特開 2023-121614 モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023121614

(43)【公開日】2023-08-31

(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20230824BHJP

   H02P 6/15 20160101ALI20230824BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

H02P6/15

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022025056

(22)【出願日】2022-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】青木 政人

(72)【発明者】

【氏名】海津 浩之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 貴大

【テーマコード（参考）】

5H505

5H560

【Ｆターム（参考）】

5H505AA04

5H505BB09

5H505CC01

5H505DD03

5H505DD06

5H505EE49

5H505EE55

5H505GG02

5H505JJ03

5H505JJ12

5H505JJ16

5H505JJ17

5H505KK06

5H505LL10

5H505LL41

5H560AA01

5H560BB04

5H560DA02

5H560DB02

5H560EB01

5H560EC01

5H560RR06

5H560TT01

5H560TT02

5H560TT11

5H560TT15

5H560XA04

5H560XA12

(57)【要約】

【課題】より確実にモータの回転速度を目標回転速度に近づける。
【解決手段】モータ駆動制御装置２は、モータ３の駆動を制御するための駆動制御信号Ｓｄに基づいて、直流電圧ＶＤＤをスイッチングして変換した交流電圧をモータ３のコイルに印加する駆動回路６と、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに一致し、且つ前記コイルに正弦波状の電流が流れるように駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行う制御回路５と、を備え、制御回路５は、回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、直流電圧ＶＤＤに対する交流電圧の指令値の割合を示す変調度を上昇させて、ＰＷＭ信号を生成することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの駆動を制御するための駆動制御信号に基づいて、直流電圧をスイッチングして変換した交流電圧を前記モータのコイルに印加する駆動回路と、
前記モータの回転速度が目標回転速度に一致し、且つ前記コイルに正弦波状の電流が流れるように前記駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行う制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記直流電圧に対する前記交流電圧の指令値の割合を示す変調度を上昇させて、前記ＰＷＭ信号を生成する
モータ駆動制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
前記制御回路は、前記ＰＷＭ制御において前記回転速度の前記目標回転速度に対する偏差をゼロにするための操作量を表す変調倍率を算出し、
前記制御回路は、前記変調倍率が最大値であり、且つ前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記変調度を基準値から段階的に上昇させる
モータ駆動制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載のモータ駆動制御装置において、
前記制御回路は、前記変調度を前記基準値より高い値に設定した後に、前記変調倍率が前記最大値より小さい場合に、前記変調度を前記基準値まで段階的に低下させる
モータ駆動制御装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載のモータ駆動制御装置において、
前記制御回路は、
前記モータの電気角を算出する電気角算出部と、
前記変調度に応じて前記電気角毎の前記ＰＷＭ信号のデューティ比を定めた変調波形テーブルを含み、前記変調波形テーブルに基づいて決定される前記電気角に対応する前記デューティ比を前記変調倍率に応じて調整し、調整されたデューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、を有し、
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記変調度を変更するとき、変更後の前記変調度に応じた前記変調波形テーブルを用いて前記ＰＷＭ信号を生成する
モータ駆動制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載のモータ駆動制御装置において、
前記ＰＷＭ信号生成部は、
前記偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差に基づいて前記変調倍率を算出する変調倍率算出部と、
前記変調度が前記基準値であるときの前記変調波形テーブルである基本変調波形テーブルと、前記基本変調波形テーブルに対する、前記変調度が前記基準値と異なる値であるときの前記変調波形テーブルの差分の情報とを記憶する記憶部と、
前記変調波形テーブルにおける前記電気角毎の前記ＰＷＭ信号のデューティ比を前記変調倍率に基づいて調整し、調整後の前記デューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を生成する信号生成部と、を有し、
前記信号生成部は、前記変調度を前記基準値と異なる値に変更するとき、前記記憶部に記憶されている、前記変調度が前記基準値であるときの前記変調波形テーブルと前記差分の情報とに基づいて、前記変調度が前記基準値と異なる値であるときの前記変調波形テーブルを生成する
モータ駆動制御装置。

【請求項6】

請求項４に記載のモータ駆動制御装置において、
前記ＰＷＭ信号生成部は、
前記偏差を算出する偏差算出部と、
前記偏差に基づいて前記変調倍率を算出する変調倍率算出部と、
前記変調度が互いに異なる複数の前記変調波形テーブルを記憶する記憶部と、
前記変調波形テーブルにおける前記電気角毎の前記ＰＷＭ信号のデューティ比を前記変調倍率に基づいて調整し、調整後の前記デューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を生成する信号生成部と、を有し、
前記信号生成部は、前記変調度を変更するとき、前記記憶部に記憶されている複数の前記変調波形テーブルのうち、変更後の前記変調度に対応する前記変調波形テーブルを選択して前記ＰＷＭ信号を生成する
モータ駆動制御装置。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
前記モータと、を備える
モータユニット。

