JP2002247889A - モータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回生効率が高くできバッテリーの電流消費の低
減を図ることができるモータの駆動制御装置を提供す
る。 【解決手段】ＳＲモータ１０の各相コイルＣＬ１〜ＣＬ
３は、インバータ回路１１によって通電される。インバ
ータ回路１１は第１〜第３高電位側トランジスタＱＵ１
〜ＱＵ３及び第１〜第３低電位側トランジスタＱＬ１〜
ＱＬ３を備え、各トランジスタをオン・オフさせること
で各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３は通電制御される。各トラ
ンジスタＱＵ１〜ＱＵ３、ＱＬ１〜ＱＬ３は、ＩＧＢＴ
駆動信号生成回路１２ｂが生成する駆動信号ＱＵ１〜Ｑ
Ｕ３、ＱＬ１〜ＱＬ３によってオン・オフ制御される。
駆動信号生成回路１２ｂは、通電制御期間開始から予め
定めた電流値に達するまでの間、高電位側及び低電位側
トランジスタをオンさせ、後に前記高電位側トランジス
タを通電制御期間中オフさせるための駆動信号を生成す
るとともに、低電位側トランジスタを予め定めた目標電
流値に達した時オフさせ、予め定めた周期でオンさせる
ための駆動信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータの駆動制御装
置に係り、詳しくは各相の相コイルをオン・オフ通電す
るＨ型スイッチング駆動回路を備えたスイッチドリラク
タンスモータの通電制御装置に好適な駆動制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の走行用モータとしてスイ
ッチドリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータという）
が採用されている。ＳＲモータはＣＰＵを備えた通電制
御装置にて目標駆動速度及び目標駆動トルクになるよう
に駆動制御される。詳述すると、通電制御装置は、シフ
トレバー、ブレーキスイッチ、アクセルスイッチ及びア
クセル開度センサからの信号に基づいてその時々でＳＲ
モータの目標駆動速度及び目標駆動トルクを算出する。
通電制御装置はこの算出結果に基づいてスイッチング駆
動回路に駆動制御信号を出力してＳＲモータの各相の相
コイルをオン・オフ通電することによってＳＲモータを
目標駆動速度及び目標駆動トルクに駆動制御する。

【０００３】図４は、通電制御装置からの駆動制御信号
に基づいてＳＲモータの各相の相コイルをオン・オフ通
電するスイッチング駆動回路の一例を説明するための電
気回路を示す。図４は、Ｈ型スイッチング駆動回路を示
し、説明の便宜上、１相分の駆動回路を示す。

【０００４】図４において、駆動回路には、高電位側ス
イッチングトランジスタ（以下、高電位側トランジスタ
という）５１、低電位側スイッチングトランジスタ（以
下、低電位側トランジスタという）５２を備えている。
高電位側トランジスタ５１はコレクタ端子が高電位電源
線Ｌ１を介してバッテリーＢのプラス電極に接続され、
低電位側トランジスタ５２はエミッタ端子が低電位電源
線Ｌ２を介してバッテリーＢのマイナス電極に接続され
ている。そして、高電位側トランジスタ５１のエミッタ
端子と低電位側トランジスタ５２のコレクタ端子間に相
コイル５３が接続されている。

【０００５】又、駆動回路は、高電位側フライホイール
ダイオード（以下、高電位側ダイオードという）５４、
低電位側フライホイールダイオード（以下、低電位側ダ
イオードという）５５を備えている。高電位側ダイオー
ド５４は、前記高電位電源線Ｌ１と前記低電位側トラン
ジスタ５２のコレクタ端子との間に接続されている。低
電位側ダイオード５５は、前記低電位電源線Ｌ２と前記
高電位側トランジスタ５１のエミッタ端子との間に接続
されている。

【０００６】そして、図５の電流波形図に示すように、
高電位側及び低電位側トランジスタ５１，５２を共にオ
ンさせることにより、相コイル５３を励磁させ、高電位
側及び低電位側トランジスタ５１，５２を共にオフさせ
ることにより相コイル５３を非励磁にする。ところで、
高電位側及び低電位側トランジスタ５１，５２が共にオ
フするとき、相コイル５３に発生する誘起電圧によって
高電位側ダイオード５４及び低電位側ダイオード５５を
流れる帰還電流が電源に流れ込む。

【０００７】そして、各相の高電位側及び低電位側トラ
ンジスタ５１，５２をそれぞれ所定の通電制御期間Ｔに
所定のチョッピング周波数でオン・オフ制御することに
より、各相の相コイル５３に流れる励磁電流がその通電
制御期間Ｔごとに制御されてＳＲモータが目標駆動速度
及び目標駆動トルクなるように駆動制御される。尚、高
電位側及び低電位側トランジスタ５１，５２を、図５に
示すように、共にオン・オフさせるチョッピング制御を
「ハードチョッピング」という。

【０００８】ところで、前記「ハードチョッピング」に
対して「部分ハードチョッピング」という制御方法が特
開平１１−１８４８１で提案されている。図６は、「部
分ハードチョッピング」のための電流波形図を示す。

【０００９】部分ハードチョッピングは、高電位側及び
低電位側トランジスタ５１，５２を共にオンさせ、後に
共にオフさせるまでは同じであるが、共にオフしてから
次に共にオンするまでの間の制御が相違する。つまり、
トランジスタ５１，５２が共にオフした所定の時間後に
低電位側トランジスタ５２はオフ状態のままで高電位側
トランジスタ５１のみオンさせるものである。

