(57)【要約】【課題】断続的にオン状態とされるスイッチング素子の発熱量を低減できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置（１０）は、上アーム側スイッチング素子（３２）と下アーム側スイッチング素子（３４）が直列接続されてなり、多相モータ（１２）の各相に対応して設けられたインバータ部（２０）と、ＰＷＭ波形の制御信号を生成し、各スイッチング素子の駆動を制御するインバータ制御部（２２）を備える。インバータ制御部は、同期させて制御する互いに異なる相の上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを断続的にオン状態とさせるとともに、上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子に対して、ＰＷＭ周期が互いに同一で、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するように、制御信号を生成する。【選択図】図５
2015033204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相モータ（１２）の駆動を制御するモータ制御装置であって、
電源とグランドとの間で、上アーム側スイッチング素子（３２）と下アーム側スイッチング素子（３４）とが、前記上アーム側スイッチング素子を前記電源側として直列に接続されてなり、前記多相モータの各相に対応して設けられたインバータ部（２０）と、
ＰＷＭ波形の制御信号を生成し、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子の駆動を制御するインバータ制御部（２２）と、を備え、
前記インバータ制御部は、同期させて制御する互いに異なる相の前記上アーム側スイッチング素子と前記下アーム側スイッチング素子とを断続的にオン状態とさせるとともに、前記上アーム側スイッチング素子及び前記下アーム側スイッチング素子に対して、ＰＷＭ周期が互いに同一で、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、前記一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に前記他方のオフ時間が位置するように、前記制御信号を生成することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記インバータ制御部は、同期させて制御する互いに異なる相の前記上アーム側スイッチング素子と前記下アーム側スイッチング素子とに対し、５０％より大きい値で互いに同一のデューティを有する前記制御信号を生成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】
前記インバータ制御部は、前記一方のオン時間の中心と、前記他方のオフ時間の中心とが一致するように、前記制御信号を生成することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記多相モータは、矩形波駆動される３相ブラシレスモータであることを特徴とする請求項１〜３いずれか１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、多相モータの駆動を制御するモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載のように、矩形波駆動される３相ブラシレスモータの駆動装置（モータ制御装置）が知られている。このモータ制御装置では、電気角１２０度で矩形波通電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５２０３４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、特許文献１では、同期制御される互いに異なる相の上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子のうち、一方が連続的にオン状態となり、他方が断続的にオン状態となるように、ＰＷＭ制御がなされる。
【０００５】
また、スイッチング素子は、ＰＷＭの一周期の間に２回ずつスイッチング動作する。このとき、スイッチング素子は、スイッチングロスを生じて発熱する。断続的にオン状態とされるスイッチング素子は、連続的にオン状態とされるスイッチング素子に較べて、スイッチング回数が多い。したがって、断続的にオン状態とされるスイッチング素子の発熱量が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、断続的にオン状態とされるスイッチング素子の発熱量を低減でき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】
