(57)【要約】【課題】１シャント電流検出技術による電流の検出および他の物理量の検出を１つのＡ／Ｄ変換器を用いて行うことを可能にする。【解決手段】３相のモータ２を正弦波駆動するモータ制御装置４は、１シャント電流検出を行うようになっている。変換動作制御部１７は、空き領域検出部１８、判定部１９および変換動作実行部２１を備える。空き領域検出部１８は、モータ２を駆動するための駆動信号を生成する際に用いられる信号生成情報に基づいて３相電流を検出する電流検出期間を予測し、Ａ／Ｄ変換器１６の空き領域を求める。判定部１９は、空き領域検出部１８により検出された空き領域が電圧検出信号ＳｖをＡ／Ｄ変換することができる長さを有する利用可能時間であるか否かを判定する。変換動作実行部２１は、判定部１９により利用可能時間であると判定された空き領域を利用して他の物理量である電源電圧ＶＤＤに対応した電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相のモータ（２）を正弦波駆動するモータ制御装置（４）であって、
前記モータの３相電流が流れるように設けられた単一のシャント抵抗（Ｒｓ）の端子電圧に応じた電流検出信号を出力する第１物理量検出部（１３）と、
前記モータの駆動に関連する物理量に対応した物理量検出信号を出力する第２物理量検出部（１４）と、
前記電流検出信号および前記物理量検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１６）と、
前記Ａ／Ｄ変換器の動作を制御して前記電流検出信号および前記物理量検出信号のＡ／Ｄ変換を実行する変換動作制御部（１７）と、
を備え、
前記変換動作制御部は、
前記モータを駆動するための駆動信号を生成する際に用いられる信号生成情報に基づいて前記３相電流を検出する電流検出期間を予測し、前記Ａ／Ｄ変換器の空き領域を求める空き領域検出部（１８）と、
前記空き領域検出部により検出された前記空き領域が、前記物理量検出信号をＡ／Ｄ変換することができる長さを有する利用可能時間であるか否かを判定する判定部（１９）と、
前記判定部により前記利用可能時間であると判定された前記空き領域を利用して前記物理量検出信号のＡ／Ｄ変換を行う変換動作実行部（２１）と、
を備えるモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータの駆動に関連する物理量は、前記モータに印加される電源電圧であり、
前記物理量検出信号は、前記電源電圧に対応した電圧検出信号である請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記変換動作制御部は、
前記判定部により前記利用可能時間であると判定された前記空き領域が複数存在する場合に、それら複数の前記空き領域のうちいずれか１つを選択する選択部（２０）を備え、
前記選択部は、前記物理量検出信号のＡ／Ｄ変換が周期的に実行されるように、前記空き領域を選択し、
前記変換動作実行部は、前記選択部により選択された前記空き領域を利用して前記物理量検出信号のＡ／Ｄ変換を行う請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記選択部は、前記複数の空き領域のうち、前回の前記物理量検出信号のＡ／Ｄ変換に利用された前記空き領域からの時間が、前記モータの駆動周期に最も近い前記空き領域を選択する請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
モータ（２）と、
前記モータの３相電流が流れるように設けられた単一のシャント抵抗（Ｒｓ）と、
前記モータを駆動するモータ駆動回路（３）と、
請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を備えるモータ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相のモータを正弦波駆動するモータ制御装置およびモータ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラシレスＤＣモータなどのモータを、正弦波駆動し且つセンサレス制御する要望がある。このような要望を満たすためには、モータの３相に流れる電流を検出する必要がある。このような電流の検出技術として、１つのシャント抵抗により３相の電流を検出する、いわゆる１シャント電流検出技術を挙げることができる。１シャント電流検出技術によれば、低コスト化を実現することが可能である。
