JP2023119319A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータの制御方式をＰＷＭ制御と角度同期制御との何れかに切り替えてモータを駆動するモータ制御装置において、角度タイマを備えたマイクロコンピュータを利用することなく、低コストで実現できるようにする。【解決手段】モータ制御装置は、タイマ回路６０と、制御モード設定部４４と、ＰＷＭ制御部４６と、角度算出部４８と、角度同期制御部５２とを備える。ＰＷＭ制御部は、制御モード設定部にて設定された制御モードに応じて、角度同期制御部の動作モードを切り替え、角度同期制御部の動作モードがＰＷＭモードであるときにＰＷＭ制御を実行する。角度同期制御部は、動作モードが角度同期モードであるときに、角度同期制御を実行する。【選択図】図２

Description

本開示は、インバータを操作してモータを駆動するモータ制御装置に関する。

特許文献１には、モータを指令トルクで駆動するための出力電圧ベクトルの変調率に応じて、インバータの制御方式をＰＷＭ制御と角度同期制御との何れかに切り替えるように構成された制御装置が開示されている。なお、ＰＷＭは、パルス幅変調：Pulse Width Modulationの略である。

この制御装置には、インバータを構成する複数のスイッチング素子の駆動信号を各制御方式に従い生成するための２つの変調部が設けられている。そして、インバータには、各変調部にて生成された駆動信号の一方が、セレクタを介して選択的に入力される。

特開２０１７－９３０２９号公報

上記制御装置において、２つの変調部から、各制御方式に応じてインバータの複数のスイッチング素子をオン・オフさせる駆動信号を出力させるには、各変調部に、駆動信号の立ち上がり及び立ち下がりタイミングを検出するためのタイマ回路を設ける必要がある。具体的には、ＰＷＭ制御用の変調部には、計時用のカウンタを備えたタイマ回路を設けて、所望タイミングで駆動信号を出力できるようにする必要がある。また、角度同期制御用の変調部には、モータの回転角度をカウントするカウンタを備えた角度タイマを設けて、モータの所望の回転角度で駆動信号を出力できるようにする必要がある。

上記制御装置は、通常、各種演算処理を実行可能なマイクロコンピュータにて構成されるが、汎用のマイクロコンピュータには、角度タイマは備えられていない。このため、上記制御装置を実現するには、角度タイマを備えた専用のマイクロコンピュータが必要になる。しかし、モータの制御装置を、角度タイマを備えた専用のマイクロコンピュータにて構成すると、装置構成が複雑になり、コストアップを招くという問題が生じる。

本開示の１つの局面は、インバータの制御方式をＰＷＭ制御と角度同期制御との何れかに切り替えてモータを駆動するモータ制御装置において、角度タイマを備えたマイクロコンピュータを利用することなく、低コストで実現できるようにすることを目的とする。

本開示の１つの態様によるモータ制御装置は、直流電源の正極及び負極とモータの複数の端子とを接続する複数のスイッチング素子を備えたインバータを操作して、モータを駆動するモータ制御装置である。そして、モータ制御装置は、タイマ回路（６０）と、制御モード設定部（４４）と、ＰＷＭ制御部（４６）と、角度算出部（４８）と、角度同期制御部（５２）と、を備える。

タイマ回路は、インバータにおいてモータの複数の端子にそれぞれ接続される正極側及び負極側の一対のスイッチング素子毎に、各スイッチング素子のオン・オフタイミングが記憶される複数のコンペアレジスタ（ＣＭ０，ＣＭ１）を備える。

また、タイマ回路は、計時用のカウンタを備える。そして、タイマ回路は、各コンペアレジスタの値とカウンタの値が一致すると、各スイッチング素子のオン・オフタイミングを表す信号を出力するよう構成される。

制御モード設定部は、外部から入力される指令トルクに基づき、モータの制御モードをＰＷＭモードと角度同期モードとの何れかに設定するよう構成される。なお、ＰＷＭモードは、一定時間毎に所定タイミングでインバータの各スイッチング素子をオン・オフさせる制御モードである。また、角度同期モードは、モータの回転角度に応じて各スイッチング素子をオン・オフさせる制御モードである。

ＰＷＭ制御部は、制御モード設定部にて設定された制御モードがＰＷＭモードであるとき、モータを指令トルクで駆動するために各コンペアレジスタに設定すべきオン・オフタイミングを算出してタイマ回路に出力するＰＷＭ制御を、一定時間毎に実行する。

角度算出部は、モータの所定の回転角度毎に、モータを指令トルクで駆動するための各スイッチング素子のオン・オフタイミングを、モータの回転角度として算出する。
角度同期制御部は、角度算出部にて算出された回転角度で各スイッチング素子がオン・オフされるように各コンペアレジスタにオン・オフタイミングを書き込むことにより、角度同期制御を実行する。

従って、タイマ回路からは、ＰＷＭ制御部にて算出されたオン・オフタイミング、若しくは、角度算出部にて算出されたオン・オフタイミング、に応じて、インバータの複数のスイッチング素子をオン・オフさせるための信号が出力されることになる。

ところで、ＰＷＭ制御部及び角度同期制御部からタイマ回路のコンペアレジスタに対し、ＰＷＭ制御若しくは角度同期制御のためのオン・オフタイミングを直接書き込むようにすると、制御モードの切り替え時に各制御が相互に干渉することがある。

例えば、制御モードの切り替え時に、切り替え後の制御のためにタイマ回路のコンペアレジスタに設定したオン・オフタイミングが、切り替え前の制御用のオン・オフタイミングに上書きされてしまうことがある。この場合、モータの制御が不安定になって、モータに過電流が流れ、モータに大きなトルク変動が発生する、という問題が生じる。

そこで、本開示のモータ制御装置においては、制御モードの切り替え時に各制御が相互に干渉することのないよう、タイマ回路、角度同期制御部、及びＰＷＭ制御部が、下記のように構成される。

すなわち、タイマ回路は、ＰＷＭ制御部から各コンペアレジスタに向けて出力された複数のオン・オフタイミングが記憶される複数のデータレジスタ（ＳＲ０，ＳＲ１）を備える。そして、タイマ回路は、一定時間毎に、複数のデータレジスタに記憶されたオン・オフタイミングを各コンペアレジスタに書き込む。

次に、角度同期制御部は、自身の動作モードである第１動作モードがＰＷＭモードであるときに、第１切り替え指令を受けると、次にモータが所定の回転角度位置に到達したときに、第１動作モードを角度同期モードに切り替えて、角度同期制御を開始する。

これは、角度同期制御では、モータの回転角度に応じて各スイッチング素子のオン・オフタイミングを制御するので、角度同期制御を精度よく実行するには、モータの所定の回転角度位置で角度同期制御を開始する必要があるためである。

また、角度同期制御部は、自身の動作モードである第１動作モードが角度同期モードであるときに、第２切り替え指令を受けると、第１動作モードをＰＷＭモードに切り替えて、角度同期制御を停止する（Ｓ２１０）。

一方、ＰＷＭ制御部は、制御モード設定部から取得した制御モードが角度同期モードであるときには、角度同期制御部に第１切り替え指令を出力して、角度同期制御部の第１動作モードがＰＷＭモードから角度同期モードに切り替えられるまでＰＷＭ制御を継続する（Ｓ４００，Ｓ５００，Ｓ６００－Ｓ６０４）。