【０００７】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、多相モータ（１２）の駆動を制御するモータ制御装置であって、電源とグランドとの間で、上アーム側スイッチング素子（３２）と下アーム側スイッチング素子（３４）とが、上アーム側スイッチング素子を電源側として直列に接続されてなり、多相モータの各相に対応して設けられたインバータ部（２０）と、ＰＷＭ波形の制御信号を生成し、上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子の駆動を制御するインバータ制御部（２２）と、を備え、インバータ制御部は、同期させて制御する互いに異なる相の上アーム側スイッチング素子と下アーム側スイッチング素子とを断続的にオン状態とさせるとともに、上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子に対して、ＰＷＭ周期が互いに同一で、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するように、制御信号を生成することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するように、同期制御される各スイッチング素子の制御信号が生成される。したがって、インバータ部の出力は、上アーム側スイッチング素子及び下アーム側スイッチング素子の制御信号に対して、ＰＷＭ周期が短くなる。このように、制御信号の方が、インバータ部の出力よりもＰＷＭ周期が長いため、断続的にオン状態とされるスイッチング素子各々のスイッチング回数を、従来よりも低減することができる。そして、これにより、断続的にオン状態とされるスイッチング素子各々の発熱量を、従来よりも低減することができる。
【００１０】
したがって、従来に対して、断続的にオン状態とされるスイッチング素子の寿命を伸長させることもできる。また、従来と同じ寿命で良いのなら、断続的にオン状態とされるスイッチング素子として安価なものを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すマイコンの概略構成を示す図である。
【図３】制御信号の通電パターンとインバータ部の出力パターンを示す図である。
【図４】比較例において、制御信号の通電パターンとインバータ部の出力パターンとの関係を説明するための図である。
【図５】第１実施形態において、制御信号の通電パターンとインバータ部の出力パターンとの関係を説明するための図である。
【図６】図５に対して、出力デューティを大きくする場合の例を示す図である。
【図７】図５に対して、出力デューティを小さくする場合の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、モータ制御装置１０は、多相モータ１２の駆動を制御する。本実施形態では、多相モータ１２として、３相ＤＣブラシレスモータを採用している。このようなブラシレスモータは、例えば、車両に搭載されるフューエルポンプや、ラジエータなどに配置されるファンの駆動に用いることができる。
【００１４】
次に、図１に基づき、モータ制御装置１０の概略構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、モータ制御装置１０は、インバータ部２０と、インバータ制御部２２と、を有している。
【００１６】
インバータ部２０は、バッテリ３０側の電圧を多相モータ１２の３つの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に適宜印加すべく、多相モータ１２の３相に接続されている。このインバータ部２０は、スイッチング素子３２，３４を有する。また、上アーム側スイッチング素子３２は、各相に対応する３つのスイッチング素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有し、下アーム側スイッチング素子３４は、各相に対応する３つのスイッチング素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有している。本実施形態では、これらスイッチング素子３２，３４として、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを採用している。
【００１７】
Ｕ相の上アーム側スイッチング素子３２ａ及び下アーム側スイッチング素子３４ａは、バッテリ３０の正極側端子（電源）と負極側端子（グランド）との間で、上アーム側スイッチング素子３２ａを正極側として直列に接続されている。そして、その接続点が、多相モータ１２のＵ相と接続されている。また、Ｖ相の上アーム側スイッチング素子３２ｂ及び下アーム側スイッチング素子３４ｂも、バッテリ３０の正極側端子と負極側端子との間で、上アーム側スイッチング素子３２ｂを正極側として直列に接続されている。そして、その接続点が、多相モータ１２のＶ相と接続されている。
【００１８】
さらに、Ｗ相の上アーム側スイッチング素子３２ｃ及び下アーム側スイッチング素子３４ｃも、バッテリ３０の正極側端子と負極側端子との間で、上アーム側スイッチング素子３２ｃを正極側として直列に接続されている。そして、その接続点が、多相モータ１２のＷ相と接続されている。このように、インバータ部２０は、６つのスイッチング素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃが３相ブリッジ接続されて構成されている。
【００１９】
インバータ制御部２２は、ＰＷＭ波形の制御信号を生成し、この制御信号により、上アーム側スイッチング素子３２及び下アーム側スイッチング素子３４の駆動を制御する。このインバータ制御部２２は、位置検出部４０と、マイコン４２と、ドライブ回路４４と、を有している。
【００２０】
位置検出部４０は、多相モータ１２の回転角度に関連する位置情報を検出して出力する。本実施形態では、位置検出部４０が、多相モータ１２の各相の誘起電圧に基づく周知の方法により、多相モータ１２におけるロータの回転位置を検出する。具体的には、電気角６０°ごとにその回転位置を検出する。なお、誘起電圧以外にも、ホール素子などのセンサを用いた回転位置の検出方法を採用することもできる。例えば、３つのホール素子を、ロータの回転中心に対し、１２０度ごとに配置すると、電気角６０°ごとにロータの回転位置を検出することができる。
