(57)【要約】【課題】モータの制御精度をより向上させるモータ制御装置を提供する。【解決手段】複数のモータを制御するモータ制御装置１０は、各モータ１０ごとにＩＰＭ１４、制御用マイコン２０、電流センサ１５などを備えている。制御用マイコン２０は、電流センサ１５で検出され、Ａ／Ｄコンバータ１６で変換された電流検出値Ｉに基づいて駆動信号Ｓを生成する。ＩＰＭ１４は、制御用マイコン２０から入力された駆動信号Ｓに基づいてスイッチング素子を開閉し、駆動電流を生成している。供給部２２は、駆動信号Ｓから、スイッチング素子の開閉タイミングを検出する。制御用マイコン２０は、その開閉タイミングと電流の検出タイミングとが一致する場合は、電流検出のタイミングをシフトさせる。【選択図】図１
2006180602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一及び第二モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
複数の第一スイッチング素子を備え、当該第一スイッチング素子の開閉により第一駆動電流を第一モータに供給する第一駆動部と、
第一駆動電流の検出値と第一目標電流値とを比較し、その差分に応じて第一駆動部の第一スイッチング素子の開閉を制御する第一制御部と、
複数の第二スイッチング素子を備え、当該第二スイッチング素子の開閉により第二駆動電流を第二モータに供給する第二駆動部と、
第二駆動電流の検出値と第二目標電流値とを比較し、その差分に応じて第二駆動部の第二スイッチング素子の開閉を制御する第二制御部と、
第二スイッチング素子の開閉タイミングを前記第一駆動部に供給する第一供給部と、
を有し、
第一制御部は、第一駆動電流の検出値の検出タイミングと第二スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致している場合に第一駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、さらに、
第一スイッチング素子の開閉タイミングを前記第二駆動部に供給する第二供給部と、
を有し、
第二制御部は、第二駆動電流の検出値の検出タイミングと第一スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致している場合に第二駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
少なくとも第一及び第二モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
複数の第一スイッチング素子を備え、当該第一スイッチング素子の開閉により第一駆動電流を第一モータに供給する第一駆動部と、
第一駆動電流の検出値と第一目標電流値とを比較し、その差分に応じて第一駆動部の第一スイッチング素子の開閉を制御する第一制御部と、
複数の第二スイッチング素子を備え、当該第二スイッチング素子の開閉により第二駆動電流を第二モータに供給する第二駆動部と、
第二駆動電流の検出値と第二目標電流値とを比較し、その差分に応じて第二駆動部の第二スイッチング素子の開閉を制御する第二制御部と、
第二スイッチング素子の開閉タイミングを前記第一駆動部に供給する第一供給部と、
を有し、
第一制御部は、第一駆動電流の検出値の検出タイミングと第二スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致しており、かつ、第一駆動電流の検出値の変化量が所定の閾値以上の場合に、第一駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置であって、さらに、
第一スイッチング素子の開閉タイミングを前記第二駆動部に供給する第二供給部と、
を有し、
第二制御部は、第二駆動電流の検出値の検出タイミングと第一スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致しており、かつ、第二駆動電流の検出値の変化量が所定の閾値以上の場合に、第二駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置であって、
検出タイミングは、駆動電流の検出値をアナログ値からデジタル値に変換するタイミングであることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置であって、
供給部は、スイッチング素子の駆動信号に基づいてスイッチング素子の開閉タイミングを取得することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ制御装置であって、
供給部は、駆動信号のパルス波形におけるエッジ発生のタイミングを取得するエッジ検出手段を備え、
エッジ発生のタイミングをスイッチング素子の開閉タイミングとして取得することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ制御ユニットであって、
制御部は、検出タイミングと開閉タイミングとの時間差が、スイッチング素子間の遅延時間およびスイッチング素子の上下アームのデッドタイムの少なくとも一方に基づいて設定される許容値未満である場合に、両タイミングが実質的に一致していると判断することを特徴とするモータ制御ユニット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ制御ユニットであって、
