WO2023095542A1

WO2023095542A1 - モータ駆動装置

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Publication number: WO2023095542A1
Application number: PCT/JP2022/040360
Authority: WO
Inventors: 大祐福田; 紀章江村
Original assignee: ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2023-06-01

Abstract

モータ駆動装置（１０）は、モータ（１２）のロータ位置を検出するロータ位置検出部（４１）と、ロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する第一波形生成部（２１）と、ロータ位置に基づいて第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する第二波形生成部（２２）と、トルク指令値に基づいて、第一基準波形、第二基準波形、又は、第一基準波形、及び第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する波形出力部（２３）と、出力波形に基づいて生成されたモータ電流をモータ（１２）に供給する電流供給部（３０）とを備え、波形出力部（２３）は、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を変える。

Description

モータ駆動装置

　本開示は、モータ駆動装置に関する。

　従来、モータを駆動するモータ駆動装置において、モータに供給する電流の波形を正弦波状、又は矩形波状に切り替える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、モータに供給する電流の波形を、矩形波を含む形状とすることで、高回転数、高トルクでのモータ駆動を可能にしようとしている。

特開２００４－１８０４４４号公報

　しかしながら、特許文献１に記載されたモータ駆動装置においては、モータの回転数を上昇させるために電流の波形を正弦波の形状から矩形波を含む形状に切り替える際に、モータのトルクが急激に変動するという問題がある。このようなトルク変動に伴い騒音及び振動が発生するという問題もある。

　本開示は、このような課題を解決するものであり、駆動可能な回転数の範囲が大きく、かつ、回転数の変化に伴うトルクの急激な変動を抑制できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本開示に係るモータ駆動装置の一態様は、トルク指令値に基づいてモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、前記ロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する第一波形生成部と、前記ロータ位置に基づいて前記第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する第二波形生成部と、前記トルク指令値に基づいて、前記第一基準波形、前記第二基準波形、又は、前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する波形出力部と、前記出力波形に基づいて生成されたモータ電流を前記モータに供給する電流供給部とを備え、前記波形出力部は、前記トルク指令値に応じて、前記合成波形における前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成比率を変える。

　本開示によれば、駆動可能な回転数の範囲が大きく、かつ、回転数の変化に伴うトルクの急激な変動を抑制できるモータ駆動装置を提供できる。

図１は、実施の形態１に係るモータ駆動装置の機能構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る波形出力部が出力する波形に含まれる第一基準波形の比率と、トルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図３は、実施の形態１に係る波形出力部が出力する出力波形の振幅とトルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図４は、実施の形態１に係る第一基準波形の一例を示すグラフである。図５は、実施の形態１に係る合成波形の一例を示すグラフである。図６は、実施の形態１に係る合成波形の他の一例を示すグラフである。図７は、実施の形態１に係る合成波形のさらに他の一例を示すグラフである。図８は、実施の形態１に係る第二基準波形の一例を示すグラフである。図９は、実施の形態１に係る波形出力部が出力する波形に含まれる第一基準波形の比率と、トルク指令値との関係の他の一例を示すグラフである。図１０は、実施の形態２に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図１１は、実施の形態３に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図１２は、実施の形態４に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図１３は、実施の形態４に係るモータ駆動装置の波形出力部が出力する出力波形の位相の進角値と、トルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図１４は、実施の形態５に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。

　また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

　（実施の形態１）
　実施の形態１に係るモータ駆動装置について説明する。

　［１－１．全体構成］
　本実施の形態に係るモータ駆動装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係るモータ駆動装置１０の機能構成を示すブロック図である。図１には、モータ駆動装置１０と併せて、モータ駆動装置１０によって駆動されるモータ１２も示されている。

　モータ駆動装置１０は、トルク指令値に基づいてモータ１２を駆動する装置である。モータ駆動装置１０は、トルク指令値に基づいて、モータ１２に電流を供給することで、モータ１２が備えるロータ（不図示）を回転させる。本実施の形態では、トルク指令値は、モータ駆動装置１０の外部から入力される。図１に示されるように、モータ駆動装置１０は、波形制御部２０と、電流供給部３０と、ロータ位置検出部４１とを備える。

