JP7306913B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、モータを駆動するモータ駆動装置に関する。
特許文献１には、三角波キャリア信号の頂点の時点でインバータの出力電流のサンプリングを行うモータ駆動装置が開示されている。特許文献１によれば、キャリア信号の頂点からの一定区間の平均電流値が検出される。
特開平１１－１３６９５０号公報
しかしながら、特許文献１では、モータに供給される電流を必ずしも正確に検出し得ない。モータに供給される電流を正確に検出し得ないと、電流値に基づいて行われるモータの制御を良好に行い得ない。
本発明の目的は、モータに供給される電流を良好に検出し得るモータ駆動装置を提供することにある。
本発明の一態様によるモータ駆動装置は、スイッチング素子を含むパワー素子部を複数有し、直流電圧を多相交流電圧に変換するインバータ部と、前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング回路と、前記多相交流電圧をモータに供給するための配線に備えられた電流センサと、前記電流センサの出力に基づいて、前記配線に流れる電流を示すデータを取得する取得部であって、データ取得期間の長さが互いに異なる複数のデータを取得する取得部と、前記スイッチング回路が前記スイッチング素子をスイッチングしたタイミングに基づいて、前記取得部によって取得された前記複数のデータのうちのいずれかのデータを選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記データに基づいて、前記スイッチング回路を制御する制御部とを備える。
本発明によれば、モータに供給される電流を良好に検出し得るモータ駆動装置を提供することができる。
一実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。 スイッチングの際における電流の例を示すグラフである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。
本発明によるモータ駆動装置について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
［一実施形態］
一実施形態によるモータ駆動装置について図１～図７を用いて説明する。図１は、本実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。
本実施形態によるモータ駆動装置１０は、モータ１２を駆動させ得る。ここでは、３相のモータコイル、即ち、Ｕ相のモータコイル１３Ｕと、Ｖ相のモータコイル１３Ｖと、Ｗ相のモータコイル１３Ｗとがモータ１２に備えられている場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。モータコイル一般について説明する際には、符号１３を用い、個々のモータコイルについて説明する際には、符号１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗを用いる。
モータ駆動装置１０には、コンバータ部１４が備えられている。コンバータ部１４は、交流電源１６から開閉器１８を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換する。コンバータ部１４は、例えば公知のパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コンバータであるが、これに限定されるものではない。
交流電源１６は、例えば、多相の相電圧を供給する多相交流電源、より具体的には、３相交流電源であるが、これに限定されるものではない。
開閉器１８は、交流電源１６からモータ駆動装置１０への交流電圧の供給をオン／オフするためのものである。開閉器１８としては、例えば、電磁接触器、ブレーカ等を用い得るが、これに限定されるものではない。
コンバータ部１４には、整流回路２０が備えられている。整流回路２０は、交流電源１６から開閉器１８を介して供給される交流電圧を直流電圧に整流する。
コンバータ部１４には、平滑コンデンサ２２が更に備えられている。平滑コンデンサ２２は、整流回路２０の後段に備えられている。平滑コンデンサ２２は、整流回路２０によって整流された直流電圧を平滑化する。整流回路２０の正極側は、平滑コンデンサ２２の一端に接続されている。整流回路２０の他端は、平滑コンデンサ２２の他端に接続されている。平滑コンデンサ２２の一端は、コンバータ部１４の正極側の出力端子２４Ｐに接続されている。平滑コンデンサ２２の他端は、コンバータ部１４の負極側の出力端子２４Ｎに接続されている。
モータ駆動装置１０には、インバータ部２８が更に備えられている。インバータ部２８は、コンバータ部１４から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、当該交流電圧をモータ１２に供給することによりモータ１２を駆動させ得る。
上述したように、モータ１２には、３相のモータコイル１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗが備えられている。このため、インバータ部２８には、モータ１２の各相に対応して、パワー素子部３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗが備えられている。
