JP5018850B2 - 電動機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動機制御装置に関し、特に電流検出精度の向上を図るように電動機を制御した電動機制御装置に関するものである。

従来、電動機の電流検出は、電動機にシャント抵抗等の電流検出抵抗を直列接続して、この電流検出抵抗間に生じる電圧に基づいて行っている。この電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキにより生じるオフセットの補正を行うものとして、特許文献１に記載の電流検出回路が提案されている。特許文献１に記載の電流検出回路は、電動機を駆動していないときの電流検出信号を電動機電流が零の状態と対応づけることでオフセットの補正を行うものである。

また、特許文献２に記載の電流検出装置は、３組のスイッチング素子群からなるブリッジ回路と３組のスイッチング素子群の内の負側に接続するスイッチング素子のコモン側に直列に接続されたシャント抵抗で構成される電流検出装置において、シャント抵抗が接続されたスイッチング素子がオフしている時の抵抗間電圧をオフセット補正に使用するものである。特許文献２に記載のオフセット補正は、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキおよび温度特性に依存して生じるオフセットの補正をリアルタイムに行うことが可能である。

特開平３−１８６４７７号公報 特開平１０−１３２８６９号公報

特許文献１に記載の電流検出回路では、上述の通り電動機を駆動していないときのオフセットの補正を行うことはできるが、電動機を駆動している状態での、回路素子の温度特性に依存して生じるオフセットのずれを補正することができないという問題がある。一方、特許文献２に記載の電流検出装置では、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキおよび温度特性に依存して生じるオフセットの補正をリアルタイムに行うことができる。しかし、回路素子の特性バラツキおよび温度特性に依存して生じるオフセットの双方をリアルタイムに補正するため、オフセット補正値の取り得る値が大きくなり、例えば、電動機駆動時のブリッジ回路のスイッチング動作により、スイッチング素子がオフしている時のシャント抵抗間電圧波形にノイズが重畳した場合、このノイズを含んだ大きなずれ分までをオフセット補正値として更新することを許容してしまい、電流検出精度が劣化するため、オフセット補正値を誤学習したことによる電動機への影響が大きくなるという問題があった。

また、オフセット補正値はメモリに記憶しておくが、メモリが破損してしまうと、メモリに記憶しておいたオフセット補正値は不定となり、信用できない値となるので、オフセット補正値に異常が検出された場合には補正値を０とせざるを得ない。上述の通り、オフセット補正値の取り得る値は大きいため、メモリ破損前後でオフセット補正値の変化幅が大きく、電流検出精度が大きく劣化するため、メモリ破損時の電動機への影響も大きいという問題もあった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキに依存して生じるオフセットの補正を行うとともに、温度特性に依存して生じるオフセットの補正をリアルタイムに行うことができ、かつオフセット補正値を誤学習した場合の電動機への影響を低減することが可能な電動機制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電動機制御装置は、電動機と、前記電動機を駆動する電動機駆動部と、前記電動機駆動部を制御する制御部からなる電動機制御装置において、前記電動機駆動部内の電流検出箇所に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出箇所に電流が流れているときに検出される第１の検出値と、前記電流検出箇所に電流が流れていないときに検出される第２の検出値に基づいて得られるオフセット補正値から前記電動機に流れる電流値を算出する電流算出部とを有し、前記オフセット補正値は、前記電動機制御装置組立時に不揮発メモリに記憶された第１のオフセット補正値と、前記電動機を駆動中に前記制御部で演算される第２のオフセット補正値からなるようにしたものである。

