JP2002335687A - 電気モータの通電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通電タイミングの開始位置から目標電流値到
達位置までは各コイルにＯＮ信号を付与し、その後、各
コイルに付与する信号をＰＷＭ信号に切り替える制御を
行なう複数相を有する電気モータの通電制御装置におい
て、安価かつ制御性に優れたものを提供すること。 【解決手段】 ＰＷＭタイマを、複数相の通電タイミン
グ同士が同時に重複する最大数と同数（相数未満）だけ
用意し、各コイルにＰＷＭ信号を付与する際に、同時に
重複する各相に対してそれぞれ異なったＰＷＭタイマに
基づくＰＷＭ信号を付与するように、各相に対してＰＷ
Ｍタイマを順次割り当てるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数相のコイルの
それぞれに対して所定の通電タイミングにてＰＷＭ信号
を各コイルドライバに付与し各コイルを順次通電するこ
とにより駆動される、スイッチドリラクタンスモータ等
の電気モータの通電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開２０００−７８８８３号
公報に記載されているように、複数相のコイルのそれぞ
れに対して所定の通電タイミングにてＰＷＭ信号を各コ
イルドライバに付与し各コイルを順次通電することによ
り駆動される電気モータの通電制御装置であって、各コ
イルに通電する際に、所定の通電タイミングの開始位置
から各コイルに流れる実電流値が目標電流値に到達する
目標電流値到達位置までは各コイルにＯＮ信号を付与
し、目標電流値到達位置から通電タイミングの終了位置
までは、目標電流値到達位置にてクリアされ再スタート
された一定のＰＷＭ周期を発生させるＰＷＭタイマに基
づいて生成されるＰＷＭ信号を各コイルに付与する範囲
が存在する電気モータの通電制御装置が知られている。

【０００３】かかる電気モータの通電制御装置において
は、通電タイミングの開始位置から直ちにＰＷＭ信号を
各コイルに付与して各コイルに流れる実電流値を目標電
流値に制御するわけではなく、通電タイミングの開始位
置から目標電流値到達位置までは各コイルにＯＮ信号を
付与し、その後、各コイルに付与する信号をＰＷＭ信号
に切り替えることとしているので、各コイルに流れる実
電流値の立ち上がりが速くなり、モータの出力トルクを
増大することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように通電タイミ
ングの開始位置から目標電流値到達位置までは各コイル
にＯＮ信号を付与し、その後、各コイルに付与する信号
をＰＷＭ信号に切り替えることとする場合には、目標電
流値到達位置において、各コイルに付与される実電流値
はなお増大傾向が継続しているので、その後ＰＷＭ信号
に切り替えた直後に発生するであろう実電流値のオーバ
ーシュート量を低減するため、切換られたＰＷＭ信号は
ＯＦＦ信号から開始する必要がある。そのため、各相が
通電タイミングの開始位置から最初に目標電流値到達位
置に到達する度ごとに、ＰＷＭタイマをクリアし、再ス
タートした一定のＰＷＭ周期を発生させるＰＷＭタイマ
に基づいてＰＷＭ信号を発生させる必要がある。

【０００５】しかし、上述した公報に記載の通電制御装
置にはＰＷＭ信号を発生させるためのＰＷＭタイマが１
つしかなく、かかる１つのＰＷＭタイマにて各相全ての
各コイルに付与するＰＷＭ信号を発生させている。

【０００６】従って、複数相のコイルのそれぞれに対し
て設定された通電タイミング同士が同時に重複する領域
を有する場合には（通常は、電気モータのトルクリップ
ル低減のため重複領域を設定するものである）、互いに
重複する相同士において、一方側がＰＷＭ信号にて通電
制御継続中に、他方側が通電タイミング開始位置、ひい
ては目標電流値到達位置に到達すると、他方側のＰＷＭ
信号をＯＦＦ信号から開始するためＰＷＭタイマをクリ
アして再スタートする必要がある。そうすると、かかる
ＰＷＭタイマの再スタートの影響により、前記一方側の
相のコイルに付与されるＰＷＭ信号のＰＷＭ周期にずれ
が発生し、前記一方のコイルに付与される実電流値が目
標電流値に対して適切に制御されない状態が発生する。
これは、電気モータの騒音大、トルクリップル増大、ト
ルク効率低減等に繋がる。

【０００７】この上記したＰＷＭタイマの再スタートに
よる悪影響について、図６を用いて簡単に説明する。図
６は、３相を有するスイッチドリラクタンスモータにお
いて３相分のコイルのそれぞれに対して設定された通電
タイミング同士が同時に２つ重複する領域を有するもの
に対する、モータ内回転子角度、ＰＷＭタイマ波形、各
相の実電流値波形（目標電流値を含む）、各相のコイル
ドライバ内のアッパースイッチング素子（Ｕ）・ロアー
スイッチング素子（Ｌ）に付与される信号波形の各々の
時間的推移を示すタイミングチャートである。ここで
は、各コイルにＰＷＭ信号を付与する際に、ロアースイ
ッチング素子をＯＮにした状態でアッパースイッチング
素子のみにＰＷＭ信号を付与するいわゆるソフトチョッ
ピング制御を行なっている場合を示している。