制御部は、前回のスイッチング素子の開閉を制御に用いられた検出値を今回の検出値として用いることで検出タイミングのシフトを図ることを特徴とするモータ制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも第一及び第二モータを駆動制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータの駆動を制御するモータ制御装置が多数提案されている。例えば、特許文献１には、単一のモータの駆動を制御するベクトル制御装置が開示されている。このベクトル制御装置は、モータの回転速度検出値などのパラメータに基づいて、モータの制御値を算出している。このとき、検出された回転速度検出値から得られる回転方向検出値と回転方向指令値とが一致しない場合には、直前の制御値を使用してモータの駆動を制御する。これにより、回転速度検出値が、ノイズ等の影響で不適切な値であった場合も、適切な駆動制御が可能となる。
【０００３】
また、複数のモータの駆動制御するモータ制御装置も多数提案されている。例えば、特許文献２には、複数の負荷（モータ）を駆動させるためのＰＷＭ制御装置が開示されている。このＰＷＭ制御装置は、各モータごとに駆動回路が設けられており、この複数の駆動回路を単一のタイミング制御手段で制御している。制御手段は、各駆動回路に対してＰＷＭ信号を出力している。この際、複数のＰＷＭ信号は、そのパルスが互いに略等間隔に分散されるように出力される。これにより、各パルスの重なりが少なくなり、電源から流れる電流の変化が高周波化し、その振幅も小さくなる。その結果、電源電圧の変動を低減でき、より好適なモータ駆動が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３５７００号公報
【特許文献２】特開平９−３３１６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、周知のとおり、多くのモータ制御装置では、駆動部に直流電流を供給し、この駆動部に設けられたスイッチング素子を適宜開閉させることでモータを駆動するための駆動電流を生成している。このスイッチング素子の開閉動作の際には、スイッチングノイズと呼ばれるノイズが発生しやすい。このノイズは、モータに供給される駆動電流の検出値に混入し、モータの制御精度を低下させる原因となる。
【０００６】
すなわち、モータの駆動制御においては、目標電流値と現在の駆動電流値との差分を算出し、この差分値に基づいてスイッチング素子の開閉タイミングを制御している。しかし、現在の駆動電流である検出値にノイズが含まれていると正確な目標電流値との差分値が得られず、ひいては、正確なモータ駆動制御ができなかった。
【０００７】
しかしながら、従来の技術の多くは、このスイッチングノイズに対する考慮がなされていなかった。例えば、特許文献１の技術では、スイッチングノイズに対する考慮はされていない。また、特許文献２の技術によれば、スイッチングノイズの発生量は多少低減可能であるものの、発生したスイッチングノイズに対する対策は考慮されていない。
【０００８】
もちろん、駆動電流の検出タイミングとスイッチング素子の開閉タイミングとをずらして、スイッチングノイズが無い状態で駆動電流の検出値を取得することは可能である。しかし、この手法は、単一のモータを駆動制御する場合には有効であるものの、複数のモータを駆動制御する場合には適用困難である。すなわち、通常、複数のモータを駆動制御する場合は、各モータごとにスイッチング素子を備えた駆動部、電流検出手段、およびこれらを制御する制御部、を設ける必要がある。各制御部は、対応するモータを駆動する駆動部の開閉タイミングは認識できるが、他のモータを駆動する駆動部の開閉タイミングは認識できない。そのため、他のモータの開閉タイミングと、電流検出タイミングとを的確にずらすことができなかった。また、複数の駆動部を同期制御し、その開閉タイミングを確実に認識できるようにすることも考えられるが、各電流検出手段は一定の周期で電流検出するため、各駆動部のスイッチング素子開閉周期が互いに異なる場合には、開閉タイミングと検出タイミングが周期的に一致することがある。そして、結果として、モータの制御精度を低下させる場合がある。
【０００９】
そこで、本発明は、複数のモータを駆動制御する場合に、その制御精度をより向上でき得るモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のモータ制御装置は、少なくとも第一及び第二モータを駆動制御するモータ制御装置であって、複数の第一スイッチング素子を備え、当該第一スイッチング素子の開閉により第一駆動電流を第一モータに供給する第一駆動部と、第一駆動電流の検出値と第一目標電流値とを比較し、その差分に応じて第一駆動部の第一スイッチング素子の開閉を制御する第一制御部と、複数の第二スイッチング素子を備え、当該第二スイッチング素子の開閉により第二駆動電流を第二モータに供給する第二駆動部と、第二駆動電流の検出値と第二目標電流値とを比較し、その差分に応じて第二駆動部の第二スイッチング素子の開閉を制御する第二制御部と、第二スイッチング素子の開閉タイミングを前記第一駆動部に供給する第一供給部と、を有し、第一制御部は、第一駆動電流の検出値の検出タイミングと第二スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致している場合に第一駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせることを特徴とする。
