(57)【要約】【課題】幅広い駆動領域において、ＳＲモータを高効率で駆動させることができるＳＲモータ用のモータ制御装置を提供する。【解決手段】制御手段５０は、駆動指令手段４０から供給される駆動指令信号が第１の駆動指令値未満のときは、３相のうちから１つまたは２つの相を通電相として選択し対応する通電相信号を出力する通電相選択手段５１と、駆動指令手段４０から供給される駆動指令信号が第１の駆動指令値未満のときは、駆動指令信号の増大に対応して、第１の電流指令値まで増大する電流指令値信号を出力する電流指令手段５８と、電流指令値信号に対応したデューティ比にてパスル幅変調されるとともに、通電相信号に対応し、選択された通電相にインバータ回路３０から相電流を供給させることを指令するＰＷＭ制御信号をインバータ回路３０に供給する駆動信号生成手段６０とを備える。【選択図】図１
2010259230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動指令値信号を出力する駆動指令手段と、前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号に基づき制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段から供給される前記制御信号に基づき直流電源から供給される電流をU相、V相およびW相からなる３相の相電流とし、モータに備えられているＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線のそれぞれに選択された前記３相の相電流のいずれか一つを順次供給するインバータ回路とを備えるモータ制御装置において、
前記制御手段は、
前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が予め定められた第１の駆動指令値未満のときは、前記３相のうちから１つまたは２つの相を通電相として選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第１の駆動指令値以上のときは、前記３相を通電相として選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力する通電相選択手段と、
前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が前記第１の駆動指令値未満のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して、予め定められた第１の電流指令値まで増大する電流指令値信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第１の駆動指令値以上のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して、前記第１の電流指令値よりも小さい予め定められた第２の電流指令値から増大する電流指令値信号を出力する電流指令手段と、
前記電流指令値信号に対応したデューティ比にてパスル幅変調されるとともに、前記通電相信号に対応し、選択された前記通電相に対応する電気巻線に前記インバータ回路から前記相電流を供給させることを指令するＰＷＭ制御信号を前記インバータ回路に供給する駆動信号生成手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータは、ＳＲモータであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
駆動指令値信号を出力する駆動指令手段と、前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号に基づき制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段から供給される前記制御信号に基づき直流電源から供給される電流をU相、V相およびW相からなる３相の相電流とし、モータに備えられているＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線のそれぞれに選択された前記３相の相電流のいずれか一つを順次供給するインバータ回路とを備えるモータ制御装置において、
前記制御手段は、
前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が予め定められた第２の駆動指令値未満のときは、前記３相のうちからいずれか１つの相を通電相として選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第２の駆動指令値以上であり予め定められた第３の駆動指令値未満のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して通電率が段階的に増加するように前記３相のうちからいずれか１つの相を通電相として順次選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力し、前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が前記第３の駆動指令値以上のときは、前記３相を前記通電相として選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力する通電相選択手段と
前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が前記第２の駆動指令値未満のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して予め定められた第３の電流指令値まで増大する電流指令値信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第２の駆動指令値以上であり前記第３の駆動指令値未満のときは、略前記第３の電流指令値に対応する電流指令値信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第３の駆動指令値以上のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して前記第３の電流指令値から増大する電流指令値信号を出力する電流指令手段と、
前記電流指令値信号に対応したデューティ比にてパスル幅変調されるともに、前記通電相信号に対応し、選択された前記通電相に対応する電気巻線に前記インバータ回路から前記相電流を供給させることを指令するＰＷＭ制御信号を前記インバータ回路に供給する駆動信号生成手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータは、ＳＲモータであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ制御装置に関し、特に、スイッチトリラクタンスモータに制御電流を供給するモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８０および図８１に示すように、スイッチトリラクタンスモータ（以下「ＳＲモータ」という。）Ｍは、ステータＳと、ステータＳに対し回転自在に配置されたロータＲとを備えている。ステータＳは、複数のステータ突極（Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗ）が一体形成されているステータコアＳＣと、ステータ突極（Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗ）にそれぞれ巻装されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を備えている。また、ロータＲには、複数のロータ突極（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）が一体形成されている。
【０００３】
図８０は、Ｕ相の電気巻線Ｕが巻装されているステータ突極Ｓｕ、Ｓｕに対し、ロータＲに形成されているロータ突極Ｒ１、Ｒ３が、完全に対向している状態（完全対向状態）のＳＲモータＭを示す。そして、同図において、磁束φ１は、Ｕ相の電気巻線Ｕが巻装されているステータ突極Ｓｕ、Ｓｕに対し、ロータＲに形成されているロータ突極Ｒ１、Ｒ３が完全対向状態であるＳＲモータＭにおいて、Ｕ相の電気巻線Ｕに相電流が供給されているときに、ステータ突極Ｓｕ、Ｓｕを磁気回路としてＳＲモータＭに形成される磁束を示し、磁束φ１の磁束量は、ＳＲモータＭに形成される磁束において最大の磁束量となる。
【０００４】