【０００８】図６のＡ部においては、例えば、１相に対
してＰＷＭ制御が行なわれている状態にて２相に対する
目標電流値到達位置が到来すると（Ａ部内上矢印位
置）、ＰＷＭタイマがクリアされ再スタートし、１相の
アッパースイッチング素子（１Ｕ）に対して付与される
ＰＷＭ信号において、本来ＯＦＦからＯＮに切換わるタ
イミングにてＯＮに切換わらず、その後所定時間だけＯ
ＦＦ状態が続き、それにより１相の実電流値が目標電流
値に対して下回ってしまう状態が続いていることが示さ
れている。このような現象は、１相と２相との関係のみ
にとどまらず、３相のうちの１相が目標電流値到達位置
に達する度（図６内上矢印位置）ごとに他の１つの相に
対して発生している。この実電流値の低下は、電気モー
タの騒音大、トルクリップル増大、トルク効率低減等に
繋がる。

【０００９】ところで、上記したＰＷＭタイマの再スタ
ートによる悪影響の問題は、電気モータが有する相の数
だけ通電制御装置内にてＰＷＭタイマを準備し、１つの
相に対して１つのＰＷＭタイマを割り当てれば容易に解
決される。しかし、ＰＷＭタイマの数をいたずらに増加
させることは、通電制御装置の回路の複雑化・高コスト
化に繋がってしまう。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、通電タイミングの開始位置から目標電
流値到達位置までは各コイルにＯＮ信号を付与し、その
後、各コイルに付与する信号をＰＷＭ信号に切り替える
制御を行なう複数相を有する電気モータの通電制御装置
において、安価かつ制御性に優れたものを提供すること
を技術的課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、複数相のコイルのそれぞれに対して所定
の通電タイミングにてＰＷＭ信号を各コイルドライバに
付与し各コイルを順次通電することにより駆動される電
気モータの通電制御装置であって、前記各コイルに通電
する際に、前記所定の通電タイミングの開始位置から前
記各コイルに流れる実電流値が目標電流値に到達する目
標電流値到達位置までは前記各コイルにＯＮ信号を付与
し、前記目標電流値到達位置から前記通電タイミングの
終了位置までは、前記目標電流値到達位置にてクリアさ
れ再スタートされた一定のＰＷＭ周期を発生させるＰＷ
Ｍタイマに基づいて生成されるＰＷＭ信号を前記各コイ
ルに付与する範囲が存在する電気モータの通電制御装置
において、前記ＰＷＭタイマを２以上相数未満の数だけ
有し、前記各コイルに前記ＰＷＭ信号を付与する際に、
前記複数のＰＷＭタイマのうちどのＰＷＭタイマに基づ
いたＰＷＭ信号を付与するかを選択する信号選択手段を
有することを特徴とする電気モータの通電制御装置とし
た。

【００１２】本発明による電気モータの通電制御装置に
よれば、ＰＷＭタイマを２以上相数未満の数だけ有し、
各コイルにＰＷＭ信号を付与する際に、複数のＰＷＭタ
イマのうちどのＰＷＭタイマに基づいたＰＷＭ信号を付
与するかを選択する信号選択手段を有するので、複数相
のコイルのそれぞれに対して設定された通電タイミング
同士が同時に重複する領域を有する電気モータの場合に
おいても、同時に重複する各相に対してそれぞれ異なっ
たＰＷＭタイマに基づくＰＷＭ信号を付与するように各
相に対してＰＷＭタイマを割り当てれば、前述したよう
なＰＷＭタイマの再スタートによる他の相の実電流値へ
の悪影響の問題は解消される。

【００１３】従って、ＰＷＭタイマの必要数は、各相の
所定の通電タイミング同士が同時に重複する最大数と同
数かそれ以上の数（であって、相数未満）ということに
なる。例えば、３相を有する電気モータであって各相の
所定の通電タイミング同士が同時に重複する最大数が２
の場合のＰＷＭタイマの必要数は２である。

【００１４】また、本発明による電気モータの通電制御
装置によれば、ＰＷＭタイマの必要数は、制御対象であ
る電気モータの相数未満であるので、ＰＷＭタイマを電
気モータの相数だけ準備する場合よりも、通電制御装置
の回路の簡素化・低コスト化を達成することができる。

【００１５】より好ましくは、ＰＷＭタイマの数は、各
相の所定の通電タイミング同士が同時に重複する最大数
と同数とすることが望ましい。上述のごとく、本本発明
による電気モータの通電制御装置によれば、ＰＷＭタイ
マの必要数は、各相の所定の通電タイミング同士が同時
に重複する最大数と同数かそれ以上の数（であって、相
数未満）であるので、ＰＷＭタイマの数を、必要最小限
の数である、各相の所定の通電タイミング同士が同時に
重複する最大数と同数だけに抑えることにより、より安
価かつ簡素な電気モータの通電制御装置を提供すること
が可能となる。

