(57)【要約】【課題】モータのトルクリプルを低減する。【解決手段】モータ制御装置は、複数相の駆動信号により駆動されるモータの回転角を示す角度情報を検出する角度検出部と、前記複数相の駆動信号の各相の電流値に基づいて、前記モータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記角度検出部で検出した前記角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲であって、電流を検出する電流検出側のスイッチ素子を導通状態にする期間が最短値になる角度を含む所定の角度範囲において、前記複数相のうちの、前記最短値になる角度の相を示す最短相を除いた他の相の電流値を検出し、検出した前記他の相の電流値に基づいて、前記最短相の電流値を推定する。【選択図】図１
2019009862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相の駆動信号により駆動されるモータの回転角を示す角度情報を検出する角度検出部と、
前記複数相の駆動信号の各相の電流値に基づいて、前記モータを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記角度検出部で検出した前記角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲であって、電流を検出する電流検出側のスイッチ素子を導通状態にする期間が最短値になる角度を含む所定の角度範囲において、前記複数相のうちの、前記最短値になる角度の相を示す最短相を除いた他の相の電流値を検出し、検出した前記他の相の電流値に基づいて、前記最短相の電流値を推定する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記所定の角度範囲は、前記最短相が切り替わるまでの全ての範囲であり、
前記制御部は、
前記角度情報に基づいて、前記複数相のうち、電流検出側のスイッチ素子を導通状態にする期間が最も短い相を前記最短相とし、前記最短相が切り替わるまでの全ての範囲において、前記最短相を除いた他の相の電流値を検出し、検出した前記他の相の電流値に基づいて、前記最短相の電流値を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記角度情報と電流値を測定する前記他の相とを対応付けたテーブル情報に基づいて、前記他の相を選択する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記モータの進角に応じて、前記テーブル情報を変更する
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記テーブル情報は、前記モータの進角に応じて、異なる複数種類のテーブル情報が定められており、
前記制御部は、前記モータの進角に応じて、前記複数種類のテーブル情報のうちから選択された前記テーブル情報に基づいて、前記他の相を選択する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記複数相は、３つの相であり、
前記制御部は、前記３つの相のうちの、前記最短相を除いた２つの相の電流値を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３相ブラシレスモータのモータ制御装置では、各相の電流に基づいてトルク制御をおこなっている。また、このようなモータ制御装置において、検出誤差を低減するために、例えば、電流絶対値の大きい２相の電流を検出し、キルヒホッフの電流則を用いて残り１相の電流を推定する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７１２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したモータ制御装置では、各相の電流検出は、例えば、各Ｌｏｗ（ロウ）側のＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタ（スイッチ素子）のソース側にて行っているため、連続的な電流は流れず、Ｌｏｗ側ＭＯＳトランジスタがオンしている期間に検出する。そのため、電流を検出する相の出力電圧が高い状態では、Ｌｏｗ側ＭＯＳトランジスタがオンしている検出可能期間が短くなるため、ＭＯＳトランジスタのスイッチングノイズ等の影響により、正確に各相の電流を検出できない場合があり、モータのトルクリプルが増大する傾向があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、モータのトルクリプルを低減することができるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、複数相の駆動信号により駆動されるモータの回転角を示す角度情報を検出する角度検出部と、前記複数相の駆動信号の各相の電流値に基づいて、前記モータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記角度検出部で検出した前記角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲であって、電流を検出する電流検出側のスイッチ素子を導通状態にする期間が最短値になる角度を含む所定の角度範囲において、前記複数相のうちの、前記最短値になる角度の相を示す最短相を除いた他の相の電流値を検出し、検出した前記他の相の電流値に基づいて、前記最短相の電流値を推定することを特徴とするモータ制御装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記のモータ制御装置において、前記所定の角度範囲は、前記最短相が切り替わるまでの全ての範囲であり、前記制御部は、前記角度情報に基づいて、前記複数相のうち、電流検出側のスイッチ素子を導通状態にする期間が最も短い相を前記最短相とし、前記最短相が切り替わるまでの全ての範囲において、前記最短相を除いた他の相の電流値を検出し、検出した前記他の相の電流値に基づいて、前記最短相の電流値を推定することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記のモータ制御装置において、前記制御部は、前記角度情報と電流値を測定する前記他の相とを対応付けたテーブル情報に基づいて、前記他の相を選択することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記のモータ制御装置において、前記制御部は、前記モータの進角に応じて、前記テーブル情報を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上記のモータ制御装置において、前記テーブル情報は、前記モータの進角に応じて、異なる複数種類のテーブル情報が定められており、前記制御部は、前記モータの進角に応じて、前記複数種類のテーブル情報のうちから選択された前記テーブル情報に基づいて、前記他の相を選択することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記のモータ制御装置において、前記複数相は、３つの相であり、前記制御部は、前記３つの相のうちの、前記最短相を除いた２つの相の電流値を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、角度検出部が、複数相の駆動信号により駆動されるモータの回転角を示す角度情報を検出する。制御部が、角度情報に基づいて、複数相のうちの、電流を検出する電流検出側のスイッチ素子を導通状態にする期間が最短値になる角度の相を示す最短相を除いた他の相の電流値を検出し、検出した他の相の電流値に基づいて、最短相の電流値を推定する。そして、制御部は、各相の電流値に基づいて、モータを制御する。これにより、モータ制御装置は、最短相の電流値を測定しないため、スイッチ素子のスイッチングノイズによる電流検出への影響を低減することができる。よって、モータ制御装置は、正確に各相の電流を検出することができ、モータのトルクリプルを低減することができる。また、モータ制御装置は、最短相の電流検出のために必要な導通状態の最小期間に制限されないため、最短相の導通状態の期間を狭くすることができる。そのため、モータ制御装置は、モータの駆動効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態によるモータ制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施形態におけるテーブル情報記憶部のデータ例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における電気角とＬｏｗ側のＭＯＳトランジスタのオンＤｕｔｙとの関係の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態によるモータ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】回転方向を考慮した場合のテーブル情報記憶部のデータ例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における進角に応じて変更したテーブル情報のデータ例を示す図である。
【図７】第２の実施形態によるモータ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態におけるテーブル情報記憶部のデータ例を示す図である。
【図９】第３の実施形態のテーブル情報における角度範囲と電流値を検出する検出相との関係の一例を示す図である。
【図１０】第４の実施形態におけるテーブル情報記憶部のデータ例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態によるモータ制御装置について図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態によるモータ制御装置１を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、モータ制御装置１は、モータ４０を制御する制御装置であり、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３及びＭＯＳトランジスタ２１〜２３と、シャント抵抗３１〜３３と、角度センサ４１と、テーブル情報記憶部４２と、制御部４３とを備えている。
【００１６】
モータ４０は、例えば、３相ブラシレスモータであり、モータ制御装置１から供給される３相（複数の一例）の駆動信号（Ｕ相信号、Ｗ相信号、Ｖ相信号）により、回転が制御される。
【００１７】
