JP2018121500A - Motor controller - Google Patents

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謙治 山下
Kenji Yamashita
謙治 山下
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device that is able to hinder surge regardless of the number of revolutions of a three-phase motor.SOLUTION: A motor controller 1 comprises a PWM control section 10 that PWM controls an inverter 30 that has three pairs of arm parts A with a high-side switching element QH and a low-side switching element QL connected in series between a first power source line 2 and a second power source line 3. Of an electric conduction period in which one of the high-side switching element QH and low-side switching element QL of one arm part A is closed and a non-electric-conduction period in which both the high-side switching element QH and low-side switching element QL of the one arm part A are opened, only in a predetermined period right before a shift from the electric conduction period to the non-electric-conduction period, the PWM control section 10 performs SWEEP control such that a DUTY ratio is gradually decreased while the frequency of a signal applied in the electric conduction period including the predetermined period is gradually increased.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、三相モータを駆動し、且つ、第１の電源ラインと当該第１の電源ラインの電位よりも低い電位に接続される第２の電源ラインとの間で、直列に接続されたハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子とを有するアーム部を３組備えたインバータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部を備えたモータ制御装置に関する。   In the present invention, a three-phase motor is driven and connected in series between a first power supply line and a second power supply line connected to a potential lower than the potential of the first power supply line. The present invention relates to a motor control device including a PWM control unit that performs PWM control of an inverter including three sets of arm units each having a high-side switching element and a low-side switching element.

従来、三相ブラシレスモータ（以下「三相モータ」とする）を駆動する際に、１２０度通電ＰＷＭ駆動制御（以下「ＰＷＭ制御」とする）が利用されてきた。このＰＷＭ制御において、三相モータを流れる電流（モータ駆動電流）の大きさが急変すると、モータトルクも急変し、このモータトルクの急変に応じて騒音が発生することがあった。そこで、この騒音を抑制する技術が検討されてきた（例えば特許文献１）。   Conventionally, when driving a three-phase brushless motor (hereinafter referred to as “three-phase motor”), 120-degree energization PWM drive control (hereinafter referred to as “PWM control”) has been used. In this PWM control, when the magnitude of the current flowing through the three-phase motor (motor drive current) changes suddenly, the motor torque also changes suddenly, and noise may be generated according to the sudden change in motor torque. Therefore, techniques for suppressing this noise have been studied (for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載のモータ駆動装置では、ＰＷＭ信号によりＰＷＭ制御を行う際に、高インピーダンス状態から低インピーダンスの出力状態に切り替わる前の期間であって、高インピーダンス状態の区間の１／２未満である期間、及び低インピーダンスの出力状態から高インピーダンス状態に切り替わった後の期間であって高インピーダンス状態の区間の１／２未満である期間に、ＤＵＴＹ比をＳＷＥＥＰさせることにより、モータ駆動電流の変化を緩やかにし、静音化を行っている。   In the motor drive device described in Patent Document 1, when PWM control is performed using a PWM signal, it is a period before switching from a high impedance state to a low impedance output state, and is less than ½ of a high impedance state interval. Change the motor drive current by SWEEPing the DUTY ratio for a certain period and the period after switching from the low impedance output state to the high impedance state and less than half of the high impedance state section The sound is made quieter and quieter.