【０００３】
このようなモータの駆動を制御するモータ制御装置では、上述した３相の電流の電流値だけでなく、電源電圧の電圧値や温度センサの検出値など、他の物理量についても、Ａ／Ｄ変換器で取り込んで制御する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３５６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１シャント電流検出を行う場合、モータへの通電を行うためのパワーＭＯＳトランジスタを駆動するゲート駆動信号の変化タイミングに基づいてＡ／Ｄ変換タイミングが生成される。そのため、Ａ／Ｄ変換タイミングは、一定ではなく、制御波形に応じて変化することになる。
【０００６】
このようなことから、１シャント電流検出を行う場合には、電源電圧などを検出するためのＡ／Ｄ変換器とは別に、専用のＡ／Ｄ変換器を用意する必要があった。その結果、２つのＡ／Ｄ変換器が必要となり、モータ制御装置を構成するための半導体集積回路の回路面積が増加するとともに、その製造コストが増加する、といった問題が生じていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、１シャント電流検出技術による電流の検出および他の物理量の検出を１つのＡ／Ｄ変換器を用いて行うことができるモータ制御装置およびモータ駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のモータ制御装置（４）は、３相のモータ（２）を正弦波駆動するものであり、第１物理量検出部（１３）、第２物理量検出部（１４）、Ａ／Ｄ変換器（１６）および変換動作制御部（１７）を備えている。第１物理量検出部は、モータの３相電流が流れるように設けられた単一のシャント抵抗（Ｒｓ）の端子電圧に応じた電流検出信号を出力する。第２物理量検出部は、モータの駆動に関連する物理量に対応した物理量検出信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器は、電流検出信号および物理量検出信号をＡ／Ｄ変換する。変換動作制御部は、Ａ／Ｄ変換器の動作を制御して電流検出信号および物理量検出信号のＡ／Ｄ変換を実行する。
【０００９】
このように、上記構成のモータ制御装置は、１シャント電流検出を行うようになっている。従来技術を説明する際にも述べたが、１シャント電流検出を行う場合、３相電流を検出する電流検出タイミングは、一定ではなく、制御波形に応じて変化することになる。そのため、従来技術では、電流検出信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器と、物理量検出信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器とを別々に用意していた。
【００１０】
これに対し、上記構成のモータ制御装置では、次のような工夫を加えることにより、１つのＡ／Ｄ変換器を用いて、電流検出信号および物理量検出信号の双方をＡ／Ｄ変換するようにしている。すなわち、変換動作制御部は、空き領域検出部（１８）、判定部（１９）および変換動作実行部（２１）を備えている。空き領域検出部は、モータを駆動するための駆動信号を生成する際に用いられる信号生成情報に基づいて３相電流を検出する電流検出期間を予測し、Ａ／Ｄ変換器の空き領域を求める。判定部は、空き領域検出部により検出された空き領域が、物理量検出信号をＡ／Ｄ変換することができる長さを有する利用可能時間であるか否かを判定する。変換動作実行部は、判定部により利用可能時間であると判定された空き領域を利用して物理量検出信号のＡ／Ｄ変換を行う。
【００１１】
このように、上記構成では、３相電流を検出する電流検出期間を予測し、その予測した電流検出期間からＡ／Ｄ変換器の空き領域（空き時間）を求め、その空き領域のうち物理量検出信号をＡ／Ｄ変換するために要する時間以上の長さを持つ空き領域を利用して物理量検出信号のＡ／Ｄ変換を行うようになっている。したがって、上記構成によれば、１シャント電流検出技術による電流の検出と他の物理量の検出を１つのＡ／Ｄ変換器を用いて行うことができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るモータ駆動システムの構成を模式的に示す図