パワー素子部３０Ｕは、Ｕ相のモータコイル１３Ｕに対応している。パワー素子部３０Ｕには、上アーム側のスイッチング素子（上アーム側スイッチング素子）３２Ｕｕと、下アーム側のスイッチング素子（下アーム側スイッチング素子）３２Ｕｄとが備えられている。パワー素子部３０Ｕには、上アーム側のダイオード３４Ｕｕと、下アーム側のダイオード３４Ｕｄとが更に備えられている。
パワー素子部３０Ｖは、Ｖ相のモータコイル１３Ｖに対応している。パワー素子部３０Ｖには、上アーム側のスイッチング素子３２Ｖｕと、下アーム側のスイッチング素子３２Ｖｄと、上アーム側のダイオード３４Ｖｕと、下アーム側のダイオード３４Ｖｄとが備えられている。
パワー素子部３０Ｗは、Ｗ相のモータコイル１３Ｗに対応している。パワー素子部３０Ｗには、上アーム側のスイッチング素子３２Ｗｕと、下アーム側のスイッチング素子３２Ｗｄと、上アーム側のダイオード３４Ｗｕと、下アーム側のダイオード３４Ｗｄとが備えられている。
パワー素子部３０Ｕに備えられた上アーム側のスイッチング素子３２Ｕｕは、コンバータ部１４の正極側の出力端子２４ＰとＵ相のモータコイル１３Ｕとを接続し得る。パワー素子部３０Ｖに備えられた上アーム側のスイッチング素子３２Ｖｕは、コンバータ部１４の正極側の出力端子２４ＰとＶ相のモータコイル１３Ｖとを接続し得る。パワー素子部３０Ｗに備えられた上アーム側のスイッチング素子３２Ｗｕは、コンバータ部１４の正極側の出力端子２４ＰとＷ相のモータコイル１３Ｗとを接続し得る。
パワー素子部３０Ｕに備えられた下アーム側のスイッチング素子３２Ｕｄは、コンバータ部１４の負極側の出力端子２４ＮとＵ相のモータコイル１３Ｕとを接続し得る。パワー素子部３０Ｖに備えられた下アーム側のスイッチング素子３２Ｖｄは、コンバータ部１４の負極側の出力端子２４ＮとＶ相のモータコイル１３Ｖとを接続し得る。パワー素子部３０Ｗに備えられた下アーム側のスイッチング素子３２Ｗｄは、コンバータ部１４の負極側の出力端子２４ＮとＷ相のモータコイル１３Ｗとを接続し得る。
スイッチング素子一般について説明する際には、符号３２を用い、個々のスイッチング素子について説明する際には、符号３２Ｕｕ、３２Ｕｄ、３２Ｖｕ、３２Ｖｄ、３２Ｗｕ、３２Ｗｄを用いる。また、上アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号３２ｕを用い、個々の上アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号３２Ｕｕ、３２Ｖｕ、３２Ｗｕを用いる。また、下アーム側のスイッチング素子一般について説明する際には、符号３２ｄを用い、個々の下アーム側のスイッチング素子について説明する際には、符号３２Ｕｄ、３２Ｖｄ、３２Ｗｄを用いる。スイッチング素子３２は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用い得るが、これに限定されるものではない。ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をスイッチング素子３２として用いるようにしてもよい。
上アーム側のスイッチング素子３２ｕと、下アーム側のスイッチング素子３２ｄとは、互いに直列に接続されている。上アーム側のスイッチング素子３２ｕの第１端子には、上アーム側のダイオード３４ｕのカソードが接続されている。スイッチング素子３２が例えばＩＧＢＴである場合、第１端子はコレクタであり、スイッチング素子３２が例えばＦＥＴである場合、第１端子はソース／ドレインの一方である。上アーム側のスイッチング素子３２ｕの第２端子には、上アーム側のダイオード３４ｕのアノードが接続されている。スイッチング素子３２が例えばＩＧＢＴである場合、第２端子はエミッタであり、スイッチング素子３２が例えばＦＥＴである場合、第２端子はソース／ドレインの他方である。下アーム側のスイッチング素子３２ｄの第１端子には、下アーム側のダイオード３４ｄのカソードが接続されている。下アーム側のスイッチング素子３２ｄの第２端子には、下アーム側のダイオード３４ｄのアノードが接続されている。
スイッチング素子３２Ｕｕの第２端子と、ダイオード３４Ｕｕのアノードと、スイッチング素子３２Ｕｄの第１端子と、ダイオード３４Ｕｄのカソードとに接続されたノード３６Ｕは、Ｕ相の配線３８Ｕに接続されている。
スイッチング素子３２Ｖｕの第２端子と、ダイオード３４Ｖｕのアノードと、スイッチング素子３２Ｖｄの第１端子と、ダイオード３４Ｖｄのカソードとに接続されたノード３６Ｖは、Ｖ相の配線３８Ｖに接続されている。
スイッチング素子３２Ｗｕの第２端子と、ダイオード３４Ｗｕのアノードと、スイッチング素子３２Ｗｄの第１端子と、ダイオード３４Ｗｄのカソードとに接続されたノード３６Ｗは、Ｗ相の配線３８Ｗに接続されている。ノード一般について説明する際には、符号３６を用い、個々のノードについて説明する際には、符号３６Ｕ、３６Ｖ、３６Ｗを用いる。
配線３８Ｕ、３８Ｖ、３８Ｗは、多相交流電圧をインバータ部２８からモータ１２に供給するためのものである。配線一般について説明する際には、符号３８を用い、個々の配線について説明する際には、符号３８Ｕ、３８Ｖ、３８Ｗを用いる。
