次量來表示。

馬達M的半徑方向上的振動是和馬達M的半徑方向上的電磁力對應。從而，從抑制馬達M的振動之觀點來看，從振幅比例A₅與電磁力F的關係等來決定振幅比例A₅的範圍之作法是有效的。從圖2所示的結果等，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：藉由將振幅比例A₅設為超過0%且90%以下 (0%<A₅≦90%)，相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，可以減少電磁力F。如前述，在將激磁電流的有效值設為相同的條件下所計算的電磁力F之差，可表示為馬達M的半徑方向上的電磁力之差。馬達M的半徑方向上的電磁力變大之情形是和馬達M的振動變大之情形對應。如圖2所示，由於只要將振幅比例A₅設成為超過0%且90%以下，便可以讓電磁力F減少，因此可以顯現馬達M的振動(亦即，馬達M之半徑方向上的電磁力)的抑制效果。從而，亦可將振幅比例A₅設為超過0%且90%以下。然而，如圖2所示，若將振幅比例A₅設為超過0%且90%以下，會包含無法充分地減低電磁力F之情況(例如，參照在振幅比例A₅為接近於0%以及90%之值的電磁力F)。從而，可能產生以下情況：無法確實地顯現馬達M的振動的抑制效果之情形。於是，從確實地顯現馬達M的振動的抑制效果之觀點來看，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：只要將振幅比例A₅設為超過20%且80%以下(20%<A₅≦80%)，相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給到定子線圈122的情況，可以使電磁力F減少10%以上，因而較佳。可考慮為：只要相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，可以將電磁力F減少達10%左右，便可得到確實的效果來作為馬達M的振動的抑制效果。例如，可考慮為：相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，只要可以將電磁力F減少達10%左右，即使在以馬達M的振動(振幅)容易變小的運轉條件(例如低旋轉數、低轉矩的運轉條件)來讓馬達M運轉中的情況下，仍然可以就將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況、與將振幅比例A₅設為超過20%且80%以下的情況，在馬達M的振動的絕對值(振幅)上產生明確之差。從而，可考慮為可以確實地顯現由將振幅比例A₅設為超過20%且80%以下之作法所形成之馬達M的振動的抑制效果。

此外，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：只要將振幅比 例A₅設為40%以上且70%以下(40%≦A₅≦70%)，相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，可以使電磁力F減少接近25%，因而更佳。

又，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：只要將振幅比例A₅設為45%以上且55%以下(45%≦A₅≦55%)，即可以讓電磁力F形成到最小值附近，因此越發更佳。

又，以上之振幅比例A₅的範圍的上下限值，可以在超過0%且90%以下的範圍內任意地替換。例如，亦可取代「超過20%且80%以下」的「超過20%」，而採用「超過0%」、「40%以上」、或「45%以上」。又，亦可取代「超過20%且80%以下」的「80%以下」，而採用「90%以下」、「70%以下」、或「55%以下」。又，亦可取代「40%以上且70%以下」的「40%以上」，而採用「超過0%」、「超過20%」、或「45%以上」。又，亦可來取代「40%以上且70%以下」的「70%以下」，而採用「90%以下」、「80%以下」、或「55%以下」。亦可取代「超過0%且90%以下」的「超過0%」，而採用「超過20%」、「40%以上」、或「45%以上」。亦可取代「超過0%且90%以下」的「90%以下」，而採用「80%以下」、「70%以下」、或「55%以下」。又，亦可取代「45%以上且55%以下」的「45%以上」，而採用「超過0%」、「超過20%」、或「40%以上」。亦可來取代「45%以上且55%以下」的「55%以下」，而採用「90%以下」、「80%以下」、或「70%以下」。

在此，即使將刻意地疊加於基本波之諧波僅設為5次諧波，也會有在實際的激磁訊號(激磁電流以及激磁電壓)包含5以外的次數的諧波的情況。在此情況下，5次諧波的振幅宜比其他次數的諧波的振幅更大。亦即，5次諧波相對於基本波的振幅比例A₅宜比5次諧波以外之諧波相對於基本波的振幅比例A_n(n≠5)更大。再者，在實際的激磁訊號中，除了諧波以外，還有雜訊以及高 頻疊加於基本波之情況。雜訊是不定期地重疊於基本波之訊號。從而，雜訊是和基本波不同步之訊號。據此，雜訊不會包含在諧波中。又，在本實施形態中，諧波的次數n是設為40以下。又，在本實施形態中，高頻是設為高於40次諧波的頻率(=基本波的頻率×40)之高頻率的訊號。亦即，在本實施形態中，是設為高於40次諧波的頻率之高頻率的訊號不包含在諧波中。