【図２】第１実施形態に係る各相のDuty指令信号を模式的に示す図
【図３】第１実施形態に係るDuty指令信号、三角波信号、ＰＷＭ信号、電圧検出信号およびＡ／Ｄ変換可能領域フラグを模式的に示すタイミングチャート
【図４】第１実施形態に係る空き領域検出部および判定部による各処理の流れを模式的に示す図
【図５】第１実施形態に係る選択部による処理の流れを模式的に示す図
【図６】第２実施形態に係る選択部による処理の流れを模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すモータ駆動システム１は、車両に搭載されるモータ２、モータ２を駆動するモータ駆動回路３、シャント抵抗Ｒｓおよびモータ駆動回路３によるモータ２の駆動を制御するモータ制御装置４を備えている。
【００１４】
モータ２は、３相のブラシレスＤＣモータであり、例えば、ブロアモータ、ラジエターファンモータなどとして用いられる。シャント抵抗Ｒｓは、モータ２の３相電流が流れるように設けられている。つまり、本実施形態では、モータ２の３相の電流を単一のシャント抵抗Ｒｓで検出する、いわゆる１シャント電流検出を行うようになっている。
【００１５】
モータ駆動回路３は、６つのＮチャネル型ＭＯＳトランジスタＱ１〜Ｑ６を備えている。トランジスタＱ１〜Ｑ６は、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線ＬｄとノードＮｇとの間に、３相フルブリッジの形態となるように接続されている。ノードＮｇは、シャント抵抗Ｒｓを介して回路の基準電位となるグランド電位ＧＮＤが与えられるグランド線Ｌｇに接続されている。
【００１６】
トランジスタＱ１〜Ｑ６の各ゲートには、モータ制御装置４から出力されるゲート駆動信号が与えられている。ゲート駆動信号は、モータ２を駆動するための駆動信号に相当する。トランジスタＱ１、Ｑ２の相互接続ノードＮｕは、Ｕ相の出力端子としてモータ２に接続されている。トランジスタＱ３、Ｑ４の相互接続ノードＮｖは、Ｖ相の出力端子としてモータ２に接続されている。トランジスタＱ５、Ｑ６の相互接続ノードＮｗは、Ｗ相の出力端子としてモータ２に接続されている。
【００１７】
モータ制御装置４は、モータ２を正弦波駆動し且つセンサレス制御するもので、半導体集積回路（ＩＣ）として構成されている。モータ制御装置４は、ＣＰＵ５、ＰＷＭ生成部６、プリドライバ７〜１２、電流検出部１３、電圧検出部１４、マルチプレクサ１５、Ａ／Ｄ変換器１６および変換動作制御部１７を備えている。
【００１８】
ＣＰＵ５は、図示しないメモリなどに記憶されたプログラムに従い、モータ制御装置４の動作全般を制御する。ＰＷＭ生成部６は、モータ２を正弦波駆動するためのＰＷＭ信号ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨおよびＷＬを生成する。ＰＷＭ生成部６により生成されるＰＷＭ信号ＵＨ〜ＷＬは、プリドライバ７〜１２にそれぞれ与えられている。プリドライバ７〜１２は、入力されたＰＷＭ信号ＵＨ〜ＷＬをレベルシフトするなどして得られるゲート駆動信号をそれぞれ対応するトランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートへと出力する。
【００１９】
電流検出部１３は、シャント抵抗Ｒｓの端子電圧に応じた電流検出信号Ｓｉを出力するものであり、抵抗Ｒ１〜Ｒ３およびＯＰアンプＯＰ１を備えている。抵抗Ｒ１は、シャント抵抗Ｒｓの一方の端子、つまりノードＮｇとＯＰアンプＯＰ１の反転入力端子との間に接続されている。抵抗Ｒ２は、シャント抵抗Ｒｓの他方の端子、つまりグランド線ＬｇとＯＰアンプＯＰ１の非反転入力端子との間に接続されている。抵抗Ｒ３は、ＯＰアンプＯＰ１の非反転入力端子と出力端子との間に接続されている。このような構成により、電流検出部１３は、シャント抵抗Ｒｓの端子電圧を増幅して得られる電流検出信号Ｓｉを出力する。
【００２０】
電圧検出部１４は、電源電圧ＶＤＤを分圧するなどして得られる電源電圧ＶＤＤの電圧値を表す電圧検出信号Ｓｖを出力する。電源電圧ＶＤＤは、モータ２の制御に必要となるものであり、モータ２の駆動に関連する物理量に相当する。電圧検出信号Ｓｖは、上記物理量に対応した物理量検出信号に相当する。本実施形態では、電流検出部１３が第１物理量検出部に相当し、電圧検出部１４が第２物理量検出部に相当する。