【００１６】また、本発明におけるコイルドライバは、
各コイルの高電位側に接続されたアッパースイッチング
素子と、各コイルの低電位側に接続されたロアースイッ
チング素子とを有するものであり、信号選択手段は、各
コイルドライバのアッパースイッチング素子及びロアー
スイッチング素子の各々に対し、選択されたＰＷＭ信
号、ＯＮ信号、又はＯＦＦ信号のうちの一つを付与可能
とすることが望ましい。

【００１７】これにより、各相の各コイルに対する通電
タイミング内において、アッパー・ロアー両スイッチン
グ素子共にＯＮ信号を付与してコイルにＯＮ信号を付与
したり、アッパー・ロアー両スイッチング素子共にＰＷ
Ｍ信号を付与してコイルに対していわゆるハードチョッ
ピング制御を行なったり、アッパー・ロアースイッチン
グ素子の一方にＯＮ信号を付与し他方にＰＷＭ信号を付
与してコイルに対していわゆるソフトチョッピング制御
を行なったりすることができるばかりでなく、各相の各
コイルに対する通電タイミングの終了位置直前の所定領
域における実電流値の立ち下がり波形をチューニングし
て滑らかにするため、アッパー・ロアースイッチング素
子の一方にＯＮ信号を付与し他方にＯＦＦ信号を付与し
たり、アッパー・ロアースイッチング素子の一方にＰＷ
Ｍ信号を付与し他方にＯＦＦ信号を付与したりすること
もできるようになる。従って、各相の各コイルに対する
通電タイミング内における各コイルに流れる実電流値の
チューニングの幅を増大させることが可能となる。特
に、各相の各コイルに対する通電タイミングの終了位置
直前の所定領域における実電流値の立ち下がり波形をチ
ューニングして滑らかにすることは、モータ全体として
のトルクリップルや騒音を低減する上においても重要で
ある。

【００１８】なおこの場合において、各コイルにソフト
チョッピングによるＰＷＭ信号を付与する範囲内におい
ては、アッパースイッチング素子及びロアースイッチン
グ素子の各々に対し、前述した選択されたＰＷＭ信号と
ＯＮ信号とを所定周期ごとに交互に切換えて付与するよ
うにするとよい。一般的に、ＰＷＭ信号により、ＯＮ信
号とＯＦＦ信号とを交互に切り替えると、そのスイッチ
ング素子に対して、その信号切換時に電力損失に基づく
熱が発生する。従って、ソフトチョッピング制御を行な
うにあたり、アッパースイッチング素子及びロアースイ
ッチング素子のどちらか一方に対して常にＯＮ信号を付
与し、他方に対してＰＷＭ信号を付与することとする
と、前記他方のスイッチング素子のみに熱が発生しやす
く、その結果他方のスイッチング素子の耐久性が一方の
スイッチング素子の耐久性に対して劣ってしまう。従っ
て、上記のように、各コイルにソフトチョッピングによ
るＰＷＭ信号を付与する範囲内において、アッパースイ
ッチング素子及びロアースイッチング素子の各々に対
し、前述した選択されたＰＷＭ信号とＯＮ信号とを所定
周期ごとに交互に切換えて付与するようにすると、信号
切換時における電力損失に基づく熱の発生を、アッパー
スイッチング素子及びロアースイッチング素子の各々に
対し、分散させることができ、ひいては、本電気モータ
の通電制御装置の耐久性を向上させることが可能とな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電気モータの
通電制御装置の実施の形態を、図面を用いて説明する。
まず、図１及び図２を用いて、本発明に係る電気モータ
の通電制御装置の構成を簡単に説明する。ここで、図１
は、通電制御装置のうちコイルドライバ部を除いた部分
の構成図であり、図２は、通電制御装置のうちコイルド
ライバ部の構成図である。本通電制御装置は、大略的に
は、以下に説明するＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロ
セッサー）、信号選択回路、及びコイルドライバから成
っている。なお、本実施形態の対象となる電気モータと
しては、図示はしていないが、３相スイッチドリラクタ
ンスモータを想定しており、このモータのステータの磁
極数は１２、ロータ（モータ内回転子）の磁極数は８で
ある。また、これら３相の通電タイミングにおいて、通
電タイミング同士が同時に重複する最大数は２つである
場合を想定している。

【００２０】図１において、ＤＳＰ（デジタル・シグナ
ル・プロセッサー）は、大略的には、各種センサからの
情報に基づいて、後述する信号選択回路を介して後述す
るコイルドライバ（図２参照）に指示する信号を生成す
る信号生成回路部である。

【００２１】ＤＳＰにおいて、角度センサＲＡＳは、モ
ータのロータの角度を検出している。また、メモリＲＯ
Ｍは、各相のコイルの通電制御に関する各種のデータを
格納している。各種のデータには、モータの回転数とモ
ータの目標トルクとの組み合わせに対応する、多数組の
通電開始角度（通電タイミングの開始位置）及び通電終
了角度（通電タイミングの終了位置）、多数の目標電流
値（角度センサＲＡＳにより検出される各々のロータ角
度に対し各相コイルに流すべき目標電流値（波形）を示
すデータ）、及び多数のＰＷＭデューティが含まれてい
る。

