(57)【要約】【課題】例えばブラシレスモータのＰＷＭ制御において不自然な相関電流が流れることを防止する。【解決手段】タイマ処理の起動初回において、Ｕ相タイマＴＭｕに設定するキャリア周期ｔに対して、Ｖ相タイマＴＭｖ及びＷ相タイマＴＭｗの各キャリア周期を、各タイマ起動遅れ分ｔｖ、ｔｗを減算した各遅れ補正周期ｔｖ１（＝ｔ−ｔｖ）、ｔｗ１（＝ｔ−ｔｗ）として設定する。これにより、起動初回のキャリア周期の各相の開始時期がずれても、その終わりを一致させることができるため、２回目からの各相のキャリア周期を同期させることができ、それ以降はずれが生じないため、ＰＷＭ制御において不自然な相関電流が流れることを防止することができる。【選択図】　　　図３
2004015926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相ブラシレスモータの各相に出力する駆動信号のキャリア周期をタイマにより設定し、前記キャリア周期に基づいて各相に出力する駆動信号をＰＷＭ制御するブラシレスモータの制御方法であって、
起動初回における基準相に対する他の相のキャリア周期を、前記基準相に対する前記他の相のキャリア周期開始時期が前記タイマの起動のずれにより遅れる起動遅れ分を補正して設定することを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
【請求項２】
前記ＰＷＭ制御の駆動信号の出力幅が、前記キャリア周期の終わりを基点として設定されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリア周期に基づいて各相に出力する駆動信号をＰＷＭ制御するブラシレスモータの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブラシレスモータの駆動制御においてＰＷＭ制御するものがある（例えば特開平８−１２６３８１号公報）。このような制御を用いた例えば３相ブラシレスモータにおける各相の駆動信号の波形を図５に示す。
【０００３】
各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）毎に１周期当たりのＰＷＭ制御による駆動信号の出力を図５（ａ）に示されるように制御する場合について示す。このようなＰＷＭ制御をマイクロコンピュータの内蔵タイマを用いて行う場合には、そのタイマに基づいてＰＷＭキャリア周期ｔを算出すると共に、各相のキャリア周期開始時Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗを設定する。キャリア周期開始時の設定にあっては、例えば予め決められたアドレスに配置された専用アドレスにタイマ起動ビットを書き込むことになる。各タイマ起動ビットを別々のアドレスに割り当てられた複数のアドレスに書き込む場合には、まず、Ｕ相のキャリア周期開始時Ｔｕを設定し、続けて他の相（Ｖ相・Ｗ相）のキャリア周期開始時Ｔｖ・Ｔｗをそれぞれ順番に設定することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような制御にあっては、駆動開始時に各相のキャリア周期開始時Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗの各起動ビットを順番に書き込むことになり、図５（ｂ）に示されるように、基準相としてのＵ相のキャリア周期開始時Ｔｕに対して、Ｖ相のキャリア周期開始時Ｔｖが起動遅れ分ｔｖ後に設定され、Ｗ相のキャリア周期開始時Ｔｗが起動遅れ分ｔｗ後に発生し、それぞれの起動にタイムラグができる。キャリア周期ｔを固定すると、Ｖ相・Ｗ相の各駆動信号が、図５（ａ）に示されたものに対して、各起動遅れ分ｔｖ・ｔｗだけ遅れて出力されることになり、その起動のずれにより各タイマの周期がずれたままとなる。このため、各相に不自然な相関電流が流れることになり、モータ効率が低下するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、例えばブラシレスモータのＰＷＭ制御において不自然な相関電流が流れることを防止し得ることを実現するために、本発明に於いては、多相ブラシレスモータの各相に出力する駆動信号のキャリア周期をタイマにより設定し、前記キャリア周期に基づいて各相に出力する駆動信号をＰＷＭ制御するブラシレスモータの制御方法であって、起動初回における基準相に対する他の相のキャリア周期を、前記基準相に対する前記他の相のキャリア周期開始時期が前記タイマの起動のずれにより遅れる起動遅れ分を補正して設定するものとした。
【０００６】
これによれば、例えばマイクロコンピュータ内蔵の複数のタイマで各相毎にＰＷＭ制御のキャリア周期を作成するものにおいてマイクロコンピュータの機能によりタイマの起動が同時にできない場合であっても、基準相に対する他の相のキャリア周期開始時に対してタイマの起動のずれにより遅れる起動遅れ分を起動初回において補正することにより、各相のキャリア周期の終わりを一致させることができ、２回目からの各相のキャリア周期を同期させることができる。
【０００７】