図８１は、Ｕ相の電気巻線Ｕが巻装されているステータ突極Ｓｕ、Ｓｕに対し、ロータＲに形成されているロータ突極Ｒ１、Ｒ３が完全に非対向となっている状態（完全非対向状態）のＳＲモータＭを示す。そして、同図において、磁束φ２は、Ｕ相の電気巻線Ｕが巻装されているステータ突極Ｓｕ、Ｓｕに対し、ロータＲに形成されているロータ突極Ｒ１、Ｒ３が完全非対向状態であるＳＲモータＭにおいて、Ｕ相の電気巻線Ｕに電流が供給されているときに、ステータ突極Ｓｕ、Ｓｕを磁気回路としてＳＲモータＭに形成される磁束を示し、磁束φ２の磁束量は、ＳＲモータＭに形成される磁束において最小の磁束量となる。
【０００５】
Ｕ相の電気巻線と同様に、Ｖ相およびＷ相の電気巻線Ｖ、Ｗにも相電流が転流され、順次供給される。そして、Ｖ相およびＷ相の電気巻線Ｖ、Ｗが巻装されているステータ突極Ｓｖ、Ｓｖ、Ｓｗ、Ｓｗを磁気回路として形成される磁束も、磁束φ１から磁束φ２の間で変化する。
【０００６】
図８２は、ＳＲモータＭに供給される相電流と磁束φ１および磁束φ２の関係を示すものである。ＳＲモータＭのロータＲに作用するモータトルクは、同図において、磁束φ１、磁束φ２の磁束量および相電流の電流値ｉで囲まれる面積に比例する。また、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給される相電流の電流値が大きくなるにつれて磁束φ１と磁束φ２の磁束量も増加し、電流値ｉ１を超えると磁束φ１と磁束φ２の磁束量の増加が緩慢となり、それぞれ上限値に漸近する。
【０００７】
相電流の電流値が電流値ｉ１である場合には、面積Ａ１に比例するモータトルクがロータＲに作用する。また、相電流の電流値が電流値ｉ１の約２倍の電流値ｉ２である場合には、面積Ａ１に面積Ａ２を足した面積Ａ３に比例するモータトルクがロータＲに作用する。
【０００８】
相電流の電流値が電流値ｉ１未満の場合は、磁束φ１と磁束φ２の磁束量の差が小さいのに対し、相電流の電流値が電流値ｉ１を超える場合は、磁束φ１と磁束φ２の磁束量の差が大きく略一定の値となる。そのため、相電流の電流値が電流値ｉ１であるときの面積Ａ１に対し、相電流の電流値が電流値ｉ１の約２倍の電流値ｉ２であるときの面積Ａ３は、約３倍となる。従って、ＳＲモータＭの入出力効率は、ＳＲモータＭに供給される相電流の電流値が大きい方が高くなり、ＳＲモータＭを高効率で駆動させたい場合には、ＳＲモータＭに形成される磁束が飽和する所定の大きさの電流値の相電流を供給するほうがよい。
【０００９】
図８３および図８４は、電流値ｉ１、および電流値ｉ１に対し約２倍の電流値ｉ２（ｉ２≒２×ｉ１）の相電流が、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線に供給されたときの相電流の時間変化を示すものである。
【００１０】
ロータを駆動方向に効率よく回転させるためには、「正トルク領域」のみでＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線に相電流が通電されることが望ましい。しかしながら、「正トルク領域」においてＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線に通電されていた相電流が減衰し、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線を流れなくなるまでには多少の時間を要する。そのため、「負トルク領域」においても、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線に相電流が通電されてしまい、この相電流によりロータの駆動効率が低減される。
【００１１】
図８３および図８４において、電流値ｉ１および電流値ｉ２の相電流が、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線に供給されたときには、『「正トルク領域」の面積』から『「負トルク領域」の面積』を差し引いた面積に比例するトルクがロータに作用する。ここで、図８３および図８４に示すように、電流値ｉ１のときの『「正トルク領域」の面積』に対する『「負トルク領域」の面積』の割合に比して、電流値ｉ１よりも電流値の大きい電流値ｉ２のときの『「正トルク領域」の面積』に対する『「負トルク領域」の面積』の割合のほうが小さい。
【００１２】
すなわち、電流値ｉ１よりも電流値ｉ２の相電流がＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線に供給されたときのほうがＳＲモータの入出力効率が高い。従って、相電流の時間変化の観点からも、ＳＲモータＭを高効率で駆動させたい場合には、ＳＲモータに形成される磁束が飽和する所定の大きさの電流値の相電流を供給するほうがよい。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１９３７８９号公報
【特許文献２】特開２００９−６５８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、一般にＳＲモータ用のモータ制御装置は、コントローラに供給されるトルク指令値を基準値とし、トルク指令値に対応する電流指令値を目標値する相電流をＳＲモータに供給する。そして、目標値である電流指令値は、トルク指令値の増減に略比例して増減する値となる。そのため、トルク指令値が小さいときは電流指令値も小さくなり、小さな電流値の相電流がＳＲモータに供給される。従って、従来のＳＲモータ用のモータ制御装置はトルク指令値が小さいときＳＲモータを高効率で駆動させることができず、ＳＲモータを高効率で駆動させることができない駆動領域を有する。
【００１５】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、幅広い駆動領域において、ＳＲモータを高効率で駆動させることができるＳＲモータ用のモータ制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１のモータ制御装置は、駆動指令値信号を出力する駆動指令手段と、前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号に基づき制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段から供給される前記制御信号に基づき直流電源から供給される電流をU相、V相およびW相からなる３相の相電流とし、モータに備えられているＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線のそれぞれに選択された前記３相の相電流のいずれか一つを順次供給するインバータ回路とを備えるモータ制御装置において、前記制御手段は、前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が予め定められた第１の駆動指令値未満のときは、前記３相のうちから１つまたは２つの相を通電相として選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第１の駆動指令値以上のときは、前記３相を通電相として選択し、選択された前記通電相に対応する通電相信号を出力する通電相選択手段と、前記駆動指令手段から供給される前記駆動指令信号が第１の駆動指令値未満のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して、予め定められた第１の電流指令値まで増大する電流指令値信号を出力し、前記駆動指令信号が前記第１の駆動指令値以上のときは、前記駆動指令信号の増大に対応して、前記第１の電流指令値よりも小さい予め定められた第２の電流指令値から増大する電流指令値信号を出力する電流指令手段と、前記電流指令値信号に対応したデューティ比にてパスル幅変調するとともに、前記通電相信号に対応し、選択された前記通電相に対応する電気巻線に前記インバータ回路から前記相電流を供給させることを指令するＰＷＭ制御信号を前記インバータ回路に供給する駆動信号生成手段とを備える。
【００１７】