また、ＰＷＭ制御部は、制御モード設定部から取得した制御モードがＰＷＭモードで、角度同期制御部の第１動作モードが角度同期モードであるときには、一定時間後に次のＰＷＭ制御を開始する直前に、角度同期制御部に第２切り替え指令を出力して、角度同期制御部の第１動作モードをＰＷＭモードに切り替える（Ｓ７００）。

つまり、ＰＷＭ制御部は、制御モード設定部にて設定された制御モードに応じて、角度同期制御部に第１切り替え指令及び第２切り替え指令を出力することで、角度同期制御部による角度同期制御の開始及び停止を制御する。このため、ＰＷＭ制御部は、角度同期制御部による角度同期制御の実行期間と重複することのないよう、ＰＷＭ制御を実行できるようになる。

従って、本開示のモータ制御装置によれば、ＰＷＭ制御部による制御の下に、制御モードの切り替え時に角度同期制御とＰＷＭ制御とが干渉することのないよう、各制御の実行期間を調停できることになる。

また、更に、角度同期制御部は、ＰＷＭ制御部から出力された第１切り替え指令に従い第１動作モードを角度同期モードに設定すると、タイマ回路のデータレジスタに、カウンタの値と一致することのない規定値を書き込み、その後、角度同期制御を開始する（Ｓ２２０）。

これは、角度同期制御部の第１動作モードが角度同期モードに切り替えられて、角度同期制御部が角度同期制御を開始した際、タイマ回路のデータレジスタに、ＰＷＭ制御部にて設定されたオン・オフタイミングが残っていることがあるためである。

つまり、この場合、一定時間毎の書き替えタイミングで、コンペアレジスタの値がデータレジスタの値に書き換えられてしまい、インバータ内のスイッチング素子が、その書き換えられたオン・オフタイミングでオン・オフされることがある。

そこで、角度同期制御部が第１切り替え指令に従い第１動作モードを角度同期モードに設定した際には、データレジスタに上記規定値を書き込むことで、インバータ内のスイッチング素子がＰＷＭ制御のオン・オフタイミングでオン・オフされるのを抑制する。

このように、本開示のモータ制御装置によれば、ＰＷＭ制御部による角度同期制御部の動作モードの切り替え、及び、角度同期制御部によるデータレジスタへの規定値の書き込みにより、角度同期制御とＰＷＭ制御とが干渉するのを抑制することができる。従って、角度同期制御とＰＷＭ制御との干渉により、モータ制御が不安定になって、モータに過電流が流れたり、モータに大きなトルク変動が発生したりするのを抑制できる。

実施形態のモータ制御システム全体の構成を表す全体構成図である。 図１に示すモータ制御装置の構成を表すブロック図である。 制御モード設定部によるＰＷＭ制御と角度同期制御との切り替えを説明する説明図である。 デッドタイムモジュールの動作を説明するタイムチャートである。 制御モード設定部により設定される制御モードと制御方式の切り替わりタイミングとの関係を表すタイムチャートである。 制御モードが角度同期モードに変化したときのレジスタ設定動作を表すタイムチャートである。 図６に示すレジスタ設定動作の詳細を表すタイムチャートである。 １５°タスクで実行される制御処理を表すフローチャートである。 サブコアで実行される制御処理を表すフローチャートである。 山谷タスクで実行される制御処理を表すフローチャートである。 図１０のＳ４００にて実行される制御モード調停処理を表すフローチャートである。 図１０のＳ５００及びＳ８００にて実行される動作モード取得処理を表すフローチャートである。 図１０のＳ６００にて実行されるＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理を表すフローチャートである。 図１０のＳ７００にて実行されるＤＭＡタイマ設定処理を表すフローチャートである。 図１０のＳ９００にて実行されるＳＲ再設定処理を表すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［実施形態］
［構成］
本実施形態のモータ制御システムは、車載主機としてモータ１０を備えた車両（例えば、電気自動車やハイブリッド車）に搭載されて、モータ１０を制御する制御システムである。

図１に示すように、モータ制御システムは、直流電源２、モータ１０、インバータ２０、及び、制御装置３０を備える。なお、制御装置３０は、本開示のモータ制御装置に相当する。

モータ１０は、３相の交流モータジェネレータであり、車両の走行駆動源である。このため、モータ１０は、車両の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するモータの機能と、車両の運動エネルギにより駆動されて発電する発電機の機能とを備える。

直流電源２は、バッテリ４、バッテリ４から供給される直流電圧を昇圧するコンバータ６、及び、蓄電用のコンデンサ８、を備える。コンデンサ８は、コンバータ６を介してバッテリ４から入力される直流電力や、モータ１０からの発電電力にて充電され、モータ１０の駆動時に放電される。

インバータ２０は、直流電源２とモータ１０との間に接続された３相の電力変換装置である。インバータ２０は、直流電源２から供給される直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ１０に供給する。また、インバータ２０は、モータ１０にて発電された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を直流電源２へ供給する。

インバータ２０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６と、ダイオードＤ１～Ｄ６とを備える。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、電圧制御型の半導体スイッチング素子、具体的には、Insulated Gate Bipolar Transistor（ＩＧＢＴ）にて構成されている。なお、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、Metal Oxide Semiconductor（ＭＯＳ）トランジスタや、バイポーラトランジスタなどで構成されてもよい。

スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３は、それぞれ、モータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各端子と、直流電源２の正極端子との間に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６は、それぞれ、モータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各端子と、直流電源２の負極端子との間に接続されている。

従って、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ３は、モータ１０の各相の上アームスイッチとして機能し、スイッチング素子Ｑ４～Ｑ６は、モータ１０の各相の下アームスイッチとして機能する。

また、ダイオードＤ１～Ｄ６は、それぞれ、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に並列接続されている。ダイオードＤ１～Ｄ６は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン時に流れる電流とは逆方向に電流を流すフリーホイールダイオードとして機能する。

このため、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４とダイオードＤ１，Ｄ４は、モータ１０のＵ相の端子に双方向に電流を流す通電回路２２として機能する。また、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５とダイオードＤ２，Ｄ５は、モータ１０のＶ相の端子に双方向に電流を流す通電回路２４として機能する。また、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とダイオードＤ３，Ｄ６は、モータ１０のＷ相の端子に双方向に電流を流す通電回路２６として機能する。

次に、本実施形態のモータ制御システムには、状態検出用のセンサとして、回転センサ１２、電流センサ１４、及び、電圧センサ１６が備えられている。
回転センサ１２は、モータ１０の図示しないロータの近傍に設けられており、ロータの回転角θｅを検出し、検出した回転角θｅを制御装置３０へ出力する。なお、回転角θｅは電気角である。回転センサ１２としては、レゾルバ、エンコーダなどのセンサを採用できる。

電流センサ１４は、モータ１０の各相の巻線に流れる電流を検出し、検出した電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを制御装置３０へ出力する。なお、電流センサ１４は、モータ１０の２相の巻線に流れる電流値を検出するだけでもよい。この場合、キルヒホッフの法則を用いて残りの１相の電流値が算出される。

