(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標値に基づいてスイッチング素子をＰＷＭ制御して電動機を制御する電動機駆動装置であって、
母線に流れる母線電流と電流遮断閾値を比較して過電流を検出する過電流検出部と、
前記目標値に基づいてＤｕｔｙ比指令値を算出するフィードバック制御部と、
前記フィードバック制御部の算出した前記Ｄｕｔｙ比指令値に基づいて前記スイッチング素子のＤｕｔｙ比を制御して前記電動機へ通電し、前記過電流検出部で過電流を検出した場合は前記スイッチング素子を開放して当該通電を遮断するゲート駆動部と、
前記電動機の回転速度を算出する回転速度算出部と、
前記回転速度算出部の算出する回転速度が速度閾値以下になるまで、前記フィードバック制御部の算出するＤｕｔｙ比指令値を０に制限するＤｕｔｙ比制限部と、を備え、
前記フィードバック制御部は、前記過電流検出部で過電流を検出した場合、前記電動機を短絡させる短絡ブレーキ指示を前記ゲート駆動部へ出力して、前記ゲート駆動部において前記電動機への通電遮断後に短絡ブレーキを作動させ、前記Ｄｕｔｙ比制限部がＤｕｔｙ比指令値を０に制限している間、短絡ブレーキ指示を出力し、当該短絡ブレーキ状態かつ前記フィードバック制御部から算出されるＤｕｔｙ比指令値を０または過電流にならない値にリセットした状態から前記ＰＷＭ制御を再開することを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
前記Ｄｕｔｙ比制限部は、前記ＰＷＭ制御の駆動方向と前記電動機の回転方向が異なる場合に、前記回転速度算出部の算出する回転速度が前記速度閾値以下になるまで、前記フィードバック制御部の算出するＤｕｔｙ比指令値を０に制限し、
前記フィードバック制御部は、前記Ｄｕｔｙ比制限部がＤｕｔｙ比指令値を０に制限している間、短絡ブレーキ指示を出力することを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
【請求項３】
前記速度閾値は、前記電動機のコイル誘起電圧をコイル抵抗で除した値が前記母線電流の許容値になるときの回転速度とすることを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
【請求項４】
前記Ｄｕｔｙ比制限部は、前記回転速度算出部の算出する回転速度が前記速度閾値以下の場合に、前記フィードバック制御部の算出するＤｕｔｙ比指令値を当該回転速度に応じて制限することを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
【請求項５】
前記速度閾値は、前記電動機のコイル抵抗に対して、回転速度と虚数単位とインダクタンス値とを乗じた値を加算し、当該加算した値でコイル誘起電圧を除した値が前記母線電流の許容値になるときの回転速度とすることを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
【請求項６】
前記Ｄｕｔｙ比制限部は、Ｄｕｔｙ比指令値の制限量を電源電圧に応じて補正することを特徴とする請求項４記載の電動機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、母線の過電流を検出する過電流保護方式の電動機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータなどの電動機を駆動制御する電動機駆動装置では、異常電流を検出すると、回路保護のために電動機への通電を停止するのが一般的である。他方、電動機のロータ反転時、または外部負荷により駆動方向とは逆に回転された時、抵抗値の小さい電動機では大電流が流れるため、このときの大電流を異常電流として検出して通電を停止すると、ロータが自由に回転する空走状態になり、反転が遅れてしまう。このため、ベクトル制御方式の電動機駆動装置では、相電流に基づく電流フィードバックを行い、反転時の回生電流を適切に制御していた。【０００３】
一方、電流フィードバックを省略した電動機駆動装置では、反転時の過電流を抑制するような制御が必要になる。このような目的の先行技術として、例えば特許文献１〜４がある。【０００４】
特許文献１は、マイクロプロセッサを利用して過電流の保護を行うものであり、モータ印加電圧指令値からモータ回転速度検出値に逆起電力係数を乗じた値を減じた値が、所定の過電流値に電機子抵抗を乗じた値を超過した場合に、異常対応処置を行っていた。
また、特許文献２は、モータ駆動電流が所定値を超えたときに、モータを駆動する電圧指令値を制限していた。
また、特許文献３は、モータの回転速度をフィードバックして電圧指令値を制御するものであり、回転速度から推測したモータ誘起電圧よりも低い値で、かつ、必要トルクを発生し、かつ、過電流とならないように電圧指令値を制限していた。
また、特許文献４は、モータをソフトスタートさせる速度指令と誘起電圧定数の積からなる誘起電圧予測値と、モータのインピーダンスと最大電流指令の積からなるインピーダンス電圧降下予測値との和を制限電圧に用いて、電圧指令値を制限していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−３０３３８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１０５６５２号公報
【特許文献３】特開２００６−２１１８３１号公報
