JP2009254201A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチング素子の個々の応答特性を充分に活かすことができ、出力可能な電圧範囲又は電流範囲を拡大することができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置１は、３相ブリッジ回路１０と、駆動回路１１と、マイクロコンピュータ１２とから構成されている。マイクロコンピュータ１２は、デッドタイム設定値記憶部１２１と、ＰＷＭ信号生成部１２２とを備えている。ＰＷＭ信号生成部１２２は、入力される３相電圧指令値と、デッドタイム設定値記憶部１２１に記憶されるデッドタイム設定値とに基づいて、デッドタイムを有する各相毎のＰＷＭ信号を生成して駆動回路１１に出力する。これにより、デッドタイムを各相毎に独立して調整することができる。そのため、３相ブリッジ回路１０を構成するＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５の個々の応答特性を活かすことができ、出力可能な電圧範囲及び電流範囲を拡大することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチング素子をオン、オフさせてモータを制御するモータ制御装置に関する。

従来、スイッチング素子をオン、オフさせてモータを制御するモータ制御装置として、例えば特許文献１に開示されているモータ制御装置がある。このモータ制御装置は、インバータと、ＰＷＭ信号演算部とから構成されている。インバータは、各相毎に設けられる直列接続されたＭＯＳＦＥＴを３組並列接続して構成されるスイッチング回路を備えている。ＰＷＭ信号演算部は、これらのＭＯＳＦＥＴをオン、オフするためのＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号には、直列接続されたＭＯＳＦＥＴをともにオフ状態にするためのデッドタイムが設けられている。デッドタイムは全相一括して同一値に設定されている。
特開２００６ー１５８１２６号公報

ところで、デッドタイムを大きくすると、ＭＯＳＦＥＴをオンするためのＰＷＭ信号のオン期間が、その分減少する。そのため、出力可能な電圧範囲又は電流範囲が縮小することとなる。前述したように、デッドタイムは全相一括して同一値に設定されている。そのため、ある相を構成するＭＯＳＦＥＴの応答特性が良好であり、より小さいデッドタイムに対応できる場合であっても、他の相を構成するＭＯＳＦＥＴが対応できなければ、デッドタイムを小さくすることができなかった。従って、ＭＯＳＦＥＴの個々の応答特性を充分に活かすことができず、出力可能な電圧範囲又は電流範囲を拡大できないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の個々の応答特性を充分に活かすことができ、出力可能な電圧範囲又は電流範囲を拡大することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、デッドタイムを各相毎に調整できるようにすることで、スイッチング素子の個々の応答特性を充分に活かすことができ、出力可能な電圧範囲又は電流範囲を拡大できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載のモータ制御装置は、各相毎に設けられる直列接続された一対のスイッチング素子を複数組並列接続して構成され、直列接続された一対のスイッチング素子の各組の直列接続点にモータが接続される多相ブリッジ回路と、各相毎に設けられる直列接続された一対のスイッチング素子をともにオフ状態にするデッドタイムを設け、スイッチング素子をオン、オフさせてモータを制御する制御手段と、を備えたモータ制御装置において、制御手段は、デッドタイムを各相毎に調整することを特徴とする。

この構成によれば、デッドタイムを各相毎に独立して調整することができる。そのため、各相を構成するスイッチング素子の応答特性に応じた適切なデッドタイムを各相毎に独立して調整することができる。従って、スイッチング素子の個々の応答特性を活かすことができ、出力可能な電圧範囲又は電流範囲を拡大することができる。

請求項２に記載のモータ制御装置は、請求項１に記載のモータ制御装置において、制御手段は、デッドタイムの実測結果に基づいてデッドタイムを各相毎に調整することを特徴とする。この構成によれば、スイッチング素子の個々の実際の応答特性を考慮しデッドタイムを調整することができる。

請求項３に記載のモータ制御装置は、請求項２に記載のモータ制御装置において、スイッチング素子は、フライホイールダイオードを有し、制御手段は、直列接続された一対のスイッチング素子の各組の直列接続点の電圧に基づいてデッドタイムを実測することを特徴とする。