ＭＯＳトランジスタ１１〜１３（スイッチ素子の一例）は、例えば、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタであり、ドレイン端子が電源ＶＣＣに、ゲート端子が制御部４３から供給される制御信号線に、ソース端子が駆動信号（Ｕ相信号、Ｗ相信号、Ｖ相信号）の信号線にそれぞれ接続されている。すなわち、ＭＯＳトランジスタ１１のソース端子が、Ｕ相信号の信号線に接続されており、ＭＯＳトランジスタ１２のソース端子が、Ｗ相信号の信号線に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ１３のソース端子が、Ｖ相信号の信号線に接続されている。
【００１８】
なお、本実施形態において、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３は、Ｈｉｇｈ（ハイ）側のＭＯＳトランジスタに対応し、モータ制御装置１が備える任意のＨｉｇｈ側のＭＯＳトランジスタを示す場合、又は特に区別しない場合には、Ｈｉｇｈ側のＭＯＳトランジスタ１０として説明する。
【００１９】
ＭＯＳトランジスタ２１〜２３（スイッチ素子の一例）は、例えば、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタであり、ドレイン端子が駆動信号（Ｕ相信号、Ｗ相信号、Ｖ相信号）の信号線に、ゲート端子が制御部４３から供給される制御信号線に、ソース端子が電源ＧＮＤにそれぞれ接続されている。すなわち、ＭＯＳトランジスタ２１のドレイン端子が、Ｕ相信号の信号線に接続されており、ＭＯＳトランジスタ２２のドレイン端子が、Ｗ相信号の信号線に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ２３のドレイン端子が、Ｖ相信号の信号線に接続されている。
【００２０】
なお、本実施形態において、ＭＯＳトランジスタ２１〜２３は、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタであり、モータ制御装置１が備える任意のＬｏｗ側のＭＯＳトランジスタを示す場合、又は特に区別しない場合には、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０として説明する。また、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０は、電流検出側のスイッチ素子に対応する。
【００２１】
シャント抵抗３１〜３３（電流検出部の一例）は、例えば、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０（ＭＯＳトランジスタ２１〜２３）と電源ＧＮＤとの間に接続され、Ｕ相信号、Ｗ相信号、及びＶ相信号の各相に流れる電流値を検出するための抵抗素子である。シャント抵抗３１〜３３は、駆動信号（Ｕ相信号、Ｗ相信号、Ｖ相信号）に流れる電流を電圧に変換し、制御部４３が、当該変換された電圧を計測することにより、電流値の検出を可能にする。シャント抵抗３１は、Ｕ相信号の電流値を検出するため抵抗であり、シャント抵抗３２は、Ｗ相信号の電流値を検出するため抵抗である。また、シャント抵抗３３は、Ｖ相信号の電流値を検出するため抵抗である。
【００２２】
なお、本実施形態において、シャント抵抗３１〜３３は、同一の構成であり、モータ制御装置１が備える任意のシャント抵抗を示す場合、又は特に区別しない場合には、シャント抵抗３０として説明する。
【００２３】
角度センサ４１（角度検出部の一例）は、モータ４０の回転角（モータ電気角θ）を示す角度情報を検出する。角度センサ４１は、検出した角度情報を制御部４３に出力する。
【００２４】
テーブル情報記憶部４２は、角度情報と電流値を測定する相（検出相）とを対応付けたテーブル情報を記憶する。ここで、図２を参照して、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報の一例について説明する。
【００２５】
図２は、本実施形態におけるテーブル情報記憶部４２のデータ例を示す図である。
図２に示すように、テーブル情報記憶部４２は、「モータ電気角θ」と、「Ｌｏｗ側オンＤｕｔｙの最短ピーク相（θ）」と、「検出相」と、「推定相」とを対応付けたテーブル情報を記憶する。ここで、「モータ電気角θ」は、角度センサ４１によって検出された角度情報の範囲（所定の角度範囲）を示し、「Ｌｏｗ側オンＤｕｔｙの最短ピーク相（θ）」は、当該角度情報の範囲における３相の駆動信号のうちのＬｏｗ側オンＤｕｔｙの最短ピーク相を示している。また、「検出相」は、３相の駆動信号うちの電流値を検出する相信号を示し、「推定相」は、検出相の電流値から推定される相を示している。
【００２６】
なお、本実施形態において、「推定相」は、３相の駆動信号のうちの最短相となる相を示している。ここで、最短相とは、角度センサ４１で検出した角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲において、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０のオン状態（導通状態）にする期間（Ｌｏｗ側のオンＤｕｔｙ期間）が最短値になる角度の相を示している。
【００２７】
図２に示す例では、「モータ電気角θ」が“３０≦θ＜１５０”の角度範囲において、「端子電圧ピーク相（θ）」が“Ｕ（８０）”（Ｕ相（８０度））であり、「検出相」が“Ｖ、Ｗ”であることを示している。また、この角度範囲において、「推定相」は、“Ｕ”であり、“Ｕ＝−（Ｖ＋Ｗ）”によりＵ相の電流値が推定されることを示している。
【００２８】