本発明によれば、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキに依存して生じるオフセットを補正するとともに、温度特性に依存して生じるオフセットの補正をリアルタイムに行うことができ、かつオフセット補正値を誤学習した場合の電動機への影響を低減することが可能な電動機制御装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の第１のオフセット補正値の検出手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の電流検出手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置に於いて、不揮発メモリ８２に格納されるオフセット情報の一例である。 この発明の実施の形態２に係る電動機制御装置に於いて、抵抗４で検出される波形の一例を示した図である。 この発明の実施の形態２に係る電動機制御装置の電流検出手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る電動機制御装置の電流検出手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４に係る電動機制御装置に於いて、抵抗４で検出される波形の一例を示した図である。 この発明の実施の形態４に係る電動機制御装置の電流検出手順を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の構成を示すブロック図である。図１に於いて、三相モータである電動機１を駆動する電動機駆動部２は、６個のスイッチング素子Ｔｒ１〜スイッチング素子Ｔｒ６からなるブリッジ回路３、このブリッジ回路３内の２組のスイッチング素子群の内の低電位側に接続するスイッチング素子Ｔｒ２、Ｔｒ４とＧＮＤとの間に直列に接続された抵抗４、５およびこの抵抗４、５の抵抗間電圧を増幅する増幅回路６、７により構成される。また、電動機駆動部２を制御する制御部８は、増幅回路６、７から出力される増幅後の抵抗間電圧をディジタル化して検出するＡ／Ｄ変換器等が内蔵されたマイコン８１、オフセット補正値等の各種情報を格納する不揮発メモリ８２で構成され、電動機１に流れる電流の検出と、検出した電流値とオフセット補正値に基づく電流算出等を行う。なお、以降では、各図中、同一符号は同一部分を示す。

次に、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の動作について説明する。図２、図３は、図１に示す電動機制御装置の動作を示すフローチャート、図４は、不揮発メモリ８２に格納されるオフセット情報の一例であり、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリで構成され、第１のオフセット補正値が格納される。図４には例として、電動機制御装置組立時に、常温環境下で、図２に示すフローチャートを一度だけ行うことにより得られるＵ相第１のオフセット補正値（Ｙ１＿Ｕ）およびＶ相第１のオフセット補正値（Ｙ１＿Ｖ）を不揮発メモリ８２に格納する場合が示されている。始めに、図２に示すフローチャートを参照しながら、電動機制御装置組立時に得られる第１のオフセット補正値の検出手順について説明を行う。

Ｓ１０では、６つのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６をオフにすることで、電動機１に流れる電流を遮断して電動機１を駆動停止状態にする。続いて、Ｓ１１では、増幅回路６、７より出力される電流検出信号をマイコン８１に内蔵されたＡ／Ｄ変換器を介して検出する。なお、ここで検出される電流検出値は、電動機制御装置組立時に、常温環境下でＵ相、Ｖ相それぞれに生じるオフセットであり、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキ等により生じる個々の回路に固有の値である。Ｓ１２では、Ｓ１１で得られた電流検出信号を、図４に示すように、不揮発メモリ８２にＵ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿Ｕ、Ｖ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿Ｖとして記憶する。

続いて、図３に示すフローチャートを参照しながら、電動機を駆動中に得られる第２のオフセット補正値の検出手順および図１に示す電動機制御装置の動作について説明を行う。

Ｓ２０では、ＰＷＭ制御により、電動機１を駆動状態にする。具体的には、制御部８より出力され、６つのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６の入力端子に入力されるＰＷＭ制御信号によって生成される電圧が電動機１に供給され、電動機１の駆動制御が行われる。なお、ＰＷＭ制御は、周知の方法により行われる。

Ｓ２１では、スイッチング素子Ｔｒ２がオンしているかオフしているかの判定を行う。この実施の形態の例では、ＰＷＭ制御信号によりスイッチング素子Ｔｒ２を制御する場合を示しており、この場合、マイコン８１内のカウンタ値のカウントアップ・ダウンにより生成される三角波波形およびリファレンス信号がコンパレータに入力され、三角波波形が、リファレンス信号よりも大きい場合はオンであり、リファレンス信号よりも小さい場合はオフであることから、三角波波形とリファレンス信号の大小関係に基づいて、スイッチング素子Ｔｒ２がオンしているかオフしているかの判定を行うことができる。スイッチング素子Ｔｒ２がオンしていれば、電動機１に流れるＵ相電流の検出処理を行う（Ｓ３８）。ここで検出されるＵ相電流は、電流検出箇所である抵抗４に電流が流れるときに検出される第１の検出値である。スイッチング素子Ｔｒ２がオフしていれば、電流検出信号の検出（Ｓ２２）を行い、Ｓ２３以降において、Ｓ２２で得られた電流検出信号とＵ相第１のオフセット補正値（Ｙ１＿Ｕ）とに基づいてＵ相第２のオフセット補正値（Ｙ２＿Ｕ）の更新を行う。ここで検出される電流検出信号は、電流検出箇所である抵抗４に電流が流れないときに検出される第２の検出値である。

