(57)【要約】【課題】モータの回転速度に応じたモニタ電流の分解能の切り替えを可能としつつも、同モータの駆動にかかるより信頼性の高いフィードバック制御を実現することのできるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ１００に流れる電流の値を抽出してモータの駆動状態をモニタするにあたり、モニタする電流の分解能に高低差を持たせる高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とを設ける。そして、モータ１００の回転速度が低い所定の低回転領域では高分解能回路３２０を介してモニタする電流を取り込み、同モータ１００の回転速度が低回転領域よりも高い高回転領域では低分解能回路３３０を介してモニタする電流を取り込む。モータ１００の回転速度の低回転領域と高回転領域との間での高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換えは、それら高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して選択される期間を介して行う。【選択図】図１
2010263727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに流れる電流の値を抽出してモータの駆動状態をモニタするにあたり、該モニタする電流の分解能に高低差を持たせる高分解能回路と低分解能回路とを備え、前記モータの回転速度が低い所定の低回転領域では前記高分解能回路を介して前記モニタする電流を取り込み、同モータの回転速度が前記低回転領域よりも高い高回転領域では前記低分解能回路を介して前記モニタする電流を取り込むモータ制御装置において、
前記モータの回転速度の低回転領域と高回転領域との間での前記高分解能回路と前記低分解能回路との切り換えが、それら高分解能回路と低分解能回路とが重複して選択される期間を介して行われる
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記高分解能回路及び前記低分解能回路の選択の有無が、それら回路に対する給電の有無として行われる
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記高分解能回路及び前記低分解能回路は、それぞれゲインの異なる増幅器からなり、前記高分解能回路を構成する増幅器のゲインが前記低分解能回路を構成する増幅器のゲインよりも高い
請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記高分解能回路と低分解能回路との重複する選択は、前記モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行期間に対して設定された第１の閾値をモータの回転速度もしくはその相当値が超えたときの前記低分解能回路の能動化、及び同移行期間に対して前記第１の閾値よりも大きい値として設定された第２の閾値をモータの回転速度もしくはその相当値が超えたときの前記高分解能回路の非能動化として行われる
請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行期間には、前記重複して能動化された高分解能回路及び低分解能回路をそれぞれ介して取り込まれる各電流のうち、高分解能回路を介して取り込まれる電流が優先して用いられる
請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記高分解能回路と低分解能回路との重複する選択は、前記モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行期間に対して設定された第２の閾値にモータの回転速度もしくはその相当値が達したときの前記高分解能回路の能動化、及び同移行期間に対して前記第２の閾値よりも小さい値として設定された第１の閾値にモータの回転速度もしくはその相当値が達したときの前記低分解能回路の非能動化として行われる
請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行期間には、前記重複して能動化された高分解能回路及び低分解能回路をそれぞれ介して取り込まれる各電流のうち、低分解能回路を介して取り込まれる電流が優先して用いられる
請求項６に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流モニタ機能を有するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のモータ制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。図５に、この特許文献１に記載のモータ制御装置の構成を示す。
図５に示すように、このモータ制御装置は、三相交流モータからなるモータ１と、モータ１を駆動するモータ駆動回路２と、モータ１の駆動電流を検出する電流検出回路３と、電流検出回路３で検出した電流値に基づいてモータ駆動回路２を制御する制御演算装置４と、モータ１の回転速度を検出するエンコーダ５とによって構成されている。
【０００３】
このうち、モータ駆動回路２は、直流電力を三相交流に変換するインバータ回路２０、及びこのインバータ回路２０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するゲート駆動回路２１を有して構成されている。ここで、インバータ回路２０は、それぞれ対をなすトランジスタＴ１及びＴ２、Ｔ３及びＴ４、Ｔ５及びＴ６の並列回路からなり、それら対をなすトランジスタの各接続点から取り出される電力から三相交流電力が生成される。すなわち、上記制御演算装置４の指令に基づきゲート駆動回路２１からそれぞれパルス幅変調されて印加されるゲート駆動信号により上記各トランジスタＴ１〜Ｔ６がスイッチングされることで、ＰＬ線とＮＬ線の間の直流電圧が三相交流電力に変換され、この変換された三相交流電力がモータ１のＵＬ線、ＶＬ線及びＷＬ線に出力される。
【０００４】