特開２００４−３２９５３号公報JP 2004-32953 A

特許文献１に記載の技術のように、高インピーダンス状態から低インピーダンスの出力状態に切り替わる前の期間や、低インピーダンスの出力状態から高インピーダンス状態に切り替わった後の期間に、ＤＵＴＹ比をＳＷＥＥＰする制御は、静音化に対する効果の他に、低インピーダンスの出力状態から高インピーダンス状態に切り替わった後に発生するサージを抑制する効果がある。一方、近年、静音化を行う方法として、従来の１２０度通電から通電時間を延ばし、正弦波駆動に近づける方法が採用されている。しかしながら、センサレスで制御する三相モータにおいて、１２０度通電より通電時間を延ばすと、ロータの位置を検出する位置検出期間が短くなり、更に上記サージが大きくなり安定した制御を行うことができなくなる。ＤＵＴＹ比をＳＷＥＥＰする制御を用いることでサージを抑制することも可能であるが、三相モータの回転数によっては十分な効果を得られないこともある。   Control for SWEEPing the DUTY ratio during a period before switching from the high impedance state to the low impedance output state, or after switching from the low impedance output state to the high impedance state, as in the technique described in Patent Document 1. Has an effect of suppressing a surge generated after switching from a low impedance output state to a high impedance state, in addition to the effect on noise reduction. On the other hand, in recent years, as a method for reducing the noise, a method of extending the energization time from the conventional 120-degree energization and bringing it closer to sine wave driving has been adopted. However, in a three-phase motor controlled without a sensor, if the energization time is extended from 120 degrees energization, the position detection period for detecting the position of the rotor is shortened, and the surge becomes larger, making it impossible to perform stable control. Although it is possible to suppress the surge by using the control for SWEEPing the DUTY ratio, a sufficient effect may not be obtained depending on the rotation speed of the three-phase motor.

そこで、三相モータの回転数に拘らず、サージを抑制することが可能なモータ制御装置が求められる。   Therefore, there is a need for a motor control device that can suppress surges regardless of the rotational speed of the three-phase motor.

本発明に係るモータ制御装置の特徴構成は、三相モータを駆動し、且つ、第１の電源ラインと前記第１の電源ラインの電位よりも低い電位に接続される第２の電源ラインとの間で、直列に接続されたハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子とを有するアーム部を３組備えたインバータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部を備えたモータ制御装置であって、前記ＰＷＭ制御部は、前記３組のアーム部のうちの１つのアーム部が有する前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうちの一方を閉状態にする通電期間と、前記１つのアーム部が有する前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子の双方を開状態にする非通電期間とのうち、前記通電期間における前記通電期間から前記非通電期間に移行する直前の所定期間においてのみ、当該所定期間が含まれる前記通電期間において前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子の一方に印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行う点にある。   The characteristic configuration of the motor control device according to the present invention is that a three-phase motor is driven, and a first power supply line and a second power supply line connected to a potential lower than the potential of the first power supply line. A motor control device including a PWM control unit that PWM-controls an inverter including three sets of arm units each having a high-side switching element and a low-side switching element connected in series, wherein the PWM control unit includes: An energization period in which one of the high-side switching element and the low-side switching element included in one of the three sets of arm sections is closed, and the high-side switching element included in the one arm section And the non-energization period in which both the low-side switching elements are open, the energization period in the energization period. Only during a predetermined period immediately before the transition to the non-energization period, while gradually increasing the frequency of the signal applied to one of the high-side switching element and the low-side switching element in the energization period including the predetermined period, DUTY The SWEEP control is performed to gradually reduce the ratio.

このような特徴構成とすれば、ＰＷＭ制御部が通電期間から非通電期間に切り替わる前（サージが発生する前）の信号をＳＷＥＥＰすることで、サージを抑制することが可能となる。したがって、三相モータの回転数に拘らず、静音化、高出力化、安定駆動（サージ抑制）を実現することが可能となる。一方、非通電期間から通電期間に切り替わる前には信号をＳＷＥＥＰさせないので、三相モータの出力の低下を抑制できる。   With such a characteristic configuration, the surge can be suppressed by SWEEPing the signal before the PWM control unit switches from the energization period to the non-energization period (before the occurrence of the surge). Therefore, it is possible to realize noise reduction, high output, and stable driving (surge suppression) regardless of the rotation speed of the three-phase motor. On the other hand, since the signal is not SWEEP before switching from the non-energization period to the energization period, it is possible to suppress a decrease in the output of the three-phase motor.

また、前記ＰＷＭ制御部は、前記三相モータの回転数が高い程、前記ＳＷＥＥＰ制御を長く行うと好適である。   Further, it is preferable that the PWM control unit performs the SWEEP control longer as the rotational speed of the three-phase motor is higher.

