JPH11225497A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの回転方向が反転するときのモータ電
流の制御性を改善し、電動パワーステアリングに応用し
た場合には操舵フィーリングを改善する。 【解決手段】 ブリッジ回路（５）に負荷として接続さ
れたモータ（２）の電流を検出するモータ電流検出手段
（８）と、モータ電流検出値及びモータ電流目標値から
電流フィードバック制御を行い、ブリッジ回路のスイッ
チング素子（３ａ〜３ｄ）を駆動するデューティ比を演
算し、スイッチング素子を駆動するスイッチング素子駆
動手段（９，１１，１３）とを備え、スイッチング素子
駆動デューティ比が第１の所定値（Ｄ１）以下であれ
ば、スイッチング素子を駆動する駆動方式をモータ電流
を電源に回生するブリッジ回路駆動方式とする、即ちス
イッチング損失は大きいが回生電流の制御性の良い駆動
方式例えば単相両側チョッパ方式または二相両側チョッ
パ方式に切り換えてモータを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータ制御装置
に関し、特にモータをパルス幅変調（ＰＷＭ）された信
号に基づいて駆動（以下、ＰＷＭ駆動と記す）するモー
タ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、モータをブリッジ回路で駆動する
方式には、所望の通流方向の一対のスイッチング素子の
一方をパルス幅変調された信号により駆動し、当該一対
の他方のスイッチング素子を継続してオン駆動し、通流
方向でない一対のスイッチング素子をオフする単相片側
チョッパ方式と、通流方向の一対のスイッチング素子を
パルス幅変調された信号により駆動し、通流方向でない
一対のスイッチング素子をオフする単相両側チョッパ方
式と、通流方向の一対のスイッチング素子をパルス幅変
調された信号により駆動し、通流方向でない一対のスイ
ッチング素子を先の一対の駆動信号を反転させた信号に
より駆動する二相両側チョッパ方式の３種類が知られて
いる。また、この３種類のブリッジ回路駆動方式を、例
えば特開平８−３３６２９３号公報に示されているよう
に、モータ電流目標値によって切り換えていた。

【０００３】次に、各ブリッジ回路駆動方式の特徴につ
いて説明する。図１９は、単相片側チョッパ方式でモー
タを駆動したときの車載バッテリ１、電流検出抵抗６、
スイッチング素子３ａ、モータ２およびスイッチング素
子３ｄの通流経路を通る実線で表した力行電流Ｉａ、モ
ータ２、スイッチング素子３ｄおよびフライホイールダ
イオード４ｃの通流経路を通る破線で表した回生電流Ｉ
ｂの関係を示すものである。図の通流経路から、回生電
流Ｉｂは、モータの電気的時定数で減衰することがわか
る。

【０００４】図２０は、単相両側チョッパ方式及び二相
両側チョッパ方式でモータを駆動したときの車載バッテ
リ１、電流検出抵抗６、スイッチング素子３ａ、モータ
２およびスイッチング素子３ｄの通流経路を通る実線で
表した力行電流Ｉｃ、モータ２、フライホイールダイオ
ード４ｂ、電流検出抵抗６、車載バッテリ１およびフラ
イホイールダイオード４ｃの通流経路を通る破線で表し
た回生電流Ｉｄの関係を示すものである。図の通流経路
から、回生電流Ｉｄは電源に回生され、即座に減衰する
ことがわかる。つまり、単相両側チョッパ方式または二
相両側チョッパ方式は、単相片側チョッパ方式と比べ
て、回生電流の制御性がよいという特徴がある。その一
方で、スイッチングする素子数が多いほどスイッチング
損失が増加するため、発熱は二相両側チョッパ、単相両
側チョッパ、単相片側チョッパの順に大きい。

【０００５】上記のモータ制御装置において、単相片側
チョッパ方式を用いて、急激にモータを反転させるよう
な制御を行うと、モータの逆起電圧と印可電圧の方向が
一致し、図２１に示すように、モータ電流にオーバシュ
ートを生じていた。モータの逆起電圧は、モータの回転
速度に比例するものであり、モータへの通電方向を反転
させてから、モータの慣性モーメントによる遅れを伴っ
て回転方向が反転するまでの間は、印加電圧と逆起電圧
が同一方向となる。このため、モータの回転方向を反転
させるときには、モータに過大な電圧が印加され、モー
タ電流にオーバシュートを生じる。この問題を解決する
ために、従来の装置では、例えば特開平３−９９９７９
号公報に示されるように、モータに過電流が流れている
と判定した時に回生電流の制御性のよい駆動方式に切り
換えて、モータ電流の過電流を抑制していた（図２２参
照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、モータ電流
をフィードバック制御する場合には、元来フィードバッ
ク作用によって過電流が抑えられる。そのため、上記従
来装置ではブリッジ回路駆動方式が切り換わらず、モー
タに過電流は流れないものの、モータ電流にオーバシュ
ートを生じたり、電流制御がハンチングすることでモー
タ電流が振動的となり、トルクの変動や異音を生じると
いった問題点があった。また、モータ電流目標値が小さ
い場合には、モータ電流が過電流判定閾値を越えないこ
とがあり、過電流に至らないオーバシュートを防止でき
ないという問題点があった。

