WO2016194835A1 - 直流ブラシレスモータ制御装置 - Google Patents

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WO2016194835A1
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switching element
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magnetic pole
arm
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信夫 中町
八十八 原
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日本電産株式会社
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    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Definitions

  • the present invention relates to a DC brushless motor control device.
  • Patent Document 1 A method for controlling a motor by PWM has been conventionally known (for example, Patent Document 1).
  • the motor described in Patent Document 1 discloses a method in which only the upper or lower stage of the inverter circuit is controlled by PWM during motor acceleration operation or steady operation, and both the upper and lower stages of the inverter circuit are controlled by PWM during motor deceleration operation. Has been.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to reduce the switching loss of a DC brushless motor.
  • a DC brushless motor control device is a DC brushless motor control device that supplies current to a winding of a stator of a three-phase DC brushless motor, wherein switching elements are connected in series, and A three-phase bridge inverter unit having an arm connected to a connection point between switching elements and one end of the winding for each phase, and a magnetic pole position detection unit for detecting the magnetic pole position of the rotor of the three-phase DC brushless motor Based on the magnetic pole position to be detected, among the switching elements included in the arm, the energization state of the first switching element on one side of the connection point and the energization state of the second switching element on the other side, A control unit that controls the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit.
  • the first switching element and the second switching element are both in the OFF state, and the first switching element is maintained in the ON state and the second switching element is in the OFF state in order from the point of time reached.
  • a second state to be maintained a third state in which both the first switching element and the second switching element are off, and a state in which the first switching element is maintained off and the second switching element is on.
  • the energization state of the switching element is controlled by a plurality of states including the fourth state maintained in the state.
  • the arm of each phase is controlled to the H state only once during one electrical angle cycle. That is, frequent switching is not required and switching loss can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the appearance of the suction device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the suction device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a three-phase bridge inverter unit and a three-phase DC brushless motor included in the suction device according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the structure of a three-phase DC brushless motor.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform of the three-phase bridge inverter unit.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the rotational speed of the rotor controlled by the MCU and the target rotational speed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the appearance of the suction device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the suction device according to the present embodiment
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a period of movement of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating two operation modes of the MCU.
  • FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a waveform of one-pulse control by the DC brushless motor control device.
  • FIG. 10 is a table showing an example of arm control states by the DC brushless motor control device.
  • FIG. 11 is a waveform diagram showing another example of the waveform of the one-pulse control by the DC brushless motor control device.
  • FIG. 12 is a table showing another example of the arm control state by the DC brushless motor control device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the appearance of the suction device 1 according to the present embodiment.
  • the suction device 1 includes an operation switch 13.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the suction device 1 according to the present embodiment.
  • the suction device 1 includes an operation switch 13, a direct current brushless motor control device 15, a three-phase direct current brushless motor 20, a rectifier 29, a booster 30, a first DC-DC converter 31, and a second DC-DC converter 32. Is provided.
  • the direct current brushless motor control device 15 includes a control unit 16 and a three-phase bridge inverter unit 40.
  • the control unit 16 includes an MCU (Micro Controller Unit) 17 and a driver 18.
  • the MCU 17 includes an operation detection unit (not shown) that detects an operation on the operation switch 13.
  • the three-phase DC brushless motor 20 includes a magnetic pole position detection unit 25.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the three-phase bridge inverter unit 40 and the three-phase DC brushless motor 20 included in the suction device 1 according to the present embodiment.
  • the three-phase bridge inverter unit 40 includes an arm 41, an arm 42, and an arm 43.
  • the arm 41 includes a field effect transistor 411 and a field effect transistor 412.
  • the arm 42 includes a field effect transistor 421 and a field effect transistor 422.
  • the arm 43 includes a field effect transistor 431 and a field effect transistor 432.
  • the three-phase bridge inverter unit 40 is an arm of each phase in which switching elements are connected in series, and a connection point between the switching elements and one end of the windings 21, 22, and 23 are connected.
  • a first phase arm 41, a second phase arm 42, and a third phase arm 43 is an arm of each phase in which switching elements are connected in series, and a connection point between the switching elements and one end of the windings 21, 22, and 23 are connected.
  • the three-phase DC brushless motor 20 includes a winding 21, a winding 22, a winding 23, a rotor 24, a magnetic pole position detector 25-1, a magnetic pole position detector 25-2, and a magnetic pole position detector 25. -3 and a permanent magnet 241.
  • the magnetic pole position detection unit 25 is a general term for the magnetic pole position detection unit 25-1, the magnetic pole position detection unit 25-2, and the magnetic pole position detection unit 25-3.
  • the magnetic pole position detection unit 25-1, the magnetic pole position detection unit 25-2, and the magnetic pole position detection unit 25-3 will be collectively referred to as the magnetic pole position detection unit 25 unless it is necessary to distinguish them.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the structure of the three-phase DC brushless motor 20.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform for controlling the field effect transistor 411, the field effect transistor 421, and the field effect transistor 431 by the three-phase bridge inverter unit 40.
  • Each of the field effect transistor 411, the field effect transistor 421, and the field effect transistor 431 is an example of a first switching element.
  • the field effect transistor 412, the field effect transistor 422, and the field effect transistor 432 are examples of the second switching element.
  • FIG. 5A is an example of a voltage waveform that the three-phase bridge inverter unit 40 controls the first switching element when the rotational speed of the rotor 24 included in the three-phase DC brushless motor 20 is equal to or higher than a predetermined rotational speed.
  • the rotational speed of the rotor 24 is calculated by the MCU 17 based on the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector 25.
  • the three-phase bridge inverter unit 40 sequentially determines the energization state of the first switching element from the time when the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 reaches the reference position.
  • the control is performed by a plurality of states including a first state S1, a second state S2, a 3-1 state S3-1, a third state S3, and a fourth state S4.
  • both the first switching element and the second switching element are in the off state.
  • the first switching element is maintained in the on state and the second switching element is maintained in the off state.
  • the 3-1 state S3-1 the first switching element is maintained in the off state and the second switching element is maintained in the on state.
  • both the first switching element and the second switching element are in the off state.
  • the fourth state S4 the first switching element is maintained in the off state and the second switching element is maintained in the on state.
  • the control of the first switching element by the voltage waveform shown in FIG. 5A is referred to as one-pulse control.
  • the DC brushless motor control device 15 can reduce switching loss by one-pulse control.
  • FIG. 5B is an example of a voltage waveform that the three-phase bridge inverter unit 40 controls the first switching element when the rotational speed of the rotor 24 included in the three-phase DC brushless motor 20 is less than a predetermined rotational speed.
  • the predetermined rotational speed is 20000 [r / m] (revolution per minutes).
  • the three-phase bridge inverter unit 40 sequentially determines the energization state of the first switching element from the time when the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 reaches the reference position.
  • Control is performed by a plurality of states including a first state S1, a fifth state S5, a third state S3, and a fourth state S4.
  • the fifth state S5 the first switching element is alternately switched between the on state and the off state while the second switching element is maintained in the off state.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the rotational speed of the rotor 24 controlled by the MCU 17 by the three-phase bridge inverter unit 40 and the target rotational speed.
  • the MCU 17 controls the first switching element with the voltage waveform shown in FIG. 5B by the three-phase bridge inverter unit 40 while the calculated rotation speed of the rotor 24 is less than the predetermined rotation speed.
  • the MCU 17 controls the first switching element by the voltage waveform shown in FIG.
  • the DC brushless motor control device 15 can achieve both controllability and efficiency by performing PWM control with good controllability in the low speed range and one-pulse control with high efficiency in the high speed range.
  • the MCU 17 reads information indicating the target rotational speed at a level corresponding to the operation from the storage unit 12 based on the operation received by the operation switch 13. There are five levels of the target rotational speed, for example, level 1 to level 5. Each of these target rotational speed levels is associated with the suction power of the suction device 1 corresponding to each target rotational speed.
  • the MCU 17 causes the three-phase bridge inverter unit 40 to control the first switching element, and matches the read target rotational speed with the calculated rotational speed of the rotor 24.
  • the DC brushless motor control device 15 can control the three-phase DC brushless motor 20 at a rotation speed at a level suitable for the use state of the suction device 1.
  • the DC brushless motor control device 15 controls the three-phase DC brushless motor 20 at a rotation speed at a level suitable for floor conditions such as flooring, tatami mats, and carpets. can do.
  • the MCU 17 changes the duration of the second state in the one-pulse control according to the target rotational speed of the rotor 24 when changing the rotational speed of the rotor 24 according to the target rotational speed level.