また、「モータ電気角θ」が“１５０≦θ＜２７０”の角度範囲において、「端子電圧ピーク相（θ）」が“Ｖ（２１０）”（Ｖ相（２１０度））であり、「検出相」が“Ｗ、Ｕ”であることを示している。また、この角度範囲において、「推定相」は、“Ｖ”であり、“Ｖ＝−（Ｗ＋Ｕ）”によりＶ相の電流値が推定されることを示している。
【００２９】
また、「モータ電気角θ」が“２７０≦θ＜３６０”の角度範囲において、「端子電圧ピーク相（θ）」が“Ｗ（３３０）”（Ｗ相（３３０度））であり、「検出相」が“Ｕ、Ｖ”であることを示している。また、この角度範囲において、「推定相」は、“Ｗ”であり、“Ｗ＝−（Ｕ＋Ｖ）”によりＷ相の電流値が推定されることを示している。
【００３０】
なお、図２に示す例では、モータ４０の電気角と３相の駆動信号のＬｏｗ側のオンＤｕｔｙとは、図３に示すような関係となる。
図３は、本実施形態における電気角とＬｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０のオンＤｕｔｙとの関係の一例を示す図である。この図において、波形Ｗ１は、Ｕ相のオンＤｕｔｙの波形を示し、波形Ｗ２は、Ｗ相のオンＤｕｔｙの波形を示している。また、波形Ｗ３は、Ｖ相のオンＤｕｔｙの波形を示している。なお、ここでの波形Ｗ１〜Ｗ３は、３次高調波の重畳後の波形を示している。
【００３１】
図１の説明に戻り、制御部４３は、３相の駆動信号の各相の電流値に基づいて、モータ４０を制御する。制御部４３は、例えば、各相の電流値に基づいて、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３、及びＭＯＳトランジスタ２１〜２３のオン状態にする期間（オンＤｕｔｙ）を制御する制御信号を出力する。また、制御部４３は、各相の電流値を、上述したシャント抵抗３１〜３３の上段（上側端子）の電圧値を測定することにより検出する。
【００３２】
なお、制御部４３は、例えば、角度センサ４１で検出した角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲であって、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０をオン状態にする期間（Ｌｏｗ側オンＤｕｔｙ）が最短値になる角度を含む所定の角度範囲において、３相のうちの、最短値になる角度の相を示す最短相を除いた他の相（検出相）の電流値を検出する。そして、制御部４３は、検出した他の相（検出相）の電流値に基づいて、最短相の電流値を推定する。ここで、制御部４３は、検出した検出相の電流値から、キルヒホッフの法則（電流則）を用いて、最短相の電流値を算出する。
【００３３】
本実施形態では、上述した所定の角度範囲は、最短相が切り替わるまでの全ての範囲である。制御部４３は、角度情報に基づいて、複数相のうち、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０をオン状態にする期間が最も短い相を最短相とし、最短相が切り替わるまでの全ての範囲において、最短相を除いた検出相の電流値を検出し、検出した検出相の電流値に基づいて、最短相の電流値を推定する。
【００３４】
具体的に、制御部４３は、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報に基づいて、検出相を選択する。例えば、図２に示すテーブル情報において、角度情報θが４５度である場合に、制御部４３は、テーブル情報の“０≦θ＜１５０”の角度範囲から、最短相をＵ相とするとともに、３相のうちの最短相（Ｕ相）を除いたＶ相及びＷ相を検出相として選択する。制御部４３は、Ｖ相及びＷ相の検出相の電流値を検出し、検出したＶ相の電流値とＷ相の電流値とに基づいて、最短相のＵ相の電流値を算出する。
【００３５】
次に、図４を参照して、本実施形態によるモータ制御装置１の動作について説明する。
図４は、本実施形態によるモータ制御装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
図４において、モータ制御装置１は、まず、角度情報を検出する（ステップＳ１０１）。モータ制御装置１の制御部４３は、角度センサ４１が検出したモータ４０の角度情報を取得する。
【００３６】
次に、制御部４３は、テーブル情報に基づいて、オンＤｕｔｙ最短相を除いた検出相を選択する（ステップＳ１０２）。制御部４３は、例えば、図２に示すようなテーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報を参照して、角度情報に対応する検出相を選択する。例えば、図２に示すテーブル情報では、制御部４３は、角度情報（「モータ電気角θ」）が“０≦θ＜３０”の場合には、Ｕ相及びＶ相を検出相として選択する。また、制御部４３は、角度情報（「モータ電気角θ」）が“３０≦θ＜１５０”の場合には、Ｖ相及びＷ相を検出相として選択する。また、制御部４３は、角度情報（「モータ電気角θ」）が“１５０≦θ＜２７０”の場合には、Ｗ相及びＵ相を検出相として選択する。このように、制御部４３は、角度情報に応じて角度範囲を選択し、当該角度範囲に対応する検出相を選択する。
【００３７】
次に、制御部４３は、検出相の電流値を検出する（ステップＳ１０３）。制御部４３は、検出相として選択した２つの相（例えば、角度情報θが４５度の場合、Ｖ相及びＷ相）の電流値を検出する。なお、Ｖ相及びＷ相の電流値を検出する場合、制御部４３は、シャント抵抗３１の上側端子の電圧及びシャント抵抗３２の上側端子の電圧を検出することにより、Ｖ相の電流値及びＷ相の電流値を検出する。
【００３８】