【００２２】ＤＳＰは、角度センサＲＡＳからの信号に
基づいてモータの回転数を逐次計算するとともに、図示
しないシフトレバー、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等から入力される情報に基
づいてモータの目標とするトルクを逐次計算し、計算し
た回転数及びトルクに対応する、１組の通電開始角度及
び通電終了角度、１つの目標電流値、及び１つのＰＷＭ
デューティを、上述したメモリＲＯＭから読み出し、こ
れら通電開始角度及び通電終了角度、目標電流値、及び
ＰＷＭデューティを決定している。決定されたこれら目
標電流値及びＰＷＭデューティは、メモリＲＡＭ内のロ
ータの角度に対応したアドレスに格納され、角度センサ
ＲＡＳによって検出されたロータ角度が変化する度ごと
に、ロータ角度に対応した目標電流値及びＰＷＭデュー
ティが逐次メモリＲＡＭから読み出され、その後のＤＳ
Ｐの信号生成に供される。なお、決定されたこれら通電
開始角度及び通電終了角度、目標電流値、及びＰＷＭデ
ューティは、３相のうちの１相に関する値であり、２相
に関する値は、これらの値に対して全て（４５÷３）度
だけ位相ずれさせた値となっており、３相に関する値
は、これらの値に対して全て（４５÷３×２）度だけ位
相ずれさせた値となっている。上述した１組の通電開始
角度及び通電終了角度、１つの目標電流値、及び１つの
ＰＷＭデューティをメモリＲＯＭから読み出し決定する
動作は、所定の周期ごとに繰り返され、そのたびごと
に、メモリＲＯＭから読み出され決定されるべき１組の
通電開始角度及び通電終了角度、１つの目標電流値、及
び１つのＰＷＭデューティは更新される。

【００２３】また、ＤＳＰには、後述するコイルドライ
バ（図２参照）の各コイルに流れる実電流値を検出する
３つの電流センサ（１相電流センサ、２相電流センサ、
３相電流センサ）から、逐次各相に流れているアナログ
の実電流値が入力されており、これら入力された各電流
値は、それぞれ同時に２つのＡ／Ｄ変換機ＡＤ０，ＡＤ
１に入力されデジタル信号に変換されている。例えば、
１相電流センサからのアナログ信号は、ＤＳＰの２つの
入力ポートＡＮ００，ＡＮ１０にそれぞれ入力された
後、それぞれＡ／Ｄ変換機ＡＤ０，ＡＤ１によりデジタ
ル信号に変換されている。ここで、各コイルに流れる実
電流値に関するＡ／Ｄ変換機が２つしかないのは、上述
したように、本実施の形態にて想定している３相を有す
るスイッチドリラクタンスモータは、通電タイミング同
士が同時に重複する最大数は２つであり、最大でも同時
に計測しなければならない各相に流れる電流値は２つだ
からである。

【００２４】ＤＳＰは、角度センサＲＡＳにより逐次ロ
ータの角度を検出しており、検出されたロータの角度よ
り現在通電タイミングの範囲内に入っている各相（１つ
又は２つ）の実電流値（デジタル信号）をＡ／Ｄ変換機
ＡＤ０，ＡＤ１からそれぞれ選択して取り出し、当該各
相の目標電流値と実電流値とを逐次比較演算している。
この比較演算の過程において、通電開始角度に到達した
相に対しては、その後実電流値がゼロから増大するが、
ＤＳＰは、この増大する実電流値が目標電流値に到達し
た最初の時点にて、そのときのロータ角度を、当該相の
目標電流値到達角度（目標電流値到達位置）として演算
する。

【００２５】また、ＤＳＰは、２つのＰＷＭタイマ（Ｐ
ＷＭタイマ１、ＰＷＭタイマ２）を有しており、この２
つのＰＷＭタイマを、上述した目標電流値到達角度に達
した相に対して、１つずつ順次割り当てていき、当該相
に付与されるＰＷＭ信号は、この割り当てられた１つの
ＰＷＭタイマに基づいて生成される。かかるＰＷＭ信号
の各相への割り当てについては後述する（図５参照）。
これらのＰＷＭタイマ１，２は、割り当てられた相が目
標電流値到達角度に到達した時点にてクリアされ、再ス
タートされる。ＰＷＭタイマ１、２に基づいて生成され
るＰＷＭ信号はそれぞれＤＵＴＹ−Ａ、ＤＵＴＹ−Ｂで
あり、これらＤＵＴＹ−Ａ及びＤＵＴＹ−Ｂは常時、後
述する信号選択回路に供給されている。なお、これらＤ
ＵＴＹ−Ａ及びＤＵＴＹ−Ｂは、対応するＰＷＭタイマ
がクリアされた時点で、ＯＦＦ信号から開始するように
なっている。

