(57)【要約】【課題】  相電流値を検出するまでにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する。【解決手段】  多相電動モータの各相に対応して、高電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子より低電位側に設けられ相電流値を検出する電流検出器とを直列に有する各相回路を、並列に接続して構成されるブリッジ回路と、目標値に基づいて多相電動モータを回転駆動させるように、ブリッジ回路の各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部と、ＰＷＭ制御部に指令電圧を出力すると共に、三角波に同期したタイミングで相電流値を取得する制御部と、他の相の電流値に基づいて一の相の電流値を推定する電流値推定部と、を備え、制御部は、ＰＷＭ制御部が一の相の低電位側スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相の電流検出器が、タイミングをシフトして検出した相電流値を取得する多相電動モータ制御装置。【選択図】  図１
2017093240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相電動モータを制御する多相電動モータ制御装置であって、
前記多相電動モータの各相に対応して、高電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子より低電位側に設けられ相電流値を検出する電流検出器とを直列に有する各相回路を、並列に接続して構成されるブリッジ回路と、
目標値に基づいて前記多相電動モータを回転駆動させるように、前記ブリッジ回路の各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部と、
前記ＰＷＭ制御部に指令電圧を出力すると共に、三角波に同期したタイミングで相電流値を取得する制御部と、
前記他の相の電流値に基づいて前記一の相の電流値を推定する電流値推定部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＰＷＭ制御部が一の相の前記低電位側スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相の前記電流検出器が、前記一の相の前記低電位側スイッチング素子がオンになる以前であって、前記他の相の内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に、前記タイミングより早めて検出した相電流値を取得する、
多相電動モータ制御装置。
【請求項２】
多相電動モータを制御する多相電動モータ制御装置であって、
前記多相電動モータの各相に対応して、高電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子より低電位側に設けられ相電流値を検出する電流検出器とを直列に有する各相回路を、並列に接続して構成されるブリッジ回路と、
目標値に基づいて前記多相電動モータを回転駆動させるように、前記ブリッジ回路の各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部と、
前記ＰＷＭ制御部に指令電圧を出力すると共に、三角波に同期したタイミングで相電流値を取得する制御部と、
前記他の相の電流値に基づいて前記一の相の電流値を推定する電流値推定部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＰＷＭ制御部が一の相の前記低電位側スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相の前記電流検出器が、前記一の相の前記低電位側スイッチング素子がオフとなった後所定時間以降であって、前記他の相の内最も早い時刻にオフとなる以前に、前記タイミングより遅めて検出した相電流値を取得する、
多相電動モータ制御装置。
【請求項３】
多相電動モータを制御する多相電動モータ制御装置であって、
前記多相電動モータの各相に対応して、高電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子より低電位側に設けられ相電流値を検出する電流検出器とを直列に有する各相回路を、並列に接続して構成されるブリッジ回路と、
目標値に基づいて前記多相電動モータを回転駆動させるように、前記ブリッジ回路の各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部と、
前記ＰＷＭ制御部に指令電圧を出力すると共に、三角波に同期したタイミングで相電流値を取得する制御部と、
前記他の相の電流値に基づいて前記一の相の電流値を推定する電流値推定部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＰＷＭ制御部が一の相の前記低電位側スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相の前記電流検出器が、前記タイミングをシフトして検出した相電流値を取得する、
