(57)【要約】【課題】電流検出の失敗を抑制または除去できるモータの制御技術を提供する。【解決手段】制御装置は、複数相のモータの複数のコイルをパルス幅変調により駆動する駆動手段と、複数のコイルのそれぞれに流れる電流を時分割で検出する検出手段と、前記検出手段が前記複数のコイルに流れる電流を検出する順番を、パルス幅変調におけるデューティに応じて変更する変更手段と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のモータの複数のコイルをパルス幅変調により駆動する駆動手段と、
前記複数のコイルのそれぞれに流れる電流を時分割で検出する検出手段と、
前記検出手段が前記複数のコイルに流れる電流を検出する順番を、パルス幅変調におけるデューティに応じて変更する変更手段と、を備える制御装置。
【請求項２】
前記変更手段は、パルス幅変調におけるデューティが所定の条件を満たす場合、コイルに流れる電流を検出する順番をデフォルトの順番から該デューティに応じた順番に変更する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記変更手段は、パルス幅変調におけるデューティがしきい値を上回ると、コイルに流れる電流を検出する順番をデフォルトの順番から該デューティに応じた順番に変更する請求項２に記載の制御装置
【請求項４】
デューティに応じた順番は、デューティが高いほど先に検出されるよう設定される順番である請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
パルス幅変調のデューティが高いほどコイルに電流が流れる期間は短くなり、
前記変更手段は、コイルに電流が流れる期間の長さがしきい値を下回ると、コイルに流れる電流を検出する順番をデフォルトの順番から、期間が短いほど先に検出されるよう設定される順番に変更する請求項４に記載の制御装置
【請求項６】
前記検出手段は、前記複数のコイルの全てに電流が流れるタイミングを基準として一連の検出を開始する請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記検出手段は、
それぞれが前記複数のコイルのそれぞれに流れる電流を電圧に変換する複数の素子と、
前記複数の素子のそれぞれから得られる電圧を時分割でデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、を含み、
前記変更手段は、前記Ａ／Ｄコンバータによるデジタル信号への変換の順番を変更する請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
パルス幅変調の周期は前記Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周期の２０倍以下である請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、
複数の制御信号に応じてオンオフされる複数のスイッチング素子により前記複数のコイルを駆動するスイッチング手段と、
パルス幅変調により前記複数の制御信号を生成する制御手段と、を含み、
前記変更手段は、前記制御手段からパルス幅変調におけるデューティを取得する請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記変更手段は、前記検出手段によって検出された電流に基づいてセクタを判別し、判別された該セクタに対応するデューティを取得する請求項１から８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記複数相のモータは三相モータである請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１２】
複数相のモータの複数のコイルをパルス幅変調により駆動することと、
前記複数のコイルのそれぞれに流れる電流を時分割で検出することと、
前記複数のコイルに流れる電流を検出する順番を、パルス幅変調におけるデューティに応じて変更することと、を含む制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）モータのひとつとして三相ブラシレスモータが知られている。三相ブラシレスモータは、ブラシ磨耗がないため耐久性が高く、広く用いられている。一般的な三相ブラシレスモータでは、三相コイルに三相交流電流を流すことで回転トルクが発生する。また、近年では正弦波を用いた電流駆動制御を行うことで静音性や駆動効率の向上を実現することができる。さらに、三相正弦波電流の振幅と位相とを精密に制御するベクトル制御が一般的になりつつある。
