WO2017208938A1 - モータ制御装置、車載モータ制御装置及び車載モータシステム - Google Patents

モータ制御装置、車載モータ制御装置及び車載モータシステム Download PDF

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WO2017208938A1
WO2017208938A1 PCT/JP2017/019398 JP2017019398W WO2017208938A1 WO 2017208938 A1 WO2017208938 A1 WO 2017208938A1 JP 2017019398 W JP2017019398 W JP 2017019398W WO 2017208938 A1 WO2017208938 A1 WO 2017208938A1
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WO
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control device
current
motor control
vehicle
motor
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PCT/JP2017/019398
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English (en)
French (fr)
Inventor
佳朗 竹本
暢子 立石
Original Assignee
アスモ 株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the present invention relates to a motor control device, an in-vehicle motor control device, and an in-vehicle motor system.
  • some motor control devices include a chopper unit for increasing or decreasing the current supplied to an inverter unit (driver unit) (see, for example, Patent Document 1).
  • the inverter unit outputs a drive current to the stator coil of the motor according to the target rotation speed and the like.
  • the current supplied to the subsequent inverter unit is increased or decreased by the chopper unit.
  • the chopper unit for example, in order to supply a sine wave current to the stator coil to perform driving with less vibration and noise, complicated high-frequency driving is required in the driving switching element of the inverter unit (driver unit).
  • An object of the present invention is to provide a motor control device that can perform driving with less vibration and noise while avoiding complicated high-frequency driving with a driving switching element.
  • the motor control device includes a chopper part, a driver part, and a control part.
  • the chopper section has a chopper switching element and is operable to generate a current including a rectified sine wave waveform.
  • the driver part is electrically connected to the chopper part.
  • the driver unit includes a plurality of driving switching elements operable to output a driving current to a stator coil in the motor.
  • the control unit is operable to output a control signal for switching each of the chopper switching element and the driving switching element.
  • the motor control device has a sine wave supply mode. In the sine wave supply mode, the chopper unit generates a current including a rectified sine wave waveform, and the motor control device supplies a sine wave current to the stator coil.
  • the motor control device has a sine wave supply mode.
  • the chopper unit In the sine wave supply mode, the chopper unit generates a current including a rectified sine wave waveform, and the motor control device supplies a sine wave current to the stator coil. Therefore, it is not necessary to generate a sine wave current with only the driving switching element, and driving with less vibration and noise can be performed while avoiding complicated high-frequency driving.
  • the chopper unit generates a current having a waveform obtained by adding a plurality of rectified sine waves that are out of phase, and the driving switching element has a sine wave that is out of phase in each of the plurality of stator coils. Supply current.
  • the sine wave current can be supplied to each of the plurality of stator coils without generating the sine wave current only by the driving switching element.
  • the motor control device has a rectangular wave supply mode.
  • the chopper unit In the rectangular wave supply mode, the chopper unit generates a current including a rectified rectangular wave waveform, and the driving switching element supplies a rectangular wave current to the stator coil.
  • the motor control device 21 has a rectangular wave supply mode.
  • the chopper unit In the rectangular wave supply mode, the chopper unit generates a current including a rectified rectangular wave waveform, and the driving switching element supplies a rectangular wave current to the stator coil. Therefore, for example, it is possible to perform driving giving priority to the highest speed and the highest torque over the reduction of vibration and noise.
  • a voltage-type vehicle-mounted motor control device (voltage-type inverter) is integrally provided in a brushless vehicle-mounted motor.
  • a current-type device including a direct current generation unit including an inductor (see, for example, JP-A-2013-27241).
  • the in-vehicle motor control device (control circuit) is integrally provided in the in-vehicle motor. Therefore, there is a problem that the in-vehicle motor including the in-vehicle motor control device is increased in size, and a mounting space on the vehicle side is required for each portion where the in-vehicle motor is required.
  • the on-vehicle motor control device includes the motor control device according to the first aspect and a direct current generation unit including an inductor.
  • the motor is an in-vehicle motor.
  • a plurality of the in-vehicle motors are provided apart from each other.
  • the driver unit is electrically connected to the direct current generator.
  • the driver unit includes a plurality of drive switching elements operable to output a drive current to the stator coil in the in-vehicle motor.
  • the on-vehicle motor control device is operable to control driving of the plurality of on-vehicle motors separated from each other.
  • the in-vehicle motor control device is operable to control the driving of a plurality of separated in-vehicle motors. For example, there is no need to provide a control circuit for each in-vehicle motor, and the in-vehicle motor mounting space Can be reduced.
  • the on-board motor control device is a current-type in-vehicle motor control device including a direct current generation unit including an inductor, and can directly control the drive current output to each stator coil in the on-vehicle motor. For this reason, for example, a current sensor for measuring the current flowing through the stator coil is not required, and a signal line for transmitting the measurement value to a control unit at a separated position is not required. Therefore, it is possible to reduce the mounting space of the in-vehicle motor and to control the driving of the plurality of in-vehicle motors with a simple configuration.
  • the vehicle-mounted motor system according to the third aspect of the present invention includes the vehicle-mounted motor control device according to the second aspect and the plurality of vehicle-mounted motors.
  • the plurality of in-vehicle motors are the same type.
  • the in-vehicle motor system includes the in-vehicle motor control device and the plurality of in-vehicle motors of the same type, the drive of the plurality of in-vehicle motors can be controlled well while suppressing an increase in product number. Can do.
  • the motor control device of the present invention it is possible to drive with less vibration and noise while avoiding complicated high-frequency driving with the driving switching element.
  • FIG. 1 is a partially sectional exploded perspective view of a motor according to a first embodiment of the present invention.
  • the circuit diagram of the motor system containing the motor of FIG. The wave form diagram for demonstrating the two-phase drive mode in the sine wave supply mode of the motor system of FIG.
  • the wave form diagram for demonstrating the two-phase drive mode in the sine wave supply mode of the motor system of FIG. The figure for demonstrating the opening-and-closing state of the switching element for a drive in the sine wave supply mode of the motor system of FIG.
  • the wave form diagram for demonstrating the single phase drive mode in the sine wave supply mode of the motor system of FIG. The wave form diagram for demonstrating the single phase drive mode in the sine wave supply mode of the motor system of FIG.
  • the wave form diagram for demonstrating the single phase drive mode in the rectangular wave supply mode of the motor system of FIG. The wave form diagram for demonstrating the single phase drive mode in the rectangular wave supply mode of the motor system of FIG.
  • the circuit diagram of the vehicle-mounted motor system of FIG. The circuit diagram of the vehicle-mounted motor system in another example of 2nd Embodiment.
  • the motor 1 of this embodiment includes an annular stator 11 and a rotor 12 that is rotatably disposed inside the stator 11.
  • the stator 11 is configured by arranging (stacking) an A-phase stator portion 11a and a B-phase stator portion 11b, both of which are Landel-type structures, in the axial direction.
  • the rotor 12 is formed by arranging (stacking) an A-phase rotor portion 12a and a B-phase rotor portion 12b each having a Landell structure in parallel in the axial direction.
  • the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b constituting the stator 11 have the same configuration, and include a first stator core 13, a second stator core 14, and a stator coil 15, respectively.
  • the first stator core 13 has an outer wall annular portion 13a and a first claw-shaped magnetic pole 13b, and the first claw-shaped magnetic pole 13b extends radially inward from the axial end of the outer wall annular portion 13a.