一方、電流検出回路３には、ＶＬ線もしくはＵＬ線を流れる駆動電流を検出する電流センサ３０と、この電流センサ３０の出力信号を「１倍」の増幅率で増幅する増幅器３２と、同じく電流センサ３０の出力信号を「１０倍」の増幅率で増幅する増幅器３６とが設けられている。そして、これら増幅器３２及び３６の出力信号は各別にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ３４及び３８に入力され、これらＡ／Ｄコンバータ３４及び３８によるＡ／Ｄ変換出力がスイッチ４０の切換え制御によって制御演算装置４に選択的に取り込まれる。
【０００５】
このように構成されるモータ制御装置では、エンコーダ５からの検出信号に基づき制御演算装置４を通じてモータ１の回転速度を判断する。そして、モータ１の回転速度が所定値以上である場合は、制御演算装置４による上記スイッチ４０の操作を通じて増幅器３２及びＡ／Ｄコンバータ３４側の経路、すなわち電流センサ３０により検出された出力信号が「１倍」の増幅率で増幅された経路を選択する。一方、同様に検出されるモータ１の回転速度が所定値未満である場合には、制御演算装置４による同スイッチ４０の操作を通じて増幅器３６及びＡ／Ｄコンバータ３８側の経路、すなわち電流センサ３０により検出された出力信号が「１０倍」の増幅率で増幅された経路を選択する。これにより、駆動電流をモニタしつつモータ１の駆動をフィードバック制御する制御系にあって、電流をモニタする際の分解能が、モータ１の回転速度に応じて要求される分解能に自動的に切り換わるようになり、その制御精度も自ずと高められるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、特許文献１に記載のモータ制御装置によれば、電流センサ３０を介してモニタされる電流の分解能をモータ１の回転速度に応じて選択的に切り換えることができることから、上記フィードバック制御系としての制御性も自ずと向上されるようにはなる。
【０００８】
しかし、同制御装置の場合、上記分解能、すなわち「１倍」及び「１０倍」の切り換えは、モータ１の回転速度が所定値に到達したか否かといった、いわば一つの閾値に基づいて行われるために、上記スイッチ４０による分解能の切り換えに遅れ等の時間的なロスが生じるような場合には、電流をモニタすることのできない期間が生じることにもなり、上述したフィードバック制御そのものに支障をきたしかねない。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの回転速度に応じたモニタ電流の分解能の切り替えを可能としつつも、同モータの駆動にかかるより信頼性の高いフィードバック制御を実現することのできるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、モータに流れる電流の値を抽出してモータの駆動状態をモニタするにあたり、該モニタする電流の分解能に高低差を持たせる高分解能回路と低分解能回路とを備え、前記モータの回転速度が低い所定の低回転領域では前記高分解能回路を介して前記モニタする電流を取り込み、同モータの回転速度が前記低回転領域よりも高い高回転領域では前記低分解能回路を介して前記モニタする電流を取り込むモータ制御装置において、前記モータの回転速度の低回転領域と高回転領域との間での前記高分解能回路と前記低分解能回路との切り換えが、それら高分解能回路と低分解能回路とが重複して選択される期間を介して行われることを要旨とする。
【００１１】
上記構成によるように、モータの回転速度の低回転領域と高回転領域との間での高分解能回路と低分解能回路との切り換えをこれら高分解能回路と低分解能回路とが重複して選択される期間を介して行うこととすれば、各回路が切り換えられる期間にいずれの回路を介して取り込まれる電流によっても電流モニタが可能となる。このため、モータの回転速度に応じて高分解能回路と低分解能回路との切り換えに遅れ等の時間的なロスが生じたとしても、高分解能回路及び低分解能回路のいずれかの回路を介して取り込まれる電流に基づいて電流モニタが継続されるようになり、このモニタされる電流に基づくフィードバック制御を継続して実行することが可能となる。これにより、モータの回転速度に応じたモニタ電流の分解能の切り替えを可能としつつも、同モータの駆動にかかるより信頼性の高いフィードバック制御を実現することができるようになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記高分解能回路及び前記低分解能回路の選択の有無が、それら回路に対する給電の有無として行われることを要旨とする。
【００１３】
上記構成によるように、高分解能回路及び低分解能回路の選択の有無を各回路に対する給電の有無として行うこととすれば、選択されていない側の回路、すなわちモータの低回転領域では高分解能回路、同じく高回転領域では低分解能回路に対する給電が一旦停止される。このため、モータの回転速度に応じて切り換え可能な高分解能回路及び低分解能回路を構成する上で、それらの動作に要する電力が必要最小限となり、ひいては、モータ制御装置としての消費電力の低減を図ることができるようになる。
【００１４】
さらに、上述のように高分解能回路と低分解能回路との切り換えがこれら高分解能回路