本発明の請求項２のモータ制御装置は、モータとしてＳＲモータに制御電流を供給するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、駆動指令手段から制御手段に供給される駆動指令信号が小さくトルク指令値等の駆動指令値が小さいときは、３相のうち通電相を１つまたは２つとするとともに、電流指令値は大きな値に設定される。このため、本発明のモータ制御装置は、幅広い駆動領域において、ＳＲモータを高効率で駆動させることができることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における制御装置において、トルク指令値と通電相との関係を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における制御装置において、トルク指令値と電流指令値との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における制御装置において、トルク指令値と通電相との関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における制御装置において、トルク指令値と電流指令値との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の第１のバリエーションにおける制御装置において、トルク指令値と通電率との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の第１のバリエーションにおける通電相マップに記憶されている通電相信号を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における制御装置において、トルク指令値と通電相との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける制御装置において、トルク指令値と通電率との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通電率マップに記憶されている通電率を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１行の通電相信号を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２行の通電相信号を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３行の通電相信号を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４行の通電相信号を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５行の通電相信号を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６行の通電相信号を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第７行の通電相信号を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第８行の通電相信号を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第９行の通電相信号を示す図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１０行の通電相信号を示す図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１１行の通電相信号を示す図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１２行の通電相信号を示す図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１３行の通電相信号を示す図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１４行の通電相信号を示す図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１５行の通電相信号を示す図である。
【図２７】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１６行の通電相信号を示す図である。
【図２８】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１７行の通電相信号を示す図である。
【図２９】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１８行の通電相信号を示す図である。
【図３０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第１９行の通電相信号を示す図である。
【図３１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２０行の通電相信号を示す図である。
【図３２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２１行の通電相信号を示す図である。
【図３３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２２行の通電相信号を示す図である。
【図３４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２３行の通電相信号を示す図である。
【図３５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２４行の通電相信号を示す図である。
【図３６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２５行の通電相信号を示す図である。
【図３７】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２６行の通電相信号を示す図である。
【図３８】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２７行の通電相信号を示す図である。
【図３９】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２８行の通電相信号を示す図である。
【図４０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第２９行の通電相信号を示す図である。
【図４１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３０行の通電相信号を示す図である。
【図４２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３１行の通電相信号を示す図である。
【図４３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３２行の通電相信号を示す図である。
【図４４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３３行の通電相信号を示す図である。
【図４５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３４行の通電相信号を示す図である。
【図４６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３５行の通電相信号を示す図である。
【図４７】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３６行の通電相信号を示す図である。
【図４８】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３７行の通電相信号を示す図である。
【図４９】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３８行の通電相信号を示す図である。
【図５０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第３９行の通電相信号を示す図である。
【図５１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４０行の通電相信号を示す図である。
【図５２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４１行の通電相信号を示す図である。
【図５３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４２行の通電相信号を示す図である。
【図５４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４３行の通電相信号を示す図である。
【図５５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４４行の通電相信号を示す図である。
【図５６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４５行の通電相信号を示す図である。
【図５７】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４６行の通電相信号を示す図である。
【図５８】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４７行の通電相信号を示す図である。
【図５９】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４８行の通電相信号を示す図である。