  • a portion 13c and a magnetic pole portion 13d extending in the axial direction from the tip of the radially extending portion 13c.
  • the second stator core 14 has an outer wall annular portion 14a and a second claw-shaped magnetic pole 14b, and the second claw-shaped magnetic pole 14b extends radially inward from the axial end of the outer wall annular portion 14a.
  • An extending portion 14c and a magnetic pole portion 14d extending in the axial direction from the tip of the radially extending portion 14c are provided.
  • the first stator core 13 and the second stator core 14 are arranged such that the first claw-shaped magnetic poles 13b and the second claw-shaped magnetic poles 14b are alternately arranged in the circumferential direction, and the stator coils 15 are formed at the radial extension portions 13c and 14c.
  • the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b configured as described above are arranged in parallel in the axial direction so that the second stator cores 14 face each other (opposite), and the lower stage ( The lower B-phase stator portion 11b in FIG. 2 is juxtaposed with the upper A-phase stator portion 11a in an electrical angle of 45 ° clockwise.
  • the A-phase rotor portion 12a and the B-phase rotor portion 12b constituting the rotor 12 have the same configuration, and include a first rotor core 16, a second rotor core 17, and an annular magnet 18, respectively.
  • the first rotor core 16 includes a disk-like base portion 16a and a first rotor claw-shaped magnetic pole 16b that is bent so that its distal end extends in the axial direction while extending radially outward from the outer peripheral edge of the base portion 16a. Have.
  • the second rotor core 17 includes a disk-shaped base portion 17a and a second rotor claw-shaped magnetic pole 17b that is bent so that its distal end extends in the axial direction while extending radially outward from the outer peripheral edge of the base portion 17a. And have.
  • the first rotor core 16 and the second rotor core 17 are configured so that the first rotor claw-shaped magnetic poles 16b and the second rotor claw-shaped magnetic poles 17b are alternately arranged in the circumferential direction, and the annular magnets 18 are formed by the mutual base portions 16a and 17a. It is assembled so as to be sandwiched in the axial direction.
  • the annular magnet 18 is magnetized in the axial direction, causing the first rotor claw-shaped magnetic pole 16b to function as an N pole and the second rotor claw-shaped magnetic pole 17b to function as an S pole.
  • the A-phase rotor portion 12a and the B-phase rotor portion 12b configured as described above are juxtaposed in the axial direction so that the second rotor cores 17 face each other (oppose), and the lower stage ( The lower B-phase rotor portion 12b in FIG. 2 is juxtaposed with the upper A-phase rotor portion 12a by an electrical angle of 45 ° counterclockwise.
  • the relative angle between the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b and the relative angle between the A-phase rotor portion 12a and the B-phase rotor portion 12b are summed as electrical angles to be 90 °.
  • the motor 1 configured as described above, when an AC drive current is supplied to the stator coils 15 of the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b, respectively, the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b. In each case, a rotating magnetic field is generated. As a result, the rotor 12 including the A-phase rotor portion 12a and the B-phase rotor portion 12b can be driven to rotate. Further, according to the motor 1 of the present embodiment, when an AC drive current is supplied to one stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b, the A-phase stator portion 11a and the B-phase stator portion 11b. On the other hand, a rotating magnetic field is generated, and a driving force is applied to the facing A-phase rotor portion 12a or B-phase rotor portion 12b. Thereby, the rotor 12 can be driven to rotate.
  • the motor control device 21 includes a chopper unit 22 that has a chopper switching element Tr ⁇ b> 17 and can generate a current including a sine wave waveform, and a plurality of motors for outputting a drive current to the stator coil 15.
  • Driver section 23 having driving switching elements Tr2 to Tr9 and a control section 24 for outputting control signals S1 to S9 for switching chopper switching element Tr17 and driving switching elements Tr2 to Tr9, respectively.
  • the first terminal of the inductor 25 is connected to the high potential side of the DC voltage source B via the chopper switching element Tr17. Further, in the chopper unit 22, the first terminal of the inductor 25 is connected to the anode of the diode 26 whose cathode is connected to the low potential side power line of the DC voltage source B. Thereby, the chopper unit 22 is operable to generate a constant current or a current including a rectified sine wave waveform by the switching of the chopper switching element Tr17, and the current is supplied to the second terminal ( Current output terminal).
  • the driver unit 23 includes two H bridge circuits 27 respectively corresponding to the two stator coils 15, and the two H bridge circuits 27 are connected in parallel to each other.
  • the H-bridge circuit 27 corresponding to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a has four driving switching elements Tr2 to Tr5, and the driving switching elements Tr2 and Tr3 are the second terminals of the inductor 25 ( The drive switching elements Tr4 and Tr5 are connected to the low potential side power supply line.
  • the driving switching elements Tr2 and Tr5 are configured to supply a positive current to the stator coil 15, and the driving switching elements Tr3 and Tr4 are configured to supply a reverse current to the stator coil 15. .
  • a diode D is connected in series to each of the driving switching elements Tr2 to Tr5.
  • each of the driving switching elements Tr2 to Tr9 of the present embodiment includes, for example, a GAN transistor that can operate at high speed.
  • the control unit 24 is composed of a microcomputer and generates control signals S1 to S9 for driving the motor 1 based on operation of an operation switch (not shown), and the control signals S1 to S9 are used as a chopper switching element Tr17 and a driving element. Output to the switching elements Tr2 to Tr9.
  • the motor 1 of the present embodiment includes a phase adjusting capacitor C connected in parallel with the stator coil 15.
  • the motor control device 21 of the present embodiment generates a current including a rectified sine wave waveform in the chopper unit 22 and supplies a sine wave current to the stator coil 15 in “sine wave supply mode”. have.
  • the “sine wave supply mode” of the present embodiment is further classified into “two-phase (A phase and B phase) drive mode” and “single phase (A phase) drive mode”.
  • the chopper unit 22 is a current including a rectified sine wave waveform, and more specifically two currents that are 90 ° out of phase.
  • a current Iab having a waveform formed by adding the rectified sine waves is generated.
  • the driver unit 23 distributes the current Iab generated by the chopper unit 22 to the stator coil 15 of the A-phase stator unit 11a and the stator coil 15 of the B-phase stator unit 11b.
  • the sine wave currents Ia1 and Ib1 that are 90 ° out of phase with each other are supplied to both stator coils 15.
  • the drive switching elements Tr2 and Tr5 are turned on to supply a positive current to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a.
  • the drive switching elements Tr3 and Tr4 are turned on to supply a reverse current to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a.
  • the driving switching elements Tr6 and Tr9 are turned on from 270 ° to 90 ° to supply a positive current to the stator coil 15 of the B-phase stator portion 11b, and the driving switching elements from 90 ° to 270 °.
  • a pair of Tr7 and Tr8 is turned on to supply a reverse current to the stator coil 15 of the B-phase stator portion 11b.
  • sinusoidal currents Ia1 and Ib1 that are 90 ° out of phase are supplied to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a and the stator coil 15 of the B-phase stator portion 11b.
  • the chopper unit 22 is a current including a rectified sine wave waveform, and is a single full-wave rectified sine wave.
  • the current Iab having the waveform is generated.
  • the driver unit 23 changes the direction of the current Iab generated by the chopper unit 22 to the stator coil 15 of the A-phase stator unit 11a and supplies it as a sine wave current Ia1.
  • the chopper unit 22 has a “rectangular wave supply mode” that generates a current including a rectified rectangular wave waveform and supplies the rectangular wave current to the stator coil 15. ing.
