JP2016163454A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、モータ制御装置に係り、レゾルバ出力信号のＡ／Ｄ変換とモータ電流のＡ／Ｄ変換とを共通のＡ／Ｄコンバータを用いて行いつつ、モータの制御処理を適切に行いかつＲ／Ｄコンバータの異常有無の誤判定を防止することにある。
【解決手段】モータ制御装置は、モータ電流信号及びレゾルバの出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、Ｒ／Ｄコンバータによるモータ回転角度とＡ／Ｄ変換後のレゾルバ出力に基づくモータ回転角度とを比較してＲ／Ｄコンバータの異常検出を行う異常検出部と、リファレンス信号のピークタイミングでのＡ／Ｄコンバータによるレゾルバ出力のＡ／Ｄ変換を、フィードバック周期からモータの制御処理に要する処理時間を差し引いた第１の時間が、その制御処理が終了する制御終了時点からピークタイミングまでの第２の時間に比して長い場合に許可し、一方、長くない場合に禁止するＡ／Ｄ起動タイミング制御部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、インバータに対するスイッチング指令に従って供給される交流電力により回転するモータの制御処理を実行すると共に、Ｒ／Ｄ（レゾルバ−デジタル）コンバータによるレゾルバ位置信号に基づくモータ回転角度とＡ／Ｄ変換後のレゾルバ位置信号に基づいて演算されるモータ回転角度との比較結果に基づいてＲ／Ｄ（アナログ−デジタル）コンバータの異常検出を行うモータ制御装置に関する。

従来、Ｒ／Ｄコンバータの異常検出を行うモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。モータ制御装置は、レゾルバを備えている。レゾルバは、所定の周期波形を有するリファレンス信号に基づいて、モータの回転角度に応じたｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。Ｒ／Ｄコンバータは、レゾルバの出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に基づいてモータの回転角度を演算する。レゾルバの出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、リファレンス信号のピーク時点でＡ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換される。

上記のモータ制御装置は、Ｒ／Ｄコンバータから出力されるモータの回転角度を示す信号、及び、Ａ／Ｄコンバータから出力されるＡ／Ｄ変換後のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号がそれぞれ入力される制御処理部を備えている。制御処理部は、Ｒ／Ｄコンバータの出力に基づくモータ回転角度と、Ａ／Ｄコンバータの出力に基づくＡ／Ｄ変換後のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に基づいて演算されるモータ回転角度と、を比較して、Ｒ／Ｄコンバータの異常検出を行う。制御処理部は、両モータ回転角度の差がしきい値を上回っていない場合は、Ｒ／Ｄコンバータが正常状態にあると判定し、また、両モータ回転角度の差がしきい値を上回っている場合は、Ｒ／Ｄコンバータが異常状態にあると判定する。

特開平９−７２７５８号公報

ところで、モータ制御装置において、モータの制御処理は、モータに対する指令電流とモータに実際に流れる電流との差に基づいてインバータのスイッチング素子に対するスイッチング指令を行うようにフィードバック制御されるものである。かかるフィードバック制御を行ううえでは、モータに流れる電流をＡ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換することが必要である。そこで、このモータ電流のＡ／Ｄ変換と上記したＲ／Ｄコンバータの正常異常の判定に利用するレゾルバ出力信号のＡ／Ｄ変換とを同じＡ／Ｄコンバータを用いて行うことが考えられる。かかる構成によれば、モータ制御装置に、モータ電流変換用のＡ／Ｄコンバータとレゾルバ出力変換用のＡ／Ｄコンバータとを別々に設けることが不要となるので、回路規模の縮小を図ることができる。