また、前記ＰＷＭ制御の駆動信号の出力幅が、前記キャリア周期の終わりを基点として設定されることによれば、キャリア周期の前側を補正することができ、１００％出力でない場合にはデューティを変えることなく起動遅れ分の補正をすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明が適用されたモータ駆動制御回路である。なお、制御対象のモータは、多相ブラシレスモータとしての３相ブラシレスモータである。電源としてのバッテリＢＴの正端子に３つの電源側駆動素子（トランジスタ）Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３が互いに並列に接続され、バッテリの負端子に３つの接地側駆動素子（トランジスタ）Ｑ４・Ｑ５・Ｑ６が互いに並列に接続されている。各電源側駆動素子Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３と各接地側駆動素子Ｑ４・Ｑ５・Ｑ６とがそれぞれ対をなすように直列に接続され、各ノードがモータ１の各相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）と接続されている。
【００１０】
各駆動素子Ｑ１〜６の各ベースがベース制御回路２により制御され、そのベース制御回路２はマイクロコンピュータ３により制御されるようになっている。なお、マイクロコンピュータ３には、モータ１の例えばホール素子からなる位置センサ４の信号が位置検出回路５を介して入力する。マイクロコンピュータ３は、ＰＷＭ制御による各相に対する各駆動信号を算出し、上記位置検出信号に基づいてベース制御回路２に各駆動信号を出力する。
【００１１】
マイクロコンピュータ３内には、ＰＷＭ制御におけるキャリア周期ｔを相毎に発生する各キャリア周期発生部３ａ・３ｂ・３ｃと、各キャリア周期発生部３ａ・３ｂ・３ｃ毎にＰＷＭ制御における各デューティ（Ｄｕ・Ｄｖ・Ｄｗ）を設定する各デューティ設定部３ｄ・３ｅ・３ｆと、各デューティ（Ｄｕ・Ｄｖ・Ｄｗ）に応じた駆動信号を各キャリア周期ｔでベース制御回路２に出力する駆動信号形成部３ｇとが設けられている。
【００１２】
次に、モータ１に対する駆動制御を図２のフロー図により以下に示す。この駆動制御の対象となるモータは、例えば自動車の定速走行装置のアクチュエータに用いられる。まず、ステップＳＴ１で、マイクロコンピュータ３に入力される例えばトルク指令値を読み込み、次のステップＳＴ２では例えば車速を読み込む。次のステップＳＴ３では位置センサ４による位置検出信号を読み込み、次のステップＳＴ４でモータ１の回転速度の算出を行い、次のステップＳＴ５では上記トルク指令値及び車速に基づいてモータ１の出力を決定し、ステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６ではタイマ処理を行い、ステップＳＴ１に戻る。
【００１３】
上記ステップＳＴ６でのタイマ処理を図３のフロー図により以下に示す。本タイマ処理では、ＰＷＭ制御におけるデューティに応じたＨｉ時間と周期設定値とを設定し、キャリア周期ｔの１周期が終わった時点で設定値をラッチする。なお、Ｈｉ時間とＬｏ時間とを設定することもできる。まず、ステップＳＴ１１でタイマが停止中であるか否かを判別する。タイマは、図示例の３相モータの場合には各相に対応して３つ（ＴＭｕ・ＴＭｖ・ＴＭｗ）設定される。ステップＳＴ１１でタイマが停止中であると判断された場合にはステップＳＴ１２に進む。ステップＳＴ１２では、Ｕ相タイマＴＭｕに、上記ステップＳＴ５で決定されたモータ出力に対応するＰＷＭ駆動信号を設定する。
【００１４】
本図示例のＰＷＭ駆動信号にあっては、図４に示されるように、キャリア周期ｔの終わりを基点として、デューティに対応してモータ１のコイルに電流を流す時間（Ｈｉ時間）ＨＴを設定し、キャリア周期ｔの残りの前側に電流を流さない時間（Ｌｏ時間）ＬＴを設定するものである。したがって、上記ステップＳＴ１２では、Ｕ相タイマＴＭｕに、キャリア周期ｔに対するステップＳＴ５のモータ出力の決定値に基づくデューティに対応したＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＨＴを設定する。
【００１５】
次のステップＳＴ１３では、Ｖ相タイマＴＭｖに上記と同様にＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴを設定する。各タイマＴＭｕ・ＴＭｖ・ＴＭｗの起動を順番に行うことから、従来例で示したようにＶ相のキャリア周期開始時ＴｖがＵ相に対して起動遅れ分ｔｖだけ遅れてしまう。したがて、ステップＳＴ１３では、Ｖ相タイマＴＭｖに、Ｈｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴから起動遅れ分ｔｖを減算したもの設定する。これを遅れ補正周期ｔｖ１（＝ｔ−ｔｖ）とする。
【００１６】
次のステップＳＴ１４では、Ｗ相タイマＴＭｗに上記と同様にＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴを設定する。このときも、ステップＳＴ１２と同様に、Ｗ相タイマＴＭｗに、Ｈｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴから起動遅れ分ｔｗを減算したもの設定する。これを遅れ補正周期ｔｗ１（＝ｔ−ｔｗ）とする。
【００１７】