　ロータ位置検出部４１は、モータ１２のロータ位置を検出する検出器である。ロータ位置検出部４１は、例えばホール素子などを用いて、ロータ位置（つまり、ロータの回転位置）を検出し、所定の回転角度毎にパルス信号を出力する。本実施の形態では、ロータ位置検出部４１は、波形制御部２０の第一波形生成部２１、及び第二波形生成部２２にパルス信号を出力する。

　波形制御部２０は、モータ１２に供給する電流の波形を制御する処理部である。波形制御部２０は、トルク指令値と、ロータ位置検出部４１が検出したロータ位置とに基づいて、モータ１２に供給する電流の波形を制御する。本実施の形態では、波形制御部２０は、第一波形生成部２１と、第二波形生成部２２と、波形出力部２３とを有する。

　第一波形生成部２１は、第一基準波形を生成する処理部である。本実施の形態では、第一波形生成部２１は、ロータ位置検出部４１が検出したロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する。第一基準波形は、モータ１２の回転数が比較的低い低速領域においてモータ駆動装置１０がモータ１２に供給する電流の波形である。本実施の形態では、第一基準波形は、正弦波である。第一波形生成部２１は、ロータ位置検出部４１から出力されるパルス信号列に基づいて、ロータの位相と、単位時間当たりの回転数とを検出し、ロータの位相及び回転数に基づいて、第一基準波形の位相及び周期を決定する。第一波形生成部２１は、決定した位相及び周期に対応する第一基準波形を波形出力部２３に出力する。第一基準波形は、例えば、デジタルデータとして出力される。

　第二波形生成部２２は、第二基準波形を生成する処理部である。本実施の形態では、第二波形生成部２２は、ロータ位置検出部４１が検出したロータ位置に基づいて、第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する。第二基準波形は、モータ１２の回転数が比較的高い高速領域においてモータ駆動装置１０がモータ１２に供給する電流の波形である。本実施の形態では、第二基準波形は、台形波である。モータ１２に供給する電流の波形を台形波とすることで、正弦波を用いる場合より、モータ１２の効率（供給電流量に対するモータ回転数の比）は低下するものの、より高回転での駆動が可能となる。なお、第二基準波形は、台形波に限定されない。例えば、第二基準波形は、矩形波などであってもよい。第二波形生成部２２は、ロータ位置検出部４１から出力されるパルス列に基づいて、ロータの位相と、単位時間当たりの回転数とを検出し、ロータの位相及び回転数に基づいて、第二基準波形の位相及び周期を決定する。第二波形生成部２２は、決定した位相及び周期に対応する第二基準波形を波形出力部２３に出力する。第二基準波形は、例えば、デジタルデータとして出力される。

　波形出力部２３は、トルク指令値に基づいて、第一基準波形、第二基準波形、又は、第一基準波形、及び第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する処理部である。波形出力部２３は、第一波形生成部２１から第一基準波形を取得し、第二波形生成部２２から第二基準波形を取得する。波形出力部２３は、出力波形を電流供給部３０のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御部３１へ出力する。波形出力部２３の詳細な動作については、後述する。

　電流供給部３０は、波形出力部２３から出力された出力波形に基づいて生成されたモータ電流をモータ１２に供給する。本実施の形態では、電流供給部３０は、ＰＷＭ制御部３１と、パワー制御部３２とを有する。

　ＰＷＭ制御部３１は、波形出力部２３が出力した出力波形に基づいて、ＰＷＭ信号を出力する処理部である。ＰＷＭ制御部３１が出力するＰＷＭ信号は、パワー制御部３２が有するスイッチングトランジスタの通電期間に対応する。ＰＷＭ制御部３１は、出力するＰＷＭ信号のデューティ比を、波形出力部２３が出力した出力波形に応じて変調する。