【００２６】ＤＳＰのＩ／Ｏポートは、後述する信号選
択回路が後述するコイルドライバに対して付与する信号
を選択させるための選択信号を信号選択回路に供給して
いる。後述するように、コイルドライバには、３相の各
相のコイルに対して各々アッパースイッチング素子とロ
アースイッチング素子とが設けられており、これら両ス
イッチング素子の各々に対し独立に、ＯＮ信号、ＯＦＦ
信号、又は選択された（割り当てられた）ＰＷＭ信号を
付与することにより、各素子を独立にスイッチングさせ
て各コイルに流れる実電流を制御するようになってい
る。従って、Ｉ／Ｏポートからは、各スイッチング素子
に対応する６本の選択信号が信号選択回路に供給されて
いる。例えば１相のアッパースイッチング素子には選択
信号ＰＨ１ＵＳＥＬが、１相のロアースイッチング素子
には選択信号ＰＨ１ＬＳＥＬがそれぞれ対応している。

【００２７】各選択信号の内訳は、ＯＮ信号を選択する
信号、ＯＦＦ信号を選択する信号、及びＰＷＭ信号を選
択する信号から構成されており、さらにＰＷＭ信号を選
択する場合には、ＤＵＴＹ−Ａ、ＤＵＴＹ−Ｂの２つの
ＰＷＭ信号のうちどちらのＰＷＭ信号を選択するのかを
識別できるようになっている。具体的には、これら各選
択信号は、２ビットのデジタル信号により構成されてお
り、例えば、選択信号「００」はＯＮ信号を選択する信
号、選択信号「０１」はＤＵＴＹ−Ａ信号を選択する信
号、選択信号「１０」はＤＵＴＹ−Ｂ信号を選択する信
号、選択信号「１１」はＯＦＦ信号を選択する信号とす
ることができる。

【００２８】以上説明したように、ＤＳＰは、モータ回
転数及び目標トルクを逐次計算し、その条件に最適な、
通電開始・終了角度、目標電流値等を決定し、通電タイ
ミングに入っている相に対しては、当該相に付与するＰ
ＷＭ信号としてＤＵＴＹ−Ａ、ＤＵＴＹ−Ｂのうちのど
ちらの信号を割り当てるかを演算するとともに、後述す
る信号選択回路に対して、コイルドライバ内の各スイッ
チング素子に対応する６本の選択信号、及びＤＵＴＹ−
Ａ信号、ＤＵＴＹ−Ｂ信号を逐次供給している。

【００２９】次に、信号選択回路について説明する。信
号選択回路は、ＤＳＰから供給される６本の選択信号に
基づいて、後述するコイルドライバ内の６つの各スイッ
チング素子に付与する信号を選択し、選択した各信号を
コイルドライバ内の各スイッチング素子に対して供給す
る。例えば、選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬが「００」であっ
た場合には、１相のアッパースイッチング素子１ＵにＯ
Ｎ信号を供給し、選択信号ＰＨ３ＬＳＥＬが「０１」で
あった場合には、３相のロアースイッチング素子３Ｌ
に、ＤＳＰから供給されているＤＵＴＹ−Ａ信号をその
まま供給する。

【００３０】以上のように、本発明における信号選択手
段は、ＤＳＰ及び信号選択回路にて構成されている。ま
た、ＤＳＰ及び信号選択回路の具体的な構成については
周知であるので、ここではその詳細な説明を省略する。

【００３１】次に、図２を用いてコイルドライバについ
て説明する。前述のごとく本モータは３相であるので、
コイルは３つ存在し、各コイルのそれぞれに対して高電
位側にアッパースイッチング素子１Ｕ，２Ｕ，３Ｕが、
低電位側にロアースイッチング素子１Ｌ，２Ｌ，３Ｌが
接続されている。各々のアッパースイッチング素子の高
電位側は、ＤＣ３００Ｖの電源の高電位線に接続されて
おり、各々のロアースイッチング素子の低電位側は、Ｄ
Ｃ３００Ｖの電源の低電位線に接続されている。また、
各コイルの高電位側と各アッパースイッチング素子との
間には、各コイルに流れる実電流値を検出する前述した
電流センサ（１相電流センサ、２相電流センサ、３相電
流センサ）がそれぞれ配設されている。さらには、各電
流センサの高電位側と電源の低電位線との間、及び各コ
イルの低電位側と電源の高電位線との間には、低電位側
から高電位側へと電流をバイパス可能なダイオードがそ
れぞれ配設されている。

