JP2019154181A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータ回路を構成するスイッチング素子の特性バラツキを解消して三相駆動電圧のアンバランスを解消し、モータの性能向上を図れるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ１０の起動直後若しくは前回駆動停止後に設定した検知期間に、インバータ回路１２の各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の同一相毎に同じデューティ比で相補の検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）を入力し、同一相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２を交互にオンオフ動作させる。そして、これに伴い生じる同一相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）を検知し、該検知結果に基づいて少なくとも直後若しくは次回のモータ１０の起動期間においてＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２をオンオフ動作させる制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２のデューティ比の補正を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、複数個のスイッチング素子を用いるインバータ回路（ブリッジ回路）を用いてブラシレスモータへの給電を制御するモータ制御装置に関する。

ブラシレスモータを制御対象とするモータ制御装置としては、例えば特許文献１に開示の構成のものが知られている。モータ制御装置は、複数個のスイッチング素子を用いるインバータ回路（ブリッジ回路）を備え、各スイッチング素子のオンオフ動作の組み合わせにて互いに１２０°の位相差を有する三相駆動電圧を生成する。また、モータ制御装置は、三相駆動電圧の生成時に対で動作するスイッチング素子の一方側に対してＰＷＭ制御を実施し、各相駆動電圧の大きさを調整する。そして、このように生成される三相駆動電圧がモータの三相コイルにそれぞれ印加されることで、モータの回転駆動が制御される。

特開２０１７−１２３７３６号公報

ところで、インバータ回路を構成する各スイッチング素子は、個体差によるオンオフ動作の特性バラツキを有している。そのため、例えばＰＷＭ制御において同一の制御パルスが各スイッチング素子に入力されたとしても、各スイッチング素子のオン期間長さが長くなるものと短くなるものとが生じ、三相駆動電圧（各相コイルに流す電流）がアンバランスとなり得る。結果、モータの各相コイルにて生じる磁束がアンバランスとなって、モータから低次数の騒音が発生等の問題が懸念されるところである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、インバータ回路を構成するスイッチング素子の特性バラツキを解消して三相駆動電圧のアンバランスを解消し、モータの性能向上を図ることができるモータ制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するモータ制御装置は、三相コイルを有するブラシレスモータを制御対象とし、インバータ回路を構成する複数個のスイッチング素子のオンオフ動作の組み合わせにて三相駆動電圧を生成して前記三相コイルに印加し、前記三相駆動電圧の生成時に対で動作する少なくとも一方側の前記スイッチング素子に対してＰＷＭ制御を実施して各相駆動電圧の大きさを調整して、前記モータの回転駆動を制御するモータ制御装置であって、前記モータの起動直後若しくは前記モータの前回駆動停止後に設定した検知期間において、前記インバータ回路の各相上下アームのスイッチング素子の同一相毎に同じデューティ比で相補の検知パルスを入力して同一相上下アームのスイッチング素子を交互にオンオフ動作させこれに伴い生じる同一相駆動電圧を検知し、該検知結果に基づいて前記スイッチング素子をオンオフ動作させる制御パルスのデューティ比の補正を行う。

上記態様によれば、モータの起動直後若しくはモータの前回駆動停止後に設定した検知期間に、インバータ回路（ブリッジ回路）の各相上下アームのスイッチング素子の同一相毎に同じデューティ比で相補の検知パルスが入力される。つまり、同一相上下アームのスイッチング素子を交互にオンオフ動作させ、これに伴い生じる同一相駆動電圧の検知結果に基づき、スイッチング素子をオンオフ動作させる制御パルスのデューティ比の補正が行われる。これにより、インバータ回路を構成するスイッチング素子に特性バラツキが有る場合、各相上アームのスイッチング素子のオン期間の長いと駆動電圧が高く、各相下アームのスイッチング素子のオン期間が長いと駆動電圧が低くなるため、この検知結果から各相上下アームのスイッチング素子のオン期間が等しくなるように制御パルスのデューティ比の補正が可能である。結果、モータの各相コイルに印加する各相駆動電圧（各相コイルに流す電流）がアンバランスとなることを解消、即ち各相コイルにて生じる磁束がアンバランスとなることを解消でき、モータにて生じる低次数の騒音の発生を抑制できる等、モータの性能向上が図れる。