【００２１】
電流検出信号Ｓｉおよび電圧検出信号Ｓｖは、マルチプレクサ１５に入力されている。マルチプレクサ１５は、変換動作制御部１７から与えられる選択信号Ｓｓに基づいて、電流検出信号Ｓｉおよび電圧検出信号ＳｖのいずれかをＡ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、電流検出信号Ｓｉおよび電圧検出信号ＳｖをＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換器１６から出力されるデジタルデータは、ＣＰＵ５に与えられる。
【００２２】
ＣＰＵ５は、電流検出信号Ｓｉに対応したデジタルデータに基づいてモータ２の３相電流の電流値を取得するとともに、電圧検出信号Ｓｖに対応したデジタルデータに基づいて電源電圧ＶＤＤの電圧値を取得する。ＣＰＵ５は、それら電流値および電圧値などに基づいてＰＷＭ生成部６の動作、ひいてはモータ２の駆動を制御する。
【００２３】
具体的には、ＣＰＵ５は、上記電流値および電圧値などに基づいて、モータ２を正弦波駆動するためのゲート駆動信号のデューティを指令するDuty指令信号（Duty指令値）を生成する。各相のDuty指令信号は、下記（１）〜（３）式に示すように変調率modおよび位相θから生成される。したがって、変調率modおよび位相θは、モータ２を駆動するための駆動信号を生成する際に用いられる信号生成情報に相当する。
Ｕ相Duty指令信号＝mod×sinθ      …（１）
Ｖ相Duty指令信号＝mod×sin（θ−（２／３）×π）      …（２）
Ｗ相Duty指令信号＝mod×sin（θ＋（２／３）×π）      …（３）
【００２４】
上記（１）〜（３）式に基づいて得られる各相のDuty指令信号は、例えば図２に示すように、互いに１２０度ずつ位相が異なる正弦波状の波形となる。ＣＰＵ５は、このようなDuty指令信号をＰＷＭ生成部６に与える。ＰＷＭ生成部６は、Duty指令信号と、図示しないＰＷＭカウンタの値から得られる三角波信号とに基づいて、ＰＷＭ信号ＵＨ〜ＷＬを生成する。
【００２５】
図３に示すように、ＰＷＭ生成部６は、Duty指令信号と三角波信号とが一致するタイミングで反転するようにＰＷＭ信号ＵＨ〜ＷＬを生成する。ただし、この場合、上下アームの短絡防止のため、ＰＷＭ信号ＵＨ、ＵＬの双方がロウレベルとなる期間、ＰＷＭ信号ＶＨ、ＶＬの双方がロウレベルとなる期間、ＰＷＭ信号ＷＨ、ＷＬの双方がロウレベルとなる期間、つまりデッドタイムが必要となる。そのため、ＰＷＭ信号ＵＨ〜ＷＬがロウレベルからハイレベルに転じるタイミングは、Duty指令信号と三角波信号とが一致するタイミングよりも若干遅れたタイミングになっている。
【００２６】
変換動作制御部１７は、空き領域検出部１８、判定部１９、選択部２０および変換動作実行部２１を備えている。変換動作実行部２１は、３相電流を検出する電流検出タイミングで電流検出信号ＳｉのＡ／Ｄ変換が行われるように、マルチプレクサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６の動作を制御する。上記電流検出タイミングは、例えば、次のようなタイミングとなる。
【００２７】
すなわち、図３に示すように、ＰＷＭの１周期Ｔpwmにおいて、ＰＷＭ信号ＷＨがハイレベルからロウレベルに転じるタイミングを変化点ｔ１とし、ＰＷＭ信号ＶＨがハイレベルからロウレベルに転じるタイミングを変化点ｔ２とし、ＰＷＭ信号ＵＬがハイレベルからロウレベルに転じるタイミングを変化点ｔ３とし、ＰＷＭ信号ＶＬがハイレベルからロウレベルに転じるタイミングを変化点ｔ４とすると、それら変化点ｔ１〜ｔ４が電流検出タイミングとなる。なお、これら電流検出タイミングは、一定ではなく、制御波形に応じて変化する。
【００２８】
各電流検出タイミングから電流検出信号ＳｉのＡ／Ｄ変換が完了するまでに要する所要時間Ｔａは、下記（４）式により表される。ただし、デッドタイムをＴdeadとし、ゲート駆動信号の変化に伴い生じるリンギングが収束するまでに要する時間（リンギング収束時間）をＴringとし、Ａ／Ｄ変換動作に要する時間（Ａ／Ｄ変換時間）をＴadとする。
Ｔａ＝Ｔdead＋Ｔring＋Ｔad      …（４）