【００３２】各スイッチング素子１Ｕ，２Ｕ，３Ｕ，１
Ｌ，２Ｌ，３Ｌは、信号選択回路よりＯＮ信号を付与さ
れると通電状態となり、信号選択回路よりＯＦＦ信号を
付与されると非通電状態となる。従って、各コイルをＯ
Ｎ（通電）させるには、対応するアッパースイッチング
素子及びロアースイッチング素子共にＯＮ信号を付与す
る必要があり、各コイルにＰＷＭ信号を付与させるに
は、対応するアッパースイッチング素子及びロアースイ
ッチング素子共にＰＷＭ信号（ＤＵＴＹ−Ａ又はＤＵＴ
Ｙ−Ｂ）を付与する（ハードチョッピング制御）か又は
どちらか一方にＯＮ信号を付与し他方にＰＷＭ信号を付
与（ソフトチョッピング制御）する必要がある。また、
各コイルが通電タイミングの範囲外にある場合には、対
応するアッパースイッチング素子及びロアースイッチン
グ素子共にＯＦＦ信号を付与すればよい。なお、各コイ
ルにＰＷＭ信号を付与させている状態にて、対応するア
ッパースイッチング素子及びロアースイッチング素子の
どちらか一方にＯＦＦ信号を付与すれば（一方ＯＦＦ・
他方ＯＮ、又は一方ＯＦＦ・他方ＰＷＭ）、当該コイル
は非通電状態となるが、当該コイルには、コイルのリア
クタンス分の電流が上述したダイオードを介して流れる
ので、コイルに流れる電流は、直ちにゼロとはならず徐
々に減少していくことになる。従って、このコイルのリ
アクタンス分の残留電流を利用して、各相の通電終了角
度直前の所定領域における実電流値の立ち下がり波形を
チューニングすることができる。

【００３３】以上、図１及び図２を用いて、本発明の実
施形態に係る電気モータの通電制御装置の構成を簡単に
説明した。次に、図３〜図５を用いて、本発明の実施形
態に係る電気モータの通電制御装置の実際の作動状態を
説明する。図３は、３相のうちの１相に着目した場合の
各信号の時間的推移を示すタイミングチャートである。
図４は、３相全てについての各信号の時間的推移を示す
タイミングチャートである。図５は、図４に示す制御を
行なう場合のＰＷＭタイマ１，２の各相への割り当て
（選択）についての時間的推移を示した図である。ま
ず、図３について説明する。

【００３４】図３は、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭタイ
マとしてＰＷＭタイマ１がＤＳＰにより割り当てられ
（選択され）、ＰＷＭタイマ１に基づいて生成されるＰ
ＷＭ信号であるＤＵＴＹ−Ａにより１相のコイルに流れ
る実電流値を制御している状態を示している。図３に
は、ＤＳＰが発生するＰＷＭタイマ１の波形、ＤＳＰが
決定したＰＷＭデューティ、１相コイルを流れる実電流
値波形（目標電流値を含む）、ＤＳＰが信号選択回路に
対して供給するアッパースイッチング素子１Ｕに対応す
る選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬ、ＤＳＰが信号選択回路に対
して供給するロアースイッチング素子１Ｌに対応する選
択信号ＰＨ１ＬＳＥＬ、ＤＳＰが信号選択回路に対して
供給するＤＵＴＹ−Ａ、アッパースイッチング素子１Ｕ
及びロアースイッチング素子１Ｌに付与される信号１
Ｕ，１Ｌの、各々の時間的推移を示すタイミングチャー
トである。なお、選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬ及びＰＨ１Ｌ
ＳＥＬについては、便宜上、ＯＮ信号を選択する信号で
ある「００」を「１」、ＤＵＴＹ−Ａ信号を選択する信
号である「０１」は「２」、ＤＵＴＹ−Ｂ信号を選択す
る信号である「１０」は「３」、ＯＦＦ信号を選択する
信号である「１１」は「４」と記載している。

【００３５】図３において、Ｂ点は通電開始角度（位
置）であり、Ｂ点に到達するまでは１相は非通電タイミ
ング領域なので、選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬ、ＰＨ１ＬＳ
ＥＬは共にＯＦＦ信号を選択する４となっている。従っ
て、１Ｕ，１ＬともにＯＦＦ信号が付与され、１相コイ
ルに流れる実電流値もゼロである。

【００３６】Ｂ点を過ぎると、目標電流値到達位置であ
るＣ点までは、１相コイルにＯＮ信号を付与する（常時
通電状態とする）ため、選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬ、ＰＨ
１ＬＳＥＬは共にＯＮ信号を選択する１となる。従っ
て、１Ｕ，１ＬともにＯＮ信号が付与され、１相コイル
は通電状態となり、実電流値は、１相コイルのリアクタ
ンス分に比例して線形的に上昇していく。

【００３７】実電流値が目標電流値に到達するＣ点に達
すると、ＰＷＭタイマ１はクリアされ再スタートされ
る。このときＤＵＴＹ−Ａ信号はＯＦＦ信号から開始さ
れる。Ｃ点以降は、電流立下り制御開始位置であるＤ点
まで、ソフトチョッピング制御により１相コイルに流れ
る実電流値を目標電流値近傍に維持する制御を行なって
いる。具体的には、ＤＳＰは、選択信号ＰＨ１ＵＳＥ
Ｌ、ＰＨ１ＬＳＥＬの各々に対し、ＯＮ信号を選択する
１とＤＵＴＹ−Ａ信号（選択されたＰＷＭ信号）を選択
する２とを、ＰＷＭ周期ごとに交互に切換えて信号選択
回路に付与している。従って、信号選択回路は、１Ｕ、
１Ｌに対して、ＯＮ信号とＤＵＴＹ−Ａ信号(選択され
たＰＷＭ信号)とを交互に付与し、これにより、１相コ
イルは、ソフトチョッピング制御が行なわれている。な
お、ＤＳＰは、ＤＵＴＹ−Ａ信号を生成する際に、ＰＷ
Ｍタイマ１のカウント値がＰＷＭデューティを超えるタ
イミングにてＯＮ信号が、ＰＷＭタイマ１のカウント値
がＰＷＭデューティを下回るタイミングにてＯＦＦ信号
が生成されるように構成されている。

