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

電気モータの通電制御装置

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JP2002335687A
JP2002335687A JP2001137477A JP2001137477A JP2002335687A JP 2002335687 A JP2002335687 A JP 2002335687A JP 2001137477 A JP2001137477 A JP 2001137477A JP 2001137477 A JP2001137477 A JP 2001137477A JP 2002335687 A JP2002335687 A JP 2002335687A
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pwm
coil
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switching element
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JP2001137477A
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Tomoaki Honma
智昭 本間
Masanori Sugiyama
昌典 杉山
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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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。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011035995A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Mitsuba Corp モータ制御装置およびこのモータ制御装置を備えるモータ装置
JP2013115843A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Denso Corp モータ装置
JP2014131368A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Ihi Corp モータ装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011035995A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Mitsuba Corp モータ制御装置およびこのモータ制御装置を備えるモータ装置
JP2013115843A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Denso Corp モータ装置
US9431950B2 (en) 2011-11-25 2016-08-30 Denso Corporation Motor apparatus
JP2014131368A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Ihi Corp モータ装置

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