また、上記モータ制御装置において、前記検知パルスは、デューティ比５０％に設定されたパルス信号である。
上記態様によれば、デューティ比５０％の検知パルス（相補信号）に基づく同一相上下アームのスイッチング素子の交互のオンオフ動作にて生じる駆動電圧は、中間電圧付近を上下動することになる。そのため、各相駆動電圧を通じての各スイッチング素子の特性バラツキの検知及び補正を容易に行うことが可能である。

また、上記モータ制御装置において、前記検知期間において、三相同時に各相駆動電圧の検知を行う。
上記態様によれば、検知期間において三相同時に各相駆動電圧の検知が行われるため、決められた検知期間内で可能な限り時間をかけて三相全部のスイッチング素子の特性バラツキの検知及び補正を行うことが可能である。

また、上記モータ制御装置において、前記検知期間において、三相毎で互いに重ならないように独立して各相駆動電圧の検知を行う。
上記態様によれば、検知期間において三相毎で互いに重ならないように独立して各相駆動電圧の検知が行われるため、相間で互いに影響を受けないようにして、スイッチング素子の特性バラツキの検知及び補正を行うことが可能である。

また、上記モータ制御装置において、前記モータの起動毎に前記スイッチング素子に係る検知及び補正を行う。
上記態様によれば、モータの起動毎にスイッチング素子に係る検知及び補正が行われるため、都度変化するスイッチング素子の特性変化にも即座に対応可能である。

また、上記モータ制御装置において、前記制御対象のモータは、車両用空調装置の送風用モータである。
上記態様によれば、上記モータ制御装置においては、モータにて生じる低次数の騒音の発生を抑制できる等、モータの性能向上が図れるため、特に騒音が問題となり易い車両用空調装置の送風用モータのモータ制御装置に適用する意義は大きい。

本発明のモータ制御装置によれば、インバータ回路を構成するスイッチング素子の特性バラツキを解消して三相駆動電圧のアンバランスを解消でき、モータの性能向上を図ることができる。

実施形態におけるモータ制御装置の電気的構成図。 モータの制御態様（第１態様）を説明するための波形図。 モータの制御態様（第２態様）を説明するための波形図。 モータの制御態様（第３態様）を説明するための波形図。 素子の特性バラツキの検知態様（Ａ態様）を説明するための波形図。 素子の特性バラツキの検知態様（Ｂ態様）を説明するための波形図。 素子に特性バラツキが無い状態の動作を説明するための波形図。 素子に特性バラツキが有る状態での補正前の動作を説明するための波形図。 素子に特性バラツキが有る状態での補正後の動作を説明するための波形図。

以下、モータ制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示す本実施形態のブラシレスモータ１０は、車両用空調装置の送風用モータとして用いられるものであり、三相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに三相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの印加を受けて回転駆動する。モータ制御装置１１は、その各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに供給するための各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成し、モータ１０の回転駆動の制御を行うものである。因みに、本実施形態のモータ制御装置１１は、モータ１０に一体に備えられている。

モータ制御装置１１は、インバータ回路１２、制御回路１３及び出力調整回路１４を備えている。インバータ回路１２は、スイッチング素子として６個のＦＥＴ（ＦＥＴ１５ｕ１，１５ｕ２，１５ｖ１，１５ｖ２，１５ｗ１，１５ｗ２）を用いたブリッジ回路にて構成されている。インバータ回路１２は、三相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２が制御回路１３によってオンオフ制御されることで、車載バッテリＢＴに基づく直流電圧＋Ｂから１２０°位相の異なる三相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成し、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに印加する。

制御回路１３は、指令回転数算出部２１、実回転数算出部２２、偏差演算部２３、デューティ演算部２４及びパルス設定部２５を備えている。
指令回転数算出部２１には、車室内の空調操作部（図示略）の操作に基づいてエアコンＥＣＵ３０から出力される回転指令信号ＳＩが入力される。指令回転数算出部２１は、回転指令信号ＳＩから指令回転数（指令回転速度）ω０を算出し、その指令回転数ω０を偏差演算部２３に出力する。

実回転数算出部２２には、モータ１０に備えられる回転センサ１６から出力される回転検出信号Ｓｘが入力される。回転センサ１６は、モータ１０のロータ（図示略）に備えられるセンサマグネット１７の回転時の磁界変化をホールＩＣ等にて検知し、モータ１０の回転情報を回転検出信号Ｓｘとして出力するものである。実回転数算出部２２は、回転検出信号Ｓｘからモータ１０の実回転数（実回転速度）ω１を算出し、その実回転数ω１を偏差演算部２３に出力する。