多相電動モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多相電動モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多相電動モータを回転駆動するブリッジ回路のスイッチング素子をＰＷＭ制御により制御するために、各相の相電流値を精度高く検出しようとする技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、３相回転機の制御を安定させながら、電流検出時間を適切に確保する多相回転機の制御装置を開示する。この制御装置は、インバータ部の下ＭＯＳとバッテリの負極との間に電流検出手段としてのシャント抵抗を備える。このシャント抵抗は、３相のうち２相の下ＭＯＳがオンし、他の１相の下ＭＯＳがオフする期間に下ＭＯＳがオンしている２相のシャント抵抗を流れる電流を検出する。この制御装置は、下ＭＯＳがオフしている１相の電流をキルヒホッフの法則により推定し、デューティ指令値に基づく線形補完により、デューティ指令値の演算周期の１／２の更新周期でデューティ更新値を算出する。いずれかの相のデューティ更新値が、シャント抵抗による電流検出に必要な最短検出時間に対応する上限デューティを超える場合、各相のデューティ更新値を増加させる。これにより、当該相を除く２相の下ＭＯＳがオンとなる期間に電流検出が実行されるため、シャント抵抗による電流検出時間を適切に確保することができる。
【０００４】
また、特許文献２は、高精度の電流検出を担保しつつ電圧利用率の改善を図るモータ制御装置を開示する。このモータ制御装置は、駆動回路において各相に対応する低電位側の各スイッチング素子のいずれかのオン時間が電流値の検出時間よりも短くなる場合には、当該スイッチング素子に対応する電流検出不能相以外の２相の電流値に基づいて、その電流検出不能相の相電流値を推定する。そして、このモータ制御装置は、この推定による電流検出時には、推定の基礎となる電流検出不能相以外の２相についての電流検出の間、その電流検出不能相に対応したスイッチングアームのスイッチング状態を保持する。すなわち、このモータ制御装置は、高電位側のスイッチング素子をオン、低電位側のスイッチング素子をオフとしたままにすることにより、そのスイッチングにより生ずるノイズの混入を防止するようなモータ制御信号を出力する。これにより、このモータ制御装置は、全相において相電流値の検出時間を確保するために設定される出力電圧制限を廃しても、高精度の電流検出を担保することができ、その結果、その電圧利用率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１９９０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２０４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、低電位側の各スイッチング素子のいずれかのオン時間が相電流値の検出時間よりも短くなり安定した相電流値の検出ができない相が生じた場合に、当該相以外の２相の相電流値のみを検出するとしても、その間に当該相のスイッチング素子がオン／オフすると、他の２相の相電流値に対してそのオン／オフに伴って発生するノイズが混入してしまう。また、相電流値にノイズが混入する場合、検出した相電流値の積分値を採用することでノイズの影響を低減させることも考えられるが、積分値を採用することは原理上相電流値の検出までにかかる時間が長くなってしまう。
本発明では、相電流値を検出するまでにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する多相電動モータ制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、多相電動モータを制御する多相電動モータ制御装置であって、多相電動モータの各相に対応して、高電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子より低電位側に設けられ相電流値を検出する電流検出器とを直列に有する各相回路を、並列に接続して構成されるブリッジ回路と、目標値に基づいて多相電動モータを回転駆動させるように、ブリッジ回路の各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部と、そのＰＷＭ制御部に指令電圧を出力すると共に、三角波に同期したタイミングで相電流値を取得する制御部と、他の相の電流値に基づいて一の相の電流値を推定する電流値推定部と、を備え、制御部は、ＰＷＭ制御部が一の相の低電位側スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相の電流検出器が、一の相の低電位側スイッチング素子がオンになる以前であって、他の相の内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に、そのタイミングより早めて検出した相電流値を取得する多相電動モータ制御装置が提供される。
これによれば、ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオンになる以前であって、他の相の内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に、通常のタイミングより早めて検出してノイズの少ない時の瞬時値の相電流値を取得することで、相電流値の検出までにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する多相電動モータ制御装置を提供できる。
【０００８】
上記課題を解決するために、多相電動モータを制御する多相電動モータ制御装置であって、多相電動モータの各相に対応して、高電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子と、低電位側スイッチング素子より低電位側に設けられ相電流値を検出する電流検出器とを直列に有する各相回路を、並列に接続して構成されるブリッジ回路と、目標値に基づいて多相電動モータを回転駆動させるように、ブリッジ回路の各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ制御部と、そのＰＷＭ制御部に指令電圧を出力すると共に、三角波に同期したタイミングで相電流値を取得する制御部と、他の相の電流値に基づいて一の相の電流値を推定する電流値推定部と、を備え、制御部は、ＰＷＭ制御部が一の相の低電位側スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相の電流検出器が、一の相の低電位側スイッチング素子がオフとなった後所定時間以降であって、他の相の内最も早い時刻にオフとなる以前に、タイミングより遅めて検出した相電流値を取得する多相電動モータ制御装置が提供される。