【０００３】
このベクトル制御では、三相ブラシレスモータは、各相の指令電圧に基づきインバータのスイッチング素子をオン・オフ操作するパルス幅変調（以下、ＰＷＭという）によって駆動される。また、ベクトル制御では、三相のそれぞれに流れる電流を正確に検知することが重要である。
【０００４】
三相のそれぞれに流れる電流を検知するセンサとしては、通常は電流センサが用いられるが、電流センサは高価であるため、組み込み型のモータ制御装置には向いていない。そのため近年では、インバータのＬ側の各スイッチング素子に直列に接続されたシャント抵抗を用い、その端子間電圧から三相のそれぞれに流れる電流を推測する手法が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の手法では、三相のうちの一相のみに電流が流れるＰＷＭ駆動パターンを順次駆動し、その際に対応するシャント抵抗にかかる電圧から電流値を求めている。このような構成の場合、Ｌ側のスイッチング素子がオンの期間（ＰＷＭがＬｏｗの期間）のみにしか電流値を正確に計測できないという制限がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４８５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
三つのシャント抵抗に対して、ひとつのＡ／ＤコンバータでＵ相、Ｖ相、Ｗ相と順番にチャネルを切替えて電流値を検出する場合を考える。ＰＷＭ駆動パターンによっては、ある相においてスイッチング素子のオン期間が比較的短くなる場合がある。このような場合、この相の電流を検出する順番が最後になってしまうと、スイッチング素子がオンしている間に電流検出を完了できないといったケースが起こり得る。すなわち、間違った電流値（スイッチング素子がオンしていない時の電流値）を計測してしまう、といったケースが発生しうる。あるいは、こういったケースが生じないようにＰＷＭ駆動パターンを制限する必要があった。
【０００８】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流検出の失敗を抑制または除去できるモータの制御技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は制御装置に関する。この制御装置は、複数相のモータの複数のコイルをパルス幅変調により駆動する駆動手段と、複数のコイルのそれぞれに流れる電流を時分割で検出する検出手段と、前記検出手段が前記複数のコイルに流れる電流を検出する順番を、パルス幅変調におけるデューティに応じて変更する変更手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電流検出の失敗を抑制または除去できるモータの制御技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】三相モータの各相のコイルに電流が流れる期間と、Ａ／Ｄコンバータによる変換のタイミングと、の関係を示すタイミングチャート。
【図２】三相モータの各相のコイルに電流が流れる期間と、Ａ／Ｄコンバータによる変換のタイミングと、の関係を示すタイミングチャート。
【図３】第１の実施の形態に係る制御装置およびそれに制御される三相モータの機能および構成を示すブロック図。
【図４】図３のスイッチング部および電流検出部の構成を示す回路図。
【図５】図３の制御装置における一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図６】第１の実施の形態における、三相コイルの各相のコイルに電流が流れる期間と、Ａ／Ｄコンバータによる変換のタイミングと、の関係を示すタイミングチャート。
【図７】第２の実施の形態に係る制御装置およびそれに制御される三相モータの機能および構成を示すブロック図。
【図８】セクタごとの各相のデューティ値を示す図。