このように三相モータの回転数に応じてＳＷＥＥＰ制御を行う期間を長くすることで、三相モータが低回転でも高回転でもサージを抑制することが可能であり、幅広い回転数の領域で安定した制御を行うことが可能となる。また、三相モータが高回転で駆動されている場合であっても、できるだけ出力を低下させず、サージも抑制することができる。   By extending the SWEEP control period according to the rotation speed of the three-phase motor in this way, it is possible to suppress surges even when the three-phase motor is low or high, and stable in a wide range of rotation speeds. Control can be performed. Further, even when the three-phase motor is driven at a high speed, the output is not reduced as much as possible, and a surge can be suppressed.

あるいは、前記所定期間は、前記非通電期間の半分の長さとしても良い。   Alternatively, the predetermined period may be half the length of the non-energization period.

このような構成とすれば、ＰＷＭ制御部がＳＷＥＥＰ制御を行う期間を設定し易くできる。   With such a configuration, it is possible to easily set a period during which the PWM control unit performs SWEEP control.

また、前記ＰＷＭ制御部は、前記三相モータの回転数が高い程、前記周波数を次第に高くする割合、及び前記ＤＵＴＹ比を次第に小さくする割合を大きくすると好適である。   In addition, it is preferable that the PWM control unit increase the rate of gradually increasing the frequency and the rate of gradually decreasing the DUTY ratio as the rotational speed of the three-phase motor is higher.

このような構成とすれば、三相モータの回転数に応じてＳＷＥＥＰ制御の行い方を変更することで、三相モータの回転数に拘らず、幅広い回転数の領域で安定した制御が可能となる。また、三相モータが高回転で駆動されている場合であっても、できるだけ出力を低下させず、サージも抑制することができる。   With this configuration, by changing the SWEEP control method according to the rotation speed of the three-phase motor, it is possible to perform stable control in a wide range of rotation speeds regardless of the rotation speed of the three-phase motor. Become. Further, even when the three-phase motor is driven at a high speed, the output is not reduced as much as possible, and a surge can be suppressed.

モータ制御装置の構成を模式的に示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the motor control apparatus typically. 通電期間及び非通電期間の説明図である。It is explanatory drawing of an electricity supply period and a non-energization period. ＳＷＥＥＰ制御について示した図である。It is the figure shown about SWEEP control. 回転数に応じてＳＷＥＥＰ制御を変更した場合の例を示した図である。It is the figure which showed the example at the time of changing SWEEP control according to rotation speed.

本発明に係るモータ制御装置は、三相モータの回転数に拘らず、サージを抑制する機能を備えて構成される。以下、本実施形態のモータ制御装置１について説明する。   The motor control device according to the present invention is configured to have a function of suppressing a surge regardless of the rotational speed of the three-phase motor. Hereinafter, the motor control apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.

図１は、モータ制御装置１の構成を模式的に示したブロック図である。モータ制御装置１は、ＰＷＭ制御部１０、ドライバ２０、インバータ３０、位置検出部４０を備えて構成される。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the motor control device 1. The motor control device 1 includes a PWM control unit 10, a driver 20, an inverter 30, and a position detection unit 40.

ＰＷＭ制御部１０は、ＰＷＭ信号を生成し、後述するインバータ３０をＰＷＭ制御する。ＰＷＭ信号によるＰＷＭ制御は、公知であるので説明は省略する。   The PWM control unit 10 generates a PWM signal and performs PWM control on an inverter 30 described later. Since the PWM control by the PWM signal is known, the description thereof is omitted.

ドライバ２０は、ＰＷＭ制御部１０とインバータ３０との間に設けられ、ＰＷＭ制御部１０により生成されたＰＷＭ信号が入力される。ドライバ２０は、入力されたＰＷＭ信号のドライブ能力を向上し、インバータ３０に出力する。   The driver 20 is provided between the PWM control unit 10 and the inverter 30 and receives a PWM signal generated by the PWM control unit 10. The driver 20 improves the drive capability of the input PWM signal and outputs it to the inverter 30.