【００２１】
マイコン４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、内部タイマ、入出力回路などを備えて構成されている。マイコン４２は、ＣＰＵが、外部からの入力信号やＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて、ＲＡＭ及びレジスタを一時的に記憶領域として用いつつ各種演算処理を実行する。マイコン４２の詳細については後述する。
【００２２】
ドライブ回路４４は、多相モータ１２を駆動するパワー系のスイッチング素子３２，３４を駆動させるためのプリドライバである。このドライブ回路４４は、上アーム側スイッチング素子３２及び下アーム側スイッチング素子３４に対応して６つの図示しないＭＯＳＦＥＴを有している。
【００２３】
次に、図２に基づき、マイコン４２の概略構成について説明する。
【００２４】
図２に示すように、マイコン４２は、目標回転数算出部５０と、実回転数算出部５２と、偏差算出部５４と、デューティ算出部５６と、ＰＷＭ出力部５８と、を備えている。
【００２５】
目標回転数算出部５０は、外部入力、例えば外部ＥＣＵ、センサ、ユーザによって操作されるＳＷからの信号に基づき、多相モータ１２の回転の目標値となる単位時間あたりの目標回転数（目標回転速度）を算出する。
【００２６】
実回転数算出部５２は、位置検出部４０にて検出された多相モータ１２におけるロータの回転位置に基づいて、多相モータ１２の単位時間あたりの回転数（回転速度）を算出する。
【００２７】
偏差算出部５４は、目標回転数算出部５０によって算出された目標回転数と、実回転数算出部５２によって算出された実回転数との偏差を算出する。そして、偏差算出部５４は、算出した偏差をデューティ算出部５６に出力する。
【００２８】
デューティ算出部５６は、算出された偏差に基づき、実回転数が目標回転数に追従するように、多相モータ１２をＦ／Ｂ制御するためのデューティを算出する。本実施形態では、デューティ算出部５６が、ＰＩ制御を行うように構成されている。
【００２９】
デューティ算出部５６は、先ず、上記した偏差と比例定数Ｋｐ，Ｋｉとにより、インバータ部２０の出力のデューティを算出する。次いで、デューティ算出部５６は、算出したインバータ部２０の出力デューティに基づいて、各スイッチング素子３２，３４を制御するための制御信号のデューティを設定する。例えば、インバータ部２０の出力デューティと制御信号のデューティとの関係は、予め定められてＲＯＭに保存されている。後述するように、例えばインバータ部２０の出力デューティとして５０％が必要な場合、制御信号のデューティとしては７５％が設定される。以上のようにして、デューティ算出部５６は、制御信号のデューティを算出し、ＰＷＭ出力部５８に出力する。
【００３０】
ＰＷＭ出力部５８は、インバータ部２０を構成する各スイッチング素子３２，３４の駆動を制御するために、デューティ算出部５６より入力されたデューティに基づき、例えば予め設定された周期（周波数）で、制御信号を生成する。そして、生成した制御信号を、ドライバ回路４４に出力する。
【００３１】
このＰＷＭ出力部５８は、図３に示すように、同期させて制御する互いに異なる相の上アーム側スイッチング素子３２と下アーム側スイッチング素子３４に対して、ＰＷＭ周期が互いに同一となるように、制御信号を生成する。また、ＰＷＭ出力部５８は、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するように、制御信号を生成する。本実施形態では、さらに、デューティが５０％より大きい値で同一となり、一方のオン時間の中心と、他方のオフ時間の中心とが一致するように、制御信号を生成する。このような制御信号は、同一のＰＷＭ周期及び同一のデューティを有し、互いの位相がＰＷＭ周期の１／２ずれるようにすることで生成することができる。
【００３２】
図３には、各スイッチング素子３２，３４の制御信号の通電パターンと、インバータ部２０の出力パターンを例示している。図３に示すように、通電パターンは、電気角６０°毎に６つの期間に分けられている。図３において、Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋とは、各相の上アーム側を示し、Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−とは、各相の下アーム側を示している。また、インバータ部２０の出力を各相をまとめて図示している。以下においては、例えば制御信号（Ｕ＋）とは、Ｕ相上アーム側スイッチング素子の制御信号を示すものとする。
【００３３】
例えば第１期間では、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子３２ａとＶ相の下アーム側スイッチング素子３４ｂが同期制御され、上アーム側スイッチング素子３２ａから、多相モータ１２を介して、下アーム側スイッチング素子３４ｂに電流が流れる。この第１期間において、制御信号（Ｕ＋）と制御信号（Ｖ−）とは、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するようになっている。
【００３４】