【００３８】電流立下り制御開始位置であるＤ点に到達
すると、通電終了角度（位置）Ｅ点までは、１相コイル
に流れる実電流値を徐々に立ち下げるため、前述したコ
イルのリアクタンス分の残留電流を利用している。すな
わち、Ｄ点からＦ点までは、選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬに
ＯＦＦ信号を選択する４を、選択信号ＰＨ１ＬＳＥＬに
ＯＮ信号を選択する１を付与し、１ＵにＯＦＦ信号を、
１ＬにＯＮ信号を付与している。Ｆ点から通電終了角度
（位置）Ｅ点までは、選択信号ＰＨ１ＵＳＥＬ及び選択
信号ＰＨ１ＬＳＥＬに、ＯＦＦ信号を選択する４とＤＵ
ＴＹ−Ａ信号を選択する２とをＰＷＭ周期ごとに交互に
切換えて付与し、１Ｕ及び１Ｌに、ＯＦＦ信号及びＤＵ
ＴＹ−Ａ信号とを、ＰＷＭ周期ごとに交互に切換えて付
与している。

【００３９】通電終了角度（位置）Ｅ点に到達すると、
非通電タイミング領域に入るので、選択信号ＰＨ１ＵＳ
ＥＬ、ＰＨ１ＬＳＥＬは共にＯＦＦ信号を選択する４と
なっている。従って、１Ｕ，１ＬともにＯＦＦ信号が付
与され、１相コイルに流れる実電流値もゼロになる。

【００４０】以上、図３を用いて１相に着目した場合の
各信号の時間的推移を説明した。他の２相、３相につい
ても同様にしてコイルに流れる実電流値が制御される。
次に、図４を用いて、３相全てについての各信号の時間
的推移を説明する。図４のなかで、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ点
は、それぞれ図３におけるものに対応している。

【００４１】図４に示すように、各相の通電タイミング
（Ｂ点〜Ｅ点に相当）は、前述したように（４５÷３）
度だけ位相がずれた状態で順次設定されており、通電タ
イミング同士が同時に重複する最大数は２である。ま
た、各相に対して割り当てられる（選択される）ＰＷＭ
タイマも、同時に重複する各相に対してそれぞれ異なっ
たＰＷＭタイマが割り当てられており、前述したような
ＰＷＭタイマの再スタートによる他の相の実電流値への
悪影響の問題は解消されているのがわかる。

【００４２】図５は、図４に示す制御を行なうにあた
り、２つのＰＷＭタイマ１，２が各相に対してどのよう
に割り当てられているかを示したタイミングチャートで
ある。ＤＳＰは、図５に示すようなタイミングで、通電
タイミングに入っている各相に対してＰＷＭタイマ１，
２を順次割り当てている。

【００４３】以上、本発明の実施形態に係る電気モータ
の通電制御装置の実際の作動状態を説明した。以上説明
した本発明の実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【００４４】まず、複数相のコイルのそれぞれに対して
設定された通電タイミング同士が同時に重複する領域を
有する電気モータの場合においても、同時に重複する各
相に対してそれぞれ異なったＰＷＭタイマに基づくＰＷ
Ｍ信号を付与するように各相に対してＰＷＭタイマを割
り当てているので、前述したようなＰＷＭタイマの再ス
タートによる他の相の実電流値への悪影響の問題は解消
されている。

【００４５】また、ＰＷＭタイマの数は、各相の通電タ
イミング同士が同時に重複する最大数である２個であ
る。ＰＷＭタイマの数を、本発明において必要最小限の
数である、各相の所定の通電タイミング同士が同時に重
複する最大数と同数に抑えているので、より安価かつ簡
素な電気モータの通電制御装置を提供することが可能と
なる。

【００４６】さらには、本発明における信号選択手段
（ＤＳＰ及び信号選択回路）は、各コイルドライバのア
ッパースイッチング素子及びロアースイッチング素子の
各々に対し、選択されたＰＷＭ信号、ＯＮ信号、又はＯ
ＦＦ信号のうちの一つを付与可能としている。従って、
各相の各コイルに対してハードチョッピング制御を行な
ったり、ソフトチョッピング制御を行なったりすること
ができるばかりでなく、各相の各コイルに対する通電タ
イミングの終了位置直前の所定領域における実電流値の
立ち下がり波形をチューニングして滑らかにするため、
アッパー・ロアースイッチング素子の一方にＯＮ信号を
付与し他方にＯＦＦ信号を付与したり、アッパー・ロア
ースイッチング素子の一方にＰＷＭ信号を付与し他方に
ＯＦＦ信号を付与したりすることもできるようになる。
よって、各相の各コイルに対する通電タイミング内にお
ける各コイルに流れる実電流値のチューニングの幅を増
大させることが可能となり、ひいては、モータ全体とし
てのトルクリップルや騒音を容易に低減することが可能
となる。