【００１１】
好適な態様では、さらに、第一スイッチング素子の開閉タイミングを前記第二駆動部に供給する第二供給部と、を有し、第二制御部は、第二駆動電流の検出値の検出タイミングと第一スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致している場合に第二駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせる。
【００１２】
他の本発明であるモータ制御装置は、少なくとも第一及び第二モータを駆動制御するモータ制御装置であって、複数の第一スイッチング素子を備え、当該第一スイッチング素子の開閉により第一駆動電流を第一モータに供給する第一駆動部と、第一駆動電流の検出値と第一目標電流値とを比較し、その差分に応じて第一駆動部の第一スイッチング素子の開閉を制御する第一制御部と、複数の第二スイッチング素子を備え、当該第二スイッチング素子の開閉により第二駆動電流を第二モータに供給する第二駆動部と、第二駆動電流の検出値と第二目標電流値とを比較し、その差分に応じて第二駆動部の第二スイッチング素子の開閉を制御する第二制御部と、第二スイッチング素子の開閉タイミングを前記第一駆動部に供給する第一供給部と、を有し、第一制御部は、第一駆動電流の検出値の検出タイミングと第二スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致しており、かつ、第一駆動電流の検出値の変化量が所定の閾値以上の場合に、第一駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせることを特徴とする。
【００１３】
好適な態様では、第一スイッチング素子の開閉タイミングを前記第二駆動部に供給する第二供給部と、を有し、第二制御部は、第二駆動電流の検出値の検出タイミングと第一スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致しており、かつ、第二駆動電流の検出値の変化量が所定の閾値以上の場合に、第二駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせる。
【００１４】
好適な態様では、検出タイミングは、駆動電流の検出値をアナログ値からデジタル値に変換するタイミングである。好適な態様では、供給部は、スイッチング素子の駆動信号に基づいてスイッチング素子の開閉タイミングを取得する。望ましくは、供給部は、駆動信号のパルス波形におけるエッジ発生のタイミングを取得するエッジ検出手段を備え、エッジ発生のタイミングをスイッチング素子の開閉タイミングとして取得する。
【００１５】
他の好適な態様では、制御部は、検出タイミングと開閉タイミングとの時間差が、スイッチング素子間の遅延時間およびスイッチング素子の上下アームのデッドタイムの少なくとも一方に基づいて設定される許容値未満である場合に、両タイミングが実質的に一致していると判断する。他の好適な態様では、制御部は、前回のスイッチング素子の開閉を制御に用いられた検出値を今回の検出値として用いることで検出タイミングのシフトを図る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第一駆動電流の検出値の検出タイミングと第二スイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致している場合に第一駆動電流の検出値の検出タイミングをシフトさせるため、第一駆動電流の検出値に第二スイッチング素子のスイッチングノイズ重畳を防止できる。その結果、モータの制御精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態であるモータ制御装置１０の構成を示す図である。このモータ制御装置１０は、二つの交流モータ１２ａ，１２ｂをＰＷＭ制御するために用いられており、各モータごとにＩＰＭ（インテリジェント・パワー・モジュール）１４ａ，１４ｂや、制御用マイコン２０ａ，２０ｂなどが設けられている。
【００１８】
三相モータ１２は、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線を有しており、ＩＰＭ１４から駆動電流の供給を受けて駆動する。このＩＰＭ１４の概略構成を図２に示す。ＩＰＭ１４は、各モータ１２ごとに設けられており、直流電源から供給された直流電流を駆動電流に変換してモータ１２に供給する駆動部として機能する。本実施形態のＩＰＭ１４は、昇圧回路２８、駆動回路３０、スイッチング回路２６などを備えている。昇圧回路２８は、直流電源３６に接続されており、供給された電源を昇圧して、スイッチング回路２６に供給する。スイッチング回路２６は、各相ごとに上アーム３２ａ及び下アーム３２ｂを有しており、各アーム３２はスイッチング素子３４を備えている。各スイッチング素子３４は、相互に並列に連結されたトランジスタ及びダイオードから構成されている。