【０００７】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたものであり、モータ電流の過電流を未
然に防止するとともに、モータ電流のオーバシュートや
ハンチングをも確実に抑制することができるモータ制御
装置を得ることを目的とする。また、モータ電流をフィ
ードバック制御する場合でも上述の防止、抑制効果が得
られるモータ制御装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るモ
ータ制御装置は、ブリッジ回路に負荷として接続された
モータの電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ
電流検出値及びモータ電流目標値から電流フィードバッ
ク制御を行い、上記ブリッジ回路のスイッチング素子を
駆動するデューティ比を演算し、上記スイッチング素子
を駆動するスイッチング素子駆動手段とを備え、スイッ
チング素子駆動デューティ比が第１の所定値以下であれ
ば、上記スイッチング素子を駆動する駆動方式をモータ
電流を電源に回生するブリッジ回路駆動方式とするもの
である。

【０００９】請求項２の発明に係るモータ制御装置は、
請求項１の発明において、上記ブリッジ回路駆動方式が
回生電流の制御性の異なる複数の駆動方式からなり、モ
ータ電流を制御しているときに、上記スイッチング素子
駆動デューティ比が第１の所定値以下であれば、回生電
流の制御性のよい方の駆動方式へ切り換えるものであ
る。

【００１０】請求項３の発明に係るモータ制御装置は、
請求項２の発明において、上記複数の駆動方式として単
相片側チョッパ方式と単相両側チョッパ方式を用いるも
のである。

【００１１】請求項４の発明に係るモータ制御装置は、
請求項２の発明において、上記複数の駆動方式として単
相片側チョッパ方式と二相両側チョッパ方式を用いるも
のである。

【００１２】請求項５の発明に係るモータ制御装置は、
請求項３または４の発明において、上記単相片側チョッ
パ方式が、ブリッジ回路が４組のスイッチング素子から
構成され、通流方向の一対のスイッチング素子の一方を
パルス幅変調された信号により駆動し、当該一対の他方
のスイッチング素子を継続してオン駆動し、通流方向で
ない一対のスイッチング素子をオフする駆動方式である
ものである。

【００１３】請求項６の発明に係るモータ制御装置は、
請求項３の発明において、上記単相両側チョッパ方式
が、ブリッジ回路が４組のスイッチング素子から構成さ
れ、通流方向の一対のスイッチング素子をパルス幅変調
された駆動信号により駆動し、通流方向でない一対のス
イッチング素子をオフする駆動方式であるものである。

【００１４】請求項７の発明に係るモータ制御装置は、
請求項４の発明において、上記二相両側チョッパ方式
が、ブリッジ回路が４組のスイッチング素子から構成さ
れ、通流方向の一対のスイッチング素子をパルス幅変調
された駆動信号により駆動し、通流方向でない一対のス
イッチング素子を上記駆動信号を反転させた信号により
駆動する駆動方式であるものである。

【００１５】請求項８の発明に係るモータ制御装置は、
請求項１〜７のいずれかの発明において、上記モータ電
流の変化度が第２の所定値以上ならば、上記ブリッジ回
路駆動方式を切り換えるものである。

【００１６】請求項９の発明に係るモータ制御装置は、
請求項１〜７のいずれかの発明において、上記スイッチ
ング素子駆動デューティ比の変化度が第３の所定値以上
ならば、上記ブリッジ回路駆動方式を切り換えるもので
ある。

【００１７】請求項１０の発明に係るモータ制御装置
は、請求項１〜７のいずれかの発明において、上記モー
タ電流の偏差の変化度が第３の所定値以上ならば、上記
ブリッジ回路駆動方式を切り換えるものである。

【００１８】請求項１１の発明に係るモータ制御装置
は、請求項１〜１０のいずれかの発明において、ブリッ
ジ回路駆動方式切り換え条件が所定時間継続した時に、
上記ブリッジ回路駆動方式を切り換えるものである。

【００１９】請求項１２の発明に係るモータ制御装置
は、請求項１〜１１のいずれかの発明において、ブリッ
ジ回路駆動方式切り換え条件成立後、所定時間のみ上記
ブリッジ回路駆動方式を切り換えるものである。

【００２０】請求項１３の発明に係るモータ制御装置
は、請求項１〜１１のいずれかの発明において、ブリッ
ジ回路駆動方式切り換え後、上記スイッチング素子駆動
デューティ比が第４の所定値以上となるまで当該駆動方
式でのモータ制御を継続させるものである。

【００２１】請求項１４の発明に係るモータ制御装置
は、請求項１または２の発明において、上記ブリッジ回
路駆動方式が、三相ブリッジ回路駆動方式であるもので
ある。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図を参照して説明する。 実施の形態１．図１は、ブリッジ回路駆動方式を単相両
側チョッパ方式または単相片側チョッパ方式に切り換え
て、モータを制御するモータ制御装置を車両のパワース
テアリングに適用した場合の一例を示す構成図である。
図１において、１は直流電源としての車載バッテリ、２
はブリッジ回路に負荷として接続されたモータ、３ａ〜
３ｄはスイッチング素子、４ａ〜４ｄはスイッチング素
子３ａ〜３ｄに逆並列に接続されたフライホイールダイ
オード、５はスイッチング素子３ａ〜３ｄによって構成
されたブリッジ回路である。

【００２３】８はモータ電流を検出するモータ電流検出
手段であり、これは直流電源１とブリッジ回路５の間に
接続された電流検出抵抗６と増幅器７から構成されてい
る。９はスイッチング素子３ａ〜３ｄを駆動するスイッ
チング素子駆動回路であり、これはスイッチング素子ド
ライバ１０ａ〜１０ｄから構成されている。１１は駆動
方式切換手段であり、これは駆動方式切換信号Ｓｉｇ
１、Ｓｉｇ２によりブリッジ回路５のスイッチング素子
３ａ〜３ｄの駆動方式を切り換えるもので、ＯＲゲート
１２ａ、１２ｂから構成されている。