　パワー制御部３２は、ＰＷＭ制御部３１が出力するＰＷＭ信号に基づいて、モータ１２に電流を供給する回路である。パワー制御部３２は、例えば、ハイサイドスイッチングトランスタと、ローサイドスイッチングトランジスタとの直列回路を複数組有し、各直列回路の中間接続点にモータ１２が接続されるブリッジ回路を有する。各スイッチングトランジスタには、ＰＷＭ制御部３１から出力されたＰＷＭ信号が入力される。これにより、各スイッチングトランジスタが、ＰＷＭ信号に対応する通電期間だけ通電される。したがって、ＰＷＭ信号に対応する波形の電流、つまり、波形出力部２３の出力波形に対応する波形の電流をモータ１２に供給することができる。

　［１－２．波形出力部の動作］
　本実施の形態に係る波形出力部２３の動作について説明する。まず、波形出力部２３が出力する波形について図２を用いて説明する。

　図２は、本実施の形態に係る波形出力部２３が出力する波形に含まれる第一基準波形の比率と、トルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図２に示されるように、波形出力部２３は、トルク指令値が合成下限値ＶＴ１未満である場合に、つまり、トルク指令値が低速領域にある場合に、第一基準波形を出力する。波形出力部２３は、トルク指令値が合成上限値ＶＴ２より大きい場合に、つまり、トルク指令値が高速領域にある場合に、第二基準波形を出力する。波形出力部２３は、トルク指令値が合成下限値以上、合成上限値以下である場合に、つまり、トルク指令値が中間領域にある場合に、第一基準波形、及び第二基準波形の合成波形を出力する。

　波形出力部２３は、トルク指令値が中間領域にある場合に、図２に示されるように、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形の比率、言い換えると、第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を変える。波形出力部２３は、第一基準波形、及び第二基準波形の全位相に対して加重平均を行うことで合成波形を生成する。つまり、各位相における第一基準波形の値、及び第二基準波形の値のそれぞれに、合成比率に応じた重み係数を乗算して加算することで、合成波形を生成する。波形出力部２３は、トルク指令値に応じて、各基準波形に乗算する重み係数を変えることで、合成比率を変える。

　波形出力部２３は、さらに、トルク指令値に応じて、出力波形の振幅を変える。波形出力部２３が出力する出力波形の振幅について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る波形出力部２３が出力する出力波形の振幅とトルク指令値との関係の一例を示すグラフである。図３に示されるように、例えば、波形出力部２３は、トルク指令値が合成下限値ＶＴ１未満の場合に、トルク指令値に応じて第一基準波形の振幅を変える。これに伴い、パワー制御部３２からモータ１２への供給電流量を変えることができるため、モータ１２の回転数を変えることができる。具体的には、波形出力部２３は、低速領域において、トルク指令値が大きくなるにしたがって、出力波形の振幅を増大する。

　また、本実施の形態では、波形出力部２３は、図３に示されるように、中間領域においては振幅を一定とする。なお、波形出力部２３は、中間領域においても、低速領域と同様に、トルク指令値が大きくなるにしたがって、出力波形の振幅を増大してもよい。また、図３には示されないが、波形出力部２３は、高速領域において、トルク指令値に応じて第二基準波形の振幅を変えてもよい。

　続いて、第一基準波形、第二基準波形、及び合成波形の例を図４～図８を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る第一基準波形の一例を示すグラフである。図５～図７の各々は、本実施の形態に係る合成波形の一例を示すグラフである。図８は、本実施の形態に係る第二基準波形の一例を示すグラフである。図４～図８の横軸は、時間を表し、縦軸は、各波形が示す値（波形値）を表す。

　図４及び図８に示されるように、本実施の形態では、第一基準波形、及び第二基準波形は、それぞれ、正弦波、及び台形波である。このような第一基準波形、及び第二基準波形を用いる場合に、波形出力部２３は、図２に示されるトルク指令値ＶＴａ、Ｖｔｂ、及びＶＴｃにおいて、それぞれ、図５、図６、及び図７に示される合成波形を出力する。

