(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによって、モータを駆動するモータ駆動装置であって、
ＰＷＭ制御すべき第１および第２の通電相を、所定の周期ごとに決定する通電切替部と、
原トルク指令信号を入力し、前記所定の周期において、該原トルク指令信号に応じた振幅まで増加を続ける第１のトルク指令信号および該原トルク指令信号に応じた振幅から減少を続ける第２のトルク指令信号を生成するトルク指令信号発生部と、
前記第１および第２のトルク指令信号ならびに前記モータに供給されている電流を検出した電流検出信号を入力し、該第１および第２のトルク指令信号と該電流検出信号とをそれぞれ大小比較して、第１および第２の比較結果を出力する比較部と、
第１および第２のセットパルス信号を生成する発振部と、
前記第１および第２のセットパルス信号ならびに前記第１および第２の比較結果を入力し、該第１のセットパルス信号および該第１の比較結果に応じて第１のＰＷＭ制御信号を生成するとともに、該第２のセットパルス信号および該第２の比較結果に応じて第２のＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御部とを備え、
前記通電切替部によって決定された第１および第２の通電相に対する通電を、前記ＰＷＭ制御部によって生成された第１および第２のＰＷＭ制御信号にそれぞれ従って、並列にＰＷＭ制御する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記トルク指令信号発生部は、
前記第１および第２のトルク指令信号を合成した第３のトルク指令信号を生成するものであり、
前記比較部は、
前記第３のトルク指令信号と前記電流検出信号とを大小比較して、第３の比較結果を出力するものであり、
当該モータ駆動装置は、
前記第１および第２のＰＷＭ制御信号ならびに前記第１、第２および第３の比較結果を入力し、該第１および第２のＰＷＭ制御信号ならびに該第３の比較結果に応じて、該第１および第２の比較結果のマスクの有無を制御するマスク部を備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載のモータ駆動装置において、
前記マスク部は、
前記第１および第２のＰＷＭ制御信号がいずれもオン状態である期間は、前記第１および第２の比較結果をマスクするものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載のモータ駆動装置において、
前記マスク部は、
前記第１および第２のＰＷＭ制御信号がいずれもオン状態である期間に、前記第３の比較結果から、前記電流検出信号のレベルが前記第３のトルク指令信号のレベルに達したことを検知したとき、前記第１および第２の比較結果のいずれか一方のマスクを解除し、他方のマスクについては、所定の期間、解除しないものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項４記載のモータ駆動装置において、
前記マスク部は、
前記検知のとき、前記第２の比較結果のマスクを解除するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項４記載のモータ駆動装置において、
前記マスク部は、
前記検知のとき、この時点が、前記所定の周期の前半にあるときは前記第１の比較結果のマスクを解除する一方、前記所定の周期の後半にあるときは前記第２の比較結果のマスクを解除するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項２記載のモータ駆動装置において、
前記比較部は、
３個の比較器を有し、それぞれの比較器によって、前記第１、第２および第３のトルク指令信号と前記電流検出信号とをそれぞれ比較するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項８】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記モータは３相モータであり、
前記通電切替部は、
前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角６０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記モータは４相モータであり、
前記通電切替部は、
前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角９０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１０】
請求項８または９記載のモータ駆動装置において、
前記トルク指令信号発生部は、
ロータ検出信号を入力し、該ロータ検出信号の周期における前記電気角の期間に相当する周期の前記第１および第２のトルク指令信号を生成するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１１】
請求項８または９記載のモータ駆動装置において、
前記トルク指令信号発生部は、
ロータ検出信号を入力し、該ロータ検出信号を前記電気角ごとに分割した信号を用いて、前記第１および第２のトルク指令信号を生成するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記発振部は、
互いに独立した周期の前記第１および第２のセットパルス信号を生成するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１３】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記発振部は、
前記第１および第２のセットパルス信号の位相差が前記モータの回転速度に応じて変化するように、前記第１および第２のセットパルス信号を生成するものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１４】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記ＰＷＭ制御部は、
前記第１のセットパルス信号に応じて前記第１のＰＷＭ制御信号をオンし、
前記第２のセットパルス信号に応じて前記第２のＰＷＭ制御信号をオンするものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１５】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記ＰＷＭ制御部は、
前記第１の比較結果から、前記電流検出信号のレベルが前記第１のトルク指令信号のレベルに達したことを検知したとき、前記第１のＰＷＭ制御信号をオフし、
前記第２の比較結果から、前記電流検出信号のレベルが前記第２のトルク指令信号のレベルに達したことを検知したとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をオフするものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１６】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記ＰＷＭ制御部は、
前記第１のＰＷＭ制御信号をオフした時点から、所定の期間の後に、前記第１のＰＷＭ制御信号をオンし、
前記第２のＰＷＭ制御信号をオフした時点から、所定の期間の後に、前記第２のＰＷＭ制御信号をオンするものである
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１７】
モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによって、モータを駆動するモータ駆動方法であって、
ＰＷＭ制御すべき第１および第２の通電相を、所定の周期ごとに決定する通電切替工程と、
前記所定の周期において、与えられた原トルク指令信号に応じた振幅まで増加を続ける第１のトルク指令信号および該原トルク指令信号に応じた振幅から減少を続ける第２のトルク指令信号を生成するトルク指令信号発生工程と、
前記第１および第２のトルク指令信号と前記モータに供給されている電流を検出した電流検出信号とをそれぞれ比較する比較工程と、
第１および第２のセットパルス信号ならびに前記比較工程の比較結果に応じて、第１および第２のＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御工程とを備え、
前記通電切替工程によって決定された第１および第２の通電相に対する通電を、前記ＰＷＭ制御工程によって生成された第１および第２のＰＷＭ制御信号にそれぞれ従って、並列にＰＷＭ制御する
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１８】
請求項１７記載のモータ駆動方法において、
前記トルク指令信号発生工程は、
前記第１および第２のトルク指令信号を合成した第３のトルク指令信号を生成するものであり、
前記比較工程は、
前記第３のトルク指令信号と前記電流検出信号とを大小比較するものであり、
当該モータ駆動方法は、
前記第１および第２のＰＷＭ制御信号ならびに前記比較工程の比較結果に基づいて、前記比較結果のマスクの有無を制御するマスク工程を備えた
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１９】
請求項１７記載のモータ駆動方法において、
前記モータは３相モータであり、
前記通電切替工程は、
前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角６０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものである
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項２０】
請求項１７記載のモータ駆動方法において、
前記モータは４相モータであり、
前記通電切替工程は、
前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角９０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものである
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動技術に関するものであり、特に、ＰＷＭ制御されるモータの駆動技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによって３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）モータを駆動する従来のモータ駆動装置の構成を図２２に示す。従来のモータ駆動装置は、モータを駆動するための電源１と、ホール信号処理部２と、通電切替部３と、レベルシフト部４と、発振部５と、比較部６と、ＰＷＭ制御部７と、並列に接続された３組のハーフブリッジ回路と、電流検出抵抗Ｒおよびその両端電圧を増幅する増幅器Ａとを備えている。