また、第２期間では、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子３２ａとＷ相の下アーム側スイッチング素子３４ｃが同期制御され、第３期間では、Ｖ相の上アーム側スイッチング素子３２ｂとＷ相の下アーム側スイッチング素子３４ｃが同期制御されている。第４期間では、Ｖ相の上アーム側スイッチング素子３２ｂとＵ相の下アーム側スイッチング素子３４ａが同期制御され、第５期間では、Ｗ相の上アーム側スイッチング素子３２ｃとＵ相の下アーム側スイッチング素子３４ａが同期制御されている。そして、第６期間では、Ｗ相の上アーム側スイッチング素子３２ｃとＶ相の下アーム側スイッチング素子３４ｂが同期制御されている。これら第２〜第６期間においても、同期制御される上アーム側スイッチング素子３２の制御信号と下アーム側スイッチング素子３４の制御信号とは、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するようになっている。
【００３５】
なお、上記した目標回転数算出部５０、実回転数算出部５２、偏差算出部５４、デューティ算出部５６、及びＰＷＭ出力部５８の各機能については、ハードウェア、ソフトウェア、或いはこれらの組み合わせのいずれによって提供されてよい。
【００３６】
次に、図４〜図７に基づき、同期制御される上アーム側スイッチング素子３２の制御信号と下アーム側スイッチング素子３４の制御信号について詳細に説明する。なお、図４〜図７では、図３に示した第１期間を例示するが、その他の期間についても同様のものとする。
【００３７】
図４は、本実施形態に対する比較例として、従来一般的に設定される制御信号の通電パターンと、インバータ部２０の出力パターンを示している。図４に示すように、従来は、同期制御される２つのスイッチング素子のうち、例えばＶ相の下アーム側スイッチング素子が連続的にオン状態となり、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子が断続的にオン状態となるように、ＰＷＭ制御がなされる。なお、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子が連続的にオン状態となり、Ｖ相の下アーム側スイッチング素子が断続的にオン状態となるようにしても良い。そして、インバータ部の出力デューティが５０％となるように、制御信号（Ｕ＋）がデューティ５０％とされ、制御信号（Ｖ−）がデューティ１００％とされる。
【００３８】
この場合、制御信号（Ｕ＋）のＰＷＭ周期ｔｄ１と、インバータ部の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２は、ほぼ一致する。このようにＰＷＭ周期ｔｄ１，ｔｄ２をほぼ一致させなければならないため、図４に示すように、デューティ５０％の出力を３パルス得るには、制御信号（Ｕ＋）も出力に対応して３パルス有さなければならない。すなわち、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子を６回スイッチング動作させなければならない。一方、Ｖ相の下アーム側スイッチング素子のスイッチング動作回数はゼロである。
【００３９】
このように、断続的にオン状態とされるＵ相の上アーム側スイッチング素子は、連続的にオン状態とされるＶ相の下アーム側スイッチング素子に較べて、スイッチング回数が多い。スイッチング回数が多いほど、スイッチングロスによる発熱量が増えるため、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子の発熱量は大きい。
【００４０】
このように、発熱量が大きいと、断続的にオン状態とされるＵ相の上アーム側スイッチング素子の寿命が短くなる。したがって、所定の寿命を確保するには、耐熱性に優れる高価なスイッチング素子を採用しなければならない。
【００４１】
また、スイッチング回数が多いと、スイッチングノイズが問題となる虞がある。さらには、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子とＶ相の下アーム側スイッチング素子とで、発熱量がばらつく。すなわち、インバータ部を構成する複数のスイッチング素子において発熱量がばらつく。
【００４２】
なお、図示は省略するが、図４において、制御信号（Ｖ−）も、制御信号（Ｕ＋）と同じデューティ５０％とし、且つ、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）同士のオン・オフのタイミングを合わせることで、インバータ部の出力デューティ５０％を得る方法も知られている。この場合、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）でデューティが等しいため、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子とＶ相の下アーム側スイッチング素子とにおける発熱の偏りについては抑制することができる。しかしながら、図４に示す例同様、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）のＰＷＭ周期ｔｄ１と、インバータ部の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２はほぼ一致する。したがって、デューティ５０％の出力を３パルス得るには、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子及びＶ相の下アーム側スイッチング素子を、それぞれ６回スイッチング動作させなければならない。すなわち、スイッチング回数が多く、ひいては発熱量が大きいという問題は生じる。