これによれば、ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオフとなった後所定時間以降であって、他の相の内最も早い時刻にオフとなる以前に、通常のタイミングより遅めて検出してノイズの少ない時の瞬時値の相電流値を取得することで、相電流値の検出までにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する多相電動モータ制御装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、瞬時値を採用することで相電流値の検出までにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する多相電動モータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る第一実施例の多相電動モータ制御装置を示すブロック図。
【図２】本発明に係る第一実施例の多相電動モータ制御装置において、（Ａ）ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオンになる以前であって、他の相の内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に通常のタイミングより最も大きく早めて検出する場合を示す説明図、（Ｂ）ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオンになる以前であって、他の相の内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に通常のタイミングより最も小さく早めて検出する場合を示す説明図。
【図３】本発明に係る第一実施例の多相電動モータ制御装置における制御方法を示すフローチャート。
【図４】本発明に係る第二実施例の多相電動モータ制御装置において、（Ａ）ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオフとなった後所定時間以降であって、他の相の内最も早い時刻にオンとなる以前に通常のタイミングより最も小さく遅めて検出する場合を示す説明図、（Ｂ）ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオフとなった後所定時間以降であって、他の相の内最も早い時刻にオンとなる以前に通常のタイミングより最も大きく遅めて検出する場合を示す説明図。
【図５】多相電動モータ制御装置における、（Ａ）低電位側スイッチング素子がすべてオンになる時間が電流検出時間より十分長い場合の電流検出の方法を説明する説明図、（Ｂ）低電位側スイッチング素子がすべてオンになる時間が電流検出時間と同程度の場合の電流検出の方法を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
＜第一実施例＞
図１を参照し、本実施例における多相電動モータ制御装置１００を説明する。本発明に係る多相電動モータ制御装置１００は、車両の電動パワーステアリング装置（図示せず）などに用いられる３相ブラシレスモータであり、ステアリング操作に補助力を付与する３相電動モータＭを駆動および制御する。多相電動モータ制御装置１００は、３相電動モータＭの各相Ｕ／Ｖ／Ｗに対応した相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗを並列に接続して構成されるブリッジ回路１０と、ブリッジ回路１０の各相にＰＷＭ信号（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を出力するＰＷＭ制御部２０と、本装置全体を制御する制御部３０と、を備える。
【００１２】
ブリッジ回路１０は、電源ラインＬｈを経由してバッテリＢＡＴの正極側に接続され、グランドラインＬｌを経由してバッテリＢＡＴの負極側に接続（接地）される。ブリッジ回路１０の各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗは、電源ラインＬｈ側に設けられる高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと、グランドラインＬｌ側に設けられる低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌと、最もグランドラインＬｌ側に設けられる電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗと、を直列に有する。本実施例では、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌは、ＭＯＳＦＥＴすなわち金属酸化膜半導体電界効果トランジスタが用いられる。
【００１３】