Ｓ２２では、電流検出信号Ｘ（ｔ）の検出処理を行う。スイッチング素子Ｔｒ２がオフしているときは、検出箇所である抵抗４に電流が流れないので、抵抗間電圧もゼロである。したがって、スイッチング素子Ｔｒ２がオフしているときは、マイコン８１に内蔵されたＡ／Ｄ変換器から電流検出回路のオフセット値が出力される。なお、ここで出力されるオフセット値は、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキおよび温度特性に依存して生じるオフセット値である。それゆえ、Ｓ２３において、第２の検出値から不揮発メモリ８２に格納されたＵ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿Ｕを差し引く処理（温度ドリフト検出処理）を行う。

Ｓ２３では、時刻ｔにおける第２の検出値Ｘ（ｔ）およびＵ相第１のオフセット値Ｙ１＿Ｕに基づいて温度ドリフト検出処理を行う。具体的には、下記の式（１）に基づき、温度特性に依存して生じたずれＸ１（ｔ）を算出する。また、式（２）に基づき、ずれＸ１（ｔ）とＸ（ｔ−１）の差分δＸ１（ｔ）を算出する。

ここで、矢印は代入処理であることを示す。また、Ｘ（ｔ）はＳ２２で得られた電流検出信号で、スイッチング素子Ｔｒ２がオフしていているときにマイコン８１に内蔵されたＡ／Ｄ変換器から出力された検出値（第２の検出値）、Ｘ１（ｔ）は回路素子の温度特性に依存して生じるオフセット検出値である。また、δＸ１（ｔ）は、Ｘ１（ｔ）とＸ１（ｔ−１）の差分量を示した値である。続いて、Ｓ２４へ進み、検出値Ｘ１（ｔ）の時間変化量（すなわち、｜δＸ１（ｔ）｜）が所定値（α）より小さくなるようにＸ１（ｔ）制限する処理を行う。

Ｓ２４では、Ｓ２３で算出した検出値Ｘ１（ｔ）の時間変化量｜δＸ１（ｔ）｜が所定値（α）より小さいか否かを判定し、｜δＸ１（ｔ）｜がαより小さいと判定した場合はＳ２８へ進み、それ以外の場合は、δＸ１（ｔ）が０よりも大きいかどうかの判定処理を行う（Ｓ２５）。Ｓ２５において、δＸ１（ｔ）が０よりも大きいと判定した場合は、式（３）に基づき、Ｘ１（ｔ）の値を更新（Ｓ２６）し、それ以外の場合は、式（４）に基づき、Ｘ１（ｔ）の値を更新（Ｓ２７）し、Ｓ２８へ進む。

ここで、αは、検出値Ｘ１（ｔ）の時間変化量δＸ１（ｔ）の上限値であり、予め想定される範囲の温度ドリフト変化速度に基づいて値を設定する。このようにしてαの値を設定することで、検出波形にノイズが重畳した場合であっても、オフセット補正値の変化速度を予め想定される範囲内に制限することが可能となる。

Ｓ２８では、検出値Ｘ１（ｔ）の絶対値が所定値（β）以下であるかどうかの判定処理を行う。｜Ｘ１（ｔ）｜がβ以下であると判定した場合は、Ｕ相第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行わないので、Ｕ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｕに０を代入（Ｓ２９）し、電流検出処理を終了する。｜Ｘ１（ｔ）｜がβより大きいと判定した場合は、Ｘ１（ｔ）が０よりも大きいかどうかの判定処理を行う（Ｓ３０）。Ｓ３０において、Ｘ１（ｔ）が０よりも大きいと判定した場合は、式（５）に基づき、Ｘ１（ｔ）の値を更新（Ｓ３１）し、それ以外の場合は、式（６）に基づき、Ｘ１（ｔ）の値を更新（Ｓ３２）し、Ｓ３３へ進む。