再者，如前述，在圖2中是顯示將基本波與5次諧波之相位差φ₅設為1.65rad(≒95°)之情況。然而，基本波與5次諧波之相位差φ₅並不限定於1.65rad(≒95°)。例如，只要在可以使電動車輛的驅動用馬達等的馬達動作的範圍內，即便基本波與5次諧波之相位差φ₅為1.65rad(≒95°)以外之值，可以減少電磁力F之振幅比例A₅的範圍仍然可為前述之範圍(例如，0%<A₅≦90%、較佳的是20%<A₅≦80%、更佳的是40%≦A₅≦70%、越發更佳的是45%≦A₅≦55%)。再者，所謂驅動用馬達是混合動力汽車以及電動汽車等之將馬達作為驅動源而成為可移動的電動車輛的動力源之馬達，且為產生用於使車輪(輪體以及輪胎)旋轉的轉矩之馬達。再者，在以下的說明中，可因應於需要，將以馬達作為驅動源而可移動的電動車輛簡稱為電動車輛。又，在以下的說明中，可因應於需要而將前述之範圍(例如，20%<A₅≦80%、40%≦A₅≦70%、以及45%≦A₅≦55%)稱為振幅比例A₅的理想範圍或簡稱為理想範圍，並作為比0%<A₅≦90%更佳之振幅比例A₅之範圍。

圖3是顯示基本波與5次諧波的相位差φ₅(橫軸)與電磁力F(縱軸)的關係之一例的圖。再者，在圖3中是例示將振幅比例A₅固定為50%的情況。在以下的說明中，會因應於需要而將基本波與5次諧波之相位差φ₅簡稱為相位差φ₅。

在圖3中，虛線201、202與圖2所示之線相同。亦即，虛線201是將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況下的電磁力F之值。虛線202是將 時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況下的電磁力F的0.9倍的電磁力F之值。黑圓點表示將時間波形為將5次諧波疊加於基本波後的時間波形之激磁電流供給至定子線圈122的情況下的電磁力F。再者，在圖3中也是和圖2同樣，將電磁力F正規化而以無因次量來表示(不過，各圖的電磁力F=1.0[-]中的電磁力F的實際之值(將單位設為N之值)是相同的)。

馬達M的半徑方向上的振動是和馬達M的半徑方向上的電磁力對應。從而，從抑制馬達M的振動之觀點來看，從相位差φ₅與電磁力F的關係等來決定相位差φ₅的範圍之作法是有效的。從圖2以及圖3所示之結果等，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：在振幅比例A₅為超過0%且90%以下(0%<A₅≦90%)的情況下，相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，無論相位差φ₅如何都可以使電磁力F減少，在振幅比例A₅為理想範圍的情況下，藉由將相位差φ₅設為80°以上且106°以下(80°≦φ₅≦106°)，相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，可以使電磁力F減少10%以上，因而較佳。又，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：在振幅比例A₅為理想範圍的情況下，藉由將相位差φ₅設為超過90°且106°以下(90°<φ₅≦106°)，相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給到定子線圈122的情況，可以使電磁力F減少20%以上，因而更佳。此外，本發明的發明人們得到了以下之知識見解：在振幅比例A₅為理想範圍的情況下，只要將相位差φ₅設為95°以上且106°以下(95°≦φ₅≦106°)，即可以相較於將時間波形為基本波之激磁電流供給至定子線圈122的情況，使電磁力F減少25%以上，因此越發更佳。又，本發明之發明人們得到了以下之知識見解：在振幅比例A₅為理想範圍的情況下，只要將相位差φ₅設為103°以上且106°以下(103°≦φ₅≦106°)，即可以將電磁力F形成到最小值附近，因而最佳。

再者，如前述，在圖3中雖然是顯示將振幅比例A₅設為50%之情 況下的相位差φ₅與電磁力F的關係，但只要在可以使電動車輛驅動用馬達動作的範圍內，即便振幅比例A₅為50%以外的值，可以減少電磁力F之較佳的相位差φ₅的範圍仍然為前述之範圍(80°≦φ₅≦106°、更佳的是90°<φ₅≦106°、越發更佳的是95°≦φ₅≦106°、最佳的是103°≦φ₅≦106°)。再者，在以下的說明中，可因應於需要而將以下之範圍稱為相位差φ₅的理想範圍或簡稱為理想範圍：80°≦φ₅≦106°、更佳的是90°<φ₅≦106°、越發更佳的是95°≦φ₅≦106°、最佳的是103°≦φ₅≦106°。