【００１０】このように高電位側及び低電位側トランジ
スタ５１，５２を制御することにより、「ハードチョッ
ピング」は、立下り速度が比較的速い脈動電流が流れる
のに対して、図６に示すように、「部分ハードチョッピ
ング」は立下り速度が比較的遅い脈動電流が流れること
になる。そして、特開平１１−１８４８１号公報によれ
ば、これら「ハードチョッピング」と「部分ハードチョ
ッピング」とを適宜選択的に使い分けることによって相
コイルのインダクタンスの大小に拘らず電流振幅を大き
くすることなく所望のチョッピング周波数を維持する技
術が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ハ
ードチョッピングや部分ハードチョッピングによる制御
方法は、ＳＲモータを低速回転で制御する場合には、電
力損失が大きかった。つまり、ＳＲモータの低速回転時
には、各相における通電制御期間Ｔは長くなる。通電制
御期間Ｔが長くなれば、その期間Ｔ内に行われるチョッ
ピング回数は長くなった分だけ増大する。そして、チョ
ッピング回数が増えた分だけトランジスタ５１，５２の
オン・オフ回数が増大することから、電流消費が増大す
ることになる。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、回生効率が高くで
き、通電制御期間が長くチョッパ回数が多い、例えば低
速回転制御における電流消費の低減を図ることができる
モータの駆動制御装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、モータの各相コイルの一端に高電位側スイッチング
素子と低電位側フライホイールダイオードを、他端に低
電位側スイッチング素子と高電位側フライホイールダイ
オードをそれぞれ接続し、各相コイルの通電制御期間に
おいて高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチ
ング素子をオン・オフさせてそれぞれの相コイルの通電
をオン・オフ制御するモータの駆動制御装置において、
前記通電制御期間開始から予め定めた電流値に達するま
での間、前記高電位側及び低電位側スイッチング素子を
オンさせ、後に前記高電位側又は低電位側スイッチング
素子のいずれか一方のスイッチング素子を通電制御期間
中オフさせるための駆動信号を生成する第１の信号生成
手段と、前記一方のスイッチング素子に対する他方のス
イッチング素子をオン・オフさせるための駆動信号を生
成する第２の信号生成手段とを備えたことをその要旨と
する。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項６に記載
のモータの駆動制御装置において、前記第２の信号生成
手段は、前記一方のスイッチング素子に対する他方のス
イッチング素子を予め定めた目標電流値に達した時オフ
させるとともに予め定めた周期でオンさせるための駆動
信号を生成する信号生成手段であることをその要旨とす
る。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のモータの駆動制御装置において、前記駆動制御装置は
各相コイルに流れる電流値を検出するための電流検出手
段を備え、前記第１の信号生成手段はその電流検出手段
にて前記予め定めた電流値を検出し前記駆動信号を生成
するものであり、前記第２の信号生成回路はその電流検
出手段にて前記目標電流値を検出し前記オフさせるため
の駆動信号を生成するものであることをその要旨とす
る。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項２又は３
に記載のモータの駆動制御装置において、前記駆動制御
装置はタイマを備え、前記第２の信号生成回路は、その
タイマに基づいて予め定めた周期で前記オンさせるため
の駆動信号を生成するものであることをその要旨とす
る。

【００１７】請求項５に記載の発明は、モータの各相コ
イルの一端に高電位側スイッチング素子と低電位側フラ
イホイールダイオードを、他端に低電位側スイッチング
素子と高電位側フライホイールダイオードをそれぞれ接
続し、各相コイルの通電制御期間において高電位側スイ
ッチング素子及び低電位側スイッチング素子をオン・オ
フさせてそれぞれの相コイルの通電をオン・オフ制御す
るモータの駆動制御装置において、前記通電制御期間開
始から予め定めた時間に達するまでの間、前記高電位側
及び低電位側スイッチング素子をオンさせ、後に前記高
電位側又は低電位側スイッチング素子のいずれか一方の
スイッチング素子を通電制御期間中オフさせるための駆
動信号を生成する第１の信号生成手段と、前記一方のス
イッチング素子に対する他方のスイッチング素子をオン
・オフさせるための駆動信号を生成する第２の信号生成
手段とを備えたことをその要旨とする。

【００１８】請求項６に記載の発明は、モータの各相コ
イルの一端に高電位側スイッチング素子と低電位側フラ
イホイールダイオードを、他端に低電位側スイッチング
素子と高電位側フライホイールダイオードをそれぞれ接
続し、各相コイルの通電制御期間において高電位側スイ
ッチング素子及び低電位側スイッチング素子をオン・オ
フさせてそれぞれの相コイルの通電をオン・オフ制御す
るモータの駆動制御装置において、前記通電制御期間開
始からモータの回転角度が予め定めたモータの回転角度
に達するまでの間、前記高電位側及び低電位側スイッチ
ング素子をオンさせ、後に前記高電位側又は低電位側ス
イッチング素子のいずれか一方のスイッチング素子を通
電制御期間中オフさせるための駆動信号を生成する第１
の信号生成手段と、前記一方のスイッチング素子に対す
る他方のスイッチング素子をオン・オフさせるための駆
動信号を生成する第２の信号生成手段とを備えたことを
その要旨とする。

【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項１０又は
１１に記載のモータの駆動制御装置において、前記第２
の信号生成手段は、前記一方のスイッチング素子に対す
る他方のスイッチング素子を予め定めたデューティ比に
てオン・オフさせるための駆動信号を生成する信号生成
手段であることをその要旨とする。

【００２０】（作用）請求項１〜７に記載の発明によれ
ば、各相コイルの通電制御期間においては、通電制御期
間開始から所定の間だけ、例えばバッテリーから電源が
供給されるだけで、残る通電制御期間中は相コイルの蓄
えられたエネルギーにて通電制御される。

【００２１】請求項３に記載の発明によれば、第１の信
号生成手段によって生成される駆動信号は電流検出手段
が検出する電流値に基づいて生成され、第２の信号生成
回路によって生成されるオフさせるための駆動信号は電
流検出手段にて生成される。