【請求項8】

モータの回転速度が目標回転速度に一致し、且つ前記モータのコイルに正弦波状の電流が流れるようにＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行う第１ステップと、
前記第１ステップにおいて生成された前記ＰＷＭ信号に基づいて、直流電圧をスイッチングして変換した交流電圧を前記コイルに印加する第２ステップと、を含み、
前記第１ステップは、
前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記直流電圧に対する前記交流電圧の指令値の割合を示す変調度を段階的に上昇させて、前記ＰＷＭ信号を生成するステップを含む
モータ駆動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータの駆動制御方式として、モータのコイルに正弦波状の電流が流れるように、モータの回転速度に応じてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成し、モータを駆動するＰＷＭ制御方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－５３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のＰＷＭ制御方式では、モータの操作量が最大になるように、最適な進角値でＰＷＭ信号を生成したとしても、例えば、モータの負荷の大きさ等によっては、モータの回転速度が目標回転速度に到達しない場合がある。

【0005】

本発明は、上述した課題を解消するためのものであり、より確実にモータの回転速度を目標回転速度に近づけることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置は、モータの駆動を制御するための駆動制御信号に基づいて、直流電圧をスイッチングして変換した交流電圧を前記モータのコイルに印加する駆動回路と、前記モータの回転速度が目標回転速度に一致し、且つ前記コイルに正弦波状の電流が流れるように前記駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行う制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記直流電圧に対する前記交流電圧の指令値の割合を示す変調度を上昇させて、前記ＰＷＭ信号を生成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、より確実にモータの回転速度を目標回転速度に近づけることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニットの構成を示す図である。

【図2】実施の形態に係るモータ駆動制御装置によって駆動されたモータのコイルに流れる電流の一例を示す図である。

【図3】変調度が基準値（１００％）である変調波形テーブルの一例を示す図である。

【図4A】変調度が基準値（１００％）より大きい値（１０５％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例を示す図である。

【図4B】変調度が基準値（１００％）より大きい値（１１０％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例を示す図である。

【図4C】変調度が基準値（１００％）より大きい値（１１５％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例を示す図である。

【図4D】変調度が基準値（１００％）より大きい値（１２０％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例を示す図である。

【図5】ＰＷＭ信号の生成に係る処理の流れの一例を示す図である。

【図6】実施の形態に係るモータ駆動制御装置によってＰＷＭ制御の変調度を変化させたときのモータ３の回転速度の変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

【0010】

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置（２）は、モータ（３）の駆動を制御するための駆動制御信号（Ｓｄ）に基づいて、直流電圧（ＶＤＤ）をスイッチングして変換した交流電圧を前記モータのコイルに印加する駆動回路（６）と、前記モータの回転速度（Ｓｒ）が目標回転速度（Ｓｔｇ）に一致し、且つ前記コイルに正弦波状の電流が流れるように前記駆動制御信号としてのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行う制御回路（５）と、を備え、前記制御回路は、前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記直流電圧に対する前記交流電圧の指令値の割合を示す変調度を上昇させて、前記ＰＷＭ信号を生成することを特徴とする。

【0011】

〔２〕上記〔１〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記制御回路は、前記ＰＷＭ制御において前記回転速度の前記目標回転速度に対する偏差（Ｓｄｆ）をゼロにするための操作量を表す変調倍率（Ｓｍ）を算出し、前記制御回路は、前記変調倍率が最大値（例えば、１００％）であり、且つ前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記変調度を基準値から段階的に上昇させてもよい。

【0012】

〔３〕上記〔２〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記制御回路は、前記変調度を前記基準値より高い値（例えば、１０５％～１２０％）に設定した後に、前記変調倍率が前記最大値より小さい場合に、前記変調度を前記基準値まで段階的に低下させてもよい。

【0013】

〔４〕上記〔２〕または〔３〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記制御回路は、前記モータの電気角（Ｓφ）を算出する電気角算出部（１２）と、前記変調度に応じて前記電気角毎の前記ＰＷＭ信号のデューティ比を定めた変調波形テーブル（１７０～１７１）を含み、前記変調波形テーブルに基づいて決定される前記電気角に対応する前記デューティ比を前記変調倍率に応じて調整し、調整されたデューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（１３）と、を有し、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記変調度を変更するとき、変更後の前記変調度に応じた前記変調波形テーブル（１７１～１７４）を用いて前記ＰＷＭ信号を生成してもよい。