式（５）、式（６）で、右辺のＸ１（ｔ）は更新前の検出値、左辺のＸ１（ｔ）は更新後の検出値を示す。また、βは、第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行うかどうかを判定するしきい値であり、例えば、温度ドリフトによるずれが発生していないと判断するような値に設定する。このようにしてβの値を設定することで、｜Ｘ１（ｔ）｜の値が所定値（β）以下であれば、第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行わない不感帯を設け、不感帯以上の検出値Ｘ１を検出した場合のみ第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行うことが可能となる。

Ｓ３３では、検出値Ｘ１（ｔ）が所定の範囲内（γ１〜γ２）に制限されているかどうかの判定処理を行う。Ｘ１（ｔ）がγ１≦Ｘ１（ｔ）≦γ２の範囲内であると判定した場合はＳ３７へ進み、それ以外の場合は、Ｘ１（ｔ）がγ２よりも大きいかどうかの判定処理を行う（Ｓ３４）。Ｓ３４において、Ｘ１（ｔ）がγ２よりも大きいと判定した場合は、Ｘ１（ｔ）にγ２を代入（Ｓ３５）し、それ以外の場合は、Ｘ１（ｔ）にγ１を代入（Ｓ３６）し、Ｓ３７へ進む。ここで、γ１は第２のオフセット補正値の下限値、γ２は第２のオフセット補正値の上限値であり、例えば、設計上有り得る範囲の温度ドリフト量に相当する値を設定する。このようにしてγ１、γ２の値を設定することで、検出波形にノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新しないようにすることが可能となる。

Ｓ３７では、Ｕ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｕの更新処理を行う。具体的には、検出値Ｘ１（ｔ）をＵ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｕに代入することで、第２のオフセット補正値Ｙ２が更新される。

Ｓ３８では、電動機１のＵ相電流の検出処理を行う。スイッチング素子Ｔｒ２がオンしているときは、抵抗４に電流が流れるので、この抵抗間電圧を測定することで、電動機１のＵ相電流を検出することができる。Ｓ３８で検出された電動機１のＵ相電流は、Ｕ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿ＵおよびＵ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｕとともに制御部８内に入力され、マイコン８１の処理である、オフセット補正を行う（Ｓ３９）。

Ｓ３９では、Ｕ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿ＵおよびＵ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｕに基づくオフセット補正を行う。具体的には下記の式（７）に基づき、オフセット補正を行う。

ただし、Ｚはオフセット補正後の電流検出値である。オフセット補正により、電動機１に流れるＵ相電流の方向および電流値が得られる。

なお、ここでは、スイッチング素子Ｔｒ２のオン／オフ状態に基づき、Ｕ相第２のオフセット補正値（Ｙ２＿Ｕ）およびＵ相電流を検出する場合について示したが、スイッチング素子Ｔｒ２をスイッチング素子Ｔｒ４に、Ｕ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿ＵおよびＵ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｕを、それぞれＶ相第１のオフセット補正値Ｙ１＿Ｖ、Ｖ相第２のオフセット補正値Ｙ２＿Ｖに置き換えることで、上記と同様の手順により、Ｖ相第２のオフセット補正値（Ｙ２＿Ｖ）およびＶ相電流を検出することが可能であることから、詳細説明は省略する。

以上のように、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置は、電動機制御装置組立時に、不揮発メモリに記憶された第１のオフセット補正値と、電動機を駆動中に制御部で演算される第２のオフセット補正値とに基づいてオフセット補正を行うように構成したので、電流検出手段を構成する回路素子の特性バラツキに依存して生じるオフセットの補正を行うとともに、温度特性に依存して生じるオフセットの補正をリアルタイムに行うことが可能となる。