【００２２】請求項４に記載の発明によれば、第２の信
号生成回路によって生成される予め定めた周期でオンさ
せるための駆動信号はタイマに基づいて生成される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した自動車
の走行用モータの駆動制御装置を図１及び図２に従って
説明する。図１は、自動車の走行用モータとしてのスイ
ッチドリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータという）
を駆動制御する電気的構成を説明するための電気ブロッ
ク図である。ＳＲモータ１０を駆動制御するシステム
は、ＳＲモータ１０を通電制御するインバータ回路１
１、モータ電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２及び車両コ
ントローラ１３を備えている。

【００２４】ＳＲモータ１０は３相のリラクタンスモー
タモータであって、第１相コイルＣＬ１、第２相コイル
ＣＬ２及び第３相コイルＣＬ３を備えている。そして、
インバータ回路１１によって、第１〜第３相コイルＣＬ
１〜ＣＬ３は予め定められた順に選択されその選択され
た第１〜第３相コイルＣＬ１〜ＣＬ３が所定の期間（通
電制御期間Ｔ）に間欠的に通電制御されることにより、
ＳＲモータ１０は目標の駆動速度及び目標の駆動トルク
に駆動制御される。例えば、ＳＲモータ１０は、第１〜
第３相コイルＣＬ１〜ＣＬ３が第１相コイルＣＬ１→第
２相コイルＣＬ２→第３相コイルＣＬ３の順に通電制御
されることにより正回転し、第１相コイルＣＬ１→第３
相コイルＣＬ３→第２相コイルＣＬ２の順に通電制御さ
れることにより逆回転する。

【００２５】インバータ回路１１は、第１〜第３駆動回
路部１１ａ〜１１ｃ及びＩＧＢＴ駆動回路１１ｄを備え
ている。第１駆動回路部１１ａは前記第１相コイルＣＬ
１を通電制御するためのＨ型スイッチング駆動回路であ
る。第２駆動回路部１１ｂは前記第２相コイルＣＬ２を
通電制御するためのＨ型スイッチング駆動回路である。
第３駆動回路部１１ｃは前記第３相コイルＣＬ３を通電
制御するためのＨ型スイッチング駆動回路である。

【００２６】第１〜第３駆動回路部１１ａ〜１１ｃは、
高電位側スイッチング素子としてのそれぞれ高電位側ス
イッチングトランジスタ（以下、高電位側トランジスタ
という）ＱＵ１〜ＱＵ３、低電位側スイッチング素子と
しての低電位側スイッチングトランジスタ（以下、低電
位側トランジスタという）ＱＬ１〜ＱＬ３を備えてい
る。各高電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３はコレクタ
端子が高電位電源線Ｌ１を介してバッテリーＢのプラス
電極に接続され、低電位側トランジスタＱＬ１〜ＱＬ３
はエミッタ端子が低電位電源線Ｌ２を介してバッテリー
Ｂのマイナス電極に接続されている。そして、高電位側
トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３のエミッタ端子と低電位側
トランジスタＱＬ１〜ＱＬ３のコレクタ端子間に相コイ
ルＣＬ１〜ＣＬ３が接続されている。

【００２７】又、第１〜第３駆動回路部１１ａ〜１１ｃ
は、第１〜第３高電位側フライホイールダイオード（以
下、高電位側ダイオードという）ＤＵ１〜ＤＵ３と、第
１〜第３低電位側フライホイールダイオード（以下、低
電位側ダイオードという）ＤＬ１〜ＤＬ３をそれぞれ備
えている。第１〜第３高電位側ダイオードＤＵ１〜ＤＵ
３は、前記高電位電源線Ｌ１と前記低電位側トランジス
タ５２のコレクタ端子との間に接続されている。第１〜
第３低電位側ダイオードＤＬ１〜ＤＬ３は、前記低電位
電源線Ｌ２と前記高電位側トランジスタ５１のエミッタ
端子との間に接続されている。又、高電位電源線Ｌ１と
低電位電源線Ｌ２との間には、コンデンサＣが接続され
ている。

【００２８】尚、本実施形態では、高電位側及び低電位
側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜ＱＬ３を絶縁
型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）よりなるパワー
スイッチング素子にて構成している。そして、各高電位
側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３はそのゲート端子に入力
されるそれぞれの第１〜第３高電位側駆動信号ＳＵ１〜
ＳＵ３に基づいてオン・オフ制御される。因みに、各高
電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３は、第１〜第３高電
位側駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３がＨレベル（高電位）のと
きオンし、第１〜第３高電位側駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３
がＬレベル（低電位）のときオフする。一方、各低電位
側トランジスタＱＬ１〜ＱＬ３は、そのゲート端子に入
力されるそれぞれの第１〜第３低電位側駆動信号ＳＬ１
〜ＳＬ３に基づいてオン・オフ制御される。因みに、低
電位側トランジスタＱＬ１〜ＱＬ３は、第１〜第３低電
位側駆動信号ＳＬ１〜ＳＬ３がＨレベル（高電位）のと
きオンし、第１〜第３低電位側駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３
がＬレベル（低電位）のときオフする。

【００２９】詳述すると、第１駆動回路部１１ａにおい
て、高電位側及び低電位側トランジスタＱＵ１，ＱＬ１
にオン・オフによって第１相コイルＣＬ１が通電制御さ
れる。又、第２駆動回路部１１ｂにおいて、高電位側及
び低電位側トランジスタＱＵ２，ＱＬ２にオン・オフに
よって第２相コイルＣＬ２が通電制御される。さらに、
第３駆動回路部１１ｃにおいて、高電位側及び低電位側
トランジスタＱＵ３，ＱＬ３にオン・オフによって第３
相コイルＣＬ３が通電制御される。