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器１６は、変化点ｔ１〜ｔ４のそれぞれから上記（４）式で表される所要時間Ｔａが経過するまでの期間、電流検出信号ＳｉのＡ／Ｄ変換を行うために占有されることになる。なお、電流検出タイミングである変化点ｔ１〜ｔ４のそれぞれから所要時間Ｔａが経過するまでの期間が、３相電流を検出する電流検出期間に相当する。
【００３０】
空き領域検出部１８は、Ａ／Ｄ変換器１６が電流検出信号ＳｉのＡ／Ｄ変換を行うために占有されていない期間、つまりＡ／Ｄ変換器１６の空き領域（空き時間）を求める。この場合、ＰＷＭの１周期ＴpwmにおけるＡ／Ｄ変換器１６の空き領域は、図３に示す５つの領域［１］〜［５］となる。それら領域［１］〜［５］は、それぞれ下記（５）〜（９）式により表される。ただし、ＰＷＭの１周期Ｔpwmの起点から変化点ｔ１〜ｔ４までの時間を、それぞれ時間Ｔ１〜Ｔ４とする。
【００３１】
領域［１］＝Ｔ１      …（５）
領域［２］＝Ｔ２−（Ｔ１＋Ｔａ）      …（６）
領域［３］＝Ｔ３−（Ｔ２＋Ｔａ）      …（７）
領域［４］＝Ｔ４−（Ｔ３＋Ｔａ）      …（８）
領域［５］＝Ｔpwm−（Ｔ４＋Ｔａ）      …（９）
【００３２】
上記（５）〜（９）式から明らかなように、領域［１］〜［５］は、電流検出タイミングである変化点ｔ１〜ｔ４と、ＰＷＭの１周期の値Ｔpwmとから算出することができる。そこで、空き領域検出部１８は、各相のDuty指令信号および周期Ｔpwmを用いて電流検出タイミングである変化点ｔ１〜ｔ４、ひいては電流検出期間を予測し、Ａ／Ｄ変換器１６の空き領域となる領域［１］〜［５］を求める。
【００３３】
なお、空き領域検出部１８は、各相のDuty指令信号に代えて変調率modおよび位相θを用いて領域［１］〜［５］を求めてもよい。このように、空き領域検出部１８は、モータ２を駆動するためのゲート駆動信号を生成する際に用いられる信号生成情報に基づいて３電流を検出する電流検出期間を予測し、Ａ／Ｄ変換器１６の空き領域を求める。
【００３４】
判定部１９は、空き領域検出部１８により検出された空き領域が、電圧検出信号ＳｖをＡ／Ｄ変換することができる長さを有する利用可能時間であるか否かを判定し、その判定結果をＡ／Ｄ変換可能領域フラグにより示す。なお、電圧検出信号ＳｖをＡ／Ｄ変換することができる長さは、前述したＡ／Ｄ変換時間Ｔadに相当する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換可能領域フラグは、Ａ／Ｄ変換時間Ｔadよりも長い空き領域が存在する期間にセット、つまりハイレベルとされ、それ以外の期間にはリセット、つまりロウレベルとされる。例えば、図３に示すように、領域［１］〜［５］のうち、領域［２］だけがＡ／Ｄ変換時間Ｔad未満である場合、Ａ／Ｄ変換可能領域フラグは、領域［１］、［３］、［４］および［５］ではハイレベルとなり、その他の期間ではロウレベルとなる。なお、以下の説明において、Ａ／Ｄ変換可能領域フラグがハイレベルとなることを「Ａ／Ｄ変換可能領域フラグが立つ」とも呼ぶ。
【００３６】
このような空き領域検出部１８および判定部１９による各処理の流れをまとめると、図４に示すようなものとなる。すなわち、ステップＳ１０１では、各相のDuty指令信号などを用いて変化点ｔ１〜ｔ４が算出される。ステップＳ１０２では、変化点ｔ１〜ｔ４などを用いてＡ／Ｄ変換器１６の空き領域が求められる。
【００３７】
ステップＳ１０３では、空き領域の番号を指定するための変数Ｎの値が「１」に設定される。ステップＳ１０４では、領域［Ｎ］がＡ／Ｄ変換時間Ｔadより長いか否かが判断される。領域［Ｎ］がＡ／Ｄ変換時間Ｔadより長い場合、ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１０５に進む。
【００３８】
ステップＳ１０５では、領域［Ｎ］が利用可能時間を有するものである、つまり電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換に利用可能であるとしてＡ／Ｄ変換可能領域フラグがハイレベルとされる。また、領域［Ｎ］がＡ／Ｄ変換時間Ｔad以下である場合、ステップＳ１０４で「ＮＯ」となり、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、領域［Ｎ］が利用可能時間未満の時間しか有さない、つまり電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換に利用不可能であるとしてＡ／Ｄ変換可能領域フラグがロウレベルとされる。