電圧センサ１６は、直流電源２からインバータ２０への入力電圧を電源電圧Ｖｉｎとして検出し、制御装置３０へ出力する。
制御装置３０は、ＣＰＵ４０、メモリ３２、及び、ＧＴＭ５０を含むマイクロコンピュータを主体として構成されており、モータ１０の出力トルクを指令トルクにフィードバック制御すべく、インバータ２０を操作する。なお、ＧＴＭは、ジェネリックタイマモジュール（Generic Timer Module）である。

詳しくは、制御装置３０は、インバータ２０を構成する各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオン・オフすべく、上記各センサによる検出値に基づいて、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の駆動信号Ｐ１～Ｐ６を生成し、インバータ２０に出力する。

ここで、モータ１０の各相の上アーム側の駆動信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、対応する下アーム側の駆動信号Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６は、互いに相補的なパルス信号となっている。このため、Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１とＱ４、Ｖ相のスイッチング素子Ｑ２とＱ５、Ｗ相のスイッチング素子Ｑ３とＱ６は、交互にオン状態とされる。

なお、指令トルクは、制御装置３０よりも上位の車両制御用の制御装置から出力される。この上位の制御装置は、例えば、アクセルセンサからのアクセル信号、ブレーキスイッチからのブレーキ信号、シフトスイッチからのシフト信号などに基づき、車両の運転状態に応じた目標トルクを求め、この目標トルクを指令トルクとして出力する。

［制御装置及びＧＴＭの機能］
図２に示すように、制御装置３０において、ＣＰＵ４０は、トルク制御部４２、制御モード設定部４４、山谷タスク４６、及び、１５°タスク４８、としての機能を有する。なお、これらの機能は、ＣＰＵ４０がメモリ３２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

トルク制御部４２は、指令トルクと、モータ１０の回転角θｅと、モータ１０の各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗとに基づいて、インバータ２０の出力電圧ベクトルの位相指令値φと、振幅指令値Ｖｎを算出する。

つまり、トルク制御部４２は、モータ１０の回転角θｅと電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗとに基づいてモータ１０の実トルクを推定し、その推定した実トルクを指令トルクに制御するための操作量として、振幅指令値Ｖｎ及び位相指令値φを算出する。なお、振幅指令値Ｖｎは、ｄｑ座標系における出力電圧ベクトルのｄ軸成分であるｄ軸電圧Ｖｄの２乗値とｑ軸成分であるｑ軸電圧Ｖｑの２乗値との和の平方根として定義される。

制御モード設定部４４は、出力電圧ベクトルの変調率、換言すれば電圧利用率、に応じて、制御モードとして、ＰＷＭ制御を行うＰＷＭモードと、角度同期制御を行う角度同期モードとの何れか一方を設定する。

そして、ＣＰＵ４０は、モータ１０の制御モードがＰＷＭモードであるとき、一定時間毎に実行される山谷タスク４６にて、モータ１０の相毎に、モータ１０を指令トルクで駆動するための各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン・オフタイミングを算出する。

つまり、山谷タスク４６においては、まず、トルク制御部４２にて算出された振幅指令値Ｖｎ及び位相指令値φに基づいて、正弦波状のＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを算出する。そして、その算出したＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを、電圧センサ１６にて検出された電源電圧Ｖｉｎで規格化することにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率ＤＴｕ，ＤＴｖ、ＤＴｗを算出する。

また次に、山谷タスク４６は、図４に示すように、上記各相の指令時比率ＤＴｕ，ＤＴｖ、ＤＴｗと、ＰＷＭ制御のキャリア信号である三角波と、を比較することにより、各相のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン・オフタイミングを算出する。

そして、山谷タスク４６は、その算出した各相のオン・オフタイミングを、パルス出力指令としてＧＴＭ５０に出力することにより、ＧＴＭ５０から、モータ１０をＰＷＭ制御にて駆動するための駆動信号Ｐ１～Ｐ６を出力させる。

なお、図４は、Ｕ相の指令時比率ＤＴｕと三角波とを比較して、Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオン・オフタイミングを算出している状態を表す。そして、三角波は、図４に示すように、増加速度と低下速度とが互いに等しい二等辺三角形形状であり、山谷タスク４６は、この三角波の上下のピークタイミング毎に実行される。なお、図４に示すＤＵＴＹは、各相のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン・オフタイミングを表す。

次に、ＣＰＵ４０は、モータ１０の制御モードが角度同期モードであるとき、モータ１０の所定の回転角度毎、本実施形態では電気角１５度毎、に実行される１５°タスク４８にて、モータ１０を指令トルクで駆動するためのパルスパターンを求める。なお、このパルスパターンも、山谷タスク４６で算出される各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン・オフタイミングと同様、モータ１０の相毎に算出される。

つまり、１５°タスク４８は、まず、回転センサ１２にて検出されるモータの回転角θｅから回転角速度、換言すれば電気角速度、を求め、その回転角速度に基づき、モータ１回転当りに出力するパルス数を求める。そして、そのパルス数と、トルク制御部４２にて算出された振幅指令値Ｖｎとに基づいて、角度同期制御のためのパルスパターンを、予め設定された複数のパルスパターンの中から選択する。

１５°タスク４８は、その選択したパルスパターンに従い、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオン・オフさせるためのパルス出力角度をＧＴＭ５０に出力することで、ＣＰＵ４０を構成しているＣＰＵコアとは異なるサブコア５２に、角度同期制御を実行させる。

なお、上述した山谷タスク４６及び１５°タスク４８における演算動作については、特許文献１に記載されているので、ここではより詳細な説明は省略する。本実施形態において、山谷タスク４６は、本開示のＰＷＭ制御部に相当し、１５°タスク４８は、本開示の角度算出部に相当する。

ここで、モータ１０の制御をＰＷＭ制御と角度同期制御との何れかに切り替えるのは、図３に示すように、インバータ２０からの出力電圧の振幅指令値と電源電圧との比率である変調率に応じて、制御方式を切り替えるためである。

つまり、本実施形態では、モータ１０の回転領域が、変調率が所定値ＭＲｔｈ（例えば、９５％）以下となる回転領域Ａと、変調率が所定値ＭＲｔｈを越える回転領域Ｂとに区分される。

そして、回転領域Ａでは、制御方式としてＰＷＭ制御が選択され、回転領域Ｂでは、制御方式として、角度同期制御が選択される。なお、これは、変調率が所定値ＭＲｔｈを越える回転領域Ｂにおいては、電圧利用率が高くなり、ＰＷＭ制御でモータ１０を駆動することが困難であるためである。

次に、ＧＴＭ５０には、サブコア５２、角度検出部５４、ARU-connected Timer Output Module（以下、ＡＴＯＭ）６０、及び、Dead TIme Module（以下、ＤＴＭ）７０、が備えられている。

ここで、ＡＴＯＭ６０は、インバータ２０に設けられた通電回路２２，２４，２６内のスイッチング素子、つまり、Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３とＱ６を、それぞれ相補的にオン・オフさせるパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力する。なお、ＡＴＯＭ６０は、本開示のタイマ回路に相当する。

ＡＴＯＭ６０には、各相のパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成するために、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用のタイマ回路６２、６４、６６が備えられている。また、ＡＴＯＭ６０には、計時用のタイマカウンタ６８が備えられている。

Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用のタイマ回路６２、６４、６６には、それぞれ、各相のスイッチング素子Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３とＱ６のオン・オフタイミングが書き込まれるコンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１が備えられている。