【０００３】
ホール信号処理部２は、ホール素子からホール信号を入力し、ロータ位置を示す論理信号を生成する。通電切替部３は、この論理信号を入力し、通電相を決定する。図２３は、通電切替部３によって決定された通電相に通電される相電流および相電流の電流レベルを決定するトルク指令信号ＴＱを示す。図２３（ａ）はＵ相電流、図２３（ｂ）はＶ相電流、図２３（ｃ）はＷ相電流を示し、図２３（ｄ）はトルク指令信号ＴＱを示す。図２３（ａ）（ｂ）（ｃ）において、時間軸より上部ではソース電流通電され、下部ではシンク電流通電される。なお、図２３では、トルク指令信号ＴＱのレベルが一定であるため、各相電流がソース電流またはシンク電流として流れるときの電流レベルは一定となっている。
【０００４】
従来のモータ駆動装置におけるモータコイルへの通電は、電気角１２０°の期間、ソース電流（またはシンク電流）としてトルク指令信号ＴＱに応じた電流レベルで行われる。そして、続く電気角６０°の期間、通電は行われず、電流レベルはゼロとなる。その後、シンク電流（またはソース電流）に転じて、同様の通電が行われる。このような矩形波の相電流が３相互いに電気角１２０°ずらされて通電されることにより、任意の時刻において、ソース電流１相およびシンク電流１相の計２相に通電が行われ、残りの１相には通電が行われないようになっている。したがって、従来のモータ駆動装置における通電切替部３は、通電相として、ソース電流側の１相とシンク電流側の１相の計２相を決定する。また、通電相の決定は、電気角６０°ごとに行われる。
【０００５】
ＰＷＭ制御部７は、通電切替部３が決定した通電相に対して、ＰＷＭ制御信号Ｐを用いてＰＷＭ制御を行う。ＰＷＭ制御信号Ｐがオンすると、通電切替部３およびレベルシフト部４を通じて、ハーフブリッジ回路のトランジスタがラッチオンされ、電源１からモータコイルに電流が流れる。そして、ＰＷＭ制御信号Ｐがオフすると、ハーフブリッジ回路のトランジスタはラッチオフされ、電源１からの電流の流入が止まる。ＰＷＭ制御信号Ｐによって制御するのは、ソース電流側またはシンク電流側のどちらか一方のトランジスタであればよく、ＰＷＭ制御しない側のトランジスタはオン固定にする。ここでは、ソース電流側のトランジスタをＰＷＭ制御し、シンク電流側のトランジスタはオン固定にするものとする。したがって、図２３（ａ）（ｂ）（ｃ）において、ハッチングした部分がＰＷＭ制御される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモータ駆動装置は、図２３に示したように、相電流の切り替わり箇所において、相電流の急峻な変化が生じている。このような相電流の急峻な変化は、モータに振動を生じさせ、また、モータから発せられる騒音の原因となる。
【０００７】
上記の問題に鑑み、本発明は、ＰＷＭ制御によるモータ駆動技術において、相電流の急峻な変化を生じさせない通電相の切り替えを実現し、モータの振動およびモータからの騒音を低減することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明が講じた手段は、モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによってモータを駆動するモータ駆動装置であって、ＰＷＭ制御すべき第１および第２の通電相を所定の周期ごとに決定する通電切替部と、原トルク指令信号を入力し、前記所定の周期において、該原トルク指令信号に応じた振幅まで増加を続ける第１のトルク指令信号および該原トルク指令信号に応じた振幅から減少を続ける第２のトルク指令信号を生成するトルク指令信号発生部と、前記第１および第２のトルク指令信号ならびに前記モータに供給されている電流を検出した電流検出信号を入力し、該第１および第２のトルク指令信号と該電流検出信号とをそれぞれ大小比較して第１および第２の比較結果を出力する比較部と、第１および第２のセットパルス信号を生成する発振部と、前記第１および第２のセットパルス信号ならびに前記第１および第２の比較結果を入力し、該第１のセットパルス信号および該第１の比較結果に応じて第１のＰＷＭ制御信号を生成するとともに、該第２のセットパルス信号および該第２の比較結果に応じて第２のＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御部とを備えたものとし、前記通電切替部によって決定された第１および第２の通電相に対する通電を、前記ＰＷＭ制御部によって生成された第１および第２のＰＷＭ制御信号にそれぞれ従って、並列にＰＷＭ制御するものとする。
【０００９】
請求項１の発明によると、通電切替部によって決定された第１および第２の通電相に対して、トルク指令信号発生部によって生成された、所定の周期において増加を続ける第１のトルク指令信号と、減少を続ける第２のトルク指令信号との電流レベルに沿って、ＰＷＭ制御による通電を並列に行うことができる。これにより、相電流を滑らかに切り替えることができる。
【００１０】
請求項２の発明では、前記請求項１のトルク指令信号発生部は前記第１および第２のトルク指令信号を合成した第３のトルク指令信号を生成するものとし、比較部は前記第３のトルク指令信号と前記電流検出信号とを大小比較して、第３の比較結果を出力するものとする。そして、前記請求項１のモータ駆動装置は、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号ならびに前記第１、第２および第３の比較結果を入力し、該第１および第２のＰＷＭ制御信号ならびに該第３の比較結果に応じて、該第１および第２の比較結果のマスクの有無を制御するマスク部を備えるものとする。
【００１１】
請求項２の発明によると、たとえば、モータが高トルクで制御される場合において、同時に２相にＰＷＭ制御によって通電されるときに、この２相に通電される電流レベルに基づいてＰＷＭ制御することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、前記請求項２のマスク部は、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号がいずれもオン状態である期間は、前記第１および第２の比較結果をマスクするものとする。
【００１３】
請求項４の発明では、前記請求項３のマスク部は、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号がいずれもオン状態である期間に、前記第３の比較結果から、前記電流検出信号のレベルが前記第３のトルク指令信号のレベルに達したことを検知したとき、前記第１および第２の比較結果のいずれか一方のマスクを解除し、他方のマスクについては、所定の期間、解除しないものとする。
【００１４】
請求項５の発明では、前記マスク部は、前記検知のとき、前記第２の比較結果のマスクを解除するものとする。
【００１５】
請求項６の発明では、前記マスク部は、前記検知のとき、この時点が、前記所定の周期の前半にあるときは前記第１の比較結果のマスクを解除し、前記所定の周期の後半にあるときは前記第２の比較結果のマスクを解除するものとする。
【００１６】
請求項７の発明では、前記請求項２の比較部は、３個の比較器を有し、それぞれの比較器によって、前記第１、第２および第３のトルク指令信号と前記電流検出信号とをそれぞれ比較するものとする。
【００１７】
請求項８の発明では、前記請求項１のモータは３相モータであり、前記通電切替部は前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角６０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものとする。
【００１８】
請求項９の発明では、前記請求項１のモータは４相モータであり、前記通電切替部は、前記モータにおける各相のモータコイル相に通電される相電流の周期に対して電気角９０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものとする。
【００１９】
請求項１０の発明では、前記請求項８または９のトルク指令信号発生部は、ロータ検出信号を入力し、該ロータ検出信号の周期における前記電気角の期間に相当する周期の前記第１および第２のトルク指令信号を生成するものとする。
【００２０】
請求項１１の発明では、前記請求項８または９のトルク指令信号発生部は、ロータ検出信号を入力し、該ロータ検出信号を前記電気角ごとに分割した信号を用いて、前記第１および第２のトルク指令信号を生成するものとする。
【００２１】
請求項１２の発明では、前記請求項１の発振部は、互いに独立した周期の前記第１および第２のセットパルス信号を生成するものとする。
【００２２】
請求項１３の発明では、前記請求項１の発振部は、第１および第２のセットパルス信号の位相差が前記モータの回転速度に応じて変化するように、前記第１および第２のセットパルス信号を生成するものとする。
【００２３】
請求項１４の発明では、前記請求項１のＰＷＭ制御部は、前記第１のセットパルス信号に応じて前記第１のＰＷＭ制御信号をオンし、前記第２のセットパルス信号に応じて前記第２のＰＷＭ制御信号をオンするものとする。
【００２４】
請求項１５の発明では、前記請求項１のＰＷＭ制御部は、前記第１の比較結果から、前記電流検出信号のレベルが前記第１のトルク指令信号のレベルに達したことを検知したとき、前記第１のＰＷＭ制御信号をオフし、前記第２の比較結果から、前記電流検出信号のレベルが前記第２のトルク指令信号のレベルに達したことを検知したとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をオフするものとする。
【００２５】
請求項１６の発明では、前記請求項１のＰＷＭ制御部は、前記第１のＰＷＭ制御信号をオフした時点から、所定の期間の後に、前記第１のＰＷＭ制御信号をオンし、前記第２のＰＷＭ制御信号をオフした時点から、所定の期間の後に、前記第２のＰＷＭ制御信号をオンするものとする。
【００２６】
そして、請求項１７の発明が講じた解決手段は、モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによってモータを駆動するモータ駆動方法であって、ＰＷＭ制御すべき第１および第２の通電相を所定の周期ごとに決定する通電切替工程と、前記所定の周期において、与えられた原トルク指令信号に応じた振幅まで増加を続ける第１のトルク指令信号および該原トルク指令信号に応じた振幅から減少を続ける第２のトルク指令信号を生成するトルク指令信号発生工程と、前記第１および第２のトルク指令信号と前記モータに供給されている電流を検出した電流検出信号とをそれぞれ比較する比較工程と、第１および第２のセットパルス信号ならびに前記比較工程の比較結果に応じて第１および第２のＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御工程とを備えたものとし、前記通電切替工程によって決定された第１および第２の通電相に対する通電を、前記ＰＷＭ制御工程によって生成された第１および第２のＰＷＭ制御信号にそれぞれ従って、並列にＰＷＭ制御するものとする。
【００２７】