次に、制御部４３は、オンＤｕｔｙ最短相の電流値を推定する（ステップＳ１０４）。制御部４３は、例えば、最短相がＵ相であり、検出相がＶ相及びＷ相である場合に、シャント抵抗３０を用いて検出したＶ相の電流値及びＷ相の電流値から、キルヒホッフの法則（電流則）を用いて、最短相Ｕ相の電流値を算出する。
【００３９】
次に、制御部４３は、３相の電流値に基づいて、モータ４０を制御する（ステップＳ１０５）。制御部４３は、３相の電流値に基づいて、例えば、ＭＯＳトランジスタ１１〜１３、及びＭＯＳトランジスタ２１〜２３のオン状態にする期間（オンＤｕｔｙ）を制御する制御信号を生成し、各ＭＯＳトランジスタに供給する。ステップＳ１０５の処理後に、制御部４３は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によるモータ制御装置１は、角度センサ４１（角度検出部）と、制御部４３とを備える。角度センサ４１は、複数相（例えば、３相）の駆動信号により駆動されるモータ４０の回転角を示す角度情報を検出する。制御部４３は、複数相の駆動信号の各相の電流値に基づいて、モータ４０を制御する。また、制御部４３は、角度センサ４１で検出した角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲において、複数相のうちの、最短値になる角度の相を示す最短相を除いた他の相（検出相）の電流値を検出し、検出した他の相（検出相）の電流値に基づいて、最短相の電流値を推定する。ここで、所定の角度範囲は、角度センサ４１で検出した角度情報に基づいて定められる所定の角度範囲であって、電流を検出するＬｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０（電流検出側のスイッチ素子）をオン状態（導通状態）にする期間が最短値になる角度を含む角度範囲である。
【００４１】
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、最短相の電流値を測定しないため、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０のスイッチングノイズによる電流検出への影響を低減することができる。よって、本実施形態によるモータ制御装置１は、正確に各相の電流を検出することができ、モータ４０のトルクリプルを低減することができる。
また、本実施形態によるモータ制御装置１は、最短相の電流検出のために必要なオン状態の最小期間に制限されないため、最短相のオン状態の期間を狭くすることができる。そのため、本実施形態によるモータ制御装置１は、モータ４０の駆動効率（インバータの効率、すなわち、電圧利用効率）を向上させることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、上述した所定の角度範囲は、最短相が切り替わるまでの全ての範囲である。制御部４３は、角度情報に基づいて、複数相のうち、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０（電流検出側のスイッチ素子）をオン状態にする期間が最も短い相を最短相とし、最短相が切り替わるまでの全ての範囲において、最短相を除いた他の相（検出相）の電流値を検出する。そして、制御部４３は、検出した他の相（検出相）の電流値に基づいて、最短相の電流値を推定する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、常に最短相を除いた他の相（検出相）を検出して、最短相の電流値を推定するため、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０のスイッチングノイズによる電流検出への影響を確実に低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、制御部４３は、角度情報と電流値を測定する他の相（検出相）とを対応付けたテーブル情報に基づいて、他の相（検出相）を選択する。すなわち、制御部４３は、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報に基づいて、他の相（検出相）を選択する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、簡易な手法により、最短相を除いた他の相（検出相）を適切に選択することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、複数相は、３つの相であり、制御部４３は、３つの相のうちの、最短相を除いた２つの相（検出相）の電流値を検出する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、３相ブラシレスモータにおいて、トルクリプルを低減することができるとともに、駆動効率を向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施形態において、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報は、モータ４０の回転方向に応じて、変更するようにしてもよい。すなわち、制御部４３は、回転方向に応じて、異なるテーブル情報を切り替えて使用し、角度情報と回転方向に応じたテーブル情報とに基づいて、検出相を選択するようにしてもよい。
【００４６】
図５は、回転方向を考慮した場合のテーブル情報記憶部４２のデータ例を示す図である。