如前述，由於在本調查中已進行靜磁場分析，因此只要激磁電流的有效值(振幅)為同等(亦即轉矩T為同等)即可，電磁力F並非取決於馬達M的旋轉數。從而，一邊參照圖2以及圖3一邊說明之結果，並非取決於馬達M的旋轉數。據此，藉由例如將振幅比例A₅設成超過0%且90%以下，不論驅動用馬達的旋轉數如何都可以降低驅動用馬達的振動。由此，可以做到例如，無論驅動用馬達的旋轉數如何，都會改善電動車輛的乘坐舒適感。又，例如，可以藉由將振幅比例A₅設成超過20%且80%以下，並且將相位差φ₅設成80°以上且106°以下，來更加減少驅動用馬達的振動。由此，可以做到例如，更進一步改善電動車輛的乘坐舒適感。此外，可以藉由例如將振幅比例A₅設成超過20%且80%以下，並且將相位差φ₅設成超過90°且106°以下，而更進一步減少驅動用馬達的振動。由此，可以做到例如，更進一步改善電動車輛的乘坐舒適感。

再者，在作為IPM馬達等的電動車輛的驅動用馬達而在一般所使用之實用的範圍中，得到了前述之範圍(0%<A₅≦90%、較佳的是20%<A₅≦80%且80°≦φ₅≦106°等)來作為可以減少驅動用馬達的振動之振幅比例A₅以及相位差φ₅之範圍。

又，在本調查中例示了以下情況：使馬達動作之電源是星形接線(Y形接線)的三相交流電源，且定子線圈的接線方法為星形接線。然而，只要可 以將振幅比例A₅以及相位差φ₅設在前述之範圍內即可，使馬達動作之電源不限定為星形接線(Y形接線)的三相交流電源。又，定子線圈的接線方法不限定為星形接線。

以下說明之本發明的一個實施形態是依據以上之知識見解而完成之實施形態。

[實施形態]

以下，說明本發明的一個實施形態。

圖4是顯示處理裝置400的功能上的構成之一例的圖。處理裝置400的硬體可藉由例如使用具備處理器(例如中央處理裝置)、記憶裝置(例如主記憶裝置以及輔助記憶裝置)以及各種介面裝置之資訊處理裝置、或專用的硬體來實現。又，在本實施形態中是例示未圖示的電動車輛具備處理裝置400之情況。不過，處理裝置400也可以存在於電動車輛的外部。在設成如此之情況下，處理裝置400亦可例如和電動車輛所具備之控制裝置進行無線通訊。

處理裝置400會進行用於生成激磁訊號ES的時間波形即激磁波形之處理，前述激磁訊號ES是供給至馬達M的定子線圈122之訊號。在本實施形態中是例示以下情況：處理裝置400生成激磁電流的時間波形來作為激磁波形。激磁波形只要可特定出電氣一個週期的各時刻中的激磁訊號之值即可。各時刻亦可為以任意的時間間隔連續之時刻的各個時刻。例如，將激磁波形設為電氣一個週期的各時刻之值的情況下，可從所述值來計算各個週期的各時刻之值。又，例如，在從電氣半個週期的各時刻之值來計算其餘的半個週期的各時刻之值的情況下，激磁波形只要可特定出電氣半個週期的各時刻之值即可。又，馬達M是例如IPM馬達等之電動車輛的驅動用馬達。

<波形資訊設定部401>

波形資訊設定部401是設定波形資訊。波形資訊是為了生成將5次諧波疊加 於基本波後的激磁波形所需要之資訊。波形資訊也可說是表示將5次諧波疊加於基本波後的激磁波形的生成條件之資訊。在波形資訊包含用於生成包含於激磁波形之基本波的資訊、與用於生成疊加於基本波之5次諧波的資訊。再者，所謂設定是例如以下之處理：包含記憶於揮發性記憶體以及非揮發性記憶體之至少一者的作法。在本實施形態中是例示以下情況：波形資訊設定部401依據運轉條件來設定此波形資訊。又，在本實施形態中是例示以下情況：波形資訊設定部401具有運轉條件設定部401a、基本波資訊設定部401b與諧波資訊設定部401c。

<<運轉條件設定部401a>>

在本實施形態中是例示以下情況：控制馬達M之電動車輛的控制裝置410將馬達M的運轉條件OC發送至處理裝置400。在以下的說明中，因應於需要，而將控制馬達M之電動車輛的控制裝置410稱為電動車輛的控制裝置410或簡稱為控制裝置410。