と低分解能回路とが重複して選択される期間として実行されることから、給電が開始された側の回路の動作が安定するまでの間、他方の回路による電流のモニタを安定して継続することが可能となり、ひいては信頼性の高いフィードバック制御を行うことができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータ制御装置において、前記高分解能回路及び前記低分解能回路は、それぞれゲインの異なる増幅器からなり、前記高分解能回路を構成する増幅器のゲインが前記低分解能回路を構成する増幅器のゲインよりも高いことを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、モータの高回転領域では低分解能回路を構成する増幅器を介して電流が取り込まれるとともに、モータの低回転領域ではこの低分解能回路を構成する増幅器のゲインよりも高いゲインを有する増幅器を介して電流が取り込まれる。これにより、モータの回転速度に応じて電流の分解能を選択的に切り換える上で、モータに流れる電流の大きさに応じたゲインが設定されるようになり、モータに流れる電流を高い精度のもとにモニタすることができるようになる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記高分解能回路と低分解能回路との重複する選択は、前記モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行期間に対して設定された第１の閾値をモータの回転速度もしくはその相当値が超えたときの前記低分解能回路の能動化、及び同移行期間に対して前記第１の閾値よりも大きい値として設定された第２の閾値をモータの回転速度もしくはその相当値が超えたときの前記高分解能回路の非能動化として行われることを要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行に際し、その移行期間に設定された第１の閾値をモータの回転速度もしくはその相当値（例えばモータに流れる電流の大きさ等）が超えたときに低分解能回路が能動とされる。そして、この第１の閾値よりも大きい第２の閾値をモータの回転速度もしくはその相当値が超えたときに高分解能回路が非能動とされる。この結果、モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行に際しては、モータの回転速度もしくはその相当値が第２の閾値を超えるまでの間は高分解能回路を介してモータに流れる電流が取り込まれるとともに、第２の閾値を超えてからは低分解能回路のみを介してモータに流れる電流が取り込まれるようになる。これにより、高分解能回路と低分解能回路とが重複して選択される期間を介してこれら各回路を切り換える上で、モータに流れる電流をより望ましいかたちで取り込むことができるようになる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータ制御装置において、前記モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行期間には、前記重複して能動化された高分解能回路及び低分解能回路をそれぞれ介して取り込まれる各電流のうち、高分解能回路を介して取り込まれる電流が優先して用いられることを要旨とする。
【００２０】
上記構成によるように、モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行期間中には、高分解能回路及び低分解能回路をそれぞれ介して取り込まれる各電流のうちの高分解能回路を介して取り込まれる電流を優先して用いることとすれば、モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行に際して低分解能回路の能動化に遅れが生じたとしても、高分解能回路を介して取り込まれる電流のモニタが継続実行されるようになる。すなわち、低分解能回路が能動化されてからその動作が安定するまでの時間が補償されることともなり、その後に低分解能回路を介してモニタされる電流の信頼性も高められるようになる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記高分解能回路と低分解能回路との重複する選択は、前記モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行期間に対して設定された第２の閾値にモータの回転速度もしくはその相当値が達したときの前記高分解能回路の能動化、及び同移行期間に対して前記第２の閾値よりも小さい値として設定された第１の閾値にモータの回転速度もしくはその相当値が達したときの前記低分解能回路の非能動化として行われることを要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行に際し、その移行期間に設定された第２の閾値にモータの回転速度もしくはその相当値（例えばモータに流れる電流の大きさ等）が達したときに高分解能回路が能動とされる。そして、この第２の閾値よりも小さい第１の閾値にモータの回転速度もしくはその相当値が達したときに低分解能回路が非能動とされる。この結果、モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行に際しては、モータの回転速度もしくはその相当値が第１の閾値に達するまでの間は低分解能回路を介してモータに流れる電流が取り込まれるとともに、第１の閾値に達してからは高分解能回路のみを介してモータに流れる電流が取り込まれるようになる。これにより、高分解能回路と低分解能回路とが重複して選択される期間を介してこれら各回路を切り換える上で、モータに流れる電流をより望ましいかたちで取り込むことができるようになる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のモータ制御装置において、前記モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行期間には、前記重複して能動化された高分解能回路及び低分解能回路をそれぞれ介して取り込まれる各電流のうち、低分解能回路を介して取り込まれる電流が優先して用いられることを要旨とする。
【００２４】
上記構成によるように、モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行期間中には、高分解能回路及び低分解能回路をそれぞれ介して取り込まれる各電流のうちの低分解能回路を介して取り込まれる電流を優先して用いることとすれば、モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行に際して高分解能回路の能動化に遅れが生じたとしても、低分解能回路を介して取り込まれる電流のモニタが継続実行されるようになる。すなわち、高分解能回路が能動化されてからその動作が安定するまでの時間が補償されることともなり、その後に高分解能回路を介してモニタされる電流の信頼性も高められるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかるモータ制御装置の一実施の形態について、その構成を模式的に示すブロック図。