そして、各タイマ回路６２，６４，６６は、コンペアレジスタＣＭ０とタイマカウンタ６８の値が一致するとパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを立ち上げ、コンペアレジスタＣＭ１とタイマカウンタ６８の値が一致すると、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを立ち下げる。

従って、山谷タスク４６がＰＷＭ制御を実施しているときには、山谷タスク４６にて算出されたＵ，Ｖ，Ｗ相のオン・オフタイミングが、対応するタイマ回路６２、６４、６６のコンペアレジスタＣＭ０、ＣＭ１に書き込まれる。

そして、各タイマ回路６２，６４，６６からは、図４に示すように、コンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１に書き込まれたオン・オフタイミングに応じて、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが出力される。なお、図４は、Ｕ相用のタイマ回路６２から出力されるパルス信号Ｐｕを表している。

次に、ＤＴＭ７０は、各タイマ回路６２，６４，６６から出力されるパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づき、各相のスイッチング素子Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３とＱ６を、それぞれ、相補的にオン・オフさせる駆動信号Ｐ１～Ｐ６を生成する。

また、ＤＴＭ７０は、スイッチング素子Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３とＱ６が、それぞれ、同時にオン状態となることのないよう、各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に出力される駆動信号Ｐ１～Ｐ６の立上がりを所定のデッドタイムだけ遅延させる。

つまり、ＤＴＭ７０は、図４に示すように、タイマ回路６２，６４，６６から入力されたパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの立上がりを所定のデッドタイムだけ遅延させて、上アームスイッチであるスイッチング素子Ｑ１～Ｑ３の駆動信号Ｐ１～Ｐ３を生成する。

また、下アームスイッチであるスイッチング素子Ｑ４～Ｑ６の駆動信号Ｐ４～Ｐ６については、タイマ回路６２，６４，６６から入力されたパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを反転させ、その立上がりを所定のデッドタイムだけ遅延させることにより生成する。

この結果、各相用のスイッチング素子Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３とＱ６が、同時にオン状態になるのを抑制できる。
次に、サブコア５２及び角度検出部５４は、１５°タスク４８から出力された各相のパルス出力角度で、各タイマ回路６２，６４，６６からパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力させるために設けられている。

つまり、ＡＴＯＭ６０は、計時用のタイマカウンタ６８を使ってオン・オフタイミングを検出することで、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを発生するものであり、モータ１０の回転角度に応じてパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成することができない。

そこで、本実施形態では、角度検出部５４が回転センサ１２からの検出信号に基づきモータ１０の回転角度を監視する。そして、サブコア５２が、角度検出部５４にて監視されているモータ１０の回転角度が各相のパルス出力角度と一定すると、対応するタイマ回路６２，６４，６６からパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを発生させる。

具体的には、サブコア５２は、モータ１０の回転角度が各相のパルス出力角度と一致すると、各相のコンペアレジスタＣＭ０又はＣＭ１に所定値を設定することで、対応するタイマ回路６２，６４，６６から即座にパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力させる。

また、サブコア５２は、角度同期制御を適正に実施できるように、モータ１０の回転角度が、電気角０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°であるときに、角度同期制御を開始する。なお、サブコア５２は、１５°タスク４８にて算出されたパルスパターンに従い角度同期制御を実行するものであることから、本開示の角度同期制御部に相当する。

一方、山谷タスク４６は、ＡＴＯＭ６０の各相のタイマ回路６２、６４、６６に設けられたシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に、ＰＷＭ制御のためのオン・オフタイミングを書き込むことで、ＰＷＭ制御を実施するように構成されている。なお、シャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１は、本開示のデータレジスタに相当する。

ＡＴＯＭ６０において、山谷タスク４６にて各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に書き込まれたオン・オフタイミングは、山谷タスク４６の実行周期と同じ一定時間毎にコンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１に書き込まれる。

このため、制御モードがＰＷＭモードであるとき、ＡＴＯＭ６０からは、山谷タスク４６がシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に書き込んだオン・オフタイミングでパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが出力される。

ところで、コンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１は、シャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１にオン・オフタイミングが書き込まれてから所定の時間が経過してから、更新される。このため、制御モードの切り替え時には、ＡＴＯＭ６０から出力されるパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが、制御モードの切り替え前の他の制御用のものとなって、ＰＷＭ制御と角度同期制御とが相互干渉することがある。

このようにＰＷＭ制御と角度同期制御との相互干渉が生じると、モータ１０の制御が不安定になって、モータ１０に過電流が流れ、モータ１０に大きなトルク変動が発生する、という問題が生じる。そこで、本実施形態では、ＰＷＭ制御と角度同期制御とが相互干渉することのないように、山谷タスク４６及びサブコア５２が動作する。

すなわち、図５に示すように、制御モード設定部４４にて設定される制御モードがＰＷＭモードから角度同期モードに変化すると、山谷タスク４６は、時点ｔ１で角度同期要求が入力されたと判断して、サブコア５２に角度同期モードへの切り替え指令を出力する。なお、この角度同期モードへの切り替え指令は、本開示の第１切り替え指令に相当する。

すると、サブコア５２は、モータ１０の回転角度が角度同期制御の開始が許可された回転角度、例えば６０°になった時点ｔ２で、自身の動作モードをＰＷＭモードから角度同期モードに切り替え、角度同期制御を開始する。なお、サブコア５２の動作モードは、本開示の第１動作モードに相当する。

一方、例えば、時点ｔ３にて、制御モード設定部４４にて設定される制御モードが角度同期モードからＰＷＭモードに変化すると、１５°タスク４８では時点ｔ３にてＰＷＭ要求が入力されたと判断する。また、山谷タスク４６では、時点ｔ４にてＰＷＭ要求が入力されたと判断する。

そして、山谷タスク４６は、一定時間後の次の開始タイミングである時点ｔ５で、ＰＷＭ制御を開始できるように、その開始タイミングの直前、例えば１μｓ前に、サブコア５２が角度同期制御を停止するように、角度同期制御の停止指令をサブコア５２に出力する。なお、この停止指令は、本開示の第２切り替え指令に相当する。

すると、サブコア５２は、自身の動作モードをＰＷＭモードに切り替え、角度同期制御を停止する。このため、サブコア５２は、ＰＷＭ制御の次の開始タイミングである時点ｔ５よりも所定時間δｔ前に角度同期制御を停止し、山谷タスク４６は、時点ｔ５でＰＷＭ制御を開始できるようになる。

よって、本実施形態によれば、山谷タスク４６によるＰＷＭ制御と、サブコア５２による角度同期制御とが、同時に実行されるのを抑制し、これら各制御を適正に実行させることができる。

また、山谷タスク４６は、第２切り替え指令としての停止指令をサブコア５２に出力するのに、ＡＴＯＭ６０に設けられたＤＭＡタイマ６９を利用する。ＤＭＡは、ダイレクトメモリアクセス：Direct Memory Accessの略である。

つまり、ＤＭＡタイマ６９は、上記各タイマ回路６２～６６と同様、コンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１を備える。そして、山谷タスク４６はＤＭＡタイマ６９のコンペアレジスタＣＭ０に、ＤＭＡトリガの出力開始タイミングとして、例えば、時点「ｔ５－１μｓ」を設定する。また、山谷タスク４６は、ＤＭＡタイマ６９のコンペアレジスタＣＭ１に、ＤＭＡトリガの出力停止タイミングとして、時点ｔ５を設定する。