  • the “rectangular wave supply mode” of the present embodiment is further classified into a “two-phase (A phase and B phase) drive mode” and a “single phase (A phase) drive mode”.
  • the chopper unit 22 in the “single-phase drive mode in the rectangular wave supply mode”, the chopper unit 22 generates a current Iab having a substantially constant waveform, which is a current including a rectified rectangular wave waveform. To do.
  • the driver part 23 changes the direction of the electric current Iab produced
  • the chopper unit 22 In the “two-phase drive mode in the rectangular wave supply mode”, the chopper unit 22 generates a current Iab having a substantially constant waveform, which is a current including a rectified rectangular wave waveform.
  • the driver unit 23 changes the direction of the current Iab while distributing the current Iab generated by the chopper unit 22 to the stator coil 15 of the A-phase stator unit 11a and the stator coil 15 of the B-phase stator unit 11b.
  • a rectangular wave current is supplied to the stator coil 15 (not shown).
  • the control unit 24 of the motor control device 21 when an operation switch (not shown) is operated, the control unit 24 of the motor control device 21 generates control signals S1 to S9 corresponding to one of the above modes in accordance with the operation.
  • the chopper switching element Tr17 and the driving switching elements Tr2 to Tr9 are turned on / off by the control signals S1 to S9, and the rotor 12 is driven to rotate.
  • the sine wave currents Ia1 and Ib1 are supplied to both stator coils 15, and the rotor 12 is driven with high torque and less vibration and noise. .
  • the sine wave current Ia1 (reference) is supplied to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a, and the rotor 12 is driven at high speed with less vibration and noise. Done.
  • the rectangular wave current Ia2 (see FIG. 9) is supplied to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a, so that the highest speed is achieved rather than the reduction of vibration and noise.
  • the priority rotor 12 is driven.
  • a rectangular wave current is supplied to both stator coils 15, and the rotor 12 is driven with the highest torque given priority over vibration and noise reduction.
  • the motor control device 21 has a “sine wave supply mode”.
  • the chopper unit 22 In the sine wave supply mode, the chopper unit 22 generates a current including a rectified sine wave waveform, and the motor control device 21 supplies a sine wave current to the stator coil 15. Therefore, it is not necessary to generate a sine wave current only by the driving switching elements Tr2 to Tr9, and it is possible to perform driving with less vibration and noise while avoiding complicated high-frequency driving.
  • the chopper unit 22 is configured to generate a current having a waveform obtained by adding together a plurality of rectified sine waves that are out of phase.
  • the drive switching elements Tr2 to Tr9 are configured to supply a sine wave current having a phase shift to each of the plurality of stator coils 15. Therefore, the sine wave current can be supplied to each of the plurality of stator coils 15 without generating the sine wave current only by the driving switching elements Tr2 to Tr9.
  • the motor control device 21 has a “rectangular wave supply mode”.
  • the chopper unit 22 In the rectangular wave supply mode, the chopper unit 22 generates a current including a rectified rectangular wave waveform, and the driving switching elements Tr 2 to Tr 9 supply a rectangular wave current to the stator coil 15. Therefore, for example, it is possible to perform driving giving priority to the highest speed and the highest torque over the reduction of vibration and noise.
  • the first embodiment may be modified as follows. -In 1st Embodiment, although the driver part 23 was set as the structure which consists of several H bridge circuit 27, it is not limited to this, It is good also as another structure.
  • the A-phase stator portion 32a and the B-phase stator portion 32b of the motor 31 may have first and second stator coils 33a and 33b that are respectively wound around teeth.
  • the driver section 34 includes driving switching elements Tr21 to Tr24 connected in series with the first and second stator coils 33a and 33b.
  • the driver unit 34 distributes the same current Iab generated in the chopper unit 22 according to the mode to the first and second stator coils 33a and 33b, and generates a half-wave sine wave current or Supply half-wave rectangular current.
  • the “sine wave supply mode” it is not necessary to generate a sine wave current only by the driving switching elements Tr21 to Tr24, and it is possible to perform driving with less vibration and noise while avoiding complicated high frequency driving. it can.
  • the motor control device 21 generates a current including a rectified rectangular wave waveform in the chopper unit 22 and supplies the rectangular wave current to the stator coil 15 in “rectangular wave supply mode”.
  • the motor control device 21 may not have the “rectangular wave supply mode”. Further, the motor control device 21 may have only one of the “two-phase drive mode in the rectangular wave supply mode” and the “single-phase drive mode in the rectangular wave supply mode”.
  • the motor control device 21 has the “two-phase drive mode in the sine wave supply mode” and the “single-phase drive mode in the sine wave supply mode”, but is not limited thereto. It is good also as the motor control apparatus 21 which has only any one of these.
  • the motor 1 is a two-phase motor, but is not limited to this, and the motor may be changed to a three-phase or more motor such as a three-phase brushless motor.
  • the current generated by the chopper 22 and the configuration of the driver 23 need to be appropriately changed according to the stator coil.
  • the vehicle 10 is provided with a front window 2, and a motor 1 is provided at a driver seat side portion and a passenger seat side portion at the lower end (vehicle front side end portion) of the front window 2.
  • In-vehicle motors 1a and 1b are provided.
  • Each in-vehicle motor 1a, 1b is the same type of motor and has the same configuration as the motor 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the in-vehicle motors 1a and 1b are wiper motors that drive the vehicle wiper 4 and wipe the front window 2, respectively.
  • the vehicle 10 includes a battery B that is a DC voltage source and an in-vehicle motor control device 21.
  • the battery B is disposed at the front portion of the vehicle 10, and the on-board motor control device 21 of the present embodiment is disposed at a position between the on-board motor 1a on the driver seat side and the on-board motor 1b on the passenger seat side.
  • the in-vehicle motor control device 21 is electrically connected to the operation switch SW, the battery B, and the in-vehicle motors 1a and 1b provided in the driver's seat, and each of the in-vehicle motors 1a and 1b is based on the operation of the operation switch SW. It can be operated to freely control the drive.
  • the in-vehicle motor control device 21 includes a direct current generator 28 including an inductor 25 and each stator in the in-vehicle motors 1 a and 1 b that is electrically connected to the direct current generator 28.
  • a driver unit 23 having a plurality of driving switching elements Tr1 to Tr16 for outputting a driving current to the coil 15, and a control unit 24 for outputting control signals S1 to S16 for switching each of the driving switching elements Tr1 to Tr16.
  • the direct current generator 28 of the present embodiment is a pseudo current type.
  • the first terminal of the inductor 25 is connected to the high potential side of the battery B via the chopper switching element Tr17. Further, the first terminal of the inductor 25 is connected to the anode of the diode 26 whose cathode is connected to the low potential side power line of the battery B.
  • the direct current generator 28 operates so as to output a current with little fluctuation from the second terminal (current output terminal) of the inductor 25 without using the inductor 25 having a large physique by switching of the switching element Tr17 for chopper. Is possible.
  • the driver unit 23 includes four H bridge circuits 27 corresponding to the four stator coils 15, respectively.
  • the four H bridge circuits 27 are connected in parallel to each other.
  • the H-bridge circuit 27 corresponding to the stator coil 15 of the A-phase stator portion 11a in the in-vehicle motor 1a on the driver's seat side has four driving switching elements Tr1 to Tr4, and the driving switching elements Tr1 and Tr2 are Connected to the second terminal (current output terminal) of the inductor 25, the driving switching elements Tr3 and Tr4 are connected to the low potential side power supply line.