また、モータ制御処理に用いるモータ電流をＡ／Ｄ変換するうえでは、そのモータ電流を、モータ回転数に同期したフィードバック周期のタイミングで取得することが必要である。一方、レゾルバの出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換するうえでは、それらの信号をリファレンス信号のピーク時点で取得することが必要である。しかし、レゾルバ出力信号のＡ／Ｄ変換のタイミング（すなわち、リファレンス信号のピーク時点）とモータ電流のＡ／Ｄ変換のタイミング（すなわち、モータ制御処理のフィードバック周期に従った制御タイミング）とが重複すると、Ａ／Ｄ変換後のデータに基づくモータ制御処理が適切に行われず或いはＲ／Ｄコンバータの異常検出処理が誤判定されるおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、レゾルバ出力信号のＡ／Ｄ変換とモータ電流のＡ／Ｄ変換とを共通のＡ／Ｄコンバータを用いて行いつつ、モータの制御処理を適切に行いかつＲ／Ｄコンバータの異常有無の誤判定を防止することが可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、所定の周期波形を有するリファレンス信号を生成するリファレンス信号発生回路と、前記リファレンス信号に基づいて、インバータに対するスイッチング指令に従って供給される交流電力により回転するモータの回転角度に応じた位置信号を出力するレゾルバと、前記位置信号に基づいて、前記モータの回転角度を演算するＲ／Ｄコンバータと、前記モータの回転速度に応じたフィードバック周期で前記モータに流れる電流信号をＡ／Ｄ変換すると共に、前記リファレンス信号のピークが得られるピークタイミングで前記位置信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄ変換後の前記電流信号及び前記Ｒ／Ｄコンバータによる前記モータの回転角度に基づいて、前記モータを制御するうえでの指令値を算出すると共に、前記フィードバック周期を演算するモータ制御部と、前記Ｒ／Ｄコンバータによる前記モータの回転角度と、Ａ／Ｄ変換後の前記位置信号に基づいて演算される前記モータの回転角度と、の比較結果に基づいて、前記Ｒ／Ｄコンバータの異常検出を行う異常検出部と、前記フィードバック周期から前記モータの制御処理に要する処理時間を差し引いた第１の時間が、前記制御処理が終了する制御終了時点から前記ピークタイミングまでの第２の時間に比して長い場合は、前記ピークタイミングでの前記Ａ／Ｄコンバータによる前記位置信号のＡ／Ｄ変換を許可し、一方、前記第１の時間が前記第２の時間に比して長くない場合は、前記ピークタイミングでの前記Ａ／Ｄコンバータによる前記位置信号のＡ／Ｄ変換を禁止するＡ／Ｄ起動タイミング制御部と、を備えるモータ制御装置である。

本発明によれば、レゾルバ出力信号のＡ／Ｄ変換とモータ電流のＡ／Ｄ変換とを共通のＡ／Ｄコンバータを用いて行いつつ、モータの制御処理を適切に行いかつＲ／Ｄコンバータの異常有無の誤判定を防止することができる。

本発明の一実施例であるモータ制御装置の構成図である。 本実施例のモータ制御装置において実現される一例の制御タイムチャートである。 本実施例のモータ制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明に係るモータ制御装置１０の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例であるモータ制御装置１０の構成図を示す。本実施例において、モータ制御装置１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動用モータや電動パワーステアリング装置に利用されるアシストモータなどの電動モータ１２（以下、単にモータと称す）の駆動を制御する装置である。

モータ制御装置１０は、モータ１２と、バッテリ１４と、インバータ１６と、を備えている。モータ１２は、例えば三相の同期型交流モータであって、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の三相のコイルの一端が中性点に共通接続された構成を有している。モータ１２には、インバータ１６を介してバッテリ１４が接続されている。バッテリ１４は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池であって、所定電圧（例えば２４０ボルト）を出力することが可能である。

インバータ１６は、モータ１２の三相それぞれに対応して上下アーム素子を有している。上アーム素子と下アーム素子とは、バッテリ１４の正負端子間において互いに直列接続されている。各相の上下アーム素子はそれぞれ、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）や電界効果トランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）などのスイッチング素子と、ダイオードと、が並列接続された構造を有している。各相それぞれの上アーム素子と下アーム素子との間の中間点は、モータ１２の当該相のコイルの他端に接続されている。

インバータ１６の上下アーム素子のスイッチング素子はそれぞれ、モータ制御装置１０からの駆動指令に従ってオン／オフされる。インバータ１６は、相ごとに上アーム素子のスイッチング素子と下アーム素子のスイッチング素子とが交互にオン／オフされることにより、バッテリ１４の直流電力を交流電力に変換してモータ１２の各相に供給する。モータ１２は、バッテリ１４からインバータ１６を介して交流電力が供給されることにより回転駆動される。

尚、バッテリ１４とインバータ１６との間に、リアクトルのエネルギ蓄積作用を利用してバッテリ１４の直流電圧を一対のスイッチング素子のオン／オフにより昇圧する昇圧コンバータを設けることとしてもよい。また、モータ１２は、回転により発電し得るモータジェネレータであってもよい。

モータ制御装置１０は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、予め格納されたプログラムをＣＰＵ２０で実行することによるソフトウェア処理及び電子回路によるハードウェア処理により、主にモータ１２すなわちインバータ１６の駆動を制御する。ＣＰＵ２０は、モータ制御処理部２２と、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４と、Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６と、を有している。モータ制御処理部２２は、モータ１２すなわちインバータ１６の駆動制御を行う部位である。Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、後述のＡ／Ｄコンバータによるアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）の起動タイミングを制御する部位である。Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６は、後述のＲ／Ｄコンバータの異常を検出する部位である。