このスイッチング素子３４は、制御用マイコン２０から出力される駆動信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ（以下、まとめて「Ｓ」という）に応じてその開閉が制御されており、この開閉動作により直流電流を駆動電流に変換している。駆動回路３０は、制御用マイコンから出力される駆動信号Ｓに応じてスイッチング素子３４を駆動する。この駆動回路の構成は周知のものを使用できるため、ここでは説明を省略する。ここで、スイッチング素子３４の開閉動作時にはスイッチングノイズと呼ばれるノイズが発生しやすい。そして、このスイッチングノイズは、後述する電流センサ１５など、アナログ系のセンサの検出値に悪影響を与えることが知られている。本実施形態では、このスイッチングノイズの影響を低減すべく、後述する供給部２２によってスイッチング素子３４の開閉タイミングを検出している。
【００１９】
電流センサ１５は、各モータ１２ごとに設けられており、モータ１２の各相に供給される駆動電流の電流値を測定する。電流センサ１５としては各種の形態のものを使用できる。例えば、ホール素子や磁気コアを用いた磁気式の電流センサや、シャント抵抗を用いた抵抗式の電流センサを用いることができる。抵抗式センサの場合は、シャント抵抗をスイッチング回路２６の各相の下アーム３２ｂと直列接続し、このシャント抵抗の電圧降下に基づいて各相の電流値を計測する。いずれの形式の電流センサを用いた場合であっても、その測定値はアナログ値として取得されるため、本実施形態では、その測定値をＡ／Ｄコンバータ１６でデジタル化している。Ａ／Ｄコンバータ１６は、所定の周期でアナログの測定値をデジタル値に変換する。制御用マイコン２０は、このデジタル値に変換された検出電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ（以下、まとめて「Ｉ」という）を用いて、駆動信号を生成する。したがって、制御用マイコン２０にとっては、Ａ／Ｄ変換された電流値が検出電流値であり、Ａ／Ｄ変換のタイミングが電流値の検出タイミングとなる。
【００２０】
回転センサ１８は、モータ１２の電気角ωを検出するためのセンサであり、レゾルバやＲＤＣなどで構成される。この回転センサ１８は、デジタル値として電気角ωを検出する。したがって、電流センサ１５と異なり、Ａ／Ｄ変換を実行することなく、そのまま、対応する制御用マイコン２０に入力される。
【００２１】
制御用マイコン２０は、このモータ制御装置１０の各部を制御するマイコンであり、やはり、各モータ１２ごとに設けられている。図３は、制御用マイコン２０の構成を示すブロック図である。この制御用マイコン２０は、二つの入力インターフェース４０，４２、一つの出力インターフェース５０、ＣＰＵ４４、メモリ４６、タイマ４８などを備えている。通常入力インターフェース（ＩＮ１）４０は、上位制御装置（図示せず）で算出された目標トルク値τや、電流センサ１５で検出された電流値Ｉ、回転センサ１８で検出された電気角ωなどの入力を受け付ける。割り込み入力インターフェース（ＩＮ２）４２は、後述する供給部２２から出力される開閉信号Ｅの入力を受け付ける。なお、いずれの入力インターフェースもデジタルで入力を受け付ける。
【００２２】
ＣＰＵ４４は、制御用マイコン２０の各部を制御するプロセッサであり、入力された各データに基づいてｄｑ軸演算を実行し、駆動信号Ｓを生成する。具体的には、目標トルク値τおよび電気角ωに基づいて、当該目標トルクτを出力するために必要となる目標電流値Ｉ＊を算出する。続いて、電流センサ１５及びＡ／Ｄコンバータ１６で検出された検出電流値Ｉと目標電流値Ｉ＊との差分をとり、この差分を誤差増幅し、キャリア三角波と比較した矩形波を生成する。この矩形波がＩＰＭ１４の各スイッチング素子３４を開閉駆動するための駆動信号Ｓ（ＰＷＭ信号）となる。この生成された駆動信号Ｓは、出力インターフェース５０を介してＩＰＭ１４の駆動回路３０に出力される。この駆動信号生成の際、ＣＰＵ４４は、後述するスイッチング素子３４の開閉タイミングに応じて、適宜、検出電流値Ｉの検出タイミングをシフトさせるが、これについては、後に詳説する。
【００２３】
メモリ４６は、入力された各種データの他、前回の駆動信号生成に利用した検出電流値である前回制御用電流値Ｉｂａｃｋなどを一時的に記憶する。ＣＰＵ４４は、このメモリ４６に記憶されたデータを用いて、駆動信号Ｓを生成する。タイマ４８は、ＣＰＵ４４からの指令に応じて起動される。ＣＰＵ４４は、このタイマ４８の値に基づいて、スイッチング素子３４の開閉タイミングと、電流の検出タイミングとが実質的に一致するか否かを判断する。
【００２４】
次に、供給部２２について説明する（図１参照）。供給部２２は、各モータ１２ごとに設けられており、他のモータ１２に対応するＩＰＭのスイッチング素子３４の開閉動作を検出する。すなわち、第一モータ１２ａに対応する第一供給部２２ｂは、第二ＩＰＭ１４ｂのスイッチング素子３４の開閉動作を検出し、これを開閉信号Ｅとして第一制御用マイコンに出力する。スイッチング素子３４の開閉動作は、各制御用マイコン２０から出力される駆動信号Ｓに基づいて検出する。
【００２５】
図４は供給部２２の構成を示すブロック図である。供給部２２は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に対応するエッジ検出回路５２と、ＮＡＮＤ回路５４から構成される。エッジ検出回路５２は、矩形波信号である各相の駆動信号Ｓの立ち上がり、および、立ち下がり部分、換言すれば、矩形波信号のエッジを検出し、エッジ検出信号としてＮＡＮＤ回路５４に出力する。ＮＡＮＤ回路５４では、三相のエッジ検出回路５２のうち少なくとも一つからエッジ検出信号が入力されれば、開閉動作があったことを示す開閉信号Ｅを出力する。