Ｕ相のモータコイル１３Ｕは、上アーム側のスイッチング素子３２Ｕｕの第２端子と、下アーム側のスイッチング素子３２Ｕｄの第１端子とに、配線３８Ｕを介して接続されている。Ｖ相のモータコイル１３Ｖは、上アーム側のスイッチング素子３２Ｖｕの第２端子と、下アーム側のスイッチング素子３２Ｖｄの第１端子とに、配線３８Ｖを介して接続されている。Ｗ相のモータコイル１３Ｗは、上アーム側のスイッチング素子３２Ｗｕの第２端子と、下アーム側のスイッチング素子３２Ｗｄの第１端子とに、配線３８Ｗを介して接続されている。
インバータ部２８は、上アーム側のスイッチング素子３２ｕと、下アーム側のスイッチング素子３２ｄとを適宜スイッチングさせることにより、コンバータ部１４から出力される直流電圧を交流電圧に変換してモータ１２を駆動させる。
モータ駆動装置１０には、電流センサ４６Ｕ、４６Ｖ、４６Ｗが更に備えられている。電流センサ一般について説明する際には、符号４６を用い、個々の電流センサについて説明する際には、符号４６Ｕ、４６Ｖ、４６Ｗを用いる。電流センサ４６Ｕ、４６Ｖ、４６Ｗには、抵抗器４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗと、Ａ／Ｄコンバータ４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗとがそれぞれ備えられている。抵抗器一般について説明する際には、符号４０を用い、個々の抵抗器について説明する際には、符号４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗを用いる。Ａ／Ｄコンバータ一般について説明する際には、符号４４を用い、個々のＡ／Ｄコンバータについて説明する際には、符号４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗを用いる。
抵抗器４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗは、配線３８Ｕ、３８Ｖ、３８Ｗにそれぞれ備えられている。抵抗器４０の一端は、配線３８の一部を介してノード３６に接続されており、抵抗器４０の他端は、配線３８の他の部分を介してモータコイル１３に接続されている。
Ａ／Ｄコンバータ４４Ｕの一方の入力端子は、抵抗器４０Ｕの一端に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ４４Ｕの他方の入力端子は、抵抗器４０Ｕの他端に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ４４Ｖの一方の入力端子は、抵抗器４０Ｖの一端に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ４４Ｖの他方の入力端子は、抵抗器４０Ｖの他端に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ４４Ｗの一方の入力端子は、抵抗器４０Ｗの一端に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ４４Ｗの他方の入力端子は、抵抗器４０Ｗの他端に接続されている。
Ａ／Ｄコンバータ４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗは、抵抗器４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗの両端の電圧に応じたアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する。電流センサ４６Ｕ、４６Ｖ、４６Ｗは、Ａ／Ｄコンバータ４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗから出力されるデジタル信号を制御装置５４にそれぞれ供給する。
配線３８Ｕ、３８Ｖ、３８Ｗには、浮遊容量（寄生容量）５０Ｕ、５０Ｖ、５０Ｗがそれぞれ存在している。浮遊容量一般について説明する際には、符号５０を用い、個々の浮遊容量について説明する際には、符号５０Ｕ、５０Ｖ、５０Ｗを用いる。
モータ駆動装置１０には、スイッチング回路（制御回路）６６が更に備えられている。スイッチング回路６６は、インバータ部２８に備えられたスイッチング素子３２のスイッチングを制御するためのものである。スイッチング回路６６は、制御部６０から供給される信号（指令）に基づいて、スイッチング素子３２の第３端子（ゲート）に電圧を印加することによって、スイッチング素子３２をスイッチングする。スイッチング回路６６は、スイッチング素子３２をスイッチングしたか否かを示す信号を制御装置５４に供給する。
モータ駆動装置１０には、制御装置５４が更に備えられている。制御装置５４は、モータ駆動装置１０の全体の制御を司る。制御装置５４には、演算部５６と、記憶部５８とが備えられている。演算部５６は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。記憶部５８には、例えば、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとが備えられている。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プログラム、データ、テーブル等が、記憶部５８に記憶され得る。