  • the direct current brushless motor control device 15 can control the rotor rotational speed in the one-pulse control.
  • the duration time is a time that varies depending on the number of rotations of the rotor 24, and does not mean an absolute time. Further, when changing the duration time of the second state, the MCU 17 controls the first switching element without changing the second switching element.
  • the MCU 17 is a case where the suction device 1 is driven by a secondary battery, and when the remaining power amount of the secondary battery is equal to or less than a predetermined threshold value, the MCU 17 decreases the target rotational speed by a predetermined value.
  • the predetermined threshold value may be a value indicating a specific remaining power amount or a predetermined ratio.
  • the predetermined threshold is a predetermined ratio.
  • the predetermined ratio is, for example, 20%.
  • the MCU 17 is a case where the suction device 1 is driven by a secondary battery, and when the remaining power amount of the secondary battery is equal to or less than a predetermined threshold value, the target rotational speed is held at a predetermined value. Other processing may be performed.
  • the DC brushless motor control device 15 can change the usable time of the suction device 1 or the suction force of the suction device 1 when the remaining power amount of the secondary battery is small.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the period of movement of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25.
  • the MCU 17 determines whether or not to acquire a signal indicating the magnetic pole position supplied from the magnetic pole position detection unit 25 as a signal used for the determination of the magnetic pole position based on the period of movement of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25. Judgment.
  • the time required for one electrical angle cycle changes according to the change in the rotational speed of the rotor 24. Specifically, the time required for one cycle of the electrical angle is shorter when the rotor 24 rotates at a high speed than when the rotor 24 rotates at a low speed.
  • the change in time required for one electrical angle cycle is also within the predetermined range. That is, as an example, if the rotor 24 rotating at a high speed of about 20000 [r / m] or more is within a minute time such that the rotor 24 rotates several times, the change in time required for one cycle of electrical angle is extremely small. Therefore, the MCU 17 can estimate the width of the time required for one electrical angle cycle after a lapse of a minute time from the calculated timing by calculating the time required for one electrical angle cycle. That is, the MCU 17 can estimate at which timing the signal indicating the magnetic pole position is generated.
  • the MCU 17 determines that the signal indicating the magnetic pole position generated at the timing within the time width required for one period of the estimated electrical angle among the signals indicating the magnetic pole position is not noise. The MCU 17 determines that a signal indicating the magnetic pole position determined not to be noise is acquired as a signal used for determining the magnetic pole position. Further, the MCU 17 determines that a signal indicating the magnetic pole position generated at a timing outside the time required for one period of the estimated electrical angle among the signals indicating the magnetic pole position is noise. The MCU 17 determines that a signal indicating the magnetic pole position determined to be noise is not acquired as a signal used for determination of the magnetic pole position.
  • the MCU 17 can also feedback control the rotational speed of the rotor 24 based on the period of movement of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detector 25 and the target rotational speed of the rotor 24.
  • the MCU 17 operates in one of the two operation modes illustrated in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating two operation modes of the MCU 17.
  • the two operation modes are, for example, a current holding mode and a rotation speed holding mode.
  • the MCU 17 controls the rotation speed of the rotor 24 by feedback of the current value supplied to each of the winding 21, the winding 22, and the winding 23.
  • the current value supplied to the winding 21, the winding 22, and the winding 23 is detected by a current sensor (not shown).
  • the MCU 17 supplies the winding 21, the winding 22, and the winding 23 based on the difference between the current value of the winding 21, the winding 22, and the winding 23 detected by the current sensor and the target current value.
  • the current value to be calculated is calculated.
  • the MCU 17 supplies the current having the calculated current value to the winding 21, the winding 22, and the winding 23.
  • the MCU 17 controls the rotation speed of the rotor 24 by feedback of the rotation speed of the rotor 24.
  • the MCU 17 calculates the rotation speed of the rotor 24 based on the change period of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25. Further, the MCU 17 calculates a voltage waveform to be supplied to the winding 21, the winding 22, and the winding 23 based on the difference between the calculated rotation speed of the rotor 24 and the target rotation speed. Further, the MCU 17 supplies the current having the calculated voltage waveform to the winding 21, the winding 22, and the winding 23. The MCU 17 controls the rotation speed when the rotation speed of the rotor 24 indicated by the period of movement of the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection section 25 exceeds the target rotation speed corresponding to the operation detected by the operation detection section. To do. Thereby, the DC brushless motor control device 15 can suppress heat generation due to unintentionally increasing the rotational speed of the rotor 24 from the target rotational speed that is the target upper limit value by feedback.
  • the operation detected by the operation detection unit is an operation of selecting the level of the suction force of the suction device in this example.
  • the storage unit stores information indicating the target rotational speed of the rotor 24 at a plurality of stages corresponding to the stage of the suction force of the suction device 1 indicated by the operation detected by the operation detection unit. It is memorized by being separated.
  • the MCU 17 reads information indicating the target rotational speed at the stage corresponding to the stage of the suction force corresponding to the operation detected by the operation detection unit from the storage unit 12.
  • the MCU 17 matches the rotational speed of the rotor 24 with the read target rotational speed.
  • the DC brushless motor control device 15 can provide the user with the operation of the suction device 1 based on the suction force.
  • the suction device 1 is an example of a suction device.
  • FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a waveform of one-pulse control by the DC brushless motor control device 15 of the present embodiment.
  • FIG. 10 is a table showing an example of the arm control state by the DC brushless motor control device 15 of the present embodiment. 9 and 10 show an example in which the driving duty of the three-phase DC brushless motor 20 by the DC brushless motor control device 15 is about 50%.
  • the control unit 16 Based on the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 that detects the magnetic pole position of the rotor 24 of the three-phase DC brushless motor 20, the control unit 16 includes switching elements included in the arms 41, 42, and 43 of each phase.
  • the energization state of the first switching element on one side of the connection point and the energization state of the second switching element on the other side are respectively controlled. That is, the control unit 16 of the DC brushless motor control device 15 switches the arm 41, the arm 42, and the arm 43 of each phase included in the three-phase bridge inverter unit 40 to the H state, the L state, or the Hi-Z state, respectively.
  • the output potential of each phase is controlled.
  • the H state refers to a case where the first switching element of the arm of each phase is in the on state and the second switching element is in the off state.
  • the L state refers to the case where the first switching element of the arm of each phase is off and the second switching element is on.
  • the Hi-Z state refers to the case where both the first switching element and the second switching element of the arm of each phase are in the off state.
  • the U-phase output potential is a potential with respect to a reference potential at a connection portion between the field effect transistor 411 and the field effect transistor 412, that is, a midpoint of the arm 41.
  • the V-phase output potential is a potential with respect to a reference potential at a connection portion between the field effect transistor 421 and the field effect transistor 422, that is, a midpoint of the arm 42.
  • the W-phase output potential is a potential relative to the reference potential at the connection point between the field effect transistor 431 and the field effect transistor 432, that is, the midpoint of the arm 43.
  • the section P101 to the section P112 here corresponds to one electrical angle of the three-phase DC brushless motor 20.
  • the section P201 to the section P212 correspond to one electrical angle of the three-phase DC brushless motor 20.
  • this example demonstrates the case where each area is equally divided on the time axis, each area does not necessarily need to be equally divided on the time axis.
  • the controller 16 controls the arm of each phase as follows in each section from the section P101 to the section P112 in the section where the electrical angle is the first period.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the Hi-Z state, the V-phase arm 42 to the L state, and the W-phase arm 43 to the H state.
  • the control unit 16 causes the drive current to flow from the W-phase arm 43 to the V-phase arm 42 via the winding 23 and the winding 22.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the Hi-Z state, the V-phase arm 42 to the L state, and the W-phase arm 43 to the Hi-Z state.
  • the control unit 16 does not supply drive current to any of the windings.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the H state, the V-phase arm 42 to the L state, and the W-phase arm 43 to the Hi-Z state.
  • the control unit 16 causes the drive current to flow from the U-phase arm 41 to the V-phase arm 42 via the winding 21 and the winding 22.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the H state, the V-phase arm 42 to the Hi-Z state, and the W-phase arm 43 to the L state.