この結果、ＤＭＡタイマ６９からは、ＰＷＭ制御の次の開始タイミングの直前に、メモリ３２のＤＭＡコントローラ（以下、ＤＭＡＣ）３４にＤＭＡトリガが出力される。すると、ＤＭＡＣ３４は、ＤＭＡトリガを受けて、メモリ３２の所定領域に記憶された停止指令をサブコア５２にＤＭＡ転送させる。

従って、ＣＰＵ４０は、１５°タスク４８に停止指令の出力タイミングを監視させることなく、サブコア５２に所望のタイミングで停止指令を入力することができ、処理負荷を軽減できる。

また、サブコア５２に停止指令を出力してから、山谷タスク４６によるＰＷＭ制御が開始されるまでの制御停止期間は、ＤＭＡタイマ６９のコンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１への設定タイミングにより任意に設定できる。このため、制御停止期間は、制御装置３０の設計時に、制御の停止によって過電流や大きなトルク変動が発生することのないよう、適宜調整することができる。

また、図６に示すように、山谷タスク４６は、時点ｔ０１で制御モード設定部４４から角度同期要求を受けて、サブコア５２に切り替え指令を出力したときには、その後、サブコア５２の動作モードが角度同期モードに切り替えられるまで、ＰＷＭ制御を継続する。つまり、ＡＴＯＭ６０の各相のタイマ回路６２，６４，６６のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１へのオン・タイミングの書き込みを継続する。

この結果、制御モード設定部４４にて設定される制御モードがＰＷＭモードから角度同期モードに変化した際に、サブコア５２で角度同期制御が開始されるまで、モータ１０の制御が停止されるのを抑制できる。

一方、サブコア５２は、山谷タスク４６からの切り替え指令により、自身の動作モードがＰＷＭモードから角度同期モードに切り替わると（時点ｔ０２）、各相のタイマ回路６２，６４，６６のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に規定値を書き込む。

この規定値は、タイマカウンタ６８の値と一致することのない値、換言すればコンペアしない値であり、例えば，最大値「ＦＦＦＦＦＦＦ」が用いられる。そして、サブコア５２は、自身の動作モードが角度同期モードに切り替わって、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に規定値を書き込むと、角度同期制御による各相のコンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１への出力を開始する。

このため、サブコア５２が、１５°タスク４８にて算出されたパルス出力角度に応じたパルス信号をＡＴＯＭ６０から出力させるまでの間に、コンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１にＰＷＭ制御用のオン・オフタイミングが書き込まれるのを抑制できる。

つまり、サブコア５２が角度同期制御を開始する際、シャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１にＰＷＭ制御用のオン・オフタイミングが残っていると、サブコア５２がＡＴＯＭ６０からパルス信号を出力させる前に、ＡＴＯＭ６０からパルス信号が出力されることがある。

そこで、サブコア５２は、角度同期制御を開始する前に、各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１に規定値を書き込むことで、ＡＴＯＭ６０から、角度同期制御用ではないパルス信号が出力されるのを抑制するのである。従って、本実施形態によれば、このサブコア５２の動作によっても、制御モードの切り替え時に、ＰＷＭ制御と角度同期制御との相互干渉が生じるのを抑制できる。

なお、角度同期制御の開始時に、サブコア５２が各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１に規定値を書き込むことにより、角度同期制御の開始が遅延されるが、その遅延時間は極めて短いことから、モータ制御が不安定になることはない。

上記のように、各レジスタＳＲ０，ＳＲ１，ＣＭ０，ＣＭ１への書き込みを行う場合、シャドウレジスタＳＲ０とＳＲ１の書き込み順、または、コンペアレジスタＣＭ０とＣＭ１の書き込み順は、角度同期制御開始時のパルスのエッジ方向に応じて変更してもよい。

また、角度同期制御開始の遅延を許容できれば、サブコア５２は、コンペアレジスタＣＭ０とＣＭ１に対し、更に冗長に規定値(ＦＦＦＦＦＦ)を書き込みしてから、立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジの指令を出力するようにしてもよい。

また、６０°毎の所定の回転角度位置にて、サブコア５２の動作モードがＰＷＭモードから角度同期モードに切り替わって、サブコア５２が、各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１に規定値を書き込むようにしても、規定値が書き換えられることがある。

つまり、図７に示すように、サブコア５２の動作モードが角度同期モードに切り替わった時点ｔ０２で、山谷タスク４６は、時点ｔ０１で開始したＰＷＭ制御により、各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１への書き込み途中であることがある。

この場合、サブコア５２が、角度同期制御の開始時に、各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１に規定値を書き込んでも、一部のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１に、山谷タスク４６によるＰＷＭ制御用のオン・オフタイミングが書き込まれる。

そこで、山谷タスク４６は、ＰＷＭ制御により各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１にＰＷＭ制御用のオン・オフタイミングを書き込んだ後（時点ｔ１２）、サブコア５２の動作モードがＰＷＭモードから角度同期モードに変化しているか否かを確認する。そして、サブコア５２の動作モードがＰＷＭモードから角度同期モードに変化している場合には、各相のシャドウレジスタＳＲ０、ＳＲ１に規定値を書き込む、ＳＲ再設定処理を行う。

このため、本実施形態によれば、この山谷タスク４６によるＳＲ再設定処理によって、制御モードの切り替え時に、ＰＷＭ制御と角度同期制御との相互干渉が生じるのを、より良好に抑制できる。

［制御処理］
次に、ＣＰＵ４０において、上述した山谷タスク４６及び１５°タスク４８としての機能を実現するために実行される制御処理、及び、サブコア５２において実行される制御処理について説明する。

図８に示すように、１５°タスク４８としての機能は、まず、Ｓ１１０にて角度同期制御前処理を実行し、Ｓ１２０にて、制御モード調停処理を実行し、Ｓ１３０にて、角度同期制御用のパルス出力角度算出処理を実行する、といった手順で実現される。

Ｓ１１０の角度同期制御前処理では、上述したように、モータの回転角速度に基づき、モータ１回転当りに出力するパルス数を求め、そのパルス数と、トルク制御部４２にて算出された振幅指令値Ｖｎとに基づいて、パルスパターンを選択する。

Ｓ１２０の制御モード調停処理では、制御モード設定部４４にて角度同期モードが設定されてから、サブコア５２が角度同期制御を停止するまで、自身の動作モードを角度同期モードに設定し、それ以外の期間は、自身の動作モードをＰＷＭモードに設定する。

Ｓ１３０のパルス出力角度算出処理では、自身の動作モードが角度同期モードであるとき、角度同期制御前処理にて選択された各相のパルスパターンに従い、次のパルス出力角度を特定して、サブコア５２に出力する。なお、Ｓ１１０及びＳ１３０の処理は、モータ１０の相毎に実施される。

次に、サブコア５２は、図９に示すように、Ｓ２１０の制御モード確認処理と、Ｓ２２０の角度同期制御用パルス出力タイミング指令処理とを、繰り返し実行する。
Ｓ２１０の制御モード確認処理では、山谷タスク４６からの動作モードの切り替え指令若しくは停止指令の入力を確認する。

そして、サブコア５２自身の動作モードがＰＷＭモードであるときに、山谷タスク４６から動作モードの切り替え指令を受けると、６０°毎の次の回転角度位置にて、自身の動作モードを角度同期モードに切り替える。