演算部５６には、制御部６０と、判定部６１と、取得部６３と、選択部６４とが備えられている。制御部６０と、判定部６１と、取得部６３と、選択部６４とは、記憶部５８に記憶されているプログラムが演算部５６によって実行されることによって実現され得る。
制御部６０は、スイッチング回路６６を用いて、スイッチング素子３２を適宜スイッチングする。図２は、スイッチングの際における電流の例を示すグラフである。図２には、スイッチング素子３２がタイミングｔにおいてスイッチングした場合の例が示されている。図２の横軸は時間を示しており、図２の縦軸は電流を示している。電流Ｉｍは、モータ１２に流れる電流を示している。電流Ｉｃは、浮遊容量５０に流れる電流、即ち、過渡電流を示している。電流Ｉは、スイッチングの際に配線３８に流れる電流、より具体的には、スイッチングの際に抵抗器４０に流れる電流を示している。
スイッチング素子３２をスイッチングした際には、過渡電流Ｉｃが配線３８、より具体的には、浮遊容量５０に流れる。過渡電流Ｉｃが流れる際には、モータ１２に供給される電流Ｉｍと過渡電流Ｉｃとの加算値が電流センサ４６によって検出され得る。一方、過渡電流Ｉｃが流れていない際には、モータ１２に供給される電流Ｉｍが電流センサ４６によって検出され得る。モータ１２に供給される電流Ｉｍを正確に判定するためには、過渡電流Ｉｃが流れない期間に取得された電流値を用いることが好ましい。そこで、本実施形態では、スイッチング素子３２のスイッチングに伴う過渡電流Ｉｃが流れる期間である所定期間（過渡期間）Ｐ１、Ｐ２（図４参照）を除く期間に取得された電流値を選択する。なお、所定期間一般について説明する際には、符号Ｐを用い、個々の所定期間について説明する際には、符号Ｐ１、Ｐ２等を用いる。
取得部６３には、複数のデータ取得部６２Ａ、６２Ｂが備えられている。データ取得部一般について説明する際には、符号６２を用い、個々のデータ取得部について説明する際には、符号６２Ａ、６２Ｂを用いる。ここでは、説明を簡略化すべく、取得部６３に第１データ取得部６２Ａと第２データ取得部６２Ｂとが備えられている場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。３つ以上のデータ取得部６２が取得部６３に備えられていてもよい。
第１データ取得部６２Ａは、電流センサ４６の出力に基づいて、第１期間Ｔ１（図４参照）に配線３８に流れる電流を示す第１データＤＡｎ（図４参照）を取得する。第１データ取得部６２Ａが第１データＤＡｎを取得するために要する期間であるデータ取得期間は、第１期間Ｔ１である。第１データ取得部６２Ａは、データ取得期間（第１期間Ｔ１）の開始タイミングを第１時間間隔ΔＴ１で時系列にずらしながら第１データＤＡｎを順次取得する。ｎは、通し番号である。第１データ一般について説明する際には、符号ＤＡを用い、個々の第１データについて説明する際には、符号ＤＡｎを用いる。
第２データ取得部６２Ｂは、電流センサ４６の出力に基づいて、第１期間Ｔ１より長い第２期間Ｔ２（図４参照）に配線３８に流れる電流を示す第２データＤＢｍ（図４参照）を取得する。第２データ取得部６２Ｂが第２データＤＢｍを取得するために要する期間であるデータ取得期間は、第２期間Ｔ２である。第２データ取得部６２Ｂは、データ取得期間（第２期間Ｔ２）の開始タイミングを第２時間間隔ΔＴ２で時系列にずらしながら第２データＤＢｍを順次取得する。ｍは、通し番号である。第２データ一般について説明する際には、符号ＤＢを用い、個々の第２データについて説明する際には、符号ＤＢｍを用いる。第２時間間隔ΔＴ２は、上述した第１時間間隔ΔＴ１と同等であってもよいし、異なっていてもよい。第１データ一般について説明する際には、上述したように符号ＤＡを用い、第２データ一般について説明する際には、上述したように符号ＤＢを用い、データ取得部６２によって取得されるデータ一般について説明する際には、符号Ｄを用いる。第１データ取得部６２Ａのデータ取得期間は、上述したように、第１期間Ｔ１である。第２データ取得部６２Ｂのデータ取得期間は、上述したように、第１期間Ｔ１より長い第２期間Ｔ２である。このようなデータ取得部６２が取得部６３に備えられているため、取得部６３は、データ取得期間Ｔ１、Ｔ２の長さが互いに異なる複数のデータＤを取得し得る。
本実施形態において、比較的短い期間で測定された第１データＤＡと比較的長い期間で測定された第２データＤＢとを取得するのは、以下のような理由によるものである。即ち、スイッチング素子３２のスイッチングに伴う過渡電流Ｉｃが配線３８に流れる期間である所定期間Ｐを除く期間は、比較的長くなる場合もあるし、比較的短くなる場合もある。所定期間Ｐを除く期間が比較的長い場合には、比較的長い期間で測定された第２データＤＢを選択することが好ましい。比較的長い期間で測定された第２データＤＢに基づいて電流値を判定する場合の方が、比較的短い期間で測定された第１データＤＡに基づいて電流値を判定する場合と比較して、高精度に電流値を判定し得るためである。所定期間Ｐを除く期間が比較的短い場合には、比較的短い期間で測定された第１データＤＡを選択せざるを得ない。