モータ制御装置１０は、リファレンス信号発生回路３０と、レゾルバ３２と、を備えている。リファレンス信号発生回路３０は、所定の周期波形を有するリファレンス信号ｒｅｆを生成する回路である。リファレンス信号ｒｅｆの波形は、経過時間に応じて周期的に変化するものであって、具体的には、正弦波Ａ・ｓｉｎωｔである。但し、Ａは振幅であり、ωは角周波数であり、ｔは時刻である。

リファレンス信号発生回路３０には、レゾルバ３２が接続されている。リファレンス信号発生回路３０の生成した正弦波状のリファレンス信号ｒｅｆは、レゾルバ３２に供給される。尚、リファレンス信号ｒｅｆのピークは所定周期Ｔｒｅｆ（例えば１００ｎｓ）ごとに表れ、そのリファレンス信号ｒｅｆの周波数は例えば１０ＭＨｚである。

レゾルバ３２は、モータ１２の有するロータの機械的な回転位置（回転角度θ）を検出するためのセンサである。レゾルバ３２は、励磁巻線３４と、ｓｉｎ巻線３６と、ｃｏｓ巻線３８と、を有している。ｓｉｎ巻線３６及びｃｏｓ巻線３８は、励磁巻線３４に供給されるリファレンス信号ｒｅｆがＡ・ｓｉｎωｔの波形を有する場合に、Ｋ・Ａ・ｓｉｎωｔ・ｓｉｎθで表されるｓｉｎ信号及びＫ・Ａｓｉｎωｔ・ｃｏｓθで表されるｃｏｓ信号が得られるように配置されている。但し、Ｋは振幅係数である。レゾルバ３２は、リファレンス信号ｒｅｆに基づいて、モータ１２のロータの回転角度θに応じた位置信号としてのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。

モータ制御装置１０は、Ｒ／Ｄコンバータ４０と、電流センサ４２と、Ａ／Ｄコンバータ４４と、を備えている。レゾルバ３２には、Ｒ／Ｄコンバータ４０が接続されている。レゾルバ３２の出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、Ｒ／Ｄコンバータ４０に供給される。Ｒ／Ｄコンバータ４０は、レゾルバ信号をデジタル信号に変換する機能を有しており、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に基づいて、モータ１２のロータの回転角度θを演算する。

モータ１２とインバータ１６との間の電力ラインには、電流センサ４２が設けられている。電流センサ４２は、モータ１２の二相（以下、Ｖ相及びＷ相とする。）それぞれのコイルに流れるモータ電流ｉｖ，ｉｗに応じた信号それぞれを出力するセンサである。尚、三相の実電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの瞬時値の和はゼロであるので、電流センサ４２は、二相のコイル電流に応じた信号を出力し、残り一相の電流は演算により求められるものであってもよいが、すべての相のモータ電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに応じた信号それぞれを出力するものであってもよい。

レゾルバ３２及び電流センサ４２には、Ａ／Ｄコンバータ４４が接続されている。レゾルバ３２の出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号並びに電流センサ４２の出力するモータ電流信号ｉｖ，ｉｗは、Ａ／Ｄコンバータ４４に入力される。Ａ／Ｄコンバータ４４は、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の各アナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換を行う機能を有すると共に、電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗの各アナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換を行う機能を有する。

Ｒ／Ｄコンバータ４０及びＡ／Ｄコンバータ４４には、モータ制御処理部２２が接続されている。Ｒ／Ｄコンバータ４０が演算したモータ１２のロータの回転角度θのデジタル値、及び、Ａ／Ｄコンバータ４４がＡ／Ｄ変換したモータ電流信号ｉｖ，ｉｗのデジタル値はそれぞれ、モータ制御処理部２２に供給される。モータ制御処理部２２は、取得したモータ電流信号ｉｖ，ｉｗ及びモータ回転角度θに基づいて、モータ１２を駆動制御するうえで必要なインバータ１６のスイッチング素子に対するスイッチング指令値を算出して、そのスイッチング指令値に従ったスイッチング指令を行うモータ１２の駆動制御を行う。

また、モータ制御処理部２２は、取得したモータ電流信号ｉｖ，ｉｗ及びモータ回転角度θに基づいて、モータ１２の駆動制御を行ううえで次回モータ電流信号ｉｖ，ｉｗを取得すべきタイミングとしてのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを演算する。このフィードバック周期Ｔｆ＿ｉは、モータ１２の回転速度（すなわち、回転数）に応じて変化し、モータ１２の回転速度が大きいほど短くなり、モータ１２の回転速度が小さいほど長くなるものである。