【００２６】
エッジ検出回路５２は、図５に示すように、微分回路５８およびコンパレート回路６０から構成される。微分回路５８は、コンデンサおよび抵抗などから構成されており，入力信号（駆動信号Ｓ）の微分を行なう。この際、入力信号は受け側の抵抗Ｖｃｃに対して１／２に分圧されるようになっている。コンパレート回路６０は、二つのコンパレータなどから構成されている。各コンパレータは基準電圧Ｖ２，Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ２）と微分後の信号Ｖ１とを比較し、その比較結果に応じてＨ（ハイ）またはＬ（ロー）の信号を出力する。図５のコンパレート回路６０は、このコンパレータが並列に配されている。その結果、微分後の信号Ｖ１がＶ３〜Ｖ２の範囲内にある場合はＬ、Ｖ３〜Ｖ２の範囲外の場合はＨの信号を出力するウィンドコンパレートとして機能している。
【００２７】
このエッジ検出回路５２でのエッジ検出の様子を図６に示す。図６のうち、ａは駆動信号ＳであるＰＷＭ矩形波を、ｂは微分回路５８通過後の電圧信号を、ｃはコンパレート回路６０通過後の電圧信号を示す。駆動信号ＳであるＰＷＭ信号は、５Ｖの電圧信号である。この電圧信号ａは、エッジ検出回路５２の電圧信号の入力端子Ｖｉｎに入力される。入力された電圧信号ａは、微分回路５８により微分されるとともにゼロ点が１／２Ｖｃｃにシフトされる。したがって、Ｖｃｃ＝５Ｖの場合、微分回路５８を通過した電圧信号ｂは、図６に示すように信号立ち上がり時は＋７．５Ｖ、信号立ち上がり時は−２．５Ｖにスイングする波形となる。微分後の電圧信号ｂは、二つのオペアンプにより、Ｖ２（図６の例では＋４．５Ｖ）〜Ｖ３（図６の例では＋０．５Ｖ）の間でウィンドコンパレートされる。その結果、駆動信号Ｓの立ち上がり及び立ち下がり時にＬパルスを発生する信号ｃがＶｏｕｔから出力される。この信号ｃをＮＡＮＤ回路５４に入力することにより、矩形波のエッジ発生タイミングでＨパルスが出現する開閉信号Ｅが生成できる。
【００２８】
なお、ここで例示した供給部２２の構成は一例であり、当然、他の構成を用いてもよい。例えば、ハードロジック回路やソフトロジックなどを利用して矩形波のエッジを検出してもよい。また、本実施形態では、駆動信号Ｓからスイッチング素子３４の開閉タイミングを取得しているが、スイッチング回路２６の電圧変化等から直接、開閉タイミングを検出するようにしてもよい。
【００２９】
次に、このモータ制御装置１０でのモータ制御の流れについて図７を用いて説明する。図７の左側は通常の制御流れを、図７の右側は通常の制御の途中で発生する割り込み処理の流れを示すフローチャートである。
【００３０】
制御用マイコン２０のＣＰＵ４４には、所定の周期で、目標トルク値τ、電気角ω、検出電流値Ｉが入力される。目標トルク値τは上位制御装置からデジタル値として入力される。電気角ωは回転センサ１８によってデジタルで検出され、入力される。ＣＰＵ４４は、この目標トルクτおよび電気角ωに基づいて、当該目標トルクτを出力するために必要な目標電流値Ｉ＊を算出する（Ｓ１０）。続いて、得られた目標電流値Ｉ＊と検出電流値Ｉとの差分を取得する。
【００３１】
ここで、既述したように電流センサ１５そのものは、相電流値をアナログで検出する。したがって、ノイズの影響を受けやすく、その検出値にノイズが含まれている場合がある。特に、ＩＰＭ１４のスイッチング素子３４の開閉時にはスイッチングノイズが発生する。このスイッチング素子３４の開閉タイミングと、相電流値の検出タイミング、すなわち、Ａ／Ｄ変換タイミングとが実質的に一致する場合、Ａ／Ｄ変換後の検出電流値Ｉにはノイズが重畳されることになる。ノイズが混入した検出電流値Ｉに基づいて駆動信号Ｓを生成した場合、適切な駆動信号Ｓが生成できず、ひいては、モータ１２の制御精度を低下させる。
【００３２】
そこで、通常、ＣＰＵ４４は、生成した駆動信号Ｓから対応するＩＰＭ１４のスイッチング素子３４の開閉タイミングを求め、この開閉タイミングとＡ／Ｄ変換タイミングとをずらすように制御している。例えば、第一制御用マイコン２０ａは、自らが生成、出力した駆動信号Ｓに基づいて、対応する第一ＩＰＭ１４ａのスイッチング素子３４の開閉タイミングを求め、この開閉タイミングと第一Ａ／Ｄコンバータ１６ａの変換タイミングとをずらすように制御している。これにより、第一ＩＰＭ１４ａのスイッチング素子開閉に伴うスイッチングノイズの影響を防止することができる。
【００３３】
しかしながら、複数のモータを制御するモータ制御装置の場合、スイッチングノイズを発生するＩＰＭ１４は単一ではない。すなわち、図１の例では、第一電流センサ１５ａ及び第一Ａ／Ｄコンバータ１６ａで検出される検出電流値Ｉは、第一ＩＰＭ１４ａだけでなく、第二ＩＰＭ１４ｂで発生するスイッチングノイズの影響も受ける。したがって、高精度でのモータ制御を行なう場合は、第一Ａ／Ｄコンバータ１６ａの変換タイミングを、第一ＩＰＭ１４ａおよび第二ＩＰＭ１４ｂの両方の開閉タイミングとずらす必要がある。しかし、第一制御用マイコン２０ａは、同一クロックで制御している第一ＩＰＭ１４ａの開閉タイミングを認識することはできるが、非同期クロックで制御されている第二ＩＰＭ１４ｂの開閉タイミングを認識することができない。