【００２４】１３は制御手段であり、これはスイッチン
グ素子３ａ〜３ｄを駆動するＰＷＭ信号ＰＷＭ１、ＰＷ
Ｍ２を出力するためのＰＷＭ変調器１４、駆動方式切換
信号Ｓｉｇ１、Ｓｉｇ２を出力するための入出力ポート
１５ａ、車速検出手段２１により検出された車速信号を
入力するための入出力ポート１５ｂ、モータ電流検出手
段８により検出されたモータ電流検出値をアナログ／デ
ィジタル変換するＡ／Ｄ変換器１６ａ、トルク検出手段
２０により検出されたステアリングの操舵トルク検出値
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１６ｂ、車速検出手段２
１からの車速信号、モータ電流検出手段８からのモータ
電流検出値、トルク検出手段２０からの操舵トルク検出
値などの各検出値に基づいて、プログラムなどを保持し
ているＲＯＭ１８およびデータなどを一時的に保持する
ＲＡＭ１９を用い、予め設定された処理を行うマイクロ
コンピュータ（ＣＰＵ）１７から構成されている。な
お、構成要素９、１１、１３はスイッチング素子駆動手
段を構成する。

【００２５】次に、実施の形態１の動作について、図２
に示すフローチャートに従って説明する。本プログラム
は、一定時間毎に呼び出されるものとする。まず、ステ
ップＳ１で、操舵トルク検出値Ｔｓ、車速Ｖｓ、モータ
電流検出値Ｉｓを読み込む。次に、ステップＳ２で、操
舵トルク検出値Ｔｓと車速Ｖｓから、例えば、図３に示
すような操舵トルクと車速Ｖｓから演算されるモータ電
流目標値Ｉｔを演算する。次に、ステップＳ３で、例え
ば、特開平８−３３６２９３号公報に示されるように、
モータ電流目標値Ｉｔをもとにブリッジ回路駆動方式を
設定する。次に、ステップＳ４で、設定されたブリッジ
回路駆動方式が単相片側チョッパ方式でなければ、ステ
ップＳ７に進んで、モータ電流目標値Ｉｔとモータ電流
検出値Ｉｓの偏差に基づいて、モータ電流をフィードバ
ック制御し、デューティ比Ｄｔ（ｎ）を求める。

【００２６】次に、ステップＳ９に進み、通電極性に応
じてステップＳ１１〜Ｓ１３でブリッジ回路５を単相両
側チョッパ駆動する。すなわち、モータ電流目標値Ｉｔ
の通流方向が右ならばステップＳ１１に進んで、右方向
に通流させるように制御手段１３の出力信号を図５に示
すように設定する。モータ電流目標値Ｉｔが０ならばス
テップＳ１２に進んで、スイッチング素子を全オフさせ
るように制御手段１３の出力信号を図６に示すように設
定する。通流方向が左ならば、ステップＳ１３に進ん
で、左方向に通流させるように制御手段１３の出力信号
を図７に示すように設定する。

【００２７】図４は、ステップＳ４〜Ｓ６によってモー
タ電流のオーバシュートを防止した場合の動作波形であ
る。同図に示すように、モータを反転させる場合には、
逆起電圧と印可電圧の方向が一致し、電機子抵抗に過大
な電圧が印可され、単相片側チョッパ方式では十分制御
できずに、モータ電流がオーバシュートする。そのと
き、後述のステップＳ８による電流フィードバック制御
が作用し、モータ駆動デューティ比が０に近い値とな
る。

【００２８】そこで、ステップＳ４でスイッチング素子
の駆動方式を調べ、単相片側チョッパ方式ならばステッ
プＳ５に進む。ステップＳ５でモータの駆動デューティ
比を調べ、現時点でのデューティ比Ｄｔ（ｎ）が第１の
所定値Ｄ１以下ならば回生電流の制御性のよい単相両側
チョッパ方式に駆動方式を切り換える。これにより、図
４に示すように、モータ電流のオーバシュートを抑制す
る。次のステップＳ７以降は、上記で説明したことと全
く同じ動作であり、説明を省略する。

【００２９】一方、現時点でのスイッチング素子駆動デ
ューティ比Ｄｔ（ｎ）が所定値Ｄ１より大きければ、ス
テップＳ５からステップＳ８に進んで、スイッチング素
子駆動デューティ比Ｄｔ（ｎ）をステップＳ７と同様に
演算する。次に、ステップＳ１０に進み、通電極性に応
じてステップＳ１４〜Ｓ１６でブリッジ回路５を単相片
側チョッパ駆動する。すなわち、モータ電流目標値Ｉｔ
の通流方向が右ならば、ステップＳ１４に進んで、右方
向に通流させるように制御手段１３の出力信号を図８に
示すように設定する。モータ電流目標値Ｉｔが０なら
ば、ステップＳ１５に進んでスイッチング素子を全オフ
させるように、制御手段１３の出力信号を図６に示すよ
うに設定する。通流方向が左ならば、ステップＳ１６に
進んで、左方向に通流させるように制御手段１３の出力
信号を図９に示すように設定する。