モータ制御処理部２２とＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４とは、互いに接続されている。モータ制御処理部２２が演算したフィードバック周期Ｔｆ＿ｉは、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４に供給される。Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、モータ制御処理部２２からのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従って、次回にモータ電流信号ｉｖ，ｉｗを取得すべきタイミングを算出する。

そして、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記の如く算出したフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従ったタイミングでＡ／Ｄコンバータ４４に電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗをＡ／Ｄ変換させる起動タイミング制御を行う。具体的には、そのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従ったタイミングにおいてＡ／Ｄコンバータ４４に対して電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗをＡ／Ｄ変換すべきことを指令する。この場合、Ａ／Ｄコンバータ４４は、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からのＡ／Ｄ起動タイミングに従って、電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗのＡ／Ｄ変換を行う。

リファレンス信号発生回路３０には、ＣＰＵ２０のＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４が接続されている。リファレンス信号発生回路３０において生成されるリファレンス信号ｒｅｆの源信号（例えば、三角波）は、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４に供給される。Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、リファレンス信号発生回路３０からの源信号に基づいて、レゾルバ３２へのリファレンス信号ｒｅｆの極大値（ピーク）が表れるピークタイミング（ピーク時点）を算出する。また、リファレンスピークタイマを用いてリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングからの時間Ｔｒ＿ｉ（尚、次のピークタイミングまでの残り時間を用いることとしもよい。）を算出する。但し、ｉは、モータ制御処理が実行された回数である。上記のリファレンスピークタイマは、定周期でインクリメントされると共に、リファレンス信号ｒｅｆの次のピークタイミングでクリアされるタイマである。

Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記の如く算出した時間Ｔｒ＿ｉがリファレンス信号ｒｅｆの所定周期Ｔｒｅｆに一致するタイミング（ピークタイミング）で、Ａ／Ｄコンバータ４４にレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換させる起動タイミング制御を行う。具体的には、そのピークタイミングにおいてＡ／Ｄコンバータ４４に対してレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換すべきことを指令する。この場合、Ａ／Ｄコンバータ４４は、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からのＡ／Ｄ起動タイミングに従って、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を行う。

Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、また、上記の如く算出したリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングと、モータ制御処理部２２からのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉと、に基づいて、ピークタイミングでのＡ／Ｄコンバータ４４によるレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換の許可／禁止を決定する決定処理を行う。この決定処理は、モータ制御処理部２２がモータ１２の駆動制御を行って次回モータ電流信号ｉｖ，ｉｗを取得すべきタイミングとしてのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを演算した後に行われる。尚、この決定処理のタイミングは、モータ制御処理部２２がモータ１２の駆動制御を行って次回モータ電流信号ｉｖ，ｉｗを取得すべきタイミングとしてのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを演算した直後のタイミングに限らず、他のタイミングであってもよい。

Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記の決定処理として、まず、上記のピークタイミングが、次回のフィードバック周期Ｔｆ＿ｉ（例えば、数百μｓ程度；すなわち数ｋＨｚの周波数）に従ったモータ制御処理のタイミングに重なるか否かを判別する。そして、その判別結果に基づいて、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでのＡ／Ｄコンバータ４４によるレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を許可又は禁止する。

尚、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、かかるＡ／Ｄ変換を許可した場合は、通常どおり、ピークタイミングにおいてＡ／Ｄコンバータ４４に対してレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換すべきことを指令する。一方、かかるＡ／Ｄ変換を禁止した場合は、ピークタイミングにおいてその指令を行わない。

また、Ｒ／Ｄコンバータ４０及びＡ／Ｄコンバータ４４には、Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６が接続されている。Ｒ／Ｄコンバータ４０が演算したモータ１２のロータの回転角度θのデジタル値、及び、Ａ／Ｄコンバータ４４がＡ／Ｄ変換したレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のデジタル値はそれぞれ、Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６に供給される。

Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６は、Ａ／Ｄコンバータ４４から取得したレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号並びにＲ／Ｄコンバータ４０から取得したモータ回転角度θに基づいて、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常有無を検出する。具体的には、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に基づいて推定されるモータ回転角度θの推定値と、Ｒ／Ｄコンバータ４０からのモータ回転角度θと、を比較する。そして、両角度に所定以上の差が無い場合にはＲ／Ｄコンバータ４０が正常状態にあると判定し、一方、両角度に所定以上の差がある場合にはＲ／Ｄコンバータ４０が異常状態にあると判定する。