【特許文献４】特開２００６−２３０１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電動機駆動装置はいずれも電圧指令値を制限して過電流を抑制する構成であり、母線に流れる電流は考慮されていなかった。そのため、母線電流のピーク値に基づいて過電流を検出する方式では、駆動方向とロータ回転方向が逆転するときに流れる大きな電流を過電流として検出する等、正常であるにもかかわらず異常を検出してしまう課題があった。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、母線の過電流を検出する過電流保護方式の電動機駆動装置において、正常であるにもかかわらず異常検出する事態を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の電動機駆動装置は、母線に流れる母線電流と電流遮断閾値を比較して過電流を検出する過電流検出部と、ＰＩＤ制御などの方法で目標値に追従するように、Ｄｕｔｙ比指令値を算出するフィードバック制御部と、フィードバック制御部の算出したＤｕｔｙ比指令値に基づいてスイッチング素子のＤｕｔｙ比を制御して電動機へ通電し、過電流検出部で過電流を検出した場合はスイッチング素子を開放して通電を遮断するゲート駆動部と、電動機の回転速度を算出する回転速度算出部と、回転速度算出部の算出する回転速度が速度閾値以下になるまで、フィードバック制御部の算出するＤｕｔｙ比指令値を０に制限するＤｕｔｙ比制限部と、を備え、フィードバック制御部は、過電流検出部で過電流を検出した場合、電動機を短絡させる短絡ブレーキ指示をゲート駆動部へ出力して、ゲート駆動部において電動機への通電遮断後に短絡ブレーキを作動させ、Ｄｕｔｙ比制限部がＤｕｔｙ比指令値を０に制限している間、短絡ブレーキ指示を出力し、当該短絡ブレーキ状態かつフィードバック制御部から算出されるＤｕｔｙ比指令値を０または過電流にならない値にリセットした状態からＰＷＭ制御を再開するようにしたものである。
ここで、Ｄｕｔｙ比とは電動機へ通電する時間、またはスイッチング素子が導通状態となる時間、の割合である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、過電流検出時、短絡ブレーキを作動させると共にフィードバック制御のＤｕｔｙ比指令値が０または過電流にならない値になるようリセットすることにより、ＰＩＤのように積分制御を含むフィードバック制御では、徐々にＤｕｔｙ比が大きくなる。このため、ＰＷＭ制御を再開したときに母線電流を抑制でき過電流が検出されにくくなる。従って、抵抗値の小さい電動機において反転時など正常であるにもかかわらず異常検出する事態を抑制できる。また、異常検出時の通電遮断を低減できるので、通電遮断による空走を抑制し応答性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動機駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１に係る電動機駆動装置のゲート駆動部によるスイッチング素子の駆動ロジックを説明する回路図である。
【図３】実施の形態１に係る電動機駆動装置に入力される３相ロータ位置検出信号を示すグラフである。
【図４】実施の形態１に係る電動機駆動装置のゲート駆動部が生成する信号波形を示すグラフである。
【図５】実施の形態１に係る電動機駆動装置のゲート駆動部が生成する３相ゲート駆動信号を示すグラフである。
【図６】実施の形態１に係る電動機駆動装置の動作波形を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係る電動機駆動装置の理解を助けるための参考例であり、過電流検出後にリセットせずにＰＷＭ制御を再開した場合の動作波形を示すグラフである。
【図８】実施の形態１に係る電動機駆動装置のフィードバック制御部の構成を示す図である。
【図９】図８のフィードバック制御部が通常のフィードバック制御を行っている状態でリセットＤｕｔｙ比設定値を０から１に変化させたときのＤｕｔｙ比指令値の変化を示すグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る電動機駆動装置の理解を助けるための参考例であり、短絡ブレーキ終了時の動作波形を示すグラフである。
【図１１】実施の形態２に係る電動機駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１２】実施の形態２に係る電動機駆動装置のＤｕｔｙ比制限部が用いる速度閾値とＤｕｔｙ比上下限を説明するグラフである。
【図１３】実施の形態２に係る電動機駆動装置の動作波形を示すグラフである。
【図１４】この発明の実施の形態３に係る電動機駆動装置のＤｕｔｙ比制限部が用いる速度閾値とＤｕｔｙ比上下限を説明するグラフである。
【図１５】実施の形態３に係る電動機駆動装置の動作波形を示すグラフである。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る電動機駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１７】実施の形態４に係る電動機駆動装置のＤｕｔｙ比制限部が用いる速度閾値とＤｕｔｙ比上下限を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１に示すように、本実施の形態１に係る電動機駆動装置は、電動機（ブラシレスモータ）１を３相インバータ４の交流出力で駆動して、アクチュエータ２を操作する。マイクロコンピュータ（以下、マイコン）１３は、３相ブリッジを構成するスイッチング素子５〜１０のゲート駆動信号を操作することで、直流電源３から電動機１への通電を制御し、電動機１を所望の回転状態に制御する。なお、スイッチング素子５〜１０をＭＯＳ−ＦＥＴの記号で図示しているが、ＩＧＢＴ等の他のスイッチング素子であってもよい。
【００１２】
電動機１の母線電流の大きさは母線電流検出部１１で常時監視され、過電流検出部１２へ入力される。図１では母線電流として直流電源３の正極側の電流を検出する構成であるが、負極側のＧＮＤ電流を検出する構成であってもよい。過電流検出部１２は、母線電流検出値を絶対値に変換し、母線電流絶対値が予め設定された電流遮断閾値を超えると全てのスイッチング素子５〜１０をオフにするための開放信号をゲート駆動部１４へ出力する。例えば、過電流検出部１２が電流遮断値を超える過電流を検出すると、単安定マルチバイブレータ（不図示）からゲート駆動部１４へ、開放信号を所定の時間出力する。
【００１３】
また、過電流検出部１２は、母線電流絶対値が電流遮断閾値を超えると、全てのスイッチング素子５〜１０のゲート駆動信号のＤｕｔｙ比を０にするための、後に述べる図２の開放信号への指令と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相上側のスイッチング素子５，７，９をオフおよび各相下側のスイッチング素子６，８，１０をオンして電動機１を短絡するための短絡ブレーキ指示をマイコン１３へ出力する。なお、本実施の形態１では、後述するように、Ｄｕｔｙ比＝０指令が短絡ブレーキ指示を兼ねる。