また、サブコア５２自身の動作モードが角度同期モードであるときに、山谷タスク４６から停止指令を受けると、直ぐに、自身の動作モードをＰＷＭモードに切り替える。
次に、Ｓ２２０の角度同期制御用パルス出力タイミング指令処理では、自身の動作モードが角度同期モードであるとき、角度検出部５４から現在のモータ１０の回転角度を取得する。

そして、その取得した回転角度と１５°タスク４８から入力されたパルス出力角度とが一致すると、一致したパルス出力角度に対応する相のコンペアレジスタＣＭ０又はＣＭ１に値１のカウント値を設定することで、パルス信号を出力させ、Ｓ２１０に移行する。

具体的には、対応する相のパルス信号を立ち上げる場合には、コンペアレジスタＣＭ０に値１を設定し、コンペアレジスタＣＭ１にコンペアしない値（例えば、ＦＦＦＦＦＦＦ）を設定する。また、対応する相のパルス信号を立ち下げる場合には、コンペアレジスタＣＭ１に値１を設定し、コンペアレジスタＣＭ０にコンペアしない値を設定する。この結果、値１が設定されたコンペアレジスタＣＭ０又はＣＭ１から、パルス信号の立ち上げ或いは立ち下げを表す信号が出力され、ＡＴＯＭ６０から各相のパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが出力されるようになる。

また、Ｓ２２０にて、角度検出部５４から取得した回転角度と１５°タスク４８から入力されたパルス出力角度とが一致しない場合には、ＡＴＯＭ６０からのパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの出力を変化させることなく、Ｓ２１０に移行する。

次に、ＣＰＵ４０において、山谷タスク４６としての機能は、ＰＷＭ制御のキャリア信号である三角波の上下のピークタイミング毎、つまり一定時間毎に、図１０に示す手順で制御処理を実行することにより、実現される。

図１０に示すように、山谷タスク４６の制御処理では、まずＳ３００にて、ＰＷＭ制御による各相のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のオン・オフタイミングを算出する、Ｄｕｔｙ値算出処理を実行する。

すなわち、山谷タスク４６は、Ｓ３００のＤｕｔｙ値算出処理において、まず、Ｄｕｔｙ振幅指令値Ｖｎ及び位相指令値φに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを算出する。そして、その算出したＵ，Ｖ，Ｗ相指令電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷを電源電圧Ｖｉｎで規格化することにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ相指令時比率ＤＴｕ，ＤＴｖ、ＤＴｗを算出する。

また、Ｄｕｔｙ算出処理では、その算出した各相の指令時比率ＤＴｕ，ＤＴｖ、ＤＴｗと三角波とを比較することで、各相のスイッチング素子のオン・オフタイミングを、Ｄｕｔｙ値としてを算出する。

次に、Ｓ４００では、図１１に示す手順で、制御モード調停処理を実行する。この制御モード調停処理は、制御モード設定部４４にて設定された制御モードに基づき、サブコア５２の動作モードを角度同期モードに切り替えか否かを判断する。

すなわち、制御モード調停処理では、まずＳ４１０にて、制御モード設定部４４からのＰＷＭ制御及び角度同期制御の制御要求を取得する。そして、続くＳ４２０では、Ｓ４１０にて取得した制御要求に基づき、ＰＷＭ要求がオフ状態、角度同期要求がオン状態であるか否か、つまり、制御モード設定部４４からの制御要求が角度同期制御の制御要求であり、ＰＷＭ制御の制御要求ではないこと、を確認する。

Ｓ４２０にて、ＰＷＭ要求がオフ状態で、角度同期要求がオン状態であると判断されると、Ｓ４３０に移行して、制御モード設定部４４から要求された制御モードは角度同期モードであると設定して、Ｓ４４０に移行する。

Ｓ４４０では、制御モードが角度同期モードであるので、サブコア５２に切り替え指令を出力することで、サブコア５２の動作モードを角度同期モードに設定し、制御モード調停処理を終了する。

なお、Ｓ４４０での切り替え指令の出力により、サブコア５２の動作モードは、６０°毎の次の回転角度位置にて、ＰＷＭモードから角度同期モードに切り替えられる。
一方、Ｓ４２０にて、ＰＷＭ要求がオフ状態で、角度同期要求がオン状態ではないと判断されると、Ｓ４５０に移行して、ＰＷＭ要求がオン状態で、角度同期要求がオフ状態であるか否かを判断する。

そして、ＰＷＭ要求がオン状態で、角度同期要求がオフ状態である場合には、Ｓ４６０に移行して、制御モード設定部４４から要求された制御モードは、ＰＷＭモードであると設定し、制御モード調停処理を終了する。

また、Ｓ４５０にて、ＰＷＭ要求と角度同期要求とが共にオン状態又はオフ状態であると判断されると、制御モード設定部４４からの制御要求は異常であるので、制御モードを設定することなく、制御モード調停処理を終了する。

次に、山谷タスク４６において、Ｓ４００の制御モード調停処理が終了すると、Ｓ５００に移行し、図１２に示す手順で、動作モード取得処理を実行する。
なお、動作モード取得処理は、山谷タスク４６の一定時間毎の動作開始時だけでなく、動作終了時にもＳ８００にて実行される。このため、以下の説明では、Ｓ５００の処理を開始時動作モード取得処理、Ｓ８００の処理を終了時動作モード取得処理、ともいう。

図１２に示すように、動作モード取得処理では、まずＳ５１０にて、制御モード調停処理のＳ４３０又はＳ４６０にて設定した制御モードを読み込み、サブコア５２から、サブコア５２自身の動作モードを読み込む。

なお、Ｓ５１０にてサブコア５２から取得したサブコア５２自身の動作モードは、本開示の第１動作モードに相当し、以下の処理で設定される山谷タスク４６自身の動作モードは、本開示の第２動作モードに相当する。

次に、Ｓ５２０では、Ｓ５１０にて取得した制御モードと、サブコア５２の動作モードとの少なくとも一方が、ＰＷＭモードであるか否かを判断する。
そして、Ｓ５２０にて、Ｓ５１０で取得した制御モードとサブコア５２の動作モードの少なくとも一方がＰＷＭモードであると判断されると、Ｓ５３０に移行して、山谷タスク４６自身の動作モードをＰＷＭモードに設定し、動作モード取得処理を終了する。

また、Ｓ５２０にて、Ｓ５１０で取得した制御モードとサブコア５２の動作モードの両方が角度同期モードであると判断されると、Ｓ５４０に移行して、山谷タスク４６自身の動作モードを角度同期モードに設定し、動作モード取得処理を終了する。

このように、山谷タスク４６において、Ｓ５００にて開始時動作モード取得処理が実行されると、続くＳ６００，Ｓ６０２，Ｓ６０４にて、順次、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理が実行される。

Ｕ相のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理においては、図１３に示すように、まずＳ６１０にて、Ｓ５００の開始時動作モード取得処理にて設定された山谷タスク４６自身の動作モード、つまり開始時動作モードが、ＰＷＭモードであるか否かを判断する。

そして、Ｓ６１０にて開始時動作モードがＰＷＭモードであれば、Ｓ６２０に移行し、ＰＷＭ制御を実行すべく、Ｕ相のタイマ回路６２のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に、Ｓ３００にて算出したＵ相のオン・オフタイミングを書き込み、Ｓ６３０に移行する。