【００３０】前記第１〜第３高電位側駆動信号ＳＵ１〜
ＳＵ３及び第１〜第３低電位側駆動信号ＳＬ１〜ＳＬ３
は、ＩＧＢＴ駆動回路１１ｄから出力される。ＩＧＢＴ
駆動回路１１ｄは信号出力回路であって、ＥＣＵ１２に
て生成された各駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３，ＳＬ１〜ＳＬ
３を入力し、そのまま対応するトランジスタＱＵ１〜Ｑ
Ｕ３，ＱＬ１〜ＱＬ３のゲートに出力する。又、ＩＧＢ
Ｔ駆動回路１１ｄはＥＣＵ１２にて生成されたシャット
ダウン信号ＳＤＳを入力すると、全てのトランジスタＱ
Ｕ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜ＱＬ３をオフさせるためのオフ
信号を全てのトランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜Ｑ
Ｌ３のゲートに出力するようになっている。

【００３１】ＥＣＵ１２は、システム制御ＣＰＵ１２
ａ、第１及び第２の信号生成回路としてのＩＧＢＴ駆動
信号生成回路１２ｂ及びレゾルバ処理回路１２ｃを備え
ている。システム制御ＣＰＵ１２ａは車両コントローラ
１３と接続されていて、車両コントローラ１３からその
時々の自動車の運転状態の情報を入力する。システム制
御ＣＰＵ１２ａは、運転状態に基づいてＳＲモータ１０
を駆動制御するモードとして「ハードチョッピング」モ
ード、「部分ハードチョッピング」モード及び「回生ゼ
ロボルトチョッピング」モードを設定するようになって
いる。

【００３２】「ハードチョッピング」モードとは、前記
図５に従って説明したチョッピング制御モードであっ
て、本実施形態では、各駆動回路部１１ａ〜１１ｃのそ
れぞれ所定の通電制御期間Ｔにおいて、高電位側及び低
電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜ＱＬ３を
所定のチョッピング周波数で共にオン・オフさせるチョ
ッピング制御モードをいう。

【００３３】又、「部分ハードチョッピング」モードと
は、前記図６に従って説明したチョッピング制御モード
であって、本実施形態では、各駆動回路部１１ａ〜１１
ｃのそれぞれ所定の通電制御期間Ｔにおいて、高電位側
及び低電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜Ｑ
Ｌ３を所定のチョッピング周波数でオン・オフさせる際
に、共にオンさせ、後に共にオフしてから次に共にオン
するまでの間にそのトランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ
１〜ＱＬ３が共にオフした所定の時間後に低電位側トラ
ンジスタＱＬ１〜ＱＬ３はオフ状態のままで高電位側ト
ランジスタＱＵ１〜ＱＵ３のみオンさせるチョッピング
制御モードをいう。

【００３４】さらに、「回生ゼロボルトチョッピング」
モードとは、図２に示すチョッピング制御モードであっ
て、各駆動回路部１１ａ〜１１ｃのそれぞれ所定の通電
制御期間Ｔにおいて、通電制御期間Ｔの開始の所定期間
だけ高電位側及び低電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ
３，ＱＬ１〜ＱＬ３を共にオンさせた後は高電位側トラ
ンジスタＱＵ１〜ＱＵ３をオフ状態にし、低電位側トラ
ンジスタＱＬ１〜ＱＬ３を間欠的にオフさせるチョッピ
ング制御モードをいう。つまり、「回生ゼロボルトチョ
ッピング」モードは、通電制御期間Ｔの開始の所定期間
だけバッテリーＢの電源を消費した後は、回生電流を使
って各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３を通電制御するモードで
ある。

【００３５】システム制御ＣＰＵ１２ａは、運転状態の
情報に基づいて各種モードを設定するとともに、その設
定したモードにおけるＳＲモータ１０の目標駆動速度及
び目標駆動トルクを算出する。本実施形態では、目標駆
動速度及び目標駆動トルクの算出は予め各モード毎に用
意されている運転状態に対する目標駆動速度及び目標駆
動トルクのマップデータから求められる。このマップデ
ータは、システム制御ＣＰＵ１２ａに内蔵されたメモリ
に記憶されている。

【００３６】システム制御ＣＰＵ１２ａは、目標駆動速
度及び目標駆動トルクを算出すると、目標駆動速度及び
目標駆動トルクに基づいて各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３の
通電する順番、通電制御期間Ｔ及び目標電流値を算出す
る。本実施形態では、この順番、通電制御期間Ｔ及び目
標電流値は予め各モード毎に用意されている目標駆動速
度及び目標駆動トルクに対する順番、通電制御期間Ｔ及
び目標電流値のマップデータから求められる。このマッ
プデータは、システム制御ＣＰＵ１２ａに内蔵されたメ
モリに記憶されている。

【００３７】システム制御ＣＰＵ１２ａはＩＧＢＴ駆動
信号生成回路１２ｂと接続され、ＩＧＢＴ駆動信号生成
回路１２ｂに設定したモードとそのモードでの通電する
順番、通電制御期間Ｔ及び目標電流値のデータを出力す
る。ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂは、レゾルバ処理
回路１２ｃを介して前記ＳＲモータ１０に設けたレゾル
バ２１に接続されている。レゾルバ２１は、ＳＲモータ
１０の回転角度（絶対角度）を検出するセンサであっ
て、その検出信号はレゾルバ処理回路１２ｃを介してＩ
ＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂに入力される。ＩＧＢＴ
駆動信号生成回路１２ｂは、このレゾルバ２１からの検
出信号に基づいてその時々のＳＲモータ１０の回転角度
（絶対角度）を検知する。又、ＩＧＢＴ駆動信号生成回
路１２ｂは、前記ＳＲモータ１０に設けた電流センサ２
２に接続されている。電流センサ２２は、各相コイルＣ
Ｌ１〜ＣＬ３に流れる電流値を検出し、その検出信号を
ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂに出力する。ＩＧＢＴ
駆動信号生成回路１２ｂは、この電流センサ２２からの
検出信号に基づいてその時々の各相コイルＣＬ１〜ＣＬ
３に流れる電流値を検知する。