【００１４】
図２は、ゲート駆動部１４によるスイッチング素子５〜１０の駆動ロジックを説明する回路図である。
図２では図示を省略しているが、電動機１はロータの回転位置を検出するホールセンサを備え、ホールセンサから電動機１を１２０°通電するための３相のロータ位置検出信号を出力する。この３相ロータ位置検出信号は、Ｕ相ロータ位置検出信号入力ポート１０１、Ｖ相ロータ位置検出信号入力ポート１０２、Ｗ相ロータ位置検出信号入力ポート１０３からゲート駆動部１４へ入力される。ここで、図３（ａ）にＵ相ロータ位置検出信号入力ポート１０１に入力されるＵ相ロータ位置検出信号の波形を示し、図３（ｂ）にＶ相ロータ位置検出信号入力ポート１０２に入力されるＶ相ロータ位置検出信号の波形を示し、図３（ｃ）にＷ相ロータ位置検出信号入力ポート１０３に入力されるＷ相ロータ位置検出信号の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のロータ位置検出信号は互いに電気角１２０°ずつ位相がずれている。
【００１５】
入力された３相ロータ位置検出信号は、上側スイッチング素子５，７，９のゲート駆動信号を作るために、比較器１０４〜１０６で閾値設定部１０７に設定した閾値（例えば、０．５）と比較され、その出力が上側ゲート駆動信号のＤｕｔｙ比駆動前の原信号となる。
同様に、下側スイッチング素子６，８，１０のゲート駆動信号を作るために、比較器１０８〜１１０で３相ロータ位置検出信号と閾値設定部１１１に設定した閾値（例えば、−０．５）とが比較され、その出力が下側ゲート駆動信号のＤｕｔｙ比駆動前の原信号となる。
【００１６】
図２に示すロジックでは、電動機１への通電電流の大きさを操作するために、ＰＷＭ制御を行っている。比較器１１３が、三角波発生器１１２で発生させた三角波を、マイコン１３のフィードバック制御部１５より出力されるＤｕｔｙ比指令値の絶対値と比較することにより、Ｄｕｔｙ比信号を発生させる。フィードバック制御部１５より出力される正負のＤｕｔｙ比指令値は、絶対値回路１４２で絶対値にされる。ここで、図４（ａ）に比較器１１３に入力される三角波とＤｕｔｙ比指令値の波形を示し、図４（ｂ）に比較器１１３から出力するＤｕｔｙ比信号の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。この例は、Ｄｕｔｙ比指令値が０．７のときのＤｕｔｙ比信号である。
【００１７】
符号回路１４３は、フィードバック制御部１５より出力されるＤｕｔｙ比指令値が正値のとき１を出力し、負値のとき−１を出力する。乗算器１４４〜１４６は、符号回路１４３から出力される値をロータ位置検出信号に乗じることにより、電動機１の回転方向を操作する。即ち、フィードバック制御部１５より出力されるＤｕｔｙ比指令値が正値の場合、ロータ位置検出信号はそのままにして、電動機１を正転側に駆動するようにスイッチング素子５〜１０のゲート駆動信号を操作する。一方、Ｄｕｔｙ比指令値が負値の場合、ロータ位置検出信号を反転させ、電動機１への通電方向を逆にする。これにより電動機１は反転方向に駆動される。
【００１８】
比較器１１３の出力するＤｕｔｙ比信号は、ＡＮＤゲート１１５〜１１７の入力端子の一方に反転器１１８を介して入力される。ＡＮＤゲート１１５〜１１７は上側スイッチング素子５，７，９のゲート駆動信号生成用である。また、下側スイッチング素子６，８，１０のゲート駆動信号生成用として、ＯＲゲート１１９〜１２１の入力端子の一方に比較器１１３の出力するＤｕｔｙ比信号が入力される。このため、比較器１１３のＤｕｔｙ比信号が１の間は、ＡＮＤゲート１１５〜１１７の出力は０になり、ＯＲゲート１１９〜１２１の出力は１になる。
【００１９】
過電流検出部１２の出力する開放信号は、開放信号入力ポート１２２からゲート駆動部１４へ入力され、反転器１２３で反転され、スイッチング素子５〜１０の開放用のＡＮＤゲート１２４〜１２９の入力端子の一方に入力される。ＡＮＤゲート１２４〜１２９の入力端子のもう一方には、ＡＮＤゲート１１５〜１１７およびＯＲゲート１１９〜１２１の出力端子が接続されている。従って、開放信号入力ポート１２２に開放信号である１が入力されると、ＡＮＤゲート１２４〜１２９の出力するゲート駆動信号は０になり、スイッチング素子５〜１０がオフになる。一方、開放信号入力ポート１２２に０が入力されている間は、フィードバック制御部１５のＤｕｔｙ比指令値に基づくゲート駆動信号が生成される。
【００２０】
このようにして生成されたスイッチング素子５〜１０のゲート駆動信号は、信号生成器１３０〜１３５を通過した後、ゲート駆動信号出力ポート１３６〜１４１より出力され、スイッチング素子５〜１０へ入力される。ここで、図５（ａ）にゲート駆動信号出力ポート１３６からＵ相上側スイッチング素子５へ入力されるゲート駆動信号の波形を示し、図５（ｂ）にゲート駆動信号出力ポート１３９からＵ相下側スイッチング素子６へ入力されるゲート駆動信号の波形を示し、図５（ｃ）にゲート駆動信号出力ポート１３７からＶ相上側スイッチング素子７へ入力されるゲート駆動信号の波形を示し、図５（ｄ）にゲート駆動信号出力ポート１４０からＶ相下側スイッチング素子８へ入力されるゲート駆動信号の波形を示し、図５（ｅ）にゲート駆動信号出力ポート１３８からＷ相上側スイッチング素子９へ入力されるゲート駆動信号の波形を示し、図５（ｆ）にゲート駆動信号出力ポート１４１からＷ相下側スイッチング素子１０へ入力されるゲート駆動信号の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。
【００２１】
他方、フィードバック制御部１５から比較器１１３へ入力されるＤｕｔｙ比指令値が０のとき、比較器１１３の出力が１で一定になる。そのため、ゲート駆動信号出力ポート１３６〜１３８からは、全ての上側スイッチング素子５，７，９がオフになるゲート駆動信号が出力され、一方、ゲート駆動信号出力ポート１３９〜１４１からは、全ての下側スイッチング素子６，８，１０がオンになるゲート駆動信号が出力され、電動機１は短絡ブレーキの状態になる。このように、本実施の形態１ではゲート駆動部１４のロジック制御により、Ｄｕｔｙ比指令値＝０のときに短絡ブレーキが作動する。