請求項１７の発明によると、通電切替工程によって決定された第１および第２の通電相に対して、トルク指令信号発生工程によって生成された、所定の周期において増加を続ける第１のトルク指令信号と、減少を続ける第２のトルク指令信号との電流レベルに沿って、ＰＷＭ制御による通電を並列に行うことができる。これにより、相電流を滑らかに切り替えることができる。
【００２８】
請求項１８の発明では、前記請求項１７のトルク指令信号発生工程は、前記第１および第２のトルク指令信号を合成した第３のトルク指令信号を生成するものであり、比較工程は、前記第３のトルク指令信号と前記電流検出信号とを大小比較するものである。そして、前記請求項１７のモータ駆動方法は、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号ならびに前記比較工程の比較結果に基づいて、前記比較結果のマスクの有無を制御するマスク工程を備えたものとする。
【００２９】
請求項１８の発明によると、たとえば、モータが高トルクで制御される場合において、同時に２相にＰＷＭ制御によって通電されるときに、この２相に通電される電流レベルに基づいてＰＷＭ制御することができる。
【００３０】
請求項１９の発明では、前記請求項１７のモータは３相モータであり、前記通電切替工程は、前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角６０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものとする。
【００３１】
請求項２０の発明では、前記請求項１７のモータは４相モータであり、前記通電切替工程は、前記モータにおける各相のモータコイルに通電される相電流の周期に対して電気角９０°ごとに、前記第１および第２の通電相を切り替えるものとする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す。本実施形態に係るモータ駆動装置は、モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによって３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）モータを駆動するものであり、モータを駆動するための電源１と、ホール信号処理部２Ａと、通電切替部３Ａと、レベルシフト部４と、発振部５Ａと、比較部６Ａと、ＰＷＭ制御部７Ａと、トルク指令信号発生部８と、マスク部９と、並列接続された３組のハーフブリッジ回路と、電流検出抵抗Ｒおよびその両端電圧を増幅する増幅器Ａとを備えている。
【００３４】
Ｕ相のモータコイルＣ１への通電を制御するハーフブリッジ回路は、ソース電流の通電を制御するトランジスタＴｒ１１と、シンク電流の通電を制御するトランジスタＴｒ１２とからなる。同様に、Ｖ相のモータコイルＣ２への通電を制御するハーフブリッジ回路は、ソース電流の通電を制御するトランジスタＴｒ２１と、シンク電流の通電を制御するトランジスタＴｒ２２とからなる。そして、Ｗ相のモータコイルＣ３への通電を制御するハーフブリッジ回路は、ソース電流の通電を制御するトランジスタＴｒ３１と、シンク電流の通電を制御するトランジスタＴｒ３２とからなる。
【００３５】
トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２のドレインとソース間には、ゲート電圧の印加により電流が流れる方向とは逆方向にダイオードＤ１１、Ｄ１２がそれぞれ接続されている。同様に、トランジスタＴｒ２１、Ｔｒ２２のドレインとソース間には、ゲート電圧の印加により電流が流れる方向とは逆方向にダイオードＤ２１、Ｄ２２がそれぞれ接続されている。そして、トランジスタＴｒ３１、Ｔｒ３２のドレインとソース間には、ゲート電圧の印加により電流が流れる方向とは逆方向にダイオードＤ３１、Ｄ３２がそれぞれ接続されている。
【００３６】
ホール信号処理部２Ａは、ホール素子からホール信号を入力し、ロータ位置を示す論理信号を生成する。通電切替部３Ａは、この論理信号を入力し、通電相を決定する。図２は、通電切替部３Ａによって決定された通電相に通電される相電流および相電流の電流レベルを決定する各種トルク指令信号を示す。図２（ａ）はＵ相電流、図２（ｂ）はＶ相電流、図２（ｃ）はＷ相電流を示す。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）において、時間軸より上部ではソース電流通電され、下部ではシンク電流通電される。
【００３７】
図２（ｄ）は、本発明の第１のトルク指令信号に相当する増加トルク指令信号ＴＱ１、第２のトルク指令信号に相当する減少トルク指令信号ＴＱ２および第３のトルク指令信号に相当する合計トルク指令信号ＴＱ３を示す。これらトルク指令信号ＴＱ１、ＴＱ２およびＴＱ３は、相電流の周期に対して電気角６０°に相当する期間を周期とする信号であり、トルク指令信号発生部８によって生成される。増加トルク指令信号ＴＱ１は、電気角６０°の期間、増加を続ける一方、減少トルク指令信号ＴＱ２は減少を続ける。そして、合計トルク指令信号ＴＱ３は、増加トルク指令信号ＴＱ１と減少トルク指令信号ＴＱ２とを合成したものである。
【００３８】
本実施形態に係るモータ駆動装置における各モータコイルＣ１、Ｃ２およびＣ３への通電は、電気角６０°の期間、ソース電流（またはシンク電流）として、増加トルク指令信号ＴＱ１に従って電流レベルが増加するように行われ、続く電気角６０°の期間、合計トルク指令信号ＴＱ３に応じた電流レベルになるように行われ、続く電気角６０°の期間、減少トルク指令信号ＴＱ２に従って電流レベルが減少するように行われる。その後、シンク電流（またはソース電流）に転じ、同様の通電が行われる。このような台形波の相電流が３相互いに電気角１２０°ずらされて通電されることにより、全体として、増加トルク指令信号ＴＱ１に従った通電相、減少トルク指令信号ＴＱ２に従った通電相および合計トルク指令信号ＴＱ３に従った通電相が、電気角６０°ごとに切り替わるようになっている。
【００３９】
通電切替部３Ａは、ある電気角６０°の区間における通電相として、ソース電流側の２相とシンク電流側の１相を選択する。そして、続く電気角６０°の区間では、通電相として、ソース電流側の１相とシンク電流側の２相を選択する。ソース電流側またはシンク電流側で選択された２相の通電相は、増加トルク指令信号ＴＱ１に従った通電相および減少トルク指令信号ＴＱ２に従った通電相に該当し、これら通電相への通電はＰＷＭ制御される。これらと反対側のシンク電流側またはソース電流側で選択された１相の通電相は、合計トルク指令信号ＴＱ３に従った通電相に該当し、この通電相を制御するトランジスタはオン固定にする。したがって、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）において、ハッチングした部分がＰＷＭ制御される。
【００４０】
レベルシフト部４は、従来のモータ駆動装置に備えられたものと同様な構成となっており、通電切替部３Ａからの信号に応じて、ハーフブリッジ回路の各トランジスタのゲート電圧を印加する。
【００４１】
発振部５Ａは、本発明の第１および第２のセットパルス信号に相当するセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２を生成し、ＰＷＭ制御部７Ａに出力する。このセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２は、ＰＷＭ制御部７Ａによって生成されるＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２をオンにするタイミングを示すものである。
【００４２】
比較部６Ａは、３個の比較器６１、６２および６３を有する。比較器６１はトルク指令信号ＴＱ１と電流検出信号ＤＳとの比較を行い、本発明の第１の比較結果に相当する比較結果ＣＲ１を出力する。比較器６２はトルク指令信号ＴＱ２と電流検出信号ＤＳとの比較を行い、本発明の第２の比較結果に相当する比較結果ＣＲ２を出力する。そして、比較器６３はトルク指令信号ＴＱ３と電流検出信号ＤＳとの比較を行い、本発明の第３の比較結果に相当する比較結果ＣＲ３を出力する。なお、電流検出信号ＤＳは、モータコイルに通電されている電流を電流検出抵抗Ｒに流したときの電流検出抵抗Ｒの両端電圧を増幅器Ａで増幅した信号である。
【００４３】
ＰＷＭ制御部７Ａは、発振部５Ａからセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２を入力し、また、比較部６Ａから比較結果ＣＲ１およびＣＲ２を入力し、図２に示したような相電流の通電を実現するためのＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２を生成する。ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２は本発明の第１および第２のＰＷＭ制御信号に相当するものである。ＰＷＭ制御部７Ａは、これらＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２を通電切替部３Ａに出力し、通電切替部３Ａが決定したソース電流側またはシンク電流側の２相の通電相に対して、並列に、ＰＷＭ制御を行う。
【００４４】
トルク指令信号発生部８は、本発明の原トルク指令信号に相当するトルク指令信号ＴＱを入力し、また、ホール信号処理部２Ａから波形整形されたホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を入力し、増加トルク指令信号ＴＱ１と、減少トルク指令信号ＴＱ２と、合計トルク指令信号ＴＱ３とを生成する。ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３は、本発明のロータ検出信号に相当するものである。
【００４５】
図３は、トルク指令信号発生部８の内部構成を示す。トルク指令信号発生部８は、区間分割部８１と、合成部８２と、振幅変調部８３とを備え、ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３の波形をそのまま利用して、各種トルク指令信号ＴＱ１、ＴＱ２およびＴＱ３を生成する。
【００４６】
まず、区間分割部８１は、ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を入力して（図４（ａ））、電気角６０°ずつに分割した分割信号ＤＴ８１１、ＤＴ８１２、ＤＴ８１３、ＤＴ８１４、ＤＴ８１５およびＤＴ８１６を生成する（図４（ｂ））。次に、合成部８２は、分割信号ＤＴ８１１、ＤＴ８１２、ＤＴ８１３、ＤＴ８１４、ＤＴ８１５およびＤＴ８１６ごとにホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を切り出し、差動回路に通して一定増加する三角波ＤＴ８２１および一定減少する三角波ＤＴ８２２を生成する（図４（ｃ））。さらに、これら三角波ＤＴ８２１およびＤＴ８２２を合成して、一定値である合成波ＤＴ８２３を生成する（図４（ｃ））。最後に、振幅変調部８３は、合成部８２が生成した三角波ＤＴ８２１およびＤＴ８２２ならびに合成波ＤＴ８２３を、トルク指令信号ＴＱに応じて振幅変調し、三角波ＤＴ８２１から増加トルク指令信号ＴＱ１を、三角波ＤＴ８２２から減少トルク指令信号ＴＱ２を、合成波ＤＴ８２３から合計トルク指令信号ＴＱ３を生成する。