高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈは、ドレインが電源ラインＬｈに接続されている。また、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈのソースは、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのドレインに接続されている。低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのソースは、電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗを介して、グランドラインＬｌに接続されている。高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌは、ＰＷＭ制御部２０で生成されたＰＷＭ信号がゲートに入力され、ソース−ドレイン間がオン／オフされる。
【００１４】
電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗは、電流検出用の抵抗器（シャント抵抗）であり、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌより低電位側（グランド側）に設けられ、ブリッジ回路１０から３相電動モータＭの各相Ｕ／Ｖ／Ｗに供給される電流を、後述する方法で検出する。通常、電動パワーステアリング装置の３相電動モータＭは、正弦波を通電させることにより駆動電力を供給される。その際、各相Ｕ／Ｖ／Ｗの電流値のフィードバックが必要となるため、電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗは、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗに各相の電流検出を行なうために設けられている。
【００１５】
高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌの接続点は、それぞれ、３相電動モータＭの相Ｕ／Ｖ／Ｗに接続されている。また、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌと電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗの接続点は、それぞれ、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗのアナログ値の相電流値をデジタル値に変換した相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗを出力するＡＤ変換器Ｔｕ／Ｔｖ／Ｔｗに接続されている。
【００１６】
制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｕ／Ｔｖ／Ｔｗが出力した相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗと、他のセンサやＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、図示せず）から得られるステアリングの操舵トルク値、３相電動モータＭの回転角（電気角）、車速を入力として受け取る。制御部３０は、その車速の時の運転者がステアリングに与える操舵トルク値や回転角、およびＡＤ変換器Ｔｕ／Ｔｖ／Ｔｗが検出した相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗに基づき、３相電動モータＭがステアリングに付与すべき目標値としての補助力に対応した相毎の指令電圧Ｖｕ／Ｖｖ／Ｖｗを算出し、ＰＷＭ制御部２０に出力する。なお、制御部３０は、ＣＰＵとメモリを備えるマイクロコンピュータにより構成される。
【００１７】
ＰＷＭ制御部２０は、制御部３０が出力した各相の指令電圧Ｖｕ／Ｖｖ／Ｖｗに基づいてデューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗを生成する。そして、ＰＷＭ制御部２０は、このデューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗに基づいて、３相電動モータＭを回転駆動させるＰＷＭ信号を生成し、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌに出力する。このＰＷＭ信号は、それぞれ、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈおよび低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのゲートに入力されて、ブリッジ回路１０は、直流電源としてのバッテリＢＡＴの電力をＰＷＭ制御によって変換し、３相電動モータＭへ供給する。
【００１８】
また、制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｕ／Ｔｖ／Ｔｗに対して、ＡＤ変換器Ｔｕ／Ｔｖ／Ｔｗが電流を検出するタイミングを指示するためのサンプリング信号Ｓｕ／Ｓｖ／Ｓｗを出力する。如何なるタイミングで電流を検出するのかは後述する。ＡＤ変換器Ｔｕ／Ｔｖ／Ｔｗは、このサンプリング信号Ｓｕ／Ｓｖ／Ｓｗに基づいて検出し、相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗを制御部３０にフィードバックする。
【００１９】
また、多相電動モータ制御装置１００は、さらに、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌに出力するＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い１つの相が生じた場合、その相以外の他の２相の相電流値に基づいてその相の相電流値を推定する電流値推定部４０を備える。推定する方法は、公知の方法であり、たとえばキルヒホフの法則に基づいて推定する。本実施例では、電流値推定部４０は、マイクロコンピュータの制御部３０の一部として図示するがこれに限定されず、異なるマイクロコンピュータ内に設けられてもよい。