【図９】図７の制御装置における一連の処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、本発明の実施の形態は以下の実施の形態に限定されるものではない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理、信号には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面において説明上重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、電圧、電流などに付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値を表すものとして用いることがある。
【００１３】
まず、図１および図２を用いて、三つのシャント抵抗に対してひとつのＡ／ＤコンバータでＵ相、Ｖ相、Ｗ相と順番にチャネルを切り替えて電流値を検出するＰＷＭ駆動三相モータの制御に関する課題を説明する。
【００１４】
図１は、三相モータの各相のコイルに電流が流れる期間と、Ａ／Ｄコンバータによる変換のタイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。図１において、「三角波」は、ＰＷＭ制御に用いる不図示のＰＷＭカウンタのカウンタ値を波形で示す。このカウンタ値とＰＩ制御からの指令値とを比較することで各相のＰＷＭ波形が生成される。ＰＷＭの周期をＴＰＷＭと称す。「Ｕ相」「Ｖ相」、「Ｗ相」はそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルのＬ側（ローサイド）のＦＥＴを制御するＵ相制御信号、Ｖ相制御信号、Ｗ相制御信号の波形である。Ｕ相制御信号がＬレベルのとき、ローサイドのＦＥＴがオンし、Ｕ相のコイルに電流が流れる。Ｖ相制御信号、Ｗ相制御信号についても同様である。「Ａ／Ｄ変換タイミング」はＡ／Ｄコンバータによる変換のタイミングを示す。
【００１５】
三角波の頂点に対応する時刻ｔ０において、三つのＬ側のＦＥＴが全てオンする。そのため、Ａ／Ｄコンバータは時刻ｔ０を基準として一連の電流検出を開始する。Ａ／Ｄコンバータは時刻ｔ０からＵ相電流検出３０１、Ｖ相電流検出３０２、Ｗ相電流検出３０３の順番でＡ／Ｄ変換を行う。Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期ＴＡＤをＮμｓとすると、三相の電流値を全て計測するには少なくとも（３×Ｎ）μｓ必要となる。
【００１６】
図２は、三相モータの各相のコイルに電流が流れる期間と、Ａ／Ｄコンバータによる変換のタイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。図２では、図１に比べてＰＷＭのデューティが高い（Ｌｏｗの期間が短い）場合について説明する。図２においては、Ｕ相電流検出４０１、Ｖ相電流検出４０２は問題ないが、Ｗ相電流検出４０３はＷ相のＬレベルの期間４０４（Ｗ相のＬ側のＦＥＴがオンしている期間）からはみ出してしまっている。すなわち、この場合、Ｗ相のＬ側のＦＥＴがオフしている状態でＷ相電流検出４０３を行っているため、正確な電流検出ができていない。Ａ／Ｄ変換開始のタイミング（時刻ｔ０、三角波の頂点）からＷ相制御信号がＨレベルに転じるまでの期間の長さが（３×Ｎ）μｓ以下の場合、このような課題が生じる。この条件は回転数の高いモータ、特にＰＷＭの周期ＴＰＷＭがＡ／Ｄ変換のサンプリング周期ＴＡＤの１００倍以下、５０倍以下、２０倍以下または１０倍以下の場合に満たされやすくなる。
【００１７】
そこで、実施の形態に係る制御装置では、各相の制御信号のＰＷＭのデューティに応じて電流検出の順番を入れ替える。これにより、モータの回転数とＡ／Ｄコンバータのサンプリング周期とが比較的近い場合でも、電流検出の失敗を抑制または除去できる。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係る制御装置２０およびそれに制御される三相モータ１０の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す制御装置２０の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００１９】