この構成によれば、直列接続された一対のスイッチング素子のうち一方がオンすると、このオンしたスイッチング素子を電流が流れる。その後、デッドタイムによって双方のスイッチング素子がともにオフすると、他方のスイッチング素子に設けられるフライホイールダイオードを電流が流れる。その後、他方のスイッチング素子がオンすると、このオンしたスイッチング素子を電流が流れる。そのため、デッドタイム中は、フライホイールダイオードを電流が流れることとなり、例えば、モータ制御装置からモータへ電流が流れる相においては、直列接続された一対のスイッチング素子の直列接続点の電圧がわずかに低下する。一方、モータからモータ制御装置へ電流が流れる相においては、直列接続された一対のスイッチング素子の直列接続点の電圧がわずかに上昇する。従って、直列接続された一対のスイッチング素子の各組の直列接続点の電圧に基づいてデッドタイムを実測することができる。

請求項４に記載のモータ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、制御手段は、一定周期の基準信号と各相毎に指定したオフセット量だけ基準信号をオフセットさせたオフセット信号とを生成し、各相毎に、基準信号とオフセット信号とを指令信号と比較することによって、デッドタイムを有しスイッチング素子をオン、オフさせる駆動信号を生成し、各相毎にオフセット量を指定することによってデッドタイムを各相毎に調整することを特徴とする。この構成によれば、デッドタイムを各相毎に確実に調整することができる。

請求項５に記載のモータ制御装置は、請求項４に記載のモータ制御装置において、制御手段は、基準信号、オフセット信号及び指令信号をデジタル値として処理することを特徴とする。この構成によれば、温度、電圧等の外的要因による変動を抑え、デッドタイムを各相毎に調整することができる。

請求項６に記載のモータ制御装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、制御手段は、モータの相電圧又は相電流のオフセットを抑えるように各相毎の指令をオフセット補正することを特徴とする。この構成によれば、モータの相電圧又は相電流のオフセットを抑えることができる。

請求項７に記載のモータ制御装置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、制御手段は、デッドタイムによるモータの相電圧又は相電流の歪みを抑えるように各相毎の指令をデッドタイム補正することを特徴とする。この構成によれば、デッドタイムを設けることによって発生するモータの相電圧又は相電流の歪みを抑えることができる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図７を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。図２は、デッドタイムの実測方法を説明するための回路図である。図３は、デッドタイムの実測方法を説明するための波形図である。図４は、デッドタイムの実測方法を説明するための別の回路図である。図５は、デッドタイムの実測方法を説明するための別の波形図である。図６は、デッドタイムの実測の際の構成を示すブロック図である。図７は、デッドタイムを有するＰＷＭ信号の生成について説明するための説明図である。

図１に示すモータ制御装置１は、３相交流モータＭ１を制御するための装置である。具体的には、３相交流モータＭ１に印加する相電圧を制御することによって相電流を制御する装置である。３相交流モータＭ１には、回転角センサＳ１が設けられている。モータ制御装置１は、３相ブリッジ回路１０（多相ブリッジ回路）と、駆動回路１１と、マイクロコンピュータ１２（制御手段）とから構成されている。

３相ブリッジ回路１０は、ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５（スイッチング素子）によって構成されている。ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５は、駆動回路１１を介してマイクロコンピュータ１２によって制御されオン、オフする素子である。ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５のソース、ドレイン間には、フライホイールダイオード１０６〜１１１が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０４及びＭＯＳＦＥＴ１０２、１０５は、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０２のソースが、ＭＯＳＦＥＴ１０３〜１０５のドレインにそれぞれ接続されている。直列接続されたＭＯＳＦＥＴ１００、１０３、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０４及びＭＯＳＦＥＴ１０２、１０５は、それぞれＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応し、並列接続されている。３つのＭＯＳＦＥＴ１００〜１０２のドレインはモータ駆動電源（図略）の正極端子に、３つのＭＯＳＦＥＴ１０３〜１０５のソースはモータ駆動電源の負極端子にそれぞれ接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５のゲートは、駆動回路１１を介してマイクロコンピュータ１２にそれぞれ接続されている。また、直列接続されたＭＯＳＦＥＴ１００、１０３、ＭＯＳＦＥＴ１０１、１０４及びＭＯＳＦＥＴ１０２、１０５の直列接続点は、３相交流モータＭ１を構成する各相コイルにそれぞれ接続されている。