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、図５に示すように、同期制御されるＵ相の上アーム側スイッチング素子３２ａ及びＶ相の下アーム側スイッチング素子３４ｂがともに断続的にオン状態となるように、ＰＷＭ制御がなされる。また、インバータ部２０の出力デューティが図４同様５０％となるように、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）のデューティがともに７５％とされる。そして、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）は、一方のオン時間の中心と、他方のオフ時間の中心とが一致するように生成される。換言すれば、位相が互いにＰＷＭ周期×１／２ずれるように、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）が生成される。図５では、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）のＰＷＭ周期がｔｄ１とされ、インバータ部２０の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２は、ｔｄ１の１／２の周期となる。
【００４４】
したがって、図５に示すように、デューティ５０％の出力を３パルス得るには、Ｕ相の上アーム側スイッチング素子３２ａを３回スイッチング動作させ。Ｖ相の下アーム側スイッチング素子３４ｂも３回スイッチング動作させれば良い。このように、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２ａ，３４ｂのスイッチング回数を、従来に較べて低減することができる。
【００４５】
図６は、インバータ部２０の出力デューティを、図５に対して大きくする例を示している。
【００４６】
出力デューティを大きくするには、制御信号のデューティも大きくしてやれば良い。図６に示す例では、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）のＰＷＭ周期がｔｄ１とされ、そのデューティも９０％で同じとなっている。そして、図５同様、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）は、一方のオン時間の中心と、他方のオフ時間の中心とが一致するように生成される。したがって、インバータ部２０の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２は、ｔｄ１の１／２の周期となる。これにより、インバータ部２０の出力のデューティは、５０％よりも大きい値、具体的には約８０％となる。
【００４７】
デューティ算出部５６は、偏差算出部５４にて算出された偏差に基づいて、出力デューティを８０％としたい場合、制御信号のデューティとして９０％を設定する。
【００４８】
一方、図７は、インバータ部２０の出力デューティを、図５に対して小さくする例を示している。
【００４９】
出力デューティを小さくするには、制御信号のデューティも小さくしてやれば良い。図７に示す例では、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）のＰＷＭ周期がｔｄ１とされ、そのデューティも６０％で同じとなっている。そして、図５同様、制御信号（Ｕ＋，Ｖ−）は、一方のオン時間の中心と、他方のオフ時間の中心とが一致するように生成される。したがって、インバータ部２０の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２は、ｔｄ１の１／２の周期となる。これにより、インバータ部２０の出力のデューティは、５０％よりも小さい値、具体的には約２０％となる。
【００５０】
デューティ算出部５６は、偏差算出部５４にて算出された偏差に基づいて、出力デューティを２０％としたい場合、制御信号のデューティとして６０％を設定する。
【００５１】
次に、本実施形態に係るモータ制御装置１０の効果について説明する。
【００５２】
本実施形態において、同期制御される各スイッチング素子３２，３４の制御信号は、ＰＷＭ周期が互いに同一とされ、一方のオン時間が他方のオフ時間よりも長く、且つ、一方のオン時間の立ち上がりと立ち下がりとの間に他方のオフ時間が位置するように、生成される。
【００５３】
したがって、インバータ部２０の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２は、上アーム側スイッチング素子３２及び下アーム側スイッチング素子３４の制御信号のＰＷＭ周期ｔｄ１よりも短くなる。すなわち、制御信号の方が、インバータ部２０の出力よりもＰＷＭ周期が長くなる。したがって、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２，３４各々のスイッチング回数を、従来よりも低減することができる。そして、これにより、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２，３４各々の発熱量を、従来よりも低減することができる。
【００５４】
ここで、スイッチング素子３２，３４としてＭＯＳＦＥＴを採用した場合、ＭＯＳＦＥＴ１個のトータル発熱量Ｐｃは、次式で示すことができる。
【００５５】
（数１）
Ｐｃ＝（ｔｏｎ／ｔｄ）×Ｒｏｎ×Ｉｍ２＋（ｔｓｗ／ｔｄ）×Ｉｍ×Ｖｂ×１／３