【００４７】
マスク部９は、比較部６Ａから比較結果ＣＲ１、ＣＲ２およびＣＲ３を入力し、また、ＰＷＭ制御部７ＡからＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２を入力して、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２ならびに比較結果ＣＲ３に応じて比較結果ＣＲ１およびＣＲ２のマスク処理を行う。このマスク処理については、後ほど詳細に説明する。
【００４８】
以上のように構成されたモータ駆動装置によって行われるＰＷＭ制御について、以下、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは、モータが低トルクで駆動されている場合を想定し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となることはないものとして説明する。
【００４９】
ＰＷＭ制御が開始されると、ステップＳ１において、セットパルス信号ＳＰ１が入力されたか否かを調べ、入力されなければステップＳ２に進み、入力されたならステップＳ３に進む。ステップＳ２では、セットパルス信号ＳＰ２が入力されたか否かを調べ、入力されなければステップＳ１に戻り、入力されたならステップＳ７に進む。
【００５０】
ステップＳ３では、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにする。そして、ステップＳ４に進み、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態か否かを調べる。ここでは、いずれもオン状態となることはないものとして説明しているため、ステップＳ５に進む。
【００５１】
ステップＳ５では、電流検出信号ＤＳのレベルが増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達したか否かを調べ、達していなければステップＳ４に戻り、達していたならステップＳ６に進む。そして、ステップＳ６では、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにして、ステップＳ１に戻る。
【００５２】
ステップＳ７では、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオンにする。そして、ステップＳ８に進み、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態か否かを調べる。ここでは、いずれもオン状態となることはないものとして説明しているため、ステップＳ９に進む。
【００５３】
ステップＳ９では、電流検出信号ＤＳのレベルが減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達したか否かを調べ、達していなければステップＳ８に戻り、達していたならステップＳ１０に進む。そして、ステップＳ１０では、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにして、ステップＳ１に戻る。
【００５４】
上記説明のＰＷＭ制御によってモータコイルに通電される様子を、図２における時刻ｔ１の前後を時間的に拡大した図６のタイミングチャートを用いて説明する。なお、時刻ｔ１が属する電気角６０°の区間において、通電相として、ソース電流側にＶ相およびＷ相が、シンク電流側にＵ相が選択されている。Ｖ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ１に従ってＰＷＭ制御され、Ｗ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ２に従ってＰＷＭ制御される。
【００５５】
図６（ａ）はセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２を示す。ここで、セットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２の周期は同じであり、互いに半周期ずれてパルスを発生させるものとする。図６（ｂ）はＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２を示す。図６（ｃ）は電流検出信号ＤＳを示す。また、図６（ｄ）はＶ相電流、図６（ｅ）はＷ相電流を示す。なお、図６（ｂ）（ｃ）（ｄ）における期間ＡはＰＷＭ制御信号Ｐ１のオン期間に当たり、図６（ｂ）（ｃ）（ｅ）における期間ＢはＰＷＭ制御信号Ｐ２のオン期間に当たる。また、図６（ｄ）（ｅ）における期間Ｃでは、回生電流が流れている。
【００５６】
ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ１を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ１がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ１に対応する通電相であるＶ相のソース電流側のトランジスタＴｒ２１をラッチオンして、電源１からソース電流を流し込む。なお、シンク電流側の通電相であるＵ相を制御するトランジスタＴｒ１２は、時刻ｔ１が属する電気角６０°の区間において、オン固定されている。
【００５７】
図７は、このときのモータコイルに流れる電流を示す。ＰＷＭ制御信号Ｐ１のオンに伴い、図７中の実線で示したように、電源１−トランジスタＴｒ２１−モータコイルＣ２−モータコイルＣ１−トランジスタＴｒ１２の方向に電流が流れる。そして、最後に電流検出抵抗Ｒに流れ込み、電流検出信号ＤＳが生成される。なお、図７中の破線で示した電流は、このとき、回生電流としてモータコイルに流れているものである。
【００５８】
電流検出信号ＤＳのレベルは徐々に増大し、やがて、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達する（図６（ｃ））。このとき、比較部６Ａにおける比較器６１の比較結果ＣＲ１の出力が変化する。マスク部９は、ここでは、マスク処理を行うことなく、比較結果ＣＲ１をそのままＰＷＭ制御部７Ａに出力する。
【００５９】
ＰＷＭ制御部７Ａは、比較結果ＣＲ１を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達したことを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ２１がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより、モータコイルＣ２−モータコイルＣ１−トランジスタＴｒ１２−ダイオードＤ２２の方向に回生電流が流れる。
【００６０】
次に、ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ２を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ２がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ２に対応する通電相であるＷ相のソース電流側のトランジスタＴｒ３１をラッチオンして、電源１からソース電流を流し込む。なお、シンク電流側の通電相であるＵ相を制御するトランジスタＴｒ１２は引き続きオンされている。
【００６１】
図８は、このときのモータコイルに流れる電流を示す。ＰＷＭ制御信号Ｐ２のオンに伴い、図８中の実線で示したように、電源１−トランジスタＴｒ３１−モータコイルＣ３−モータコイルＣ１−トランジスタＴｒ１２の方向に電流が流れる。そして、最後に電流検出抵抗Ｒに流れ込み、電流検出信号ＤＳが生成される。なお、図８中の破線で示した電流は、先ほど、ＰＷＭ制御信号Ｐ１がオフとなった後に回生電流としてモータコイルに流れているものである。
【００６２】
電流検出信号ＤＳのレベルは徐々に増大し、やがて、減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達する（図６（ｃ））。このとき、比較部６Ａにおける比較器６２の比較結果ＣＲ２の出力が変化する。マスク部９は、ここでは、マスク処理を行うことなく、比較結果ＣＲ２をそのままＰＷＭ制御部７Ａに出力する。
【００６３】
ＰＷＭ制御部７Ａは、比較結果ＣＲ２を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達したことを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ３１がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより、モータコイルＣ３−モータコイルＣ１−トランジスタＴｒ１２−ダイオードＤ３２の方向に回生電流が流れる。
【００６４】
次に、図２において時刻ｔ２が属する電気角６０°の区間におけるＰＷＭ制御について説明する。この区間は、時刻ｔ１が属する区間の次の区間である。時刻ｔ２が属する電気角６０°の区間において、通電相として、ソース電流側にＶ相が、シンク電流側にＵ相およびＷ相が選択されている。Ｗ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ１に従ってＰＷＭ制御され、Ｕ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ２に従ってＰＷＭ制御される。なお、時刻ｔ２の前後を時間的に拡大したタイミングチャートとして、再度、図６を用いる。このため、図６（ｄ）はＷ相のシンク電流を、図６（ｅ）はＵ相のシンク電流を表すものとする。
【００６５】
ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ１を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ１がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ１に対応する通電相であるＷ相のシンク電流側のトランジスタＴｒ３２をラッチオンする。なお、ソース電流側の通電相であるＶ相を制御するトランジスタＴｒ２１は、時刻ｔ２が属する電気角６０°の区間において、オン固定されている。
【００６６】
図９は、このときのモータコイルに流れる電流を示す。ＰＷＭ制御信号Ｐ１のオンに伴い、図９中の実線で示したように、電源１−トランジスタＴｒ２１−モータコイルＣ２−モータコイルＣ３−トランジスタＴｒ３２の方向に電流が流れる。そして、最後に電流検出抵抗Ｒに流れ込み、電流検出信号ＤＳが生成される。なお、図９中の破線で示した電流は、このとき、回生電流としてモータコイルに流れているものである。
【００６７】