偏差演算部２３は、減算器を用いて指令回転数ω０と実回転数ω１との偏差Δωを算出し、その偏差Δωをデューティ演算部２４に出力する。
デューティ演算部２４は、偏差Δωを用い、後段のパルス設定部２５にて設定される三相（Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相）制御パルスＰｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２のデューティ比を演算する。パルス設定部２５は、デューティ演算部２４にて都度演算されるデューティ比に基づき、各制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２を設定する。本実施形態の空調装置においては、最低風量に設定された場合のモータ１０の回転数は５００［ｒｐｍ］で、このときのデューティ比は１０％であり、最高風量に設定された場合のモータ１０の回転数は５０００［ｒｐｍ］で、このときのデューティ比は９０％としている。つまり、本実施形態では、指令回転数ω０は５００［ｒｐｍ］〜５０００［ｒｐｍ］の範囲内で、デューティ比は１０％〜９０％の範囲内で変更される。

また、デューティ演算部２４は、本実施形態ではＰＩ制御に基づく演算を行っており、指令回転数ω０に対してモータ１０の実回転数ω１を予め定めた変化態様で徐々に近づけて指令回転数ω０にて安定するようにデューティ比を変化させている。

ここで、本実施形態の制御態様の一例を図２に示すが、スタンバイモードからノーマルモードに移行して指令回転数ω０が１０００［ｒｐｍ］、３０００［ｒｐｍ］、２０００［ｒｐｍ］、０［ｒｐｍ］と順次変化し、再びスタンバイモードとなる例について説明する。因みに、本実施形態のモータ制御装置１１（モータ１０）は、図１に示すようにバッテリＢＴが直結される接続構成（リレー等を介さない構成）となっていることから、エアコンＥＣＵ３０からの回転指令信号ＳＩの入力が無い場合、バッテリＢＴの無用な電流消費を防止するためにスタンバイモード（省電流状態）となっている。これに対し、エアコンＥＣＵ３０から回転指令信号ＳＩが入力されるとスタンバイモードからノーマルモードに移行し、回転指令信号ＳＩに対応する指令回転数ω０に基づいてモータ１０の実回転数ω１が制御される。

図２に示すように、空調装置が停止状態であるスタンバイモードでは、当然ながらモータ１０は停止、即ち実回転数ω１は０［ｒｐｍ］である。次いで、空調装置の起動に基づき回転指令信号ＳＩが入力されるとモータ制御装置１１はノーマルモードとなり、指令回転数ω０が１０００［ｒｐｍ］に設定されると、本実施形態では起動直後において先ず、各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２のオンオフ動作の特性バラツキの検知を行う検知期間Ｔ１が設定されている。この検知期間Ｔ１では、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキが大きい場合、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２をオンオフさせる各制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２のデューティ比の補正も行われる。検知期間Ｔ１は、起動直後の微小期間（例えば６００［ｍｓ］）とし、車両搭乗者に気付かせない配慮がなされている。この検知期間Ｔ１での検知及び補正動作についての詳細説明は後述する。

検知期間Ｔ１の経過後は、指令回転数ω０の１０００［ｒｐｍ］の設定に基づき、モータ１０の実回転数ω１を徐々に近づける漸変期間Ｔａを経て、実回転数ω１を指令回転数ω０で安定させる定速期間Ｔｂとすべく、各制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２のデューティ比の演算が行われる。本実施形態では漸変期間Ｔａを数［ｓ］程度とし、車両搭乗者が送風動作に高級感を感じられるようにしている。このように設定される各制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２により、モータ１０の実回転数ω１が制御される。

次いで、指令回転数ω０が１０００［ｒｐｍ］から３０００［ｒｐｍ］に変更されると、上記と同様に漸変期間Ｔａ及び定速期間Ｔｂを経ることで、モータ１０の実回転数ω１が指令回転数ω０に徐々に近づいて安定するように制御される。次いで、指令回転数ω０が３０００［ｒｐｍ］から２０００［ｒｐｍ］に変更されても、モータ１０の実回転数ω１の制御は同様に行われる。