　図５に示される合成波形においては、第一基準波形と、第二基準波形との合成比率は、７５：２５（つまり、３：１）である。波形出力部２３は、トルク指令値がＶＴａの場合に、第一基準波形の値に重み係数として０．７５を乗算した値と、第二基準波形の値に重み係数として０．２５を乗算した値とを加算することで、図５に示される合成波形を生成する。

　図６に示される合成波形においては、第一基準波形と、第二基準波形との合成比率は、５０：５０（つまり、１：１）である。波形出力部２３は、トルク指令値がＶＴｂの場合に、第一基準波形の値に重み係数として０．５０を乗算した値と、第二基準波形の値に重み係数として０．５０を乗算した値とを加算することで、図６に示される合成波形を生成する。

　図７に示される合成波形においては、第一基準波形と、第二基準波形との合成比率は、２５：７５（つまり、１：３）である。波形出力部２３は、トルク指令値がＶＴｃの場合に、第一基準波形の値に重み係数として０．２５を乗算した値と、第二基準波形の値に重み係数として０．７５を乗算した値とを加算することで、図７に示される合成波形を生成する。

　以上のように、本実施の形態に係る波形出力部２３は、低速領域に適した第一基準波形、及び、高速領域に適した第二基準波形を出力することができる。このため、本実施の形態に係るモータ駆動装置１０では、一つの基準波形だけを用いるモータ駆動装置より、モータ１２を駆動可能な回転数の範囲を拡大することができる。

　さらに、本実施の形態に係る波形出力部２３は、中間領域において、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を変える。これにより、図４～図８に示されるように、トルク指令値の変化に応じて、合成波形の形状が急激に変化することを抑制できる。したがって、モータ駆動装置１０からモータ１２に供給される電流の波形の急激な変化を抑制できるため、トルク指令値の変化（つまり、モータ１２の回転数の変化）に伴うトルクの急激な変動を抑制できる。このため、モータ１２から発生する騒音及び振動を抑制できる。

　本実施の形態では、図２に示されるように、波形出力部２３は、中間領域においてトルク指令値に応じて、合成波形の合成比率を連続的に変化させる。これにより、モータ駆動装置１０からモータ１２に供給される電流の波形の急激な変化をより一層抑制できるため、モータ１２の回転数の変化に伴うトルクの急激な変動をより一層抑制できる。このため、モータ１２から発生する騒音及び振動をより一層抑制できる。

　ここで、合成比率を連続的に変化させる構成には、合成比率を実質的に連続に変化させる構成も含まれる。例えば、合成波形に含まれる第一基準波形又は第二基準波形の比率が、連続的に変化するトルク指令値に応じて離散的（つまり、ステップ状）に変化する構成のうち、離散的に変化する比率の最小変化量が十分に小さい構成も、合成比率を実質的に連続的に変化させる構成に含まれる。例えば、離散的に変化する比率の最小変化量が、５％以下である構成も、合成比率を実質的に連続的に変化させる構成に含まれる。

　なお、波形出力部２３が出力する合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率の変化の態様は図２に示される例に限定されない。合成比率の変化の態様の他の例について、図９を用いて説明する。図９は、本実施の形態に係る波形出力部２３が出力する波形に含まれる第一基準波形の比率と、トルク指令値との関係の他の一例を示すグラフである。

　図９に示されるように、波形出力部２３は、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を複数の値に段階的に変えてもよい。図９に示される例では、合成比率を３段階にステップ状に変化させている。このような構成においても、トルク指令値の変化に応じて、合成波形の形状が急激に変化することを抑制できる。したがって、モータ駆動装置１０からモータ１２に供給される電流の波形の急激な変化を抑制できるため、モータ１２の回転数の変化に伴うトルクの急激な変動を抑制できる。

　（実施の形態２）
　実施の形態２に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、電流供給部の構成において、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０との相違点を中心に、図１０を用いて説明する。