【００３０】以上の通り、この実施の形態によれば、モ
ータ電流フィードバック制御の作用で変化するスイッチ
ング素子駆動デューティ比に応じて、ブリッジ回路駆動
方式を強制的に回生電流の制御性の悪い単相片側チョッ
パ方式から回生電流の制御性のよい単相両側チョッパ方
式に切り換えることで、モータ電流のオーバシュートや
ハンチングを抑制することができる。

【００３１】実施の形態２．上記実施の形態１は、ブリ
ッジ回路駆動方式を単相片側チョッパ方式から単相両側
チョッパ方式に切り換えるものについて述べたが、本実
施の形態では、ブリッジ回路駆動方式切り換え時に、単
相片側チョッパ方式から二相両側チョッパ方式に切り換
えるものについて説明する。本実施の形態における制御
装置の構成を図１０に示す。図１の駆動方式切換手段１
１の構成に対して駆動方式切換手段１１ＡをＡＮＤゲー
ト１２ｃ、１２ｄとＮＯＴゲート１２ｅ、１２ｆで構成
する以外は全く同じである。

【００３２】図１１は本実施の形態を説明するフローチ
ャートであり、実施の形態１のフローチャートにおける
単相両側チョッパ方式でスイッチング素子を駆動するス
テップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を、二相両側チョッパ方
式で駆動するステップＳ１７、Ｓ１８、Ｓ１９に置き換
えたものである。ここで、ステップＳ１７では、制御手
段１３の出力信号を図１２に示すように設定し、ステッ
プＳ１８では、制御手段１３の出力信号を図１３に示す
ように設定し、ステップＳ１９では図１４に示すように
設定し、スイッチング素子を二相両側チョッパ方式で駆
動する。

【００３３】以上の通り、この実施の形態２によれば、
ブリッジ回路駆動方式を回生電流の制御性の悪い単相片
側チョッパ方式から、回生電流の制御性のよい二相両側
チョッパ方式に切り換えても、実施の形態１と同等の効
果を奏する。

【００３４】なお、実施の形態１、２では、回生電流の
制御性の良いブリッジ回路駆動方式として、単相両側チ
ョッパ方式と、二相両側チョッパ方式を用いた例を示し
たが、モータ電流を電源に回生するブリッジ回路駆動方
式であればどのような駆動方式でも同様の効果を奏す
る。

【００３５】また、実施の形態１、２では、ＤＣブラシ
モータを単相ブリッジ回路で駆動する例を示したが、例
えばＤＣブラシレスモータを三相ブリッジ回路で駆動す
る場合にも適用できることは言うまでもない。

【００３６】実施の形態３．本実施の形態では、モータ
電流の変化度が第２の所定値以上であれば、モータ電流
がオーバシュートする可能性があると判断して駆動方式
を切り換える例を示す。本実施の形態におけるモータ制
御装置の構成は、実施の形態１に示した構成と全く同じ
である。

【００３７】次に、本実施の形態の動作について、図１
５に示すフローチャートに従って説明する。本プログラ
ムも、一定時間毎に呼び出されるものとする。まず、ス
テップＳ１からＳ３まで順に実施の形態１と同様に実行
する。次に、ステップＳ４で、設定されたブリッジ回路
駆動方式が単相片側チョッパ方式ではないと判断した場
合には、ステップＳ７に進み、単相両側チョッパ方式で
ブリッジ回路５を駆動する。ステップＳ７以降は、実施
の形態１と全く同じなので説明を省略する。

【００３８】一方、ステップＳ４で、設定されたブリッ
ジ回路駆動方式が単相片側チョッパ方式と判断した場合
には、ステップＳ２０に進み、モータ電流検出値の変化
度、すなわち、前回演算時のモータ電流目標値Ｉｓ（ｎ
−１）と今回演算時のモータ電流目標値Ｉｓ（ｎ）の差
を調べる。モータ電流の変化度が大きい場合には、モー
タ電流にオーバシュートを生じ、回生電流の制御性が悪
いブリッジ回路駆動方式では整定時間が長くなる可能性
が高い。また、上述の実施の形態による方法で、モータ
電流のハンチングを抑制できなかった場合には、モータ
電流が正常時にはあり得ない速度で変動していると考え
られる。そこで、｜Ｉｓ（ｎ）−Ｉｓ（ｎ−１）｜が第
２の所定値Ｉ₁以上である場合には、ブリッジ回路駆動
方式を単相両側チョッパ方式に切り換える。次のステッ
プＳ７以降は、実施の形態１と全く同じなので説明を省
略する。

【００３９】また、ステップＳ２０で、上述の条件を満
たさないと判断した場合には、ステップＳ８に進み、単
相片側チョッパ方式でブリッジ回路５を駆動する。ステ
ップＳ８以降は、実施の形態１と全く同じなので説明を
省略する。

【００４０】以上の通り、この実施の形態３によれば、
モータ電流の変化度が第２の所定値以上の場合には、モ
ータ電流がオーバシュートする可能性が高いと判断し、
事前にブリッジ回路駆動方式を回生電流の制御性のよい
単相両側チョッパ方式に切り換える。これにより、モー
タ電流のオーバシュートやハンチングを抑制することが
できる。

【００４１】実施の形態４．本実施の形態では、モータ
駆動デューティ比の変化度が第３の所定値以上であれ
ば、モータ電流の偏差が急変しており、モータ電流がオ
ーバシュートする可能性があると判断して駆動方式を切
り換える例を示す。本実施の形態における装置の構成
は、実施の形態１に示す構成と全く同じである。