駆動回路１１は、マイクロコンピュータ１２の出力するＰＷＭ信号に基づいて３相ブリッジ回路１０を構成するＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５をオン、オフする回路である。駆動回路１１の入力端子はマイクロコンピュータ１２に接続されている。また、出力端子はＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５のゲートにそれぞれ接続されている。

マイクロコンピュータ１２は、外部から入力される指令に基づいて３相ブリッジ回路１０を構成するＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５をオン、オフするためのＰＷＭ信号を出力する素子である。マイクロコンピュータ１２は、２相３相変換部１２０と、デッドタイム設定値記憶部１２１と、ＰＷＭ信号生成部１２２とを備えている。

２相３相変換部１２０は、入力される回転角センサＳ１の検出結果に基づいて入力される２相電圧指令を３相電圧指令に変換し、ＰＷＭ信号生成部１２２に出力するブロックである。

デッドタイム設定値記憶部１２１は、デッドタイムの実測結果に基づいて設定される各相毎のデッドタイム設定値を記憶し、ＰＷＭ信号生成部１２２に出力するブロックである。

ここで、デッドタイムの実測方法について説明する。デッドタイムの実測は、実測時にマイクロコンピュータ１２から出力されるデッドタイム実測用のＰＷＭ信号に基づいて行われる。

図２（ａ）に示すように、直列接続されたＭＯＳＦＥＴ１００、１０３において、デッドタイム実測用のＰＷＭ信号によってＭＯＳＦＥＴ１００をオン、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオフさせる。これにより、モータ駆動電源の正極端子からＭＯＳＦＥＴ１００を介して３相交流モータＭ１のコイルに電流が流れる。このとき、図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧は、モータ駆動電源の正極端子電圧となる。

その後、図２（ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３をともに所定時間オフさせる。これにより、モータ駆動電源の負極端子からフライホイールダイオード１０９を介して３相交流モータＭ１のコイルに電流が流れる。このとき、図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧は、モータ駆動電源の負極端子電圧よりフライホイールダイオード１０９の順方向電圧分だけ低下する。

その後、図２（ｃ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００をオフ、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオンさせる。これにより、モータ駆動電源の負極端子からＭＯＳＦＥＴ１０３を介して３相交流モータＭ１のコイルに電流が流れる。このとき、図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧は、モータ駆動電源の負極端子電圧となる。

従って、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧が、モータ駆動電源の負極端子電圧よりフライホイールダイオード１０９の順方向電圧分だけ低下した時間を測定することで、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の実際の応答特性を含むデッドタイムを実測することができる。

一方、３相交流モータＭ１からモータ制御装置１へ電流が流れる場合においても、デッドタイムを実測することができる。

図４（ａ）に示すように、直列接続されたＭＯＳＦＥＴ１００、１０３において、デッドタイム実測用のＰＷＭ信号によってＭＯＳＦＥＴ１００をオン、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオフさせる。これにより、３相交流モータＭ１からＭＯＳＦＥＴ１００を介してモータ駆動電源の正極端子に電流が流れる。このとき、図５に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧は、モータ駆動電源の正極端子電圧となる。

その後、図４（ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３をともに所定時間オフさせる。これにより、３相交流モータＭ１からフライホイールダイオード１０９を介してモータ駆動電源の正極端子に電流が流れる。このとき、図５に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧は、モータ駆動電源の正極端子電圧よりフライホイールダイオード１０９の順方向電圧分だけ上昇する。

その後、図４（ｃ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００をオフ、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオンさせる。これにより、３相交流モータＭ１からＭＯＳＦＥＴ１０３を介してモータ駆動電源の負極端子に電流が流れる。このとき、図５に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧は、モータ駆動電源の負極端子電圧となる。