【００２２】
なお、図２の例では、上側スイッチング素子５，７，９をオフ、下側スイッチング素子６，８，１０をオンに制御して短絡ブレーキとするロジック構成にしたが、反対に、上側スイッチング素子５，７，９をオン、下側スイッチング素子６，８，１０をオフに制御して短絡ブレーキにするロジック構成であってもよい。
また、図２に示したゲート駆動部１４のスイッチング素子駆動ロジックは、マイコン１３のロジック制御により実現してもよいし、ハードウェアで構成してもよい。
【００２３】
次に、マイコン１３のフィードバック制御部１５を説明する。図１の例では、電動機１がアクチュエータ２を駆動し、このアクチュエータ２の実ストローク値をフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）している場合を考える。フィードバック制御部１５には、アクチュエータ２の実ストローク値と目標ストローク値とが入力される。この目標ストローク値は動的に変化している。
【００２４】
フィードバック制御部１５は、実ストローク値と目標ストローク値の偏差が０になるようにＤｕｔｙ比を演算し、Ｄｕｔｙ比指令値としてゲート駆動部１４へ出力する。このような系では、目標ストローク値の動きに合わせ、頻繁に電動機１の反転動作が発生する。特に抵抗値の小さい電動機１では、反転時に大電流が流れやすい。この大電流をフィードバック制御中に過電流検出部１２が検出すると、Ｄｕｔｙ比＝０指令（短絡ブレーキ指示を兼ねる）と開放信号を出力する。
【００２５】
次に、図６および図７を参照して、本実施の形態１に係る電動機駆動装置の動作を説明する。
図６（ａ）は電動機１のＵ−Ｖ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示し、図６（ｂ）はＶ−Ｗ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示し、図６（ｃ）はＷ−Ｕ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。図６（ｄ）は母線電流検出部１１が検出する母線の実電流と平均電流の波形を示し、縦軸が電流、横軸が時間である。図６（ｅ）は電動機１のロータ目標角度（目標ストローク値に対応する）とロータ実角度（アクチュエータ２の実ストローク値に対応する）の波形を示し、縦軸が角度、横軸が時間である。図６（ｆ）はマイコン１３のフィードバック制御部１５が出力するＤｕｔｙ比指令値の波形を示し、縦軸がＤｕｔｙ比、横軸が時間である。なお、図２のような回路で駆動すると前述のようにスイッチング素子５〜１０を切り替えるので、Ｄｕｔｙ比＞０のときは正転方向の駆動、Ｄｕｔｙ比＜０のときは逆転方向の駆動になる。
【００２６】
図６の例では、過電流検出部１２が電流遮断閾値７０Ａで過電流を検出しており、母線電流検出部１１が検出する母線のピーク電流が７０Ａを超えると（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）、過電流検出部１２からマイコン１３へ所定時間だけ開放信号を出力して、全てのスイッチング素子５〜１０をオフに制御し、電動機１への通電を遮断する。これにより、母線電流が遅れなく低下するので、過電流による回路素子の破壊を防止できる。
【００２７】
また、過電流検出部１２は、母線のピーク電流が７０Ａを超えると（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）、マイコン１３へＤｕｔｙ比＝０指令を出力して、Ｄｕｔｙ比指令値を設定値にリセットすると共に短絡ブレーキをかける。
【００２８】
ここで、図７に、過電流検出後にリセットせずにＰＷＭ制御を再開した場合の例を示す。図６と同様に、図７（ａ）は電動機１のＵ−Ｖ間の端子電圧と誘起電圧、図７（ｂ）はＶ−Ｗ間の端子電圧と誘起電圧、図７（ｃ）はＷ−Ｕ間の端子電圧と誘起電圧、図７（ｄ）は母線の実電流と平均電流、図７（ｅ）はロータ目標角度とロータ実角度、図７（ｆ）はＤｕｔｙ比指令値の波形を示す。
【００２９】
図７の例では、過電流検出部１２が電流遮断閾値７０Ａで過電流を検出して電動機１への通電を遮断した後、Ｄｕｔｙ比指令値をリセットせずにＰＷＭ制御を再開している。そのため、ロータ目標角度とロータ実角度の偏差が大きい起動時、およびロータの回転方向とマイコン１３の駆動方向が逆転する反転時に、過電流検出が連続して（Ｐ１１，Ｐ１２）、通電と遮断が繰り返される。また、反転時、電動機１が逆転している状態で過電流を検出して通電を遮断すると、電動機１が空走状態になるため、反転に時間がかかる。さらに、アクチュエータ２がスプリングなどで付勢されている場合には、電動機１の回転速度が下がらないままアクチュエータ２がストッパに衝突する。
【００３０】
ふたたび、図６の説明にもどる。
図７のようにＤｕｔｙ比指令値をリセットしても、リセット直後のフィードバック制御による動作で、大きなＤｕｔｙ比指令値を生じると再び過電流が検出される。これを回避するためには、「Ｄｕｔｙ比指令値変化速度を制限する」、「リセット直後に一定時間Ｄｕｔｙ比指令値を制限する」などの方法が考えられるが、いずれも特別な処理を加えることになる。
これに対し、本実施の形態１では、図８に示すようにフィードバック制御部１５の内部で実行されるフィードバック制御の積分動作において、リセット時に積分量を変更することで、特別な処理を追加することなく、過電流検出後のＤｕｔｙ比指令値を穏やかに変化させる。
【００３１】
図８に示すフィードバック制御部１５では、サンプリングによるＰＩＤ制御の１つであるＩ−ＰＤ制御を用いて、アクチュエータ２のストロークをフィードバック制御している。
まず、Ｉ−ＰＤ制御による、アクチュエータストロークのフィードバック制御について説明する。ストローク信号はまず、フィードバック制御部１５の入力ポート１５０１に入力される。減算器１５０２では、１サンプリング前のストローク量（１／ｚ）から今回までの変化を算出し、ストローク速度１５０３を算出している。乗算器１５０４は、ストローク速度１５０３に比例制御の係数Ｋｐを乗じ、比例制御による１サンプル毎の減算分１５０５を算出している。減算器１５０６は、１サンプル前のストローク速度（１／ｚ）から今回までの変化を算出し、ストローク加速度１５０７を算出している。乗算器１５０８は、ストローク加速度１５０７に微分制御の係数Ｋｄを乗じ、微分制御による１サンプル毎の減算分１５０９を算出している。