【００４２】本実施の形態の動作について、図１６に示
すフローチャートに従って説明する。本プログラムも、
一定時間毎に呼び出されるものとする。まず、ステップ
Ｓ１からＳ３まで順に実施の形態１と同様に実行する。
次に、ステップＳ４で、設定されたブリッジ回路駆動方
式が単相片側チョッパ方式でなければ、ステップＳ７に
進み、単相両側チョッパ方式でブリッジ回路５を駆動す
る。ステップＳ７以降は、実施の形態１と全く同じため
説明を省略する。

【００４３】一方、ステップＳ４で、設定されたブリッ
ジ回路駆動方式が単相片側チョッパ方式ならば、ステッ
プＳ８に進み、ステップＳ７と同様にスイッチング素子
駆動デューティ比Ｄｔ（ｎ）を演算する。次に、ステッ
プＳ２１に進み、モータ駆動デューティ比の変化度を調
べる。モータ電流をフィードバック制御した結果、デュ
ーティ比が急激に減少している場合には、上述の実施の
形態１と同様に、モータ電流がオーバシュートする可能
性が高いと考えられる。そこで、モータの駆動デューテ
ィ比の変化度が大きいときに回生電流の制御性が良い駆
動方式に切り換えれば、より早期にオーバシュートを防
ぐことができる。

【００４４】しかるに、ステップＳ８で演算したデュー
ティ比Ｄｔ（ｎ）と前回演算時のデューティ比Ｄｔ（ｎ
−１）の差の絶対値が第３の所定値Ｄ２以上であれば、
ステップＳ２２に進み、ブリッジ回路駆動方式を単相両
側チョッパ方式に切り換える。ステップＳ２２では、ブ
リッジ回路駆動方式によって、同じモータ電流を流す場
合でもデューティ比が異なるため、モータ電流が著しく
変動しないように、例えば特開平８−３３６２９３号公
報に示される方式で、デューティ比の変換を行う。ステ
ップＳ９以降は、実施の形態１と全く同じなので説明を
省略する。

【００４５】一方、ステップＳ２１で、上述の条件と満
たさない場合には、ステップＳ１０に進み、単相片側チ
ョッパ方式でブリッジ回路５を駆動する。ステップＳ１
０以降は、実施の形態１の場合と全く同じなので説明を
省略する。

【００４６】以上の通り、この実施の形態４によれば、
モータ電流フィードバック制御の作用で変化するモータ
駆動デューティ比の変化度が第３の所定値より大きけれ
ば、モータ電流がオーバシュートする可能性が高いと判
断し、事前にブリッジ回路駆動方式を回生電流の制御性
のよい単相両側チョッパ方式に切り換える。これによ
り、より早期にモータ電流のオーバシュートやハンチン
グを防ぐことができる。

【００４７】なお、電流フィードバック制御の結果求め
られたモータ駆動デューティ比は、モータ電流の偏差に
所定のゲインを乗じた結果、ないしはその積算値であ
る。したがって、モータ電流の偏差の変化度が第３の所
定値以上の場合に駆動方式を切り換えても同様の効果を
奏する。

【００４８】実施の形態５．上記実施の形態１から４で
は、ブリッジ回路駆動方式切り換え条件が成立したとき
に、ブリッジ回路駆動方式を切り換えていたが、モータ
電流検出値の検出ノイズが大きい場合に、切り換え条件
を誤判定しないように、駆動方式切り換え条件が所定時
間継続した時に駆動方式を切り換えてもよい。なお、本
実施の形態は、上記実施の形態２〜４のいずれにも適用
できるが、ここでは、上記実施の形態１に適用した場合
について説明する。

【００４９】本実施の形態の動作について、図１７に示
すフローチャートに従って説明する。本プログラムも、
一定時間毎に呼び出されるものとする。まず、ステップ
Ｓ１からステップＳ３まで順に実施の形態１と同様に実
行する。次に、ステップＳ３で設定されたブリッジ回路
駆動方式が単相片側チョッパ方式でなければ、ステップ
Ｓ４からステップＳ７に進む。ステップＳ７以降は、実
施の形態１と全く同じなので説明を省略する。

【００５０】一方、ステップＳ３で設定されたブリッジ
回路駆動方式が単相片側チョッパ方式ならば、ステップ
Ｓ４からステップＳ５に進み、ステップＳ５、Ｓ２３、
Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３０で、モータ駆動デューティ比が
第１の所定値以下となる時間を計測し、ブリッジ回路駆
動方式を切り換える。ステップＳ５で、現時点のデュー
ティ比Ｄｔ（ｎ）が所定値Ｄ１以上ならば、ステップＳ
３０でタイマIをクリアし、ステップＳ８に進む。ステ
ップＳ８以降は、実施の形態１の場合と全く同じなので
説明を省略する。

【００５１】一方、ステップＳ５で、現時点のデューテ
ィ比が所定値Ｄ１より小さければ、ステップＳ２３で、
タイマIをカウントアップする。次に、ステップＳ２４
で、タイマIが所定値Ｔ１以下ならば、ステップＳ８に
進む。ステップＳ８以降は、実施の形態１の場合と全く
同じなので説明を省略する。一方、ステップＳ２４で、
タイマIが所定値Ｔ１より大きければ、ステップＳ２５
で、タイマIにＴ１を代入してクリップするとともに、
ブリッジ回路駆動方式を単相両側チョッパ方式に切り換
えるべく、ステップＳ７に進む。ステップＳ７以降は、
実施の形態１の場合と全く同じなので説明を省略する。