【図２】同実施の形態のモータ制御装置の高分解能回路及び低分解能回路に対する給電態様を示すタイミングチャート。
【図３】同実施の形態のモータ制御部において実行されるモータの回転速度の上昇時の高分解能回路と低分解能回路との切り換え制御についてその制御手順例を示すフローチャート。
【図４】同実施の形態のモータ制御部において実行されるモータの回転速度の下降時の高分解能回路と低分解能回路との切り換え制御についてその制御手順例を示すフローチャート。
【図５】従来のモータ制御装置についてその構成を模式的に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に、本発明にかかるモータ制御装置を具体化した一実施の形態についてその構成を示す。
図１に示されるように、このモータ制御装置は、制御対象とする三相交流モータからな
るモータ１００と、このモータ１００を駆動するモータ駆動回路２００と、モータ１００の回転速度を検出する回転速度センサ１１０と、モータ１００の駆動電流を検出する電流センサ１２０と、これら回転速度センサ１１０及び電流センサ１２０で検出された回転速度及び電流値に基づいてモータ駆動回路２００を制御するモータ制御ＥＣＵ３００とを大きくは備えている。
【００２７】
このうち、モータの駆動回路２００は、直流電力を三相交流に変換するインバータ回路２１０、及びこのインバータ回路２１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するゲート駆動回路２２０を有して構成されている。ここで、インバータ回路２１０は、それぞれ対をなすトランジスタＴ１及びＴ２、Ｔ３及びＴ４、Ｔ５及びＴ６の並列回路からなり、それら対をなすトランジスタの各接続点から取り出される電力から三相交流電力が生成される。すなわち、上記モータ制御ＥＣＵ３００の指令に基づきゲート駆動回路２２０からそれぞれパルス幅変調されて印加されるゲート駆動信号により上記各トランジスタＴ１〜Ｔ６がスイッチングされることで、ＰＬ線とＮＬ線の間の直流電圧が三相交流電力に変換され、この変換された三相交流電力がモータ１のＵＬ線、ＶＬ線及びＷＬ線に出力される。
【００２８】
一方、モータ制御ＥＣＵ３００は、マイコン３１０をはじめ、電流センサ１２０によって検出された電流をモニタする分解能に高低差を持たせる高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０を有している。これら高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０は、それぞれゲインの異なる増幅器によって構成され、本実施の形態では、高分解能回路３２０のゲインが「１０倍」、低分解能回路３３０のゲインが「１倍」となっている。そして、これら低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０と各電源との間には、低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０に対する給電の有無を切り換えるスイッチＳＷ１及びＳＷ２が設けられている。本実施の形態では、これらスイッチＳＷ１及びＳＷ２の選択的な切り換えにより、低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０の動作の有無、すなわち能動／非能動が切り換えられる。
【００２９】
このような高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０の出力信号は、マイコン３１０内の各Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ３１１及び３１２にそれぞれ入力され、これらＡ／Ｄコンバータ３１１及び３１２によるＡ／Ｄ変換出力がモータ１００に流れている電流値としてモータ制御部３１３に取り込まれる。また一方、このモータ制御部３１３には、エンコーダやレゾルバ等からなるとする上記回転速度センサ１１０による検出信号がモータ１００の回転速度情報として取り込まれる。そして、このモータ制御部３１３に取り込まれたモータ１００の回転速度情報に応じて電源制御部３１４及び３１５にスイッチＳＷ１及びＳＷ２の切り換え指令が出力される。すなわち、これら電源制御部３１４及び３１５から出力される信号に基づいてスイッチＳＷ１及びＳＷ２のオン／オフが切り換えられることにより、上記低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０への給電の有無（能動／非能動）が切り換えられる。また、上記モータ制御部３１３では、これら低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０を介して取り込まれる電流値をモニタしつつ、この取り込まれる電流値に基づきモータ１００の出力トルクや過電流の有無を監視する。そして、モータ制御部３１３では、この監視結果に基づいて上記モータ駆動回路２００のゲート駆動回路２２０に対するその都度の駆動指令を生成出力するといったフィードバック制御を実行する。
【００３０】
このように構成されるモータ制御ＥＣＵ３００では、上記検出されるモータ１００の回転速度が高回転領域にある場合は、モータ制御部３１３による上記スイッチＳＷ１の操作を通じて低分解能回路３３０側の経路、すなわち電流センサ１２０により検出された出力信号が「１倍」の増幅率で増幅される経路が選択される。一方、同様に検出されるモータ１００の回転速度が低回転領域にある場合には、モータ制御部３１３による上記スイッチＳＷ２の操作を通じて高分解能回路３２０側の経路、すなわち電流センサ１２０により検