【００３４】
そこで、本実施形態では、供給部２２を設け、この供給部２２で他のモータ１２に対応するＩＭＰ１４のスイッチング素子開閉を検出している。供給部２２は、スイッチング素子３４の開閉を検出すれば、これを開閉信号Ｅとして対応する制御用マイコン２０に入力する。この開閉信号Ｅは、既述したように、駆動信号Ｓである矩形波のエッジをエッジ検出回路５２で検出することにより得られる。得られた開閉信号Ｅは、制御用マイコン２０の割り込み入力インターフェース４２に入力される。制御用マイコン２０は、割り込み入力インターフェース４２に開閉信号Ｅが入力されれば、スイッチング素子３４が開閉されたと判断する。そして、割り込み処理としてタイマ４８の起動を開始する。具体的には、タイマ４８を初期化してＴ＝０とした後、カウントを開始させる（Ｓ３０、Ｓ３２）。
【００３５】
一方、Ａ／Ｄコンバータ１６は、予め設定されたタイミングで、電流センサで検出されたアナログの電流値をデジタル値に変換する（Ｓ１２）。デジタル値に変換された電流値は、制御用マイコンの通常入力インターフェース４０に入力される。ＣＰＵ４４は、入力された電流値の検出タイミング（Ａ／Ｄ変換タイミング）と、他モータ１２に対応するスイッチング素子３４の開閉タイミングと、が実質的に一致するか否かを判断する（Ｓ１４）。具体的には、両タイミングの時間差が所定の許容時間内にある場合は一致していると、時間差が所定時間以上である場合は不一致と判断する。これは、両タイミングの時間差は、スイッチング素子３４開閉時（エッジ検出時）に起動したタイマ４８の値を参照することにより得ることができる。
【００３６】
ここで両タイミングの時間差の許容所定時間は、駆動信号出力から実際にスイッチング素子３４が開閉されるまでの遅延時間や、上下アームでのデッドタイムなどから求まる。すなわち、供給部２２は、駆動信号Ｓである矩形波のエッジに基づいてスイッチング素子３４の開閉タイミングを検出している。しかし、実際にスイッチング素子３４が開閉されるのは、駆動信号Ｓのエッジ検出から所定の遅延時間Ｔｄｅｌａｙ経過後である。また、上アーム３２ａのスイッチング素子３４がＯＮ（またはＯＦＦ）された後、所定のデッドタイムＴｄｅａｄ経過後に下アーム３２ｂのスイッチング素子３４がＯＦＦ（またはＯＮ）となる。つまり、供給部２２でエッジが検出されてから実際に上アーム３２ａまたは下アーム３２ｂのスイッチング素子３４がＯＮまたはＯＦＦされるのは遅延時間Ｔｄｅｌａｙ後であり、さらに、デッドタイムＴｄｅａｄ後に下アーム３２ｂまたは上アーム３２ａのスイッチング素子３４がＯＦＦまたはＯＮされる。したがって、本実施形態では、電流検出タイミングと、スイッチング素子３４の開閉タイミング（エッジ検出タイミング）との時間差ΔＴが遅延時間Ｔｄｅｌａｙ以上、デッドタイムＴｄｅａｄ以下（Ｔｄｅｌａｙ≦ΔＴ≦Ｔｄｅａｄ）の場合に、両タイミングは実質的に一致すると判断する。なお、使用される遅延時間やデッドタイムは、そのばらつきや安全率を考慮した値が用いられる。例えば、遅延時間が１．５ｍｓｅｃ〜２．１ｍｓｅｃのばらつきがある場合は、ノイズの影響を極力減らすためには、Ｔｄｅｌａｙ＝１．５ｍｓｅｃとすることが望ましい。また、デッドタイムが４．８ｍｓｅｃ〜５．２ｍｓｅｃのばらつきがある場合は、Ｔｄｅａｄ＝５．２ｍｓｅｃとすることが望ましい。
【００３７】
上記基準により電流検出タイミングと開閉タイミングとが実質的に一致しないと判断した場合は、検出電流値Ｉを今回の制御用電流値Ｉｃｏｎｔに設定する（Ｓ１６）。そして、この制御用電流値Ｉｃｏｎｔと目標電流値Ｉ＊との差分に基づいて、駆動信号Ｓを生成する（Ｓ２０）。駆動信号Ｓを生成した後は、今回、使用した制御用電流値Ｉｃｏｎｔ、すなわち、今回、検出された電流値Ｉを前回制御用電流値Ｉｂａｃｋとして、メモリに記憶しておく。
【００３８】
一方、電流検出タイミングと開閉タイミングとが実質的に一致したと判断した場合は、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを用いて駆動信号Ｓを生成する（Ｓ１８、Ｓ２０）。すなわち、メモリ４６に記憶されている前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを、今回の制御用電流値Ｉｃｏｎｔに設定し、この制御用電流値Ｉｃｏｎｔと目標電流値Ｉ＊との差分に基づいて駆動信号Ｓを生成する。換言すれば、両タイミングが実質的に一致している場合には、電流の検出タイミングを過去にシフトさせ、過去のタイミングで検出された電流値を用いて駆動信号Ｓの生成を行なっている。駆動信号Ｓを生成した後、今回使用した制御用電流値Ｉｃｏｎｔ、すなわち、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを新たに前回制御用電流値Ｉｂａｃｋとしてメモリ４６に記憶しておく。
【００３９】