制御部６０は、モータ１２に供給されている電流値を判定するためのデータＤを、例えば第３時間間隔で選択部６４に対して要求する。第３時間間隔は、上述した第１時間間隔ΔＴ１及び第２時間間隔ΔＴ２と同等であってもよいし、異なっていてもよい。なお、モータ１２に供給されている電流値を判定するためのデータＤが、制御部６０から選択部６４に不定期に要求されるようにしてもよい。
判定部６１は、スイッチング回路６６がスイッチング素子３２をスイッチングしたか否かを、スイッチング回路６６から供給される信号に基づいて判定し得る。
判定部６１は、最新の第１データＤＡが所定期間Ｐを除く期間に取得されたものであるか否かを判定し得る。また、判定部６１は、最新の第２データＤＢが所定期間Ｐを除く期間に取得されたものであるか否かを判定し得る。
選択部６４は、スイッチング回路６６がスイッチング素子３２をスイッチングしたタイミングに基づいて、取得部６３によって取得された複数のデータＤのうちのいずれかのデータＤを選択し得る。
選択部６４は、スイッチング素子３２のスイッチングに伴う過渡電流Ｉｃが配線３８に流れる期間である所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちのいずれかのデータＤを優先的に選択し得る。所定期間Ｐを除く期間に取得されたデータＤに基づいて電流値を判定する場合の方が、所定期間Ｐと重複する期間に取得されたデータＤに基づいて電流値を判定する場合と比較して、高精度に電流値を判定し得るためである。
選択部６４は、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちの最新のデータＤを優先的に選択し得る。最新のデータＤに基づいて電流値を判定する場合の方が、最新のデータＤよりも前に取得されたデータＤに基づいて電流値を判定する場合と比較して、現時点の電流値を正確に判定し得るためである。
選択部６４は、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちの最新のデータＤが複数存在する場合、複数の最新のデータのうちのデータ取得期間が最も長いデータを選択し得る。例えば、第１タイミングと第２タイミングとが同じである場合、選択部６４は、以下のような処理を行い得る。第１タイミングは、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第１データＤＡのうちの最新の第１データＤＡの取得が完了したタイミングである。第２タイミングは、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢの取得が完了したタイミングである。かかる場合、選択部６４は、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢを選択し得る。比較的長い期間で測定された第２データＤＢに基づいて電流値を判定する場合の方が、比較的短い期間で測定された第１データＤＡに基づいて電流値を判定する場合と比較して、高精度に電流値を判定し得るためである。
制御部６０は、選択部６４によって選択されたデータＤに基づいて、モータ１２に供給されている電流値を判定し、判定した電流値に基づいて、スイッチング回路６６を適宜制御し得る。
本実施形態によるモータ駆動装置１０の動作の例について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。図３には、データＤを取得する処理の例が示されている。
ステップＳ１において、判定部６１及び選択部６４は、モータ１２に供給されている電流値を判定するためのデータＤが、制御部６０から要求されたか否かを判定する。制御部６０からかかる要求がなかった場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ１が繰り返される。制御部６０からかかる要求があった場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２に遷移する。
ステップＳ２において、判定部６１は、第１タイミングと第２タイミングとが同じであるか否かを判定する。第１タイミングと第２タイミングとが同じでない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ３に遷移する。第１タイミングと第２タイミングとが同じである場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ５に遷移する。
ステップＳ３において、判定部６１は、第１タイミングが第２タイミングの後であるか否かを判定する。第２タイミングが第１タイミングの後である場合（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ５に遷移する。第１タイミングが第２タイミングの後である場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ４に遷移する。