三相モータ１０は三相ブラシレスモータであり、三相コイル１００と、不図示のロータ、ステータ等の他の部材と、を備える。三相コイル１００は、Ｕ相コイル１００ａと、Ｖ相コイル１００ｂと、Ｗ相コイル１００ｃと、を含む。図３では各コイル１００ａ、１００ｂ、１００ｃはひとつのコイルで示されているが、これは実際にコイルがひとつある場合と、同相の複数のコイルを代表してひとつのコイルを示す場合と、を含む。
【００２０】
制御装置２０はベクトル制御により三相モータ１０の三相コイル１００に電力を供給し、三相モータ１０の動作を制御する。制御装置２０は、三相コイル１００の各コイル端にパルス電圧を印加して電流を流す。制御装置２０は、ＰＩ制御部１０１と、駆動部１０８と、位置／速度推定部１０４と、変更部１０９と、電流検出部１０７と、を備える。
【００２１】
駆動部１０８は、三相コイル１００のＵ相コイル１００ａ、Ｖ相コイル１００ｂ、Ｗ相コイル１００ｃをＰＷＭにより駆動する。駆動部１０８は、ＰＷＭ制御部１０２と、スイッチング部１０３と、を含む。ＰＷＭ制御部１０２は、後述のＰＩ制御部１０１からの指令に基づいて、ＰＷＭによりＵ相制御信号ＳＵ、Ｖ相制御信号ＳＶ、Ｗ相制御信号ＳＷを生成し、スイッチング部１０３に出力する。スイッチング部１０３は、Ｕ相制御信号ＳＵ、Ｖ相制御信号ＳＶ、Ｗ相制御信号ＳＷのそれぞれに応じて、三相コイル１００のＵ相コイル１００ａ、Ｖ相コイル１００ｂ、Ｗ相コイル１００ｃに流れる電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷをオン・オフする。
【００２２】
電流検出部１０７は、Ｕ相コイル１００ａ、Ｖ相コイル１００ｂ、Ｗ相コイル１００ｃのそれぞれに流れる電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを時分割で検出する。
変更部１０９は、三相コイル１００のコイルに流れる電流を検出する順番を、ＰＷＭにおけるデューティに応じて変更する。変更部１０９は、デューティ取得部１０５と、順番指示部１０６と、を含む。
デューティ取得部１０５は、ＰＷＭ制御部１０２から、Ｕ相のデューティであるＵ相デューティＤＵと、Ｖ相のデューティであるＶ相デューティＤＶと、Ｗ相デューティＤＷと、を取得する。
【００２３】
順番指示部１０６は、電流検出部１０７におけるＵ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶ、Ｗ相電流ＩＷの間での電流検出の順番を設定し、設定された順番で電流検出部１０７を動作させる。順番指示部１０６は、不図示のメモリに、デフォルトの順番と、順番変更アルゴリズムと、を保持する。デフォルトの順番は、本実施の形態では、Ｕ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶ、Ｗ相電流ＩＷの順である。順番変更アルゴリズムはデューティに応じた順番を設定するためのものであり、該順番アルゴリズムにしたがうと、例えばＰＷＭのデューティが高いほどその電流が先に検出される。順番指示部１０６は、デューティ取得部１０５によって取得されたデューティを参照し、該デューティがしきい値を上回ると、コイルに流れる電流を検出する順番をデフォルトの順番から順番変更アルゴリズムに従う順番に変更する。そうでなければ、順番指示部１０６はコイルに流れる電流を検出する順番をデフォルトの順番とする。順番指示部１０６は、コイルに流れる電流を検出する順番を制御するための順番指示部１０６を生成し、電流検出部１０７に出力する。
【００２４】
位置／速度推定部１０４は、電流検出部１０７によって検出されたＵ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶ、Ｗ相電流ＩＷから三相モータ１０の電気角や速度を推定する。
ＰＩ制御部１０１は、位置／速度推定部１０４における推定により得られた電気角および速度を基に比例積分（ＰＩ、Proportional-Integral）制御を行う。
【００２５】