そして、指令回転数ω０が２０００［ｒｐｍ］から０［ｒｐｍ］に変更、即ち空調装置の停止の際には、漸変期間Ｔａとしてモータ１０の実回転数ω１が徐々に０［ｒｐｍ］に近づけられる。モータ１０の実回転数ω１が０［ｒｐｍ］になると、ノーマルモードからスタンバイモードに移行する。

尚、空調装置の起動直後に検知期間Ｔ１を設ける図２に示す態様を第１態様とすると、図３に示す第２態様や図４に示す第３態様のようにしてもよい。
図３に示す第２態様では、第１態様にて空調装置の起動直後に設けていた検知期間Ｔ１が空調装置の停止時に検知期間Ｔ２として設けられている。詳しくは、モータ１０の実回転数ω１が０［ｒｐｍ］になった時点、即ちモータ１０の停止直後からスタンバイモードに移行する間に検知期間Ｔ２を割り込ませた態様となっている。この第２態様では、次回の空調動作時まで検知結果（後述のデューティ比の補正値α等）をメモリ２６に記憶する必要があるものの、検知期間を十分に取れるのが利点である。

図４に示す態様は第３態様では、空調装置の停止後のスタンバイモード中に検知期間Ｔ３が設けられている。詳しくは、モータ１０の実回転数ω１が０［ｒｐｍ］になりスタンバイモードに移行しその所定時間後に、送風時には使わないデューティ比１００％に対応するエアコンＥＣＵ３０からの回転指令信号ＳＩを検知用のコマンドとして入力して一時的にノーマルモードに切り替えられる態様となっている。この第３態様においても、次回の空調動作時まで検知結果（補正値α等）をメモリ２６に記憶する必要があるものの、検知期間を十分に取れるのが利点である。また、エアコンＥＣＵ３０からの回転指令信号ＳＩに基づいて検知が可能なため、好適なタイミングで検知を行わせることが可能である。

上記したような検知期間Ｔ１（Ｔ２，Ｔ３も同様）においては、各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２のオンオフ動作の特性バラツキの検知が行われる。その際、各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２に対し、図５に示すような各相上下検知パルスが制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２として入力される。各相上下検知パルスは、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相上下アームの全てにおいてデューティ比が５０％で、且つ各相上下で交互にオンオフするパルス信号（相補信号）として設定されるものである。また、各相上下検知パルスは、三相全部が例えば６００［ｍｓ］とした検知期間Ｔ１の全体に亘って設定されている。

次に、図７、図８及び図９を用い、デューティ演算部２４及びパルス設定部２５におけるデューティ比５０％の各相上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）の生成及びその動作と、出力調整回路１４における各相上下検知パルスによる各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキの検知及びその補正とについて説明する。

図７に示すように、各相上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）は、第１三角波信号Ｓａと第２三角波信号Ｓｂとに基づいて生成される。第１及び第２三角波信号Ｓａ，Ｓｂは、互いに同期した信号で、第２三角波信号Ｓｂが第１三角波信号Ｓａよりもレベルが常に一定値だけ上側にオフセット（換言すると、第１三角波信号Ｓａが第２三角波信号Ｓｂよりもレベルが常に一定値だけ下側にオフセット）している。また、各相上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）のデューティ比を決めるデューティ設定ラインＤＬは、初期状態（補正前）でのデューティ比５０％において、第２三角波信号Ｓｂの上限値と第１三角波信号Ｓａの下限値との中間値となるように設定されている。

そして、第１及び第２三角波信号Ｓａ，Ｓｂとデューティ設定ラインＤＬとに基づき、デューティ設定ラインＤＬよりも第１三角波信号Ｓａのレベルが上側となる期間が、各相上検知パルス（各相上アームの制御パルスＰｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１）のオン期間（オンパルスＰａ）として設定され、デューティ設定ラインＤＬよりも第１三角波信号Ｓａのレベルが下側となる期間が、各相上検知パルスのオフ期間として設定される。また、デューティ設定ラインＤＬよりも第２三角波信号Ｓｂのレベルが下側となる期間が、各相下検知パルス（各相下アームの制御パルスＰｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２）のオン期間（オンパルスＰｂ）として設定され、デューティ設定ラインＤＬよりも第２三角波信号Ｓｂのレベルが上側となる期間が、各相下検知パルスのオフ期間として設定される。