ステップＳ４において、判定部６１は、第１タイミングと第２タイミングとの時間差が閾値ＴＨ未満であるか否かを判定する。閾値ＴＨは、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第１データＤＡのうちの最新の第１データＤＡと、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢとのうちのいずれを選択するかを判定するための閾値である。第１タイミングと第２タイミングとの時間差が閾値ＴＨ未満である場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、ステップＳ５に遷移する。第１タイミングと第２タイミングとの時間差が閾値ＴＨ以上である場合（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ６に遷移する。
ステップＳ５において、選択部６４は、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢを選択する。ステップＳ５が完了した際には、図３に示す処理が完了する。
ステップＳ６において、選択部６４は、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第１データＤＡのうちの最新の第１データＤＡを選択する。ステップＳ６が完了した際には、図３に示す処理が完了する。
本実施形態によるモータ駆動装置１０の動作の例について図４～図７を用いて説明する。図４～図７は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図４は、第１タイミングｔ５と第２タイミングｔ６とが同じである場合の例を示している。
タイミングｔ１、ｔ３は、スイッチング素子３２をスイッチングしたタイミングである。タイミングｔ１は、スイッチング素子３２に対する最新のスイッチングタイミングよりも前のスイッチングタイミングである。タイミングｔ３は、スイッチング素子３２の最新のスイッチングタイミングである。タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間Ｐ１は、タイミングｔ１において行われたスイッチングに伴う過渡電流Ｉｃが流れる所定期間である。タイミングｔ３からタイミングｔ４までの期間Ｐ２は、タイミングｔ３において行われたスイッチングに伴う過渡電流Ｉｃが流れる所定期間である。
モータ１２に供給されている電流値を判定するためのデータＤが、タイミングｔ３において制御部６０から要求された場合、以下のようになる。
所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第１データＤＡのうちの最新の第１データＤＡは、第１データＤＡ１０である。また、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢは、第２データＤＢ７である。
上述したように、第１タイミングｔ５と第２タイミングｔ６とは同じである。第１タイミングｔ５は、上述したように、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第１データＤＡのうちの最新の第１データＤＡの取得が完了したタイミングである。第２タイミングｔ６は、上述したように、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢの取得が完了したタイミングである。図４に示す例では、第１タイミングｔ５と第２タイミングｔ６とが同じであるため、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちの最新のデータＤが複数存在している。図４に示す例においては、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の最新のデータＤのうちのデータ取得期間が最も長いデータＤである第２データＤＢ７が選択される。
図５は、第２タイミングｔ６が第１タイミングｔ５より後である場合を示している。図５に示す例においては、第２タイミングｔ６は、第１タイミングｔ５の後である。従って、図５に示す例においては、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢ７が選択される。
図６は、第１タイミングｔ５が第２タイミングｔ６より後である場合を示している。図６に示す例においては、第１タイミングｔ５が第２タイミングｔ６より後であるが、第１タイミングｔ５と第２タイミングｔ６との時間差が閾値ＴＨ未満である。従って、図６に示す例においては、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第２データＤＢのうちの最新の第２データＤＢ７が選択される。
図７は、第１タイミングｔ５が第２タイミングｔ６より後であり、しかも、第１タイミングｔ５と第２タイミングｔ６との時間差が閾値ＴＨ以上である場合を示している。
図７に示す例においては、第１タイミングｔ５が第２タイミングｔ６より後であり、しかも、第１タイミングｔ５と第２タイミングｔ６との時間差が閾値ＴＨ以上である。従って、図７に示す例においては、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数の第１データＤＡのうちの最新の第１データＤＡ１０が選択される。