【００２０】
まず、図５を参照して、一般的な多相電動モータ制御装置における電流を検出するタイミングを説明する。
【００２１】
３相電動モータＭの各相Ｕ／Ｖ／Ｗに通電する正弦波は、振幅が同一で、位相が互いに１２０°ずれた３つの正弦波信号から構成される。その正弦波信号を生成するために、ＰＷＭ制御部２０は、この正弦波信号の周期に比べ極めて短い周期の三角波信号のＰＷＭ基準信号Ｐと、目標となる指令電圧Ｖｕ／Ｖｖ／Ｖｗに対応するデューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗとを比較して、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／ＱｗｌをオンオフするＰＷＭ信号を生成する。
【００２２】
具体的には、ＰＷＭ制御部２０は、その２つを比較して、ＰＷＭ基準信号Ｐが各デューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗを上回る区間において、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈをオフとし、対応する低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌをオンとする。逆に、ＰＷＭ制御部２０は、ＰＷＭ基準信号Ｐが各デューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗを下回る区間において、高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈをオンとし、対応する低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌをオフとする。すなわち、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗにおける高電位側スイッチング素子Ｑｕｈ／Ｑｖｈ／Ｑｗｈと低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌとは、オン／オフが逆となる。
【００２３】
電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗは、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌより低電位側に設けられているので、各相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗの相電流値の検出は、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌがすべてオンとなるタイミングに行われる。すなわち、図５などに示すように、電流検出器Ｒｕ／Ｒｖ／Ｒｗは、通常、ＰＷＭ基準信号Ｐの三角波信号の頂上付近に同期したタイミングで行われることになる。
【００２４】
図５（Ａ）に示すように、検出された相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗは、厳密には方形波とならない。すなわち、相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗは、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌがオンされた時に波形の立ち上り時間を要すると共に、オーバーシュートを起こして波形の立ち上がりに伴うリンギングが生じて収束するまでの収束時間を要する。また、相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗは、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌがオフされた時に波形の立ち下がり時間を要すると共に、アンダーシュートを起こして波形の立ち下がりに伴うリンギングが生じて収束するまでの収束時間を要する。
【００２５】
このような波形の立ち上がり時の立ち上りに要する時間とリンギングが生じて収束するまでの収束時間の和の時間をＴ１とする。また、波形の立ち下がり時の立ち下がりに要する時間とリンギングが生じて収束するまでの収束時間の和の時間をＴ２とする。なお、本明細書の実施例の記載においては、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされている時間が、他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの低電位側スイッチング素子Ｑｖｌ／Ｑｗｌに比べて最も短いケースを示すものとする。したがって、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされている時間は、他の低電位側スイッチング素子Ｑｖｌ／Ｑｗｌを含めてすべてオンになっている時間である。もちろん、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされている時間が、他の低電位側スイッチング素子Ｑｖｌ／Ｑｗｌに比べて最も短いことに限定さないことは言うまでも無い。
【００２６】
図５（Ａ）に示されるように、電流を検出するためには、実際にはある程度の時間が必要である。本明細書では、電流を検出ために必要な時間をＴ０とする。相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされている時間が電流検出必要時間Ｔ０に対して十分長い場合、電流が安定しない時間Ｔ１に電流を検出することがなく安定したノイズの少ない相電流値を検出することができる。その結果、他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの相電流値に対してノイズの影響を低減させることができる。