【図６０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第４９行の通電相信号を示す図である。
【図６１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５０行の通電相信号を示す図である。
【図６２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５１行の通電相信号を示す図である。
【図６３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５２行の通電相信号を示す図である。
【図６４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５３行の通電相信号を示す図である。
【図６５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５４行の通電相信号を示す図である。
【図６６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５５行の通電相信号を示す図である。
【図６７】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５６行の通電相信号を示す図である。
【図６８】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５７行の通電相信号を示す図である。
【図６９】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５８行の通電相信号を示す図である。
【図７０】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第５９行の通電相信号を示す図である。
【図７１】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６０行の通電相信号を示す図である。
【図７２】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６１行の通電相信号を示す図である。
【図７３】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６２行の通電相信号を示す図である。
【図７４】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６３行の通電相信号を示す図である。
【図７５】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６４行の通電相信号を示す図である。
【図７６】本発明の第２の実施形態の第２のバリエーションにおける通相マップに記憶されている第６５行の通電相信号を示す図である。
【図７７】本発明の第３の実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。
【図７８】本発明の第４の実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。
【図７９】本発明の第４の実施形態における連続通電相数マップに記憶されている連続通電相数である。
【図８０】ステータ突極に対しロータ突極が完全対向状態であるときのＳＲモータに形成される磁束を説明する図である。
【図８１】ステータ突極に対しロータ突極が完全非対向状態であるときのＳＲモータに形成される磁束を説明する図である。
【図８２】電気巻線に流れる相電流の電流値とＳＲモータに形成される磁束量との関係を示す図である。
【図８３】電流指令値が小さいときに電気巻線に流れる相電流の経時変化を示す図である。
【図８４】電流指令値が大きいときに電気巻線に流れる相電流の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、この発明の第１の実施形態を図１から図３に基づいて説明する。図１は、ＳＲモータ（モータ）Ｍに３相の相電流を供給する本実施形態のモータ制御装置１のブロック図である。ＳＲモータＭは、複数のステータ突極１１１にＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）が巻装されたステータＳと、ステータＳに対し回転自在に配置されたロータＲとを備える。
【００２１】
モータ制御装置１は、ＳＲモータＭに供給される電流の電流値を検出し、電流値信号を出力する電流値測定手段としての電流センサ１０と、ロータＲの回転を検出し、回転信号を出力する回転検出手段としての回転センサ２０と、バッテリＢＴからの電流を３相の相電流としてＳＲモータＭに供給するインバータ回路３０と、駆動指令信号としてのトルク指令信号を出力し、ＳＲモータＭの駆動トルクを指令する駆動指令手段としてのトルク指令手段４０と、制御手段としてのコントローラ５０とを備える。
【００２２】
コントローラ５０は、通電相選択手段５１、回転位置検出手段５２、回転速度検出手段５３、回転速度比較手段５４、進角マップ５５、通電角マップ５６、転流信号生成手段５７、電流指令手段としての電流マップ５８、デューティ計算手段５９および駆動信号生成手段６０を備える。
【００２３】
通電相選択手段５１は、図２に示すように、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク閾値値であるトルク指令値Ｔ１（第１の駆動指令値）未満のときは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のうちから２つの相としてＵ相およびＶ相を通電相として選択する。そして、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１（第１の駆動指令値）以上のときは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相を通電相として選択する。
【００２４】
回転位置検出手段５２は、回転センサ２０から供給される回転信号に基づきロータＲの回転位置を検出し、回転位置に対応する回転位置信号を出力する。回転速度検出手段５３は、回転位置検出手段から供給される回転位置信号に基づきロータＲの回転速度を検出し、回転速度に対応する回転速度信号を出力する。
【００２５】
回転速度比較手段５４には、予め定められた回転速度閾値が記憶されており、回転速度比較手段５４は、回転速度検出手段５３から供給される回転速度信号と回転速度閾値を比較する。そして、回転速度比較手段５４は、回転速度信号が回転速度閾値未満であると判断した場合には禁止信号を出力し、回転速度信号が回転速度閾値以上であると判断した場合には許可信号を出力する。
【００２６】
通電相選択手段５１は、回転速度比較手段５４から禁止信号が供給された場合には、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号の大きさによらず、常に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相を通電相とし、通電相に対応する通電相信号を出力する。一方、通電相選択手段５１は、回転速度比較手段５４から許可信号が供給された場合には、上記のように、トルク指令信号がトルク指令値Ｔ１未満であるか、または、トルク指令信号がトルク指令値Ｔ１以上であるかにより通電相選択手段５１で選択された通電相に対応する通電相信号を出力する。
【００２７】
進角マップ５５には、回転速度に対する進角量が記憶されており、回転速度検出手段５３から供給される回転速度信号に対応する進角量が進角信号として進角マップ５５から出力される。また、通電角マップ５６には、回転速度に対する通電角量が記憶されており、回転検出速度に対応する通電角量が通電角信号として通電角マップ５５から出力される。
【００２８】
転流信号生成手段５７は、通電信号選択手段５１から供給される通電相信号および回転位置検出手段５２から供給される回転位置信号基づきＵ相、Ｖ相およびＷ相の通電パターン信号を形成する。そして、形成された通電パターン信号は、進角マップ５５から供給される進角信号および通電角マップ５６から供給される通電角信号により、進角および通電角が調整される。
【００２９】
上記のように、通電相選択手段５１から供給される通電相信号は、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令値の大小、および回転速度比較手段５４から供給される禁止または許可信号により異なり、Ｕ相およびＶ相の２相が通電相として選択される場合と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相が通電相として選択される場合がある。Ｕ相およびＶ相の２相が通電相として選択される場合には、通電パターン信号としてはＵ相およびＶ相の通電パターン信号が形成され、Ｗ相の通電パターン信号は形成されない。一方、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相が通電相として選択される場合には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の通電パターン信号が形成される。