【００３８】ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂは、シス
テム制御ＣＰＵ１２ａからの順番、通電制御期間Ｔ及び
目標電流値等のデータ、レゾルバ２１からのＳＲモータ
１０の回転角度（絶対角度）のデータ及び電流センサ２
２からの各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３に流れる電流値のデ
ータを入力し、各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３を通電制御す
るために信号を生成する。つまり、ＩＧＢＴ駆動信号生
成回路１２ｂは、各駆動回路部１１ａ〜１１ｃについ
て、高電位側及び低電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ
３，ＱＬ１〜ＱＬ３をそれぞれ所定の通電制御期間Ｔに
駆動制御する第１〜第３高電位側駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ
３及び第１〜第３低電位側駆動信号ＳＬ１〜ＳＬ３を生
成する。

【００３９】詳述すると、回転角度（絶対角度）に基づ
いて第１〜第３相コイルＣＬ１〜ＣＬ３の通電開始タイ
ミングが決定されるとともに、電流センサ２２からの各
相コイルＣＬ１〜ＣＬ３の電流値に基づいて高電位側及
び低電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜ＱＬ
３のオフタイミング等が決定される。又、ＩＧＢＴ駆動
信号生成回路１２ｂには、タイマが内蔵されていて該タ
イマに基づいて通電制御期間Ｔ中の高電位側及び低電位
側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜ＱＬ３のオン
タイミングの周期（１５キロヘルツ）等が決定される。
そして、本実施形態では、インバータ回路１１及びＥＣ
Ｕ１２とでＳＲモータ１０を駆動制御する駆動制御装置
を構成している。

【００４０】前記車両コントローラ１３は、自動車の運
転状態を把握し各種制御のための情報を生成し出力する
コントローラであって、図示しないシフトレバー操作位
置検出装置、ブレーキスイッチ、アクセルスイッチ、ア
クセル開度センサ等からの信号を入力し運転状態の情報
をシステム制御ＣＰＵ１２ａに出力する。

【００４１】次に、上記のように構成した駆動制御装置
の作用を説明する。尚、「ハードチョッピング」モード
と「部分ハードチョッピング」は、前記従来で説明した
制御と実質同じなので、その説明を省略し「回生ゼロボ
ルトチョッピング」モードについて説明する。

【００４２】さて、システム制御ＣＰＵ１２ａが車両コ
ントローラ１３からの運転状態の情報に基づいて「回生
ゼロボルトチョッピング」モードとなると、同システム
制御ＣＰＵ１２ａは、その時の運転状態の情報に基づい
て「回生ゼロボルトチョッピング」モードためのＳＲモ
ータ１０の目標駆動速度及び目標駆動トルクを算出す
る。続いて、システム制御ＣＰＵ１２ａは、目標駆動速
度及び目標駆動トルクに基づいて「回生ゼロボルトチョ
ッピング」モードための各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３の通
電する順番、通電制御期間Ｔ及び目標電流値を算出しＩ
ＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂに出力する。

【００４３】ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂは、この
順番、通電制御期間Ｔ及び目標電流値と、レゾルバ２１
からのＳＲモータ１０の回転角度（絶対角度）と、電流
センサ２２からの各相コイルＣＬ１〜ＣＬ３に流れる電
流値とに基づいてインバータ回路１１の各駆動回路部１
１ａ〜１１ｃに対して順番に通電制御期間Ｔにおいて
「回生ゼロボルトチョッピング」制御によって各相コイ
ルＣＬ１〜ＣＬ３に流れる電流が目標電流値に近づける
ための第１〜第３高電位側駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３及び
第１〜第３低電位側駆動信号ＳＬ１〜ＳＬ３を生成す
る。

【００４４】尚、各駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３，ＳＬ１〜
ＳＬ３は、各駆動回路部１１ａ〜１１ｃの高電位側及び
低電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ３，ＱＬ１〜ＱＬ３
をオン・オフさせる信号である。従って、説明の便宜
上、各高電位側及び低電位側トランジスタＱＵ１〜ＱＵ
３，ＱＬ１〜ＱＬ３をオン・オフ動作を説明することに
よって、ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂが生成する各
駆動信号ＳＵ１〜ＳＵ３，ＳＬ１〜ＳＬ３の生成タイミ
ングの説明を省略する。又、各駆動回路部１１ａ〜１１
ｃにおける「回生ゼロボルトチョッピング」制御は各駆
動回路部１１ａ〜１１ｃとも同じであるので、説明の便
宜上第１駆動回路部１１ａで行われる「回生ゼロボルト
チョッピング」制御による動作を図２に従って説明す
る。

【００４５】図２は、第１相コイルＣＬ１における通電
制御期間Ｔにおける回生ゼロボルトチョッピングによっ
て第１高電位側及び第１低電位側トランジスタＱＵ１，
ＱＬ１のオン・オフ動作に基づく第１相コイルＣＬ１に
流れる電流の波形を示す。

【００４６】今、第１相コイルＣＬ１に対して通電制御
期間Ｔの回生ゼロボルトチョッピングが開始されると、
最初に第１高電位側及び第１低電位側駆動信号ＳＵ１，
ＳＬ１に基づいて第１高電位側及び第１低電位側トラン
ジスタＱＵ１，ＱＬ１が共にオンされる。両トランジス
タＱＵ１，ＱＬ１のオンに基づいて第１相コイルＣＬ１
への通電が開始され第１相コイルＣＬ１に流れる電流値
Ｉは増大する。