　図１０は、本実施の形態に係るモータ駆動装置１１０の構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、モータ駆動装置１１０は、波形制御部２０と、電流供給部１３０と、ロータ位置検出部４１とを備える。

　本実施の形態に係る電流供給部１３０は、ＰＷＭ制御部１３１と、パワー制御部３２と、電流検出部１３３とを有する。

　電流検出部１３３は、パワー制御部３２からモータ１２に供給されるモータ電流を検出する検出器である。電流検出部１３３は、検出したモータ電流の波形をＰＷＭ制御部１３１に出力する。本実施の形態に係る電流供給部１３０は、電流検出部１３３で検出されたモータ電流の波形が、波形出力部２３が出力した出力波形に近づくようにモータ電流を制御する。つまり、電流供給部１３０は、電流検出部１３３が検出したモータ電流の波形に基づいてモータ電流をフィードバック制御する。

　本実施の形態に係るＰＷＭ制御部１３１は、電流検出部１３３で検出されたモータ電流の波形が、波形出力部２３が出力した出力波形に近づくようにＰＷＭ信号を制御する。具体的には、ＰＷＭ制御部１３１は、ＰＷＭ信号の各パルスのデューティ比を制御する。ＰＷＭ制御部１３１は、例えば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を行ってもよい。

　本実施の形態に係るモータ駆動装置１１０によっても、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０と同様の効果が奏される。

　さらに、本実施の形態に係るモータ駆動装置１１０においては、電流検出部１３３で検出されたモータ電流の波形が、波形出力部２３が出力した出力波形に近づくようにモータ電流を制御する。これにより、モータ電流の波形を出力波形により一層近づけることができるため、モータ電流の波形の出力波形とのずれを抑制できる。したがって、モータ電流の波形と出力波形とのずれが大きくなることに起因して、急激なトルク変動が発生することを抑制できる。

　（実施の形態３）
　実施の形態３に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、波形出力部の構成において、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０との相違点を中心に、図１１を用いて説明する。

　図１１は、本実施の形態に係るモータ駆動装置２１０の構成を示すブロック図である。図１１に示されるように、モータ駆動装置２１０は、波形制御部２２０と、電流供給部３０と、ロータ位置検出部４１と、閾値入力部２５１とを備える。

　閾値入力部２５１は、波形制御部２２０に、中間領域に係る閾値を入力する入力部である。本実施の形態では、閾値入力部２５１は、波形制御部２２０の波形出力部２２３に、合成下限値に対応する下限設定値と、合成上限値に対応する上限設定値とを入力する。なお、波形出力部２２３が、トルク指令値に応じて、合成波形における第一基準波形、及び第二基準波形の合成比率を複数の値に段階的に変える場合には、閾値入力部２５１は、各段階の閾値と、各段階における合成比率とを入力してもよい。

　本実施の形態に係る波形制御部２２０は、第一波形生成部２１と、第二波形生成部２２と、波形出力部２２３とを有する。

　本実施の形態に係る波形出力部２２３には、閾値入力部２５１から下限設定値、及び上限設定値が入力される。波形出力部２２３は、閾値入力部２５１から入力された下限設定値に基づいて合成下限値を設定し、閾値入力部２５１から入力された上限設定値に基づいて合成上限値を設定する。

　本実施の形態に係るモータ駆動装置２１０によれば、閾値入力部２５１から入力される下限設定値、及び上限設定値を変えることで、合成下限値、及び合成上限値を変えることができる。したがって、モータ１２の特性などに応じて、トルク指令値と、出力波形との関係を調整することが可能となる。これにより、波形制御部２２０は、モータ１２の特性と、トルク指令値とに適した出力波形を、電流供給部３０に出力することができる。

　なお、本実施の形態では、モータ駆動装置２１０は、閾値入力部２５１を備えたが、モータ駆動装置２１０は、閾値入力部２５１を備えなくてもよい。例えば、モータ駆動装置２１０は、外部の入力機器から各閾値が入力されてもよい。