一方、Ｓ６１０にて開始時動作モードはＰＷＭモードではないと判断されると、Ｓ６２０の処理を実行することなく、Ｓ６３０に移行する。
そして、Ｓ６３０では、Ｓ３００にて算出したＵ相のオン・オフタイミングを、再設定用のオン・オフタイミングとして、メモリ３２の所定の記憶領域に記憶し、ＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理を終了する。

なお、Ｓ６０２で実行されるＶ相のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理、及び、Ｓ６０４で実行されるＷ相のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理は、図１３に示したＵ相のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理と同様の手順で実行されるので、説明は省略する。

次に、山谷タスク４６において、Ｓ６００～Ｓ６０４のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理が実行されると、Ｓ７００に移行し、ＤＭＡタイマ設定処理が実行される。
図１４に示すように、ＤＭＡタイマ設定処理においては、まず７１０にて、Ｓ５００にて設定された、山谷タスク４６自身の開始時制御モードを読み込む。そして、続くＳ７２０では、Ｓ７１０にて読み込んだ開始時動作モードがＰＷＭモードであり、且つ、サブコア５２の動作モードが角度同期モードであるか否かを判断する。

開始時動作モードがＰＷＭモードで、サブコア５２の動作モードが角度同期モードである場合には、サブコア５２による角度同期制御を停止させて、山谷タスク４６によるＰＷＭ制御を開始する必要がある。

このため、Ｓ７２０にて、開始時動作モードがＰＷＭモードであり、且つ、サブコア５２の動作モードが角度同期モードであると判断されると、Ｓ７３０に移行する。Ｓ７３０では、次に山谷タスク４６が制御処理を開始する直前に停止指令が出力されるよう、ＤＭＡタイマ６９をセットする。

この結果、次に山谷タスク４６が制御処理を開始する直前に、ＤＭＡタイマ６９からＤＭＡトリガが出力され、ＤＭＡＣ３４が、メモリ３２の所定領域に記憶された停止指令をサブコア５２にＤＭＡ転送させる。従って、サブコア５２は、第２切り替え指令としての停止指令を受けて、角度同期制御の実行を停止することになり、山谷タスク４６は、次に制御処理を実行することにより、ＰＷＭ制御を実施できるようになる。

このように、山谷タスク４６において、Ｓ７００にてＤＭＡタイマ設定処理が実行されると、Ｓ８００に移行して、終了時動作モード取得処理を実行する。この終了時動作モード取得処理は、Ｓ５００の開始時動作モード取得処理と同様に、図１２に示す手順で実行される。

Ｓ８００で終了時動作モード取得処理が実行されると、山谷タスク４６は、最後に、Ｓ９００のＳＲ再設定処理を実行し、制御処理を実行する。
ＳＲ再設定処理は、終了時動作モード取得処理にて設定された終了時動作モードが、開始時動作モードから変化している場合に、次回、変化後の動作モードに対応して、ＰＷＭ制御又は角度同期制御を適正に実施できるようにする処理である。

図１５に示すように、ＳＲ再設定処理においては、まずＳ９１０にて、開始時動作モードが角度同期モードであり、且つ、終了時動作モードがＰＷＭモードであるか否かを判断する。そして、Ｓ９１０にて、開始時動作モードが角度同期モードで、終了時動作モードがＰＷＭモードである、と判断されると、Ｓ９２０に移行する。

Ｓ９２０では、各相のＰＷＭ用Ｄｕｔｙ設定処理の実行時に、図１３に例示したＳ６３０の処理にてメモリ３２に記憶した、ＰＷＭ制御用のオン・オフタイミングを読み込み、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に書き込む。

そして、続くＳ９３０では、図１４のＳ７３０の処理と同様の手順で、次に山谷タスク４６が動作を開始する直前に停止指令が出力されるよう、ＤＭＡタイマ６９をセットし、ＳＲ再設定処理を終了する。

この結果、山谷タスク４６の動作中に動作モードが角度同期モードからＰＷＭモードに変更されたときには、次に山谷タスク４６を開始する直前にサブコア５２の動作モードをＰＷＭモードに切り替えることができる。

また、山谷タスク４６が次に制御処理を開始するときには、Ｓ９２０の処理により、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に、ＰＷＭ制御用のオン・オフタイミングが事前に書き込まれているので、ＰＷＭ制御を適正に開始することができる。

次に、Ｓ９１０にて、開始時動作モードが角度同期モードではない、或いは、終了時動作モードがＰＷＭモードではない、と判断されると、Ｓ９４０に移行する。Ｓ９４０では、開始時動作モードがＰＷＭモードで、サブコア動作モードが角度同期モードであり、且つ、終了時動作モードが角度同期モードであるか否かを判断する。

Ｓ９４０にて、開始時動作モードがＰＷＭモード、サブコア動作モードが角度同期モード、終了時動作モードが角度同期モードであると判断されると、Ｓ９５０に移行し、Ｓ９４０にてこのように判断されなければ、ＳＲ再設定処理を終了する。

Ｓ９５０では、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に、上述した規定値を書き込む。そして、続くＳ９６０では、ＤＭＡタイマ６９をクリアすることで、ＤＭＡＣ３４の動作によって停止指令が出力されるのを禁止し、ＳＲ再設定処理を終了する。

従って、開始時動作モードがＰＷＭモードであるとき、サブコア５２の動作モードが角度同期モードで、山谷タスク４６の動作モードが角度同期モードに変化した場合には、サブコア５２による角度同期制御を速やかに開始させることができる。

また、このようにサブコア５２が角度同期制御を開始させる際には、Ｓ９５０にて、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に規定値を書き込むことから、各相のコンペアレジスタＣＭ０，ＣＭ１がＰＷＭ制御用に書き換えられるのを抑制できる。従って、サブコア５２による角度同期制御を適正に実施させることができる。

［効果］
以上説明したように、本実施形態の制御装置３０においては、山谷タスク４６がサブコア５２の動作モードを切り替え、サブコア５２は、動作モードの切り替えにより角度同期制御を開始する際に、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１に規定値を書き込む。このため、本実施形態の制御装置３０によれば、角度同期制御とＰＷＭ制御とが相互に干渉するのを抑制することができる。

また、山谷タスク４６は、制御終了時の動作モードが制御開始時の動作モードから変化しているときには、ＳＲ再設定処理にて、各相のシャドウレジスタＳＲ０，ＳＲ１にＰＷＭ制御用のオン・オフタイミング若しくは規定値を再設定する。

このため、山谷タスク４６若しくはサブコア５２は、山谷タスク４６の制御終了時の動作モードに応じて、ＰＷＭ制御若しくは角度同期制御を速やかに開始することができ、しかも、その制御開始時に各制御が相互に干渉するのを抑制できる。

よって、本実施形態の制御装置３０によれば、一般的なマイクロコンピュータに設けられている一つのタイマ回路を使って、角度同期制御とＰＷＭ制御を選択的に実行できるだけでなく、これらの制御の干渉により、モータ制御が不安定になるのを抑制できる。

また、特に、本実施形態の制御装置３０は、車載主機であるモータ１０を制御するものであることから、モータに流れる過電流やトルク変動を抑えて、安全な車両走行を実現することができ、しかも、制御装置３０のコストダウンを図ることができる。