図５において、テーブル情報記憶部４２は、「モータ電気角θ」と、「無回転時の検出相」と、「ＣＷ時の検出相」と、「ＣＣＷ時の検出相」とを対応付けたテーブル情報を記憶している。ここで、「無回転時の検出相」は、モータ４０が回転していない状態での検出相を示し、「ＣＷ時の検出相」は、モータ４０の回転方向が時計回り（ＣＷ：Clock Wise）である場合の検出相を示している。また、「ＣＣＷ時の検出相」は、モータ４０の回転方向が反時計回り（ＣＣＷ：Counter Clock Wise）である場合の検出相を示している。
【００４７】
図５に示す例において、制御部４３は、例えば、「モータ電気角θ」が“０≦θ＜２０”の角度範囲であり、モータ４０が無回転である場合に、全相を検出相として選択する。この場合、制御部４３は、全相の電流値を検出するため、最短相の電流値の推定を行わない。
また、制御部４３は、例えば、「モータ電気角θ」が“０≦θ＜２０”の角度範囲であり、モータ４０の回転方向が時計回り（ＣＷ）である場合に、Ｕ相及びＶ相を検出相として選択する。また、制御部４３は、例えば、「モータ電気角θ」が“０≦θ＜２０”の角度範囲であり、モータ４０の回転方向が反時計回り（ＣＣＷ）である場合に、Ｖ相及びＷ相を検出相として選択する。
【００４８】
このように、制御部４３は、角度情報と、図５に示すような回転方向に応じたテーブル情報とに基づいて、検出相を選択する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、モータ４０の回転方向に応じて、正確に各相の電流を検出することができ、モータ４０のトルクリプルを低減することができる。
【００４９】
［第２の実施形態］
次に、図面を参照して、第２の実施形態によるモータ制御装置１について説明する。
本実施形態では、モータ制御装置１が、進角制御を行う場合における変形例について説明する。
【００５０】
なお、第２の実施形態によるモータ制御装置１の構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
本実施形態では、制御部４３による検出相の選択処理が、上述した第１の実施形態と異なり、本実施形態による検出相の選択処理について説明する。
【００５１】
本実施形態において、制御部４３は、モータ４０の進角に応じて、テーブル情報を変更する。ここで、図６を参照して、進角に応じて変更したテーブル情報のデータ例について説明する。
【００５２】
図６は、本実施形態における進角に応じて変更したテーブル情報のデータ例を示す図である。
図６に示すように、テーブル情報は、「モータ電気角θ」と、「Ｌｏｗ側オンＤｕｔｙの最短ピーク相（θ）」と、「検出相」と、「推定相」とを対応付けている。ここで、「モータ電気角θ」は、進角αに応じて変更した角度範囲を示している。
【００５３】
例えば、図６に示す例では、「モータ電気角θ」が、“０＋α≦θ＜３０＋α”の角度範囲において、「検出相」が“Ｕ、Ｖ”（Ｕ相及びＶ相）であることを示している。
このように、本実施形態では、制御部４３は、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報を、図６に示すように、進角αに応じて変更し、変更した当該テーブル情報に基づいて、検出相を選択する。
【００５４】
次に、図７を参照して、本実施形態によるモータ制御装置１の動作について説明する。
図７は、本実施形態によるモータ制御装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
図７において、モータ制御装置１は、まず、角度情報を検出する（ステップＳ２０１）。モータ制御装置１の制御部４３は、角度センサ４１が検出したモータ４０の角度情報を取得する。
【００５５】
次に、制御部４３は、進角αで変更したテーブル情報に基づいて、オンＤｕｔｙ最短相を除いた検出相を選択する（ステップＳ２０２）。制御部４３は、例えば、図２に示すようなテーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報を取得し、取得したテーブル情報を進角αに応じて、図６に示すようなテーブル情報に変更する。制御部４３は、進角αに応じて変更したテーブル情報と、角度情報とに基づいて、検出相を選択する。制御部４３は、進角αに応じて変更されたテーブル情報を参照して、角度情報θに対応する角度範囲を選択し、当該角度範囲に対応する検出相を選択する。
【００５６】
続く、ステップＳ２０３からステップＳ２０５までの処理は、上述した図４のステップＳ１０３からステップＳ１０５までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。ステップＳ２０５の処理後に、制御部４３は、処理をステップＳ２０１に戻す。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態では、制御部４３は、モータ４０の進角αに応じて、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報を変更する。そして、制御部４３は、進角αに応じて変更したテーブル情報と、角度情報とに基づいて、最短相を除いた他の相（検出相）を選択する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、進角制御に対応して、正確に各相の電流を検出することができる。よって、本実施形態によるモータ制御装置１は、進角制御において、適切にトルクリプルを低減することができるとともに、駆動効率を向上させることができる。
【００５８】
［第３の実施形態］