【0014】

〔５〕上記〔４〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記偏差を算出する偏差算出部（１４）と、前記偏差に基づいて前記変調倍率を算出する変調倍率算出部（１５）と、前記変調度が前記基準値であるときの前記変調波形テーブルである基本変調波形テーブル（１７０）と、前記基本変調波形テーブルに対する、前記変調度が前記基準値と異なる値であるときの前記変調波形テーブルの差分の情報（１７１Ａ～１７４Ａ）と、を記憶する記憶部（１７）と、前記変調波形テーブルにおける前記電気角毎の前記ＰＷＭ信号のデューティ比を前記変調倍率に基づいて調整し、調整後の前記デューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を生成する信号生成部（１６）と、を有し、前記信号生成部は、前記変調度を前記基準値と異なる値に変更するとき、前記記憶部に記憶されている、前記変調度が前記基準値であるときの前記変調波形テーブルと前記差分の情報とに基づいて、前記変調度が前記基準値と異なる値であるときの前記変調波形テーブル（１７１～１７４）を生成してもよい。

【0015】

〔６〕上記〔４〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記偏差を算出する偏差算出部（１４）と、前記偏差に基づいて前記変調倍率を算出する変調倍率算出部（１５）と、前記変調度が互いに異なる複数の前記変調波形テーブル（１７１～１７４）を記憶する記憶部（１７）と、前記変調波形テーブルにおける前記電気角毎の前記ＰＷＭ信号のデューティ比を前記変調倍率に基づいて調整し、調整後の前記デューティ比を有する前記ＰＷＭ信号を生成する信号生成部（１６）と、を有し、前記信号生成部は、前記変調度を変更するとき、前記記憶部に記憶されている複数の前記変調波形テーブル（１７１～１７４）のうち、変更後の前記変調度に対応する前記変調波形テーブルを選択して前記ＰＷＭ信号を生成してもよい。

【0016】

〔７〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータユニット（１）は、上記〔１〕乃至〔６〕の何れかに記載のモータ駆動制御装置（２）と、前記モータ（３）と、を備えることを特徴とする。

【0017】

〔８〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御方法は、モータの回転速度が目標回転速度に一致し、且つ前記モータのコイルに正弦波状の電流が流れるようにＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行う第１ステップ（Ｓ１～Ｓ８）と、前記第１ステップにおいて生成された前記ＰＷＭ信号に基づいて、直流電圧をスイッチングして変換した交流電圧を前記コイルに印加する第２ステップと、を含み、前記第１ステップは、前記回転速度が前記目標回転速度に到達していない場合に、前記直流電圧に対する前記交流電圧の指令値の割合を示す変調度を上昇させて、前記ＰＷＭ信号を生成するステップ（Ｓ１～Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８）を含むことを特徴とする。

【0018】

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

【0019】

≪実施の形態１≫
図１は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニットの構成を示す図である。

【0020】

図１に示されるモータユニット１は、モータ３と、位置検出器４と、モータ駆動制御装置２とを備えている。

【0021】

モータ３は、少なくとも１つのコイルを有するモータである。例えば、モータ３は、３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のコイル（巻線）を有するブラシレスＤＣモータである。モータ３は、例えば、モータ３の出力軸にインペラ（不図示）が連結されることにより、一つのファンモータとして機能する。

【0022】

位置検出器４は、モータ３の回転子（ロータ）の回転に応じた位置検出信号Ｓｈを生成する装置である。位置検出器４は、例えば、ホール（ＨＡＬＬ）素子を含む。本実施の形態に係るモータユニット１において、モータ３のＵ相、Ｖ相、およびＷ相の各コイルに対応する位置にホール素子がそれぞれ設けられている。ホール素子は、ロータの磁極を検出し、ロータの回転に応じて電圧が変化するホール信号を出力する。位置検出器４から出力されるホール信号は、例えば、パルス信号であり、位置検出信号Ｓｈとしてモータ駆動制御装置２に入力される。

【0023】

モータ駆動制御装置２は、モータ３の駆動を制御する装置である。モータ駆動制御装置２は、例えば、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに一致し、且つモータ３のコイルに正弦波状の電流が流れるようにＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御を行うことにより、モータ３を駆動する。

【0024】

モータ駆動制御装置２は、制御回路５と駆動回路６とを備えている。モータ駆動制御装置２は、外部の直流電源（不図示）から直流電圧の供給を受ける。直流電圧は、例えば、保護回路等を介してモータ駆動制御装置２内の電源ライン（不図示）に供給され、電源ラインを介して制御回路５と駆動回路６に電源電圧としてそれぞれ入力される。以下、駆動回路６に供給される電源電圧を「直流電圧ＶＤＤ」とも称する。

【0025】

駆動回路６は、制御回路５から出力される駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ３を駆動する回路である。駆動制御信号Ｓｄは、モータ３の駆動を制御するための信号であって、例えば、ＰＷＭ信号である。