出された出力信号が「１０倍」の増幅率で増幅される経路が選択される。これにより、高精度なモータ制御が要求される始動直後等の低回転領域においては、高分解能回路３２０を介して「１０倍」に増幅された検出信号に基づき、モータ１００に流れる電流を高い精度でモニタすることが可能となり、上記フィードバック制御系としての制御性も自ずと向上されるようになる。しかも、同モータ制御ＥＣＵ３００では、モータ１００の低回転領域で基本的に高分解能回路３２０のみに給電が行われ、高回転領域では基本的に低分解能回路３３０のみに給電が行われることから、モータ１００の回転速度領域に応じて高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とを切り換える上で、その消費電力の低減が図られるようにもなる。
【００３１】
ところで、上記モータ１００の回転速度領域に応じた高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換えに際し、例えばモータ１００の回転速度が所定値に到達したか否かといった、いわば一つの閾値に基づいて行うような場合には、上記スイッチＳＷ１及びＳＷ２による分解能の切り換えに遅れ等の時間的なロスが生じる可能性がある。そして、実際にこのような時間的なロスが生じるようなことがあると、電流をモニタすることのできない期間が生じることにもなりかねず、ひいては、上記フィードバック制御そのものに支障をきたしかねない。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、モータ１００の低回転領域と高回転領域との間での高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換えを、それら高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して選択される期間を介して実行するようにしている。
【００３３】
図２は、上記モータ制御ＥＣＵ３００において実行される高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換え態様についてその一例を示したものであり、次に、同図２を参照して、本実施形態でのこれら各回路の切り換え態様について詳述する。
【００３４】
いま、モータ１００が起動することにより正回転（逆回転）を始めたとすると、スイッチＳＷ２のみがオン状態とされることによって高分解能回路３２０のみに対する給電が実行され、この高分解能回路３２０を介して「１０倍」に増幅された検出信号に基づいてモータ１００に流れる電流がモニタされる。こうしてモータ１００の回転速度が第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」を超えると、ここでスイッチＳＷ１がオンとされることによって低分解能回路３３０に対する給電が開始される。これにより、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが共に能動化された状態となる。そして、モータ１００の回転速度がさらに上昇すると、モータ１００の回転速度が第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」に到達し、この第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」を超えるとスイッチＳＷ２がオフとされて高分解能回路３２０に対する給電が停止される。このように、モータ１００の回転速度が第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」を超えたのちに第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」に到達するまでの間、すなわち低回転領域から高回転領域への移行期間においては、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して能動化される。これにより、モータ１００の回転速度が第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」から第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」にある期間は、電流センサ１２０による検出信号が高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０を介して各別にモータ制御部３１３に取り込まれるようになる。
【００３５】
そして本実施の形態では、モータの回転速度の低回転領域から高回転領域への移行に際しては、これら高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０を介して取り込まれた各信号のうち、高分解能回路３２０を介して取り込まれる信号を電流のモニタ信号として継続して用いるようにしている。このため、低分解能回路３３０に対する給電が開始されてからその動作状態が安定するまでに要する時間を確保することが可能となり、以降の高回転領域においてこの低分解能回路３３０を介してモータ制御部３１３に取り込まれる検出信号
の信頼性も高められるようになる。
【００３６】
一方、高回転領域にあるモータ１００の回転速度が下降する場合は、まず高回転領域ではスイッチＳＷ１のみがオンとされることによって低分解能回路３３０のみに対する給電が実行され、この低分解能回路３３０を介して「１倍」に増幅された検出信号に基づいてモータ１００に流れる電流がモニタされる。こうしてモータ１００の回転速度が第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」に達すると、ここでスイッチＳＷ２がオンとされることによって高分解能回路３２０に対する給電が開始される。これにより、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが共に能動化された状態となる。そして、モータ１００の回転速度がさらに下降すると、モータ１００の回転速度が第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」に達し、この第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」に達するとスイッチＳＷ１がオフとされて低分解能回路３３０に対する給電が停止される。