電流検出信号ＤＳのレベルは徐々に増大し、やがて、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達する（図６（ｃ））。このとき、比較部６Ａにおける比較器６１の比較結果ＣＲ１の出力が変化する。マスク部９は、ここでは、マスク処理を行うことなく、比較結果ＣＲ１をそのままＰＷＭ制御部７Ａに出力する。
【００６８】
ＰＷＭ制御部７Ａは、比較結果ＣＲ１を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達したことを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ３２がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより、モータコイルＣ２−モータコイルＣ３−ダイオードＤ３１−トランジスタＴｒ２１の方向に回生電流が流れる。
【００６９】
次に、ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ２を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ２がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ２に対応する通電相であるＵ相のシンク電流側のトランジスタＴｒ１２をラッチオンする。なお、ソース電流側の通電相であるＶ相を制御するトランジスタＴｒ２１は引き続きオンされている。
【００７０】
図１０は、このときのモータコイルに流れる電流を示す。ＰＷＭ制御信号Ｐ２のオンに伴い、図１０中の実線で示したように、電源１−トランジスタＴｒ２１−モータコイルＣ２−モータコイルＣ１−トランジスタＴｒ１２の方向に電流が流れる。そして、最後に電流検出抵抗Ｒに流れ込み、電流検出信号ＤＳが生成される。なお、図１０中の破線で示した電流は、先ほど、ＰＷＭ制御信号Ｐ１がオフとなった後に回生電流としてモータコイルに流れているものである。
【００７１】
電流検出信号ＤＳのレベルは徐々に増大し、やがて、減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達する（図６（ｃ））。このとき、比較部６Ａにおける比較器６２の比較結果ＣＲ２の出力が変化する。マスク部９は、ここでは、マスク処理を行うことなく、比較結果ＣＲ２をそのままＰＷＭ制御部７Ａに出力する。
【００７２】
ＰＷＭ制御部７Ａは、比較結果ＣＲ２を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達したことを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ１２がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより、モータコイルＣ２−モータコイルＣ１−ダイオードＤ１１−トランジスタＴｒ２１の方向に回生電流が流れる。
【００７３】
以上、モータが低トルクで駆動される場合を想定し、ＰＷＭ信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となることはないものとしてＰＷＭ制御の説明を行った。次に、モータが高トルクで駆動される場合を想定する。モータが高トルクで駆動される場合、モータコイルへの通電量が増える。このため、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となり、ソース電流側またはシンク電流側の２相への同時通電が発生する。以下、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となるときのＰＷＭ制御について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００７４】
ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となると、ステップＳ４またはＳ８からステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、比較部６Ａの比較結果ＣＲ１およびＣＲ２をマスクしてステップＳ１２に進む。比較結果ＣＲ１およびＣＲ２をマスクしたのは次の理由による。ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となると、電流検出信号ＤＳは、ソース電流側またはシンク電流側において２相に同時通電されている合計電流を表すものとなる。したがって、増加トルク指令信号ＴＱ１および減少トルク指令信号ＴＱ２は、このときの電流検出信号ＤＳの比較対象ではなく、比較が行われると誤った比較結果を出力することになるからである。
【００７５】
ステップＳ１２では、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達したか否かを調べ、達するまでステップＳ１２を繰り返す。一方、達したならステップＳ１３に進む。
【００７６】
ステップＳ１３では、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにし、比較結果ＣＲ２のマスクのみ解除してステップＳ１４に進む。ここで、ＰＷＭ制御信号Ｐ１よりも先にＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにしたのは、次の理由による。ＰＷＭ制御信号Ｐ１は増加トルク指令信号ＴＱ１に従った相電流をＰＷＭ制御するためのものであり、一方、ＰＷＭ制御信号Ｐ２は減少トルク指令信号ＴＱ２に従った相電流をＰＷＭ制御するためのものである。したがって、電気エネルギーを徐々に増していくような制御を行うＰＷＭ制御信号Ｐ１の方が、徐々に減らしていくような制御を行うＰＷＭ制御信号Ｐ２よりも、長いオン期間を必要とする。そこで、ＰＷＭ制御信号Ｐ１のオン期間を可能な限り長くするため、先にＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにするのである。
【００７７】
そして、ステップＳ１４では、ステップＳ１２において電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達した時点から、所定期間ｔｍ１経過後に、比較結果ＣＲ１のマスクを解除して、ステップＳ４に戻る。ここで、比較結果ＣＲ１のマスクを解除するまでに所定期間ｔｍ１を置いたのは次の理由による。ステップＳ１３においてＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにすることにより、電流検出信号ＤＳは、ＰＷＭ制御信号Ｐ１のオンによって通電されている電流を表すものとなる。しかし、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにした直後は、オフにする直前の電気エネルギーが増幅器Ａに残存しているため、比較結果ＣＲ１が誤ったものとなる可能性があるからである。なお、所定期間ｔｍ１は、好ましくは数百ｎｓ程度であればよい。
【００７８】
上記説明のＰＷＭ制御によってモータコイルに通電される様子を、図２における時刻ｔ１の前後を時間的に拡大した図１１のタイミングチャートを用いて説明する。なお、時刻ｔ１が属する電気角６０°の区間において、通電相として、ソース電流側にＶ相およびＷ相が、シンク電流側にＵ相が選択されている。Ｖ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ１に従ってＰＷＭ制御され、Ｗ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ２に従ってＰＷＭ制御される。
【００７９】
図１１（ａ）はセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２を示す。ここで、セットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２の周期は同じであり、互いに半周期ずれてパルスを発生させるものとする。図１１（ｂ）はＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２を示す。図１１（ｃ）は電流検出信号ＤＳを示す。また、図１１（ｄ）はＶ相電流、図１１（ｅ）はＷ相電流を示す。なお、図１１（ｂ）（ｃ）（ｄ）における期間ＡはＰＷＭ制御信号Ｐ１のオン期間に当たり、図１１（ｂ）（ｃ）（ｅ）における期間ＢはＰＷＭ制御信号Ｐ２のオン期間に当たる。図１１（ｄ）（ｅ）における期間Ｃでは、回生電流が流れている。また、図１１（ｃ）における期間ＤはＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２のオン期間に当たる。
【００８０】
ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ１を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ１がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ１に対応する通電相であるＶ相のソース電流側のトランジスタＴｒ２１をラッチオンして、電源１からソース電流を流し込む。なお、シンク電流側の通電相であるＵ相を制御するトランジスタＴｒ１２は、時刻ｔ１が属する電気角６０°の区間において、オン固定されている。
【００８１】
電流検出信号ＤＳのレベルが徐々に増大し、やがて、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに近づく（図１１（ｃ））。しかし、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達する前に、ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ２を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ２がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ２に対応する通電相であるＷ相のソース電流側のトランジスタＴｒ３１をラッチオンして、電源１からソース電流を流し込む。この時点から、Ｖ相およびＷ相の２相への同時通電がはじまる。
【００８２】
マスク部９は、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となったことを検知して、比較部６Ａの比較結果ＣＲ１およびＣＲ２をマスクして、ＰＷＭ制御部７Ａに出力する。比較結果ＣＲ１およびＣＲ２がマスクされていることにより、ＰＷＭ制御部７Ａは、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２をオフすることなく、Ｖ相およびＷ相への通電が続けられる。
【００８３】
電流検出信号ＤＳのレベルが徐々に増大し、やがて、合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達する。このとき、比較部６Ａにおける比較器６３の比較結果ＣＲ３の出力が変化する。マスク部９は、比較結果ＣＲ３を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達したことを検知し、比較結果ＣＲ２のマスクを解除する。