次に、図２及び図３を参照して、本実施例のモータ制御装置１０の動作について説明する。図２は、本実施例のモータ制御装置１０において実現される一例の制御タイムチャートを示す。また、図３は、本実施例のモータ制御装置１０においてＣＰＵ２０のＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例において、リファレンス信号発生回路３０が生成した正弦波状のリファレンス信号ｒｅｆは、レゾルバ３２の励磁巻線３４に供給される。レゾルバ３２は、リファレンス信号ｒｅｆに基づいて、モータ１２のロータの回転角度θに応じたｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。かかるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、Ｒ／Ｄコンバータ４０に供給される。Ｒ／Ｄコンバータ４０は、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に基づいて、モータ１２のロータの回転角度θを演算する。

Ｒ／Ｄコンバータ４０の演算したモータ１２の回転角度θの情報は、ＣＰＵ２０のモータ制御処理部２２に供給される。また、電流センサ４２の出力したモータ電流信号ｉｖ，ｉｗは、Ａ／Ｄコンバータ４４でＡ／Ｄ変換された後に、モータ制御処理部２２に供給される。モータ制御処理部２２は、取得したモータ電流信号ｉｖ，ｉｗ及びモータ回転角度θに基づいて、インバータ１６のスイッチング素子に対するスイッチング指令値を算出してそのスイッチング指令値に従ったスイッチング指令を行うモータ１２の駆動制御を行うと共に、そのモータ１２の駆動制御を行ううえで次回モータ電流信号ｉｖ，ｉｗを取得すべきタイミングとしてのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを演算する。

上記のスイッチング指令が行われると、インバータ１６の各相のスイッチング素子がスイッチング駆動されることで、モータ１２が駆動制御される。このモータ制御処理部２２によるモータ制御処理は、前回演算により得られたフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従ったタイミングで行われる。かかる処理によれば、モータ１２の駆動制御を適切に行うことができる。尚、モータ制御処理部２２によるモータ制御処理の一回当たりの実行処理時間は、略一定の所定時間τである。

また、本実施例において、リファレンス信号発生回路３０において生成されるリファレンス信号ｒｅｆの源信号（例えば、三角波）は、ＣＰＵ２０のＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４に供給される。また、モータ制御処理部２２で演算されたフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを示す信号は、ＣＰＵ２０のＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４に供給される。Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、取得したリファレンス信号ｒｅｆの源信号及びフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに基づいて、Ａ／Ｄコンバータ４４による電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗに対するＡ／Ｄ起動タイミング、及び、Ａ／Ｄコンバータ４４によるレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に対するＡ／Ｄ起動タイミングをそれぞれ制御する。

具体的には、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、Ａ／Ｄコンバータ４４による電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗに対するＡ／Ｄ起動タイミングの制御として、モータ制御処理部２２から供給されるフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従って、次回にモータ電流信号ｉｖ，ｉｗを取得すべきタイミングを算出すると共に、そのタイミングでＡ／Ｄコンバータ４４に電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗをＡ／Ｄ変換させる処理（モータ制御用Ａ／Ｄ変換処理）を行う。

また、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、Ａ／Ｄコンバータ４４によるレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号に対するＡ／Ｄ起動タイミングの制御として、まず、リファレンス信号発生回路３０から供給されるリファレンス信号ｒｅｆの源信号に基づいてリファレンス信号ｒｅｆのピークが得られるピークタイミングを算出する。そして、リファレンスピークタイマを用いてリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングからの時間Ｔｒ＿ｉを算出する（ステップ１００）。尚、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングが得られた際にそのリファレンスピークタイマが算出する時間Ｔｒ＿ｉをクリアする。

モータ制御処理部２２からＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４へのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを示す信号の供給は、モータ制御処理部２２でそのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉが演算されるごとにその演算終了直後に行われる。Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、モータ制御処理部２２から供給されるフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを取得すると、その取得直後にリファレンスピークタイマが算出する時間Ｔｒ＿ｉを取得する。そして、その取得した時間Ｔｒ＿ｉとリファレンス信号ｒｅｆの所定周期Ｔｒｅｆとに基づいて、リファレンス信号ｒｅｆの次回ピークが得られるピークタイミング（すなわち、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換すべきタイミング）を算出する。

その後、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記の如く取得した時間Ｔｒ＿ｉからリファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングまでの時間が経過した時点（すなわち、リファレンスピークタイマが算出する時間Ｔｒ＿ｉがリファレンス信号ｒｅｆの所定周期Ｔｒｅｆに一致するタイミング（次回のピークタイミング））で、Ａ／Ｄコンバータ４４にレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換させる処理（異常検出用Ａ／Ｄ変換処理）を行う。