尚、第１及び第２三角波信号Ｓａ，Ｓｂ間に一定間隔を持たせていることで、各相上検知パルスのオンパルスＰａと、各相下検知パルスのオンパルスＰｂとが互いに重なることを防止するデッドタイム期間が設けられている。つまり、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１と、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２とが同相同士で同時にオンすることを防止し、同相における上下アームを貫通する貫通電流が生じないようにしている。

このようにデューティ比が５０％の場合では、デッドタイム期間を除いた各相上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）のオンオフ期間が互いに等しいパルス信号が生成される。つまり、各相上検知パルスのオンパルスＰａと、各相下検知パルスのオンパルスＰｂとが等しいパルス信号が生成されるようになっている。これを受け、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１のオン期間と、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２のオン期間は、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の個体差が無い（特性バラツキが無い）場合、等しくなるはずである。

こうして、デューティ比５０％に設定された各相上検知パルス（各相上アームの制御パルスＰｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１）と、各相下検知パルス（各相下アームの制御パルスＰｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２）とにより、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１と、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２とが交互にオンする。各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１がオンすることで、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが上昇し、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２がオンすることで各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが下降する。上記したように各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキが無い場合、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１と、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２との交互のオン期間長さが等しいため、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは上限電圧の１／２の中間電圧を中心として上下動するはずである。

ここで、図１に示す出力調整回路１４は、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの検出及びこれに伴うデューティ比の補正値を算出する。出力調整回路１４には、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを分圧する分圧回路２７ａ及びこの分圧電圧を平滑化する平滑回路２７ｂを有する検知回路２７ｕ，２７ｖ，２７ｗが各相毎に設けられている。因みに、各検知回路２７ｕ，２７ｖ，２７ｗの分圧回路２７ａ及び平滑回路２７ｂは、抵抗素子やコンデンサ素子を数個組み合わせた簡素な構成のものである。各検知回路２７ｕ，２７ｖ，２７ｗは、分圧回路２７ａ及び平滑回路２７ｂを用い、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに対応する各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１を生成する。そして、各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１は、ＡＤ変換部２８を経ることでアナログ値からデジタル値に変換されて補正値算出部２９に入力される。

これにより、上記したように、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキが無い場合にデューティ比５０％に設定された各相上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）に基づく各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが中間電圧を中心として上下動すると、図７に示すように各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１の変化も上限電圧Ｖａの１／２の中間電圧Ｖａ／２を中心として上下動するはずである。

しかしながら、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２に特性バラツキが有るような場合、デューティ比５０％に設定された各相上下検知パルスであっても、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが上限電圧の１／２の中間電圧からずれてしまう。例えば図８に示すように、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが中間電圧から高くずれて、各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１が中間電圧よりも高くずれてしまうことがある。これは、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１のオン期間長さが、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２のオン期間長さよりも長くなるような特性バラツキが生じていることに起因してのものである。各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１の内で中間電圧よりもずれた相のＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性に問題がある。

そこで、本実施形態では図９に示すように、補正値算出部２９が各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１の中間電圧からのズレ量等に基づいてデューティ比の補正値αを算出する。例えば各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１が中間電圧より高くずれる場合、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１のオン期間の方が各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２のオン期間よりも長いため、両者のオン期間を等しくするためにプラス側の補正値αを得る。一方、図示しないが、各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１が中間電圧より低くずれる場合、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２のオン期間の方が各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１のオン期間よりも長いため、両者のオン期間を等しくするためのマイナス側の補正値αを得る。このように補正値算出部２９は、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２のオン期間を等しくして各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１が中間電圧となるようなデューティ比の補正値αを算出している。

図５に示す検知態様をＡ態様とすると、このＡ態様では、三相全部の上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）に基づいて三相同時にデューティ比の補正値αの算出が行われる。上記したように検知期間Ｔ１が例えば６００［ｍｓ］で、モータ制御装置１１（デューティ演算部２４及び補正値算出部２９等）の制御周期が１０［ｍｓ］とした場合、三相全部が各相検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１の６０回分のサンプリングに基づいて補正値αの算出が行われる。つまり、このＡ態様では、決められた検知期間Ｔ１内で可能な限り時間をかけて各相のデューティ比の補正値αの算出を行うことが可能である。