【００３９】
ステップＳ１０５またはＳ１０６の後は、ステップＳ１０７に進み、変数Ｎがインクリメントされる。ステップＳ１０８では、変数Ｎの値が「５」を超えるか否かが判断される。変数Ｎの値が「５」を超える場合、ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」となり、処理が終了となる。また、変数Ｎの値が「５」以下である場合、ステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理が再び実行される。
【００４０】
このような空き領域検出部１８および判定部１９による各処理はモータ２の駆動周期、つまりＰＷＭの周期（サイクル）毎に実行されている。変換動作実行部２１は、前回のＰＷＭサイクルにおいて利用可能であると判断された空き領域を利用して電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が行われるようにマルチプレクサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６の動作を制御する。言い換えると、変換動作実行部２１は、次回のＰＷＭサイクルにおいて、Ａ／Ｄ変換可能領域フラグが立っている空き領域を利用して電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が行われるように、マルチプレクサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６の動作を制御する。
【００４１】
選択部２０は、判定部１９により利用可能時間であると判定された空き領域が複数存在する場合に、それら複数の空き領域のうちいずれか１つを選択する。この場合、選択部２０は、電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が周期的に実行されるように、空き領域の選択を行う。選択部２０の処理の具体的な内容は、図５に示すようなものとなる。
【００４２】
図５に示すように、ステップＳ２０１では、利用可能時間であると判定された空き領域（以下、単に空き領域とも呼ぶ）が複数存在するか否かが判断される。空き領域が複数存在しない場合、ステップＳ２０１で「ＮＯ」となり、処理が終了となる。一方、空き領域が複数存在する場合、ステップＳ２０１「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、各空き領域の番号が取得される。
【００４３】
ステップＳ２０３では、取得された空き領域の番号の中に、前回のＰＷＭサイクルにおいて電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換を行うために利用された空き領域の番号と一致する番号があるか否かが判断される。前回利用された空き領域の番号と一致する番号が存在する場合、ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、その一致する番号の空き領域が選択される。
【００４４】
これに対し、前回利用された空き領域の番号と一致する番号が存在しない場合、ステップＳ２０３で「ＮＯ」となり、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、前回利用された空き領域の番号に最も近い番号の空き領域が選択される。例えば、前回、領域［１］が利用されており、今回の空き領域として領域［２］、［３］および［５］が存在する場合、領域［２］が選択される。また、前回、領域［２］が利用されており、今回の空き領域として領域［１］、［３］および［４］が存在する場合、領域［１］または［３］が選択される。ステップＳ２０４またはＳ２０５の実行後、処理が終了となる。
【００４５】
上述したような処理によれば、ＰＷＭの周期毎に選択部２０により選択される空き領域同士の間隔は、ＰＷＭの１周期Ｔpwmに近似したものとなる。したがって、選択部２０は、複数の空き領域のうち、前回の電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換に利用された空き領域からの時間が、ＰＷＭの１周期Ｔpwmに最も近い空き領域を選択するようになっている。つまり、選択部２０は、電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が周期的に実行されるように、空き領域を選択するようになっている。