数式１において、ｔｏｎはオン時間、ｔｄは周期、Ｒｏｎはオン抵抗、ＩｍはＭＯＳＦＥＴに流れる電流、ｔｓｗはスイッチング遷移時間（オン・オフの移行時間）、Ｖｂは電源電圧である。数式右辺の第１項は、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗によるジュール発熱を示し、第２項は、スイッチング発熱を示す。
【００５６】
上記したように、本実施形態によれば、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２，３４のＰＷＭ周期ｔｄ１を、インバータ部２０の出力のＰＷＭ周期ｔｄ２の２倍とすることができる。すなわち、本実施形態によればＰＷＭ周期ｔｄ１を従来の２倍とすることができる。したがって、数式１の周期ｔｄから明らかなように、スイッチング発熱、ひいてはトータル発熱量Ｐｃを小さくすることができる。
【００５７】
また、発熱量を小さくできるため、従来に対して、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２，３４の寿命を伸長させることもできる。また、従来と同じ寿命で良いのなら、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２３，３４として安価なものを採用することもできる。さらには、同期制御されるスイッチング素子３２，３４において、制御信号のＰＷＭ周期とデューティは互いに同じであるので、インバータ部２０を構成する複数のスイッチング素子３２，３４において、発熱量のばらつきを低減することができる。
【００５８】
また、断続的にオン状態とされるスイッチング素子３２，３４のスイッチング回数を従来に較べて低減することができる。換言すれば、同じパターンの出力を確保しつつ、制御信号のＰＷＭ周期を従来よるも長くすることができる。したがって、スイッチングノイズの発生を抑制することもできる。
【００５９】
さらに本実施形態では、図５〜図７に示したように、同期させて制御する互いに異なる相の上アーム側スイッチング素子３２と下アーム側スイッチング素子３４とに対し、デューティが５０％より大きい値で互いに同一の制御信号を生成する。これによれば、制御信号のデューティが同じで良いので、ハードウェアによってデューティ算出部５６の機能が提供される場合、構成を簡素化することができる。また、ソフトウェアによって、デューティ算出部５６の機能が提供される場合、処理負荷を軽減することができる。
【００６０】
このように、制御信号のデューティが５０％より大きい値で互いに同一とされるとともに、本実施形態では、図５〜図７に示したように、一方のオン時間の中心と、他方のオフ時間の中心とが一致するように、制御信号が生成される。これにより、インバータ部２０の出力は一定デューティとなる。したがって、多相モータ１２の制御性や駆動の安定性を向上することができる。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６２】
上アーム側スイッチング素子３２及び下アーム側スイッチング素子３４としては、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限定されず、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用することができる。また、ＭＯＳＦＥＴ以外にも、ＩＧＢＴなどを採用することができる。
【００６３】
多相モータ１２としては、３相ＤＣブラシレスモータに限定されない。複数相（２相以上）のモータであればよい。
【００６４】
マイコン４２とは別に位置検出部４０を設ける例を示したが、マイコン４２内に位置検出部４０を有する構成としても良い。この場合、位置検出部４０の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、それら両方のいずれによって提供されても良い。
【００６５】
上記実施形態では、マイコン４２が、ＰＷＭ波形の制御信号を生成して出力するためのＰＷＭ制御部として構成され、そのために、目標回転数算出部５０、実回転数算出部５２、偏差算出部５４、デューティ算出部５６、及びＰＷＭ出力部５８の各機能部を有する例を示した。しかしながら、上記した各機能部の少なくとも一部を、ハードウェアにて構成しても良い。例えば、上記したすべての機能部を、マイコンではなく、ＡＳＩＣ等の専用ＩＣで構成することもできる。
【００６６】
インバータ制御部２２がドライブ回路４４を有する例を示したが、ドライブ回路４４を有さない構成としても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０・・・モータ制御装置、１２・・・多相モータ、２０・・・インバータ部、２２・・・インバータ制御部、３０・・・バッテリ、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・上アーム側スイッチング素子、３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ・・・下アーム側スイッチング素子、４０・・・位置検出部、４２・・・マイコン、４４・・・ドライブ回路、５０・・・目標回転数算出部、５２・・・実回転数算出部、５４・・・偏差算出部、５６・・・デューティ算出部、５８・・・ＰＷＭ出力部
【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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