このように、電流検出タイミングと開閉タイミングとが一致した場合に前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを用い、実質的に電流検出タイミングを過去にシフトさせることにより、スイッチングノイズに起因する制御誤差を低減できる。また、前回の検出値ではなく、前回の制御用電流値Ｉｂａｃｋを用いることにより、より確実にスイッチングノイズの影響を低減できる。すなわち、前回の検出タイミングが開閉タイミングと一致している場合、前回検出値にもスイッチングノイズが重畳されていることになる。かかる値を用いた場合、適切な制御を実現できない。一方、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋは、必ず、開閉タイミングとはずれたタイミングで検出された電流値である。したがって、かかる値を用いて駆動信号Ｓを生成すれば、スイッチングノイズの影響を低減でき、制御精度をより向上できる。
【００４０】
図８は、具体的な制御用電流値の一例を示す表である。表の一行目は検出回数を、二行目はそのときの検出電流値Ｉを、三行目はタイミングの一致・不一致を、四行目は駆動信号生成に用いられた電流値（制御用電流値Ｉｃｏｎｔ）を示す。
【００４１】
まず、１回目の検出でＩ１の電流値が検出され、この検出タイミングと開閉タイミングが不一致であると判断されたとする。この場合、制御用電流値には、検出電流値であるＩ１が用いられる。次に、２回目の検出でＩ２の電流値が検出され、この検出タイミングと開閉タイミングとが実質的に一致したと判断されたとする。この場合、この検出電流値Ｉ２には、スイッチングノイズが重畳している可能性が高いため、駆動信号Ｓの生成には、このＩ２ではなく、前回の制御用電流値であるＩ１が用いられる。このように、タイミング一致の場合に、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを用いて検出タイミングを過去にシフトさせることにより、スイッチングノイズの影響を低減でき、制御精度を向上できる。
【００４２】
その後、３回目、４回目の検出タイミングは、いずれも開閉タイミングと一致しないため、検出電流値Ｉ３，Ｉ４がそのまま制御用電流値として用いられる。そして、５回目の電流検出タイミングと開閉タイミングとが一致した場合、制御用電流値には、前回の制御用電流値であるＩ４が用いられる。また、６回目の電流検出でもその検出タイミングと開閉タイミングとが一致していた場合、前回（５回目）の制御用電流値であるＩ４が、今回の制御用電流値として用いられる。このように前回の検出値（Ｉ５）ではなく、前回の制御用電流値（Ｉ４）を用いることによりスイッチングノイズ重畳の可能性の高い値を用いることがないため、制御精度をより向上できる。
【００４３】
以上、説明したように、本実施形態によれば、スイッチングノイズが発生する開閉タイミングに検出された電流値を用いないため、スイッチングノイズの影響を低減でき、結果として制御精度を向上できる。なお、本実施形態では、検出タイミング及び開閉タイミングが一致した場合に前回の制御用電流値を用いているが、当然、前回の検出電流値を用いてもよい。また、場合によっては、両タイミングが一致した場合、すなわち、検出電流値にスイッチングノイズが含まれている可能性が高い場合は、制御を行なわないようにしてもよい。例えば、両タイミングが一致した場合は、新たな駆動信号Ｓを生成せず、前回と同様の駆動信号Ｓを出力するようにしてもよい。また、本実施形態では、二つのモータを制御する例を説明したが当然、より多数のモータを制御するようにしてもよい。
【００４４】
次に、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態における各部の構成は、図１と同様であるため、ここでの説明は省略する。この第二の本実施形態では、検出電流値にスイッチングノイズが重畳されていると判断する規準が異なる。これについて、図９を用いて説明する。図９は、他の実施形態であるモータ制御装置でのモータ制御の流れを示すフローチャートであり、右側が通常処理、左側が割り込み処理を示す。
【００４５】
先の実施形態と同様、制御用マイコン２０のＣＰＵ４４は、目標トルク値τ及び電気角ωに基づいて、目標電流値Ｉ＊を算出する（Ｓ４０）。また、電流センサで検出された値をデジタル値に変換し、検出電流値Ｉを取得する（Ｓ４２）。さらに、スイッチング素子３４の開閉動作が検出されれば、タイマ４８の初期化及び起動を割り込み処理として実行する（Ｓ６０、Ｓ６２）。そして、このタイマ４８を参照して、電流検出タイミングとスイッチング素子の開閉タイミングとが実質的に一致するか否かを判断する（Ｓ４４）。この判断基準は、先の実施形態と同様、両タイミングの時間差が所定の基準時間以内か否かで判断する。
【００４６】
その結果、両タイミングが一致しないと判断された場合は、検出電流値Ｉにスイッチングノイズは重畳されていないと判断し、当該検出電流値Ｉを制御用電流値Ｉｃｏｎｔに設定する（Ｓ４６）。そして、この制御用電流値Ｉｃｏｎｔと目標電流値Ｉ＊との差分に基づいて駆動信号Ｓを生成する（Ｓ５４）。
【００４７】
一方、両タイミングが一致すると判断された場合は、さらに、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋと今回の検出電流値Ｉとの差分値ΔＩ（ΔＩ＝｜Ｉｂａｃｋ−Ｉ｜）を求め、この差分値ΔＩが所定の基準値以内か否かを判断する（Ｓ５０）。判断の結果、差分値ΔＩが所定の基準値以上の場合は、得られた検出電流値にスイッチングノイズが重畳されていると判断し、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを新たな制御用電流値Ｉｃｏｎｔに設定する（Ｓ５２）。そして、この制御用電流値Ｉｃｏｎｔに基づいて駆動信号Ｓを生成する（Ｓ５４）。一方、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋと今回の検出電流値Ｉとの差分値ΔＩが所定の基準値未満、換言すれば、検出電流値Ｉの変化量が小さい場合には、当該検出電流値Ｉにはスイッチングノイズが重畳されていないと判断し、当該検出電流値Ｉを制御用電流値Ｉｃｏｎｔに設定する（Ｓ４６）。そして、この制御用電流値に基づいて駆動信号を生成する（Ｓ５４）。