従って、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の直列接続点の電圧が、モータ駆動電源の正極端子電圧よりフライホイールダイオード１０９の順方向電圧分だけ上昇した時間を測定することで、ＭＯＳＦＥＴ１００、１０３の実際の応答特性を含むデッドタイムを実測することができる。

デッドタイムの実測は、直列接続されたＭＯＳＦＥＴ１０１、１０４及びＭＯＳＦＥＴ１０２、１０５に対しても行われる。そして、各相毎のデッドタイムの実測結果に基づいて各相毎の最適なデッドタイム設定値が求められる。

このようなデッドタイムの実測は、図６に示すように、３相ブリッジ回路１０と３相交流モータＭ１の間に接続された電圧測定装置１３によって行われる。具体的には、作業者が電圧測定装置１３によってデッドタイムを実測し、実測結果に基づいてデッドタイム設定値を求める。そして、求めたデッドタイム設定値を図１におけるデッドタイム設定値記憶部１２１に記憶させる。

図１に示すＰＷＭ信号生成部１２２は、入力される３相電圧指令値とデッドタイム設定値に基づいて、デッドタイムを有する各相毎のＰＷＭ信号を生成して駆動回路１１に出力するブロックである。

ここで、ＰＷＭ信号生成部１２２のＰＷＭ信号生成方法について説明する。ＰＷＭ信号生成部１２２は、メインカウンタ（図略）と、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相サブカウンタ（図略）とを備えている。図７に示すように、メインカウンタは、一定周期の三角波状の基準信号を生成する。Ｕ相、Ｖ相及びＷ相サブカウンタは、各相毎に設定されたデッドタイム設定値だけ基準信号をオフセットさせたオフセット信号をそれぞれ生成する。

ＰＷＭ信号生成部１２２は、基準信号を、２相３相変換部１２０から出力されるＵ相電圧指令と比較して、Ｕ相のＭＯＳＦＥＴ１００をオン、オフするためのＰＷＭ信号を生成する。具体的には、基準信号がＵ相電圧指令以上であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１００をオンし、基準信号がＵ相電圧指令未満であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１００をオフするＰＷＭ信号を生成する。また、ＰＷＭ信号生成部１２２は、Ｕ相オフセット信号をＵ相電圧指令と比較して、Ｕ相のＭＯＳＦＥＴ１０３をオン、オフするためのＰＷＭ信号を生成する。具体的には、Ｕ相オフセット信号がＵ相電圧指令以上であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオフし、Ｕ相オフセット信号がＵ相電圧指令未満であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１０３をオンするＰＷＭ信号を生成する。この結果、Ｕ相のＭＯＳＦＥＴ１００、１０３のＰＷＭ信号に、Ｕ相デッドタイム設定値に対応したデッドタイムが設定されることとなる。

ＰＷＭ信号生成部１２２は、基準信号を、２相３相変換部１２０から出力されるＶ相電圧指令と比較して、Ｖ相のＭＯＳＦＥＴ１０１をオン、オフするためのＰＷＭ信号を生成する。具体的には、基準信号がＶ相電圧指令以上であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１０１をオンし、基準信号がＶ相電圧指令未満であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１０１をオフするＰＷＭ信号を生成する。また、ＰＷＭ信号生成部１２２は、Ｖ相オフセット信号をＶ相電圧指令と比較して、Ｖ相のＭＯＳＦＥＴ１０４をオン、オフするためのＰＷＭ信号を生成する。具体的には、Ｖ相オフセット信号がＶ相電圧指令以上であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１０４をオフし、Ｖ相オフセット信号がＶ相電圧指令未満であるとき、ＭＯＳＦＥＴ１０４をオンするＰＷＭ信号を生成する。この結果、Ｖ相のＭＯＳＦＥＴ１０１、１０４のＰＷＭ信号に、Ｖ相デッドタイム設定値に対応したデッドタイムが設定されることとなる。