運轉條件設定部401a會取得從電動車輛的控制裝置410所發送來的馬達M的運轉時的運轉條件OC並進行設定。在以下的說明中，因應於需要而將馬達M的運轉時的運轉條件簡稱為馬達M的運轉條件。運轉條件設定部401a亦可例如在規定的時間點(例如週期性地)取得馬達M的運轉條件OC。又，運轉條件設定部401a亦可例如對電動車輛的控制裝置410要求馬達M的運轉條件OC之取得來進行取得。運轉條件設定部401a在所取得之馬達M的運轉條件OC和於該馬達M的運轉條件OC的前一個所取得之馬達M的運轉條件OC不同的情況下，會將該馬達M的運轉條件OC輸出至基本波資訊設定部401b以及諧波資訊設定部401c。於馬達M的運轉條件OC包含有例如馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值。馬達M的速度指令值是馬達M的旋轉速度之指令值。馬達M的轉矩指令值是馬達M的轉矩之指令值。如此，在本實施形態中是例示以下情況：於馬達M的運轉條件 OC包含用於使馬達M動作之指令值。

運轉條件設定部401a是例如從控制馬達M之電動車輛的控制裝置410取得馬達M的運轉條件OC並進行設定。電動車輛的控制裝置410亦可例如生成和馬達M的轉矩之實測值與目標值之差相應的轉矩指令值。又，電動車輛的控制裝置410亦可例如生成和馬達M的旋轉速度之實測值與目標值之差相應的速度指令值。馬達M的轉矩的目標值以及馬達M的旋轉速度的目標值是例如藉由使用電動車輛的加速度開度以及車速(之實測值)來計算。再者，運轉條件設定部401a不一定需要從電動車輛的控制裝置410取得馬達M的運轉條件OC。例如，馬達M的運轉條件OC亦可事先設定(排程)。在像這樣的情況下，運轉條件設定部401a亦可例如依據處理裝置400的使用者介面之由操作人員所進行的輸入操作，來取得該經設定之運轉條件OC。又，運轉條件設定部401a亦可計算運轉條件OC。例如，運轉條件設定部401a亦可依據電動車輛的加速度開度渡及車速等，來計算並設定馬達M的轉矩之目標值以及馬達M的旋轉速度之目標值。再者，加速度開度以及車速為例如實測值。

<<基本波資訊設定部401b>>

基本波資訊設定部401b是依據藉由運轉條件設定部401a所設定之馬達M的運轉條件OC，來取得用於生成包含於激磁波形之基本波的資訊並進行設定。在以下的說明中，因應於需要而將用於生成包含於激磁波形之基本波的資訊稱為基本波資訊。馬達M的旋轉速度和基本波的頻率(基本頻率f₀)對應。馬達M的轉矩和激磁電流之有效值I_rms以及進角η對應。於是，基本波資訊設定部401b亦可將基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms、以及進角η，藉由從馬達M的運轉條件OC來計算而取得。在本實施形態中是例示以下情況：基本波資訊設定部401b將基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms、以及進角η，藉由依據馬達M的運轉條件OC來計算而取得。再者，在進角η為已固定的情況 下，基本波資訊設定部401b亦可不計算進角η。

又，亦可例如使處理裝置400事先記憶查找表(lookup table)，前述查找表是將馬達M的旋轉速度、轉矩以及進角、與基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms、以及進角η相互地建立對應來記憶。在如此進行之情況下，基本波資訊設定部401b是從該查找表讀取和馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值對應之基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms、以及進角η。再者，在進角為已固定的情況下，在該查找表亦可記憶有進角，亦可以不記憶有進角。

<<諧波資訊設定部401c>>

諧波資訊設定部401c是例如依據藉由運轉條件設定部401a所設定之馬達M的運轉條件OC、與已事先記憶之5次諧波的資訊，來取得用於生成疊加於基本波之5次諧波的資訊並進行設定。在以下的說明中，因應於需要而將用於生成疊加於基本波之5次諧波的資訊稱為諧波資訊。

在已事先記憶之5次諧波的資訊中包含例如振幅比例A₅與相位差φ₅。如後述，在本實施形態中是例示以下情況：已事先記憶之5次諧波的資訊是將馬達M的運轉條件OC(馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值)、與振幅比例A₅以及相位差φ₅相互地建立對應來記憶之查找表。在此情況下，諧波資訊包含從查找表讀出之振幅比例A₅以及相位差φ₅。