［他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

例えば、上記実施形態では、制御方式は、図３に示すように４段階に切り替えられるものとして説明したが、この制御方式の切り替えは一例であり、本開示の技術は、制御方式をＰＷＭ制御と角度同期制御との何れかに切り替える制御装置であれば適用できる。

また、上記実施形態では、制御装置３０における各機能は、ＣＰＵ４０若しくはサブコア５２にて実行される制御処理、換言すれば、プログラムの実行により実現されるものとして説明した。しかし、制御装置３０における機能の一部は、ハードウェア論理回路によって実現されてもよい。

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

また、本開示は、モータ制御装置の他、制御システム、モータ制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、モータ制御方法など、種々の形態で実現することもできる。

１０…モータ、２０…インバータ、３０…制御装置、３２…メモリ、３４…ＤＭＡＣ、４０…ＣＰＵ、４４…制御モード設定部、４６…山谷タスク、４８…１５°タスク、５２…サブコア、６０…ＡＴＯＭ、６２～６６…タイマ回路、６８…タイマカウンタ、６９…ＤＭＡタイマ、ＣＭ０，ＣＭ１…コンペアレジスタ、ＳＲ０，ＳＲ１…シャドウレジスタ。

Claims (4)

1. 直流電源の正極及び負極とモータの複数の端子とを接続する複数のスイッチング素子を備えたインバータを操作して、前記モータを駆動するモータ制御装置であって、
   前記インバータにおいて前記モータの前記複数の端子にそれぞれ接続される正極側及び負極側の一対のスイッチング素子毎に、前記各スイッチング素子のオン・オフタイミングが記憶される複数のコンペアレジスタ（ＣＭ０，ＣＭ１）を備えると共に、計時用のカウンタを備え、前記各コンペアレジスタの値と前記カウンタの値が一致すると、前記各スイッチング素子のオン・オフタイミングを表す信号を出力するよう構成されたタイマ回路（６０）と、
   外部から入力される指令トルクに基づき、前記モータの制御モードを、一定時間毎に所定タイミングで前記各スイッチング素子をオン・オフさせるＰＷＭモードと、前記モータの回転角度に応じて前記各スイッチング素子をオン・オフさせる角度同期モードとの何れかに設定するように構成された制御モード設定部（４４）と、
   前記制御モード設定部にて設定された前記制御モードが前記ＰＷＭモードであるとき、前記モータを前記指令トルクで駆動するために前記各コンペアレジスタに設定すべきオン・オフタイミングを算出して前記タイマ回路に出力するＰＷＭ制御を、前記一定時間毎に実行するよう構成されたＰＷＭ制御部（４６）と、
   前記モータの所定の回転角度毎に、前記モータを前記指令トルクで駆動するための前記各スイッチング素子のオン・オフタイミングを、前記モータの回転角度として算出するよう構成された角度算出部（４８）と、
   前記角度算出部にて算出された前記回転角度で前記各スイッチング素子がオン・オフされるように前記各コンペアレジスタに前記オン・オフタイミングを書き込む角度同期制御、を実行するよう構成された角度同期制御部（５２）と、
   を備え、
   前記タイマ回路は、前記ＰＷＭ制御部から前記各コンペアレジスタに向けて出力された複数のオン・オフタイミングが記憶される複数のデータレジスタ（ＳＲ０，ＳＲ１）を備え、前記一定時間毎に、前記複数のデータレジスタに記憶された前記オン・オフタイミングを前記各コンペアレジスタに書き込むように構成され、
   前記角度同期制御部は、自身の動作モードである第１動作モードが前記ＰＷＭモードであるとき、第１切り替え指令を受けると、次に前記モータが所定の回転角度位置に到達したときに、前記第１動作モードを前記角度同期モードに切り替えて、前記角度同期制御を開始し、前記第１動作モードが前記角度同期モードであるとき、第２切り替え指令を受けると、前記第１動作モードを前記ＰＷＭモードに切り替えて、前記角度同期制御を停止する（Ｓ２１０）、ように構成され、
   前記ＰＷＭ制御部は、
   前記制御モード設定部から取得した前記制御モードが前記角度同期モードであるときには、前記角度同期制御部に前記第１切り替え指令を出力して、前記角度同期制御部の前記第１動作モードが前記ＰＷＭモードから前記角度同期モードに切り替えられるまで前記ＰＷＭ制御を継続し（Ｓ４００，Ｓ５００，Ｓ６００－Ｓ６０４）、
   前記制御モード設定部から取得した前記制御モードが前記ＰＷＭモードで、前記角度同期制御部の前記第１動作モードが前記角度同期モードであるときには、前記一定時間後に次の前記ＰＷＭ制御を開始する直前に、前記角度同期制御部に前記第２切り替え指令を出力して、前記角度同期制御部の前記第１動作モードを前記ＰＷＭモードに切り替える（Ｓ７００）、
   ように構成され、
   前記角度同期制御部は、前記ＰＷＭ制御部から出力された前記第１切り替え指令に従い前記第１動作モードを前記角度同期モードに設定すると、前記タイマ回路の前記データレジスタに、前記カウンタの値と一致することのない規定値を書き込み、その後、前記角度同期制御を開始する（Ｓ２２０）ように構成されている、モータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
   前記ＰＷＭ制御部は、
   前記一定時間毎の動作開始時と動作終了時に、それぞれ、前記制御モード設定部から前記制御モードを取得して前記角度同期制御部の前記第１動作モードと比較し、前記制御モードと前記第１動作モードが共に前記角度同期モードであるときには、自身の動作モードである第２動作モードを前記角度同期モードに設定し、前記制御モードと前記第１動作モードの少なくとも一方が前記ＰＷＭモードであるときには、前記第２動作モードを前記ＰＷＭモードに設定し（Ｓ５００）、
   前記ＰＷＭ制御で前記タイマ回路の前記各データレジスタに書き込んだオン・オフタイミングを再設定用データとして記憶し（Ｓ６００－Ｓ６０４）、
   前記動作開始時に設定された前記第２動作モードが前記角度同期モードで、前記動作終了時に設定された前記第２動作モードが前記ＰＷＭモードであるときには、前記再設定用データを、前記各データレジスタに書き込み、前記一定時間後に動作を開始する直前に、前記角度同期制御部に前記第２切り替え指令を出力し（Ｓ７００）、
   前記動作開始時に設定された前記第２動作モードが前記ＰＷＭモードで、前記角度同期制御部の前記第１動作モードが前記角度同期モードであり、前記動作終了時に設定された前記第２動作モードが前記角度同期モードであるときには、前記タイマ回路の前記データレジスタに、前記規定値を書き込む（Ｓ９００）、
   ように構成されている、モータ制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置であって、
   前記ＰＷＭ制御部は、前記角度同期制御部に前記第２切り替え指令を出力するタイミングを、前記タイマ回路（６９）に設定し、該設定したタイミングで前記タイマ回路から前記角度同期制御部に前記第２切り替え指令を出力させる、ように構成されている、モータ制御装置。
4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載のモータ制御装置であって、
   前記モータ制御装置は、前記タイマ回路を含むマイクロコンピュータにて構成されており、前記角度同期制御部は、前記ＰＷＭ制御部として機能するＣＰＵコアとは異なるコアにて構成されている、モータ制御装置。

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