【００４７】加えて、各相の各コイルにソフトチョッピ
ングによるＰＷＭ信号を付与する範囲内においては、ア
ッパースイッチング素子及びロアースイッチング素子の
各々に対し、選択されたＰＷＭ信号（ＤＵＴＹ−Ａ又は
ＤＵＴＹ−Ｂ）とＯＮ信号とをＰＷＭ周期ごとに交互に
切換えて付与するようにしている。従って、信号切換時
における電力損失に基づく熱の発生を、アッパースイッ
チング素子及びロアースイッチング素子の各々に対し、
分散させることができ、ひいては、本電気モータの通電
制御装置の耐久性を向上させることが可能となる。

【００４８】以上、本発明に係る実施の形態について、
３相を有するスイッチドリラクタンスモータを例にとり
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
複数相のコイルのそれぞれに対して所定の通電タイミン
グにてＰＷＭ信号を各コイルドライバに付与し各コイル
を順次通電することにより駆動される電気モータの通電
制御装置であって、各コイルに通電する際に、所定の通
電タイミングの開始位置から各コイルに流れる実電流値
が目標電流値に到達する目標電流値到達位置までは各コ
イルにＯＮ信号を付与し、目標電流値到達位置から通電
タイミングの終了位置までは、目標電流値到達位置にて
クリアされ再スタートされた一定のＰＷＭ周期を発生さ
せるＰＷＭタイマに基づいて生成されるＰＷＭ信号を各
コイルに付与する範囲が存在する電気モータの通電制御
装置であれば、どのような形態のモータであってもよい
ことはいうまでもない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通電タイミングの開始位置から目標電流値到達位置まで
は各コイルにＯＮ信号を付与し、その後、各コイルに付
与する信号をＰＷＭ信号に切り替える制御を行なう複数
相を有する電気モータの通電制御装置において、安価か
つ制御性に優れたものを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る通電制御装置のうちコイルドライ
バ部を除いた部分の構成図である。

【図２】本発明に係る通電制御装置のうちコイルドライ
バ部の構成図である。

【図３】３相のうちの１相に着目した場合の各信号の時
間的推移を示すタイミングチャートである。

【図４】３相全てについての各信号の時間的推移を示す
タイミングチャートである。

【図５】図４に示す制御を行なう場合のＰＷＭタイマ
１，２の各相への割り当て（選択）についての時間的推
移を示した図である。

【図６】従来技術におけるＰＷＭタイマの再スタートに
よる悪影響を示した各信号のタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

ＤＳＰ（信号選択手段） 信号選択回路（信号選択手段） ＤＵＴＹ−Ａ，ＤＵＴＹ−Ｂ（選択されたＰＷＭ信号） ＰＷＭタイマ１，２（ＰＷＭタイマ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相のコイルのそれぞれに対して所定
   の通電タイミングにてＰＷＭ信号を各コイルドライバに
   付与し各コイルを順次通電することにより駆動される電
   気モータの通電制御装置であって、前記各コイルに通電
   する際に、前記所定の通電タイミングの開始位置から前
   記各コイルに流れる実電流値が目標電流値に到達する目
   標電流値到達位置までは前記各コイルにＯＮ信号を付与
   し、前記目標電流値到達位置から前記通電タイミングの
   終了位置までは、前記目標電流値到達位置にてクリアさ
   れ再スタートされた一定のＰＷＭ周期を発生させるＰＷ
   Ｍタイマに基づいて生成されるＰＷＭ信号を前記各コイ
   ルに付与する範囲が存在する電気モータの通電制御装置
   において、前記ＰＷＭタイマを２以上相数未満の数だけ
   有し、前記各コイルに前記ＰＷＭ信号を付与する際に、
   前記複数のＰＷＭタイマのうちどのＰＷＭタイマに基づ
   いたＰＷＭ信号を付与するかを選択する信号選択手段を
   有することを特徴とする電気モータの通電制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記複数相のコイル
   のそれぞれに対して設定された前記所定の通電タイミン
   グ同士が同時に重複する領域を有し、前記ＰＷＭタイマ
   の数は、前記所定の通電タイミング同士が同時に重複す
   る最大数と同数であることを特徴とする電気モータの通
   電制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記各コイル
   ドライバは、前記各コイルの高電位側に接続されたアッ
   パースイッチング素子と、前記各コイルの低電位側に接
   続されたロアースイッチング素子とを有し、前記信号選
   択手段は、前記各コイルドライバの前記アッパースイッ
   チング素子及び前記ロアースイッチング素子の各々に対
   し、選択されたＰＷＭ信号、ＯＮ信号、又はＯＦＦ信号
   のうちの一つを付与可能であることを特徴とする電気モ
   ータの通電制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、各コイルに前記ＰＷ
   Ｍ信号を付与する範囲内においては、前記アッパースイ
   ッチング素子及び前記ロアースイッチング素子の各々に
   対し、前記選択されたＰＷＭ信号とＯＮ信号とを所定周
   期ごとに交互に切換えて付与することを特徴とする電気
   モータの通電制御装置。