如在<關於疊加於基本波之諧波的知識見解>之欄目中所說明的，在本實施形態中，是從0%<A₅≦90%之範圍選擇振幅比例A₅。又，從0°≦φ₅<360°之範圍選擇相位差φ₅。又，振幅比例A₅為例如：較佳的是從20%<A₅≦80%之範圍選擇，更佳的是從40%≦A₅≦70%之範圍選擇，越發更佳的是從45%≦A₅≦55%之範圍選擇。在振幅比例A₅的範圍為這些範圍的情況下，相位差φ₅為例如：較佳的是從80°≦φ₅≦106°之範圍選擇，更佳的是從90°<φ₅≦106 °之範圍選擇，越發更佳的是從95°≦φ₅≦106°之範圍選擇，最佳的是從103°≦φ₅≦106°之範圍選擇。

振幅比例A₅以及相位差φ₅之值只要因應於例如必須將馬達M的振動抑制到何種程度來決定即可。例如，亦可在作為馬達M的運轉條件OC(馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值)之範圍來設想之範圍中，調查如圖2以及圖3所示之振幅比例A₅及相位差φ₅與電磁力F的關係。該調查可藉由利用例如使用了實際的馬達M之模擬實驗、或設想了實際的馬達M之電磁場分析來進行。在進行如以上的調查的情況下，亦可依據該調查的結果，從前述之範圍中選擇讓電磁力F儘可能地變小之(較佳是變得最小之)振幅比例A₅以及相位差φ₅之值。

又，亦可依據如以上的調查之結果，使處理裝置400事先記憶查找表，前述查找表是將馬達M的運轉條件OC(馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值)、與振幅比例A₅以及相位差φ₅相互地建立對應來記憶。在像這樣地進行的情況下，諧波資訊設定部401c是從該查找表讀出和馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值對應之振幅比例A₅以及相位差φ₅。並且，諧波資訊設定部401c會將從該查找表讀出之振幅比例A₅以及相位差φ₅設定為諧波資訊。在本實施形態中是例示以下情況：諧波資訊設定部401c依據藉由運轉條件設定部401a所設定之馬達M的運轉條件OC來參照該查找表，藉此設定振幅比例A₅以及相位差φ₅。

不過，取得振幅比例A₅以及相位差φ₅之方法並不限定於前述之方法。

例如，亦可使處理裝置400事先記憶查找表，前述查找表是取代馬達M的運轉條件OC而將在<<基本波資訊設定部401b>>之欄目中所說明之基本波資訊、與振幅比例A₅及相位差φ₅相互地建立對應來記憶。

又，諧波資訊設定部401c亦可無論馬達M的速度指令值以及馬達M的轉矩指令值如何，都取得相同的值來作為振幅比例A₅以及相位差φ₅。在像這樣地進行的情況下，諧波資訊設定部401c亦可例如依據處理裝置400的使用者介面之由操作人員所進行的輸入操作，來取得振幅比例A₅以及相位差φ₅。

<激磁波形生成部402>

激磁波形生成部402會生成將5次諧波疊加於基本波後的激磁波形，來作為供給至馬達M的定子線圈122之激磁訊號的時間波形即激磁波形。又，激磁波形生成部402是將依據激磁波形之激磁訊號ES供給至馬達M。

在本實施形態中，激磁波形生成部402是以藉由基本波資訊設定部401b所設定之基本波資訊(基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms、以及進角η)、與藉由諧波資訊設定部401c所設定之諧波資訊(振幅比例A₅以及相位差φ₅)為依據，來生成供給至馬達M的定子線圈122之激磁電流的激磁波形。具體而言，激磁波形生成部402亦可將具有將5次諧波疊加於基本波後的激磁波形之激磁電流，供給至將激磁訊號供給至馬達M之訊號線。又，激磁波形生成部402亦可各別地生成基本波的時間波形與5次諧波的時間波形，並將基本波的時間波形與5次諧波的時間波形錯開相當於依據相位差φ₅之時間差來供給至前述之訊號線。

激磁波形生成部402會計算成為以下情形之振幅來作為基本波的振幅I₀以及5次諧波的振幅I₅：已將5次諧波疊加於基本波時之激磁電流之有效值I_rms變得儘可能地接近於藉由基本波資訊設定部401b所取得之激磁電流之有效值I_rms(較佳的是一致)，且將5次諧波的振幅I₅相對於基本波的振幅I₀的比值以百分率來表示之值變得儘可能地接近於藉由諧波資訊設定部401c所取得之振幅比例A₅(較佳的是一致)。再者，基本波的頻率是藉由基本波資訊設定部401b來取得。又，5次諧波的頻率是基本波的頻率的5倍之頻率。