同様にして、Ｗ相のＭＯＳＦＥＴ１０２、１０５のＰＷＭ信号に、Ｗ相デッドタイム設定値に対応したデッドタイムが設定される。これにより、デッドタイム設定値を調整することで各相毎にデッドタイムを調整することができる。

なお、ＰＷＭ信号生成部１２２は、基準信号、オフセット信号及び電圧指令をデジタル値として処理している。

次に、図１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。図１において、外部から指令が入力されると、２相３相変換部１２０は、入力される回転角センサＳ１の検出結果に基づいて入力された２相電圧指令を３相電圧指令に変換し、ＰＷＭ信号生成部１２２に出力する。ＰＷＭ信号生成部１２２は、２相３相変換部１２０から入力される３相電圧指令値と、デッドタイム設定値記憶部１２１に記憶されるデッドタイム設定値とに基づいて、デッドタイムを有する各相毎のＰＷＭ信号を生成して駆動回路１１に出力する。ＰＷＭ信号が入力されると、駆動回路１１は、ＰＷＭ信号に基づいて３相ブリッジ回路１０のＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５をオン、オフする。これにより、３相交流モータＭ１に指令に応じた相電圧が印加され、電流が流れ、所定のトルクが発生する。

ところで、前述したように、デッドタイムは各相毎に調整されている。しかも、実測結果に基づいて調整されている。そのため、ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５の個々の応答特性を活かすことができ、従来に比べ、出力可能な電圧範囲及び電流範囲を拡大することができる。

最後に、具体的効果について説明する。第１実施形態によれば、デッドタイムを各相毎に独立して調整することができる。そのため、各相を構成するＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５の応答特性に応じた適切なデッドタイムを各相毎に独立して設定することができる。従って、ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５の個々の応答特性を活かすことができ、出力可能な電圧範囲及び電流範囲を拡大することができる。

また、第１実施形態によれば、実測結果に基づいてデッドタイムを各相毎に設定している。そのため、ＭＯＳＦＥＴ１００〜１０５の個々の実際の応答特性に考慮したデッドタイムを設定することができる。

また、第１実施形態によれば、前述したように、デッドタイム中は、フライホイールダイオードを電流が流れることとなり、直列接続されたＭＯＳＦＥＴの直列接続点の電圧がモータ駆動電源の負極端子電圧よりフライホイールダイオードの順方向電圧分だけ低下する。そのため、この時間を測定することで、ＭＯＳＦＥＴの実際の応答特性を含むデッドタイムを実測することができる。

さらに、第１実施形態によれば、前述したように、基準信号とオフセット信号とを電圧指令と比較してデッドタイム設定値に応じたデッドタイムを有するＰＷＭ信号を生成している。オフセット信号は、各相毎に設定されたデッドタイム設定値に基づいて各相毎に生成される。そのため、各相毎に基準信号とオフセット信号とを電圧指令と比較できることとなる。従って、デッドタイムを各相毎に確実に調整することができる。

加えて、第１実施形態によれば、ＰＷＭ信号生成部１２２は、基準信号、オフセット信号及び電圧指令をデジタル値として処理している。そのため、温度、電圧等の外的要因による変動を抑え、デッドタイムを各相毎に調整することができる。

なお、第１実施形態では、外部に接続された電圧測定装置１３を用い、作業者が、デッドタイムを実測してデッドタイム設定値を求め、デッドタイム設定値記憶部１２１に記憶させる例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図８に示すように、モータ制御装置１内に、相電圧をモニタしてマイクロコンピュータ１２に出力する電圧モニタ回路１４を設け、マイクロコンピュータ１２が、電圧モニタ回路１４のモニタ結果に基づいてデッドタイムを実測し、デッドタイム設定値を設定するようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置に対して、オフセット補正値記憶部と、オフセット補正部とを追加したものである。