  • the control unit 16 causes the drive current to flow from the U-phase arm 41 to the W-phase arm 43 via the winding 21 and the winding 23.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the Hi-Z state, the V-phase arm 42 to the Hi-Z state, and the W-phase arm 43 to the L state. In the section P106 and the section P107, the control unit 16 does not supply drive current to any of the windings. In the section P108, the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the Hi-Z state, the V-phase arm 42 to the H state, and the W-phase arm 43 to the L state. In the section P108, the control unit 16 causes the drive current to flow from the V-phase arm 42 to the W-phase arm 43 via the winding 22 and the winding 23.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the L state, the V-phase arm 42 to the H state, and the W-phase arm 43 to the Hi-Z state. In the section P109, the control unit 16 causes the drive current to flow from the V-phase arm 42 to the U-phase arm 41 via the winding 22 and the winding 21. In the section P110 and the section P111, the control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the L state, the V-phase arm 42 to the Hi-Z state, and the W-phase arm 43 to the Hi-Z state. In the section P110 and the section P111, the control unit 16 does not supply drive current to any of the windings.
  • control unit 16 sets the U-phase arm 41 to the L state, the V-phase arm 42 to the Hi-Z state, and the W-phase arm 43 to the H state. In the section P112, the control unit 16 causes the drive current to flow from the W-phase arm 43 to the U-phase arm 41 via the winding 23 and the winding 21.
  • the control unit 16 controls the arm of each phase in the same way as the section P101 to the section P112 for each section from the section P201 to the section P212 in the section whose electrical angle is the second period.
  • the section P101 to the section P103 shown in FIG. 9 correspond to the first state S1 shown in FIG.
  • the section P104 and the section P105 illustrated in FIG. 9 correspond to the second state S2 illustrated in FIG.
  • the section P106 to the section P108 shown in FIG. 9 correspond to the third state S3 shown in FIG.
  • the section P109 to the section P112 shown in FIG. 9 correspond to the fourth state S4 shown in FIG.
  • the 3-1 state S3-1 shown in FIG. 5 is shorter in time than the other states, and is not shown in FIG.
  • control timing of arm of each phase in one-pulse control Next, the relationship between the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 and the control timing of the arm of each phase by the control unit 16 will be described.
  • the control unit 16 changes the arm of the phase to the H state in accordance with the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the magnetic pole position detection unit 25 of each phase.
  • control unit 16 changes the U-phase arm 41 to the H state in accordance with the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the U-phase magnetic pole position detection unit 25-1. That is, the control unit 16 matches the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the U-phase magnetic pole position detection unit 25-1 with the start timing of the section P104 shown in FIG. Control. Further, the control unit 16 changes the V-phase arm 42 to the H state in accordance with the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the V-phase magnetic pole position detection unit 25-2. That is, the control unit 16 matches the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the V-phase magnetic pole position detection unit 25-2 with the start timing of the section P108 shown in FIG. Control.
  • control unit 16 changes the W-phase arm 43 to the H state in synchronization with the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the W-phase magnetic pole position detection unit 25-3. That is, the control unit 16 matches the rising timing of the magnetic pole position detection signal output from the W-phase magnetic pole position detection unit 25-3 with the start timing of the section P112 shown in FIG. Control. That is, the control unit 16 sets the arm in the Hi-Z state, the H state, the Hi-Z state, and the L state based on the time point when the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 reaches the reference position. In this order, it is changed.
  • the control unit 16 changes the arm to the Hi-Z state, the H state, the Hi-Z state, and the L state in this order in each cycle of the electrical angle of the three-phase DC brushless motor 20. . That is, the control unit 16 moves the arm in the Hi-Z state, H, in order from the time when the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 reaches the reference position every cycle of the electrical angle of the three-phase DC brushless motor 20.
  • the state, the Hi-Z state, and the L state In other words, the control unit 16 sequentially changes the first state and the first state from the time when the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 reaches the reference position for each cycle of the electrical angle of the three-phase DC brushless motor 20.
  • the energization state of the arm switching element is controlled by the two states, the third state, and the fourth state.
  • the control unit 16 sets the U-phase arm 41 in the H state in the sections P104 and P105.
  • a period in which the U-phase arm 41 is in the H state is referred to as a period UT on .
  • a period in which the V-phase arm 42 is in the H state is described as a period VT on
  • a period in which the W-phase arm 43 is in the H state is described as a period WT on .
  • arms period in the H state also referred to as the period T on.
  • Control unit 16 by varying the duration of the period T on, controls the rotational speed of the three-phase DC brushless motor 20. Specifically, when increasing the rotation speed of the three-phase DC brushless motor 20, the control unit 16 increases the duration of the period UT on . The control unit 16, when reducing the rotational speed of the three-phase DC brushless motor 20 reduces the duration of the period UT on. Further, the control unit 16 controls the rotation speed of the three-phase DC brushless motor 20 by changing the duration of the period VT on and the duration of the period WT on in the same manner as the duration of the period UT on. To do.
  • control unit 16 to maximize the duration of the period T on, i.e., a specific example of a case where the drive duty of 100% will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 11 is a waveform diagram showing another example of the waveform of the one-pulse control by the DC brushless motor control device 15 of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a table showing another example of the arm control state by the DC brushless motor control device 15 of the present embodiment.
  • 11 and 12 show an example in which the drive duty of the three-phase DC brushless motor 20 by the DC brushless motor control device 15 is about 100%. Further, each section shown in FIGS. 11 and 12 corresponds to a section having the same reference numeral shown in FIGS. 9 and 10.
  • the controller 16 controls the arm of each phase as follows in each section from the section P101 to the section P112 in the section where the electrical angle is the first period.
  • the control unit 16 to maximize the duration of the period T on, the U-phase, the time at which the arm 41 of the U-phase is maintained in the H state is increased to the maximum, the arm 41 of the U-phase Hi Reduce the time that is maintained in the Z state to a minimum.
  • the control unit 16 increases the time during which the V phase arm 42 is maintained in the H state to the maximum, and the V phase arm 42 is maintained in the Hi-Z state.
  • control unit 16 increases the time during which the W phase arm 43 is maintained in the H state to the maximum, and the W phase arm 43 is in the Hi-Z state.
  • the time maintained at is reduced to a minimum.
  • control state of the arm by the control part 16 in each area is the same as that of the case of FIG.9 and FIG.10. That is, the control unit 16 sequentially starts from the time when the magnetic pole position detected by the magnetic pole position detection unit 25 reaches the reference position, the first first-phase driving state, the second first-phase driving state, and the first The energization state of the switching element is determined by a plurality of states including a second phase driving state, a second second phase driving state, a first third phase driving state, and a second third phase driving state. Control.
  • the first switching element of the first phase arm 41 is on and the second switching element is off
  • the first switching element of the second phase arm 42 is off.
  • the second switching element is in the on state, and the first switching element and the second switching element of the third phase arm 43 are both in the off state.
  • the first switching element of the first-phase arm 41 is on and the second switching element is off, and the first switching element and the second switching element of the second-phase arm 42 are Are both in the off state, the first switching element of the third phase arm 43 is in the off state and the second switching element is in the on state.
  • both the first switching element and the second switching element of the first phase arm 41 are in the off state, the first switching element of the second phase arm 42 is in the on state, and the second The switching element is in the off state, the first switching element of the third phase arm 43 is in the off state, and the second switching element is in the on state.
  • the first switching element of the first-phase arm 41 is off and the second switching element is on, the first switching element of the second-phase arm 42 is on and second The switching element is in the off state, and both the first switching element and the second switching element of the third phase arm 43 are in the off state.
  • the first switching element of the first-phase arm 41 is in the off state and the second switching element is in the on-state, and the first and second switching elements of the second-phase arm 42 are Are both in the off state, the first switching element of the third phase arm 43 is in the on state and the second switching element is in the off state.
  • both the first switching element and the second switching element of the first phase arm 41 are in the off state, the first switching element of the second phase arm 42 is in the off state, and the second The switching element is in the on state, the first switching element of the third phase arm 43 is in the on state and the second switching element is in the off state.
  • the control unit 16 controls the rotation speed of the three-phase DC brushless motor 20 by changing the pulse width in the one-pulse control. That is, the control unit 16, for each phase of the arms, and the duration of the period T on, by making arm varies the ratio of the duration of the interval is a Hi-Z state, the rotation of the three-phase DC brushless motor 20 Control the number. As described above, the control unit 16, in the period T on, by maintaining the arm in the H state, continues to supply drive current to the windings of the three-phase DC brushless motor 20.
  • the period Ton is divided into a first half part and a second half part.
  • the period UT on is divided into a period UT on 1 on the section P104 side and a period UT on 2 on the section P105 side at the time t1 when the section P104 switches to the section P105.
  • the period VT on is divided into a period VT on 1 on the section P108 side and a period VT on 2 on the section P109 side with the time t2 when the section P108 is switched to the section P109 as a boundary.
  • the period WT on is divided into a period WT on 1 on the section P112 side and a period WT on 2 on the section P201 side at the time t3 when the section P112 switches to the section P201.