【００３２】
アクチュエータ２の目標ストローク量が入力ポート１５１０に入力され、減算器１５１１でこの目標ストローク量とアクチュエータ２の実ストローク量の偏差１５１２を計算する。乗算器１５１３は、偏差１５１２に積分制御の係数Ｋｉを乗じ、積分制御による１サンプル毎の減算分１５１４を算出している。
【００３３】
そして、加減算器１５１６が、１サンプリング前のＤｕｔｙ比指令値１５１５から、比例制御による１サンプル毎の減算分１５０５、微分制御による１サンプル毎の減算分１５０９、積分制御による１サンプル毎の減算分１５１４を減じることで、制限前のＤｕｔｙ比指令値１５１７を算出している。このＤｕｔｙ比指令値１５１７を用いてＰＷＭ制御することで、アクチュエータ２のストロークをフィードバック制御できる。
【００３４】
次に、Ｄｕｔｙ比指令値１５１７の制限方法について説明する。制限器１５１８は、加減算器１５１６で計算されたＤｕｔｙ比指令値１５１７の大きさを、上限Ｄｕｔｙ比１５１９と下限Ｄｕｔｙ比１５２０の間に制限し、制限後のＤｕｔｙ比１５２１は短絡ブレーキスイッチ１５２２に入力される。リセット入力ポート１５２３は、過電流を検出したときに過電流検出部１２が出力する短絡ブレーキ指示（値が１の信号）を検知するポートである。短絡ブレーキスイッチ１５２２は、リセット入力ポート１５２３が１になるとＤｕｔｙ比指令値を０にして、ゲート駆動部１４から出力されるゲート駆動信号を短絡ブレーキ状態にする。短絡ブレーキスイッチ１５２２の出力は、フィードバック制御部１５の最終出力Ｄｕｔｙ比指令値になり、最終Ｄｕｔｙ比出力ポート１５２４からゲート駆動部１４へ出力される。
【００３５】
Ｄｕｔｙ上限入力ポート１５２５には、通常動作におけるＤｕｔｙ比の上限側の制限値が入力され、Ｄｕｔｙ下限入力ポート１５２６には下限側の制限値が入力される。上限側および下限側の制限値はそれぞれスイッチ１５２７，１５２８の下側に入力される。これらスイッチ１５２７，１５２８は、リセット入力ポート１５２３の信号により切り替わり、リセット入力ポート１５２３の値が０のときは下側、１のときは上側の入力値を出力する。リセット入力ポート１５２３が１になると、上限Ｄｕｔｙ比１５１９としてリセットＤｕｔｙ比設定値１５２９が出力される。同時に、下限Ｄｕｔｙ比１５２０として、リセットＤｕｔｙ比設定値１５２９から−１の乗算器１５３０を通過した−（リセットＤｕｔｙ比設定値）が出力される。このようにして、リセット時にはＤｕｔｙ比指令値の制限値がリセット設定値に制限される。このリセット設定値は０であってもよい。
【００３６】
このようにして、通常のフィードバック制御を行っている状態で、リセットＤｕｔｙ比設定値１５２９を０から１に変化させたときのＤｕｔｙ比指令値の変化を、図９に示す。図９（ａ）が制限後のＤｕｔｙ比１５２１、図９（ｂ）がリセットＤｕｔｙ比設定値１５２９であり、リセットＤｕｔｙ比設定値１５２９を１にした時刻Ｔ１でＤｕｔｙ比１５２１（即ち、Ｄｕｔｙ比指令値）がリセットされる。その後のＴ２の部分で、Ｄｕｔｙ比１５２１は積分動作により増加する。通常フィードバックで使用される乗算器１５１３の係数Ｋｉは、十分小さいので、一回のサンプリングで急激に変化することはない。従って、過電流検出の後、フィードバック制御のＤｕｔｙ比指令値をリセットしたにもかかわらず、再びＤｕｔｙ比指令値が急激に上昇して過電流検出が発生することを防止することができる。
【００３７】
以上より、実施の形態１によれば、電動機駆動装置は、母線に流れる母線電流を検出する母線電流検出部１１と、母線電流検出部１１の検出する母線電流と電流遮断閾値を比較して過電流を検出する過電流検出部１２と、ロータ目標角度に追従するようにＤｕｔｙ比指令値を算出するフィードバック制御部１５と、フィードバック制御部１５の算出したＤｕｔｙ比指令値に基づいてスイッチング素子５〜１０の駆動Ｄｕｔｙ比を制御して電動機１へ通電し、過電流検出部１２で過電流を検出した場合はスイッチング素子５〜１０を開放して通電を遮断するゲート駆動部１４とを備え、フィードバック制御部１５は、過電流検出部１２で過電流を検出した場合、電動機１を短絡させる短絡ブレーキ指示をゲート駆動部１４へ出力して、ゲート駆動部１４において電動機１への通電遮断後に短絡ブレーキを作動させ、当該短絡ブレーキ状態かつＤｕｔｙ比指令値を０または過電流にならない値にリセットした状態からフィードバック制御を再開するように構成した。このため、過電流検出後にＰＷＭ制御を再開したときに、母線電流を抑制でき、過電流が検出されにくくなる。従って、抵抗値の小さい電動機１において反転時など正常であるにもかかわらず異常検出する事態を抑制できる。また、異常検出時の通電遮断を低減できるので、空走を抑制し、応答性を高められる。
【００３８】
なお、上記説明では、図２に示したロジック制御により、フィードバック制御部１５が出力するＤｕｔｙ比指令値＝０が短絡ブレーキ指示を兼ねている。他方、図２に示したロジック制御を採用せず、ゲート駆動部１４がＤｕｔｙ比指令値＝０と短絡ブレーキ指示を個別に必要とする場合には、例えばフィードバック制御部１５からゲート駆動部１４へＤｕｔｙ比指令値＝０と短絡ブレーキ指示をそれぞれ出力する等の構成にすればよい。
【００３９】
実施の形態２．
上記実施の形態１に係る電動機駆動装置においては、ＰＷＭ制御再開時における電動機１の回転は考慮していなかった。それでも、静止または低速回転状態から、ＰＷＭ制御を再開した場合は、特に不都合なくＰＷＭ制御を再開できる。ところが、電動機１の回転中にＰＷＭ制御を開始すると、逆起電力により、図６のＰ３のごとく過電流が検出され、再び通電不能状態に陥る。
【００４０】
ここで、電動機１の回転中に短絡ブレーキが終了し、ＰＷＭ制御を再開した時の母線電流の大きさについて説明する。