インバータ３０は、三相モータＭに流れる電流を制御して、三相モータＭを駆動する。本実施形態では、三相モータＭは図１に示されるようにスター結線により構成されたものを例に挙げるが、デルタ結線により構成されたものであっても良い。   The inverter 30 drives the three-phase motor M by controlling the current flowing through the three-phase motor M. In the present embodiment, the three-phase motor M is exemplified by a star connection as shown in FIG. 1, but may be a delta connection.

また、インバータ３０は、第１の電源ライン２と当該第１の電源ライン２の電位よりも低い電位に接続される第２の電源ライン３との間で、直列に接続されたハイサイドスイッチング素子ＱＨとローサイドスイッチング素子ＱＬとを有するアーム部Ａを３組備えている。第１の電源ライン２とは、電源Ｖに接続されるケーブルである。第１の電源ライン２の電位よりも低い電位に接続される第２の電源ライン３とは、電源Ｖの出力電圧よりも低い電位が印加されたケーブルであり、本実施形態では接地されたケーブルが相当する。   The inverter 30 includes a high-side switching element connected in series between the first power supply line 2 and the second power supply line 3 connected to a potential lower than the potential of the first power supply line 2. Three arm portions A each having QH and low-side switching element QL are provided. The first power supply line 2 is a cable connected to the power supply V. The second power supply line 3 connected to a potential lower than the potential of the first power supply line 2 is a cable to which a potential lower than the output voltage of the power supply V is applied. In this embodiment, the cable is grounded. Corresponds.

本実施形態では、ハイサイドスイッチング素子ＱＨはＰ−ＭＯＳＦＥＴを用いて構成され、ローサイドスイッチング素子ＱＬはＮ−ＭＯＳＦＥＴを用いて構成される。ハイサイドスイッチング素子ＱＨは、ソース端子が第１の電源ライン２に接続され、ドレーン端子がローサイドスイッチング素子ＱＬのドレーン端子に接続される。ローサイドスイッチング素子ＱＬのソース端子は第２の電源ライン３に接続される。このように接続されたハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬでアーム部Ａを構成し、インバータ３０はこのアーム部Ａを３組備える。ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの夫々のゲート端子はドライバ２０と接続され、上述したドライブ能力が向上されたＰＷＭ信号が入力される。また、各アーム部Ａのハイサイドスイッチング素子ＱＨのドレーン端子は、三相モータＭが有する３つの端子に夫々接続される。   In the present embodiment, the high side switching element QH is configured using a P-MOSFET, and the low side switching element QL is configured using an N-MOSFET. The high side switching element QH has a source terminal connected to the first power supply line 2 and a drain terminal connected to the drain terminal of the low side switching element QL. The source terminal of the low side switching element QL is connected to the second power supply line 3. The arm part A is constituted by the high-side switching element QH and the low-side switching element QL connected as described above, and the inverter 30 includes three sets of the arm part A. The gate terminals of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL are connected to the driver 20, and the above-described PWM signal with improved drive capability is input. Further, the drain terminal of the high-side switching element QH of each arm part A is connected to three terminals of the three-phase motor M, respectively.

位置検出部４０は、三相モータＭに流れるモータ電流に基づいて、三相モータＭのロータ（図示せず）の位置を検出する。本実施形態では、位置検出部４０は、上述した各アーム部Ａのハイサイドスイッチング素子ＱＨのドレーン端子と三相モータＭが有する３つの端子の夫々とを接続するケーブルに、抵抗器Ｒを介して接続される。また、スター結線の中性点とも抵抗器Ｒを介して接続される。このような接続により、位置検出部４０はモータ電流を検出し、ロータの位置を検出（算定）することが可能となる。この検出については、公知であるので説明は省略する。位置検出部４０の検出結果は、ＰＷＭ制御部１０に伝達され、ＰＷＭ制御部１０はＰＷＭ制御に利用する。   The position detection unit 40 detects the position of a rotor (not shown) of the three-phase motor M based on the motor current flowing through the three-phase motor M. In the present embodiment, the position detection unit 40 is connected to the cable connecting the drain terminal of the high-side switching element QH of each arm unit A described above and each of the three terminals of the three-phase motor M via the resistor R. Connected. The neutral point of the star connection is also connected via a resistor R. With such connection, the position detection unit 40 can detect the motor current and detect (calculate) the position of the rotor. Since this detection is publicly known, a description thereof will be omitted. The detection result of the position detection unit 40 is transmitted to the PWM control unit 10, and the PWM control unit 10 uses the PWM control.