  • Control unit 16 when varying the pulse width, and the first half of the period T on, increases or decreases in correspondence with the second half. More specifically, the control unit 16, to increase the pulse width, the increment of the first half of the period T on, to match the increase in width of the latter half of the period T on, increasing the pulse width .
  • the control unit 16 when reducing the pulse width, and reduced width of the first half of the period T on, and is matched with the decline of the latter half of the period T on, reducing the pulse width. More specifically, for the U phase, the control unit 16 increases or decreases the pulse width by matching the length of the period UT on 1 with the length of the period UT on 2.
  • the controller 16 increases or decreases the pulse width by matching the length of the period VT on 1 with the length of the period VT on 2.
  • the control unit 16 increases or decreases the pulse width by matching the length of the period WT on 1 with the length of the period WT on 2. That is, the control unit 16 varies the pulse width around the time t1 for the U phase, the time t2 for the V phase, and the time t3 for the W phase.

Abstract

三相直流ブラシレスモータの固定子の巻線に対して電流を供給する直流ブラシレスモータ制御装置であって、磁極位置検出部が検出する磁極位置が基準位置に達した時点から順に、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第１状態と、第１スイッチング素子がオン状態に維持され第２スイッチング素子がオフ状態に維持される第２状態と、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第３状態と、第１スイッチング素子がオフ状態に維持され第２スイッチング素子がオン状態に維持される第４状態と、を含む複数の状態によって、スイッチング素子の通電状態を制御する。

Description

直流ブラシレスモータ制御装置
　本発明は、直流ブラシレスモータ制御装置に関する。
　ＰＷＭでモータを制御する方法が従来から知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載されたモータは、モータの加速運転時または定常運転時にはインバータ回路の上段もしくは下段のみＰＷＭで制御し、モータの減速運転時にはインバータ回路の上段および下段ともにＰＷＭで制御する方法が開示されている。
日本国公開公報：特開２００３－１８９６６７号
　しかしながら、そもそもＰＷＭはインバータ回路の上段および下段の切替を頻繁に行う必要が有る。すなわち、アームのＨ状態およびＬ状態の切替を頻繁に行う必要が有るため、スイッチングロスが発生してしまう、という問題があった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、直流ブラシレスモータのスイッチングロスの低減を目的とする。
　本発明の実施形態における直流ブラシレスモータ制御装置は、三相直流ブラシレスモータの固定子の巻線に対して電流を供給する直流ブラシレスモータ制御装置であって、スイッチング素子どうしが直列接続され、かつ前記スイッチング素子どうしの接続点と前記巻線の一端とが接続されたアームを、各相に備える三相ブリッジインバータ部と、前記三相直流ブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する磁極位置検出部が検出する前記磁極位置に基づいて、前記アームが備える前記スイッチング素子のうち、前記接続点の一方側にある第１スイッチング素子の通電状態と、他方側にある第２スイッチング素子の通電状態とを、それぞれ制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記磁極位置検出部が検出する前記磁極位置が基準位置に達した時点から順に、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第１状態と、前記第１スイッチング素子がオン状態に維持され前記第２スイッチング素子がオフ状態に維持される第２状態と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第３状態と、前記第１スイッチング素子がオフ状態に維持され前記第２スイッチング素子がオン状態に維持される第４状態と、を含む複数の状態によって、前記スイッチング素子の通電状態を制御する。
　本実施形態によれば、電気角１周期の間に、各相のアームが１回だけＨ状態に制御される。すなわち、頻繁な切替が必要なく、スイッチングロスを低減することができる。
図１は、本実施形態に係る吸引装置の外観の一例を示す図である。 図２は、本実施形態に係る吸引装置の機能構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る吸引装置が備える三相ブリッジインバータ部、及び三相直流ブラシレスモータの構成の一例を示す図である。 図４は、三相直流ブラシレスモータの構造の一例を示す図である。 図５は、三相ブリッジインバータ部の電圧波形の一例を示す図である。 図６は、ＭＣＵが制御するロータの回転数と、目標回転数との関係の一例を示す図である。 図７は、磁極位置検出部が検出する磁極位置の移動の周期の一例を示す図である。 図８は、ＭＣＵの２つの動作モードを例示する図である。 図９は、直流ブラシレスモータ制御装置によるワンパルス制御の波形の一例を示す波形図である。 図１０は、直流ブラシレスモータ制御装置によるアームの制御状態の一例を示す表である。 図１１は、直流ブラシレスモータ制御装置によるワンパルス制御の波形の他の一例を示す波形図である。 図１２は、直流ブラシレスモータ制御装置によるアームの制御状態の他の一例を示す表である。
　以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る吸引装置１について説明する。
　図１は、本実施形態に係る吸引装置１の外観の一例を示す図である。吸引装置１は、操作スイッチ１３を備える。
　図２は、本実施形態に係る吸引装置１の機能構成の一例を示す図である。
　吸引装置１は、操作スイッチ１３と、直流ブラシレスモータ制御装置１５と、三相直流ブラシレスモータ２０と、整流部２９と、昇圧部３０と、第１ＤＣ－ＤＣコンバーター３１と、第２ＤＣ－ＤＣコンバーター３２を備える。直流ブラシレスモータ制御装置１５は、制御部１６と、三相ブリッジインバータ部４０を備える。制御部１６は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）１７と、ドライバー１８を備える。ＭＣＵ１７は、操作スイッチ１３に対する操作を検出する図示しない操作検出部を備える。三相直流ブラシレスモータ２０は、磁極位置検出部２５を備える。
　図３は、本実施形態に係る吸引装置１が備える三相ブリッジインバータ部４０、及び三相直流ブラシレスモータ２０の構成の一例を示す図である。
　三相ブリッジインバータ部４０は、アーム４１と、アーム４２と、アーム４３を備える。アーム４１は、電界効果トランジスタ４１１と、電界効果トランジスタ４１２を備える。アーム４２は、電界効果トランジスタ４２１と、電界効果トランジスタ４２２を備える。アーム４３は、電界効果トランジスタ４３１と、電界効果トランジスタ４３２を備える。より詳細に述べると、三相ブリッジインバータ部４０は、スイッチング素子どうしが直列接続され、かつスイッチング素子どうしの接続点と巻線２１、２２、２３の一端とが接続された各相のアームである、第１相アーム４１、第２相アーム４２及び第３相アーム４３を備える。
　三相直流ブラシレスモータ２０は、巻線２１と、巻線２２と、巻線２３と、ロータ２４と、磁極位置検出部２５－１と、磁極位置検出部２５－２と、磁極位置検出部２５－３と、永久磁石２４１を備える。なお、前述の磁極位置検出部２５は、磁極位置検出部２５－１と、磁極位置検出部２５－２と、磁極位置検出部２５－３との総称である。以下、磁極位置検出部２５－１と、磁極位置検出部２５－２と、磁極位置検出部２５－３とを区別する必要が無い限り、まとめて磁極位置検出部２５と称して説明する。
　図４は、三相直流ブラシレスモータ２０の構造の一例を示す図である。
　図５は、三相ブリッジインバータ部４０による電界効果トランジスタ４１１と、電界効果トランジスタ４２１と、電界効果トランジスタ４３１とを制御する電圧波形の一例を示す図である。なお、電界効果トランジスタ４１１と、電界効果トランジスタ４２１と、電界効果トランジスタ４３１とはそれぞれ、第１スイッチング素子の一例である。また、電界効果トランジスタ４１２と、電界効果トランジスタ４２２と、電界効果トランジスタ４３２とはそれぞれ、第２スイッチング素子の一例である。