  • the driving switching elements Tr1 and Tr4 are configured to supply a positive current to the stator coil 15, and the driving switching elements Tr2 and Tr3 are configured to supply a reverse current to the stator coil 15. .
  • a diode D is connected in series to each of the driving switching elements Tr1 to Tr4.
  • the other H-bridge circuit 27 has the same configuration, and the description thereof is omitted.
  • the driving switching elements Tr1 to Tr16 of the present embodiment include, for example, GAN transistors that can operate at high speed.
  • the control unit 24 is composed of a microcomputer, generates control signals S1 to S16 for driving the in-vehicle motors 1a and 1b based on the operation of the operation switch SW, and the like, and uses the control signals S1 to S16 as driving switching elements Tr1 to Tr1. Output to Tr16.
  • the in-vehicle motors 1 a and 1 b of the present embodiment include a phase adjusting capacitor C connected in parallel with the stator coil 15.
  • the control unit 24 of the in-vehicle motor control device 21 when the operation switch SW is operated, the control unit 24 of the in-vehicle motor control device 21 generates control signals S1 to S16 according to the operation, and the driving switching elements Tr1 to Tr16 are turned on / off by the control signals S1 to S16. Be controlled. Then, a drive current is supplied to each of the in-vehicle motors 1a and 1b (each of the stator coils 15) arranged at a position separated from the in-vehicle motor control device 21, and the rotor 12 is rotationally driven. 4 is driven and the front window 2 is wiped off.
  • the vehicle-mounted motor control device 21 can operate to control the driving of the plurality of vehicle-mounted motors 1a and 1b separated from each other, for example, it is not necessary to provide a control circuit for each of the vehicle-mounted motors 1a and 1b. The mounting space for the motors 1a and 1b can be reduced.
  • the in-vehicle motor control device 21 is a current-type in-vehicle motor control device 21 including a direct current generation unit 28 including an inductor 25, and directly outputs a drive current output to each stator coil 15 in the in-vehicle motors 1a and 1b. Can be controlled.
  • the vehicle-mounted motor system includes a single vehicle-mounted motor control device 21 and a plurality of vehicle-mounted motors 1a and 1b of the same type, the plurality of vehicle-mounted motors 1a and 1b can be driven while suppressing an increase in product number. It can be controlled well.
  • the second embodiment may be modified as follows. -In 2nd Embodiment, although the driver part 23 was set as the structure which consists of several H bridge circuit 27, it is not limited to this, It is good also as another structure.
  • the driver unit 34 may be driving switching elements Tr21 to Tr28 connected in series to the first and second stator coils 33a and 33b. Even if it does in this way, while being able to make the mounting space of vehicle-mounted motor 1a, 1b small like 2nd Embodiment, the drive of several vehicle-mounted motor 1a, 1b can be favorably controlled with a simple structure. it can.
  • the in-vehicle motors 1a and 1b are two-phase motors, but the present invention is not limited to this, and the in-vehicle motor is a three-phase or more motor such as a three-phase brushless motor. It may be changed. Of course, in this case, it is necessary to appropriately change the driver portion 23 according to the stator coil.
  • the two in-vehicle motors 1a and 1b are motors of the same type (the same product number) and are wiper motors for driving the vehicle wiper 4.
  • the present invention is not limited to this and is different. It is good also as a motor of a type, and good also as vehicle-mounted motors other than a wiper motor.
  • the in-vehicle motor system includes at least two in-vehicle motors such as a wiper motor, a fan motor, and a power window motor, and can operate to freely (simultaneously or selectively) drive the plurality of in-vehicle motors separated from each other. It is good also as a structure provided with an in-vehicle motor control device.