次に、ＰＷＭ制御部１０によるサージの抑制について説明する。ＰＷＭ制御部１０は、通電期間と非通電期間とのうち、通電期間における通電期間から非通電期間に移行する直前の所定期間においてのみ、当該所定期間が含まれる通電期間においてハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの一方に印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行う。   Next, surge suppression by the PWM control unit 10 will be described. The PWM control unit 10 includes the high-side switching element QH and the high-side switching element QH in the energization period including the predetermined period only during the predetermined period immediately before the transition from the energization period to the non-energization period in the energization period. SWEEP control is performed to gradually reduce the DUTY ratio while gradually increasing the frequency of the signal applied to one of the low-side switching elements QL.

ここで、図２には通電期間と非通電期間の説明図が示される。図２には、インバータ３０が有する３組のアーム部Ａのうち、１つのアーム部Ａを構成するハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの導通状態が示される。上述したように、ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬはＰＷＭ信号で制御されるが、本実施形態ではハイサイドスイッチング素子ＱＨはＰ−ＭＯＳＦＥＴで構成されるため、ＰＷＭ信号は図２の最上段の波形を反転したものとなる。また、図２には、図１においてＶＵで示した箇所の電圧波形も示される。   Here, FIG. 2 shows an explanatory diagram of the energization period and the non-energization period. FIG. 2 shows the conduction state of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL constituting one arm part A among the three sets of arm parts A included in the inverter 30. As described above, the high-side switching element QH and the low-side switching element QL are controlled by the PWM signal. However, in this embodiment, the high-side switching element QH is composed of a P-MOSFET, so that the PWM signal is the highest in FIG. The waveform in the upper part is inverted. FIG. 2 also shows voltage waveforms at locations indicated by VU in FIG.

通電期間は、３組のアーム部Ａのうちの１つのアーム部Ａが有するハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬのうちの一方が閉状態となる期間である。「ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬのうちの一方が閉状態となる」とは、ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬのうちの一方が導通状態となることを意味する。具体的には、図２の例にあっては、時間ｔ１から時間ｔ２までの間、時間ｔ３から時間ｔ４までの間、時間ｔ５から時間ｔ６までの間、時間ｔ７から時間ｔ８までの間が相当する。これらの期間は、３組のアーム部Ａのうちの１つのアーム部Ａが有するハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬのうちの一方が通電された状態であることから、通電期間と称される。   The energization period is a period in which one of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL included in one arm part A of the three sets of arm parts A is closed. “One of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL is in a closed state” means that one of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL is in a conductive state. Specifically, in the example of FIG. 2, the period from time t1 to time t2, the period from time t3 to time t4, the period from time t5 to time t6, and the period from time t7 to time t8. Equivalent to. These periods are called energization periods because one of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL included in one arm part A of the three sets of arm parts A is energized. The