　以下、電界効果トランジスタ４１１と、電界効果トランジスタ４２１と、電界効果トランジスタ４３１とを区別する必要が無い限り、まとめて第１スイッチング素子と称して説明する。以下、電界効果トランジスタ４１２と、電界効果トランジスタ４２２と、電界効果トランジスタ４３２とを区別する必要が無い限り、まとめて第２スイッチング素子と称して説明する。
　図５（Ａ）は、三相直流ブラシレスモータ２０が備えるロータ２４の回転数が所定の回転数以上の場合に三相ブリッジインバータ部４０が第１スイッチング素子を制御する電圧波形の一例である。なお、ロータ２４の回転数は、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置に基づいてＭＣＵ１７により算出される。ロータ２４の回転数が所定の回転数以上の場合、三相ブリッジインバータ部４０は、第１スイッチング素子の通電状態を、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置が基準位置に達した時点から順に、第１状態Ｓ１と、第２状態Ｓ２と、第３－１状態Ｓ３－１と、第３状態Ｓ３と、第４状態Ｓ４とを含む複数の状態によって制御する。
　第１状態Ｓ１では、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である。第２状態Ｓ２では、第１スイッチング素子がオン状態に維持され第２スイッチング素子がオフ状態に維持される。第３－１状態Ｓ３－１では、第１スイッチング素子がオフ状態に維持され第２スイッチング素子がオン状態に維持される。第３状態Ｓ３では、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である。第４状態Ｓ４では、第１スイッチング素子がオフ状態に維持され第２スイッチング素子がオン状態に維持される。以下、図５（Ａ）に示した電圧波形による第１スイッチング素子の制御を、ワンパルス制御と称する。直流ブラシレスモータ制御装置１５は、ワンパルス制御により、スイッチングロスを低減することができる。
　図５（Ｂ）は、三相直流ブラシレスモータ２０が備えるロータ２４の回転数が所定の回転数未満の場合に三相ブリッジインバータ部４０が第１スイッチング素子を制御する電圧波形の一例である。所定の回転数は、この一例において、２００００［ｒ／ｍ］（revolution per minutes）である。ロータ２４の回転数が所定の回転数未満の場合、三相ブリッジインバータ部４０は、第１スイッチング素子の通電状態を、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置が基準位置に達した時点から順に、第１状態Ｓ１と、第５状態Ｓ５と、第３状態Ｓ３と、第４状態Ｓ４とを含む複数の状態によって制御する。第５状態Ｓ５では、第２スイッチング素子がオフ状態に維持されつつ、第１スイッチング素子がオン状態とオフ状態とを交互に切り替えられる。以下、図５（Ｂ）に示した電圧波形による第１スイッチング素子の制御を、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御と称する。
　図６は、ＭＣＵ１７が三相ブリッジインバータ部４０により制御するロータ２４の回転数と、目標回転数との関係の一例を示す図である。ＭＣＵ１７は、算出したロータ２４の回転数が所定の回転数未満の間、三相ブリッジインバータ部４０により第１スイッチング素子を、図５（Ｂ）に示した電圧波形によって制御させる。一方、ＭＣＵ１７は、算出したロータ２４の回転数が所定の回転数以上の場合、三相ブリッジインバータ部４０により第１スイッチング素子を、図５（Ａ）に示した電圧波形によって制御させる。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、低速域は制御性がよいＰＷＭ制御、高速域は効率がよいワンパルス制御を行なうことにより、制御性と効率とを両立させることができる。
　ＭＣＵ１７は、操作スイッチ１３により受け付けられた操作に基づいて、記憶部１２から当該操作に応じたレベルの目標回転数を示す情報を読み出す。目標回転数のレベルは、例えば、レベル１～レベル５の５段階である。これらの目標回転数のレベルのそれぞれは、各目標回転数に応じた吸引装置１の吸込仕事率と対応付けられている。ＭＣＵ１７は、三相ブリッジインバータ部４０に第１スイッチング素子を制御させ、読み出した目標回転数と、算出したロータ２４の回転数とを一致させる。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、吸引装置１の使用状況に適したレベルの回転数で三相直流ブラシレスモータ２０を制御することができる。例えば、吸引装置１が掃除機である場合には、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、フローリングや畳、絨毯等の床面の状況にそれぞれ適したレベルの回転数で三相直流ブラシレスモータ２０を制御することができる。
　ＭＣＵ１７は、ロータ２４の回転数を目標回転数のレベルに応じて変化させる際、ワンパルス制御における第２状態の継続時間を、ロータ２４の目標回転数に応じて変化させる。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、ワンパルス制御において、ロータ回転数を制御することができる。なお、ここでいう継続時間とは、ロータ２４の回転数に応じて変化する時間であり、絶対的な時間を意味していない。また、ＭＣＵ１７は、第２状態の継続時間を変化させる際には、第１スイッチング素子を可変させ、第２スイッチング素子を可変させずに制御する。
　なお、ＭＣＵ１７は、吸引装置１が二次電池により駆動している場合であり、且つ二次電池の残存電力量が所定のしきい値以下の場合、目標回転数を所定値分下げる。所定のしきい値は、特定の残存電力量を示す値であってもよく、所定の割合であってもよい。この一例において、所定のしきい値は、所定の割合である。所定の割合は、例えば、２０％である。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、二次電池の残存電力量が少ない場合に、吸引装置１の使用可能な時間を長くすることができる。また、ＭＣＵ１７は、吸引装置１が二次電池により駆動している場合であり、且つ二次電池の残存電力量が所定のしきい値以下の場合、目標回転数を所定値に保持する等の他の処理を行ってもよい。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、二次電池の残存電力量が少ない場合に、吸引装置１の使用可能な時間、又は吸引装置１の吸引力を変更することができる。
　図７は、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置の移動の周期の一例を示す図である。ＭＣＵ１７は、磁極位置検出部２５から供給される磁極位置を示す信号を、磁極位置の判定に用いる信号として取得するか否かを、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置の移動の周期に基づいて判定する。この図において、電気角１周期に要する時間は、ロータ２４の回転数の変化に応じて変化する。具体的には、電気角１周期に要する時間は、ロータ２４が高速回転する場合、低速回転する場合に比べて短い。また、ロータ２４の回転数の変化速度が所定範囲内であれば、電気角１周期に要する時間の変化も所定範囲内である。つまり、一例として、２００００［ｒ／ｍ］程度以上で高速回転しているロータ２４が数回転する程度の微小な時間内であれば、電気角１周期に要する時間の変化は、極めて小さい。したがって、ＭＣＵ１７は、電気角１周期に要する時間を算出することにより、算出したタイミングから微小な時間経過後における、電気角１周期に要する時間の幅を推定することができる。つまり、ＭＣＵ１７は、磁極位置を示す信号が、どのタイミングで発生するのかを推定することができる。ＭＣＵ１７は、磁極位置を示す信号のうち、推定した電気角１周期に要する時間の幅内のタイミングで発生した磁極位置を示す信号を、ノイズではないと判定する。ＭＣＵ１７は、ノイズではないと判定した磁極位置を示す信号を、磁極位置の判定に用いる信号として取得すると判定する。また、ＭＣＵ１７は、磁極位置を示す信号のうち、推定した電気角１周期に要する時間の幅外のタイミングで発生した磁極位置を示す信号を、ノイズであると判定する。ＭＣＵ１７は、ノイズであると判定した磁極位置を示す信号を、磁極位置の判定に用いる信号として取得しないと判定する。
　また、ＭＣＵ１７は、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置の移動の周期と、ロータ２４の目標回転数とに基づいて、ロータ２４の回転数をフィードバック制御することもできる。例えば、ＭＣＵ１７は、図８に示した２つの動作モードのいずれかの動作モードによって動作する。図８は、ＭＣＵ１７の２つの動作モードを例示する図である。２つの動作モードは、例えば、電流保持モードと回転数保持モードである。ＭＣＵ１７の動作モードが電流保持モードの場合、ＭＣＵ１７は、巻線２１、巻線２２、巻線２３のそれぞれに供給される電流値のフィードバックによりロータ２４の回転数を制御する。具体的には、巻線２１、巻線２２、巻線２３に供給される電流値は、電流センサ（不図示）により検出される。この場合、ＭＣＵ１７は、電流センサが検出する巻線２１、巻線２２、巻線２３の電流値と、目標電流値との差分に基づいて、巻線２１、巻線２２、巻線２３に供給する電流値を算出する。また、ＭＣＵ１７は、算出した電流値の電流を巻線２１、巻線２２、巻線２３に供給する。
　また、ＭＣＵ１７の動作モードが回転数保持モードの場合、ＭＣＵ１７は、ロータ２４の回転数のフィードバックにより、ロータ２４の回転数を制御する。具体的には、ＭＣＵ１７は、磁極位置検出部２５により検出された磁極位置の変化周期に基づいて、ロータ２４の回転数を算出する。また、ＭＣＵ１７は、算出したロータ２４の回転数と、目標回転数との差分に基づいて、巻線２１、巻線２２、巻線２３に供給する電圧波形を算出する。また、ＭＣＵ１７は、算出した電圧波形の電流を巻線２１、巻線２２、巻線２３に供給する。ＭＣＵ１７は、これらの回転数の制御を、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置の移動の周期が示すロータ２４の回転数が、操作検出部が検出する操作に対応する目標回転数を超える場合に行う。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、フィードバックにより、ロータ２４の回転数が目標上限値である目標回転数から意図せずに上昇してしまうことによる発熱を抑制することができる。