このようにモータ１００の回転速度が第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」に達したのちに第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」に達するまでの間、すなわち高回転領域から低回転領域への移行期間においても、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して能動化される。これにより、モータ１００の回転速度が第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」から第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」にある期間も、電流センサ１２０による検出信号が高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０を介して各別にモータ制御部３１３に取り込まれるようになる。
【００３７】
そして本実施の形態では、モータの回転速度の高回転領域から低回転領域への移行に際しては、これら高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０を介して取り込まれた各信号のうち、低分解能回路３３０を介して取り込まれる信号を電流のモニタ信号として継続して用いるようにしている。このため、高分解能回路３２０に対する給電が開始されてからその動作状態が安定するまでに要する時間を確保することが可能となり、以降の低回転領域においてこの高分解能回路３２０を介してモータ制御部３１３に取り込まれる検出信号の信頼性も高められるようになる。
【００３８】
このように本実施の形態では、モータ１００の回転速度に応じた低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との切り換えを、それら低分解能回路３３０と高分解能回路３２０とが重複して選択される期間、すなわちモータ１００の回転速度が第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ（ＮｔｈＲＬｏ）」〜第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ（ＮｔｈＲＨｉ）」となる期間を介して行うこととした。これにより、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換え時には、これらいずれの回路を介してもモータ１００に流れる電流を取り込むことが可能となり、たとえ上記スイッチＳＷ１及びＳＷ２による分解能の切り換えや各回路の立ち上がりに遅れ等の時間的なロスが生じたとしても、常にモータ１００に流れる電流をモニタすることができるようになる。
【００３９】
以下、このような前提のもとに上記モータ制御部３１３によって実行される低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０の切り換え制御について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は、上記モータ１００の停止時も含めてその回転速度の上昇時に実行される低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との切り換え制御を示しており、図４は、上記モータ１００の回転速度の下降時に実行される低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との切り換え制御を示している。
【００４０】
はじめに、モータ１００の停止時も含めた回転速度の上昇に際しては、図３に示すように、まず、モータ１００の駆動の有無を含めて、回転速度センサ１１０の検出信号に基づきモータ１００の回転方向、回転速度Ｎが検出される。なおこのときには、上記スイッチＳＷ２がオン状態にあり、高分解能回路３２０のみに対する給電が行われている（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。こうして、回転速度センサ１１０の検出信号に基づきモータ１
００が例えば正回転側に駆動された旨判断されると、引き続きモータ１００の回転速度Ｎが低回転領域を超えているか否か、すなわち
第１の閾値ＮｔｈＦＬｏ  ＜  回転速度Ｎ
といった関係が満たされているか否かが判断される（ステップＳ１０４）。こうしてモータ１００の回転速度Ｎが第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ」を超えるまでは、高分解能回路３２０のみに対する給電（能動化）が継続される。そして、この高分解能回路３２０を介して取り込まれる検出信号に基づきモータ１００に流れる電流がモニタされ、このモニタされる電流に応じて、目標とする出力トルクを得るための上述したフィードバック制御が実行される。また、モータ１００の回転速度の上昇に伴ってモータ１００の回転速度が第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ」を超えると、ここで上記スイッチＳＷ１がオンとされ、低分解能回路３３０に対する給電が開始される（ステップＳ１０５）。なお、こうして高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０の双方に対する給電が行われても、高分解能回路３２０の能動状態が維持されている間は、この高分解能回路３２０を介して出力される信号に基づいて電流のモニタが継続されることは上述の通りである。そしてその後は、モータ１００の回転速度Ｎが高回転領域に至ったか否か、すなわち
第２の閾値ＮｔｈＦＨｉ  ＜  回転速度Ｎ