  • the DC current generation unit 28 is a pseudo current type having the chopper switching element Tr17, but is not limited to this, and has a large inductor (the chopper switching element) Even if it does not have Tr17, it is possible to output a current with little fluctuation.

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Abstract

モータ制御装置は、チョッパ部とドライバ部と制御部とを含む。チョッパ部は、チョッパ用スイッチング素子を有し、整流された正弦波の波形を含む電流を生成するように動作可能である。ドライバ部はチョッパ部と電気的に接続されている。ドライバ部は、モータにおけるステータコイルに駆動電流を出力するように動作可能な複数の駆動用スイッチング素子を有する。制御部は、チョッパ用スイッチング素子及び駆動用スイッチング素子の各々をスイッチングする制御信号を出力するように動作可能である。モータ制御装置は正弦波供給モードを有している。正弦波供給モードにおいて、チョッパ部は整流された正弦波の波形を含む電流を生成し、モータ制御装置はステータコイルに正弦波電流を供給する。

Description

モータ制御装置、車載モータ制御装置及び車載モータシステム
　本発明は、モータ制御装置、車載モータ制御装置及び車載モータシステムに関するものである。
　従来、モータ制御装置としては、インバータ部（ドライバ部）に供給する電流を増減させるためのチョッパ部を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。インバータ部は、目標の回転数等に応じてモータのステータコイルに駆動電流を出力する。
特開２００６－１２９５７０号公報
　上記のようなモータ制御装置では、チョッパ部で後段のインバータ部（ドライバ部）に供給する電流を増減させている。しかしながら、例えば、ステータコイルに正弦波電流を供給して振動や騒音の少ない駆動を行うためには、インバータ部（ドライバ部）の駆動用スイッチング素子での複雑な高周波駆動が必要となってしまう。
　本発明の目的は、駆動用スイッチング素子での複雑な高周波駆動を避けつつ振動や騒音の少ない駆動を行うことができるモータ制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の第１の態様にかかるモータ制御装置は、チョッパ部とドライバ部と制御部とを含む。前記チョッパ部は、チョッパ用スイッチング素子を有し、整流された正弦波の波形を含む電流を生成するように動作可能である。前記ドライバ部は前記チョッパ部と電気的に接続されている。前記ドライバ部は、モータにおけるステータコイルに駆動電流を出力するように動作可能な複数の駆動用スイッチング素子を有する。前記制御部は、前記チョッパ用スイッチング素子及び前記駆動用スイッチング素子の各々をスイッチングする制御信号を出力するように動作可能である。前記モータ制御装置は正弦波供給モードを有している。該正弦波供給モードにおいて、前記チョッパ部は整流された正弦波の波形を含む電流を生成し、前記モータ制御装置は前記ステータコイルに正弦波電流を供給する。
　同構成によれば、モータ制御装置は正弦波供給モードを有している。正弦波供給モードにおいて、チョッパ部は整流された正弦波の波形を含む電流を生成し、モータ制御装置はステータコイルに正弦波電流を供給する。そのため、駆動用スイッチング素子のみで正弦波電流を生成する必要が無く、複雑な高周波駆動を避けつつ振動や騒音の少ない駆動を行うことができる。
　好ましくは、前記チョッパ部は、位相のずれた複数の整流された正弦波を足し合わせてなる波形の電流を生成し、前記駆動用スイッチング素子は複数の前記ステータコイルそれぞれに位相のずれた正弦波電流を供給する。
　同構成によれば、駆動用スイッチング素子のみで正弦波電流を生成することなく、複数のステータコイルそれぞれに正弦波電流を供給することができる。
　好ましくは、前記モータ制御装置は矩形波供給モードを有している。該矩形波供給モードにおいて、前記チョッパ部は整流された矩形波の波形を含む電流を生成し、前記駆動用スイッチング素子は前記ステータコイルに矩形波電流を供給する。
　同構成によれば、モータ制御装置２１は矩形波供給モードを有している。矩形波供給モードにおいて、チョッパ部は整流された矩形波の波形を含む電流を生成し、駆動用スイッチング素子はステータコイルに矩形波電流を供給する。そのため、例えば、振動や騒音の低減よりも最高速や最高トルクを優先した駆動を行うことができる。
　また、従来から車両には多数の車載モータが搭載されている。ブラシレスの車載モータには一般的に電圧形の車載モータ制御装置（電圧形インバータ）が一体的に設けられている。また、モータの制御装置としては、インダクタを含む直流電流生成部を備えた電流形のものがある（例えば、特開２０１３－２７２４１号公報参照）。
　しかしながら、上記のような一般的な構成では、車載モータに車載モータ制御装置（制御回路）が一体的に設けられる。そのため、車載モータ制御装置を含む車載モータが大型化し、車載モータが必要な箇所毎に車両側の搭載スペースが大きく必要になってしまうという問題がある。
　本発明の第２の態様にかかる車載モータ制御装置は、上記第１の態様にかかるモータ制御装置とインダクタを含む直流電流生成部とを含む。前記モータは車載モータである。該車載モータは互いに離間して複数設けられている。前記ドライバ部は前記直流電流生成部と電気的に接続される。前記ドライバ部は、前記車載モータにおける前記ステータコイルに駆動電流を出力するように動作可能な複数の駆動用スイッチング素子を有している。前記車載モータ制御装置は離間した複数の前記車載モータの駆動を制御するよう動作可能である。
　同構成によれば、車載モータ制御装置は、離間した複数の車載モータの駆動を制御するように動作可能であるため、例えば、車載モータ毎に制御回路を設ける必要が無く、車載モータの搭載スペースを小さくすることができる。また、載モータ制御装置は、インダクタを含む直流電流生成部を備える電流形の車載モータ制御装置であり、車載モータにおける各ステータコイルに出力する駆動電流を直接的に制御することができる。そのため、例えばステータコイルに流れる電流を測定するための電流センサが不要になるとともに離間した位置にある制御部にその測定値を伝達するための信号線等が不要になる。よって、車載モータの搭載スペースを小さくすることができるとともに、簡単な構成で複数の車載モータの駆動を良好に制御することができる。
　本発明の第３の態様にかかる車載モータシステムは、上記第２の態様にかかる車載モータ制御装置と、前記複数の車載モータとを含む。前記複数の車載モータは同一タイプである。
　同構成によれば、車載モータシステムは、前記車載モータ制御装置と、複数の同一タイプの前記車載モータとを備えるため、品番の増加を抑えながら、複数の車載モータの駆動を良好に制御することができる。
　本発明のモータ制御装置では、駆動用スイッチング素子での複雑な高周波駆動を避けつつ振動や騒音の少ない駆動を行うことができる。
本発明の第１実施形態にかかるモータの一部断面分解斜視図。 図１のモータを含むモータシステムの回路図。 図２のモータシステムの正弦波供給モードにおける２相駆動モードを説明するための波形図。 図２のモータシステムの正弦波供給モードにおける２相駆動モードを説明するための波形図。 図２のモータシステムの正弦波供給モードにおける駆動用スイッチング素子の開閉状態を説明するための図。 図２のモータシステムの正弦波供給モードにおける単相駆動モードを説明するための波形図。 図２のモータシステムの正弦波供給モードにおける単相駆動モードを説明するための波形図。 図２のモータシステムの矩形波供給モードにおける単相駆動モードを説明するための波形図。 図２のモータシステムの矩形波供給モードにおける単相駆動モードを説明するための波形図。 第１実施形態の別例におけるモータシステムの回路図。 本発明の第２実施形態にかかる車両の模式図。 図１１の車載モータシステムの回路図。 第２実施形態の別例における車載モータシステムの回路図。
　以下、モータシステムの第１実施形態を図１～図９に従って説明する。
　図１に示すように、本実施形態のモータ１は、環状のステータ１１と、ステータ１１の内側に回転可能に配置されるロータ１２とを備える。詳しくは、ステータ１１は、共にランデル型構造のＡ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂが軸方向に並設（積層）されたものである。また、ロータ１２は、共にランデル型構造のＡ相ロータ部１２ａ及びＢ相ロータ部１２ｂが軸方向に並設（積層）されたものである。
　ステータ１１を構成するＡ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂは、同じ構成であって、それぞれ第１ステータコア１３と、第２ステータコア１４と、ステータコイル１５とを有する。
　第１ステータコア１３は、外壁環状部１３ａと第１爪状磁極１３ｂとを有し、その第１爪状磁極１３ｂは外壁環状部１３ａの軸方向端部から径方向内側に延びた径方向延出部１３ｃと該径方向延出部１３ｃの先端から軸方向に延びた磁極部１３ｄとを有する。また、第２ステータコア１４は、外壁環状部１４ａと第２爪状磁極１４ｂとを有し、その第２爪状磁極１４ｂは外壁環状部１４ａの軸方向端部から径方向内側に延びた径方向延出部１４ｃと該径方向延出部１４ｃの先端から軸方向に延びた磁極部１４ｄとを有する。