　ここで、操作検出部が検出する操作は、この一例において、吸引装置の吸引力の段階を選択する操作である。記憶部には、図６に示したように、ロータ２４の目標回転数を示す情報が、操作検出部が検出する操作が示す吸引装置１の吸引力の段階に対応する複数の段階の回転数に区切られて記憶されている。ＭＣＵ１７は、操作検出部が検出した操作に応じた吸引力の段階に対応する段階の目標回転数を示す情報を記憶部１２から読み出す。ＭＣＵ１７は、ロータ２４の回転数を、読み出した目標回転数に一致させる。これにより、直流ブラシレスモータ制御装置１５は、吸引力に基づく吸引装置１の操作をユーザに提供することができる。なお、吸引装置１は、吸引装置の一例である。
［ワンパルス制御の詳細］
　次に、図９から図１２を参照して、本実施形態の直流ブラシレスモータ制御装置１５が行うワンパルス制御の詳細について説明する。
　図９は、本実施形態の直流ブラシレスモータ制御装置１５によるワンパルス制御の波形の一例を示す波形図である。図１０は、本実施形態の直流ブラシレスモータ制御装置１５によるアームの制御状態の一例を示す表である。なお、これら図９及び図１０は、直流ブラシレスモータ制御装置１５による三相直流ブラシレスモータ２０の駆動デューティが、約５０％である場合の一例を示す。
　制御部１６は、三相直流ブラシレスモータ２０のロータ２４の磁極位置を検出する磁極位置検出部２５が検出する磁極位置に基づいて、各相のアーム４１、４２、４３が備えるスイッチング素子のうち、接続点の一方側にある第１スイッチング素子の通電状態と、他方側にある第２スイッチング素子の通電状態とを、それぞれ制御する。すなわち、直流ブラシレスモータ制御装置１５の制御部１６は、三相ブリッジインバータ部４０が備える各相のアーム４１と、アーム４２と、アーム４３とをＨ状態、Ｌ状態又はＨｉ－Ｚ状態にそれぞれ切換えることにより、各相の出力電位を制御する。ここで、Ｈ状態とは、各相のアームの第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態である場合をいう。また、Ｌ状態とは、各相のアームの第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態である場合をいう。また、Ｈｉ－Ｚ状態とは、各相のアームの第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子がいずれもオフ状態である場合をいう。また、ここでＵ相の出力電位とは、電界効果トランジスタ４１１と電界効果トランジスタ４１２との接続部、すなわちアーム４１の中点の、基準電位に対する電位である。また、Ｖ相の出力電位とは、電界効果トランジスタ４２１と電界効果トランジスタ４２２との接続部、すなわちアーム４２の中点の、基準電位に対する電位である。また、Ｗ相の出力電位とは、電界効果トランジスタ４３１と電界効果トランジスタ４３２との接続部、すなわちアーム４３の中点の、基準電位に対する電位である。
　制御部１６による制御動作のより具体的な一例について、図９及び図１０に示す区間ごとに説明する。なお、ここでいう区間Ｐ１０１から区間Ｐ１１２までが、三相直流ブラシレスモータ２０の電気角１周期分に相当する。また、区間Ｐ２０１から区間Ｐ２１２までが、三相直流ブラシレスモータ２０の電気角１周期分に相当する。なお、この一例では各区間が時間軸上で等分割されている場合について説明するが、各区間は必ずしも時間軸上で等分割されていなくてもよい。
　制御部１６は、電気角が１周期目の区間、すなわち区間Ｐ１０１から区間Ｐ１１２までの各区間において、次のようにして各相のアームを制御する。
　区間Ｐ１０１において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＨｉ－Ｚ状態に、Ｖ相のアーム４２をＬ状態に、Ｗ相のアーム４３をＨ状態にする。区間Ｐ１０１において、制御部１６は、駆動電流をＷ相のアーム４３から巻線２３及び巻線２２を介してＶ相のアーム４２に流す。
　区間Ｐ１０２及び区間Ｐ１０３において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＨｉ－Ｚ状態に、Ｖ相のアーム４２をＬ状態に、Ｗ相のアーム４３をＨｉ－Ｚ状態にする。区間Ｐ１０２及び区間Ｐ１０３において、制御部１６は、駆動電流をいずれの巻線にも供給しない。
　区間Ｐ１０４において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＨ状態に、Ｖ相のアーム４２をＬ状態に、Ｗ相のアーム４３をＨｉ－Ｚ状態にする。区間Ｐ１０４において、制御部１６は、駆動電流をＵ相のアーム４１から巻線２１及び巻線２２を介してＶ相のアーム４２に流す。
　区間Ｐ１０５において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＨ状態に、Ｖ相のアーム４２をＨｉ－Ｚ状態に、Ｗ相のアーム４３をＬ状態にする。区間Ｐ１０５において、制御部１６は、駆動電流をＵ相のアーム４１から巻線２１及び巻線２３を介してＷ相のアーム４３に流す。
　区間Ｐ１０６及び区間Ｐ１０７において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＨｉ－Ｚ状態に、Ｖ相のアーム４２をＨｉ－Ｚ状態に、Ｗ相のアーム４３をＬ状態にする。区間Ｐ１０６及び区間Ｐ１０７において、制御部１６は、駆動電流をいずれの巻線にも供給しない。
　区間Ｐ１０８において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＨｉ－Ｚ状態に、Ｖ相のアーム４２をＨ状態に、Ｗ相のアーム４３をＬ状態にする。区間Ｐ１０８において、制御部１６は、駆動電流をＶ相のアーム４２から巻線２２及び巻線２３を介してＷ相のアーム４３に流す。
　区間Ｐ１０９において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＬ状態に、Ｖ相のアーム４２をＨ状態に、Ｗ相のアーム４３をＨｉ－Ｚ状態にする。区間Ｐ１０９において、制御部１６は、駆動電流をＶ相のアーム４２から巻線２２及び巻線２１を介してＵ相のアーム４１に流す。
　区間Ｐ１１０及び区間Ｐ１１１において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＬ状態に、Ｖ相のアーム４２をＨｉ－Ｚ状態に、Ｗ相のアーム４３をＨｉ－Ｚ状態にする。区間Ｐ１１０及び区間Ｐ１１１において、制御部１６は、駆動電流をいずれの巻線にも供給しない。
　区間Ｐ１１２において、制御部１６は、Ｕ相のアーム４１をＬ状態に、Ｖ相のアーム４２をＨｉ－Ｚ状態に、Ｗ相のアーム４３をＨ状態にする。区間Ｐ１１２において、制御部１６は、駆動電流をＷ相のアーム４３から巻線２３及び巻線２１を介してＵ相のアーム４１に流す。
　制御部１６は、電気角が２周期目の区間、すなわち区間Ｐ２０１から区間Ｐ２１２までの各区間についても、区間Ｐ１０１から区間Ｐ１１２までと同様にして、各相のアームを制御する。
　なお、図９に示す区間Ｐ１０１から区間Ｐ１０３までは、図５に示す第１状態Ｓ１に対応する。また、図９に示す区間Ｐ１０４及び区間Ｐ１０５は、図５に示す第２状態Ｓ２に対応する。また、図９に示す区間Ｐ１０６から区間Ｐ１０８までは、図５に示す第３状態Ｓ３に対応する。また、図９に示す区間Ｐ１０９から区間Ｐ１１２は、図５に示す第４状態Ｓ４に対応する。
　なお、図５に示す第３－１状態Ｓ３－１は、他の状態に比べて短時間であるため図９においては図示を省略している。
［ワンパルス制御における各相のアームの制御タイミング］
　次に、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置と、制御部１６による各相のアームの制御タイミングとの関係について説明する。一例として、制御部１６は、各相の磁極位置検出部２５から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングに合わせて、当該相のアームをＨ状態に変化させる。
　具体的には、制御部１６は、Ｕ相の磁極位置検出部２５－１から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングに合わせて、Ｕ相のアーム４１をＨ状態に変化させる。つまり、制御部１６は、Ｕ相の磁極位置検出部２５－１から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングと、図９に示す区間Ｐ１０４の開始タイミングとを一致させて、各相のアームを制御する。
　また、制御部１６は、Ｖ相の磁極位置検出部２５－２から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングに合わせて、Ｖ相のアーム４２をＨ状態に変化させる。つまり、制御部１６は、Ｖ相の磁極位置検出部２５－２から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングと、図９に示す区間Ｐ１０８の開始タイミングとを一致させて、各相のアームを制御する。
　また、制御部１６は、Ｗ相の磁極位置検出部２５－３から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングに合わせて、Ｗ相のアーム４３をＨ状態に変化させる。つまり、制御部１６は、Ｗ相の磁極位置検出部２５－３から出力される磁極位置検出信号の立ち上がりタイミングと、図９に示す区間Ｐ１１２の開始タイミングとを一致させて、各相のアームを制御する。
　つまり、制御部１６は、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置が基準位置に達した時点を基準にして、アームをＨｉ－Ｚ状態と、Ｈ状態と、Ｈｉ－Ｚ状態と、Ｌ状態とに、この記載順に変化させる。