まず、図９を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図９は、第２実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。ここでは、第１実施形態のモータ制御装置との相違部分である、オフセット補正値記憶部と、オフセット補正部の構成及び動作についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図９に示すように、モータ制御装置２は、回転角センサＳ２の設けられた３相交流モータＭ２を制御するための装置である。モータ制御装置２は、３相ブリッジ回路２０（多相ブリッジ回路）と、駆動回路２１と、マイクロコンピュータ２２（制御手段）とから構成されている。３相交流モータＭ２、回転角センサＳ２、３相ブリッジ回路２０及び駆動回路２１は、第１実施形態における３相交流モータＭ１、回転角センサＳ１、３相ブリッジ回路１０及び駆動回路１１と同一構成である。

マイクロコンピュータ２２は、２相３相変換部２２０と、オフセット補正値記憶部２２１と、オフセット補正部２２２と、デッドタイム設定値記憶部２２３と、ＰＷＭ信号生成部２２４とから構成されている。２相３相変換部２２０、デッドタイム設定値記憶部２２３及びＰＷＭ信号生成部２２４は、第１実施形態における２相３相変換部１２０、デッドタイム設定値記憶部１２１及びＰＷＭ信号生成部１２２と同一構成である。

オフセット補正値記憶部２２１は、３相交流モータＭ２の相電圧又は相電流のオフセットの実測結果に基づいて設定される各相毎のオフセット補正値を記憶し、オフセット補正部２２２に出力するブロックである。

オフセット補正部２２２は、オフセット補正値に基づいて、入力される３相電圧指令をオフセット補正してＰＷＭ信号生成部２２４に出力するブロックである。具体的には、オフセット補正値に基づいて、３相交流モータＭ２の相電圧又は相電流のオフセットを抑えるように３相電圧指令を補正して出力する。

次に、図９を参照してモータ制御装置の動作について説明する。オフセット補正部２２２は、オフセット補正値記憶部２２１に記憶されるオフセット補正値に基づいて、２相３相変換部２２０から入力される３相電圧指令をオフセット補正してＰＷＭ信号生成部２２４に出力する。ＰＷＭ信号生成部２２４は、オフセット補正部２２２から入力されるオフセット補正された３相電圧指令値と、デッドタイム設定値記憶部２２３に記憶されるデッドタイム設定値とに基づいて、デッドタイムを有する各相毎のＰＷＭ信号を生成して駆動回路２１に出力する。以降、第１実施形態の場合と同様にして３相交流モータＭ２を制御する。

最後に、具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、３相交流モータＭ２の相電圧又は相電流のオフセットを抑えるように各相毎の電圧指令をオフセット補正している。そのため、３相交流モータＭ２の相電圧又は相電流のオフセットを抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置に対して、デッドタイム補正部を追加したものである。

まず、図１０を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１０は、第３実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。ここでは、第１実施形態のモータ制御装置との相違部分である、デッドタイム補正部の構成及び動作についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１０に示すように、モータ制御装置３は、回転角センサＳ３の設けられた３相交流モータＭ３を制御するための装置である。モータ制御装置３は、３相ブリッジ回路３０（多相ブリッジ回路）と、駆動回路３１と、マイクロコンピュータ３２（制御手段）とから構成されている。３相交流モータＭ３、回転角センサＳ３、３相ブリッジ回路３０及び駆動回路３１は、第１実施形態における３相交流モータＭ１、回転角センサＳ１、３相ブリッジ回路１０及び駆動回路１１と同一構成である。

マイクロコンピュータ３２は、２相３相変換部３２０と、デッドタイム補正部３２１と、デッドタイム設定値記憶部３２２と、ＰＷＭ信号生成部３２３とから構成されている。２相３相変換部３２０、デッドタイム設定値記憶部３２２及びＰＷＭ信号生成部３２３は、第１実施形態における２相３相変換部１２０、デッドタイム設定値記憶部１２１及びＰＷＭ信号生成部１２２と同一構成である。

デッドタイム補正部３２１は、所定の演算式に基づいて、入力される３相電圧指令値をデッドタイム補正してＰＷＭ信号生成部３２３に出力するブロックである。具体的には、所定の演算式に基づいて、デッドタイムによる３相交流モータＭ２の相電圧又は相電流の歪みを抑えるように３相電圧指令を補正して出力する。