【００３０】
電流指令手段としての電流値マップ５８には、トルク指令値に対する電流指令値が記憶されており、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号に基づき対応する電流指令値信号が出力される。電流値マップ５８から出力される電流指令値信号は、図３に示すように、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ１未満のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、予め定められた第１の電流指令値Ｉ１まで電流指令値信号は増大する。なお、同図において、実線は本実施形態における電流指令値を示し、破線は常に３相の相電流を通電する従来例における電流指令値を示す。
【００３１】
そして、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ１のときには、電流値マップ５８から出力される電流指令値信号は、第１の電流指令値Ｉ１よりも小さい第２の電流指令値Ｉ２となり、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ１以上のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、電流指令値信号は第２の電流指令値Ｉ２から増大する。
【００３２】
従来例では、トルク指令値Ｔ１において、電流指令値は第１の電流指令値Ｉ１よりも小さい第２の電流指令値Ｉ２であるのに対し、本実施形態では、トルク指令値Ｔ１において、電流指令値は第２の電流指令値I２よりも大きい第１の電流指令値Ｉ１に設定されており、トルク指令値が比較的小さいときにおいて、電流指令値が大きくなるように設定されている。
【００３３】
デューティ計算手段５９は、電流センサ１０から供給される電流値信号および電流値マップ５８から供給される電流指令値信号に基づきパルス幅変調（以下「ＰＷＭ」とする。）信号のデューティ比を計算し、計算されたデューティ比に対応するデューティ比信号を出力する。なお、デューティ計算手段５９においてデューティ比は、電流指令値信号に対する電流値信号の偏差により計算される。
【００３４】
駆動信号生成手段６０は、転流信号生成手段５７から供給されるＵ相およびＷ相の２相の通電パターン信号またはＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相の通電パターン信号、およびデューティ計算手段５９から供給されるデューティ比信号に基づきＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ回路３０に供給する。生成されるＰＷＭ制御信号は、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の通電パターン信号に、デューティ計算手段５９から供給されるデューティ比信号に基づくＰＷＭ信号を重畳させたものである。
【００３５】
本実施形態において、転流信号生成手段５７からＵ相およびＶ相の２相の通電パターン信号が供給された場合には、ＰＷＭ制御信号は、デューティ計算手段５９から供給されるデューティ比信号に基づきＰＷＭされるとともに、選択されたＵ相およびＶ相の通電相に対応し、Ｕ相およびＶ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ）に相電流を供給することをインバータ回路３０に指令する。そして、このＰＷＭ制御信号が供給されるインバータ回路３０は、直流電源ＢＴからの電流をＵ相およびＶ相の相電流とし、Ｕ相およびＶ相の相電流のいずれか一方をＵ相およびＶ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ）に順次供給する。
【００３６】
転流信号生成手段５７からＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相の通電パターン信号が供給された場合には、ＰＷＭ制御信号は、デューティ計算手段５９から供給されるデューティ比信号に基づきＰＷＭされるとともに、選択されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の通電相に対応し、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ）に相電流を供給することをインバータ回路３０に指令する。そして、このＰＷＭ制御信号が供給されるインバータ回路３０は、直流電源ＢＴからの電流をＵ相、Ｖ相およびＷ相の相電流とし、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の相電流のいずれか一つをＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ）に順次供給する。
【００３７】
本実施形態において、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号が比較的小さいトルク指令値Ｔ１未満であるときに、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の通電相のうちからＵ相およびＶ相の２相の通電相を選択し、相電流が供給される電気巻線を減少させるとともに、電流指令値を比較的大きな値である第１の電流指令値Ｉ１に向けて変化させる設定とされている。そのため、トルク指令値が小さい範囲においても比較的大きな電流指令値とすることができ、ＳＲモータに比較的大きな相電流を供給することが可能となる。その結果、本実施形態のモータ制御装置１は、幅広い駆動領域において、ＳＲモータを高効率で駆動させることができることができる。
【００３８】
本実施形態においては、通電相選択手段５１は、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１（第１の駆動指令値）未満のときは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のうちから２つの相としてＵ相およびＶ相を通電相として選択しているがこれに限定されないことは言うまでない。すなわち、通電相選択手段５１は、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１（第１の駆動指令値）未満のときに、Ｖ相およびＷ相、またはＷ相およびＵ相を通電相として選択してもよい。
【００３９】
さらに、図４および図５に示すように、トルク指令値Ｔ１ａ、Ｔ１ｂとなる２つのトルク閾値を設けてもよい。この場合、通電相選択手段５１は、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１ａ未満のときは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のうちから１つの相として、例えば、Ｕ相を通電相として選択し、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１ａ以上でありトルク指令値Ｔ１ｂ未満のときは、例えば、Ｕ相およびＶ相の２相を通電相として選択する。そして、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１ｂ以上のときは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相が通電相として選択される設定としてもよい。
【００４０】
同様に、通電相選択手段５１で選択される通電相に対応し、電流値マップ５８から出力される電流指令値信号は、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ１ａ未満のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、予め定められた電流指令値Ｉ３まで電流指令値信号は増大し、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ１ａのときには、電流値マップ５８から出力される電流指令値信号は、電流指令値Ｉ３よりも小さい電流指令値Ｉ４とし、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ１ａ以上でありトルク指令値Ｔ１ｂ未満のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、電流指令値信号は電流指令値Ｉ４から電流指令値Ｉ５まで増大する。
【００４１】