次に、図面を参照して、第３の実施形態によるモータ制御装置１について説明する。
本実施形態では、モータ制御装置１が、上述した最短相を除く検出相の電流値を検出して、検出相の電流値に基づいて、最短相の電流値を推定する電流検出処理と、全相の電流値を検出する電流検出処理とを組み合わせて使用する変形例について説明する。
【００５９】
なお、第３の実施形態によるモータ制御装置１の構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
本実施形態では、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報が異なる点と、テーブル情報に基づく制御部４３の処理が異なる点を除いて、第１の実施形態のモータ制御装置１と同様である。
【００６０】
本実施形態において、テーブル情報記憶部４２は、図８に示すように、全相を検出する角度範囲を含んでいる。
図８は、本実施形態におけるテーブル情報記憶部４２のデータ例を示す図である。
図８において、テーブル情報記憶部４２は、「モータ電気角θ」と、「Ｌｏｗ側オンＤｕｔｙの最短ピーク相（θ）」と、「検出相」と、「推定相」とを対応付けたテーブル情報を記憶する。また、「モータ電気角θ」の角度範囲には、最短相を除く検出相の電流値を検出して、最短相の電流値を推定する角度範囲と、全相の電流値を検出する角度範囲とが含まれる。ここで、最短相の電流値を推定する角度範囲は、最短値になる角度を含む所定の角度範囲である。
【００６１】
例えば、図８に示す例では、「モータ電気角θ」が“１８≦θ＜４２”の角度範囲では、「検出相」が“全相”であることを示している。また、「モータ電気角θ」が“４２≦θ＜１３８”の角度範囲では、「検出相」が“Ｖ，Ｗ”（Ｖ相及びＷ相）であることを示している。
【００６２】
また、図９は、本実施形態のテーブル情報における角度範囲と電流値を検出する検出相との関係の一例を示す図である。
図９において、波形Ｗ１は、Ｕ相のオンＤｕｔｙの波形を示し、波形Ｗ２は、Ｗ相のオンＤｕｔｙの波形を示している。また、波形Ｗ３は、Ｖ相のオンＤｕｔｙの波形を示している。なお、ここでの波形Ｗ１〜Ｗ３は、３次高調波の重畳後の波形を示している。
【００６３】
また、角度範囲ＴＲ１は、最短相のオンＤｕｔｙが小さい（オン状態の期間が短い）ため、検出相が２相であり、当該２相の電流値から、残りの１相（最短相）の電流値を推定する角度範囲（所定の範囲）を示している。
また、角度範囲ＴＲ２は、電流値の検出（測定）においてスイッチングノイズが影響しない程度に、最短相のオンＤｕｔｙ（オン状態の期間）が大きく（長く）、全相の電流値を検出する角度範囲を示している。
【００６４】
制御部４３は、上述した図８に示すようなテーブル情報を参照して、角度情報に対応した検出相を選択する。制御部４３は、検出相が全相である場合には、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３相の電流値を検出する（図９の角度範囲ＴＲ２を参照）。また、制御部４３は、検出相が２相である場合には、選択した２相の電流値を検出し、当該２相の電流値から、残りの１相（最短相）の電流値を推定する（図９の角度範囲ＴＲ１を参照）。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、選択した２相の電流値を検出し、当該２相の電流値から、残りの１相（最短相）の電流値を推定する所定の角度範囲は、最短相が切り替わるまでの全ての範囲のうちの一部の角度範囲ＴＲ１である。また、３相全ての電流値を検出する角度範囲は、電流値の検出（測定）においてスイッチングノイズが影響しない程度に、最短相のオンＤｕｔｙ（オン状態の期間）が大きい（長い）角度範囲ＴＲ２である。そして、制御部４３は、この角度範囲ＴＲ１と角度範囲ＴＲ２とで、異なる電流検出処理を切り替えて実行する。
【００６６】
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、第１の実施形態と同様に、トルクリプルを低減することができるとともに、駆動効率を向上させることができる。また、本実施形態によるモータ制御装置１は、スイッチングノイズが影響しない程度に、最短相のオンＤｕｔｙ（オン状態の期間）が大きい（長い）角度範囲ＴＲ２において、全相の電流値を検出するため、さらに正確に電流値を検出することができる。
【００６７】
［第４の実施形態］
次に、図面を参照して、第４の実施形態によるモータ制御装置１について説明する。
本実施形態では、モータ制御装置１が、上述した第２の実施形態と同様に、進角制御を行う場合における別の変形例について説明する。
【００６８】
なお、第４の実施形態によるモータ制御装置１の構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
本実施形態では、テーブル情報記憶部４２が記憶するテーブル情報が異なる点と、テーブル情報に基づく制御部４３の選択処理が異なる点を除いて、第２の実施形態のモータ制御装置１と同様である。
【００６９】
本実施形態において、テーブル情報記憶部４２は、モータ４０の進角に応じて、異なる複数種類のテーブル情報を記憶している。すなわち、本実施形態のテーブル情報は、モータ４０の進角に応じて、異なる複数種類のテーブル情報が定められている。ここで、図１０を参照して、本実施形態によるテーブル情報記憶部４２のデータ例について説明する。
【００７０】
図１０は、本実施形態におけるテーブル情報記憶部４２のデータ例を示す図である。