次に、図１０を参照してモータ制御装置の動作について説明する。デッドタイム補正部３２１は、所定の演算式に基づいて、２相３相変換部３２０から入力される３相電圧指令値をデッドタイム補正してＰＷＭ信号生成部３２３に出力する。ＰＷＭ信号生成部３２３は、デッドタイム補正部３２１から入力されるデッドタイム補正された３相電圧指令値と、デッドタイム設定値記憶部３２２に記憶されるデッドタイム設定値とに基づいて、デッドタイムを有する各相毎のＰＷＭ信号を生成して駆動回路３１に出力する。以降、第１実施形態の場合と同様にして３相交流モータＭ３を制御する。

最後に、具体的効果について説明する。第３実施形態によれば、デッドタイムによる３相交流モータＭ３の相電圧又は相電流の歪みを抑えるように各相毎の電圧指令をデッドタイム補正している。そのため、デッドタイムを設けることによって発生する３相交流モータＭ３の相電圧又は相電流の歪みを抑えることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態のモータ制御装置について説明する。第４実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置に対して、第２実施形態におけるオフセット補正値記憶部及びオフセット補正部と、第３実施形態におけるデッドタイム補正部とを追加したものである。

まず、図１１を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１１は、第４実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。ここでは、第１実施形態のモータ制御装置との相違部分である、オフセット補正値記憶部と、オフセット補正部と、デッドタイム補正部の構成及び動作についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図１１に示すように、モータ制御装置４は、回転角センサＳ４の設けられた３相交流モータＭ４を制御するための装置である。モータ制御装置４は、３相ブリッジ回路４０（多相ブリッジ回路）と、駆動回路４１と、マイクロコンピュータ４２（制御手段）とから構成されている。３相交流モータＭ４、回転角センサＳ４、３相ブリッジ回路４０及び駆動回路４１は、第１実施形態における３相交流モータＭ１、回転角センサＳ１、３相ブリッジ回路１０及び駆動回路１１と同一構成である。

マイクロコンピュータ４２は、２相３相変換部４２０と、デッドタイム補正部４２１と、オフセット補正値記憶部４２２と、オフセット補正部４２３と、デッドタイム設定値記憶部４２４と、ＰＷＭ信号生成部４２５とから構成されている。２相３相変換部４２０、デッドタイム設定値記憶部４２４及びＰＷＭ信号生成部４２５は、第１実施形態における２相３相変換部１２０、デッドタイム設定値記憶部１２１及びＰＷＭ信号生成部１２２と同一構成である。

デッドタイム補正部４２１は、所定の演算式に基づいて、入力される３相電圧指令値をデッドタイム補正してオフセット補正部４２３に出力するブロックである。具体的には、所定の演算式に基づいて、デッドタイムによる３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流の歪みを抑えるように３相電圧指令を補正して出力する。

オフセット補正値記憶部４２２は、３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流のオフセットの実測結果に基づいて設定される各相毎のオフセット補正値を記憶し、オフセット補正部４２３に出力するブロックである。

オフセット補正部４２３は、オフセット補正値に基づいて、入力されるデッドタイム補正された３相電圧指令値をさらにオフセット補正してＰＷＭ信号生成部４２５に出力するブロックである。具体的には、オフセット補正値に基づいて、３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流のオフセットを抑えるように補正された３相電圧指令をさらに補正して出力する。

次に、図１１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。 デッドタイム補正部４２１は、所定の演算式に基づいて、２相３相変換部４２０から入力される３相電圧指令値をデッドタイム補正してオフセット補正部４２３に出力する。オフセット補正部４２３は、オフセット補正値記憶部４２２に記憶されるオフセット補正値に基づいて、デッドタイム補正部４２１から入力されるデッドタイム補正された３相電圧指令値をさらにオフセット補正してＰＷＭ信号生成部４２５に出力する。ＰＷＭ信号生成部４２５は、オフセット補正部４２３から入力されるオフセット補正された３相電圧指令値と、デッドタイム設定値記憶部４２４に記憶されるデッドタイム設定値とに基づいて、デッドタイムを有する各相毎のＰＷＭ信号を生成して駆動回路４１に出力する。以降、第１実施形態の場合と同様にして３相交流モータＭ４を制御する。