そして、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号がトルク指令値Ｔ１ｂ以上のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、電流指令値Ｉ５よりも小さい電流指令値Ｉ６から増大する設定としてもよい。
【００４２】
次に、この発明の第２の実施形態の第１のバリエーションを図６から図８に基づいて説明する。図６は、ＳＲモータＭに３相の相電流を供給する本実施形態のモータ制御装置１００のブロック図である。なお、本実施形態のモータ制御装置１０００は、第１の実施形態のモータ制御装置１に比して制御手段としてのコントローラ１００のみ異なり、その他の部分は同一である。従って、以下制コントローラ１００についてのみ説明し、その他の部分について説明は省略する。
【００４３】
コントローラ１００は、通電率マップ１０１、通電相マップ１０２、通電相選択手段１０３、回転位置検出手段１０４、回転速度検出手段１０５、回転速度比較手段１０６、進角マップ１０７、通電角マップ１０８、転流信号生成手段１０９、電流指令手段としての電流マップ１１０、デューティ計算手段１１１および駆動信号生成手段１１２を備える。
【００４４】
通電率マップ１０１は、図７に示すように、トルク指令値に対する通電率が記憶されており、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号（駆動指令信号）に基づき対応する通電率信号が出力される。通電率マップ１０１において、トルク指令値がトルク指令値Ｔ２ａ（第２の駆動指令値）未満であるときは、第１の通電率として「３／９（≒０．３３）」に対応する通電信号が出力される。
【００４５】
通電率マップ１０１において、トルク指令値がトルク指令値Ｔ２ａ（第２のトルク指令値）以上でありトルク指令値Ｔ２ｆ（第３のトルク指令値）未満であるときは、トルク指令信号（駆動指令信号）の増大に対応して、第２から第６の通電率として段階的に増加する「４／９（≒０．４４）」、「５／９（≒０．５６）」、「６／９（≒０．６７）」、「７／９（≒０．７８）」、「８／９（≒０．８９）」に対応する通電率信号が出力される。そして、トルク指令値がトルク指令値Ｔ２ｆ（第３のトルク指令値）以上であるときは、第７の通電率として「９／９（＝１）」に対応する通電率信号が出力される。
【００４６】
通電相マップ１０２には、図８に示すように、７行×９列の通電相情報が記憶されており、通電率マップ１０１から供給される通電率信号に対応し選択される「行」の通電相信号が出力される。なお、各行には、順に「Ｕ相」「Ｖ相」「Ｗ相」「Ｕ相」「Ｖ相」「Ｗ相」「Ｕ相」「Ｖ相」「Ｗ相」に割り当てられた９つの通電信号が記憶されている。
【００４７】
通電率マップ１０１から第１の通電率（「３／９」）に対応する通電率信号が通電相マップ１０２に供給されると、第１の通電率に対応し、第１行の通電相信号が通電相マップ１０２から出力される。同様に、通電率マップ１０１から第２から第７の通電率に対応する通電率信号が通電相マップ１０２に供給されると、第２から第７の通電率に対応し、第２行から第７行の通電相信号が通電相マップ１０２から出力される。なお、図８に示す７行×９列の通電相情報において、「１」はＵ相、Ｖ相またはＷ相が「オン」され、「０」はＵ相、Ｖ相またはＷ相が「オフ」される状態を示す。
【００４８】
次に、通電相マップ１０２に記憶されている７行×９列の通電相情報における「１」と「０」の配列について説明する。通電相情報において、９つの「１」または「０」が配置されている各行の通電信号に対し、「１」が配置される割合は、対応する通電率と等しくなるように設定されている。そして、「１」が配置される順番は、各行の全体の通電信号に対して均等に分散されるように設定されている。以下、本実施形態の通電相マップ１０２の通電相情報における「１」と「０」の配列方法について説明する。
【００４９】
本実施形態においては、全ての行において第１列には「１」が配置される。そして、第２列に「０」を配置した場合に、第１列と第２列の２列のうち「１」が配置される割合が対応する通電率より小さいときは「１」を配置し、２列のうち「１」が配置される割合が対応する通電率以上となるときは「０」を配置する。同様に、第２列に引き続き第３列に「０」を配置した場合に、第１列から第３列までの３列のうち「１」が配置される割合が対応する通電率より小さいときは「１」が配置され、「１」の割合が対応する通電率以上のときは「０」が配置される。これらの配置を引き続き第３列から第９列まで実施することにより各列の通電相信号が生成される。
【００５０】
例えば、以下に第１の通電率である「３／９（≒０．３３）」に対応する第１行の通電相信号について説明する。上記ように第１列には「１」が配置され、次に、第２列に「０」を配置すると、第１列と第２列の２列のうち「１」が配置される割合は「１／２（＝０．５）」となり、第１の通電率以上となる。そのため、第２列には「０」が配置される。同様に、第３列に「０」を配置すると、第１列から第３列までの３列のうち「１」が配置される割合は「１／３（≒０．３３）」となり、第１の通電率以上となる。そのため、第３列には「０」が配置される。
【００５１】
第３列に引き続き第４列に「０」を配置すると、第１列から第４列までの４列のうち「１」が配置される割合は「１／４（＝０．２５）」となり第１の通電率以下となる。従って、第４列には「１」が配置される。以下、同様に、「１」または「０」が選択的に配置され、第５列から第９列には、順に「０」「０」「１」「０」「０」が配置される。
【００５２】
回転位置検出手段１０４は、回転センサ２０から供給される回転信号に基づきロータ１２０の回転位置を検出し、回転位置に対応する回転位置信号を出力する。回転速度検出手段１０５は、回転位置検出手段から供給される回転位置信号に基づきロータ１２０の回転速度を検出し、回転速度に対応する回転速度信号を出力する。
【００５３】
回転速度比較手段１０６には、予め定められた回転速度閾値が記憶されており、回転速度比較手段１０６は、回転速度検出手段１０５から供給される回転速度信号と回転速度閾値を比較する。そして、回転速度比較手段１０６は、回転速度信号が回転速度閾値未満であると判断した場合には禁止信号を出力し、回転速度信号が回転速度閾値以上であると判断した場合には許可信号を出力する。
【００５４】
通電相選択手段１０３は、回転速度比較手段１０６から禁止信号が供給された場合には、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号の大きさによらず、常に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相を通電相とし、通電相に対応する通電相信号を出力する。一方、通電相選択手段１０３は、回転速度比較手段１０６から許可信号が供給された場合には、通電相マップ１０２から供給される通電相信号を出力する。
【００５５】
進角マップ１０７には、回転速度に対する進角量が記憶されており、回転速度検出手段１０５から供給される回転速度信号に対応する進角量が進角信号として進角マップ１０７から出力される。また、通電角マップ１０８には、回転速度に対する通電角量が記憶されており、回転検出速度に対応する通電角量が通電角信号として通電角マップ５５から出力される。
【００５６】
転流信号生成手段１０９は、通電信号選択手段１０３から供給される通電相信号および回転位置検出手段１０４から供給される回転位置信号に基づきＵ相、Ｖ相およびＷ相の通電パターン信号を形成する。そして、形成された通電パターン信号は、進角マップ１０７から供給される進角信号および通電角マップ１０８から供給される通電角信号により、進角および通電角が調整される。
【００５７】
回転速度比較手段１０６から通電相選択手段１０３に禁止信号が供給されている場合には、通電相選択手段１０３からは、常に、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相を通電相とする通電相信号が転流信号生成手段１０９に供給される。そのため、転流信号生成手段１０９では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の通電パターン信号が形成される。
【００５８】
回転速度比較手段１０６から通電相選択手段１０３に許可信号が供給されている場合には、通電相選択手段１０３からは通電相マップ１０２から供給される通電相信号が出力される。そのため、転流信号生成手段１０９では、通電相マップ１０２から供給される通電相信号に対応する通電相信号が出力される。
【００５９】
通電相選択手段１０３から転流信号生成手段１０９に、図８に示す第１行から第７行の通電相信号が供給されたときには、転流信号生成手段１０８では、通電相信号において「１」となる相を順次オンとする通電パターン信号が形成され出力される。例えば、通電相選択手段１０３から転流信号生成手段１０９に、第１行の通電相信号が供給されたときには、転流信号生成手段１０８では、Ｕ相のみを順次オンとする通電パターン信号が出力される。