非通電期間は、３組のアーム部Ａのうちの１つのアーム部Ａが有するハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの双方が開状態となる期間である。「ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの双方が閉状態となる」とは、ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの双方が導通していない状態となることを意味する。具体的には、図２の例にあっては、時間ｔ２から時間ｔ３までの間、時間ｔ４から時間ｔ５までの間、時間ｔ６から時間ｔ７までの間が相当する。これらの期間は、３組のアーム部Ａのうちの１つのアーム部Ａが有するハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの双方が通電されていない状態であることから、非通電期間と称される。   The non-energization period is a period in which both the high-side switching element QH and the low-side switching element QL included in one arm part A of the three sets of arm parts A are open. “Both the high-side switching element QH and the low-side switching element QL are in the closed state” means that both the high-side switching element QH and the low-side switching element QL are in a non-conductive state. Specifically, in the example of FIG. 2, the period from time t2 to time t3, the period from time t4 to time t5, and the period from time t6 to time t7 correspond. These periods are referred to as non-energization periods because both the high-side switching element QH and the low-side switching element QL included in one arm part A of the three sets of arm parts A are not energized. The

「通電期間における通電期間から非通電期間に移行する直前の所定期間」とは、時間ｔ１から時間ｔ２までの間にあっては時間ｔ２の直前の所定期間であり、時間ｔ３から時間ｔ４までの間にあっては時間ｔ４の直前の所定期間であり、時間ｔ５から時間ｔ６までの間にあっては時間ｔ６の直前の所定期間であり、時間ｔ７から時間ｔ８までの間にあっては時間ｔ８の直前の所定期間である。   The “predetermined period immediately before the transition from the energization period to the non-energization period in the energization period” is a predetermined period immediately before time t2 from time t1 to time t2, and from time t3 to time t4. Is a predetermined period immediately before time t4, a predetermined period immediately before time t6 between time t5 and time t6, and a predetermined period immediately before time t8 between time t7 and time t8. .

本実施形態では、所定期間は非通電期間の半分の長さに設定される。すなわち、時間ｔ２の直前の所定期間は時間ｔ２から時間ｔ３までの間の半分の長さであり、時間ｔ４の直前の所定期間は時間ｔ４から時間ｔ５までの間の半分の長さであり、時間ｔ６の直前の所定期間は時間ｔ６から時間ｔ７までの間の半分の長さである。   In the present embodiment, the predetermined period is set to half the length of the non-energization period. That is, the predetermined period just before time t2 is half the length from time t2 to time t3, the predetermined period just before time t4 is half the length from time t4 to time t5, The predetermined period immediately before time t6 is half the length from time t6 to time t7.

「所定期間が含まれる通電期間においてハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬの一方に印加してきた信号」とは、時間ｔ１から時間ｔ２までの間の通電期間にあってはローサイドスイッチング素子ＱＬに印加してきた信号であり、時間ｔ３から時間ｔ４までの間の通電期間にあってはハイサイドスイッチング素子ＱＨに印加してきた信号であり、時間ｔ５から時間ｔ６までの間の通電期間にあってはローサイドスイッチング素子ＱＬに印加してきた信号であり、時間ｔ７から時間ｔ８までの間の通電期間にあってはハイサイドスイッチング素子ＱＨに印加してきた信号である。   “A signal applied to one of the high-side switching element QH and the low-side switching element QL during the energization period including the predetermined period” means that the low-side switching element QL is not energized during the energization period from time t1 to time t2. It is a signal that has been applied, and is a signal that has been applied to the high-side switching element QH in the energization period from time t3 to time t4, and in the energization period from time t5 to time t6. It is a signal that has been applied to the low-side switching element QL, and is a signal that has been applied to the high-side switching element QH during the energization period from time t7 to time t8.

したがって、ＰＷＭ制御部１０は、時間ｔ１から時間ｔ２までの間の通電期間にあってはローサイドスイッチング素子ＱＬに印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行い、時間ｔ３から時間ｔ４までの間の通電期間にあってはハイサイドスイッチング素子ＱＨに印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行い、時間ｔ５から時間ｔ６までの間の通電期間にあってはローサイドスイッチング素子ＱＬに印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行い、時間ｔ７から時間ｔ８までの間の通電期間にあってはハイサイドスイッチング素子ＱＨに印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行う。   Therefore, the PWM control unit 10 performs SWEEP control that gradually increases the frequency of the signal applied to the low-side switching element QL and gradually decreases the DUTY ratio during the energization period from time t1 to time t2. In the energization period from time t3 to time t4, SWEEP control is performed to gradually reduce the DUTY ratio while gradually increasing the frequency of the signal applied to the high-side switching element QH, and from time t5 to time t6. SWEEP control for gradually decreasing the DUTY ratio while gradually increasing the frequency of the signal applied to the low-side switching element QL in the energization period between the time t7 and the time t8. In that case, the frequency of the signal applied to the high-side switching element QH is gradually increased. While comb performs SWEEP control gradually reducing the DUTY ratio.