　そして、第１ステータコア１３と第２ステータコア１４は、第１爪状磁極１３ｂと第２爪状磁極１４ｂが周方向に交互に配置されつつ、互いの径方向延出部１３ｃ，１４ｃでステータコイル１５を軸方向に挟むように組み付けられている。上記のように構成されたＡ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂは、本実施形態では、互いの第２ステータコア１４が向かい合う（対向する）ように軸方向に並設されるとともに、下段（図２中、下段）のＢ相ステータ部１１ｂが上段のＡ相ステータ部１１ａに対して電気角で４５°時計回り方向にずれて並設されている。
　ロータ１２を構成するＡ相ロータ部１２ａ及びＢ相ロータ部１２ｂは、同じ構成であって、それぞれ第１ロータコア１６と、第２ロータコア１７と、環状磁石１８とを有する。第１ロータコア１６は、円板状のベース部１６ａと、該ベース部１６ａの外周縁から径方向外側に延びるとともにその先端が軸方向に延びるように屈曲された第１ロータ爪状磁極１６ｂとを有する。また、第２ロータコア１７は、円板状のベース部１７ａと、該ベース部１７ａの外周縁から径方向外側に延びるとともにその先端が軸方向に延びるように屈曲された第２ロータ爪状磁極１７ｂとを有する。
　そして、第１ロータコア１６と第２ロータコア１７は、第１ロータ爪状磁極１６ｂと第２ロータ爪状磁極１７ｂが周方向に交互に配置されつつ、互いのベース部１６ａ，１７ａで環状磁石１８を軸方向に挟むように組み付けられている。
　環状磁石１８は、軸方向に磁化されており、第１ロータ爪状磁極１６ｂをＮ極として機能させ、第２ロータ爪状磁極１７ｂをＳ極として機能させる。上記のように構成されたＡ相ロータ部１２ａ及びＢ相ロータ部１２ｂは、本実施形態では、互いの第２ロータコア１７が向かい合う（対向する）ように軸方向に並設されるとともに、下段（図２中、下段）のＢ相ロータ部１２ｂが上段のＡ相ロータ部１２ａに対して電気角で４５°反時計回り方向にずれて並設されている。このように、本実施形態では、Ａ相ステータ部１１ａとＢ相ステータ部１１ｂとの相対角度、及びＡ相ロータ部１２ａとＢ相ロータ部１２ｂとの相対角度を電気角で合計して９０°ずらすことで、モータ１における駆動デッドポイントを回避し起動性を向上させている。
　上記のように構成されたモータ１によれば、Ａ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５にそれぞれ交流の駆動電流が供給されるとＡ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂでそれぞれ回転磁界が発生される。これにより、Ａ相ロータ部１２ａ及びＢ相ロータ部１２ｂからなるロータ１２を回転駆動させることが可能とされている。また、本実施形態のモータ１によれば、Ａ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂの一方のステータコイル１５に交流の駆動電流が供給されるとＡ相ステータ部１１ａ及びＢ相ステータ部１１ｂの一方で回転磁界が発生され、対向するＡ相ロータ部１２ａ又はＢ相ロータ部１２ｂに駆動力が付与される。これにより、ロータ１２を回転駆動させることが可能とされている。
　次に、モータシステムの電気的な回路構成について説明する。
　図２に示すように、モータ制御装置２１は、チョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７を有し正弦波の波形を含む電流を生成可能なチョッパ部２２と、前記ステータコイル１５に駆動電流を出力するための複数の駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９を有するドライバ部２３と、チョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７及び駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９をそれぞれスイッチングする制御信号Ｓ１～Ｓ９を出力する制御部２４とを備える。
　本実施形態のチョッパ部２２においては、直流電圧源Ｂの高電位側にチョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７を介してインダクタ２５の第１端子が接続されている。さらに、チョッパ部２２においては、直流電圧源Ｂの低電位側電源線にカソードが接続されたダイオード２６のアノードに前記インダクタ２５の第１端子が接続されている。これにより、チョッパ部２２は、チョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７のスイッチングにより一定の電流や整流された正弦波の波形を含む電流を生成するように動作可能であるとともに該電流をインダクタ２５の第２端子（電流出力端子）から出力するように動作可能である。
　ドライバ部２３は、２つのステータコイル１５にそれぞれ対応した２つのＨブリッジ回路２７からなり、２つのＨブリッジ回路２７は互いに並列に接続されている。例えば、Ａ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に対応したＨブリッジ回路２７は、４個の駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ５を有し、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３は前記インダクタ２５の第２端子（電流出力端子）に接続され、駆動用スイッチング素子Ｔｒ４，Ｔｒ５は低電位側電源線に接続されている。そして、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ５はステータコイル１５に正の電流を供給する組をなし、駆動用スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４はステータコイル１５に逆の電流を供給する組をなして構成されている。また、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ５には、ダイオードＤが直列に接続されている。なお、Ｂ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５に対応したＨブリッジ回路２７も同様の構成であるため、その説明を省略する。また、本実施形態の駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９の各々は、例えば、高速動作可能なＧＡＮトランジスタを備えている。
　制御部２４は、マイコンよりなり、図示しない操作スイッチの操作等に基づいてモータ１を駆動するための制御信号Ｓ１～Ｓ９を生成し、該制御信号Ｓ１～Ｓ９をチョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７及び駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９に出力する。
　また、本実施形態のモータ１は、前記ステータコイル１５と並列に接続された位相調整用のコンデンサＣを備えている。
　ここで、本実施形態のモータ制御装置２１は、チョッパ部２２にて、整流された正弦波の波形を含む電流を生成して、ステータコイル１５に正弦波電流を供給する「正弦波供給モード」を有している。
　詳しくは、本実施形態の「正弦波供給モード」は、更に「２相（Ａ相及びＢ相）駆動モード」と「単相（Ａ相）駆動モード」とに分類されている。
　図３に示すように、「正弦波供給モードにおける２相駆動モード」では、チョッパ部２２は、整流された正弦波の波形を含む電流であって、詳しくは９０°位相のずれた２つの全波整流された正弦波を足し合わせてなる波形の電流Ｉａｂを生成する。
　そして、図４に示すように、ドライバ部２３は、チョッパ部２２で生成された電流ＩａｂをＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５とＢ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５とに分配しつつ電流Ｉａｂの向きを変えて、両ステータコイル１５に互いに９０°位相のずれた正弦波電流Ｉａ１，Ｉｂ１を供給する。
　具体的には、この場合、図５に示すように、０°から１８０°までは駆動用スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ５の組をオンさせてＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に正の電流を供給し、１８０°から３６０°までは駆動用スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４の組をオンさせてＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に逆の電流を供給する。また、２７０°から９０°までは駆動用スイッチング素子Ｔｒ６，Ｔｒ９の組をオンさせてＢ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５に正の電流を供給し、９０°から２７０°までは駆動用スイッチング素子Ｔｒ７，Ｔｒ８の組をオンさせてＢ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５に逆の電流を供給する。このようにして、図４に示すように、Ａ相ステータ部１１ａのステータコイル１５とＢ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５とに９０°位相のずれた正弦波電流Ｉａ１，Ｉｂ１を供給する。
　また、図６に示すように、「正弦波供給モードにおける単相駆動モード」では、チョッパ部２２は、整流された正弦波の波形を含む電流であって、１つの全波整流された正弦波の波形の電流Ｉａｂを生成する。