【００５２】以上の通り、この実施の形態５によれば、
ブリッジ回路駆動方式切り換え条件が所定時間継続した
ときに、ブリッジ回路駆動方式を回生電流のよい駆動方
式に切り換えるので、モータ電流検出値のノイズ等の影
響による駆動方式切り換えの誤判定を防止することがで
きる。

【００５３】実施の形態６．上記実施の形態１から５に
おいて、ブリッジ回路駆動方式切り換え条件成立後、所
定時間のみ回生電流の制御性のよいブリッジ回路駆動方
式に切り換えてもよい。なお、本実施の形態は、上記実
施の形態２〜５のいずれにも適用できるが、ここでは上
記実施の形態１に適用した場合を示す。

【００５４】本実施の形態の動作について、図１８に示
すフローチャートに従って説明する。本プログラムも、
一定時間毎に呼び出されるものとする。まず、ステップ
Ｓ１からステップＳ３まで順に実施の形態１と同様に実
行する。次に、ステップＳ４、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８
で、モータ駆動デューティ比Ｄｔが所定値Ｄ１以下とな
ってからの時間を計測する。まずステップＳ４で、ブリ
ッジ回路駆動方式が単相片側チョッパ方式でなければ、
ステップＳ２８に進み、タイマIIをカウントアップす
る。一方、ブリッジ回路駆動方式が単相片側チョッパ方
式ならば、ステップＳ２６に進み、現時点のスイッチン
グ素子駆動デューティ比をＤｔ（ｎ）を調べる。Ｄｔ
（ｎ）が所定値Ｄ１以下ならば、ステップＳ２７で、タ
イマIIをクリアする。Ｄｔ（ｎ）がＤ１より大きけれ
ば、ステップＳ２８に進み、タイマIIをカウントアップ
する。

【００５５】ステップ２９では、上述の通り計測された
タイマIIに基づいて、モータの駆動方式を決定する。す
なわち、ステップＳ２９で、タイマIIが所定値Ｔ２以下
であれば、ステップＳ７に進み、ステップＳ３で決定さ
れた駆動方式と関係なく単相両側チョッパ方式でモータ
２を駆動する。タイマIIが所定値Ｔ２よりも大きけれ
ば、ステップＳ３１でタイマIIにＴ２を代入してクリッ
プするとともにステップＳ３２に進み、ステップＳ３で
決定された駆動方式に応じてステップＳ７もしくはステ
ップＳ８に進む。以下、他の実施の形態と同様に単相両
側チョッパ方式または単相片側チョッパ方式でモータ２
を駆動する。なお、タイマIIは、ＣＰＵ１７がパワーオ
ンリセットされたときにＴ２に初期化されており、初回
はステップＳ３で決定された駆動方式に従うものとす
る。

【００５６】以上の通り、この実施の形態６によれば、
ブリッジ回路駆動方式切り換え条件成立後、所定時間の
み回生電流の制御性のよいブリッジ回路駆動方式に切り
換えることで、実施の形態１〜５のモータ制御装置と比
べて、モータ制御性やスイッチング素子の発熱にほとん
ど影響を与えることなしに、モータ電流のオーバシュー
トを抑制することができる。また、駆動方式の切り換え
がハンチングし、電流の制御性が悪化することを抑制で
きる。

【００５７】実施の形態７．上記実施の形態６では、ス
テップＳ３での駆動方式に関わらず回生電流の制御性が
良い駆動方式とする場合の継続時間を、所定時間Ｔ２以
下に制限していたが、モータ駆動デューティ比が第４の
所定値Ｄ３以上となるまで継続させてもよい。なお、上
記実施の形態６では発熱を抑えることができるものの、
モータ逆起電圧とモータ印加電圧の方向が一致し、モー
タ電流がオーバシュートしやすい状態が長時間継続する
ような場合には周期的に回生電流の制御性が悪いブリッ
ジ回路駆動方式に戻る可能性がある。本実施の形態では
そのような問題を防止することができる。

【００５８】また、上記実施の形態１、２では、モータ
駆動デューティ比が所定値Ｄ１以上となるとブリッジ回
路駆動方式が単相片側チョッパ方式に戻ってしまうた
め、駆動方式の切り換えがハンチングする可能性があ
る。本実施の形態においてＤ３＞Ｄ１として、切り換え
判定閾値にヒステリシスを設ければ、そのような問題を
回避できる。もちろん、上記実施の形態３、４で示した
変化度による切り換え方式においても同様に、変化度が
第４の所定値以下となるまでブリッジ回路駆動方式の切
り換えを継続させてもよい。以上、示した実施の形態１
〜７のいずれか複数を同時に実施すれば、さらに性能を
向上できることはいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ブリッジ回路
に負荷として接続されたモータの電流を検出するモータ
電流検出手段と、モータ電流検出値及びモータ電流目標
値から電流フィードバック制御を行い、ブリッジ回路の
スイッチング素子を駆動するデューティ比を演算し、ス
イッチング素子を駆動するスイッチング素子駆動手段と
を備え、スイッチング素子駆動デューティ比が第１の所
定値以下であれば、スイッチング素子を駆動する駆動方
式をモータ電流を電源に回生するブリッジ回路駆動方式
とするので、モータ電流の過電流を未然に防止するとと
もに、モータ電流のオーバシュートやハンチングを抑制
することができ 特に、例えば電動パワーステアリング
に応用した場合には操舵フィーリングを改善することが
できるという効果がある。