【００６０】
電流指令手段としての電流値マップ１１０には、トルク指令値に対する電流指令値が記憶されており、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号に基づき対応する電流指令値信号が出力される。電流値マップ１１０から出力される電流指令値信号は、図９に示すように、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ２ａ（第２の駆動指令値）未満のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、予め定められた電流指令値Ｉ７（第３の電流指令値）まで電流指令値信号は増大する。なお、同図において、実線は本実施形態における電流指令値を示し、破線は常に３相の相電流を通電する従来例における電流指令値を示す。
【００６１】
トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ２ａ（第２の駆動指令値）以上でありトルク指令値Ｔ２ｆ（第３の駆動指令値）未満のときには、電流値マップ１１０から出力される電流指令値信号は、電流指令値Ｉ７（第３の電流指令値）で一定となる。すなわち、図７に示すように通電率が段階的に変化するトルク指令値Ｔ２ａ（第２の駆動指令値）以上でありトルク指令値Ｔ２ｆ（第３の駆動指令値）未満のときには、電流指令値は一定となる。
【００６２】
そして、トルク指令値信号がトルク指令値Ｔ２ｆ（第３の駆動指令値）以上のときは、トルク指令値信号の増大に対応して、電流指令値信号は電流指令値Ｉ７からトルク指令値の増大に対応して増大する。すなわち、図７に示すように通電率が変化しないトルク指令値Ｔ２ｆ（第３の駆動指令値）以上のときは、電流指令値はトルク指令値信号の増大に対応して、電流指令値信号は増大する。
【００６３】
従来例では、トルク指令値Ｔ２ａにおいて、電流指令値は電流指令値Ｉ７よりも小さい電流指令値Ｉ８であるのに対し、本実施形態では、トルク指令値Ｔ２ｆにおいて、電流指令値は電流指令値Ｉ８よりも大きい電流指令値Ｉ７に設定されており、トルク指令値が比較的小さいときにおいて、電流指令値が大きくなるように設定されている。
【００６４】
デューティ計算手段１１１は、電流センサ１０から供給される電流値信号および電流値マップ１１０から供給される電流指令値信号に基づきパルス幅変調（以下「ＰＷＭ」とする。）信号のデューティ比を計算し、計算されたデューティ比に対応するデューティ比信号を出力する。なお、デューティ計算手段１１１においてデューティ比は、電流指令値信号に対する電流値信号の偏差により計算される。
【００６５】
駆動信号生成手段１１２は、転流信号生成手段１０９から供給される通電パターン信号、およびデューティ計算手段１１１から供給されるデューティ比信号に基づきＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ回路３０に供給する。生成されるＰＷＭ制御信号は、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の通電パターン信号に、デューティ計算手段１１１から供給されるデューティ比信号に基づくＰＷＭ信号を重畳させたものである。
【００６６】
本実施形態において、駆動信号生成手段１１２にて生成されたＰＷＭ制御信号は、上記のようにデューティ計算手段１１１から供給されるデューティ比信号に基づきＰＷＭされるとともに、選択されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の通電相に対応し、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に相電流を供給することをインバータ回路３０に指令する。そして、このＰＷＭ制御信号が供給されるインバータ回路３０は、直流電源ＢＴからの電流をＵ相、Ｖ相およびＷ相から選択された相電流とし、選択された相電流はＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）から選択される電気巻線に順次供給する。
【００６７】
本実施形態の第１のバリエーションにおいて、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号が比較的小さいトルク指令値Ｔ２ａ（第２の駆動指令値）未満であるときに、通電率を「３／９」とし、相電流が供給される電気巻線を減少させるとともに、電流指令値を比較的大きな値である電流指令値（第３の電流指令値）Ｉ７に向けて変化させる設定とされている。そのため、トルク指令値が小さい範囲においても比較的大きな電流指令値とすることができ、ＳＲモータに比較的大きな相電流を供給することが可能となる。その結果、本実施形態のモータ制御装置１は、幅広い駆動領域において、ＳＲモータを高効率で駆動させることができることができる。
【００６８】
さらに、トルク指令信号がトルク指令値Ｔ２ａ（第２の駆動指令値）以上でありトルク指令値Ｔ２ｆ（第３の駆動指令値）未満までは、電流指令値を電流指令値Ｉ７で一定とするとともに、通電率を段階的に徐々に増加させることにより、ＳＲモータＭのロータＲの回転を円滑に可変させることができる。
【００６９】
次に、第２の実施形態の第２のバリエーションについて説明する。第２のバリエーションのモータ制御装置１０００のコントローラ１００は、第１のバリエーションに対し通電率マップ１０１に記憶されている通電率信号および通電相マップ１０２に記憶されている通電相信号のみ異なる。以下、図１０から図７６に基づき、通電率マップ１０１に記憶されている通電率信号および通電相マップ１０２に記憶されている通電相信号のみについて説明し、その他の部分については省略する。
【００７０】
通電率マップ１０１は、図１０および図１１に示すように、トルク指令値に対する通電率が記憶されており、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号（駆動指令信号）に基づき対応する通電率信号が出力される。通電率マップ１０１において、トルク指令値がトルク指令値Ｔ３ａ（第２の駆動指令値）未満であるときは、第１の通電率として「３２／９６（≒０．３３）」に対応する通電信号が出力される。
【００７１】
通電率マップ１０１において、トルク指令値がトルク指令値Ｔ３ａ（第２のトルク指令値）以上でありトルク指令値Ｔ３ｂ（第３のトルク指令値）未満であるときは、トルク指令信号（駆動指令信号）の増大に対応して、第２から第６４の通電率として、「３３／９６（≒０．３４）」から「９５／９６（≒０．９９）」まで、６３段階に徐々に増加する通電率信号が出力される。そして、トルク指令値がトルク指令値Ｔ３ｂ（第３のトルク指令値）以上であるときは、第６５の通電率として「９６／９６（＝１）」に対応する通電率信号が出力される。
【００７２】
通電相マップ１０２には、図１２から図７６に示すように、６５行×９６列の通電相情報が記憶されており、通電率マップ１０１から供給される通電率信号に対応し選択される「行」の通電相信号が出力される。なお、６５行×９６列の通電相情報を一つの図面で明瞭に示すことができない。そのため、６５行×９６列の通信相情報は、１行から６５行までの６５行の各通電相信号に分けられ、分けられたそれぞれの各通電相信号が図１２から図７５に示される。そして、各行には、順に「Ｕ相」「Ｖ相」「Ｗ相」「Ｕ相」「Ｖ相」「Ｗ相」「Ｕ相」「Ｖ相」「Ｗ相」・・・「V相」「V相」「W相」に割り当てられた９６の通電信号が記憶されている。
【００７３】
通電率マップ１０１から第１の通電率（「３２／９６」）に対応する通電率信号が通電相マップ１０２に供給されると、第１の通電率に対応し、図１２に示される第１行の通電相信号が通電相マップ１０２から出力される。同様に、通電率マップ１０１から第２から第６５の通電率に対応する通電率信号が通電相マップ１０２に供給されると、第２から第６５の通電率に対応し、図１３から図７６に示される第２行から第６５行の通電相信号が通電相マップ１０２から出力される。なお、図１２から図７６に示される６５行×９６列の通電相情報において、「１」はＵ相、Ｖ相またはＷ相が「オン」され、「０」はＵ相、Ｖ相またはＷ相が「オフ」される状態を示す。
【００７４】
通電相マップ１０２に記憶されている６５行×９６列の通電相情報における「１」と「０」の配列の順番は、第１のバリエーションの配列の順番と同様である。すなわち、９６の「１」または「０」が配置されている各行の通電信号に対し、「１」が配置される割合は、対応する通電率と等しくなるように設定されている。そして、「１」が配置される順番は、各行の全体の通電信号に対して均等に分散されるように設定されている。
【００７５】
本実施形態の第２のバリエーションにおいても第１のバリエーションと同様に、トルク指令値が小さい範囲においても比較的大きな電流指令値とすることができ、ＳＲモータに比較的大きな相電流を供給することが可能となり、モータ制御装置１０００は、幅広い駆動領域において、ＳＲモータを高効率で駆動させることができることができる。