　そして、図７に示すように、ドライバ部２３は、チョッパ部２２で生成された電流ＩａｂをＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に向きを変えて正弦波電流Ｉａ１として供給する。
　また、本実施形態のモータ制御装置２１では、チョッパ部２２は、整流された矩形波の波形を含む電流を生成してステータコイル１５に矩形波電流を供給する「矩形波供給モード」を有している。
　詳しくは、本実施形態の「矩形波供給モード」は、更に「２相（Ａ相及びＢ相）駆動モード」と「単相（Ａ相）駆動モード」とに分類されている。
　例えば、図８に示すように、「矩形波供給モードにおける単相駆動モード」では、チョッパ部２２は、整流された矩形波の波形を含む電流であって、ほぼ一定の波形の電流Ｉａｂを生成する。
　そして、図９に示すように、ドライバ部２３は、チョッパ部２２で生成された電流Ｉａｂの向きを変えて矩形波電流Ｉａ２としてＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に供給する。
　また、「矩形波供給モードにおける２相駆動モード」では、チョッパ部２２は、整流された矩形波の波形を含む電流であって、ほぼ一定の波形の電流Ｉａｂを生成する。
　そして、ドライバ部２３は、チョッパ部２２で生成された電流ＩａｂをＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５とＢ相ステータ部１１ｂのステータコイル１５とに分配しつつ電流Ｉａｂの向きを変えて、両ステータコイル１５に矩形波電流を供給する（図示略）。
　次に、上記のように構成されたモータシステムの作用について説明する。
　例えば、図示しない操作スイッチが操作されると、該操作に応じてモータ制御装置２１の制御部２４は上記したモードのいずれかに対応した制御信号Ｓ１～Ｓ９を生成する。制御信号Ｓ１～Ｓ９によりチョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７及び駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９がオンオフ制御されて、ロータ１２が回転駆動される。
　例えば、「正弦波供給モードにおける２相駆動モード」では、両ステータコイル１５に正弦波電流Ｉａ１，Ｉｂ１（図４参照）が供給され、高トルクで振動や騒音の少ないロータ１２の駆動が行われる。
　また、例えば、「正弦波供給モードにおける単相駆動モード」では、Ａ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に正弦波電流Ｉａ１（参照）が供給され、高速で振動や騒音の少ないロータ１２の駆動が行われる。
　また、例えば、「矩形波供給モードにおける単相駆動モード」では、Ａ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に矩形波電流Ｉａ２（図９参照）が供給され、振動や騒音の低減よりも最高速を優先したロータ１２の駆動が行われる。
　また、例えば、「矩形波供給モードにおける２相駆動モード」では、両ステータコイル１５に矩形波電流が供給され、振動や騒音の低減よりも最高トルクを優先したロータ１２の駆動が行われる。
　次に、第１実施形態の有利な効果を以下に記載する。
　（１）モータ制御装置２１は「正弦波供給モード」を有している。正弦波供給モードにおいて、チョッパ部２２は整流された正弦波の波形を含む電流を生成し、モータ制御装置２１はステータコイル１５に正弦波電流を供給する。そのため、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９のみで正弦波電流を生成する必要が無く、複雑な高周波駆動を避けつつ振動や騒音の少ない駆動を行うことができる。
　（２）チョッパ部２２は、位相のずれた複数の整流された正弦波を足し合わせてなる波形の電流を生成するように構成されている。駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９は、複数のステータコイル１５それぞれに位相のずれた正弦波電流を供給するように構成されている。よって、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９のみで正弦波電流を生成することなく、複数のステータコイル１５それぞれに正弦波電流を供給することができる。
　（３）モータ制御装置２１は「矩形波供給モード」を有している。矩形波供給モードにおいて、チョッパ部２２は整流された矩形波の波形を含む電流を生成し、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２～Ｔｒ９はステータコイル１５に矩形波電流を供給する。そのため、例えば、振動や騒音の低減よりも最高速や最高トルクを優先した駆動を行うことができる。
　第１実施形態は、以下のように変更してもよい。
　・第１実施形態では、ドライバ部２３は、複数のＨブリッジ回路２７よりなる構成としたが、これに限定されず、他の構成としてもよい。
　例えば、モータ３１のＡ相ステータ部３２ａ及びＢ相ステータ部３２ｂがそれぞれティースに逆巻された第１及び第２ステータコイル３３ａ，３３ｂを有する場合がある。この場合、図１０に示すように、ドライバ部３４は、第１及び第２ステータコイル３３ａ，３３ｂと直列に接続される駆動用スイッチング素子Ｔｒ２１～Ｔｒ２４を含む。この場合、ドライバ部３４は、モードに応じて、チョッパ部２２で生成された上記実施形態と同様の電流Ｉａｂを分配して第１及び第２ステータコイル３３ａ，３３ｂに半波の正弦波電流又は半波の矩形波電流を供給する。このようにしても、「正弦波供給モード」では、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２１～Ｔｒ２４のみで正弦波電流を生成する必要が無く、複雑な高周波駆動を避けつつ振動や騒音の少ない駆動を行うことができる。
　・第１実施形態では、モータ制御装置２１は、チョッパ部２２にて、整流された矩形波の波形を含む電流を生成して、ステータコイル１５に矩形波電流を供給する「矩形波供給モード」を有する。これに限定されず、モータ制御装置２１は「矩形波供給モード」を有していなくてもよい。また、モータ制御装置２１は「矩形波供給モードにおける２相駆動モード」と「矩形波供給モードにおける単相駆動モード」とのいずれか一方のみを有していてもよい。
　・第１実施形態では、モータ制御装置２１は、「正弦波供給モードにおける２相駆動モード」と「正弦波供給モードにおける単相駆動モード」とを有するとしたが、これに限定されず、それらのいずれか一方のみを有したモータ制御装置２１としてもよい。
　・第１実施形態のモータシステムでは、モータ１を２相モータとしたが、これに限定されず、モータを３相ブラシレスモータ等、３相以上のモータに変更してもよい。なお、勿論この場合、チョッパ部２２の生成する電流やドライバ部２３の構成をステータコイルに応じて適宜変更する必要がある。
　以下、モータシステムの第２実施形態を図１１～図１２に従って説明する。第２実施形態のモータシステムは車載モータシステムに適用される。以下、第１実施形態と同様の構成については同じ参照符号を付し詳細な説明を省略する。
　図１１に示すように、車両１０には、フロントウィンドウ２が設けられ、該フロントウィンドウ２の下端（車両前方側端部）における運転席側の部位と助手席側の部位にはそれぞれモータ１としての車載モータ１ａ，１ｂが設けられている。各車載モータ１ａ，１ｂは、同一タイプのモータであって、図１に示す第１実施形態のモータ１と同様の構成を有している。車載モータ１ａ，１ｂはそれぞれ車両用ワイパ４を駆動してフロントウィンドウ２を払拭させるワイパモータである。
　次に、車載モータシステムの電気的な回路構成について説明する。
　図１１に示すように、車両１０は、直流電圧源であるバッテリＢと、車載モータ制御装置２１とを備える。バッテリＢは、車両１０の前部に配置され、本実施形態の車載モータ制御装置２１は、運転席側の車載モータ１ａと助手席側の車載モータ１ｂとの間の位置に配置されている。車載モータ制御装置２１は、運転席に設けられた操作スイッチＳＷ、バッテリＢ、及び車載モータ１ａ，１ｂとそれぞれ電気的に接続され、操作スイッチＳＷの操作等に基づいて各車載モータ１ａ，１ｂの駆動を自在に制御するよう動作可能とされている。
　具体的には、図１２に示すように、車載モータ制御装置２１は、インダクタ２５を含む直流電流生成部２８と、直流電流生成部２８と電気的に接続されて車載モータ１ａ，１ｂにおける各ステータコイル１５に駆動電流を出力するための複数の駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ１６を有するドライバ部２３と、前記駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ１６の各々をスイッチングする制御信号Ｓ１～Ｓ１６を出力する制御部２４とを備える。
　本実施形態の直流電流生成部２８は擬似電流形である。バッテリＢの高電位側にはチョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７を介してインダクタ２５の第１端子が接続されている。さらに、バッテリＢの低電位側電源線にカソードが接続されたダイオード２６のアノードに前記インダクタ２５の第１端子が接続されている。これにより、直流電流生成部２８は、チョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７のスイッチングにより体格の大きいインダクタ２５を用いることなく、変動の少ない電流をインダクタ２５の第２端子（電流出力端子）から出力するように動作可能である。