【００２７】
一方、図５（Ｂ）に示されるように、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされている時間が電流検出必要時間Ｔ０に対してほぼ同程度の長さのため、電流検出必要時間Ｔ０内に相電流値が立ち上っている時やリンギングしている時が含まれることになる。そうすると、かかるノイズが含まれた相電流値が検出されることとなり、その結果、他の相回路Ｃｖ／Ｃｗにおいてもそのノイズの影響を受けて電流検出必要時間Ｔ０内に低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされたことに伴って発生したノイズが混入してしまう。したがって、このようなノイズを含む相電流値を検出すると、仮に相回路Ｃｖ／Ｃｗの相電流値のみを検出してフィードバックしたとしても、かかるノイズが混入した相電流値が制御部にフィードバックされてしまうので、適切な指令電圧が生成されず、適切に３相電動モータを駆動できなくなり、精度の高い補助力を付与できなくなる。
【００２８】
図２を参照し、本発明に係る多相電動モータ制御装置１００が電流を検出するタイミングについて説明する。図２（Ａ）では、多相電動モータ制御装置１００の制御部３０は、図５で説明した通常ＰＷＭ基準信号Ｐの三角波信号の頂上付近で行われたタイミングからＴＦ１だけ前方へシフトしたタイミングで相電流値を検出するように制御する。具体的には、制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗへサンプリング信号Ｓｖ／Ｓｗを出力するタイミングをＴＦ１だけ早めることにより、電流検出器Ｒｖ／ＲｗがＴＦ１だけ早まったタイミングで検出し、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗが得た相電流値Ｉｖ／Ｉｗを取得することができる。もちろん、制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｕへサンプリング信号Ｓｕを出力するタイミングをＴＦ１だけ早めることにより、電流検出器ＲｕがＴＦ１だけ早まったタイミングで検出しようとしてもよい。ただし、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオフの場合には、実質的には電流検出器Ｒｕで電流を検出することはできないし、仮に検出してもそれに対応する相電流値を採用しないことでもよい。
【００２９】
ＴＦ１だけ電流検出を早めた場合の電流検出を開始する最先の時点は、相回路Ｃｖと相回路Ｃｗの内遅い時刻にオンとなったのは相回路Ｃｖの方なので、相回路Ｃｖがオンとなった後所定時間経過した時点である。ここでの所定時間とは、上述した、波形の立ち上がり時の立ち上りに要する時間とリンギングが生じて収束するまでの収束時間の和の時間Ｔ１である。この時点から電流検出を開始すれば、低電位側スイッチング素子Ｑｖｌがオンされたことに伴って発生したノイズが少ない安定した相電流値を検出することができる。なお、ＴＦ１だけ電流検出を早めた場合の電流検出が終了する時点は、最先の時点から電流検出必要時間Ｔ０経過した時点である。このＴＦ１だけ電流検出を早めた場合の電流検出が終了する時点は、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされてノイズが混入された相電流値を検出しないようにするために、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされるよりも前の時点である必要がある。
【００３０】
図２（Ｂ）では、制御部３０は、通常ＰＷＭ基準信号Ｐの三角波信号の頂上付近で行われたタイミングからＴＦ２だけ前方へシフトしたタイミングで相電流値を検出するように制御する。すなわち、制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗへサンプリング信号Ｓｖ／Ｓｗを出力するタイミングをＴＦ２だけ早めることにより、電流検出器Ｒｖ／ＲｗがＴＦ２だけ早まったタイミングで検出し、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗが得た相電流値Ｉｖ／Ｉｗを取得することができる。ＴＦ２だけ電流検出を早めた場合の電流検出を終了する最後の時点は、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンになる前の時点（直前）である。この時点までに電流検出を終了すれば、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンされたことに伴って発生したノイズが少ない安定した相電流値を検出することができる。したがって、制御部３０は、ＴＦ１からＴＦ２の時間だけ（換言すればＴＦ１以下ＴＦ２以上）電流検出を早めた場合、ノイズが少ない安定した相電流値を瞬時値として検出することができる。
【００３１】
制御部３０は、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌに出力されるＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの電流検出器Ｒｖ／Ｒｗが、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオンになる以前であって、他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に通常のタイミングより早めて検出した相電流値を取得する。これによれば、ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオンになる以前であって、他の相の内最も遅い時刻にオンとなった後所定時間以降に通常のタイミングより早めて検出してノイズの少ない時の瞬時値の相電流値を取得することで、相電流値の検出までにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させた相電流値を検出する。