図１０（ａ）は電動機１のＵ相の端子電圧、図１０（ｂ）はＶ相の端子電圧、図１０（ｃ）はＷ相の端子電圧の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。図１０（ｄ）はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電流および母線電流の波形を示し、縦軸が電流、横軸が時間である。短絡ブレーキの終了後に、小さいＤｕｔｙ比指令値で電動機１の駆動を再開した場合、通電再開時に流れる母線電流の平均値は、Ｄｕｔｙ比に比例する。しかし、スイッチング素子５〜１０のオン期間に母線に流れる瞬時値は、短絡ブレーキ状態で電動機１に流れていた相電流と同じ大きさになり、大きい電流が流れることになる。過電流による回路素子の破壊は瞬間的に発生し得るので、本実施の形態２ではこの瞬時電流を回避する。
【００４１】
図１１は、本実施の形態２に係る電動機駆動装置の構成を示す回路図であり、図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図１１に示す電動機駆動装置において、マイコン１３は、ロータ回転速度算出部１６およびＤｕｔｙ比制限部１７を備える。ロータ回転速度算出部１６は、電動機１から出力される３相ロータ位置検出信号を用いて、ロータの回転速度を算出する。３相ロータ位置検出信号からロータの回転速度を算出する方法は公知の技術を用いればよいため、詳細な説明は省略する。
【００４２】
Ｄｕｔｙ比制限部１７は、フィードバック制御部１５が求めたＤｕｔｙ比指令値を、ロータ回転速度算出部１６が求めた回転速度に基づいて制限し、制限済みＤｕｔｙ比指令値としてゲート駆動部１４へ出力する。具体的には、Ｄｕｔｙ比制限部１７は、ロータの回転方向がＰＭＷ制御の駆動方向と異なる反転時に、その反転開始から回転速度が予め設定された速度閾値以下に低下するまでの時間、Ｄｕｔｙ比指令値を０に制限して短絡ブレーキ状態にする。
【００４３】
図１２は、速度閾値により制限されるＤｕｔｙ比の上下限を説明するグラフであり、縦軸が制限済みＤｕｔｙ比指令値、横軸がロータの回転速度である。回転速度の絶対値は回転の速さ、正の値は正転方向、負の値は反転方向の回転を表す。Ｄｕｔｙ比の正負は駆動の方向を表し、回転速度の正負はロータの回転方向を表す。速度閾値ωｂは、回転方向が正転方向かつ制限済みＤｕｔｙ比指令値が０のときに、母線に流れる電流（即ち、電動機１の発電量）が母線電流許容値に一致する回転速度とする。速度閾値ωｂ’は、回転方向が逆転方向かつ制限済みＤｕｔｙ比指令値が０のときに、母線に流れる電流が母線電流許容値に一致する回転速度とする。
【００４４】
Ｄｕｔｙ比制限部１７は、回転速度が速度閾値ωｂ以上ωｂ’以下の場合にフィードバック制御部１５の求めたＤｕｔｙ比指令値をそのままゲート駆動部１４へ出力し、回転速度が速度閾値ωｂ未満またはωｂ’を超える場合にＤｕｔｙ比指令値を０に制限してゲート駆動部１４へ出力する。なお、Ｄｕｔｙ比の正負は駆動の方向を表し、回転速度の正負はロータの回転方向を表しているので、回転速度の絶対値が速度閾値ωｂ，ωｂ’の絶対値｜ωｂ｜，｜ωｂ’｜以下になるまでＤｕｔｙ比指令値を０に制限することと等しい。
この制限により、回転速度０からの起動において、制限済みＤｕｔｙ比指令値は矢印Ａのように上限Ｄｕｔｙ比ライン上をたどり、反転時は矢印Ｂのように下限Ｄｕｔｙ比ライン上をたどることになる。従って、Ｄｕｔｙ比上下限を母線電流許容値の範囲に制限できる。
【００４５】
速度閾値ωｂ，ωｂ’の算出方法としては、例えば、Ｅ／Ｒ＜母線電流許容値によりＥ／Ｒで推定される電流の最大値を決定し、その最大値に相当する回転速度を求めて速度閾値とする。あるいは、Ｅ／（Ｒ＋ｊωＬ）＜母線電流許容値によりωの最大値を求めて速度閾値としてもよい。ここで、Ｅは電動機１のコイル誘起電圧、Ｒはコイル抵抗、ｊは虚数単位、ωは回転速度、Ｌはインダクタンス値である。
なお、コイル誘起電圧Ｅおよびコイル抵抗Ｒなどの値は、実測値でもよいし、設計値でもよい。また、母線電流許容値は、電動機駆動装置を構成する回路素子が破壊されない程度の電流値とする。母線電流許容値と電流遮断閾値は同じ値であってもよいし、電源の条件またはハーネスの条件等で制約される場合には異なる値にしてもよい。
【００４６】
次に、図１３を参照して、図１２に示す速度閾値を用いた電動機駆動装置の動作を説明する。
図１３（ａ）は電動機１のＵ−Ｖ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示し、図１３（ｂ）はＶ−Ｗ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示し、図１３（ｃ）はＷ−Ｕ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。図１３（ｄ）は母線電流検出部１１が検出する母線の実電流と平均電流の波形を示し、縦軸が電流、横軸が時間である。図１３（ｅ）は電動機１のロータ目標角度（目標ストローク値に対応する）とロータ実角度（アクチュエータ２の実ストローク値に対応する）の波形を示し、縦軸が角度、横軸が時間である。ロータ実角度の曲線の傾きが大きいほどロータ回転速度が大きい。図１３（ｆ）はマイコン１３のＤｕｔｙ比制限部１７が出力する制限済みのＤｕｔｙ比指令値の波形を示し、縦軸がＤｕｔｙ比、横軸が時間である。なお、Ｄｕｔｙ比＞０のときは正転方向の駆動制御、Ｄｕｔｙ比＜０のときは逆転方向の駆動制御とする。
【００４７】
上記実施の形態１の図６の例と同様に、図１３の例でも過電流検出部１２が電流遮断閾値７０Ａで過電流を検出しており、母線電流検出部１１が検出する母線のピーク電流が７０Ａを超えると（Ｐ２１）、過電流検出部１２からマイコン１３へ所定時間だけ開放信号を出力して、全てのスイッチング素子５〜１０をオフに制御し、電動機１への通電を遮断する。また、過電流検出部１２からマイコン１３へＤｕｔｙ比＝０指令を出力して、Ｄｕｔｙ比指令値を０にリセットすると共に短絡ブレーキをかけ、短絡ブレーキ終了後にＤｕｔｙ比＝０の状態からＰＷＭ制御を再開する。
【００４８】