図１０において、テーブル情報記憶部４２は、「進角α」と、「テーブル情報」とを対応付けて記憶している。ここで、「進角α」は、進角を示し、「テーブル情報」は、図２に示すようなテーブル情報であって、進角αに対するして変更されたテーブル情報を示している。
図１０に示す例では、「進角α」が“１”（１度）である場合に、「テーブル情報」として“テーブルＡ”を用いることを示している。また、「進角α」が“２”（２度）である場合に、「テーブル情報」として“テーブルＢ”を用いることを示している。
このように、テーブル情報記憶部４２は、モータ４０の進角αに応じて、複数種類のテーブル情報を記憶する。
【００７１】
本実施形態における制御部４３は、モータ４０の進角に応じて、複数種類のテーブル情報のうちから選択されたテーブル情報に基づいて、他の相（検出相）を選択する。すなわち、制御部４３は、テーブル情報記憶部４２が記憶する複数種類のテーブル情報のうちから、進角に応じたテーブル情報を選択し、選択したテーブル情報と、角度情報とに基づいて、検出相を選択する。
なお、制御部４３による検出相の選択処理以外の処理は、上述した第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態では、テーブル情報は、モータ４０の進角に応じて、異なる複数種類のテーブル情報が定められており、制御部４３は、モータ４０の進角に応じて、複数種類のテーブル情報のうちから選択されたテーブル情報に基づいて、最短相を除いた他の相（検出相）を選択する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置１は、上述した第２の実施形態と同様の効果を奏し、進角制御に対応して、正確に各相の電流を検出することができる。よって、本実施形態によるモータ制御装置１は、進角制御において、適切にトルクリプルを低減することができるとともに、駆動効率を向上させることができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、実施形態を単独の実施形態として実施する例を説明したが、各実施形態の一部又は全部を組み合わせて実施するようにしてもよい。
【００７４】
また、上記の各実施形態において、スイッチ素子の一例として、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタを用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタなどの他のスイッチ素子であってもよい。
【００７５】
また、上記の各実施形態において、Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０を電流検出側のスイッチ素子として、シャント抵抗３０をＬｏｗ側のＭＯＳトランジスタ２０に挿入する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｈｉｇｈ側のＭＯＳトランジスタ１０を電流検出側のスイッチ素子として、シャント抵抗３０をＨｉｇｈ側のＭＯＳトランジスタ１０に挿入するようにしてもよい。なお、この場合には、オンＤｕｔｙの最短相は、Ｈｉｇｈ側のＭＯＳトランジスタ１０のオン状態の期間が最短となる相となる。
【００７６】
また、上記の各実施形態において、電流検出部の一例として、シャント抵抗３０を利用する例を説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＴ（Current Transformer）などを利用して電流値を検出してもよい。
また、上記の各実施形態において、テーブル情報記憶部４２は、制御部４３の外部に備える例を説明したが、これに限定されるものではなく、制御部４３の内部にテーブル情報記憶部４２を備える形態であってもよい。また、テーブル情報記憶部４２は、モータ制御装置１の外部に備えられるようにしてもよい。
【００７７】
また、上記の各実施形態において、モータ４０は、３相ブラシレスモータである例を説明したが、モータ４０は、３相以上の複数相の駆動信号により駆動されるモータであってもよい。
【００７８】
なお、上述のモータ制御装置１の制御部４３は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したモータ制御装置１の制御部４３による処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００７９】
また、上述したモータ制御装置１の制御部４３が備える機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１  モータ制御装置
１０  Ｈｉｇｈ側のＭＯＳトランジスタ
１１、１２、１３、２１、２２、２３  ＭＯＳトランジスタ
２０  Ｌｏｗ側のＭＯＳトランジスタ
３０、３１、３２、３３  シャント抵抗
４０  モータ
４１  角度センサ
４２  テーブル情報記憶部
４３  制御部
【図１】
2019009862.tif 000003
【図２】
2019009862.tif 000004
【図３】
2019009862.tif 000005
【図４】
2019009862.tif 000006
【図５】
2019009862.tif 000007
【図６】
2019009862.tif 000008
【図７】
2019009862.tif 000009
【図８】
2019009862.tif 000010
【図９】
2019009862.tif 000011
【図１０】
2019009862.tif 000012