激磁波形生成部402會生成將5次諧波疊加於基本波後的時間波形，其中前述5次諧波是：相對於如以上地進行而決定振幅I₀以及頻率之該基本波超前相當於藉由諧波資訊設定部401c所取得之相位差φ₅的相位之諧波，且是如以上地進行來決定振幅I₅以及頻率之諧波。然後，激磁波形生成部402將相對於如此進行而生成之時間波形，錯開以藉由基本波資訊設定部401b所取得之進角η為依據而決定之相位差(相對於激磁電壓之相位差)的相位後之時間波形，生成為激磁波形。

例如，在執行PWM(脈衝寬度調變，Pulse Width Modulation)控制的情況下，激磁波形生成部402是例如執行以下的處理。首先，激磁波形生成部402生成具有如以上地進行而生成之激磁波形的調變波。激磁波形生成部402藉由比較該調變波與預定的載波(例如三角波)來生成脈衝訊號，並將該脈衝訊號供給至馬達M的定子線圈122。再者，激磁電流之生成方法不限定於根據PWM控制之方法，亦可藉由其他的習知的方法來實現。例如，激磁電流之生成方法亦可為根據PAM(脈波振幅調變，Pulse Amplitude Modulation)控制之方法。又，激磁波形生成部402亦可直接將如前述地進行而生成之激磁波形的激磁電流供給至馬達M。又，激磁波形生成部402亦可利用馬達M的阻抗將如前述地進行而生成之激磁波形的激磁電流轉換成激磁電壓來供給至馬達M。亦即，只要激磁波形生成部402可依據如前述地進行而生成之激磁波形將用於激磁馬達M(定子鐵芯121)之激磁訊號ES供給至馬達M(定子線圈122)即可，激磁訊號之供給方法不受限定。

如以上所述，在本實施形態中是例示以下情況：處理裝置400具有作為控制馬達M的動作之控制裝置的作用。

[流程圖]

其次，一邊參照圖5的流程圖，一邊說明使用了處理裝置400之本實施形態 的處理方法之一例。

首先，在步驟S501中，運轉條件設定部401a取得馬達M的運轉條件OC來進行設定。在圖5的流程圖中，在步驟S501中所取得之馬達M的運轉條件OC是設為和在前次的步驟S501中所取得之馬達M的運轉條件OC不同之條件。

其次，在步驟S502中，處理裝置400依據馬達M的運轉條件OC來判定是否結束馬達M的運轉。此判定的結果為不結束馬達M的運轉之情況下(在步驟S502中為「否」的情況下)，即執行步驟S503之處理。在步驟S503中，基本波資訊設定部401b會依據馬達M的運轉條件OC來計算基本波資訊(基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms、以及進角η)並進行設定。

其次，在步驟S504中，諧波資訊設定部401c從查找表讀出和馬達M的運轉條件OC對應之諧波資訊(振幅比例A₅以及相位差φ₅)並進行設定。在步驟S504中所設定之振幅比例A₅只要超過0%且90%以下即可。不過，在步驟S504中所設定之振幅比例A₅較佳的是例如超過20%且80%以下，更佳的是40%以上且70%以下，越發更佳的是45%以上且55%以下。又，在步驟S504中所取得之振幅比例A₅為例如超過20%且80%以下的情況下(較佳的是40%以上且70%以下的情況下，更佳的是45%以上且55%以下的情況下)，在步驟S504中所取得之相位差φ₅較佳的是例如80°以上且106°以下，更佳的是超過90°且106°以下，越發更佳的是95°以上且106°以下，最佳的是103°以上且106°以下。

其次，在步驟S505中，激磁波形生成部402會以基本波資訊(基本波的頻率(基本頻率f₀)、激磁電流之有效值I_rms，以及進角η)與諧波資訊(振幅比例A₅以及相位差φ₅)為依據，來生成供給至馬達M的定子線圈122之激磁波形，並將具有該激磁波形之激磁電流供給至馬達M。

前述之步驟S502的判定的結果為結束馬達M的運轉之情況下(在 步驟S502中為「是」的情況下)，即執行步驟S506之處理。在步驟S506中，激磁波形生成部402會停止激磁電流對馬達M之供給。當步驟S506的處理結束時，依據圖5的流程圖之處理即結束。

[處理裝置400的硬體]

其次，說明處理裝置400的硬體之一例。在圖6中，處理裝置400具有CPU601、主記憶裝置602、輔助記憶裝置603、通訊電路604、訊號處理電路605、圖像處理電路606、I/F電路607、使用者介面608、顯示器609以及匯流排610。