　ドライバ部２３は、４つのステータコイル１５にそれぞれ対応した４つのＨブリッジ回路２７からなり、４つのＨブリッジ回路２７は互いに並列に接続されている。例えば、運転席側の車載モータ１ａにおけるＡ相ステータ部１１ａのステータコイル１５に対応したＨブリッジ回路２７は、４個の駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ４を有し、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は前記インダクタ２５の第２端子（電流出力端子）に接続され、駆動用スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４は低電位側電源線に接続されている。そして、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４はステータコイル１５に正の電流を供給する組をなし、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３はステータコイル１５に逆の電流を供給する組をなして構成されている。また、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ４には、ダイオードＤが直列に接続されている。なお、他のＨブリッジ回路２７も同様の構成であるため、その説明を省略する。また、本実施形態の駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ１６は、例えば、高速動作可能なＧＡＮトランジスタを備えている。
　制御部２４は、マイコンよりなり、操作スイッチＳＷの操作等に基づいて車載モータ１ａ，１ｂを駆動するための制御信号Ｓ１～Ｓ１６を生成し、該制御信号Ｓ１～Ｓ１６を駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ１６に出力する。
　また、本実施形態の車載モータ１ａ，１ｂは、前記ステータコイル１５と並列に接続された位相調整用のコンデンサＣを備えている。
　次に、上記のように構成された車載モータシステムの作用について説明する。
　例えば、操作スイッチＳＷが操作されると、該操作に応じて車載モータ制御装置２１の制御部２４は制御信号Ｓ１～Ｓ１６を生成し、制御信号Ｓ１～Ｓ１６により駆動用スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ１６がオンオフ制御される。すると、車載モータ制御装置２１とは離間した位置に配置された各車載モータ１ａ，１ｂ（各ステータコイル１５）に駆動電流が供給され、ロータ１２が回転駆動され、その回転に伴って車両用ワイパ４が駆動されフロントウィンドウ２が払拭される。
　次に、第２実施形態の有利な効果を以下に記載する。
　（４）車載モータ制御装置２１は、離間した複数の車載モータ１ａ，１ｂの駆動を制御するように動作可能であるため、例えば、車載モータ１ａ，１ｂ毎に制御回路を設ける必要が無く、車載モータ１ａ，１ｂの搭載スペースを小さくすることができる。また、車載モータ制御装置２１は、インダクタ２５を含む直流電流生成部２８を備える電流形の車載モータ制御装置２１であり、車載モータ１ａ，１ｂにおける各ステータコイル１５に出力する駆動電流を直接的に制御することができる。よって、フィードバックが不要になり、例えばステータコイル１５に流れる電流を測定するための電流センサが不要になるとともに離間した位置にある制御部２４にその測定値を伝達するための信号線等が不要になる。よって、車載モータ１ａ，１ｂの搭載スペースを小さくすることができるとともに、簡単な構成で複数の車載モータ１ａ，１ｂの駆動を良好に制御することができる。
　（５）車載モータシステムは、単一の車載モータ制御装置２１と、複数の同一タイプの車載モータ１ａ，１ｂとを備えるため、品番の増加を抑えながら、複数の車載モータ１ａ，１ｂの駆動を良好に制御することができる。
　第２実施形態は、以下のように変更してもよい。
　・第２実施形態では、ドライバ部２３は、複数のＨブリッジ回路２７よりなる構成としたが、これに限定されず、他の構成としてもよい。
　例えば、図１３に示すように、車載モータ３１ａ，３１ｂの各Ａ相ステータ部３２ａ及び各Ｂ相ステータ部３２ｂがそれぞれティースに逆巻された第１及び第２ステータコイル３３ａ，３３ｂを有する場合、ドライバ部３４を各第１及び第２ステータコイル３３ａ，３３ｂに直列に接続される駆動用スイッチング素子Ｔｒ２１～Ｔｒ２８としてもよい。このようにしても、第２実施形態と同様に、車載モータ１ａ，１ｂの搭載スペースを小さくすることができるとともに、簡単な構成で複数の車載モータ１ａ，１ｂの駆動を良好に制御することができる。
　・第２実施形態の車載モータシステムでは、車載モータ１ａ，１ｂ（３１ａ，３１ｂ）を２相モータとしたが、これに限定されず、車載モータを３相ブラシレスモータ等、３相以上のモータに変更してもよい。なお、勿論この場合、ドライバ部２３をステータコイルに応じて適宜変更する必要がある。
　・第２実施形態では、２つの車載モータ１ａ，１ｂを同一タイプ（品番が同じ）のモータであって車両用ワイパ４を駆動するためのワイパモータであるとしたが、これに限定されず、異なるタイプのモータとしてもよいし、ワイパモータ以外の車載モータとしてもよい。例えば、車載モータシステムは、ワイパモータやファンモータやパワーウィンドモータ等の少なくとも２つの車載モータを備えるとともに、それら離間した複数の車載モータの駆動を自在に（同時に又は選択的に）制御するよう動作可能な車載モータ制御装置を備えた構成としてもよい。
　・第２実施形態では、直流電流生成部２８は、チョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７を有する擬似電流形のものであるとしたが、これに限定されず、大型のインダクタを有することで（チョッパ用スイッチング素子Ｔｒ１７を有していなくとも）変動の少ない電流を出力可能なものとしてもよい。
　１，１ａ，１ｂ，３１，３１ａ，３１ｂ…モータ、１５…ステータコイル、２２…チョッパ部、２３，３４…ドライバ部、２４…制御部、３３ａ…第１ステータコイル（ステータコイル）、３３ｂ…第２ステータコイル（ステータコイル）、Ｉａ１，Ｉｂ１…正弦波電流、Ｉａ２…矩形波電流、Ｓ１～Ｓ１６…制御信号、Ｔｒ１，Ｔｒ１７…チョッパ用スイッチング素子、Ｔｒ２～Ｔｒ１６，Ｔｒ２１～Ｔｒ２８…駆動用スイッチング素子、２５…インダクタ、２８…直流電流生成部、Ｓ１～Ｓ１６…制御信号。

Claims (7)

  1. 　チョッパ用スイッチング素子を有し、整流された正弦波の波形を含む電流を生成するように動作可能なチョッパ部と、
    　前記チョッパ部と電気的に接続され、モータにおけるステータコイルに駆動電流を出力するように動作可能な複数の駆動用スイッチング素子を有するドライバ部と、
    　前記チョッパ用スイッチング素子及び前記駆動用スイッチング素子の各々をスイッチングする制御信号を出力するように動作可能な制御部と
    を備えるモータ制御装置であって、
    　該モータ制御装置は正弦波供給モードを有しており、
    　該正弦波供給モードにおいて、前記チョッパ部は整流された正弦波の波形を含む電流を生成し、前記モータ制御装置は前記ステータコイルに正弦波電流を供給することを特徴とするモータ制御装置。
  2. 　請求項１に記載のモータ制御装置であって、
    　前記チョッパ部は位相のずれた複数の整流された正弦波を足し合わせてなる波形の電流を生成し、前記駆動用スイッチング素子は複数の前記ステータコイルそれぞれに位相のずれた正弦波電流を供給することを特徴とするモータ制御装置。
  3. 　請求項２に記載のモータ制御装置であって、
    　前記複数のステータコイルは２つのステータコイルであって、
    　前記２つのステータコイルに供給される正弦波電流は互いに９０°位相がずれていることを特徴とするモータ制御装置。
  4. 　請求項３に記載のモータ制御装置であって、
    　前記ドライバ部は、前記２つのステータコイルにそれぞれ対応した２つのＨブリッジ回路からなり、
    　該２つのＨブリッジ回路は互いに並列に接続されていることを特徴とするモータ制御装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
    　該モータ制御装置は矩形波供給モードを有しており、
    　該矩形波供給モードにおいて、前記チョッパ部は整流された矩形波の波形を含む電流を生成し、前記駆動用スイッチング素子は前記ステータコイルに矩形波電流を供給することを特徴とするモータ制御装置。
  6. 　請求項１に記載のモータ制御装置と、
    　インダクタを含む直流電流生成部と、を備える車載モータ制御装置であって、
    　前記モータは車載モータであり、
    　該車載モータは互いに離間して複数設けられており、
    　前記ドライバ部は前記直流電流生成部と電気的に接続され、前記車載モータにおける前記ステータコイルに駆動電流を出力するように動作可能な複数の駆動用スイッチング素子を有しており、
    　前記車載モータ制御装置は離間した複数の前記車載モータの駆動を制御するよう動作可能であることを特徴とする車載モータ制御装置。
  7. 　請求項６に記載の車載モータ制御装置と、
    　前記複数の車載モータと
    を備え、
    　前記複数の車載モータは同一タイプであることを特徴とする車載モータシステム。
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