また、オフセット補正値は、電動機制御装置組立時に不揮発メモリに書き込まれる第１のオフセット補正値と、電動機を駆動中に制御部で演算される第２のオフセット補正値からなるように構成したので、メモリが破損した際、従来であれば電動機を使用中にリアルタイムに変化するオフセット補正値は初期化され、電流検出精度が大きく劣化していたが、本発明の構成によれば、第１のオフセット補正値、第２のオフセット補正値のうち、一方のオフセット補正値の内容が初期化されたとしても、他方のオフセット補正値の内容は保持されることから、従来に比べて電流検出精度の劣化を抑えることができ、メモリ破損時の電動機への影響を低減することが可能となる。

また、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置は、電動機を駆動中であり、スイッチング素子Ｔｒ２がオフしているときに抵抗４の抵抗間電圧として検出される第２の検出値Ｘ（ｔ）から第１のオフセット補正値を引いた値の時間変化量が電流検出部の温度ドリフト変化速度に基づく所定値（α）より小さくなるように、第２のオフセット補正値が制限された構成としている。したがって、制限後の第２のオフセット補正値は温度ドリフト変化速度の想定範囲内の値となり、温度特性に依存して生じるオフセットのずれを適正に検出することが可能となる。

また、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置は、電動機を駆動中であり、スイッチング素子Ｔｒ２がオフしているときに抵抗４の抵抗間電圧として検出される第２の検出値Ｘ（ｔ）から第１のオフセット補正値を引いた値の絶対値がβ以下である場合、第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行わない構成としている。したがって、例えば、βを温度ドリフト等によるオフセットのずれ以外の検出値のわずかな変化幅よりも大きい値に設定することで、温度特性に依存して生じるオフセットのずれ以外の要因で検出値がわずかに変化する度に、第２のオフセット補正値Ｙ２を更新することがなくなり、温度特性に依存して生じるオフセットのずれを適正に検出することが可能となる。

さらに、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置において、電動機を駆動中であり、スイッチング素子Ｔｒ２がオフしているときに抵抗４の抵抗間電圧として検出される第２の検出値Ｘ（ｔ）から第１のオフセット補正値を引いた値が所定の範囲内（γ１≦Ｘ（ｔ）−Ｙ１≦γ２）となるように制限された構成としたので、例えば、温度ドリフト補正値として取り得る値の下限値をγ１、上限値をγ２とすることで、制限後の第２のオフセット補正値は温度ドリフト補正値として取り得る値の想定範囲内の値となり、このとき、検出波形に上限値γ２より値の大きいノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新することがなくなり、温度特性に依存して生じるオフセットのずれを適正に検出することが可能となる。

以上のように、この発明の実施の形態１では、第２のオフセット補正値に関して制限を行うように構成したので、第２のオフセット補正値が適正範囲内の値となり、例えば、ノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新することがなくなり、オフセット補正値を誤学習した場合の電動機への影響を低減することが可能となる。

なお、この発明の実施の形態１では、第２のオフセット補正値の時間変化量が所定値より小さくなるように制限し、第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行わない不感帯を設けることで、第２のオフセット補正値を制限し、さらに、第２のオフセット補正値が所定の範囲内に制限する場合について示したが、この場合に限られるものではなく、上記の第２のオフセット補正値に関する制限のうち、いずれかの制限を行うようにしてもよい。また、この発明の実施の形態１に係る電動機制御装置は、６つのスイッチング素子からなるブリッジ回路の各スイッチング素子をＰＷＭ制御することにより、三相モータに交流を流す場合について示したが、これに限らず、オフセット補正により電流検出を行う電動機制御装置において、オフセット情報が格納されるメモリの構成が電動機制御装置組立時に、不揮発メモリに記憶される第１のオフセット補正値と電動機を駆動中に、制御部で演算される第２のオフセット補正値からなる構成であれば、例えば直流モータに直流を流す等他の部分が異なる構成でも構わない。