図３には、時間ｔ１から時間ｔ５までにおける、図１においてＶＵで示した箇所の電圧波形が示される。上述したように、時間ｔ１から時間ｔ２までの間が通電期間であり、時間ｔ２から時間ｔ３までの間が非通電期間である。このため、ＰＷＭ制御部１０は、時間ｔ１から時間ｔ２までの間の通電期間において、通電期間から非通電期間に移行する直前の所定期間においてのみ、当該所定期間が含まれる通電期間においてローサイドスイッチング素子ＱＬに印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行う。   FIG. 3 shows voltage waveforms at locations indicated by VU in FIG. 1 from time t1 to time t5. As described above, the period from time t1 to time t2 is the energization period, and the period from time t2 to time t3 is the non-energization period. For this reason, the PWM control unit 10 is a low-side switching element in the energization period including the predetermined period only during the predetermined period immediately before the transition from the energization period to the non-energization period in the energization period from time t1 to time t2. SWEEP control for gradually decreasing the DUTY ratio while gradually increasing the frequency of the signal applied to the QL is performed.

また、ＰＷＭ制御部１０は、時間ｔ３から時間ｔ４までの間の通電期間において、通電期間から非通電期間に移行する直前の所定期間においてのみ、当該所定期間が含まれる通電期間においてハイサイドスイッチング素子ＱＨに印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行う。このようにＳＷＥＥＰ制御を行うことにより、通電期間から非通電期間に切り換える際に生じるサージを抑制することが可能となる。   Further, the PWM control unit 10 is configured so that the high-side switching element in the energization period including the predetermined period only during the predetermined period immediately before the transition from the energization period to the non-energization period in the energization period from time t3 to time t4. SWEEP control is performed to gradually decrease the DUTY ratio while gradually increasing the frequency of the signal applied to QH. By performing SWEEP control in this way, it is possible to suppress a surge that occurs when switching from the energization period to the non-energization period.

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、ＰＷＭ制御部１０によるＳＷＥＥＰ制御を行う所定期間は、非通電期間の半分の長さであるとして説明したが、ＰＷＭ制御部１０は、三相モータＭの回転数が高い程、ＳＷＥＥＰ制御を長く行うように構成することも可能である。これにより、三相モータＭが高回転で駆動されている場合であっても、サージを抑制することが可能となる。 [Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the predetermined period for performing the SWEEP control by the PWM control unit 10 has been described as being half the length of the non-energization period. However, the PWM control unit 10 increases the number of rotations of the three-phase motor M. It is also possible to configure so that SWEEP control is performed for a long time. As a result, even if the three-phase motor M is driven at a high speed, surge can be suppressed.

更に、図４に示されるように、ＰＷＭ制御部１０は、三相モータＭの回転数が高い程、ＰＷＭ信号の周波数を次第に高くする割合、及びＤＵＴＹ比を次第に小さくする割合を大きくするように構成することも可能である。このように構成することで、三相モータＭが高回転でもできるだけ出力を低下させず、サージも抑制することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 4, the PWM control unit 10 increases the rate of gradually increasing the frequency of the PWM signal and the rate of gradually decreasing the DUTY ratio as the rotational speed of the three-phase motor M is higher. It is also possible to configure. With this configuration, even when the three-phase motor M is rotating at high speed, the output is not reduced as much as possible, and surge can be suppressed.