【００４８】
つまり、本実施形態では、ノイズ重畳の有無の判断基準として、両タイミングの一致性だけでなく、検出電流値Ｉの変化量も用いている。通常、モータに供給される駆動電流は、比較的、緩やかに変化することが多い。一方、ノイズ重畳された検出値は、ノイズの影響によりその値が真値と急激に変動する。本実施形態では、この点に着目し、検出電流値Ｉの変化量もノイズ重畳の有無判断の基準の一つとし、両タイミングが一致している場合でも変化量が小さい場合にはノイズ重畳していないと判断する。これにより、より確実にノイズ重畳の有無判断ができる。その結果、ノイズ重畳されていないにも関わらず、前回制御用電流値Ｉｂａｃｋを用いることによる制御精度の低下を防止できる。
【００４９】
図１０は、具体的な制御用電流値Ｉｃｏｎｔの一例を示す表である。表の一行目は検出回数を、二行目はそのときの検出電流値Ｉを、三行目はタイミングの一致・不一致を、四行目は前回制御用電流値Ｉｂａｃｋと今回の検出電流値Ｉとの差分値ΔＩを、五行目は駆動信号生成に用いられた電流値（制御用電流値Ｉｃｏｎｔ）を示す。
【００５０】
表の例では、２回目、５回目、６回目において検出タイミングと開閉タイミングとが一致していることが分かる。つまり、２回目、５回目、６回目に検出された検出電流値Ｉ２，Ｉ５，Ｉ６にはスイッチングノイズが重畳されている可能性がある。そこで、このような場合には、検出電流値と前回制御用電流値との差分値ΔＩを算出し、その差分値と基準値とを比較する。図１０の例では、２回目の検出において、タイミングは一致するものの、差分値ΔＩは基準値以下である。この場合、２回目の検出電流値Ｉ２にはスイッチングノイズは重畳されていないと判断され、制御用電流値としてはＩ２がそのまま使用される。
【００５１】
一方、５回目の検出においては、タイミングが一致し、かつ、差分値が基準値以上となっている。この場合は、検出電流値Ｉ５にスイッチングノイズが重畳されていると判断し、制御用電流値には前回制御用電流値であるＩ４が用いられる。６回目の検出では、タイミング一致するため、前回制御用電流値Ｉ４と今回の検出電流値Ｉ６との差分値を求める。この差分値は、所定の基準値未満であるため、６回目の駆動信号生成には検出電流値Ｉ６が制御用電流値として用いられる。
【００５２】
以上、説明したように本実施形態によれば、タイミングの一致性だけでなく、検出電流値と前回制御用電流値との差分値の大きさも、ノイズ重畳有無の判断基準として用いている。これにより、より正確にノイズ重畳の有無が判断でき、ノイズ重畳していないにも関わらず前回制御用電流値の使用に起因する制御精度低下を防止できる。その結果、より高精度でのモータ制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態であるモータ制御装置の構成を示す図である。
【図２】ＩＰＭの概略構成を示す図である。
【図３】制御用マイコンの概略構成を示すブロック図である。
【図４】供給部の構成を示す図である。
【図５】エッジ検出回路の構成を示す図である。
【図６】エッジ検出回路でのエッジ検出の様子を示す図である。
【図７】モータ制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】具体的な制御用電流値の一例を示す表である。
【図９】他の実施形態におけるモータ制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】他の実施形態における具体的な制御用電流値の一例を示す表である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  モータ制御装置、１２  モータ、１５  電流センサ、１６  Ａ／Ｄコンバータ、１４  ＩＰＭ、１８  回転センサ、２０  制御用マイコン、２２  供給部、２６  スイッチング回路、２８  昇圧回路、３０  駆動回路、３４  スイッチング素子、４０，４２  入力インターフェース、４４  ＣＰＵ、４６  メモリ、４８  タイマ、５０  出力インターフェース、５２  エッジ検出回路、５４  ＮＡＮＤ回路、５８  微分回路、６０  コンパレート回路。
【図１】
2006180602.tif 000003
【図２】
2006180602.tif 000004
【図３】
2006180602.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006180602.tif 000008
【図７】
2006180602.tif 000009
【図８】
2006180602.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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