【００８４】
ＰＷＭ制御部７Ａは比較結果ＣＲ２を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達していることを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ３１がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより回生電流が流れる。
【００８５】
マスク部９は、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達したことを検知した時点から所定期間ｔｍ１経過後に、比較結果ＣＲ１のマスクを解除する。このときの電流検出信号ＤＳのレベルは、まだ増加トルク指令信号ＴＱ１に達していない。
【００８６】
電流検出信号ＤＳのレベルが徐々に増大し、やがて、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達する。このとき、比較部６Ａにおける比較器６１の比較結果ＣＲ１の出力が変化する。ＰＷＭ制御部７Ａは、比較結果ＣＲ１を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達したことを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ２１がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより回生電流が流れる。
【００８７】
次に、図２において時刻ｔ２が属する電気角６０°の区間におけるＰＷＭ制御について説明する。この区間は、時刻ｔ１が属する区間の次の区間である。時刻ｔ２が属する電気角６０°の区間において、通電相として、ソース電流側にＶ相が、シンク電流側にＵ相およびＷ相が選択されている。Ｗ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ１に従ってＰＷＭ制御され、Ｕ相電流はＰＷＭ制御信号Ｐ２に従ってＰＷＭ制御される。なお、時刻ｔ２の前後を時間的に拡大したタイミングチャートとして、再度、図１１を用いる。このため、図１１（ｄ）はＷ相のシンク電流を、図１１（ｅ）はＵ相のシンク電流を表すものとする。
【００８８】
ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ１を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ１がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ１に対応する通電相であるＷ相のシンク電流側のトランジスタＴｒ３２をラッチオンする。なお、ソース電流側の通電相であるＶ相を制御するトランジスタＴｒ２１は、時刻ｔ２が属する電気角６０°の区間において、オン固定されている。
【００８９】
電流検出信号ＤＳのレベルが徐々に増大し、やがて、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに近づく（図１１（ｃ））。しかし、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達する前に、ＰＷＭ制御部７Ａは、セットパルス信号ＳＰ２を入力し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオンにする。ＰＷＭ制御信号Ｐ２がオンとなることにより、通電切替部３Ａは、レベルシフト部４を介して、ＰＷＭ制御信号Ｐ２に対応する通電相であるＵ相のシンク電流側のトランジスタＴｒ１２をラッチオンする。この時点から、Ｕ相およびＷ相の２相への同時通電がはじまる。
【００９０】
マスク部９は、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２がいずれもオン状態となったことを検知して、比較部６Ａの比較結果ＣＲ１およびＣＲ２をマスクして、ＰＷＭ制御部７Ａに出力する。比較結果ＣＲ１およびＣＲ２がマスクされていることにより、ＰＷＭ制御部７Ａは、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２をオフすることなく、Ｕ相およびＷ相への通電が続けられる。
【００９１】
電流検出信号ＤＳのレベルが徐々に増大し、やがて、合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達する。このとき、比較部６Ａにおける比較器６３の比較結果ＣＲ３の出力が変化する。マスク部９は、比較結果ＣＲ３を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達したことを検知し、比較結果ＣＲ２のマスクを解除する。
【００９２】
ＰＷＭ制御部７Ａは比較結果ＣＲ２を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが減少トルク指令信号ＴＱ２のレベルに達していることを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ１２がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより回生電流が流れる。
【００９３】
マスク部９は、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達したことを検知した時点から所定期間ｔｍ１経過後に、比較結果ＣＲ１のマスクを解除する。このときの電流検出信号ＤＳのレベルは、まだ増加トルク指令信号ＴＱ１に達していない。
【００９４】
電流検出信号ＤＳのレベルが徐々に増大し、やがて、増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達する。このとき、比較部６Ａにおける比較器６１の比較結果ＣＲ１の出力が変化する。ＰＷＭ制御部７Ａは、比較結果ＣＲ１を入力して、電流検出信号ＤＳのレベルが増加トルク指令信号ＴＱ１のレベルに達したことを検知し、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにする。これにより、トランジスタＴｒ３２がラッチオフされる。そして、モータコイルに残存する電気エネルギーにより回生電流が流れる。
【００９５】
以上、本実施形態によると、２相の通電相に対して、ＰＷＭ制御による通電を並列に行い、相電流を滑らかに変化させることができる。これにより、モータの振動を抑制し、モータからの騒音を低減することができる。また、低トルクから高トルクへの制御の遷移がスムースに行われるため、あらゆるトルクに対して、同様の効果を得ることができる。
【００９６】
なお、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２が同時にオン状態である期間に、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達したとき、ＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにするとしたが、ＰＷＭ制御信号Ｐ１を先にオフすることも可能である。しかし、電気エネルギーを徐々に増していく制御を行うＰＷＭ制御信号Ｐ１を先にオフにすると、増加トルク指令信号ＴＱ１に従ったレベルでの通電ができにくくなるため、好ましくは、ＰＷＭ制御信号Ｐ２を先にオフにするのがよい。また、電流検出信号ＤＳのレベルが合計トルク指令信号ＴＱ３のレベルに達した時点が、合計トルク指令信号ＴＱ３の周期の前半であるときはＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにし、後半であるときはＰＷＭ制御信号Ｐ２をオフにするようにしてもよい。
【００９７】
また、モータ駆動装置は増幅器Ａを備えるものとしたが、この増幅器Ａをなくし、電流検出抵抗Ｒの両端電圧を直接、電流検出信号ＤＳとするものであってもよい。また、電流検出抵抗Ｒは、低電位側に接続されるように図示されているが、たとえば、電源１の直後などの高電位側に接続されているものでもよい。
【００９８】
また、比較部６Ａは３個の比較器６１、６２および６３を備えるものとしたが、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２に同期させて、電流検出信号ＤＳと比較すべきトルク指令信号を選択するようにすることで、比較器を１個にすることが可能である。
【００９９】
また、モータコイルの回生電流は、ハーフブリッジ回路の各トランジスタのソースとドレイン間に接続されたダイオードを通じて流れるものとした。しかし、ダイオードの代わりに、オンされたトランジスタと直列に接続されているトランジスタに対して、ハーフブリッジ回路に貫通電流が流れないようにタイミングをずらし、位相反転同期制御を行うようにしてもよい。これにより、ダイオードへの通電の際の電圧降下ロスをなくすることが可能となり、モータ駆動装置の消費電力を低減することができる。また、トランジスタはパワーＢＪＴ、パワーＭＯＳ、ＩＧＢＴなどであってもよい。
【０１００】
また、ロータ位置を検出するために、ホール素子からホール信号を入力するものとしたが、ホール信号の代わりに、センサレスモータの場合には、モータコイルの逆起電力からロータの位置を検出するようにしてもよい。
【０１０１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動装置は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置におけるトルク指令信号発生部８とは構成が異なるトルク指令信号発生部８Ａを備えている。これ以外の構成および動作については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、図１に付した符号で、本実施形態に係るモータ駆動装置の各構成要素および各種信号を参照する。
【０１０２】
本実施形態に係るモータ駆動装置は、正弦波の相電流を用いてモータを駆動する。図１２は、通電切替部３Ａによって決定された通電相に通電される相電流および相電流の電流レベルを決定する各種トルク指令信号を示す。図１２（ａ）はＵ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流を示す。図１２（ａ）において、時間軸より上部ではソース電流通電され、下部ではシンク電流通電される。
【０１０３】
図１２（ｂ）は、本発明の第１のトルク指令信号に相当する増加トルク指令信号ＴＱ１、第２のトルク指令信号に相当する減少トルク指令信号ＴＱ２および第３のトルク指令信号に相当する合計トルク指令信号ＴＱ３を示す。これらトルク指令信号ＴＱ１、ＴＱ２およびＴＱ３は、相電流の周期に対して電気角６０°に相当する期間を周期とする信号であり、トルク指令信号発生部８Ａによって生成される。増加トルク指令信号ＴＱ１は、電気角６０°の期間、増加を続ける一方、減少トルク指令信号ＴＱ２は減少を続ける。そして、合計トルク指令信号ＴＱ３は、増加トルク指令信号ＴＱ１と減少トルク指令信号ＴＱ２とを合成したものである。