【００３２】
なお、「低電位側スイッチング素子Ｑｕｌに出力されるＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合」における「所定時間」とは、電流検出必要時間Ｔ０と、波形の立ち上がり時の立ち上りに要する時間とリンギングが生じて収束するまでの収束時間の和の時間Ｔ１との和の時間である。ＰＷＭ信号のオン時間がこの「所定時間」よりも短い場合、かならず低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオン／オフされたことに伴って発生したノイズが混入するからである。なお、本明細書に記載される「所定時間」は、実際には、回路の使用される構成要素の電気的特性により適宜定められる。
【００３３】
図３を参照して、多相電動モータ制御装置１００の制御方法を説明する。なお、フローチャートにおけるＳはステップを意味する。多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１００において、前の周期でフィードバックされた相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗなどに基づいて、この周期で目標となる指令電圧Ｖｕ／Ｖｖ／Ｖｗを算出する。多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１０２において、算出した指令電圧Ｖｕ／Ｖｖ／Ｖｗに基づいて、相回路Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗに対するデューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗを算出する。そして、多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１０４において、算出されたデューティ指示値Ｄｕ／Ｄｖ／Ｄｗの中で低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのオン時間が、電流検出必要時間Ｔ０以下となるものがあるか否かを検査する。
【００３４】
低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのオン時間の内、電流検出必要時間Ｔ０以下となるものがない場合、多相電動モータ制御装置１００は、通常のタイミングにおいて、Ｓ１１８においてサンプリング信号Ｓｕ／Ｓｖ／Ｓｗを出力することでＡＤ変換を出力し、Ｓ１２０において各相Ｃｕ／Ｃｖ／Ｃｗのそれぞれの相電流値Ｉｕ／Ｉｖ／Ｉｗを検出する。その後、引き続き後述するＳ１１４を実行する。低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのオン時間の内、いずれかのオン時間が電流検出必要時間Ｔ０以下となった場合、以下を行う。
【００３５】
多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１０６において、ＡＤ変換器へサンプリング信号を出力するタイミングをＴＦ２以上ＴＦ１以下の時間だけ早める。そうすると、多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１０８において、その早められた時間でＡＤ変換器がＡＤ変換を実行する。多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１１０において、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌ／Ｑｖｌ／Ｑｗｌのオン時間の内オン時間が電流検出必要時間Ｔ０以下ではなかった相回路、すなわちオン時間が電流検出必要時間Ｔ０を超えた相回路のＡＤ変換した相電流値を検出する。
【００３６】
多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１１２において、オン時間が電流検出必要時間Ｔ０を超えた２相の相回路の相電流値に基づいて、電流値推定部４０においてオン時間が電流検出必要時間Ｔ０以下であった相回路の相電流値を推定する。多相電動モータ制御装置１００は、Ｓ１１４において、ＥＣＵやセンサからステアリングの操舵トルク値、３相電動モータＭの回転角、車速を検出し、Ｓ１１６において、オン時間が電流検出必要時間Ｔ０を超えた２相の相回路の相電流値およびこれから推定された相電流値に基づいて、３相電動モータＭの各相Ｕ／Ｖ／Ｗの相電流を制御する。
【００３７】
＜第二実施例＞
図４を参照し、本実施例にかかる多相電動モータ制御装置１００を説明する。なお、多相電動モータ制御装置１００の構成は同じなので、以下では、上記実施例と異なる、多相電動モータ制御装置１００が電流を検出するタイミングについて説明する。
【００３８】
図４（Ａ）では、制御部３０は、図５で説明した通常ＰＷＭ基準信号Ｐの三角波信号の頂上付近で行われたタイミングからＴＢ１だけ後方へシフトしたタイミングで相電流値を検出するように制御する。具体的には、制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗへサンプリング信号Ｓｖ／Ｓｗを出力するタイミングをＴＢ１だけ遅めることにより、電流検出器Ｒｖ／ＲｗがＴＢ１だけ遅まったタイミングで検出し、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗが得た相電流値Ｉｖ／Ｉｗを取得することができる。