　（実施の形態４）
　実施の形態４に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、出力波形の位相を制御する点において、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態１に係るモータ駆動装置１０との相違点を中心に、図１２を用いて説明する。

　図１２は、本実施の形態に係るモータ駆動装置３１０の構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、モータ駆動装置３１０は、波形制御部２０と、電流供給部３０と、ロータ位置検出部４１と、位相制御部３４２とを備える。

　位相制御部３４２は、トルク指令値が入力され、トルク指令値に基づいて、ロータ位置検出部４１が検出したロータ位置と出力波形との位相差を変える処理部である。本実施の形態では、位相制御部３４２には、ロータ位置検出部４１が検出したロータ位置が入力される。位相制御部３４２は、入力されたロータ位置をトルク指令値に応じて遅延させて、波形制御部２０の第一波形生成部２１、及び第二波形生成部２２に出力する。これにより、ロータ位置の位相を制御することで、ロータ位置と、波形出力部２３から出力される出力波形との位相差を制御することができる。

　ここで、本実施の形態に係るモータ駆動装置３１０の出力波形の位相とトルク指令値との関係について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態に係るモータ駆動装置３１０の波形出力部２３が出力する出力波形の位相の進角値と、トルク指令値との関係の一例を示すグラフである。

　図１３に示されるように、高速領域において、トルク指令値が増大するにしたがって、出力波形の進角値が増大する。出力波形の進角値を増大させることで、モータ１２をより高い回転数で駆動することが可能となる。本実施の形態では、位相制御部３４２は、トルク指令値が位相変更閾値ＶＴ３以上である場合に、ロータ位置と出力波形と位相差を変える。図１３に示されるように、位相変更閾値ＶＴ３は、合成下限値ＶＴ１以上、合成上限値ＶＴ２以下である。位相変更閾値ＶＴ３が、合成上限値ＶＴ２以下であることにより、高速領域において、位相制御部３４２が位相差を制御することができるため、モータ駆動装置３１０は、高速領域において、より高い回転数でモータ１２を駆動できる。また、位相変更閾値ＶＴ３が、合成下限値ＶＴ１以上であることにより、低速領域において、進角値をゼロとして、モータ駆動装置３１０の効率を高めることができる。

　（実施の形態５）
　実施の形態５に係るモータ駆動装置について説明する。本実施の形態に係るモータ駆動装置は、出力波形とロータ位置との位相差と、トルク指令値との関係を変更できる点において、実施の形態４に係るモータ駆動装置３１０と相違する。以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置について、実施の形態４に係るモータ駆動装置３１０との相違点を中心に、図１４を用いて説明する。

　図１４は、本実施の形態に係るモータ駆動装置４１０の構成を示すブロック図である。図１４に示されるように、モータ駆動装置４１０は、波形制御部２０と、電流供給部３０と、ロータ位置検出部４１と、位相制御部４４２と、位相設定部４４３とを備える。

　位相設定部４４３は、ロータ位置検出部４１が検出したロータ位置と、波形出力部２３が出力する出力波形との位相差に係る情報である位相設定情報を位相制御部４４２に入力することで、当該位相差を設定する設定部である。位相設定情報には、例えば、位相変更閾値ＶＴ３（図１３参照）が含まれる。位相設定情報には、さらに、トルク指令値が位相変更閾値以上である場合のトルク指令値に対する進角値の変化率（つまり、図１３に示されるグラフの傾き）が含まれていてもよい。

　本実施の形態に係る位相制御部４４２には、位相設定部４４３から位相設定情報が入力される。位相制御部４４２は、入力された位相設定情報に基づいてトルク指令値と、出力波形とロータ位置との位相差との関係を設定する。

　これにより、位相設定部４４３から位相制御部４４２に入力する位相設定情報を変更することで、図１３に示されるようなトルク指令値と進角値との関係を調整することができる。したがって、モータ１２の特性などに応じて、トルク指令値と、進角値との関係を調整することが可能となる。