起動時はロータの実際の回転方向とＰＷＭ制御による駆動方向とが一致するため、Ｄｕｔｙ比制限部１７はＤｕｔｙ比指令値の制限を実施しない。一方、マイコン１３のフィードバック制御部１５がロータを反転制御する場合、反転開始時はＤｕｔｙ比が負の値、ロータの回転速度が正の値であり、ＰＷＭ制御の駆動方向とロータの回転方向とが異なる。そのため、Ｄｕｔｙ比制限部１７は、ロータ回転速度算出部１６で算出されるロータの回転速度と速度閾値ωｂ’とを比較して、回転速度が速度閾値ωｂ’以下に低下するまでの時間、フィードバック制御部１５から入力される反転時のＤｕｔｙ比指令値＝−１を０に制限して、母線に流れる電流を母線電流許容値の範囲に制限する。回転速度が速度閾値ωｂ’以下になるとフィードバック制御部１５の出力するＤｕｔｙ比指令値が制限なくゲート駆動部１４へ出力され、通常のフィードバック制御が再開される。これにより、反転時、図１０に示したような瞬時電流が発生せず、過電流による回路素子の破壊を防止する。また、Ｄｕｔｙ比指令値を０にして短絡ブレーキをかけるので、空走時間を短縮して反転を素早く行える。
【００４９】
以上より、実施の形態２によれば、電動機駆動装置は、電動機１の回転速度を算出するロータ回転速度算出部１６と、ロータ回転速度算出部１６で算出する回転速度の絶対値が速度閾値｜ωｂ｜，｜ωｂ’｜以下になるまで、フィードバック制御部１５の算出したＤｕｔｙ比指令値を０に制限するＤｕｔｙ比制限部１７とを備えるように構成した。このため、Ｄｕｔｙ比指令値を０に制限して短絡ブレーキを作動させた後の瞬時電流を抑制でき、正常であるにもかかわらず異常検出される事態をさらに抑制できる。
特に、ＰＷＭ制御の駆動方向とロータの回転方向が逆の場合に、ロータ回転速度算出部１６で算出する回転速度が速度閾値以下になるまでＤｕｔｙ比指令値を０に制限すると共に短絡ブレーキ状態にすることにより、反転時の異常検出を抑制でき、かつ、応答性を高められる。
【００５０】
なお、上記説明では、図２に示したロジック制御により、Ｄｕｔｙ比制限部１７がゲート駆動部１４へ入力する制限済みＤｕｔｙ比指令値＝０が短絡ブレーキ指示を兼ねている。他方、図２に示したロジック制御を採用せず、ゲート駆動部１４が制限済みＤｕｔｙ比指令値＝０と短絡ブレーキ指示を個別に必要とする場合には、例えばＤｕｔｙ比制限部１７がＤｕｔｙ比指令値を０に制限している間、フィードバック制御部１５からゲート駆動部１４へ短絡ブレーキ指示を出力する等の構成にすればよい。
【００５１】
また、実施の形態２によれば、速度閾値ωｂ，ωｂ’は、Ｅ／Ｒ＜母線電流許容値より、電動機１のコイル誘起電圧Ｅをコイル抵抗Ｒで除した値が母線電流許容値になるときの回転速度にしたので、実測値または設定値を用いて容易に速度閾値を決定できる。
【００５２】
また、実施の形態２によれば、速度閾値ωｂ，ωｂ’は、Ｅ／（Ｒ＋ｊωＬ）＜母線電流許容値より、電動機１のコイル抵抗Ｒに対して、回転速度ωと虚数単位ｊとインダクタンス値Ｌとを乗じた値を加算し、当該加算した値でコイル誘起電圧Ｅで除した値が母線電流許容値になるときの回転速度にしたので、実測値または設定値を用いて、より正確な速度閾値を決定できる。
【００５３】
実施の形態３．
本実施の形態３に係る電動機駆動装置は、図１１に示す電動機駆動装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１１を援用して説明する。
図１４は、本実施の形態３のＤｕｔｙ比制限部１７が用いる速度閾値を説明するグラフであり、縦軸がＤｕｔｙ比、横軸が回転速度である。Ｄｕｔｙ比の正負は駆動の方向を表し、回転速度の正負はロータの回転方向を表す。
【００５４】
速度閾値ωａは、回転方向が正転方向かつ制限済みＤｕｔｙ比指令値が１のときに、母線に流れる電流が母線電流許容値に一致する回転速度とする。速度閾値ωｂは、回転方向が反転方向かつ制限済みＤｕｔｙ比指令値が０のときに、各相のコイルに流れる電流が母線電流許容値に一致する回転速度とする。また、速度閾値ωａ’は、回転方向が逆転方向かつ制限済みＤｕｔｙ比指令値が−１のときに、母線に流れる電流が母線電流許容値に一致する回転速度とする。速度閾値ωｂ’は、回転方向が正転方向かつ制限済みＤｕｔｙ比指令値が０のときに、各相のコイルに流れる電流の最大値が母線電流許容値に一致する回転速度とする。
上限Ｄｕｔｙ比ラインは、回転速度＜速度閾値ωｂで０、回転速度＞速度閾値ωａで１、ωｂとωａの間を直線で結んだラインとする。下限Ｄｕｔｙ比ラインは、回転速度＞速度閾値ωｂ’で０、回転速度＜速度閾値ωａ’で−１、ωｂ’とωａ’の間を直線で結んだラインとする。
【００５５】
Ｄｕｔｙ比制限部１７は、図１４に示すような、速度閾値ωａ，ωａ’，ωｂ，ωｂ’より定まるＤｕｔｙ比上下限を、例えばルックアップテーブルとして保持し、フィードバック制御部１５から入力されるＤｕｔｙ比指令値が、ロータ回転速度算出部１６から入力されるロータの回転速度に対応するＤｕｔｙ比上下限を超える場合にＤｕｔｙ比指令値をＤｕｔｙ比上下限に制限してゲート駆動部１４へ出力する。従って、回転速度０からの起動において、制限済みＤｕｔｙ比指令値は矢印Ｃ，Ｄのように上限Ｄｕｔｙ比ライン上をたどり、反転時は矢印Ｅ，Ｆのように下限Ｄｕｔｙ比ライン上をたどることになり、Ｄｕｔｙ比上下限を母線電流許容値の範囲に制限できる。
【００５６】
次に、図１５を参照して、図１４に示す速度閾値を用いた電動機駆動装置の動作を説明する。
なお、Ｄｕｔｙ比制限部１７は、上記実施の形態２ではロータの回転方向と駆動方向が異なる場合に回転速度に応じてＤｕｔｙ比指令値を制限したが、本実施の形態３ではロータの回転方向と駆動方向の関係によらず、回転速度のみに応じてＤｕｔｙ比指令値を制限する場合を例に説明する。
【００５７】
図１５（ａ）は電動機１のＵ−Ｖ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示し、図１５（ｂ）はＶ−Ｗ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示し、図１５（ｃ）はＷ−Ｕ間の端子電圧と誘起電圧の波形を示す。各グラフとも縦軸が電圧、横軸が時間である。図１５（ｄ）は母線電流検出部１１が検出する母線の実電流と平均電流の波形を示し、縦軸が電流、横軸が時間である。図１５（ｅ）は電動機１のロータ目標角度（目標ストローク値に対応する）とロータ実角度（アクチュエータ２の実ストローク値に対応する）の波形を示し、縦軸が角度、横軸が時間である。ロータ実角度の曲線の傾きが大きいほどロータ回転速度が大きい。図１５（ｆ）はマイコン１３のＤｕｔｙ比制限部１７が出力する制限済みのＤｕｔｙ比指令値の波形を示し、縦軸がＤｕｔｙ比、横軸が時間である。なお、Ｄｕｔｙ比＞０のときは正転方向の駆動制御、Ｄｕｔｙ比＜０のときは逆転方向の駆動制御とする。