以下、本実施例のモータ制御装置１０において、Ａ／Ｄコンバータ４４による異常検出用Ａ／Ｄ変換処理を禁止する場合について説明する。

本実施例において、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記したリファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を許可し又は禁止する処理（Ａ／Ｄ許可禁止決定処理）を行う。

具体的には、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、Ａ／Ｄ許可禁止決定処理として、まず、モータ制御処理部２２から供給されるフィードバック周期Ｔｆ＿ｉを取得した直後、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングと、そのフィードバック周期Ｔｆ＿ｉと、を比較する。そして、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングが、次回のモータ制御処理を行う制御タイミングに重なるか否かを判別する（ステップ１１０）。

上記ステップ１１０の処理では、具体的には、まず、モータ制御処理に要する一回当たりの実行処理時間τが算出される。尚、この実行処理時間τは、予め定められて記憶されているものであってよい。そして、モータ制御処理部２２から供給されたフィードバック周期Ｔｆ＿ｉからその実行処理時間τを差し引いた第１の時間Ｔａ（＝Ｔｆ＿ｉ−τ）が算出される。また、モータ制御処理が終了した制御終了時点からリファレンス信号ｒｅｆの次回のピークが得られるピークタイミングまでの第２の時間Ｔｂ（＝Ｔｒｅｆ−Ｔｒ＿ｉ）が算出される。そして、それらの第１の時間Ｔａと第２の時間Ｔｂとが比較され、第１の時間Ｔａが第２の時間Ｔｂに比して長いか否かが判別される。

尚、リファレンス信号ｒｅｆの周期Ｔｒｅｆとフィードバック周期Ｔｆとの関係によっては、モータ制御処理の終了から次回のモータ制御処理の終了までの間にリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングが複数存在する場合がある。この場合は、上記ステップ１１０の処理において、リファレンス信号ｒｅｆの、次回のモータ制御処理の終了までの各ピークタイミングごとの第２の時間Ｔｂそれぞれが算出されることとし、第１の時間Ｔａと各第２の時間Ｔｂそれぞれとが比較されてその長短判別が行われることとすればよい。

Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記ステップ１１０の処理の結果、上記した第１の時間Ｔａが上記した第２の時間Ｔｂに比して長いと判別することにより、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングが次回のモータ制御処理を行う制御タイミングに重ならないと判別した場合は、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得を許可する（ステップ１２０）。尚、このｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得の許可は、少なくとも次回のモータ制御処理の終了まで、すなわち、次回のＡ／Ｄ許可禁止決定処理による決定まで継続される。

上記の如くｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得が許可されている場合は、通常どおり、次回のモータ制御処理の終了までに現れるリファレンス信号ｒｅｆのピークで、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からＡ／Ｄコンバータ４４へレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を要求する指令が発せられる。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得許可中でも、モータ制御処理のタイミングでは、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からＡ／Ｄコンバータ４４への電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗのＡ／Ｄ変換を要求する指令が発せられる。

このため、かかる構成によれば、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得許可中は、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングで、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄコンバータ４４にＡ／Ｄ変換させることができる。また、次回のモータ制御処理のタイミングで、電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗをＡ／Ｄコンバータ４４にＡ／Ｄ変換させることができる。

レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号は、Ａ／Ｄコンバータ４４においてＡ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からの指令に従ってリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ２０のＲ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６に供給される。また、Ｒ／Ｄコンバータ４０の演算したモータ１２の回転角度θの情報は、Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６に供給される。Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６は、取得したＡ／Ｄ変換後のレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号並びにＲ／Ｄコンバータ４０からのモータ回転角度θに基づいて、上記の如くＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無を検出する。

このため、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得が許可されて、それらのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄコンバータ４４によるＡ／Ｄ変換が許可されている場合は、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングで取得されたレゾルバ３２からのデータに基づいてＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無を検出することが可能である。

また、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４は、上記ステップ１１０の処理の結果、上記した第１の時間Ｔａが上記した第２の時間Ｔｂに比して長くないと判別することにより、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングが次回のモータ制御処理を行う制御タイミングに重なると判別した場合は、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得を禁止する（ステップ１３０）。尚、このｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得の禁止は、少なくとも次回のモータ制御処理の終了まで、すなわち、次回のＡ／Ｄ許可禁止決定処理による決定まで継続される。