　上述したように、制御部１６は、三相直流ブラシレスモータ２０の電気角の１周期ごとに、アームをＨｉ－Ｚ状態、Ｈ状態、Ｈｉ－Ｚ状態、及びＬ状態に、この記載順に変化させる。すなわち、制御部１６は、三相直流ブラシレスモータ２０の電気角の１周期ごとに、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置が基準位置に達した時点から順に、アームをＨｉ－Ｚ状態、Ｈ状態、Ｈｉ－Ｚ状態、及びＬ状態に変化させる。換言すれば、制御部１６は、三相直流ブラシレスモータ２０の電気角の１周期ごとに、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置が基準位置に達した時点から順に、第１状態と、第２状態と、第３状態と、第４状態とによって、アームのスイッチング素子の通電状態を制御する。
［ワンパルス制御におけるパルス幅可変制御の概要］
　次に、制御部１６が、ワンパルス制御によって三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を可変に制御する場合の一例について、図９を参照して説明する。この図９に示す一例では、制御部１６は、区間Ｐ１０４及び区間Ｐ１０５においてＵ相のアーム４１をＨ状態にする。なお、以下の説明において、Ｕ相のアーム４１がＨ状態である期間を、期間ＵＴｏｎと記載する。また、Ｖ相のアーム４２がＨ状態である期間を、期間ＶＴｏｎと、Ｗ相のアーム４３がＨ状態である期間を、期間ＷＴｏｎと、それぞれ記載する。なお、各相を区別しない場合には、アームがＨ状態である期間を、期間Ｔｏｎとも記載する。
　制御部１６は、期間Ｔｏｎの継続時間を変化させることにより、三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を制御する。具体的には、制御部１６は、三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を上昇させる場合には、期間ＵＴｏｎの継続時間を増加させる。また、制御部１６は、三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を低下させる場合には、期間ＵＴｏｎの継続時間を減少させる。また、制御部１６は、期間ＶＴｏｎの継続時間、及び期間ＷＴｏｎの継続時間についても、期間ＵＴｏｎの継続時間と同様にして変化させることにより、三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を制御する。
［パルス幅が最大（駆動デューティが１００％）の場合の例］
　ここで一例として、制御部１６が、期間Ｔｏｎの継続時間を最大にする場合、つまり、駆動デューティを１００％にする場合の具体例について、図１１及び図１２を参照して説明する。
　図１１は、本実施形態の直流ブラシレスモータ制御装置１５によるワンパルス制御の波形の他の一例を示す波形図である。図１２は、本実施形態の直流ブラシレスモータ制御装置１５によるアームの制御状態の他の一例を示す表である。なお、これら図１１及び図１２は、直流ブラシレスモータ制御装置１５による三相直流ブラシレスモータ２０の駆動デューティが、約１００％である場合の一例を示す。また、図１１及び図１２に示す各区間は、図９及び図１０に示す同一符号の区間に対応する。
　制御部１６は、電気角が１周期目の区間、すなわち区間Ｐ１０１から区間Ｐ１１２までの各区間において、次のようにして各相のアームを制御する。
　ここで、制御部１６は、期間Ｔｏｎの継続時間を最大にする場合、Ｕ相について、Ｕ相のアーム４１がＨ状態に維持される時間を最大まで増加させ、Ｕ相のアーム４１がＨｉ－Ｚ状態に維持される時間を最小まで減少させる。この場合、制御部１６は、Ｖ相についてもＵ相と同様に、Ｖ相のアーム４２がＨ状態に維持される時間を最大まで増加させ、Ｖ相のアーム４２がＨｉ－Ｚ状態に維持される時間を最小まで減少させる。この場合、制御部１６は、Ｗ相についてもＵ相及びＶ相と同様に、Ｗ相のアーム４３がＨ状態に維持される時間を最大まで増加させ、Ｗ相のアーム４３がＨｉ－Ｚ状態に維持される時間を最小まで減少させる。
　なお、各区間における制御部１６によるアームの制御状態は、上述した図９及び図１０の場合と同様である。すなわち、制御部１６は、磁極位置検出部２５が検出する磁極位置が基準位置に達した時点から順に、第１の第１相駆動状態と、第２の第１相駆動状態と、第１の第２相駆動状態と、第２の第２相駆動状態と、第１の第３相駆動状態と、第２の第３相駆動状態と、を含む複数の状態によって、スイッチング素子の通電状態を制御する。ここで、第１の第１相駆動状態は、第１相アーム４１の第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態であり、第２相アーム４２の第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態であり、第３相アーム４３の第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である。第２の第１相駆動状態は、第１相アーム４１の第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態であり、第２相アーム４２の第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、第３相アーム４３の第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態である。第１の第２相駆動状態は、第１相アーム４１の第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、第２相アーム４２の第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態であり、第３相アーム４３の第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態である。第２の第２相駆動状態は、第１相アーム４１の第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態であり、第２相アーム４２の第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態であり、第３相アーム４３の第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である。
第１の第３相駆動状態は、第１相アーム４１の第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態であり、第２相アーム４２の第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、第３相アーム４３の第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態である。
第２の第３相駆動状態は、第１相アーム４１の第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、第２相アーム４２の第１スイッチング素子がオフ状態かつ第２スイッチング素子がオン状態であり、第３相アーム４３の第１スイッチング素子がオン状態かつ第２スイッチング素子がオフ状態である。
　以上説明したように、制御部１６は、ワンパルス制御において、パルス幅を変化させることにより、三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を制御する。つまり、制御部１６は、各相のアームについて、期間Ｔｏｎの継続時間と、アームがＨｉ－Ｚ状態である区間の継続時間との割合を可変させることによって、三相直流ブラシレスモータ２０の回転数を制御する。
　上述したように、制御部１６は、期間Ｔｏｎにおいて、アームをＨ状態に維持することにより、三相直流ブラシレスモータ２０の巻線に駆動電流を供給し続ける。
　一方、従来技術であるＰＷＭ制御の場合には、期間Ｔｏｎに相当する期間において、所定のＰＷＭ周波数に応じた切換速度によって、アームが、Ｈ状態と、Ｌ状態又はＨｉ－Ｚ状態とに交互に切り替えられる。つまり、従来技術であるＰＷＭ制御の場合には、期間Ｔｏｎに相当する期間において、アームがＨ状態に維持されない。つまり、本実施形態の制御部１６が行うワンパルス制御は、期間Ｔｏｎにおいて、アームがＨ状態に維持される点で、従来技術であるＰＷＭ制御とは異なる。
［ワンパルス制御におけるパルス幅可変制御の詳細］
　次に、制御部１６によるパルス幅可変制御の詳細について説明する。ここで、期間Ｔｏｎは、前半部分と、後半部分とに分けられる。具体的には、期間ＵＴｏｎは、区間Ｐ１０４から区間Ｐ１０５に切り替わる時刻ｔ１を境にして、区間Ｐ１０４側の期間ＵＴｏｎ１と、区間Ｐ１０５側の期間ＵＴｏｎ２とに分けられる。期間ＶＴｏｎは、区間Ｐ１０８から区間Ｐ１０９に切り替わる時刻ｔ２を境にして、区間Ｐ１０８側の期間ＶＴｏｎ１と、区間Ｐ１０９側の期間ＶＴｏｎ２とに分けられる。期間ＷＴｏｎは、区間Ｐ１１２から区間Ｐ２０１に切り替わる時刻ｔ３を境にして、区間Ｐ１１２側の期間ＷＴｏｎ１と、区間Ｐ２０１側の期間ＷＴｏｎ２とに分けられる。
　制御部１６は、パルス幅を可変させる場合に、期間Ｔｏｎの前半部分と、後半部分とを対応させて増減させる。具体的には、制御部１６は、パルス幅を増加させる場合には、期間Ｔｏｎの前半部分の増加幅と、期間Ｔｏｎの後半部分の増加幅とを一致させて、パルス幅を増加させる。また、制御部１６は、パルス幅を減少させる場合には、期間Ｔｏｎの前半部分の減少幅と、期間Ｔｏｎの後半部分の減少幅とを一致させて、パルス幅を減少させる。より具体的には、Ｕ相について、制御部１６は、期間ＵＴｏｎ１の長さと、期間ＵＴｏｎ２の長さとを一致させて、パルス幅を増減させる。また、Ｖ相について、制御部１６は、期間ＶＴｏｎ１の長さと、期間ＶＴｏｎ２の長さとを一致させて、パルス幅を増減させる。また、Ｗ相について、制御部１６は、期間ＷＴｏｎ１の長さと、期間ＷＴｏｎ２の長さとを一致させて、パルス幅を増減させる。つまり、制御部１６は、Ｕ相については時刻ｔ１を、Ｖ相については時刻ｔ２を、Ｗ相については時刻ｔ３をそれぞれ中心にして、パルス幅を可変させる。