最後に、具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、デッドタイムによる３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流の歪みを抑えるように各相毎の電圧指令をデッドタイム補正している。そのため、デッドタイムを設けることによって発生する３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流の歪みを抑えることができる。また、３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流のオフセットを抑えるようにデッドタイム補正された各相毎の電圧指令をさらにオフセット補正している。そのため、３相交流モータＭ４の相電圧又は相電流のオフセットを抑えることもできる。

なお、第１〜第４実施形態では、モータ制御装置１〜４が３相ブリッジ回路１０、２０、３０、４０を備え、３相交流モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を制御する例を挙げているが、これに限られるものではない。３相以外の多相ブリッジ回路を備え、多相交流モータを制御するようにしてもよい。

第１実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。 デッドタイムの実測方法を説明するための回路図である。 デッドタイムの実測方法を説明するための波形図である。 デッドタイムの実測方法を説明するための別の回路図である。 デッドタイムの実測方法を説明するための別の波形図である。 デッドタイムの実測の際の構成を示すブロック図である。 デッドタイムを有するＰＷＭ信号の生成について説明するための説明図である。 変形形態におけるモータ制御装置のブロック図である。 第２実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。 第３実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。 第４実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。

符号の説明

１〜４・・・モータ制御装置、１０、２０、３０、４０・・・３相ブリッジ回路（多相ブリッジ回路）、１００〜１０５、・・・ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）、１０６〜１１１・・・フライホイールダイオード、１１、２１、３１、４１・・・駆動回路、１２、２２、３２、４２・・・マイクロコンピュータ（制御手段）、１２０、２２０、３２０、４２０・・・２相３相変換部、１２１、２２３、３２２、４２４・・・デッドタイム設定値記憶部、１２２、２２４、３２３、４２５・・・ＰＷＭ信号生成部、１３・・・電圧測定装置、１４・・・電圧モニタ回路、２２１、４２２・・・オフセット補正値記憶部、２２２、４２３・・・オフセット補正部、３２１、４２１・・・デッドタイム補正部、Ｍ１。Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４・・・３相交流モータ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・回転角センサ

Claims (7)

1. 各相毎に設けられる直列接続された一対のスイッチング素子を複数組並列接続して構成され、直列接続された一対の前記スイッチング素子の各組の直列接続点にモータが接続される多相ブリッジ回路と、
   各相毎に設けられる直列接続された一対の前記スイッチング素子をともにオフ状態にするデッドタイムを設け、前記スイッチング素子をオン、オフさせて前記モータを制御する制御手段と、
   を備えたモータ制御装置において、
   前記制御手段は、デッドタイムを各相毎に調整することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記制御手段は、デッドタイムの実測結果に基づいてデッドタイムを各相毎に調整することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記スイッチング素子は、フライホイールダイオードを有し、
   前記制御手段は、直列接続された一対の前記スイッチング素子の各組の直列接続点の電圧に基づいてデッドタイムを実測することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記制御手段は、一定周期の基準信号と各相毎に指定したオフセット量だけ前記基準信号をオフセットさせたオフセット信号とを生成し、各相毎に、前記基準信号と前記オフセット信号とを指令信号と比較することによって、デッドタイムを有し前記スイッチング素子をオン、オフさせる駆動信号を生成し、各相毎にオフセット量を指定することによってデッドタイムを各相毎に調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御手段は、前記基準信号、前記オフセット信号及び前記指令信号をデジタル値として処理することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御手段は、前記モータの相電圧又は相電流のオフセットを抑えるように各相毎の指令をオフセット補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
7. 前記制御手段は、デッドタイムによる前記モータの相電圧又は相電流の歪みを抑えるように各相毎の指令をデッドタイム補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

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