といった関係が満たされたか否かが判断される（ステップＳ１０６）。そして、モータ１００の回転速度がこの第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ」を超えて高回転領域に至ると、ここで上記スイッチＳＷ２がオフとされ、高分解能回路３２０に対する給電が停止される。すなわち、低分解能回路３３０のみに対する給電（能動化）が継続して実行される（ステップＳ１０７）。このように、モータ１００の回転速度が高回転領域にあるときには、この低分解能回路３３０を介して取り込まれる検出信号に基づいてモータ１００に流れる電流がモニタされ、上記フィードバック制御が実行される。
【００４１】
なお、モータ１００の正回転時に限らず、モータ１００の逆回転時においても図３に示した切り換え手順に準じる態様で、低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との切り換え制御が実行される。
【００４２】
次に、モータ１００の回転速度の下降時には、図４に示すように、まずは回転速度センサ１１０の検出信号に基づきモータ１００の回転方向、回転速度Ｎが検出される。なおこのときには、上記スイッチＳＷ１がオン状態にあり、低分解能回路３３０のみに対する給電が行われている（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。こうして回転速度センサ１１０の検出信号に基づきモータ１００が例えば正回転側に高速回転している旨判断されると、引き続きモータ１００の回転速度Ｎが低回転領域に下降しつつあるか、すなわち
第２の閾値ＮｔｈＦＨｉ  ≧  回転速度Ｎ
といった関係が満たされたか否かが判断される（ステップＳ２０３）。こうしてモータ１００の回転速度Ｎが第２の閾値「ＮｔｈＦＨｉ」以下となるまでは、低分解能回路３３０のみに対する給電（能動化）が継続される。そして、この低分解能回路３３０を介して取り込まれる検出信号に基づきモータ１００に流れる電流がモニタされ、このモニタされる電流に応じて、同じく目標とする出力トルクを得るための上述したフィードバック制御が実行される。また、モータ１００の回転速度の下降に伴ってモータ１００の回転速度が第２の閾値「ＮｔｈＦＬｉ」に達すると、ここで上記スイッチＳＷ２がオンとされ、高分解能回路３２０に対する給電が開始される（ステップＳ２０４）。なお、こうして、高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０の双方に対する給電が行われても、低分解能回路３
３０の能動状態が維持されている間は、この低分解能回路３３０を介して出力される信号に基づいて電流のモニタが継続されることも上述の通りである。そしてその後は、モータ１００の回転速度Ｎが低回転領域に至ったか否か、すなわち
第１の閾値ＮｔｈＦＬｏ  ≧  回転速度Ｎ
といった関係が満たされたか否かが判断される（ステップＳ２０５）。そして、モータ１００の回転速度がこの第１の閾値「ＮｔｈＦＬｏ」以下となって低回転領域に至ると、ここで上記スイッチＳＷ１がオフとされ、低分解能回路３３０に対する給電が停止される。すなわち、高分解能回路３２０のみに対する給電（能動化）が継続して実行される（ステップＳ２０６）。このように、モータ１００の回転速度が低回転領域にあるときには、この高分解能回路３２０を介して取り込まれる検出信号に基づいてモータ１００に流れる電流がモニタされ、上記フィードバック制御が実行される。
【００４３】
なお、モータ１００の正回転時に限らず、モータ１００の逆回転時においても図４に示した切り換え手順に準じる態様で、低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との切り換え制御が実行される。
【００４４】
以上説明したように、本発明にかかるモータ制御装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）モータ１００の回転速度の低回転領域と高回転領域との間での高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換えをこれら高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して選択される期間（「ＮｈｔＦＬｏ」〜「ＮｈｔＦＨｉ」、「ＮｈｔＲＬｏ」〜「ＮｈｔＲＨｉ」）を介して行うこととした。このため、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との切り換え時には、これらいずれの回路を介してモータ制御部３１３に取り込まれる信号によってもモータに流れる電流をモニタすることが可能となり、たとえスイッチＳＷ１及びＳＷ２による切り換え遅れ等の時間的なロスが生じたとしても、継続してモータ１００に流れる電流をモニタすることができるようになる。そしてこれにより、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とによってモニタ電流の分解能を切り換え可能としつつも、より信頼性の高いフィードバック制御を行うことができるようになる。
【００４５】
（２）低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との選択の有無を、これら低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０と各電源との間に設けられたスイッチＳＷ１及びＳＷ２のオン／オフの切り換えによって行うこととした。これにより、低分解能回路３３０と高分解能回路３２０とが重複して選択される期間以外では、低分解能回路３３０あるいは高分解能回路３２０のうち一つの分解能回路のみが動作するようになり、モータ制御装置としての消費電力の低減が図られるようになる。
【００４６】
（３）高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して選択される期間において、低回転領域から高回転領域への移行に際しては高分解能回路３２０を介して取り込まれる検出信号をモニタする電流として優先して用いることとし、高回転領域から低回転領域への移行に際しては低分解能回路３３０を介して取り込まれる検出信号をモニタする電流として優先して用いることとした。このため、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との選択の有無をそれら各回路３２０及び３３０に対する給電の有無として行う上で、給電が開始されてから各回路３２０及び３３０の動作状態が安定するまでの時間が確保されるようになり、ひいては、各回路３２０及び３３０を介して取り込まれる検出信号の信頼性が高められるようになる。