実施の形態２．
図５は、図１に示す電動機制御装置に於いて、抵抗４で検出される波形の一例を示し、横軸は時間、縦軸は電流検出値を示す。また、図５（ａ）はオンデューティ値が小さい場合、図５（ｂ）はオンデューティ値が大きい場合を示す。ここで、オンデューティ値とは、ＰＷＭ制御信号のうち、オン区間の占める割合を示した値であり、例えばオン区間の占める割合が0のときは0％、オン区間とオフ区間の占める割合がともに等しいときは50％であり、オンデューティ値が大きいほど、オフ区間の占める割合が小さくなる。上記実施の形態１に示したＰＷＭ制御により電動機を駆動する電動機駆動部を有する電動機制御装置において、例えば、図５（ａ）に示すように、ＰＷＭ制御信号のオン区間の占める割合であるオンデューティ値が小さい場合は、ＰＷＭ制御信号のオフ区間内の電流検出区間での検出値は一定である。しかし、ＰＷＭ制御信号はパルス状の波形であり、オーバーシュート、アンダーシュートが発生した波形が検出波形として検出され、図５（ｂ）に示すように、オンデューティ値が大きくなると、アンダーシュートによるノイズが電流検出区間内に含まれるようになり、このノイズを含んだ大きなずれまでをオフセット補正値として更新することを許容してしまい、電流検出精度が劣化するという問題があった。そこで、オンデューティ値が所定値以上であれば、第２のオフセット補正値の更新を行わないようにすれば、アンダーシュートによるノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新しなくなる。この発明の実施の形態２は、オフセット補正値の構成は実施の形態１と同じ構成で、オンデューティ値が所定値以上であれば、第２のオフセット補正値の更新を行わないようにしたものである。以下でその詳細を説明する。図６は、この発明の実施の形態２に係る電動機制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、この発明の実施の形態２に係る電動機制御装置のブロック図は図１と同じであるので、その詳細説明は省略する。

図６において、Ｓ４０では、ＰＷＭ制御により、電動機１を駆動状態にする。具体的には、制御部８より出力され、６つのスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６の入力端子に入力されるＰＷＭ制御信号によって生成される電圧が電動機１に印加され、電動機１の駆動制御が行われる。なお、ＰＷＭ制御は、周知の方法により行われる。

Ｓ４１では、オンデューティ値が所定値（Δ）以上であるかどうかの判定処理を行う。オンデューティ値がΔ以上であると判定した場合は第２のオフセット補正値の更新を行わず、この電流検出処理を終了する。オンデューティ値がΔ未満であると判定した場合はＳ４２に進み、第２のオフセット補正値の更新を行う。ここで、Δは第２のオフセット補正値の更新を行うかどうかを判定するしきい値であり、例えば、検出波形にオーバーシュート、アンダーシュートによるノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新しないようなオンデューティ値に設定する。

Ｓ４２では、温度ドリフト検出処理を行う。具体的には、前述の式（１）に基づき、温度特性に依存して生じたずれＸ１（ｔ）を算出する。

以上述べたように、この発明の実施の形態２に係る電動機制御装置によれば、３組のスイッチング素子群をブリッジ接続して構成したものに対して、パルス幅変調信号により各々のスイッチング素子のオン／オフ状態を制御することで三相モータを駆動し、パルス幅変調信号のオンデューティ値がΔ以上である場合、第２のオフセット補正値の更新を行わないように構成したことで、例えば、検出波形にオーバーシュート、アンダーシュートによるノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新することがなくなり、温度特性に依存して生じたオフセットのずれを適正に検出することが可能となる。