【００６０】請求項２の発明によれば、ブリッジ回路駆
動方式は回生電流の制御性の異なる複数の駆動方式から
なり、モータ電流を制御しているときに、スイッチング
素子駆動デューティ比が第１の所定値以下であれば、回
生電流の制御性のよい方の駆動方式へ切り換えるので、
モータ電流のオーバシュートやハンチングを抑制するこ
とができるという効果がある。

【００６１】請求項３の発明によれば、複数の駆動方式
として単相片側チョッパ方式と単相両側チョッパ方式を
用いるので、回生電流の制御性のよい方の駆動方式即ち
単相両側チョッパ方式への切り換えが可能であり、以
て、モータ電流のオーバシュートやハンチングを抑制す
ることができるという効果がある。

【００６２】請求項４の発明によれば、複数の駆動方式
として単相片側チョッパ方式と二相両側チョッパ方式を
用いるので、回生電流の制御性のよい方の駆動方式即ち
二相両側チョッパ方式への切り換えが可能であり、以
て、モータ電流のオーバシュートやハンチングを抑制す
ることができるという効果がある。

【００６３】請求項５の発明によれば、単相片側チョッ
パ方式が、ブリッジ回路が４組のスイッチング素子から
構成され、通流方向の一対のスイッチング素子の一方を
パルス幅変調された信号により駆動し、当該一対の他方
のスイッチング素子を継続してオン駆動し、通流方向で
ない一対のスイッチング素子をオフする駆動方式である
ので、スイッチング素子の発熱を低く抑えることができ
るという効果がある。

【００６４】請求項６の発明によれば、単相両側チョッ
パ方式が、ブリッジ回路が４組のスイッチング素子から
構成され、通流方向の一対のスイッチング素子をパルス
幅変調された駆動信号により駆動し、通流方向でない一
対のスイッチング素子をオフする駆動方式であるので、
良好な回生電流の制御性が得られるという効果がある。

【００６５】請求項７の発明によれば、二相両側チョッ
パ方式が、ブリッジ回路が４組のスイッチング素子から
構成され、通流方向の一対のスイッチング素子をパルス
幅変調された駆動信号により駆動し、通流方向でない一
対のスイッチング素子を駆動信号を反転させた信号によ
り駆動する駆動方式であるので、良好な回生電流の制御
性が得られるという効果がある。

【００６６】請求項８の発明によれば、モータ電流の変
化度が第２の所定値以上ならば、ブリッジ回路駆動方式
を切り換えるので、このブリッジ回路駆動方式を単相片
側チョッパ方式から回生電流の制御性のよい単相両側チ
ョッパ方式または二相両側チョッパ方式に切り換えるこ
とが可能であり、以て、モータ電流のオーバシュートや
ハンチングを抑制することができるという効果がある。

【００６７】請求項９の発明によれば、スイッチング素
子駆動デューティ比の変化度が第３の所定値以上なら
ば、ブリッジ回路駆動方式を切り換えるので、ブリッジ
回路駆動方式を単相片側チョッパ方式から、回生電流の
制御性のよい単相両側チョッパ方式または二相両側チョ
ッパ方式に切り換えることが可能であり、以て、モータ
電流のオーバシュートやハンチングを抑制することがで
きるという効果がある。

【００６８】請求項１０の発明によれば、モータ電流の
偏差の変化度が第３の所定値以上ならば、ブリッジ回路
駆動方式を切り換えるので、ブリッジ回路駆動方式を単
相片側チョッパ方式から、回生電流の制御性のよい単相
両側チョッパ方式または二相両側チョッパ方式に切り換
えることが可能であり、以て、モータ電流のオーバシュ
ートやハンチングを抑制することができるという効果が
ある。

【００６９】請求項１１の発明によれば、ブリッジ回路
駆動方式切り換え条件が所定時間継続した時に、ブリッ
ジ回路駆動方式を切り換えるので、モータ電流検出値の
ノイズ等の影響によるブリッジ回路駆動方式切り換え条
件の誤判定を防止することができるという効果がある。

【００７０】請求項１２の発明によれば、ブリッジ回路
駆動方式切り換え条件成立後、所定時間のみブリッジ回
路駆動方式を切り換えるので、切り換わったブリッジ回
路駆動方式によるスイッチング素子の発熱の増加をほと
んど無視することができ、また、ブリッジ回路駆動方式
の切り換えがハンチングして、電流の制御性が悪化する
ことを抑制することができるという効果がある。

【００７１】請求項１３の発明によれば、ブリッジ回路
駆動方式切り換え後、スイッチング素子駆動デューティ
比が第４の所定値以上となるまで当該駆動方式でのモー
タ制御を継続させるので、ブリッジ回路駆動方式の切り
換えがハンチングして電流の制御性が悪化することを抑
制することができるという効果がある。

【００７２】請求項１４の発明によれば、ブリッジ回路
駆動方式が、三相ブリッジ回路駆動方式であるので、単
相ブリッジ回路駆動方式と同様にモータ電流の過電流を
未然に防止するとともに、モータ電流のオーバシュート
やハンチングを抑制することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１のモータ電流目標値
を定める特性図である。