【００４７】そして、電流値Ｉが予め定めた値（本実施
形態では、目標電流値の０．６倍の値）になると、第１
高電位側トランジスタＱＵ１のみをオフさせる。つま
り、前記電流センサ２２の検出信号に基づいてＩＧＢＴ
駆動信号生成回路１２ｂが電流値Ｉが目標電流値の０．
６倍の値に到達した判断すると、ＩＧＢＴ駆動信号生成
回路１２ｂは第１高電位側トランジスタＱＵ１をオフさ
せ、第１低電位側トランジスタＱＬ１がオンさせるため
の新たな第１高電位側及び第１低電位側駆動信号ＳＵ
１，ＳＬ１を出力する。

【００４８】従って、この第１高電位側及び第１低電位
側駆動信号ＳＵ１，ＳＬ１に基づいて第１高電位側トラ
ンジスタＱＵ１がオフされ、第１低電位側トランジスタ
ＱＬ１がオンされ続ける。その結果、バッテリーＢから
の通電が遮断される。バッテリーＢからの通電が遮断さ
れると、第１相コイルＣＬ１に蓄えられたエネルギーに
よって、第１相コイルＣＬ１→第１低電位側トランジス
タＱＬ１→第１低電位側ダイオードＤＬ３→第１相コイ
ルＣＬ１の閉ループを回生電流が流れ、電流値Ｉは先に
比べて緩やかに増大して行く。

【００４９】やがて、電流値Ｉが目標電流値に到達する
と、第１高電位側及び低電位側トランジスタＱＵ１，Ｑ
Ｌ１を共にオフさせる。つまり、前記電流センサ２２の
検出信号に基づいてＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂが
電流値Ｉが目標電流値に到達した判断すると、ＩＧＢＴ
駆動信号生成回路１２ｂは第１高電位側及び低電位側ト
ランジスタＱＵ１，ＱＬ１を共にオフさせるための新た
な第１高電位側及び第１低電位側駆動信号ＳＵ１，ＳＬ
１を出力する。従って、前記閉ループは遮断されること
になり、電流値Ｉは目標電流値から減少して行く。

【００５０】続いて、ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂ
がオンタイミングになったとタイマに基づいて判断する
と、同駆動信号生成回路１２ｂは第１高電位側トランジ
スタＱＵ１をオフさせたまま、第１低電位側トランジス
タＱＬ１のみオンさせるための新たな第１高電位側及び
第１低電位側駆動信号ＳＵ１，ＳＬ１を出力する。

【００５１】従って、再び閉ループが形成されて、第１
相コイルＣＬ１に蓄えられたエネルギーによって、第１
相コイルＣＬ１→第１低電位側トランジスタＱＬ１→第
１低電位側ダイオードＤＬ３→第１相コイルＣＬ１の閉
ループを回生電流が流れる。その結果、電流値Ｉは再び
目標電流値に向かって緩やかに増大して行く。

【００５２】そして、電流値Ｉが目標電流値に到達する
と、前記と同様に、第１高電位側及び低電位側トランジ
スタＱＵ１，ＱＬ１を共にオフさせる。従って、前記閉
ループは遮断されることになり、電流値Ｉは目標電流値
から減少して行く。

【００５３】やがて、ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂ
が次のオンタイミングになったとタイマに基づいて判断
すると、同駆動信号生成回路１２ｂは第１高電位側トラ
ンジスタＱＵ１をオフさせたまま、第１低電位側トラン
ジスタＱＬ１のみオンさせるための新たな第１高電位側
及び第１低電位側駆動信号ＳＵ１，ＳＬ１を出力する。

【００５４】従って、再び閉ループが形成されて、第１
相コイルＣＬ１に蓄えられたエネルギーによって前記と
同様に閉ループに回生電流が流れる。その結果、電流値
Ｉは再び目標電流値に向かって緩やかに増大して行く。
以後、通電制御期間Ｔが終了するまで同様な制御が続け
られ、第１相コイルＣＬ１は該通電制御期間Ｔにおいて
目標電流値、すなわち、目標駆動速度及び目標駆動トル
クになるように通電制御（「回生ゼロボルトチョッピン
グ」制御）される。

【００５５】このように、この「回生ゼロボルトチョッ
ピング」制御においては、制御開始から所定の期間（電
流値Ｉが目標電流値の０．６倍になるまでの間）だけバ
ッテリーＢの電源が使用されるだけで、残る期間は第１
相コイルＣＬ１に蓄えられたエネルギーを使って通電制
御されることになる。

【００５６】次に、上記したように構成した本実施形態
の効果を以下に記載する。 （１）本実施形態によれば、「回生ゼロボルトチョッピ
ング」モードにおいて、ＳＲモータ１０の各相コイルＣ
Ｌ１〜ＣＬ３は、制御開始から所定の期間（電流値Ｉが
目標電流値の０．６倍になるまでの間）だけバッテリー
Ｂの電源が使用されるだけで、残る期間は第１相コイル
ＣＬ１に蓄えられたエネルギーを使って通電制御され
る。従って、回生効率が高くバッテリーＢの電流消費の
低減を図ることができる。

【００５７】特に、ＳＲモータ１０を低速回転で制御す
る場合には、この回生ゼロボルトチョッピング制御を採
用すれば、「ハードチョッピング」や「部分ハードチョ
ッピング」に比べてはるかに電流消費を低減させること
ができる。

【００５８】（２）本実施形態によれば、「回生ゼロボ
ルトチョッピング」による電流値Ｉの変化量は、「ハー
ドチョッピング」や「部分ハードチョッピング」に比べ
てはるかに小さくなる。従って、「回生ゼロボルトチョ
ッピング」による制御では、インバータ回路１１に対し
て並列に接続したコンデンサＣの負荷を小さくすること
ができる。