【００４７】
（４）高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との選択の有無を、回転速度センサ１１０による検出に基づいて判断することとした。これにより、モータ１００の回転速度、
回転方向等の回転状態に応じた精度の高い分解能の切り換えを実行することができるようになり、ひいては、上記フィードバック制御にかかる信頼性もより高められるようになる。
【００４８】
なお、上記実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・低分解能回路３３０を構成する増幅器のゲインを「１倍」に設定するとともに、高分解能回路３２０を構成する増幅器のゲインを「１０倍」に設定したが、これら低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０を構成する増幅器のゲインはこれらに限定されるものではない。要は、モータ１００の回転速度が低い所定の低回転領域では高分解能回路３２０を介してモニタする電流を取り込み、同モータ１００の回転速度が低回転領域よりも高い高回転領域では低分解能回路３３０を介してモニタする電流を取り込むことによって、モータ１００の回転速度に応じてモニタ電流の分解能を切り替え可能なものであればよい。
【００４９】
・高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とが重複して選択される期間において、低回転領域から高回転領域への移行に際しては高分解能回路３２０を介して取り込まれる検出信号をモニタする電流として優先して用いることとし、高回転領域から低回転領域への移行に際しては低分解能回路３３０を介して取り込まれる検出信号をモニタする電流として優先して用いることとした。ただし、これら高分解能回路３２０及び低分解能回路３３０の給電開始から安定化するまでの時間が十分に短い場合には、それら回路が重複して選択される期間の任意のタイミングで上記優先して用いるモニタ電流を切り換えるようにしてもよい。また、高分解能回路３２０と低分解能回路３３０とで上記重複して選択する期間も、基本的にはそれら回路の給電開始から安定化するまでの時間以上の期間として任意に設定することができる。
【００５０】
・低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０の選択の有無を、低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０と各電源との間に介在されたスイッチＳＷ１及びＳＷ２のオン／オフの切り換えによる各回路に対する給電の有無として行うこととした。これに限らず、例えば、低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０に対して常時給電を行うことで各回路３２０及び３３０を常時能動化するとともに各回路３２０及び３３０とモータ制御部３１３との間に各別にスイッチを設け、このスイッチのオン／オフの切り換えによって低分解能回路３３０及び高分解能回路３２０の選択の有無を行うようにしてもよい。要は、低分解能回路３３０と高分解能回路３２０との切り換えがそれら低分解能回路３３０と高分解能回路３２０とが重複して選択される期間を介して行われるものであればよく、各回路３２０及び３３０に対する給電の有無の選択、能動化及び非能動化の選択はこれらに限定されるものではない。もっとも上述のように、モータ制御装置としての消費電力の低減を意図する場合には、上述した実施の形態での選択方法が望ましい。
【００５１】
・高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との選択の有無を、第１の閾値（「ＮｔｈＦＬｏ」、「ＮｔｈＲＬｏ」）及び第２の閾値（「ＮｔｈＦＨｉ」、「ＮｔｈＲＨｉ」）と回転速度センサ１１０によって検出されるモータ１００の回転速度Ｎとの比較に基づいて行うこととした。ただし、これら高分解能回路３２０と低分解能回路３３０との選択の判断に際しては、上記回転速度に相当する値（相当値）、例えば、電流値そのものを参照するようにしてもよい。すなわち、モータ１００に流れる電流が小さい場合には高分解能回路３２０を介すことでモータ１００に流れる微小な電流を高い分解能によって取り込み、一方、モータ１００に流れる電流が大きい場合には低分解能回路３３０を介すことでモータ１００に流れる電流を低い分解能によって取り込むようにする。
【００５２】
・上記実施の形態では、本発明を三相交流モータやインバータ回路等からなるモータ制御装置に適用する場合について例示したが、低分解能回路と高分解能回路とを切り換えつつモータに流れる電流をモニタする装置であれば本発明の適用は可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００…モータ、１１０…回転速度センサ、１２０…電流センサ、２００…モータ駆動回路、２１０…インバータ回路、２２０…ゲート駆動回路、３００…モータ制御ＥＣＵ、３１０…マイコン、３１１、３１２…Ａ／Ｄコンバータ、３１３…モータ制御部、３１４、３１５…電源制御部、３２０…高分解能回路、３３０…低分解能回路、ＳＷ１…スイッチ、ＳＷ２…スイッチ、Ｔ１〜Ｔ６…トランジスタ。
【図１】
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【図２】
2010263727.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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