【図４】 この発明の実施の形態１でモータの過電流を
抑制した場合を示す図である。

【図５】 単相両側チョッパ方式で右方向通電時のスイ
ッチング素子駆動波形を示す図である。

【図６】 単相片側または単相両側チョッパ方式で、目
標電流が０の場合のスイッチング素子駆動波形を示す図
である。

【図７】 単相両側チョッパ方式で左方向通電時のスイ
ッチング素子駆動波形を示す図である。

【図８】 単相片側チョッパ方式で右方向通電時のスイ
ッチング素子駆動波形を示す図である。

【図９】 単相片側チョッパ方式で左方向通電時のスイ
ッチング素子駆動波形を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図１１】 この発明の実施の形態２の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１２】 二相両側チョッパ方式で右方向通電時のス
イッチング素子駆動波形を示す図である。

【図１３】 二相両側チョッパ方式で右方向通電時のス
イッチング素子駆動波形を示す図である。

【図１４】 二相両側チョッパ方式で目標電流が０の場
合のスイッチング素子駆動波形を示す図である。

【図１５】 この発明の実施の形態３の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１６】 この発明の実施の形態４の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１７】 この発明の実施の形態５の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１８】 この発明の実施の形態６の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１９】 単相片側チョッパ方式によるモータ電流経
路を説明するための図である。

【図２０】 単相両側チョッパ方式によるモータ電流経
路を説明するための図である。

【図２１】 単相片側チョッパ方式でモータに過電流が
流れた場合を示す図である。

【図２２】 従来装置でモータの過電流を抑制した場合
を示す図である。

【符号の説明】

１ 車載バッテリ、２ モータ、３ａ〜３ｄ スイッチ
ング素子、５ ブリッジ回路、８ モータ電流検出手
段、９ スイッチング素子駆動回路、１１、１１Ａ 駆
動方式切換手段、１３ 制御手段、２０ トルク検出手
段、２１ 車速検出手段。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブリッジ回路に負荷として接続されたモ
   ータの電流を検出するモータ電流検出手段と、 モータ電流検出値及びモータ電流目標値から電流フィー
   ドバック制御を行い、上記ブリッジ回路のスイッチング
   素子を駆動するデューティ比を演算し、上記スイッチン
   グ素子を駆動するスイッチング素子駆動手段とを備え、
   スイッチング素子駆動デューティ比が第１の所定値以下
   であれば、上記スイッチング素子を駆動する駆動方式を
   モータ電流を電源に回生するブリッジ回路駆動方式とす
   ることを特徴とするモータ制御装置。
2. 【請求項２】 上記ブリッジ回路駆動方式は回生電流の
   制御性の異なる複数の駆動方式からなり、モータ電流を
   制御しているときに、上記スイッチング素子駆動デュー
   ティ比が第１の所定値以下であれば、回生電流の制御性
   のよい方の駆動方式へ切り換え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. 【請求項３】 上記複数の駆動方式として単相片側チョ
   ッパ方式と単相両側チョッパ方式を用いることを特徴と
   する請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 【請求項４】 上記複数の駆動方式として単相片側チョ
   ッパ方式と二相両側チョッパ方式を用いることを特徴と
   する請求項２に記載のモータ制御装置。
5. 【請求項５】 上記単相片側チョッパ方式は、ブリッジ
   回路が４組のスイッチング素子から構成され、通流方向
   の一対のスイッチング素子の一方をパルス幅変調された
   信号により駆動し、当該一対の他方のスイッチング素子
   を継続してオン駆動し、通流方向でない一対のスイッチ
   ング素子をオフする駆動方式であることを特徴とする請
   求項３または４に記載のモータ制御装置。
6. 【請求項６】 上記単相両側チョッパ方式は、ブリッジ
   回路が４組のスイッチング素子から構成され、通流方向
   の一対のスイッチング素子をパルス幅変調された駆動信
   号により駆動し、通流方向でない一対のスイッチング素
   子をオフする駆動方式であることを特徴とする請求項３
   に記載のモータ制御装置。
7. 【請求項７】 上記二相両側チョッパ方式は、ブリッジ
   回路が４組のスイッチング素子から構成され、通流方向
   の一対のスイッチング素子をパルス幅変調された駆動信
   号により駆動し、通流方向でない一対のスイッチング素
   子を上記駆動信号を反転させた信号により駆動する駆動
   方式であることを特徴とする請求項４に記載のモータ制
   御装置。
8. 【請求項８】 上記モータ電流の変化度が第２の所定値
   以上ならば、上記ブリッジ回路駆動方式を切り換えるこ
   とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のモータ
   制御装置。
9. 【請求項９】 上記スイッチング素子駆動デューティ比
   の変化度が第３の所定値以上ならば、上記ブリッジ回路
   駆動方式を切り換えることを特徴とする請求項１〜７の
   いずれかに記載のモータ制御装置。
10. 【請求項１０】 上記モータ電流の偏差の変化度が第３
    の所定値以上ならば、上記ブリッジ回路駆動方式を切り
    換えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
    のモータ制御装置。
11. 【請求項１１】 ブリッジ回路駆動方式切り換え条件が
    所定時間継続した時に、上記ブリッジ回路駆動方式を切
    り換えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに
    記載のモータ制御装置。
12. 【請求項１２】 ブリッジ回路駆動方式切り換え条件成
    立後、所定時間のみ上記ブリッジ回路駆動方式を切り換
    えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
    のモータ制御装置。
13. 【請求項１３】 ブリッジ回路駆動方式切り換え後、上
    記スイッチング素子駆動デューティ比が第４の所定値以
    上となるまで当該駆動方式でのモータ制御を継続させる
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のモ
    ータ制御装置。
14. 【請求項１４】 上記ブリッジ回路駆動方式は、三相ブ
    リッジ回路駆動方式であることを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載のモータ制御装置。