【０１０４】
トルク指令信号発生部８Ａは、本発明の原トルク指令信号に相当するトルク指令信号ＴＱを入力し、また、ホール信号処理部２Ａから波形整形されたホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を入力し、増加トルク指令信号ＴＱ１と、減少トルク指令信号ＴＱ２と、合計トルク指令信号ＴＱ３とを生成する。
【０１０５】
図３は、トルク指令信号発生部８Ａの内部構成を示す。トルク指令信号発生部８Ａは、区間分割部８１と、合成部８２Ａと、振幅変調部８３とを備え、ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３の波形をそのまま利用して、各種トルク指令信号を生成する。
【０１０６】
まず、区間分割部８１は、ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を入力して（図１３（ａ））、電気角６０°ずつに分割した分割信号ＤＴ８１１、ＤＴ８１２、ＤＴ８１３、ＤＴ８１４、ＤＴ８１５およびＤＴ８１６を生成する（図１３（ｂ））。次に、合成部８２Ａは、分割信号ＤＴ８１１、ＤＴ８１２、ＤＴ８１３、ＤＴ８１４、ＤＴ８１５およびＤＴ８１６ごとに、ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３から、電気角０°から６０°までの第１正弦波ＤＴ８２１、電気角１２０°から１８０°までの第２正弦波ＤＴ８２２および電気角６０°から１２０°までの第３正弦波ＤＴ８２３を切り出す（図１３（ｃ））。最後に、振幅変調部８３は、合成部８２Ａが生成した第１正弦波ＤＴ８２１、第２正弦波ＤＴ８２２および第３正弦波ＤＴ８２３を、トルク指令信号ＴＱに応じて振幅変調し、第１正弦波ＤＴ８２１から増加トルク指令信号ＴＱ１を、第２正弦波ＤＴ８２２から減少トルク指令信号ＴＱ２を、第３正弦波ＤＴ８２３から合計トルク指令信号ＴＱ３を生成する。
【０１０７】
以上、本実施形態によると、モータコイルに正弦波の相電流を通電することができるようになり、さらなるモータの低振動化および低騒音化が実現可能となる。
【０１０８】
なお、ロータ位置を検出するために、ホール素子からホール信号を入力するものとしたが、ホール信号の代わりに、センサレスモータの場合には、モータコイルの逆起電力からロータの位置を検出するようにしてもよい。
【０１０９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るモータ駆動装置は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置におけるトルク指令信号発生部８とは構成が異なるトルク指令信号発生部８Ｂを備えている。これ以外の構成および動作については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、図１に付した符号で、本実施形態に係るモータ駆動装置の各構成要素および各種信号を参照する。
【０１１０】
トルク指令信号発生部８Ｂは、本発明の原トルク指令信号に相当するトルク指令信号ＴＱを入力し、また、ホール信号処理部２Ａから波形整形されたホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を入力し、増加トルク指令信号ＴＱ１と、減少トルク指令信号ＴＱ２と、合計トルク指令信号ＴＱ３とを生成する。これら各種トルク指令信号はステップ波となっている。
【０１１１】
図１４は、トルク指令信号発生部８Ｂの内部構成を示す。トルク指令信号発生部８Ｂは、区間分割部８１と、区間細分部８４と、ステップ波発生部８５とを備えている。
【０１１２】
まず、区間分割部８１は、ホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２およびＤＴ２３を入力して、電気角６０°ずつに分割した分割信号ＤＴ８１１、ＤＴ８１２、ＤＴ８１３、ＤＴ８１４、ＤＴ８１５およびＤＴ８１６を生成する。次に、区間細分部８４は、各分割信号ＤＴ８１１、ＤＴ８１２、ＤＴ８１３、ＤＴ８１４、ＤＴ８１５およびＤＴ８１６を、さらに、８分割し、細分信号θ０、θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６およびθ７を生成する。図１５は、このうち分割信号ＤＴ８１１およびＤＴ８１２について抜粋したタイミングチャートである。図１５（ａ）は分割信号ＤＴ８１１およびＤＴ８１２を示す。また、図１５（ｂ）は、分割信号ＤＴ８１１およびＤＴ８１２に対する細分信号θ０からθ７を示す。
【０１１３】
図１６は、ステップ波発生部８５の回路構成を示す。ステップ波発生部８５は、直列接続された複数の抵抗と、これら抵抗に電流を供給する増幅器およびトランジスタと、細分信号θ０からθ７ごとに直列接続された抵抗に各電圧を供給するためのスイッチおよび論理回路とからなり、細分信号θ０からθ７およびトルク指令信号ＴＱを入力して、増加トルク指令信号ＴＱ１、減少トルク指令信号ＴＱ２および合計トルク指令信号ＴＱ３を生成する（図１５（ｃ））。
【０１１４】
以上、本実施形態によると、ステップ波発生部８５において直列接続された複数の抵抗の抵抗比を変えることにより、さまざまな各種トルク指令信号が生成可能となる。
【０１１５】
なお、区間細分部８４は、区間分割信号をそれぞれ８分割した細分信号を生成するものとしたが、１６分割や３２分割などより細かく分割するものであってもよい。細かく分割すれば、たとえば、より正弦波に近いステップ波の各種トルク指令信号を生成することができる。また、トルク指令信号発生部８Ｂは、ホール信号を入力するものとしたが、ホール信号に限らず、ロータ位置が示された信号であればよい。たとえば、センサレスモータにおいては、モータコイルの逆起電力を入力するようにしてもよい。
【０１１６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るモータ駆動装置は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置における発振部５Ａとは構成が異なる発振部５Ｂを備えている。これ以外の構成および動作については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、図１に付した符号で、本実施形態に係るモータ駆動装置の各構成要素および各種信号を参照する。
【０１１７】
発振部５Ｂは、互いに独立した周期のセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２を生成する。図１７は、発振部５Ｂが生成するセットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２のいくつかの例を示す。図１７（ａ）は、セットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２が同じである例を示す。図１７（ｂ）は、セットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２の周波数が互いに異なっている例を示す。
【０１１８】
図１７（ｃ）は、モータの回転速度に応じて、セットパルス信号ＳＰ１およびＳＰ２間の位相差が変化する例を示す。モータの回転速度が低速のときは、ｄ１のように位相差を大きくし、高速になるとｄ２のように位相差を小さくする。高速回転時に位相差を小さくすることにより、ＰＷＭ制御による２相同時通電の期間を長くすることができる。
【０１１９】
以上、本実施形態によると、たとえば、モータの回転速度に応じてセットパルス信号ＳＰ１およびＰ２間の位相差を変化させて、ＰＷＭ制御による通電が２相同時に行われる期間を調節することができる。
【０１２０】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係るモータ駆動装置は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置におけるＰＷＭ制御部７Ａとは構成が異なるＰＷＭ制御部７Ｂを備えている。これ以外の構成および動作については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。なお、図１に付した符号で、本実施形態に係るモータ駆動装置の各構成要素および各種信号を参照する。
【０１２１】
ＰＷＭ制御部７Ｂは、ＰＷＭ制御信号Ｐ１（またはＰ２）をオフにしてから所定期間が経過した後に、オンにする。例として、図１８（ａ）にセットパルス信号ＳＰ１を、図１８（ｂ）にＰＷＭ制御信号Ｐ１を、図１８（ｃ）にカウントパルス信号ＣＰを示す。なお、カウントパルス信号ＣＰはセットパルス信号Ｐ１よりも十分に周期の短いものである。
【０１２２】
ＰＷＭ制御部７Ｂは、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオフにしてから、カウントパルス信号ＣＰのパルスを所定数カウントするまでは、ＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにせず、一定のＰＷＭオフ期間を置く。そして、カウントパルス信号ＣＰのパルスを所定数カウントした後にＰＷＭ制御信号Ｐ１をオンにする。
【０１２３】
以上、本実施形態によると、ＰＷＭオフ期間を一定に保つことにより、たとえば、低トルク制御時において、ＰＷＭオン期間が短い場合に生じるモータの回転ムラを抑制することが可能となる。そして、さらなるモータの低振動化、低騒音化が実現可能となる。
【０１２４】
なお、ＰＷＭオフ期間は、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２で同じである必要はない。図１９（ａ）のＰＷＭ制御信号Ｐ１のＰＷＭオフ期間であるｄ３と、図１９（ｂ）のＰＷＭ制御信号Ｐ２のＰＷＭオフ期間であるｄ４とは異なるものでもよい。
【０１２５】
（第６の実施形態）
図２０は、本発明の第６の実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す。本実施形態に係るモータ駆動装置は、モータコイルへの通電をＰＷＭ制御することによって４相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相およびＸ相）モータを駆動するものであり、モータを駆動するための電源１と、ホール信号処理部２Ｂと、通電切替部３Ｂと、レベルシフト部４Ａと、発振部５Ａと、比較部６Ａと、ＰＷＭ制御部７Ａと、トルク指令信号発生部８Ｃと、マスク部９と、並列接続された４組のハーフブリッジ回路と、電流検出抵抗Ｒおよびその両端電圧を増幅する増幅器Ａとを備えている。
【０１２６】