実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る電動機制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、この発明の実施の形態３に係る電動機制御装置のブロック図は図１と同じであり、オフセット補正値の構成は実施の形態１と同じであるので、その詳細説明は省略する。図７において、Ｓ５０では、電動機の回転数が所定値（Ｎ）以上であるかどうかの判定処理を行う。ここで、電動機の回転数は、回転角センサから検出される値等から算出される値である。電動機が回転すると逆起電力が発生し、回転速度が上がるにつれて、より多くの逆起電力が発生することから、パルス幅変調信号のオンデューティ値を大きくし、電動機に印加する電圧を上げる必要がある。したがって、電動機の回転数が大きいほどオンデューティ値が大きくなる。電動機の回転数がＮ以上であると判定した場合は第２のオフセット補正値の更新を行わず、この電流検出処理を終了する。電動機の回転数がＮ未満であると判定した場合はＳ４２に進み、第２のオフセット補正値の更新を行う。ここで、Ｎは第２のオフセット補正値の更新を行うかどうかを判定するしきい値であり、例えば、検出波形にオーバーシュート、アンダーシュートによるノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新しないような回転数に設定する。

以上述べたように、この発明の実施の形態３に係る電動機制御装置によれば、３組のスイッチング素子群をブリッジ接続して構成したものに対して、パルス幅変調信号により各々のスイッチング素子のオン／オフ状態を制御することで三相モータを駆動し、電動機の回転数がＮ以上である場合、第２のオフセット補正値の更新を行わないように構成したことで、オンデューティ値を算出する代わりに、電動機の回転数を検出し、この電動機の回転数に基づいて、第２のオフセット補正値の更新を行うことが可能となるので、実施の形態２と同等の効果をより簡単な構成で得ることが可能となる。

実施の形態４．
図８は、図１に示す電動機制御装置に於いて、抵抗４で検出される波形の一例を示し、横軸は時間、縦軸は電流検出値を示す。また、図８（ａ）は電動機に流れる電流値が小さい場合、図８（ｂ）は電動機に流れる電流値が大きい場合を示す。電動機に流れる電流値が大きくなると、図８（ｂ）に示すように、オーバーシュート、アンダーシュートのリップルが大きくなる。このリップルによるノイズが検出波形に重畳した場合、このノイズを含んだ大きなずれまでをオフセット補正値として更新することを許容してしまい、電流検出精度が劣化するという問題があった。そこで、電動機を流れる電流値が所定値以上であれば、第２のオフセット補正値の更新を行わないようにすれば、アンダーシュートのリップルによるノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新しなくなる。この発明の実施の形態４は、オフセット補正値の構成は実施の形態１と同じ構成で、電動機を流れる電流値が所定値以上であれば、第２のオフセット補正値の更新を行わないようにしたものである。以下でその詳細を説明する。図９は、この発明の実施の形態４に係る電動機制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、この発明の実施の形態４に係る電動機制御装置のブロック図は図１と同じであるので、その詳細説明は省略する。

図９において、Ｓ６０では、電動機の電流値（Ｚ）が所定値（Ｉ）以上であるかどうかの判定処理を行う。ＺがＩ以上であると判定した場合は第２のオフセット補正値の更新を行わず、この電流検出処理を終了する。ＺがＩ未満であると判定した場合はＳ４２に進み、第２のオフセット補正値の更新を行う。ここで、Ｉは第２のオフセット補正値の更新を行うかどうかを判定するしきい値であり、電動機を流れる電流値が大きくなるほど、オーバーシュート、アンダーシュートのリップルが検出波形に与える影響が大きいことから、例えば、検出波形にオーバーシュート、アンダーシュートのリップルによるノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新しないような電流値に設定する。

以上述べたように、この発明の実施の形態４に係る電動機制御装置によれば、３組のスイッチング素子群をブリッジ接続して構成したものに対して、パルス幅変調信号により各々のスイッチング素子のオン／オフ状態を制御することで三相モータを駆動し、電動機の電流値がＩ以上である場合、第２のオフセット補正値の更新を行わないように構成したことで、例えば、検出波形にオーバーシュート、アンダーシュートのリップルによるノイズが重畳した場合であっても、このノイズを含んだ大きなずれをオフセット補正値として更新することがなくなり、温度特性に依存して生じたオフセットのずれを適正に検出することが可能となる。