図４は、図３のスイッチング部１０３および電流検出部１０７の構成を示す回路図である。スイッチング部１０３は、Ｕ相Ｈ側（ハイサイド）の第１ＦＥＴ２０１と、Ｕ相Ｌ側の第４ＦＥＴ２０４と、Ｖ相Ｈ側の第２ＦＥＴ２０２と、Ｖ相Ｌ側の第５ＦＥＴ２０５と、Ｗ相Ｈ側の第３ＦＥＴ２０３と、Ｗ相Ｌ側の第６ＦＥＴ２０６と、を含み、ブリッジ構成を有する。第１ＦＥＴ２０１の制御端子（例えば、ゲート）にはＵ相制御信号ＳＵが入力され、第１ＦＥＴ２０１はＵ相制御信号ＳＵに応じてオンオフされる。例えばＵ相制御信号ＳＵがハイレベルのとき第１ＦＥＴ２０１はオン状態となる。第２ＦＥＴ２０２、第３ＦＥＴ２０３のそれぞれの制御端子にはＶ相制御信号ＳＶ、Ｗ相制御信号ＳＷが入力される。第４ＦＥＴ２０４の制御端子にはＵ相制御信号ＳＵの反転信号が入力され、第４ＦＥＴ２０４はＵ相制御信号ＳＵに応じてオンオフされる。例えばＵ相制御信号ＳＵがローレベルのとき第４ＦＥＴ２０４はオン状態となる。すなわち、第１ＦＥＴ２０１と第４ＦＥＴ２０４とは相補的に動作する。第５ＦＥＴ２０５、第６ＦＥＴ２０６のそれぞれの制御端子にはＶ相制御信号ＳＶの反転信号、Ｗ相制御信号ＳＷの反転信号が入力される。
【００２６】
電流検出部１０７は、Ｕ相電流ＩＵの計測用のＵ相シャント抵抗２１０と、Ｖ相電流ＩＶの計測用のＶ相シャント抵抗２１１と、Ｗ相電流ＩＷの計測用のＷ相シャント抵抗２１２と、セレクタ２１３と、Ａ／Ｄコンバータ２１４と、を含む。各シャント抵抗２１０、２１１、２１２は、対応する相のＬ側のＦＥＴとＧＮＤ（接地）との間に直列に設けられる。各シャント抵抗２１０、２１１、２１２は、それを流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換素子として機能する。
【００２７】
例えば、Ｕ相について、第１ＦＥＴ２０１がオンしたあと、第１ＦＥＴ２０１をオフするのと同時に第４ＦＥＴ２０４をオンするとＵ相シャント抵抗２１０にＵ相電流ＩＵが流れる。Ｖ相について、第２ＦＥＴ２０２がオンしたあと、第２ＦＥＴ２０２をオフするのと同時に第５ＦＥＴ２０５をオンするとＶ相シャント抵抗２１１にＶ相電流ＩＶが流れる。Ｗ相について、第３ＦＥＴ２０３がオンしたあと、第３ＦＥＴ２０３をオフするのと同時に第６ＦＥＴ２０６をオンするとＷ相シャント抵抗２１２にＷ相電流ＩＷが流れる。
【００２８】
セレクタ２１３は、Ｕ相シャント抵抗２１０で生じる電圧降下（voltage drop）であるＵ相検出電圧をチャネル０（ch.0）で受け、Ｖ相シャント抵抗２１１で生じる電圧降下であるＶ相検出電圧をチャネル１（ch.1）で受け、Ｗ相シャント抵抗２１２で生じる電圧降下であるＷ相検出電圧をチャネル２（ch.2）で受ける。セレクタ２１３は、順番指示部１０６から出力される順番指示信号ＳＪを受け、順番指示信号ＳＪに応じてチャネル０、１、２のなかからひとつを選択し、選択された検出電圧をＡ／Ｄコンバータ２１４に出力する。
【００２９】
Ａ／Ｄコンバータ２１４は、Ｕ相シャント抵抗２１０、Ｖ相シャント抵抗２１１、Ｗ相シャント抵抗２１２のそれぞれから得られる検出電圧を時分割でデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２１４はセレクタ２１３で選択された検出電圧をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ２１４は外付けのＩＣであってもよいし、マイコンやＡＳＩＣ等の内部に組み込まれているＩＰやマクロであってもよい。本実施の形態では、Ａ／Ｄコンバータ２１４はひとつのみ設けられ、該Ａ／Ｄコンバータ２１４はチャネル０、１、２を順番に切り替えながら時分割で使用される構成となっている。検出された電圧値をシャント抵抗値で除算した値が電流値となる。
【００３０】
以上の構成による制御装置２０の動作を説明する。
図５は、図３の制御装置２０における一連の処理の流れを示すフローチャートである。Ｓ５０では、制御装置２０は内蔵のタイマにより制御周期を計測する。本実施の形態では、制御周期はＰＷＭの周期ＴＰＷＭである。一回の制御周期が経過した場合はＳ５１へ進み、そうでない場合はＳ５０に戻る。Ｓ５１では、デューティ取得部１０５は、Ｕ相デューティＤＵ、Ｖ相デューティＤＶ、Ｗ相デューティＤＷを取得する。デューティの取得方法としては、ＰＷＭ制御部１０２におけるＰＷＭ制御用のＰＷＭカウンタのカウンタ値から検出する方法でもよいし、ＰＷＭ制御部１０２から直接デューティ値の通知を受ける方法でもよい。Ｓ５２では、順番指示部１０６は、Ｓ５１で取得されたデューティが設定値よりも高いか低いかを判定する。高い場合はＳ５３へ進み、低い場合はＳ５６へ進む。なお、設定値は、レジスタ等により予め設定されているデューティ値である。設定値は、例えばＡ／Ｄ変換開始から各相の制御信号がＨレベルに転じるまでの期間の長さが（３×Ｎ）μｓになる場合のデューティに基づいて決定されてもよい。