Ｘ相のモータコイルＣ４への通電を制御するハーフブリッジ回路は、ソース電流の通電を制御するトランジスタＴｒ４１と、シンク電流の通電を制御するトランジスタＴｒ４２とからなる。そして、トランジスタＴｒ４１、Ｔｒ４２のドレインとソース間には、ゲート電圧の印加により電流が流れる方向とは逆方向にダイオードＤ４１、Ｄ４２がそれぞれ接続されている。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、発振部５Ａ、比較部６Ａ、ＰＷＭ制御部７Ａおよびマスク部９についても、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１２７】
ホール信号処理部２Ｂは、ホール素子からホール信号を入力し、ロータ位置を示す論理信号を生成する。通電切替部３Ｂは、この論理信号を入力して通電相を決定する。図２１（ａ）は、通電切替部３Ｂによって決定された通電相に通電されるＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流およびＸ相電流を示す。図２１（ａ）において、時間軸より上部ではソース電流通電され、下部ではシンク電流通電される。
【０１２８】
図２１（ｂ）は、本発明の第１のトルク指令信号に相当する増加トルク指令信号ＴＱ１、第２のトルク指令信号に相当する減少トルク指令信号ＴＱ２および第３のトルク指令信号に相当する合計トルク指令信号ＴＱ３を示す。これらトルク指令信号ＴＱ１、ＴＱ２およびＴＱ３は、相電流の周期に対して電気角９０°に相当する期間を周期とする信号であり、トルク指令信号発生部８Ｃによって生成される。増加トルク指令信号ＴＱ１は、電気角９０°の期間、増加を続ける一方、減少トルク指令信号ＴＱ２は減少を続ける。そして、合計トルク指令信号ＴＱ３は、増加トルク指令信号ＴＱ１と減少トルク指令信号ＴＱ２とを合成したものである。
【０１２９】
４相モータの駆動において、位相が１８０°ずれた相を１対とし、計２対に対してＰＷＭ制御する。つまり、図２１（ａ）において、Ｕ相およびＷ相を第１の対、Ｖ相およびＸ相を第２の対とすると、第１の対が増加トルク指令信号ＴＱ１に従った電流レベルでＰＷＭ制御されるとき、Ｕ相のソース電流（またはシンク電流）の通電を制御するトランジスタＴｒ１１（またはＴｒ１２）およびＷ相のシンク電流（またはソース電流）の通電を制御するトランジスタＴｒ３２（またはＴｒ３１）に対して、同時にスイッチングを行う。このため、４相モータの駆動は、実質的に２相モータの駆動ということになる。
【０１３０】
通電切替部３Ｂは、ある電気角９０°の区間における増加トルク指令信号ＴＱ１に従った通電相として第１の対を選択し、減少トルク指令信号ＴＱ２に従った通電相として第２の対を選択する。そして、続く電気角９０°の区間における増加トルク指令信号ＴＱ１に従った通電相として第２の対を選択し、減少トルク指令信号ＴＱ２に従った通電相として第１の対を選択する。
【０１３１】
レベルシフト部４Ａは、通電切替部３Ｂから信号に応じて、４組のハーフブリッジ回路における各トランジスタのゲート電圧を印加する。
【０１３２】
トルク指令信号発生部８Ｃは、本発明の原トルク指令信号に相当するトルク指令信号ＴＱを入力し、また、ホール信号処理部２Ｂから波形整形されたホール信号ＤＴ２１、ＤＴ２２、ＤＴ２３およびＤＴ２４を入力し、増加トルク指令信号ＴＱ１と、減少トルク指令信号ＴＱ２と、合計トルク指令信号ＴＱ３とを生成して比較部６Ａに出力する。なお、各種トルク指令信号の生成については、第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１３３】
以上のように構成されたモータ駆動装置におけるＰＷＭ制御については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１３４】
以上、本実施形態によると、４相モータを駆動する場合についても、２対の通電相に対して、ＰＷＭ制御による通電を並列に行い、相電流を滑らかに変化させることができる。これにより、モータの振動を抑制し、モータからの騒音を低減することができる。また、低トルクから高トルクへの制御の遷移がスムースに行われるため、あらゆるトルクに対して、同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
なお、モータ駆動装置は増幅器Ａを備えるものとしたが、この増幅器Ａをなくし、電流検出抵抗Ｒの両端電圧を直接、電流検出信号ＤＳとするものであってもよい。また、電流検出抵抗Ｒは、低電位側に接続されるように図示されているが、たとえば、電源１の直後などの高電位側に接続されているものでもよい。
【０１３６】
また、比較部６Ａは３個の比較器６１、６２および６３を備えるものとしたが、ＰＷＭ制御信号Ｐ１およびＰ２に同期させて、電流検出信号ＤＳと比較すべきトルク指令信号を選択するようにすることで、比較器を１個にすることが可能である。
【０１３７】
また、モータコイルの回生電流は、ハーフブリッジ回路の各トランジスタのソースとドレイン間に接続されたダイオードを通じて流れるものとした。しかし、ダイオードの代わりに、オンされたトランジスタと直列に接続されているトランジスタに対して、ハーフブリッジ回路に貫通電流が流れないようにタイミングをずらし、位相反転同期制御を行うようにしてもよい。これにより、ダイオードへの通電の際の電圧降下ロスをなくすることが可能となり、モータ駆動装置の消費電力を低減することができる。また、トランジスタはパワーＢＪＴ、パワーＭＯＳ、ＩＧＢＴなどであってもよい。
【０１３８】
また、ロータ位置を検出するために、ホール素子からホール信号を入力するものとしたが、ホール信号の代わりに、センサレスモータの場合には、モータコイルの逆起電力からロータの位置を検出するようにしてもよい。
【０１３９】
また、４相よりも多相のモータについても、本発明の各種トルク指令信号ＴＱ１、ＴＱ２およびＴＱ３を用いて、２相並列にＰＷＭ制御して通電することにより、相電流の滑らかな切り替えが実現できる。したがって、本発明により、多相モータ駆動装置についても、モータの振動やモータからの騒音を低減することができる。
【０１４０】
【発明の効果】
以上、本発明により、２相の通電相に対して、ＰＷＭ制御による通電を並列に行い、相電流の急峻な変化を生じさせなくすることができる。また、台形波や正弦波のトルク指令信号を用いることで、モータコイルに台形波や正弦波で通電することができる。これらにより、モータの振動を抑制し、モータから発せられる騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置の構成図である。
【図２】本発明の第１、第４および第５の実施形態に係るモータ駆動装置における相電流および各種トルク指令信号を示す図である。
【図３】本発明の第１および第２の実施形態に係るモータ駆動装置におけるトルク指令信号発生部の構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る図３のトルク指令信号発生部による各種トルク指令信号の生成時のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１から第６の実施形態に係るモータ駆動装置によるＰＷＭ制御のフローチャートである。
【図６】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置における低トルク時のＰＷＭ制御を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置におけるモータコイルへの通電の様子を示す図である。
【図８】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置におけるモータコイルへの通電の様子を示す図である。
【図９】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置におけるモータコイルへの通電の様子を示す図である。
【図１０】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置におけるモータコイルへの通電の様子を示す図である。
【図１１】本発明の第１から第５の実施形態に係るモータ駆動装置における高トルク時のＰＷＭ制御を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動装置における相電流および各種トルク指令信号を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る図３のトルク指令信号発生部による各種トルク指令信号の生成時のタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るモータ駆動装置におけるトルク指令信号発生部の構成図である。
【図１５】図１４のトルク指令信号発生部による各種トルク指令信号の生成時のタイミングチャートである。
【図１６】図１４のトルク指令信号発生部におけるステップ波発生部の回路図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係るモータ駆動装置におけるセットパルス信号の例を示す図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係るモータ駆動装置におけるセットパルス信号、ＰＷＭ制御信号およびカウントパルス信号を示す図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係るモータ駆動装置におけるＰＷＭ制御信号を示す図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態に係るモータ駆動装置の構成図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係るモータ駆動装置における相電流および各種トル
ク指令信号を示す図である。
【図２２】従来のモータ駆動装置の構成図である。
【図２３】従来のモータ駆動装置における相電流およびトルク指令信号を示す図である。
【符号の説明】
３Ａ、３Ｂ  通電切替部
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ  トルク指令信号発生部
６Ａ  比較部
６１、６２、６３  比較器
５Ａ、５Ｂ  発振部
７Ａ、７Ｂ  ＰＷＭ制御部
９    マスク部
ＴＱ    原トルク指令信号
ＤＳ    電流検出信号
ＴＱ１  増加トルク指令信号（第１のトルク指令信号）
ＴＱ２  減少トルク指令信号（第２のトルク指令信号）
ＴＱ３  合計トルク指令信号（第３のトルク指令信号）
ＣＲ１  比較結果（第１の比較結果）
ＣＲ２  比較結果（第２の比較結果）
ＣＲ３  比較結果（第３の比較結果）
ＳＰ１  セットパルス信号（第１のセットパルス信号）
ＳＰ２  セットパルス信号（第２のセットパルス信号）
Ｐ１    ＰＷＭ制御信号（第１のＰＷＭ制御信号）
Ｐ２    ＰＷＭ制御信号（第２のＰＷＭ制御信号）
ＤＴ２１、ＤＴ２２、ＤＴ２３  ホール信号（ロータ検出信号）
【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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