尚、上記ステップ１１０における第１の時間Ｔａが第２の時間Ｔｂに比して長いか否かの判別は、より詳細には、その第１の時間Ｔａが、第２の時間Ｔｂに比して長くなく、かつ、その第２の時間Ｔｂから所定範囲内（具体的には、モータ制御処理に要する実行処理時間τ内）にある場合に否定されるものであってよい。

上記の如くｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得が禁止されている場合は、次回のモータ制御処理の終了までに現れるリファレンス信号ｒｅｆのピークでの、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からＡ／Ｄコンバータ４４への、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を要求する指令の供給は行われない。尚、次回のモータ制御処理の終了までにリファレンス信号ｒｅｆのピークが現れない場合も、当然に、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からＡ／Ｄコンバータ４４への、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を要求する指令の供給は行われない。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得禁止中でも、モータ制御処理のタイミングでは、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４からＡ／Ｄコンバータ４４への電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗのＡ／Ｄ変換を要求する指令が発せられる。

このため、かかる構成によれば、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得禁止中は、次回のモータ制御処理のタイミングで、電流センサ４２からのモータ電流信号ｉｖ，ｉｗをＡ／Ｄコンバータ４４にＡ／Ｄ変換させることができる。一方、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングがそのモータ制御処理のタイミングに重なるときは、そのピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換を禁止することができる。

リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号がＡ／Ｄコンバータ４４によりＡ／Ｄ変換されなければ、Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６でのＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出を行うことはできない。このため、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得（すなわち、それらのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄコンバータ４４によるＡ／Ｄ変換）が禁止されている場合は、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングで取得されるレゾルバ３２からのデータに基づくＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出は実施されない。

尚、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出の実施に要求される周期は、リファレンス信号ｒｅｆの周期Ｔｒやフィードバック周期Ｔｆに比べて十分に長い。このため、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングが次回のモータ制御処理の制御タイミングに重なることにより、そのリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換が実施されず、そのＡ／Ｄ変換後のデータに基づくＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出が実施されなくても、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出を行ううえであまり問題は生じない。

また、モータ制御処理の終了から次回のモータ制御処理の終了までの間にリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングが複数存在する場合は、以下の如くレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得を許可し又は禁止することとすればよい。具体的には、モータ制御処理の終了から次回のモータ制御処理の開始までに現れるすべてのピークタイミングでの、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得を許可する一方、次回のモータ制御処理の制御タイミングに重なるピークタイミングでの、レゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得を禁止することとすればよい。

ピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得が許可されれば、それらのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換が行われることで、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常有無の検出処理が実施される。一方、ピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の取得が禁止されれば、それらのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換が禁止されることで、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常有無の検出処理が実施されない。

従って、かかる構成によれば、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングにおいてレゾルバ３２からのデータに基づくＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出を行う機会をできるだけ確保しつつ、モータ制御処理の制御タイミングに重なるリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングにおいてそのＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無検出を禁止することができる。

このように、本実施例のモータ制御装置１０においては、モータ制御処理のフィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従った電流センサ４２からのモータ電流ｉｖ，ｉｗのＡ／Ｄ変換と、リファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでのレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡ／Ｄ変換と、を共通のＡ／Ｄコンバータ４４を用いてそれぞれ実行することができる。また、それらの両Ａ／Ｄ変換処理を、変換タイミングを互いに重畳させることなくそれぞれ別々のタイミングで実行することができる。

かかる構成によれば、モータ制御処理のために電流センサ４２からのモータ電流ｉｖ，ｉｗをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ４４と、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常検出処理のためにレゾルバ３２からのｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／コンバータ４４と、を兼用することができる。このため、モータ制御装置１０においては、それぞれのＡ／Ｄ変換に対応した別々のＡ／Ｄコンバータを設けることは不要であるので、回路規模の縮小を図ると共に、コスト低減を図ることができる。

また、Ａ／Ｄコンバータ４４によるモータ制御用Ａ／Ｄ変換処理と異常検出用Ａ／Ｄ変換処理と、が互いにタイミング重畳することなくそれぞれ別々のタイミングで実行されれば、以下の効果を得ることができる。具体的には、一つの共通したＡ／Ｄコンバータ４４における両Ａ／Ｄ変換のタイミング重畳に起因してモータ制御処理が破綻するのを回避することができる。また、そのタイミング重畳に起因してＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無が誤判定されるのを防止することができる。