　なお、本実施の形態では、モータ駆動装置４１０は、位相設定部４４３を備えたが、モータ駆動装置４１０は、位相設定部４４３を備えなくてもよい。例えば、モータ駆動装置４１０は、外部の入力機器から位相設定情報が入力されてもよい。

　（変形例など）
　以上、本開示について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。

　また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

　本開示に係るモータ駆動装置は、例えば、モータの騒音及び振動を抑制できるモータ駆動装置として様々な用途のモータに適用できる。

　１０、１１０、２１０、３１０、４１０　モータ駆動装置
　１２　モータ
　２０、２２０　波形制御部
　２１　第一波形生成部
　２２　第二波形生成部
　２３、２２３　波形出力部
　３０、１３０　電流供給部
　３１、１３１　ＰＷＭ制御部
　３２　パワー制御部
　４１　ロータ位置検出部
　１３３　電流検出部
　２５１　閾値入力部
　３４２、４４２　位相制御部
　４４３　位相設定部

Claims

　トルク指令値に基づいてモータを駆動するモータ駆動装置であって、
　前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、
　前記ロータ位置に基づいて第一基準波形を生成する第一波形生成部と、
　前記ロータ位置に基づいて前記第一基準波形と異なる第二基準波形を生成する第二波形生成部と、
　前記トルク指令値に基づいて、前記第一基準波形、前記第二基準波形、又は、前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成波形を出力波形として出力する波形出力部と、
　前記出力波形に基づいて生成されたモータ電流を前記モータに供給する電流供給部とを備え、
　前記波形出力部は、前記トルク指令値に応じて、前記合成波形における前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成比率を変える
　モータ駆動装置。
　前記電流供給部は、前記モータ電流を検出する電流検出部をさらに備え、
　前記電流供給部は、前記電流検出部で検出された前記モータ電流の波形が、前記出力波形に近づくように前記モータ電流を制御する
　請求項１に記載のモータ駆動装置。
　前記波形出力部は、
　前記トルク指令値が合成下限値未満である場合に、前記第一基準波形を出力し、
　前記トルク指令値が合成上限値より大きい場合に、前記第二基準波形を出力し、
　前記トルク指令値が前記合成下限値以上、前記合成上限値以下である場合に、前記合成波形を出力する
　請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
　前記波形出力部には、前記合成下限値に対応する下限設定値が入力され、
　前記波形出力部は、前記下限設定値に基づいて前記合成下限値を設定する
　請求項３に記載のモータ駆動装置。
　前記波形出力部は、前記トルク指令値が前記合成下限値未満の場合に、前記トルク指令値に応じて前記第一基準波形の振幅を変える
　請求項３又は４に記載のモータ駆動装置。
　前記第一基準波形は、正弦波である
　請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
　前記第二基準波形は、台形波である
　請求項１～６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
　前記波形出力部は、前記トルク指令値に応じて、前記合成波形における前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の合成比率を複数の値に段階的に変える
　請求項１～６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
　前記トルク指令値が入力され、前記トルク指令値に基づいて、前記ロータ位置と前記出力波形との位相差を変える位相制御部をさらに備える
　請求項１～８のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
　前記位相制御部には、前記位相差に係る位相設定情報が入力され、
　前記位相制御部は、前記位相設定情報に基づいて前記トルク指令値と前記位相差との関係を設定する
　請求項９に記載のモータ駆動装置。
　前記トルク指令値が入力され、前記トルク指令値に基づいて、前記ロータ位置と前記出力波形との位相差を変える位相制御部をさらに備え、
　前記位相制御部は、前記トルク指令値が位相変更閾値以上の場合に、前記位相差を変え、
　前記位相変更閾値は、前記合成下限値以上、前記合成上限値以下である
　請求項３～５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
　前記波形出力部は、前記第一基準波形、及び前記第二基準波形の全位相に対して加重平均を行うことで、前記合成波形を生成する
　請求項１～１１のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。