１…吸引装置、１２…記憶部、１３…操作スイッチ、１５…直流ブラシレスモータ制御装置、１６…制御部、１７…ＭＣＵ、１８…ドライバー、２０…三相直流ブラシレスモータ、２１、２２、２３…巻線、２４…ロータ、２５、２５－１、２５－２、２５－３…磁極位置検出部、２９…整流部、３０…昇圧部、３１…第１ＤＣ－ＤＣコンバーター、３２…第２ＤＣ－ＤＣコンバーター、４０…三相ブリッジインバータ部、２４１…永久磁石、４１１、４１２、４２１、４２２、４３１、４３２…電界効果トランジスタ

Claims (12)

  1. 　三相直流ブラシレスモータの固定子の巻線に対して電流を供給する直流ブラシレスモータ制御装置であって、
     
    　スイッチング素子どうしが直列接続され、かつ前記スイッチング素子どうしの接続点と前記巻線の一端とが接続されたアームを、各相に備える三相ブリッジインバータ部と、
    　前記三相直流ブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する磁極位置検出部が検出する前記磁極位置に基づいて、前記アームが備える前記スイッチング素子のうち、前記接続点の一方側にある第１スイッチング素子の通電状態と、他方側にある第２スイッチング素子の通電状態とを、それぞれ制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記磁極位置検出部が検出する前記磁極位置が基準位置に達した時点から順に、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第１状態と、前記第１スイッチング素子がオン状態に維持され前記第２スイッチング素子がオフ状態に維持される第２状態と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第３状態と、前記第１スイッチング素子がオフ状態に維持され前記第２スイッチング素子がオン状態に維持される第４状態と、を含む複数の状態によって、前記スイッチング素子の通電状態を制御する。
  2. 　請求項１に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記ロータの回転数が所定の回転数未満である場合には、前記第２状態に代えて、前記第２スイッチング素子がオフ状態に維持されつつ、第１スイッチング素子がオン状態とオフ状態とを交互に切り替えられる第５状態によって、前記スイッチング素子の通電状態を制御する。
  3. 　請求項２に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記ロータの目標回転数を示す情報が、低回転数から高回転数まで複数の段階に区切られて、前記段階ごとに記憶されている記憶部を備え、
    　前記制御部は、
    　前記記憶部に前記段階ごとに記憶されている前記目標回転数に応じて、前記ロータの回転数を制御する。
  4. 　請求項３に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記記憶部に前記段階ごとに記憶されている前記目標回転数のうち、前記所定の回転数未満である低回転数側の前記目標回転数による制御を前記第５状態によって行い、前記所定の回転数以上である高回転数側の前記目標回転数による制御を前記第２状態によって行う。
  5. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記ロータの目標回転数に応じて、前記第２状態の継続時間を変化させる。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記磁極位置検出部から供給される前記磁極位置を示す信号を、前記磁極位置の判定に用いる信号として取得するか否かを、前記磁極位置検出部が検出する前記磁極位置の移動の周期に基づいて判定する。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記磁極位置検出部が検出する前記磁極位置の移動の周期と、前記ロータの目標回転数とに基づいて、前記ロータの回転数をフィードバック制御する。
  8. 　三相直流ブラシレスモータの固定子の巻線に対して電流を供給する直流ブラシレスモータ制御装置であって、
     
    　スイッチング素子どうしが直列接続され、かつ前記スイッチング素子どうしの接続点と前記巻線の一端とが接続されたアームを、各相に備える三相ブリッジインバータ部と、
    　前記三相直流ブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する磁極位置検出部が検出する前記磁極位置に基づいて、前記アームが備える前記スイッチング素子のうち、前記接続点の一方側にある第１スイッチング素子の通電状態と、他方側にある第２スイッチング素子の通電状態とを、それぞれ制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記三相直流ブラシレスモータの電気角の１周期ごとに、前記磁極位置検出部が検出する前記磁極位置が基準位置に達した時点から順に、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第１状態と、前記第１スイッチング素子がオン状態に維持され前記第２スイッチング素子がオフ状態に維持される第２状態と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第３状態と、前記第１スイッチング素子がオフ状態に維持され前記第２スイッチング素子がオン状態に維持される第４状態と、によって、前記スイッチング素子の通電状態を制御する。
  9. 　請求項８に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記第２状態の継続時間と、前記第１状態の継続時間及び前記第３状態の継続時間との割合を可変させることによって、前記ロータの回転速度を可変にする。
  10. 　請求項８又は請求項９に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記第２状態の継続時間を増加させる場合には、前記第１状態の継続時間の減少幅と前記第３状態の継続時間の減少幅とを対応させて、前記第１状態の継続時間及び前記第３状態の継続時間を減少させ、
    　前記第２状態の継続時間を減少させる場合には、前記第１状態の継続時間の増加幅と前記第３状態の継続時間の増加幅とを対応させて、前記第１状態の継続時間及び前記第３状態の継続時間を増加させる。
  11. 　請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の直流ブラシレスモータ制御装置であって、
    前記制御部は、
    　前記各相のうちの第１相、第２相及び第３相について、前記第１相が前記第２状態である間に、前記第２相を前記第４状態から前記第１状態に切換え、前記第３相を前記第３状態から前記第４状態に切換える。
  12. 　三相直流ブラシレスモータの固定子の巻線に対して電流を供給する直流ブラシレスモータ制御装置であって、
     
    　スイッチング素子どうしが直列接続され、かつ前記スイッチング素子どうしの接続点と前記巻線の一端とが接続された各相のアームである、第１相アーム、第２相アーム及び第３相アームを備える三相ブリッジインバータ部と、
    　前記三相直流ブラシレスモータのロータの磁極位置を検出する磁極位置検出部が検出する前記磁極位置に基づいて、各相のアームが備える前記スイッチング素子のうち、前記接続点の一方側にある第１スイッチング素子の通電状態と、他方側にある第２スイッチング素子の通電状態とを、それぞれ制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記磁極位置検出部が検出する前記磁極位置が基準位置に達した時点から順に、
    　前記第１相アームの前記第１スイッチング素子がオン状態かつ前記第２スイッチング素子がオフ状態であり、前記第２相アームの前記第１スイッチング素子がオフ状態かつ前記第２スイッチング素子がオン状態であり、前記第３相アームの前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第１の第１相駆動状態と、
    　前記第１相アームの前記第１スイッチング素子がオン状態かつ前記第２スイッチング素子がオフ状態であり、前記第２相アームの前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、前記第３相アームの前記第１スイッチング素子がオフ状態かつ前記第２スイッチング素子がオン状態である第２の第１相駆動状態と、
    　前記第１相アームの前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、前記第２相アームの前記第１スイッチング素子がオン状態かつ前記第２スイッチング素子がオフ状態であり、前記第３相アームの前記第１スイッチング素子がオフ状態かつ前記第２スイッチング素子がオン状態である第１の第２相駆動状態と、
    　前記第１相アームの前記第１スイッチング素子がオフ状態かつ前記第２スイッチング素子がオン状態であり、前記第２相アームの前記第１スイッチング素子がオン状態かつ前記第２スイッチング素子がオフ状態であり、前記第３相アームの前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態である第２の第２相駆動状態と、
    　前記第１相アームの前記第１スイッチング素子がオフ状態かつ前記第２スイッチング素子がオン状態であり、前記第２相アームの前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、前記第３相アームの前記第１スイッチング素子がオン状態かつ前記第２スイッチング素子がオフ状態である第１の第３相駆動状態と、
    　前記第１相アームの前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とがいずれもオフ状態であり、前記第２相アームの前記第１スイッチング素子がオフ状態かつ前記第２スイッチング素子がオン状態であり、前記第３相アームの前記第１スイッチング素子がオン状態かつ前記第２スイッチング素子がオフ状態である第２の第３相駆動状態と、
    　を含む複数の状態によって、前記スイッチング素子の通電状態を制御する。
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