【００４６】
変換動作実行部２１は、判定部１９により利用可能時間であると判定された空き領域が複数存在する場合には、選択部２０により選択された空き領域を利用して電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が行われるように、マルチプレクサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６の動作を制御する。
【００４７】
このように、変換動作制御部１７は、所定の電流検出タイミングで電流検出信号ＳｉのＡ／Ｄ変換が行われるとともに、電流検出信号ＳｉのＡ／Ｄ変換が行われていない所定の期間に電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が行われるように、マルチプレクサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６の動作を制御する。
【００４８】
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態のモータ制御装置４は、１シャント電流検出を行うようになっている。従来技術を説明する際にも述べたが、１シャント電流検出を行う場合、３相電流を検出する電流検出タイミングは、一定ではなく制御波形に応じて変化することになる。そのため、従来技術では、電流検出信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器と、例えば電源電圧などの他の物理量の検出信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器とを別々に用意していた。
【００４９】
これに対し、モータ制御装置４では、次のような工夫を加えることにより、１つのＡ／Ｄ変換器１６を用いて、電流検出信号Ｓｉおよび電圧検出信号Ｓｖの双方をＡ／Ｄ変換するようにしている。すなわち、変換動作制御部１７は、空き領域検出部１８、判定部１９および変換動作実行部２１を備えている。空き領域検出部１８は、モータ２を駆動するためのＰＷＭ信号を生成する際に用いられるDuty指令信号、ＰＷＭの周期Ｔpwmなどに基づいて３相電流を検出する電流検出タイミングとなる変化点ｔ１〜ｔ４、ひいては電流検出期間を予測し、Ａ／Ｄ変換器１６の空き領域を求める。
【００５０】
判定部１９は、空き領域検出部１８により検出された空き領域が、電圧検出信号ＳｖをＡ／Ｄ変換することができる長さを有する利用可能時間であるか否かを判定する。変換動作実行部２１は、判定部１９により利用可能時間であると判定された空き領域を利用して電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が行われるように、マルチプレクサ１５およびＡ／Ｄ変換器１６の動作を制御する。
【００５１】
このように、上記構成では、３相電流を検出する電流検出期間を予測し、その予測した電流検出期間からＡ／Ｄ変換器１６の空き領域（空き時間）を求め、その空き領域のうち電圧検出信号ＳｖをＡ／Ｄ変換するために要する時間以上の長さを持つ空き領域を利用して電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換を行うようになっている。したがって、上記構成によれば、１シャント電流検出技術による電流の検出と他の物理量である電源電圧ＶＤＤの検出を１つのＡ／Ｄ変換器１６を用いて行うことができる。そのため、本実施形態によれば、モータ制御装置４を構成するための半導体集積回路の面積の増加が抑えられるとともに、その製造コストを低く抑えることができる。
【００５２】
また、変換動作制御部は、判定部１９により利用可能時間であると判定された空き領域が複数存在する場合に、複数の空き領域のうちいずれか１つを選択する選択部２０を備えている。選択部２０は、電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が周期的に実行されるように空き領域を選択する。変換動作実行部２１は、選択部２０により選択された空き領域を利用して電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換を行う。このようにすれば、ＣＰＵ５は、毎周期同じようなタイミングで、つまり周期毎に等間隔で、電源電圧ＶＤＤの電圧値の取得を行うことが可能となる。そのため、本実施形態によれば、電源電圧ＶＤＤに基づいて実行される各種制御における種々のばらつきが低減されるという効果が得られる。