【００５８】
起動時は、ロータ目標角度とロータ実角度の差が大きいため、フィードバック制御部１５はＤｕｔｙ比指令値＝１を出力する。しかし、Ｄｕｔｙ比制限部１７がロータ回転速度算出部１６から入力されるロータの回転速度に基づいて、フィードバック制御部１５の求めたＤｕｔｙ比指令値を制限するため、起動時、図１５（ｆ）のように回転速度が上昇するにつれて制限済みＤｕｔｙ比指令値も速度閾値ωａ，ωｂで決定される上限Ｄｕｔｙ比ライン（図１４の矢印Ｃ，Ｄ）に沿って徐々に大きくなる。これにより、起動時に母線に流れる電流が母線電流許容値の範囲に制限され、過電流検出部１２に設定した電流遮断閾値７０Ａを超えるような過電流の発生を防止できる。
【００５９】
一方、反転時は、Ｄｕｔｙ比制限部１７がＤｕｔｙ比指令値を速度閾値ωｂ’，ωａ’で決定される下限Ｄｕｔｙ比ライン（図１４の矢印Ｅ，Ｆ）に沿って制限するため、反転開始時に制限済みＤｕｔｙ比指令値が０に制限され、その後、回転速度の変化に伴って制限済みＤｕｔｙ比指令値も徐々に負の値へ変化する。これにより、反転時も母線に流れる電流が母線電流許容値の範囲に制限され、過電流検出部１２に設定した電流遮断閾値７０Ａを超えるような過電流の発生を防止できる。また、Ｄｕｔｙ比指令値を０にして短絡ブレーキをかけるので、空走時間を短縮して反転を素早く行える。
【００６０】
なお、速度閾値ωａ，ωａ’，ωｂ，ωｂ’は、上記実施の形態２と同様に、Ｅ／Ｒ＜母線電流許容値、あるいは、Ｅ／（Ｒ＋ｊωＬ）＜母線電流許容値により算出すればよい。
【００６１】
以上より、実施の形態３によれば、Ｄｕｔｙ比制限部１７は、ロータ回転速度算出部１６の算出する回転速度の絶対値が速度閾値｜ωｂ｜，｜ωｂ’｜以下になるまで、フィードバック制御部１５の算出するＤｕｔｙ比指令値を０に制限すると共に短絡ブレーキ状態にし、回転速度の絶対値が速度閾値｜ωｂ｜，｜ωｂ’｜以下の場合にＤｕｔｙ比指令値を回転速度に応じて制限するように構成した。このため、反転時、起動時とも過電流の検出を抑制できる。
【００６２】
実施の形態４．
図１６は、実施の形態４に係る電動機駆動装置の構成を示す回路図であり、図１１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図１６に示す電動機駆動装置は、直流電源３の電圧を検出する電源電圧検出部１８と、電源電圧検出部１８の検出する電源電圧に基づいてＤｕｔｙ比指令値を制限する速度閾値を補正する速度閾値補正部１９とを備える。
【００６３】
図１７は、電源電圧に基づく速度閾値の補正方法を説明する図であり、縦軸はＤｕｔｙ比、横軸はモータの回転速度である。速度閾値ωｂ，ωｂ’は電源電圧によらずに一定であるが、速度閾値ωａ，ωａ’は電源電圧に応じて変化する。
【００６４】
下式（１）の母線電流許容値Ｉと、下式（２）の制限済みＤｕｔｙ比指令値が１になる速度閾値ω（ωはωａまたはωａ’）より、電源電圧ＶがＶ＋ΔＶに変化したとき、速度閾値ωは下式（３）のように変化する。
【００６５】
Ｉ＝（Ｖ−ω・Ｋ）／Ｒ                  （１）
ω＝（Ｖ−Ｉ・Ｒ）／Ｋ                  （２）
ω＋Δω＝（Ｖ＋ΔＶ−Ｉ・Ｒ）／Ｋ
Δω＝ΔＶ／Ｋ                          （３）
ここで、Ｋは電動機１の誘起電圧定数、Ｒはコイル抵抗である。
【００６６】
速度閾値補正部１９は、電源電圧検出部１８から入力される電源電圧Ｖの変化量ΔＶを算出し、Ｄｕｔｙ比制限部１７の速度閾値ωａ，ωａ’を補正量Δωで補正して、電源電圧に応じたＤｕｔｙ比上下限に更新する。
例えば、Ｄｕｔｙ比制限部１７が補正量Δω毎のＤｕｔｙ比上下限のルックアップテーブルを保持している場合、速度閾値補正部１９が電源電圧Ｖの変化量ΔＶに基づいて使用するルックアップテーブルを選択する。
【００６７】
以上より、実施の形態４によれば、電動機駆動装置は、直流電源３の電圧を検出する電源電圧検出部１８と、電源電圧検出部１８の検出する電源電圧に応じて速度閾値ωａ，ωａ’の補正量Δωを算出する速度閾値補正部１９とを備え、Ｄｕｔｙ比制限部１７は、速度閾値補正部１９の算出した補正量Δωを用いて、Ｄｕｔｙ比指令値の制限量を電源電圧に応じて補正するように構成した。このため、電源電圧が変動した場合でも、スイッチング素子５〜１０を適切にＰＷＭ制御することができ、起動時および反転時などの過電流検出を抑制できる。
【００６８】
なお、上記説明では、電動機１としてブラシレスモータを用いた場合を例示したが、ブラシ付きモータを用いても構わない。
また、上記説明では、フィードバック制御部１５がアクチュエータ２の実ストローク値と目標ストローク値とに基づいてＤｕｔｙ比指令値を算出する構成を例示したが、電動機１の３相ロータ位置検出信号から求まるロータの角度と目標角度とに基づいてＤｕｔｙ比指令値を算出する構成にしてもよい。
【００６９】
上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、この発明に係る電動機駆動装置は、母線の過電流検出後、Ｄｕｔｙ比＝０かつ短絡ブレーキ状態から通常のフィードバック制御を再開するようにして、正常であるにもかかわらず過電流検出回路が働き通電を遮断する事態を抑制したので、抵抗値が小さく応答性の高い電動機を駆動制御する電動機駆動装置などに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００７１】
１  電動機、２  アクチュエータ、３  直流電源、４  インバータ、５〜１０  スイッチング素子、１１  母線電流検出部、１２  過電流検出部、１３  マイコン、１４  ゲート駆動部、１５  フィードバック制御部、１６  ロータ回転速度算出部、１７  Ｄｕｔｙ比制限部、１８  電源電圧検出部、１９  速度閾値補正部。
【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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