この設定値を利用することにより、ある値よりも高いデューティ値になった場合にのみ順番変更アルゴリズムを適用することができる。なお、他の実施の形態ではＳ５２の条件分岐を飛ばしてＳ５３に進む構成を採用してもよい。Ｓ５３では、順番指示部１０６は、Ｕ相デューティＤＵとＶ相デューティＤＶとＷ相デューティＤＷとを比較する。Ｓ５４では、順番指示部１０６は、Ｓ５３での比較結果に基づいて、電流検出部１０７に、デューティが高い順に電流検出を行うよう指示する。例えば、Ｗ相デューティＤＷが一番高く、次にＶ相デューティＤＶ、最後にＵ相デューティＤＵとなった場合、順番指示部１０６はＷ相のＡ／Ｄ変換を最初に行い、次にＶ相のＡ／Ｄ変換、最後にＵ相のＡ／Ｄ変換を行うよう順番指示信号ＳＪを介して電流検出部１０７に指示を行う。または、Ｓ５２でデューティ値が設定値より高いと判定された相を一番とし、他の相に関しては固定の（任意の）順番としてもよい。Ｓ５５では、電流検出部１０７は、Ｓ５４で指示された順番にＡ／Ｄ変換を行う。Ｓ５６では、電流検出部１０７は、通常と同じ順番（デフォルトの順番）でＡ／Ｄ変換を行う。
【００３１】
図６は、本実施の形態における、三相コイル１００の各相のコイルに電流が流れる期間と、Ａ／Ｄコンバータ２１４による変換のタイミングと、の関係を示すタイミングチャートである。図６は、図２と比べて不具合が改善されたことを示す。図６において、制御周期トリガ信号はデューティ取得部１０５によって生成される制御周期トリガ信号は一回の制御周期（＝ＰＷＭの周期ＴＰＷＭ）が経過する度にクロックの１周期分だけＨレベルとなるトリガ信号である。デューティ取得部１０５はこのトリガ信号をモニタし、Ｈレベルを検知したらＵ相デューティＤＵ、Ｖ相デューティＤＶ、Ｗ相デューティＤＷを検出する（符号６１０）。図６の例では、Ｗ相デューティＤＷが一番高いため、最初にＷ相電流ＩＷの検出６０１が行われ、続いてＶ相電流ＩＶの検出６０２、最後にＵ相電流ＩＵの検出６０３の順番で行われる。図２では、Ｗ相電流検出４０３がＷ相のＬレベルの期間４０４すなわち第６ＦＥＴ２０６がオンしている期間からはみ出してしまっていた。これに対して図６ではＷ相電流ＩＷの検出６０１、Ｖ相電流ＩＶの検出６０２、Ｕ相電流ＩＵの検出６０３はいずれもＬレベルの期間（対応するＦＥＴがオンしている期間）に収まっている。したがって、正確な電流検出が行われる。すなわち、図２ではＡ／Ｄ変換開始から各相の制御信号がＨレベルに転じるまでの期間の長さを（３×Ｎ）μｓ以下とするという制限があったが、本実施の形態では、これをＮμｓに緩和することができる。
【００３２】
本実施の形態に係る制御装置２０によると、ＰＷＭのデューティが高い順に電流検出を行うことで、オン時間が比較的短いスイッチングパターンが発生したとしても正確に電流を検出することができる。
【００３３】
本実施の形態に係る制御装置２０では、電流検出のタイミングに対する制限を緩和するために、相の間でシャント抵抗を共用するのではなく、各相に専用のシャント抵抗を設ける。さらに、制御装置２０では、三つのシャント抵抗の電圧降下をひとつのＡ／Ｄコンバータ２１４で時分割で検出することで、コスト削減を実現している。これらに加えて、本実施の形態に係る制御装置２０ではＰＷＭのデューティに応じて電流検出の順番を調整することで、ＰＷＭに対する制限を緩和することができる。これにより、従来よりも高い周波数でのＰＷＭ駆動、すなわち、従来よりも速い回転数でモータを駆動することができる。また、駆動効率の良いベクトル制御および信頼性の高いモータの制御装置を提供できる。
【００３４】
また、第１の実施の形態の変更部１０９は電流検出の順番を変更するが、ＰＷＭのパラメータは変更しない。すなわち、ＰＷＭ駆動パターンを制限しなくても、電流検出の正確性を保証することができる。
【００３５】
なお、第１の実施の形態では電流値からモータ位置および速度を推測するセンサレスベクトル制御を採用する場合を説明したが、これに限られず、例えばセンサを用いてベクトル制御する場合にも本実施の形態の技術的思想を同様に適用できる。この場合、電流検出結果はＰＩ制御部１０１において電流制御のみに用いられる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、デューティ取得部１０５がＰＷＭ制御部１０２からデューティを取得する場合について説明した。第２の実施の形態では、三相コイル１００への出力電圧の位相をセクタごとに分類し、電流を検出する相の順番をセクタごとに切り替える。