なお、この発明の実施の形態４では、電流検出手順で得られたオフセット補正後の電流値Ｚを用いて更新可否の判定処理を行う場合について示したが、例えば、フィードバック制御に基づく電流制御装置において、制御部８より出力される目標電流値やオフセット補正前の電流値を用いて更新可否の判定処理を行ってもよい。

さらに、上記実施の形態２〜４に係る電動機制御装置によれば、３組のスイッチング素子群をブリッジ接続して構成したものに対して、パルス幅変調信号により各々のスイッチング素子のオン／オフ状態を制御することで三相モータを駆動するように電動機駆動部を構成し、ブリッジ回路内の２組のスイッチ素子群の内の低電位側に接続するスイッチング素子とＧＮＤの間に直列に接続された抵抗を検出箇所として、電流検出を行う構成としたことで、低電位側に接続するスイッチング素子がオフのときには、検出箇所に電流が流れず、このとき検出された検出値がオフセットとなるので、温度特性に依存して生じたオフセットを適正に検出することが可能となる。

また、上記実施の形態２〜４に係る電動機制御装置に於いては、それぞれ、パルス幅変調信号のオンデューティ値、電動機の回転数および電流値に基づいて第２のオフセット補正値の更新可否を判断していたが、これらのうち、少なくとも２つ以上を組み合わせてもよい。

なお、上記実施の形態２〜４に係る電動機制御装置の電動機駆動部は、３組のスイッチング素子群からなるブリッジ回路の各スイッチング素子をＰＷＭ制御することにより、電動機である三相モータを駆動する構成について示したが、これに限らず、複数組のスイッチング素子群からなるブリッジ回路の各スイッチング素子をＰＷＭ制御することで電動機を駆動する構成であれば、例えば２組のスイッチング素子群からなるブリッジ回路の各スイッチング素子をＰＷＭ制御することにより、単相モータを駆動する構成でも構わない。

１：電動機、２：電動機駆動部、３：ブリッジ回路、４、５：抵抗、６、７：増幅回路、８：制御部、８１：マイコン、８２：不揮発メモリ

Claims (8)

1. 電動機と、
   前記電動機を駆動する電動機駆動部と、
   前記電動機駆動部を制御する制御部からなる電動機制御装置において、
   前記電動機駆動部は、前記電動機駆動部内の電流検出箇所に流れる電流を検出する電流検出部を有し、
   前記制御部は、前記電流検出箇所に電流が流れているときに検出される第１の検出値と、前記電流検出箇所に電流が流れていないときに検出される第２の検出値に基づいて得られるオフセット補正値から前記電動機に流れる電流値を算出する電流算出部を有し、
   前記オフセット補正値は、前記電動機制御装置組立時に、前記制御部の不揮発メモリに記憶された第１のオフセット補正値と、前記電動機を駆動中に、前記制御部で演算される第２のオフセット補正値からなることを特徴とする電動機制御装置。
2. 第２のオフセット補正値の時間変化量は電流検出部の温度ドリフト変化速度に基づく所定値より小さくなるように制限されることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
3. 第２のオフセット補正値の絶対値が所定値以下である場合、第２のオフセット補正値によるオフセット補正を行わないことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
4. 第２のオフセット補正値は、所定の範囲内に制限されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
5. 電動機駆動部は、パルス幅変調信号により電動機を駆動するものであり、
   このパルス幅変調信号のオンデューティ値が所定値以上である場合、第２のオフセット補正値の更新を行わないことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
6. 電動機が所定回転数以上である場合、第２のオフセット補正値の更新を行わないことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
7. 電動機に流れる電流値が所定値以上である場合、第２のオフセット補正値の更新を行わないことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の電動機制御装置。
8. 電動機駆動部は、複数組のスイッチング素子群をブリッジ接続して構成したものに対して、パルス幅変調信号により各々のスイッチング素子のオン／オフ状態を制御することで電動機を駆動するものであり、
   検出箇所は、前記スイッチング素子群のうち、低電位側のスイッチング素子とグランドとの間に接続された抵抗であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の電動機制御装置。

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