尚、検知態様を図５に示すＡ態様の他、図６に示すＢ態様としてもよく、このＢ態様においては、各相上下検知パルス（制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２）は、デューティ比を５０％とする期間が三相で互いの相毎に重ならないように、例えば先ずＵ相で２００［ｍｓ］の期間、次いでＶ相で２００［ｍｓ］の期間、次いでＷ相で２００［ｍｓ］の期間の順に、各相上下で交互にオンオフするパルス信号（相補信号）として設定される。つまり、このＢ態様では、このように設定される各相上下検知パルスに基づいて各相毎に期間をずらして独立してデューティ比の補正値αの算出が行われるため、相間で互いに影響を受けないようにして、各相のデューティ比の補正値αの算出を行うことが可能である。

そして、図２に示す第１態様では、空調装置の起動直後の検知期間Ｔ１に得た補正値αを用い、図３及び図４に示す第２及び図３態様では、空調装置の前回動作後の検知期間Ｔ２，Ｔ３に得た補正値αを用い、デューティ演算部２４がその補正値αを加味したデューティ比を算出し、パルス設定部２５がその算出したデューティ比に基づく各制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２を設定して、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２のオンオフ制御が行われる。

これにより、各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２に特性バラツキが有ったとしても、デューティ比の補正にて、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１のオン期間と、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２のオン期間とを等しくでき、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに流す電流）のアンバランスとなることが解消される。結果、モータ１０の各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗにて生じる磁束のアンバランスとなることが解消でき、モータ１０にて生じる低次数の騒音の発生を抑制できる等、モータ１０の性能向上を図ることが可能である。

本実施形態の効果について説明する。
（１）制御態様を図２に示す第１態様とした場合ではモータ１０（車両用空調装置）の起動直後に設定した検知期間Ｔ１、若しくは制御態様を図３及び図４に示す第２及び第３態様とした場合ではモータ１０の前回駆動停止後に設定した検知期間Ｔ２，Ｔ３に、インバータ回路１２の各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｕ２，１５ｖ１，１５ｖ２，１５ｗ１，１５ｗ２の同一相毎に同じデューティ比で相補の検知パルス（制御パルスＰｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２）が入力される。つまり、同一相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２を交互にオンオフ動作させ、これに伴い生じる同一相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）の検知結果に基づき、少なくとも直後若しくは次回のモータ１０の起動期間においてＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２をオンオフ動作させる制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２のデューティ比の補正（補正値αの算出）が行われる。これにより、インバータ回路１２を構成するＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２に特性バラツキが有る場合、各相上アームのＦＥＴ１５ｕ１，１５ｖ１，１５ｗ１のオン期間の長いと駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）が高く、各相下アームのＦＥＴ１５ｕ２，１５ｖ２，１５ｗ２のオン期間が長いと駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）が低くなるため、この検知結果から各相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２のオン期間が等しくなるように制御パルスＰｕ１，…，Ｐｗ２のデューティ比の補正を行うことができる。結果、モータ１０の各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに印加する各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに流す電流）がアンバランスとなることを解消、即ち各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗにて生じる磁束がアンバランスとなることを解消でき、モータ１０にて生じる低次数の騒音の発生を抑制できる等、モータ１０の性能向上を図ることができる。

また、本実施形態のモータ１０は、特に騒音が問題となり易い車両用空調装置の送風用モータであるため、モータ１０にて生じる低次数の騒音の発生を抑制できる等、モータ１０の性能向上が図れる意義は大きい。

また、ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２（スイッチング素子）の特性バラツキを無くすようにコストをかけて選別することが不要で、追加する回路としても安価な素子を用いる検知回路２７ｕ，２７ｖ，２７ｗであるため（ＡＤ変換部２８や補正値算出部２９はモータ制御装置１１の一部を構成する制御用マイコン内に一般的に備えられるものである）、ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２に係るコストの抑制、ひいてはモータ制御装置１１に係るコストの抑制に寄与することができる。

（２）検知態様として図５に示すＡ態様及び図６に示すＢ態様に用いる各相上下検知パルスは、デューティ比５０％に設定されたパルス信号としている。つまり、デューティ比５０％の検知パルス（相補信号）に基づく同一相上下アームのＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の交互のオンオフ動作にて生じる駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）は、中間電圧（Ｖａ／２）付近を上下動することになる（図７等参照）。そのため、各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）を通じての各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキの検知及び補正を容易に行うことができる。