【００３７】
図７は、第２の実施の形態に係る制御装置９２０およびそれに制御される三相モータ１０の機能および構成を示すブロック図である。制御装置９２０は、ＰＩ制御部１０１と、駆動部１０８と、電流検出部１０７と、変更部９０９と、位置／速度推定部１０４と、を備える。変更部９０９は、電流検出部１０７によって検出された電流に基づいてセクタを判別し、判別された該セクタに対応するデューティを取得する。変更部９０９は、そのように取得されたデューティに応じて、電流検出部１０７における電流検出の順番を変更する。
【００３８】
変更部９０９は、セクタ判別部９０１と、順番指示部９０６と、を含む。セクタ判別部９０１は、ＰＩ制御部１０１が出力する情報から現在のセクタを判別する。順番指示部９０６は、セクタ判別部９０１による判別の結果得られるセクタに対応するデューティの大小関係を取得する。順番指示部９０６は、取得されたデューティの大小関係に基づいて、電流検出部１０７における電流検出の順番を決定する。
【００３９】
図８は、セクタごとの各相のデューティ値を示す図である。符号１０１０の破線がＵ相のデューティを、符号１０１１の実線がＶ相のデューティを、符号１０１２の点線がＷ相のデューティを、それぞれ示している。図８は、各相の相間電圧が正弦波となるように制御する例を示し、各相の波形は他の相の波形に対して１２０度ずつ位相がずれている。図８の横軸は電気角を示しており、０度〜６０度がセクタ０、６０度〜１２０度がセクタ１、１２０度〜１８０度がセクタ２、１８０度〜２４０度がセクタ３、２４０度〜３００度がセクタ４、３００度〜３６０度がセクタ５を表している。また、縦軸はデューティ値を示す。例えば、セクタ０においてデューティ値が高い順に並べるとＵ相、Ｖ相、Ｗ相となり、セクタ１においてデューティが高い順に並べるとＶ相、Ｕ相、Ｗ相となる。このように、セクタが決まるとデューティの大小関係は一意に定まる。本実施の形態では、セクタを決めることでデューティの大小関係を判定する。
【００４０】
以上の構成による制御装置９２０の動作を説明する。
図９は、図７の制御装置９２０における一連の処理の流れを示すフローチャートである。Ｓ１１０１では、セクタ判別部９０１はＰＩ制御部１０１が出力した電圧から現在滞在しているセクタを判別する。Ｓ１１０２では、順番指示部９０６は以下のようにセクタごとに電流検出順を切り替える。
セクタ０：Ｕ->Ｖ->Ｗ、
セクタ１：Ｖ->Ｕ->Ｗ、
セクタ２：Ｖ->Ｗ->Ｕ、
セクタ３：Ｗ->Ｖ->Ｕ、
セクタ４：Ｗ->Ｕ->Ｖ、
セクタ５：Ｕ->Ｗ->Ｖ、
電流検出が完了するとＳ１１０１に戻り、処理が繰り返される。
【００４１】
本実施の形態に係る制御装置９２０によると、第１の実施の形態により奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。加えて、第２の実施の形態に係る制御装置９２０は三相モータ１０のセクタを判別し、電流を検出する相の順番をセクタごとに切り替えるので、ＰＷＭ制御部１０２からデューティが得られない場合にも適用可能である。
【００４２】
以上、実施の形態に係る制御装置の構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４３】
第１および第２の実施の形態では、三相モータ１０を制御対象とする場合について説明したが、これに限られず、ＰＷＭを使用し各相の電流を個別に検出する三相以外の複数相のモータに、第１または第２の実施の形態に係る技術的思想を適用できる。
【００４４】
第１および第２の実施の形態では、デューティが設定値を上回った場合に順番変更アルゴリズムを適用する場合について説明したが、これに限られず、設定値以外の他の所定の条件が用いられてもよい。例えば、デューティが高いほどコイルに電流が流れる期間が長い例では、デューティが設定値を下回った場合に順番変更アルゴリズムを適用してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０  三相モータ、  １００  三相コイル、  １０８  駆動部、  １０９  変更部。
【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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