従って、本実施例のモータ制御装置１０によれば、フィードバック周期Ｔｆ＿ｉに従ったモータ制御用Ａ／Ｄ変換処理とリファレンス信号ｒｅｆのピークタイミングでの異常検出用Ａ／Ｄ変換処理とを共通のＡ／Ｄコンバータ４４を用いて行うことができる。また、そのモータ制御用Ａ／Ｄ変換処理を伴うモータ制御処理を適切に行いつつ、かつ、その異常検出用Ａ／Ｄ変換処理を伴うＲ／Ｄコンバータ４０の異常有無の判定を誤るのを防止することが可能である。

ところで、上記の実施例においては、モータ制御処理部２２が特許請求の範囲に記載した「モータ制御部」に、Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部２６が特許請求の範囲に記載した「異常検出部」に、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４が特許請求の範囲に記載した「Ａ／Ｄ起動タイミング制御部」に、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４が図３に示すルーチン中ステップ１１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「重複有無判別手段」に、それぞれ相当している。

尚、上記の実施例においては、Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部２４によるリファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングが、次回のモータ制御処理を行う制御タイミングに重なるか否かの判別を、第１の時間Ｔａ（＝Ｔｆ＿ｉ−τ）と第２の時間Ｔｂ（＝Ｔｒｅｆ−Ｔｒ＿ｉ）との長短を比較することにより実現することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、リファレンス信号ｒｅｆの次回のピークタイミングが、次回のモータ制御処理の制御タイミングに重なるか否かを判別するものであればよく、上記した第１及び第２の時間Ｔａ，Ｔｂ以外のパラメータを用いることによりその判別を行うこととしてもよい。

更に、上記の実施例においては、モータ制御装置１０を車両に搭載されるモータ１２を制御するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両以外に搭載されるモータに適用することとしてもよい。

１０ モータ制御装置
１２ 電動モータ（モータ）
１４ バッテリ
１６ インバータ
２０ ＣＰＵ
２２ モータ制御処理部
２４ Ａ／Ｄ起動タイミング制御処理部
２６ Ｒ／Ｄコンバータ異常検出処理部
３０ リファレンス信号発生回路
３２ レゾルバ
４０ Ｒ／Ｄコンバータ
４２ 電流センサ
４４ Ａ／Ｄコンバータ
ｒｅｆ リファレンス信号
Ｔｒｅｆ リファレンス信号の周期
ｉｖ，ｉｗ モータ電流
θ モータ回転角度
Ｔｒ リファレンス信号のピークからの時間
Ｔｆ フィードバック周期
τ モータ制御処理の実行処理時間
Ｔａ 第１の時間
Ｔｂ 第２の時間

Claims (2)

1. 所定の周期波形を有するリファレンス信号を生成するリファレンス信号発生回路と、
   前記リファレンス信号に基づいて、インバータに対するスイッチング指令に従って供給される交流電力により回転するモータの回転角度に応じた位置信号を出力するレゾルバと、
   前記位置信号に基づいて、前記モータの回転角度を演算するＲ／Ｄコンバータと、
   前記モータの回転速度に応じたフィードバック周期で前記モータに流れる電流信号をＡ／Ｄ変換すると共に、前記リファレンス信号のピークが得られるピークタイミングで前記位置信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、
   Ａ／Ｄ変換後の前記電流信号及び前記Ｒ／Ｄコンバータによる前記モータの回転角度に基づいて、前記モータを制御するうえでの指令値を算出すると共に、前記フィードバック周期を演算するモータ制御部と、
   前記Ｒ／Ｄコンバータによる前記モータの回転角度と、Ａ／Ｄ変換後の前記位置信号に基づいて演算される前記モータの回転角度と、の比較結果に基づいて、前記Ｒ／Ｄコンバータの異常検出を行う異常検出部と、
   前記フィードバック周期から前記モータの制御処理に要する処理時間を差し引いた第１の時間が、前記制御処理が終了する制御終了時点から前記ピークタイミングまでの第２の時間に比して長い場合は、前記ピークタイミングでの前記Ａ／Ｄコンバータによる前記位置信号のＡ／Ｄ変換を許可し、一方、前記第１の時間が前記第２の時間に比して長くない場合は、前記ピークタイミングでの前記Ａ／Ｄコンバータによる前記位置信号のＡ／Ｄ変換を禁止するＡ／Ｄ起動タイミング制御部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記異常検出部は、前記ピークタイミングでの前記Ａ／Ｄコンバータによる前記位置信号のＡ／Ｄ変換が許可されている場合は、前記Ｒ／Ｄコンバータの異常検出を実施する一方、前記ピークタイミングでの前記Ａ／Ｄコンバータによる前記位置信号のＡ／Ｄ変換が禁止されている場合は、前記Ｒ／Ｄコンバータの異常検出を実施しないことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。

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