（３）図５に示す検知態様のＡ態様では、検知期間Ｔ１〜Ｔ３（例えば６００［ｍｓ］）において三相同時に各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）の検知が行われるため、決められた検知期間Ｔ１〜Ｔ３内で可能な限り時間をかけて三相全部のＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキの検知及び補正を行うことができる。

（４）図６に示す検知態様のＢ態様では、検知期間Ｔ１〜Ｔ３（例えば６００［ｍｓ］）において三相毎（例えば２００［ｍｓ］）で互いに重ならないように独立して各相駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ（検知電圧Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１）の検知が行われるため、相間で互いに影響を受けないようにして、ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキの検知及び補正を行うことができる。

（５）モータ１０（車両用空調装置）の起動毎に各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２に係る検知及び補正が行われるため、都度変化する各ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性変化にも即座に対応することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記と重複するが、制御態様（検知期間Ｔ１〜Ｔ３）は図２に示す第１態様、図３に示す第２態様、図４に示す第３態様から１つ選択し、検知態様は図５に示すＡ態様、図６に示すＢ態様から一つ選択する。つまり、制御態様（検知期間Ｔ１〜Ｔ３）と検知態様との組み合わせは適宜変更してもよい。

・ＦＥＴ１５ｕ１，…，１５ｗ２の特性バラツキの検知に用いる各相上下検知パルスのデューティ比を５０％に設定したが、これ以外のデューティ比を用いてもよい。
・図５に示すＡ態様のように各相上下検知パルスを三相で完全に重ねるか、図６に示すＢ態様のように三相で完全に重ねないか（独立させるか）の何れかとしたが、一部を重ねるようにしてもよい（一部を重ねないようにしてもよい）。

・上記実施形態で用いた数値は一例であり、適宜変更してもよい。例えば、検知期間Ｔ１〜Ｔ３に関して用いた６００［ｍｓ］や２００［ｍｓ］、指令回転数ω０に関して用いた５００［ｒｐｍ］や５０００［ｒｐｍ］、そのときのデューティ比として用いた１０％や９０％等々はこれ以外でもよい。

・モータ制御装置１１をモータ１０に一体に備えたが、モータ制御装置１１とモータ１０とを別体で構成してもよい。
・車両用空調装置の送風用モータとして用いるモータ１０を制御対象としていたが、これ以外の用途のモータを制御対象としてもよい。

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）請求項に記載のモータ制御装置を一体に備えたことを特徴とするブラシレスモータ。

１０…ブラシレスモータ（モータ）、１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ…コイル、１１…モータ制御装置、１２…インバータ回路、１５ｕ１，１５ｕ２，１５ｖ１，１５ｖ２，１５ｗ１，１５ｗ２…ＦＥＴ（スイッチング素子）、Ｐｕ１，Ｐｕ２，Ｐｖ１，Ｐｖ２，Ｐｗ１，Ｐｗ２…制御パルス（検知パルス含む）、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…検知期間、Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ…駆動電圧、Ｖｕ１，Ｖｖ１，Ｖｗ１…検知電圧。

Claims (6)

1. 三相コイルを有するブラシレスモータを制御対象とし、インバータ回路を構成する複数個のスイッチング素子のオンオフ動作の組み合わせにて三相駆動電圧を生成して前記三相コイルに印加し、前記三相駆動電圧の生成時に対で動作する少なくとも一方側の前記スイッチング素子に対してＰＷＭ制御を実施して各相駆動電圧の大きさを調整して、前記モータの回転駆動を制御するモータ制御装置であって、
   前記モータの起動直後若しくは前記モータの前回駆動停止後に設定した検知期間において、前記インバータ回路の各相上下アームのスイッチング素子の同一相毎に同じデューティ比で相補の検知パルスを入力して同一相上下アームのスイッチング素子を交互にオンオフ動作させこれに伴い生じる同一相駆動電圧を検知し、該検知結果に基づいて前記スイッチング素子をオンオフ動作させる制御パルスのデューティ比の補正を行うことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記検知パルスは、デューティ比５０％に設定されたパルス信号であ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. 前記検知期間において、三相同時に各相駆動電圧の検知を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記検知期間において、三相毎で互いに重ならないように独立して各相駆動電圧の検知を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
5. 前記モータの起動毎に前記スイッチング素子に係る検知及び補正を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御対象のモータは、車両用空調装置の送風用モータであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のモータ制御装置。