【００７６】
さらに、第２のバリエーションにおいては、トルク指令信号がトルク指令値Ｔ３ａ（第２の駆動指令値）以上でありトルク指令値Ｔ３ｂ（第３の駆動指令値）未満までは、通電率を９３段階に分け、通電率を多段階的に徐々に増加させることにより、ＳＲモータ１００のロータ１２０の回転を極めて円滑に可変させることができる。
【００７７】
次に、図７７に基づき第３の実施形態のモータ制御装置２０００について説明する。第３の実施形態のモータ制御装置２０００は、第２の実施形態の第１のバリエーションのモータ制御装置１０００に比し、モータ制御装置２０００に備えられている制御手段２００において、１周期メモリ１２０、周期比較手段１２１、および保持手段１２２が付加されていることのみが異なり、その他の部分については同一である。従って、以下、制御手段２００に備えられている１周期メモリ１２０、周期比較手段１２１および保持手段１２２について説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００７８】
１周期メモリ１２０には、本実施形態のＳＲモータＭの１周期（「U」「V」「W」「U」「V」「W」「U」「V」「W」：９つの通電タイミング）にロータＲが回転する角度に対応する角度閾値が記録されている。なお、本実施形態においては、１周期の間にロータRが回転する角度は機械角２７０度であり、角度閾値として機械角２７０度が記憶されている。
【００７９】
周期比較手段１２１は、回転位置検出手段１０４から供給される回転位置信号に対応する角度と角度閾値とを比較し、回転位置信号に対応する角度と角度閾値とが一致したときに、一致信号を出力する。
【００８０】
保持手段１２２は、周期比較手段１２１から一致信号が供給されるまでは、トルク指令手段４０から供給されるトルク指令信号が変化しても変更前のトルク指令信号を出力する。一方、保持手段１２２は、周期比較手段１２１から一致信号が供給されると、トルク指令手段４０から供給される変更後のトルク指令信号を出力する。
【００８１】
上記のように、相数比較手段１２２から一致信号が保持手段１２３に供給されるまでは変更前のトルク指令信号を出力することにより、トルク指令信号が１周期内で急速に変化したときも、設定された通電率でＳRモータを駆動させることができる。
【００８２】
次に、図７８および図７９に基づき第４の実施形態のモータ制御装置３０００について説明する。第４の実施形態は、第２の実施形態の第１のバリエーションのモータ制御装置１０００に比し、モータ制御装置３０００に備えられている制御手段３００において、連続通電相数マップ１３０、連続通電相数カウンタ１３１および連続相数比較手段１３２が付加されていることのみが異なり、その他の部分については同一である。従って、以下、制御手段３００に備えられている連続通電相数マップ１３０、連続通電相数カウンタ１３１および連続相数比較手段１３２についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００８３】
本実施形態においては、第２および第３の実施形態と同様に図８に示される通電相マップ１０２が用いられており、連続通電相数マップ１３０には、図８に示される通電相マップ１０２に対応する連続通電相数が記憶されている。そして、記憶されている連続通電相数に対応する連続通電相数信号を出力する。例えば、第１の通電率のとき、Ｕ相のみが１周期において断続的にオン（「１」）となるため連続通電相数は「１」である。
【００８４】
連続通電相数カウンタ１３１は、転流信号生成手段１０９から供給される通電パターン信号に基づき連続通電相数をカウントし、カウントされたカウント連続通電相数信号を出力する。相数比較手段１３２は、連続通電相数カウンタ１３１から供給されるカウント連続通電相数信号と、連続通電相数マップ１３０から供給される連続通電相数信号を比較し、カウント連続通電相数信号における連続通電相数が、連続通電相数信号における連続通電相数の数以上であると判断されたときは、通知信号を出力する。
【００８５】
通電相選択手段１０３は、相数比較手段１３２から通知信号が供給されたときは、通電相マップ１０２から供給される通電相信号に拘わらず、次に、最初に通電相選択手段１０３から出力される通電相信号は、「オフ（０）」となる信号を出力する。
【００８６】
上記のように、相数比較手段１３２から通知信号が通電相選択手段１０３に供給されたときは、通電相マップ１０２から供給される通電相信号に拘わらず、次に、最初に通電相選択手段１０３から出力される通電相信号は、「オフ（０）」となる信号を出力することで、通電率を目的とする通電率に一致させることができる。
【００８７】
例えば、第４の通電率に対応し、２回連続して「オン（１）」「オン（１）」となる作動を制御装置３００がした直後に、トルク指令値の変更により、連続相数が「４」である第５の通電率で動作した場合、相数比較手段１３２が設けられていないときには、制御装置３００は以下に示される動作を行う。すなわち、第４の通電率に対応し、２回連続した「オン（１）」となる動作に引き続き、４回連続する「オン（１）」となる動作を制御装置３００は実効する。そのため、制御装置３００は、６回連続した「オン（１）」となる動作を行ってしまい予め定められている連続相数である「４」を超えてしまう。
【００８８】
それに対し、本実施形態では相数比較手段１３２が設けられ、所定の場合に通知信号が通電相選択手段１０３に供給され、通知信号が通知されると通電相選択手段１０３からは、最初に「オフ（０）」となる信号を出力されるよう通電相選択手段１０３は設定されている。
【００８９】
そのため、上記のように、第４の通電率に対応し、２回連続する「オン（１）」動作を制御装置３００が実効した直後に、トルク指令値の変更により、第５の通電率に対応する動作を制御装置３００が開始した場合、制御装置３００は以下の動作を行う。すなわち、２回連続した「オン（１）」となる動作に引き続き、さらに２回連続する「オン（１）」となる動作を制御装置３００は実効したときは、カウント連続相数信号は「４」となり、予め定められている連続相数である「４」以上となる。その場合には、通電相選択手段１０３からは、最初に「オフ（０）」となる信号が出力されるため、カウント連続相数は予め定められている連続相数を超えることはなく、トルク指令値に対応した通電率で制御装置３００は動作される。
【００９０】
さらに、上記のようにカウント連続相数を監視するとともにカウント連続相数に対応し、瞬時に通電相選択手段１０３から出力される通電相信号を制御することにより、トルク指令値に対応した通電率で制御装置３００が動作する応答性の向上が図られる。
【００９１】
なお、本発明は上述の第１から第３の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）に相電流を順次切り換えて通電するときに、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）のうちいづれか２つの電気巻線に同時に相電流が通電される状態があってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  モータ制御装置
１０  電流センサ(電流値測定手段)
２０  回転センサ（回転検出手段)
３０  インバータ回路
４０  トルク指令手段（駆動指令手段）
５０  制御手段（コントローラ）
５１  通電相選択手段
５２  回転位置検出手段
５３  回転速度検出手段
５４  回転速度比較手段
５５  進角マップ
５６  通電角マップ
５７  転流信号生成手段
５８  電流値マップ
５９  デューティ計算手段
６０  駆動信号生成手段
１０１  駆動率マップ
１０２  駆動相マップ
１０３  駆動相選択手段
１０４  回転位置検出手段
１０５  回転速度検出手段
１０６  回転速度比較手段
１０７  進角マップ
１０８  通電角マップ
１０９  転流信号生成手段
１１０  電流値マップ
１１１  デューティ計算手段
１１２  駆動信号生成手段
１２０  通電相数マップ
１２１  相数カウンタ
１２２  相数比較手段
１２３  保持手段
１３０  連続通電相数マップ
１３１  連続通電相数カウンタ
１３２  相数比較手段
１００  制御手段（コントローラ）
２００  制御手段（コントローラ）
３００  制御手段（コントローラ）
１０００  モータ制御装置
２０００  モータ制御装置
３０００  モータ制御装置
Ｍ  モータ
Ｓ  ステータ
Ｓ１  ステータ突極
Ｒ  ロータ
U  U相の電気巻線
V  V相の電気巻線
W  W相の電気巻線
ＢＴ  バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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