【００３９】
ＴＢ１だけ電流検出を遅めた場合の電流検出を開始する最先の時点は、相回路Ｃｖの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオフとなった後所定時間以降の時点（直後）である。ここで所定時間とは、上述した、波形の立ち下がり時の立ち下がりに要する時間とリンギングが生じて収束するまでの収束時間の和の時間のＴ２である。この時点から電流検出を開始すれば、低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオフされたことに伴って発生したノイズが少ない安定した相電流値を検出することができる。なお、ＴＢ１だけ電流検出を遅めた場合の電流検出が終了する時点は、最先の時点から電流検出必要時間Ｔ０経過した時点である。このＴＢ１だけ電流検出を遅めた場合の電流検出が終了する時点は、相回路Ｃｖと相回路Ｃｗの内早い時刻にオフとなるのは相回路Ｃｖの方なので、低電位側スイッチング素子Ｑｖｌがオフされてノイズが混入された相電流値を検出しないようにするために、低電位側スイッチング素子Ｑｖｌがオフされるよりも前の時点である必要がある。
【００４０】
図４（Ｂ）では、制御部３０は、通常ＰＷＭ基準信号Ｐの三角波信号の頂上付近で行われたタイミングからＴＢ２だけ後方へシフトしたタイミングで相電流値を検出するように制御する。すなわち、制御部３０は、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗへサンプリング信号Ｓｖ／Ｓｗを出力するタイミングをＴＢ２だけ遅めることにより、電流検出器Ｒｖ／ＲｗがＴＢ２だけ遅まったタイミングで検出し、ＡＤ変換器Ｔｖ／Ｔｗが得た相電流値Ｉｖ／Ｉｗを取得することができる。
【００４１】
ＴＢ２だけ電流検出を遅めた場合の電流検出を終了する最後の時点は、相回路Ｃｖの低電位側スイッチング素子Ｑｖｌがオフになる前の時点（直前）である。この時点までに電流検出を終了すれば、低電位側スイッチング素子Ｑｖｌがオフされたことに伴って発生したノイズが少ない安定した相電流値を検出することができる。したがって、制御部３０は、ＴＢ１からＴＢ２の時間だけ（換言すればＴＢ１以下ＴＢ２以上）電流検出を遅めた場合、ノイズが少ない安定した相電流値を瞬時値として検出することができる。
【００４２】
制御部３０は、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌに出力されるＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの電流検出器Ｒｖ／Ｒｗが、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌがオフとなった後所定時間以降であって、他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの内最も早い時刻にオフとなる以前に通常のタイミングより遅めて検出した相電流値を取得する。これによれば、ＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短くなる相の低電位側スイッチング素子がオフとなった後所定時間以降であって、他の相の内最も早い時刻にオフとなる以前に通常のタイミングより遅めて検出してノイズの少ない時の瞬時値の相電流値を取得することで、相電流値の検出までにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する。なお、本実施例では、上述した第一実施例に比べて相電流値を検出するタイミングが遅くなり電流制御の実行が遅れるため、相電流値を検出するタイミングとしては第一実施例の方が好ましい。
【００４３】
上述したように、制御部３０は、相回路Ｃｕの低電位側スイッチング素子Ｑｕｌに出力されるＰＷＭ信号のオン時間が所定時間より短い場合、少なくとも他の相回路Ｃｖ／Ｃｗの電流検出器Ｒｖ／Ｒｗからノイズの少ない時の相電流値を取得するものである。これによれば、ノイズの少ない時の瞬時値の相電流値を取得することで、相電流値の検出までにかかる時間を長くすることなく、ノイズの影響を低減させて相電流値を検出する多相電動モータ制御装置を提供できる。
【００４４】
なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１００  多相電動モータ制御装置
１０    ブリッジ回路
２０    ＰＷＭ制御部
３０    制御部
４０    電流値推定部
Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗ        相回路
Ｑｕｈ、Ｑｖｈ、Ｑｗｈ  高電位側スイッチング素子
Ｑｕｌ、Ｑｖｌ、Ｑｗｌ  低電位側スイッチング素子
Ｒｕ、Ｒｖ、Ｒｗ        電流検出器
Ｔｕ、Ｔｖ、Ｔｗ        ＡＤ変換器
Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ        指令電圧
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ        相電流値
Ｍ      ３相電動モータ
ＢＡＴ  バッテリ（直流電源）
Ｌｈ    電源ライン
Ｌｌ    グランドライン
【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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