【００５３】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図６を参照して説明する。
第２実施形態では、選択部２０の処理内容が、第１実施形態と異なっている。なお、構成については第１実施形態と共通するので、図１も参照しながら説明する。
【００５４】
図６に示す本実施形態の選択部２０による処理において最初に実行されるステップＳ３０１は、図５に示した第１実施形態のステップＳ２０１と同じ内容となっている。すなわち、ステップＳ３０１では、判定部１９により利用可能時間であると判定された空き領域（以下、単に空き領域とも呼ぶ）が複数存在するか否かが判断される。空き領域が複数存在しない場合、ステップＳ３０１で「ＮＯ」となり、処理が終了となる。一方、空き領域が複数存在する場合、ステップＳ３０１「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３０２に進む。
【００５５】
ステップＳ３０２では、前回のＰＷＭサイクルにおいて電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換を行うために利用された空き領域の開始時点から、今回の各空き領域の開始時点までの時間間隔が検出される。ステップＳ３０３では、今回の各空き領域のうち、上記時間間隔がＰＷＭの１周期Ｔpwmに最も近い空き領域が選択される。ステップＳ３０３の実行後、処理が終了となる。
【００５６】
このような本実施形態の処理によっても、選択部２０は、複数の空き領域のうち、前回の電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換に利用された空き領域からの時間が、ＰＷＭの１周期Ｔpwmに最も近い空き領域を選択すること、つまり電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が周期的に実行されるように空き領域を選択することが可能となる。したがって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、前回利用した空き領域の開始時点から今回の空き領域の開始時点までの時間間隔を測定し、その測定した時間間隔に基づいて空き領域の選択を行うようになっている。そのため、ＰＷＭの周期毎に選択部２０により選択される空き領域同士の間隔が、ＰＷＭの１周期Ｔpwmに一層近似したものとなる。そのため、本実施形態によれば、電源電圧ＶＤＤに基づいて実行される各種制御における種々のばらつきが一層低減されるという効果が得られる。
【００５８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
第２物理量検出部としては、電源電圧ＶＤＤを検出する電圧検出部１４に限らずともよく、モータ２の駆動に関連する物理量を検出するものであればよく、例えば温度センサを用いてモータ２などの温度を検出する温度検出部などでもよい。また、第２物理量検出部は、複数存在してもよい。
【００５９】
上記各実施形態では、選択部２０は、電圧検出信号ＳｖのＡ／Ｄ変換が周期的に実行されるように空き領域を選択していたが、これに限らずともよく、例えば空き領域のうち最も長い時間を有する空き領域を選択する、といった処理などを採用してもよい。
本発明は、車両に搭載されるモータ２を駆動する構成に限らず、３相のモータを正弦波駆動する構成全般に適用することができる。
【００６０】
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００６１】
１…モータ駆動システム、２…モータ、３…モータ駆動回路、４…モータ制御装置、１３…電流検出部、１４…電圧検出部、１６…Ａ／Ｄ変換器、１７…変換動作制御部、１８、空き領域検出部、１９…判定部、２０…選択部、２１…変換動作実行部、Ｒｓ…シャント抵抗。
【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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