このように、本実施形態では、データ取得期間が互いに異なる複数のデータＤが取得される。このため、本実施形態によれば、複数のデータＤのうちのいずれかのデータＤに適宜基づいて、電流値を良好に検出し得る。
また、本実施形態によれば、スイッチングに伴う過渡電流Ｉｃが浮遊容量５０に流れる期間である所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちのいずれかのデータＤが優先的に選択される。所定期間Ｐを除く期間に取得されたデータＤに基づいて電流値を判定する場合の方が、所定期間Ｐと重複する期間に取得されたデータＤに基づいて電流値を判定する場合と比較して、高精度に電流値を判定し得る。従って、本実施形態によれば、より高精度に電流値を判定し得る。
また、本実施形態によれば、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちの最新のデータＤが優先的に選択される。最新のデータＤに基づいて電流値を判定する場合の方が、最新のデータＤよりも前に取得されたデータＤに基づいて電流値を判定する場合と比較して、現時点の電流値を正確に判定し得る。従って、本実施形態によれば、より高精度に電流値を判定し得る。
また、本実施形態によれば、所定期間Ｐを除く期間に取得された複数のデータＤのうちの最新のデータＤが複数存在する場合、複数の最新のデータＤのうちのデータ取得期間が最も長いデータＤを優先的に選択する。データ取得期間が比較的長いデータＤに基づいて電流値を判定する場合の方が、データ取得期間が比較的短いデータＤに基づいて電流値を判定する場合と比較して、高精度に電流値を判定し得る。従って、本実施形態によれば、より高精度に電流値を判定し得る。
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
上記実施形態をまとめると以下のようになる。
モータ駆動装置（１０）は、スイッチング素子（３２Ｕｕ、３２Ｖｕ、３２Ｗｕ、３２Ｕｄ、３２Ｖｄ、３２Ｗｄ）を含むパワー素子部（３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗ）を複数有し、直流電圧を多相交流電圧に変換するインバータ部（２８）と、前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング回路（６６）と、前記多相交流電圧をモータ（１２）に供給するための配線（３８Ｕ、３８Ｖ、３８Ｗ）に備えられた電流センサ（４６Ｕ、４６Ｖ、４６Ｗ）と、前記電流センサの出力に基づいて、前記配線に流れる電流を示すデータ（ＤＡｎ、ＤＢｍ）を取得する取得部（６３）であって、データ取得期間の長さが互いに異なる複数のデータを取得する取得部と、前記スイッチング回路が前記スイッチング素子をスイッチングしたタイミングに基づいて、前記取得部によって取得された前記複数のデータのうちのいずれかのデータを選択する選択部（６４）と、前記選択部によって選択された前記データに基づいて、前記スイッチング回路を制御する制御部（６０）とを備える。このような構成によれば、複数のデータのうちのいずれかのデータに適宜基づいて、電流値を良好に検出し得る。
前記取得部は、第１データ取得部（６２Ａ）と第２データ取得部（６２Ｂ）とを少なくとも備え、前記第１データ取得部は、前記データ取得期間が第１期間である第１データ（ＤＡｎ）を、前記データ取得期間の開始タイミングを時系列にずらしながら順次取得し、前記第２データ取得部は、前記データ取得期間が前記第１期間より長い第２期間である第２データ（ＤＢｍ）を、前記データ取得期間の開始タイミングを時系列にずらしながら順次取得するようにしてもよい。
前記選択部は、前記スイッチング素子のスイッチングに伴う過渡電流（Ｉｃ）が前記配線に流れる期間である所定期間（Ｐ１、Ｐ２）を除く期間に取得された複数のデータのうちのいずれかのデータを選択するようにしてもよい。スイッチングに伴う過渡電流が浮遊容量に流れる期間である所定期間を除く期間に取得されたデータが選択されるため、このような構成によれば、より高精度に電流値を判定し得る。
前記選択部は、前記所定期間を除く期間に取得されたデータのうちの最新のデータを選択するようにしてもよい。所定期間を除く期間に取得された複数のデータのうちの最新のデータが優先的に選択されるため、このような構成によれば、より高精度に電流値を判定し得る。
前記選択部は、前記所定期間を除く期間に取得された前記複数のデータのうちの最新のデータが複数存在する場合、複数の前記最新のデータのうちの前記データ取得期間が最も長いデータを選択するようにしてもよい。データ取得期間の長いデータを選択するため、このような構成によれば、より高精度に電流値を判定し得る。
前記選択部は、前記スイッチング素子のスイッチングに伴う過渡電流が前記配線に流れる期間である所定期間を除く期間に取得された複数の前記第１データのうちの最新の第１データの取得が完了した第１タイミングが、前記所定期間を除く期間に取得された複数の前記第２データのうちの最新の第２データの取得が完了した第２タイミングの後であり、且つ、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間差が閾値未満である場合、前記最新の第２データを選択するようにしてもよい。
１０：モータ駆動装置 １２：モータ