上記実施形態では、ハイサイドスイッチング素子ＱＨはＰ−ＭＯＳＦＥＴを用いて構成され、ローサイドスイッチング素子ＱＬはＮ−ＭＯＳＦＥＴを用いて構成されるとして説明したが、ハイサイドスイッチング素子ＱＨ及びローサイドスイッチング素子ＱＬは、他のスイッチング素子を用いて構成することも可能である。   In the above embodiment, the high-side switching element QH is configured using a P-MOSFET and the low-side switching element QL is configured using an N-MOSFET. However, the high-side switching element QH and the low-side switching element QL are It is also possible to configure using other switching elements.

本発明は、三相モータを駆動し、且つ、第１の電源ラインと当該第１の電源ラインの電位よりも低い電位に接続される第２の電源ラインとの間で、直列に接続されたハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子とを有するアーム部を３組備えたインバータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部を備えたモータ制御装置に用いることが可能である。   In the present invention, a three-phase motor is driven and connected in series between a first power supply line and a second power supply line connected to a potential lower than the potential of the first power supply line. The present invention can be used for a motor control device including a PWM control unit that performs PWM control on an inverter including three sets of arm units each having a high-side switching element and a low-side switching element.

１：モータ制御装置
２：第１の電源ライン
３：第２の電源ライン
１０：ＰＷＭ制御部
３０：インバータ
Ａ：アーム部
Ｍ：三相モータ
ＱＨ：ハイサイドスイッチング素子
ＱＬ：ローサイドスイッチング素子 1: Motor control device 2: First power supply line 3: Second power supply line 10: PWM control unit 30: Inverter A: Arm unit M: Three-phase motor QH: High-side switching element QL: Low-side switching element

Claims (4)

三相モータを駆動し、且つ、第１の電源ラインと前記第１の電源ラインの電位よりも低い電位に接続される第２の電源ラインとの間で、直列に接続されたハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子とを有するアーム部を３組備えたインバータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部を備えたモータ制御装置であって、
前記ＰＷＭ制御部は、前記３組のアーム部のうちの１つのアーム部が有する前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうちの一方を閉状態にする通電期間と、前記１つのアーム部が有する前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子の双方を開状態にする非通電期間とのうち、前記通電期間における前記通電期間から前記非通電期間に移行する直前の所定期間においてのみ、当該所定期間が含まれる前記通電期間において前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子の一方に印加してきた信号の周波数を次第に高くしつつ、ＤＵＴＹ比を次第に小さくするＳＷＥＥＰ制御を行うモータ制御装置。 A high-side switching element that drives a three-phase motor and is connected in series between a first power supply line and a second power supply line connected to a potential lower than the potential of the first power supply line And a motor control device including a PWM control unit that PWM-controls an inverter including three sets of arm portions each having a low-side switching element,
The PWM control unit includes an energization period in which one of the high-side switching element and the low-side switching element included in one of the three sets of arm units is closed, and the one arm unit includes: Of the non-energization period in which both the high-side switching element and the low-side switching element have an open state, the predetermined period only during the predetermined period immediately before the transition from the energization period to the non-energization period in the energization period A motor control device that performs SWEEP control that gradually decreases the DUTY ratio while gradually increasing the frequency of a signal applied to one of the high-side switching element and the low-side switching element during the energization period including the signal. 前記ＰＷＭ制御部は、前記三相モータの回転数が高い程、前記ＳＷＥＥＰ制御を長く行う請求項１に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the PWM control unit performs the SWEEP control longer as the rotational speed of the three-phase motor is higher. 前記所定期間は、前記非通電期間の半分の長さである請求項１に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the predetermined period is half the length of the non-energization period. 前記ＰＷＭ制御部は、前記三相モータの回転数が高い程、前記周波数を次第に高くする割合、及び前記ＤＵＴＹ比を次第に小さくする割合を大きくする請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   4. The PWM control unit according to claim 1, wherein the higher the number of rotations of the three-phase motor, the larger the ratio of gradually increasing the frequency and the ratio of gradually decreasing the DUTY ratio. Motor control device.
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