CPU601會統合控制處理裝置400的整體。CPU601使用主記憶裝置602作為工作區來執行已記憶於輔助記憶裝置603之程式。主記憶裝置602會暫時地儲存資料。輔助記憶裝置603除了藉由CPU601執行之程式之外，還會記憶各種資料。

通訊電路604是用於進行和處理裝置400的外部之通訊的電路。通訊電路604亦可和處理裝置400的外部進行無線通訊，亦可進行有線通訊。

訊號處理電路605是對在通訊電路604所接收到之訊號、或依照由CPU601進行之控制而輸入之訊號，進行各種訊號處理。

圖像處理電路606是對依照由CPU601進行之控制而輸入之訊號，進行各種圖像處理。可將已進行此圖像處理之訊號例如輸出至顯示器609。

使用者介面608是供操作人員OP對處理裝置400進行指示之部分。使用者介面608具有例如按鈕、開關以及轉盤(dial)等。又，使用者介面608亦可具有使用了顯示器609之圖形使用者介面。

顯示器609會顯示以從圖像處理電路606輸出之訊號為依據之圖像。I/F電路607會在和連接於I/F電路607的裝置之間進行資料的交換。在圖6中，是顯示使用者介面608以及顯示器609來作為連接於I/F電路607的裝置。然而，連接於I/F電路607的裝置不限定於這些。例如，亦可將可攜式的記憶媒體 連接於I/F電路607。又，使用者介面608的至少一部分以及顯示器609亦可位於處理裝置400的外部。

再者，可將CPU601、主記憶裝置602、輔助記憶裝置603、訊號處理電路605、圖像處理電路606以及I/F電路607連接於匯流排610。這些構成要素之間的通訊是透過匯流排610來進行。又，處理裝置400的硬體只要可以實現前述之處理裝置400的功能，則不限定於圖6所示之硬體。例如，亦可取代CPU601或除了CPU601外，使用GPU來作為處理器。

[總結]

如以上，在本實施形態中，處理裝置400會設定包含基本波資訊與諧波資訊之波形資訊。處理裝置400是將包含振幅比例A₅與相位差φ₅之資訊設定為諧波資訊。此時，處理裝置400將5次諧波的振幅I₅設定成：振幅比例A₅為超過20%且80%以下。又，處理裝置400將相位差φ₅設定成：5次諧波相對於基本波之相位為超前相位，且相位差φ₅為80°以上且106°以下。從而，變得可提高馬達M的半徑方向上的振動的抑制效果。

又，在本實施形態中，處理裝置400會依據前述之波形資訊，生成將5次諧波疊加於基本波後的激磁波形。從而，可以用一個裝置來實現波形資訊的設定與激磁波形的生成。據此，相較於例如以各別的裝置來實現波形資訊的設定與激磁波形的生成之情況，變得可做到減少產生通訊障礙之可能性、與縮減通訊介面或通訊纜線等之構成要素。不過，處理裝置400亦可不具備有生成激磁波形之激磁波形生成部402。例如，在以各別的裝置來實現波形資訊的設定與激磁波形的生成之情況下，可以將一個個的裝置設置在各別的場所，並且相較於以一個裝置來實現波形資訊的設定與激磁波形的生成之情況，可以做成小型化。據此，相較於例如以一個裝置來實現波形資訊的設定與激磁波形的生成之情況，可以抑制受到由設置空間造成的限制之情形。

又，在本實施形態中，處理裝置400會進行用於生成激磁訊號的時間波形即激磁波形之處理，前述激磁訊號是供給至成為電動車輛的動力源之馬達M的定子線圈122之訊號。從而，可生成可以改善電動車輛的乘坐舒適感之激磁波形。不過，抑制馬達M的振動之情形在各種馬達M中都備受期望，並不受限於電動車輛的驅動用馬達。從而，適用本實施形態之馬達M並不限定於電動車輛的驅動用馬達。

再者，在以上已說明之本發明的實施形態中所說明之處理裝置及處理方法，亦可藉由PLC(可程式邏輯控制器，Programmable Logic Controller)來實現，且可以藉由ASIC(特殊應用積體電路，Application Specific Integrated Circuit)等的專用的硬體來實現。又，在本發明的實施形態中所說明之處理裝置及處理方法，亦可藉由電腦執行程式來實現。又，記錄有前述程式的電腦可讀取的記錄媒體以及前述程式等的電腦程式產品也可以作為本發明的實施形態來適用。再者，電腦可讀取的記錄媒體表示非暫時性的記錄媒體。作為記錄媒體可以使用例如軟式磁碟(flexible disc)、硬碟、光碟、磁光碟、CD-ROM、磁帶、非揮發性的記憶卡、ROM等。