１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗ：モータコイル １４：コンバータ部
１６：交流電源 １８：開閉器
２０：整流回路 ２２：平滑コンデンサ
２４Ｎ、２４Ｐ：出力端子 ２８：インバータ部
３０Ｕ、３０Ｖ、３０Ｗ：パワー素子部
３２Ｕｄ、３２Ｕｕ、３２Ｖｄ、３２Ｖｕ、３２Ｗｄ、３２Ｗｕ：スイッチング素子
３４Ｕｄ、３４Ｕｕ、３４Ｖｄ、３４Ｖｕ、３４Ｗｄ、３４Ｗｕ：ダイオード
３６Ｕ、３６Ｖ、３６Ｗ：ノード ３８Ｕ、３８Ｖ、３８Ｗ：配線
４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗ：抵抗器 ４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗ：Ａ／Ｄコンバータ
４６Ｕ、４６Ｖ、４６Ｗ：電流センサ ５０Ｕ、５０Ｖ、５０Ｗ：浮遊容量
５４：制御装置 ５６：演算部
５８：記憶部 ６０：制御部
６１：判定部 ６２Ａ：第１データ取得部
６２Ｂ：第２データ取得部 ６３：取得部
６４：選択部 ６６：スイッチング回路
ＤＡｎ：第１データ ＤＢｍ：第２データ
Ｐ１、Ｐ２：所定期間 Ｔ１：第１期間
Ｔ２：第２期間 ＴＨ：閾値

Claims (5)

  1. スイッチング素子を含むパワー素子部を複数有し、直流電圧を多相交流電圧に変換するインバータ部と、
    前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング回路と、
    前記多相交流電圧をモータに供給するための配線に備えられた電流センサと、
    前記電流センサの出力に基づいて、前記配線に流れる電流を示すデータを取得する取得部であって、データ取得期間の長さが互いに異なる複数のデータを取得する取得部と、
    前記スイッチング回路が前記スイッチング素子をスイッチングしたタイミングに基づいて、前記取得部によって取得された前記複数のデータのうちのいずれかのデータを選択する選択部と、
    前記選択部によって選択された前記データに基づいて、前記スイッチング回路を制御する制御部と
    を備え、
    前記取得部は、第１データ取得部と第２データ取得部とを少なくとも備え、
    前記第１データ取得部は、前記データ取得期間が第１期間である第１データを、前記データ取得期間の開始タイミングを時系列にずらしながら順次取得し、
    前記第２データ取得部は、前記データ取得期間が前記第１期間より長い第２期間である第２データを、前記データ取得期間の開始タイミングを時系列にずらしながら順次取得する、モータ駆動装置。
  2. 請求項１に記載のモータ駆動装置において、
    前記選択部は、前記スイッチング素子のスイッチングに伴う過渡電流が前記配線に流れる期間である所定期間を除く期間に取得された複数のデータのうちのいずれかのデータを選択する、モータ駆動装置。
  3. 請求項２に記載のモータ駆動装置において、
    前記選択部は、前記所定期間を除く期間に取得された前記複数のデータのうちの最新のデータを選択する、モータ駆動装置。
  4. スイッチング素子を含むパワー素子部を複数有し、直流電圧を多相交流電圧に変換するインバータ部と、
    前記スイッチング素子をスイッチングするスイッチング回路と、
    前記多相交流電圧をモータに供給するための配線に備えられた電流センサと、
    前記電流センサの出力に基づいて、前記配線に流れる電流を示すデータを取得する取得部であって、データ取得期間の長さが互いに異なる複数のデータを取得する取得部と、
    前記スイッチング回路が前記スイッチング素子をスイッチングしたタイミングに基づいて、前記取得部によって取得された前記複数のデータのうちのいずれかのデータを選択する選択部と、
    前記選択部によって選択された前記データに基づいて、前記スイッチング回路を制御する制御部と
    を備え、
    前記選択部は、前記スイッチング素子のスイッチングに伴う過渡電流が前記配線に流れる期間である所定期間を除く期間に取得された複数のデータのうちのいずれかのデータを選択し、
    前記選択部は、前記所定期間を除く期間に取得された前記複数のデータのうちの最新のデータを選択し、
    前記選択部は、前記所定期間を除く期間に取得された前記複数のデータのうちの最新のデータが複数存在する場合、複数の前記最新のデータのうちの前記データ取得期間が最も長いデータを選択する、モータ駆動装置。
  5. 請求項１に記載のモータ駆動装置において、
    前記選択部は、前記スイッチング素子のスイッチングに伴う過渡電流が前記配線に流れる期間である所定期間を除く期間に取得された複数の前記第１データのうちの最新の第１データの取得が完了した第１タイミングが、前記所定期間を除く期間に取得された複数の前記第２データのうちの最新の第２データの取得が完了した第２タイミングの後であり、且つ、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間差が閾値未満である場合、前記最新の第２データを選択する、モータ駆動装置。
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