【００５９】しかも、電流値Ｉの変化量、すなわち、振
幅を小さくすることができることから、「回生ゼロボル
トチョッピング」による制御では、ＳＲモータ１０の騒
音を小さくすることができる。

【００６０】尚、本発明の実施形態は、以下のように変
更してもよい。 ○上記実施形態では、「回生ゼロボルトチョッピング」
制御において、制御開始から電流値Ｉが目標電流値の
０．６倍に到達した時、バッテリーＢの通電を遮断する
ようにしたが、図３に示すように、目標電流値に到達し
た時にバッテリーＢでの通電を遮断するように実施した
たり、目標電流値の０．７倍又は０．８等適宜変更して
実施してもよい。この場合にも前記実施形態と同様な効
果を奏する。

【００６１】○上記実施形態では、電流値Ｉに基づい
て、バッテリーＢの通電を遮断するようにした。これ
を、時間に基づいて行ってもよい。つまり、制御開始か
ら目標電流値の０．６倍に到達するに要する時間ｔｘと
目標電流値に到達するに要する時間ｔｙを予めシステム
制御ＣＰＵ１２ａ又はＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂ
に各目標電流値に対する時間をマップとして用意する。
そして、ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂはそのマップ
からその時々の目標電流値に対する時間ｔｘ，ｔｙに基
づいて図４又図５に示すように制御する。因みに、図４
は、制御開始から電流値Ｉが目標電流値の０．６倍に到
達した時にバッテリーＢでの通電を遮断する場合に相当
する電流波形図であり、図５は制御開始から電流値Ｉが
目標電流値に到達した時にバッテリーＢでの通電を遮断
する場合（この場合、時間ｔｙはゼロとなる）に相当す
る電流波形図である。この場合、上記実施形態と同様な
効果を有する。

【００６２】○上記実施形態では、電流値Ｉに基づい
て、バッテリーＢの通電を遮断するようにした。これ
を、ＳＲモータ１０の回転角度に基づいて行ってもよ
い。つまり、制御開始から図５に示すように同様な制御
が可能となり、目標電流値の０．６倍に到達する際にモ
ータがそれまでに回転しているであろう回転角度と目標
電流値に到達する際にモータがそれまでに回転している
であろう回転角度を予めシステム制御ＣＰＵ１２ａ又は
ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂに各目標電流値に対す
る回転角度のマップとして用意する。そして、ＩＧＢＴ
駆動信号生成回路１２ｂはそのマップからその時々の目
標電流値に対する回転角度を読出しレゾルバ２１が検出
した回転角度と比較しながら制御する。この場合にも、
前記した図４又は図５に示すように同様な制御が可能と
なり、上記実施形態と同様な効果を有する。尚、図５に
相当する制御の場合には、制御開始から目標電流値に到
達する際にモータがそれまでに回転しているであろう回
転角度だけのデータとなる。

【００６３】○上記実施形態では、バッテリーＢでの通
電を遮断した後の、第１〜第３低電位側トランジスタＱ
Ｌ１〜ＱＬ３を目標電流値に到達した時、オフさせ、予
め定めた周期でオフさせるようにしている。これを、各
目標電流値に対するデューティ制御にためのデューティ
比（＝Ｔｏｎ／Ｔｓ）をマップとしてシステム制御ＣＰ
Ｕ１２ａ又はＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂに用意す
る。そして、ＩＧＢＴ駆動信号生成回路１２ｂはそのマ
ップからその時々の目標電流値に対するデューティ比
（＝Ｔｏｎ／Ｔｓ）を読出し第１〜第３低電位側トラン
ジスタＱＬ１〜ＱＬ３をオン・オフ制御するようにして
もよい。

【００６４】勿論、前記した所定時間でバッテリーＢで
の通電を遮断する通電制御や、ＳＲモータ１０の回転角
度に基づいてバッテリーＢでの通電を遮断する通電制御
においても、通電を遮断した後の第１〜第３低電位側ト
ランジスタＱＬ１〜ＱＬ３をその時々の目標電流値に対
するデューティ比（＝Ｔｏｎ／Ｔｓ）に従ってデューテ
ィ制御してもよい。この場合、電流せンサ２２が不要に
なる。

【００６５】○上記実施形態では、「回生ゼロボルトチ
ョッピング」制御における通電制御期間Ｔにおいて、制
御開始から所定期間だけ第１〜第３高電位側トランジス
タＱＵ１〜ＱＵ３をオンし以後はオフ状態にするととも
に、第１〜第３低電位側トランジスタＱＬ１〜ＱＬ３を
その時々でオン・オフさせるよう制御したが、これを逆
にしてもよい。つまり、制御開始から所定期間だけ第１
〜第３低電位側トランジスタＱＬ１〜ＱＬ３をオンし以
後はオフ状態にするとともに、第１〜第３高電位側トラ
ンジスタＱＵ１〜ＱＵ３をその時々でオン・オフさせる
よう制御する。この場合にも前記実施形態と同様な効果
を奏する。

【００６６】勿論、前記した所定時間でバッテリーＢで
の通電を遮断する通電制御や、ＳＲモータ１０の回転角
度に基づいてバッテリーＢでの通電を遮断する通電制御
においても同様である。

【００６７】○上記実施形態では、自動車の走行用に用
いられるＳＲモータ１０に具体化したが、自動車以外に
利用されるＳＲモータ１０に応用してもよい。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、回生効率が高くできバ
ッテリーの電流消費の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の駆動制御装置を説明するための
電気回路構成を示す電気ブロック回路図である。