又，以上所說明之本發明的實施形態均僅為用於表示實施本發明時的具體化的例子，並非用於透過其等來限定地解釋本發明之技術性範圍者。亦即，本發明可以在不脫離其技術思想或其主要特徵的情形下，以各種形式來實施。例如，在上述之實施形態中，處理裝置400雖然搭載於電動車輛，且構成為生成電動車輛的驅動用馬達的激磁波形，但也可適用於具有以馬達來使其旋轉的旋轉體之例如電動工具等的電動車輛以外之其他裝置(機器)。

產業上之可利用性

本發明可以例如利用於激磁馬達。

400:處理裝置

401:波形資訊設定部

401a:運轉條件設定部

401b:基本波資訊設定部

401c:諧波資訊設定部

402:激磁波形生成部

410:電動車輛的控制裝置(控制裝置)

A₅:振幅比例

ES:激磁訊號

f₀:基本頻率

I_rms:激磁電流之有效值

M:馬達

OC:運轉條件

φ₅:相位差

η:進角

Claims (8)

1. 一種處理裝置，進行用於生成激磁訊號的時間波形即激磁波形之處理，前述激磁訊號是供給至馬達的定子線圈之訊號，前述處理裝置具備：波形資訊設定部，設定包含基本波資訊與諧波資訊之波形資訊，前述基本波資訊是用於生成包含於前述激磁波形之基本波之資訊，前述諧波資訊是用於生成疊加於前述基本波之5次諧波之資訊，前述波形資訊設定部具有設定前述諧波資訊之諧波資訊設定部，前述諧波資訊包含振幅比例(A₅)與相位差(φ₅)，前述振幅比例(A₅)是將前述5次諧波的振幅(I₅)相對於前述基本波的振幅(I₀)之比值以百分率來表示之值，前述相位差(φ₅)是前述基本波與前述5次諧波之相位差，前述諧波資訊設定部以前述振幅比例(A₅)成為超過20%且80%以下的方式，來設定前述5次諧波的振幅(I₅)，前述諧波資訊設定部以前述5次諧波相對於前述基本波的相位成為超前相位，且前述相位差(φ₅)成為80°以上且106°以下的方式，來設定前述相位差(φ₅)。
2. 如請求項1之處理裝置，其中前述諧波資訊設定部以前述相位差(φ₅)成為超過90°且106°以下的方式，來設定前述相位差(φ₅)。
3. 如請求項1或2之處理裝置，其更具備激磁波形生成部，前述激磁波形生成部依據藉由前述波形資訊設定部所設定之波形資訊，來生成前述激磁波形，前述激磁波形生成部將以激磁波形為依據之激磁訊號供給至前述馬達，前述激磁波形是依據藉由前述波形資訊設定部所設定之波形資訊而生成。
4. 如請求項1或2之處理裝置，其中前述馬達是IPM(內藏式永磁，Interior Permanent Magnet)馬達。
5. 如請求項1或2之處理裝置，其中前述馬達是驅動電動車輛之馬達。
6. 一種電動車輛，具備如請求項1或2之處理裝置。
7. 一種處理方法，進行用於生成激磁訊號的時間波形即激磁波形之處理，前述激磁訊號是供給至馬達的定子線圈之訊號，前述處理方法具備以下步驟：波形資訊設定步驟，設定包含基本波資訊與諧波資訊之波形資訊，前述基本波資訊是用於生成包含於前述激磁波形之基本波之資訊，前述諧波資訊是用於生成疊加於前述基本波之5次諧波之資訊，前述波形資訊設定步驟具有設定前述諧波資訊之諧波資訊設定步驟，前述諧波資訊包含振幅比例(A₅)與相位差(φ₅)，前述振幅比例(A₅)是將前述5次諧波的振幅(I₅)相對於前述基本波的振幅(I₀)之比值以百分率來表示之值，前述相位差(φ₅)是前述基本波與前述5次諧波之相位差，前述諧波資訊設定步驟以前述振幅比例(A₅)成為超過20%且80%以下的方式，來設定前述5次諧波的振幅(I₅)，前述諧波資訊設定步驟以前述5次諧波相對於前述基本波之相位成為超前相位，且前述相位差(φ₅)成為80°以上且106°以下的方式，來設定前述相位差(φ₅)。
8. 一種激磁波形生成程式，用於使電腦作為如請求項1或2之處理裝置的前述波形資訊設定部而發揮功能。

Images