なお、上記ステップＳＴ１３・ＳＴ１４における各起動遅れ分ｔｖ・ｔｗの減算処理については、Ｈｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴの内で補正が可能（減算可能）方を減算対象とする。例えば、Ｌｏ時間ＬＴが起動遅れ分よりも長い場合には上記したようにＬｏ時間ＬＴから減算し、Ｌｏ時間ＬＴが無い場合にはＨｉ時間ＨＴから減算し、Ｌｏ時間ＬＴが短い場合にはＨｉ時間ＨＴからも減算する。
【００１８】
次のステップＳＴ１５ではＵ相タイマＴＭｕを起動し、次のステップＳＴ１６でＶ相タイマＴＭｖを起動し、次のステップＳＴ１７でＷ相タイマＴＭｗを起動する。これらのタイマ起動によりモータ１が駆動開始する。この駆動開始すなわち起動初回にあっては、Ｕ相のキャリア周期には通常のキャリア周期ｔがそのまま用いられ、Ｖ相のキャリア周期にはステップＳＴ１３で設定された遅れ補正周期ｔｖ１が用いられ、Ｗ相のキャリア周期にはステップＳＴ１４で設定された遅れ補正周期ｔｗ１が用いられる。これにより、図４に示されるように、各相のキャリア周期開始時Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗがずれても、各キャリア周期ｔ・ｔｖ１・ｔｗ１の終わりは一致する。
【００１９】
次のステップＳＴ１８では、Ｖ相タイマＴＭｖにステップＳＴ１２と同様にしてＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴを設定する。これにより、Ｖ相タイマＴＭｖにはＵ相タイマＴＭｕと同一のキャリア周期ｔに基づくＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴが設定される。同様に次のステップＳＴ１９で、Ｗ相タイマＴＭｗにキャリア周期ｔに基づくＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴが設定される。これらステップＳＴ１８・１９で設定されたＶ相タイマＴＭｖ及びＷ相タイマＴＭｗのＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴは、タイマ起動時にはステップＳＴ１３・１４の各設定値がラッチされるので、直ぐには書き替えられず、起動初回のキャリア周期ｔ・ｔｖ１・ｔｗ１の終わりの時にラッチされ、起動後２回目以降のキャリア周期に適用される。このようにして上記処理ルーチンを終了する。
【００２０】
タイマ動作中の場合には、ステップＳＴ１１からステップＳＴ２０に進む。そのステップＳＴ２０では、Ｕ相タイマＴＭｕにステップＳＴ１２と同様にしてＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴを設定する。同様に、次のステップＳＴ２１ではＶ相タイマＴＭｖに、その次のステップＳＴ２２ではＷ相タイマＴＭｗにそれぞれＨｉ時間ＨＴ及びＬｏ時間ＬＴを設定し、本タイマ処理を終了する。
【００２１】
このようにしてタイマ処理を行ってモータ駆動制御を行うことから、マイクロコンピュータの機能によりタイマの起動が同時にできず、起動初回のＵ相に対するＶ相及びＷ相の各タイマの起動遅れにより各相のキャリア周期開始時Ｔｕ・Ｔｖ・Ｔｗにずれが生じる場合でも、それらの終わりの時を一致させることができる。そして、２回目のキャリア周期ｔの開始時が各相において一致して、それ以降にはずれが生じないため、ＰＷＭ制御するブラシレスモータの制御において不自然な相関電流が流れることを防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、例えばマイクロコンピュータ内蔵の複数のタイマで各相毎にＰＷＭ制御のキャリア周期を作成するものにおいてマイクロコンピュータの機能によりタイマの起動が同時にできない場合であっても、基準相に対する他の相のキャリア周期開始時に対してタイマの起動のずれにより遅れる起動遅れ分を起動初回において補正することにより、各相のキャリア周期の終わりを一致させることができる。そのため、２回目からの各相のキャリア周期を同期させることができ、それ以降はずれが生じないため、ＰＷＭ制御において不自然な相関電流が流れることを防止することができる。
【００２３】
また、ＰＷＭ制御の駆動信号の出力幅をキャリア周期の終わりを基点として設定することにより、キャリア周期の前側を補正することができ、１００％出力でない場合にはデューティを変えることなく起動遅れ分の補正をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたモータ駆動制御回路を示す図。
【図２】本発明に基づくモータ駆動制御フロー図。
【図３】タイマ処理を示すフロー図。
【図４】タイマ処理に基づくタイムチャート。
【図５】（ａ）は３相モータのＰＷＭ制御による駆動信号の出力を示すタイムチャートであり、（ｂ）は従来のタイマ起動時からの駆動信号の出力を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１　モータ
２　ベース制御回路
３　マイクロコンピュータ
３ａ・３ｂ・３ｃ　キャリア周期発生部
３ｄ・３ｅ・３ｆ　デューティ設定部
３ｇ　駆動信号形成部
４　位置センサ
５　位置検出回路
【図１】
2004015926.tif 000003
【図２】
2004015926.tif 000004
【図３】
2004015926.tif 000005
【図４】
2004015926.tif 000006
【図５】
2004015926.tif 000007