【図２】 回生ゼロボルトチョッピングによる電流波形
図である。

【図３】 その他の回生ゼロボルトチョッピングの電流
波形図である。

【図４】 その他の回生ゼロボルトチョッピングの電流
波形図である。

【図５】 その他の回生ゼロボルトチョッピングの電流
波形図である。

【図６】 ＳＲモータの各相の相コイルを通電するＨ型
スイッチング駆動回路図である。

【図７】 従来のハードチョッピングによる電流波形図
である。

【図８】 従来の部分ハードチョッピングによる電流波
形図である。

【符号の説明】

１０…モータとしてのスイッチドリラクタンスモータ
（ＳＲモータ）、１１…インバータ回路、１２…モータ
電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１２ｂ…第１及び第２の
信号生成手段としてのＩＧＢＴ駆動信号生成回路、２１
…レゾルバ、２２…電流センサ、ＣＬ１〜ＣＬ３…相コ
イルとしての第１〜第３相コイル、ＱＵ１〜ＱＵ３…第
１〜第３高電位側トランジスタ、ＱＬ１〜ＱＬ３…第１
〜第３低電位側トランジスタ、ＤＵ１〜ＤＵ３…第１〜
第３高電位側フライホイールダイオード、ＤＬ１〜ＤＬ
３…第１〜第３低電位側フライホイールダイオード。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの各相コイルの一端に高電位側ス
   イッチング素子と低電位側フライホイールダイオード
   を、他端に低電位側スイッチング素子と高電位側フライ
   ホイールダイオードをそれぞれ接続し、各相コイルの通
   電制御期間において高電位側スイッチング素子及び低電
   位側スイッチング素子をオン・オフさせてそれぞれの相
   コイルの通電をオン・オフ制御するモータの駆動制御装
   置において、 前記通電制御期間開始から予め定めた電流値に達するま
   での間、前記高電位側及び低電位側スイッチング素子を
   オンさせ、後に前記高電位側又は低電位側スイッチング
   素子のいずれか一方のスイッチング素子を通電制御期間
   中オフさせるための駆動信号を生成する第１の信号生成
   手段と、 前記一方のスイッチング素子に対する他方のスイッチン
   グ素子をオン・オフさせるための駆動信号を生成する第
   ２の信号生成手段とを備えたことを特徴とするモータの
   駆動制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のモータの駆動制御装置
   において、 前記第２の信号生成手段は、前記一方のスイッチング素
   子に対する他方のスイッチング素子を予め定めた目標電
   流値に達した時オフさせるとともに予め定めた周期でオ
   ンさせるための駆動信号を生成する信号生成手段である
   ことを特徴とするモータの駆動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のモータの駆動制御装置
   において、 前記駆動制御装置は各相コイルに流れる電流値を検出す
   るための電流検出手段を備え、前記第１の信号生成手段
   はその電流検出手段にて前記予め定めた電流値を検出し
   前記駆動信号を生成するものであり、前記第２の信号生
   成回路はその電流検出手段にて前記目標電流値を検出し
   前記オフさせるための駆動信号を生成するものであるこ
   とを特徴とするモータの駆動制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載のモータの駆動制
   御装置において、 前記駆動制御装置はタイマを備え、前記第２の信号生成
   回路は、そのタイマに基づいて予め定めた周期で前記オ
   ンさせるための駆動信号を生成するものであることを特
   徴とするモータの駆動制御装置。
5. 【請求項５】 モータの各相コイルの一端に高電位側ス
   イッチング素子と低電位側フライホイールダイオード
   を、他端に低電位側スイッチング素子と高電位側フライ
   ホイールダイオードをそれぞれ接続し、各相コイルの通
   電制御期間において高電位側スイッチング素子及び低電
   位側スイッチング素子をオン・オフさせてそれぞれの相
   コイルの通電をオン・オフ制御するモータの駆動制御装
   置において、 前記通電制御期間開始から予め定めた時間に達するまで
   の間、前記高電位側及び低電位側スイッチング素子をオ
   ンさせ、後に前記高電位側又は低電位側スイッチング素
   子のいずれか一方のスイッチング素子を通電制御期間中
   オフさせるための駆動信号を生成する第１の信号生成手
   段と、 前記一方のスイッチング素子に対する他方のスイッチン
   グ素子をオン・オフさせるための駆動信号を生成する第
   ２の信号生成手段とを備えたことを特徴とするモータの
   駆動制御装置。
6. 【請求項６】 モータの各相コイルの一端に高電位側ス
   イッチング素子と低電位側フライホイールダイオード
   を、他端に低電位側スイッチング素子と高電位側フライ
   ホイールダイオードをそれぞれ接続し、各相コイルの通
   電制御期間において高電位側スイッチング素子及び低電
   位側スイッチング素子をオン・オフさせてそれぞれの相
   コイルの通電をオン・オフ制御するモータの駆動制御装
   置において、 前記通電制御期間開始からモータの回転角度が予め定め
   たモータの回転角度に達するまでの間、前記高電位側及
   び低電位側スイッチング素子をオンさせ、後に前記高電
   位側又は低電位側スイッチング素子のいずれか一方のス
   イッチング素子を通電制御期間中オフさせるための駆動
   信号を生成する第１の信号生成手段と、前記一方のスイ
   ッチング素子に対する他方のスイッチング素子をオン・
   オフさせるための駆動信号を生成する第２の信号生成手
   段とを備えたことを特徴とするモータの駆動制御装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は６に記載のモータの駆動制
   御装置において、 前記第２の信号生成手段は、前記一方のスイッチング素
   子に対する他方のスイッチング素子を予め定めたデュー
   ティ比にてオン・オフさせるための駆動信号を生成する
   信号生成手段であることを特徴とするモータの駆動制御
   装置。