【0026】

駆動回路６は、例えば、スイッチ素子としてのトランジスタを複数有するインバータ回路を有する。駆動回路６は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号に応じて、直流電圧ＶＤＤとグラウンド電位との間でモータ３の各相のコイルの接続先を切り替える。具体的には、駆動回路６は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号に基づいて、直流電圧ＶＤＤをスイッチングして変換した交流電圧をモータ３の各相のコイルに印加する。

【0027】

なお、駆動回路６は、上述したインバータ回路を構成する各トランジスタを駆動制御信号Ｓｄに基づいて駆動するためのプリドライブ回路を有していてもよい。また、上記インバータ回路には、モータのコイルの電流を検出するためのセンス抵抗が接続されていてもよい。

【0028】

制御回路５は、モータ駆動制御装置２の動作を統括的に制御するための回路である。本実施の形態において、制御回路５は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭ、およびフラッシュメモリ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力インターフェース回路等の周辺回路とが、バスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置である。例えば、制御回路５は、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）である。

【0029】

なお、制御回路５と駆動回路６とは、一つの半導体集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）としてパッケージ化された構成であってもよいし、個別の集積回路として夫々パッケージ化されて回路基板に実装され、回路基板上で互いに電気的に接続された構成であってもよい。

【0030】

制御回路５は、ＰＷＭ制御を行う。すなわち、制御回路５は、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに一致し、且つモータ３のコイルに正弦波状の電流が流れるようにデューティ比を決定したＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄとして出力する。例えば、制御回路５は、モータ３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに、位相が互いに１２０度ずれた正弦波状の電流が流れるようにＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄとして駆動回路６に与える。

【0031】

図２は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置２によって駆動されたモータ３のコイルに流れる電流の一例を示す図である。

【0032】

図２には、モータ３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のうちＵ相に関連する電圧および電流が代表的に示されている。すなわち、図２の上側から下側に向かって、位置検出信号（ホール信号）Ｓｈの波形、Ｕ相のインバータ回路（駆動回路６）のハイサイドのスイッチを駆動するためのＰＷＭ信号の波形、Ｕ相のインバータ回路（駆動回路６）のローサイドのスイッチを駆動するためのＰＷＭ信号の波形、Ｕ相のコイル（巻線）の電流の波形が示されている。

【0033】

図２に示すように、制御回路５は、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに一致し、且つコイルに正弦波状の電流が発生するように、パルス幅変調した信号（ＰＷＭ信号）を生成し、駆動回路６（インバータ回路）を構成する各スイッチを駆動する。これにより、直流電圧ＶＤＤをスイッチングして変換した交流電圧がモータ３の各相のコイルに印加される。このとき、コイルの平均電圧は等価的に正弦波状の交流電圧となり、図２に示すように、コイルには正弦波状の電流が流れる。

【0034】

一般に、モータのＰＷＭ制御において、キャリアの振幅に対する生成すべき交流電圧の振幅の割合を“変調度（変調率）”と称する。本実施の形態では、直流電圧ＶＤＤに対する交流電圧の指令値の割合を変調度と定義する。

【0035】

制御回路５は、ＰＷＭ制御において、設定された変調度に応じた等価的な交流電圧（平均電圧）がモータ３のコイルに印加されるように、回転速度Ｓｒの目標回転速度Ｓｔｇに対する偏差Ｓｄｆと電気角Ｓφとに応じてＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を決定する。また、制御回路５は、上述したＰＷＭ制御の機能に加えて、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、変調度を上昇させる機能を有している。

【0036】

具体的には、制御回路５は、ＰＷＭ制御において回転速度Ｓｒの目標回転速度Ｓｔｇに対する偏差Ｓｄｆをゼロにするための操作量を表す変調倍率Ｓｍを算出し、変調倍率Ｓｍが最大値であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、変調度を基準値から段階的に上昇させる。また、制御回路５は、変調倍率Ｓｍが最大値より小さい場合に、変調度を基準値まで段階的に低下させてもよい。以下、上述した機能を実現するための制御回路５の具体的な構成例について詳細に説明する。

【0037】

例えば、図１に示すように、制御回路５は、駆動指令解析部１０、回転速度算出部１１、電気角算出部１２、およびＰＷＭ信号生成部１３を有する。

【0038】

制御回路５を構成する上述の各機能部は、例えば、制御回路５としてのＭＣＵのプログラム処理によって実現される。具体的には、制御回路５としてのＭＣＵを構成するプロセッサが、メモリに格納されたプログラムにしたがって各種の演算を行って、ＭＣＵを構成する各周辺回路を制御することにより、駆動指令解析部１０、回転速度算出部１１、電気角算出部１２、およびＰＷＭ信号生成部１３が実現される。

【0039】

駆動指令解析部１０は、例えば、モータ駆動制御装置２の外部に設けられた上位装置（不図示）から出力された駆動指令信号Ｓｃを受信する。駆動指令信号Ｓｃは、モータ３の駆動に関する目標値を指示する信号であって、例えば、モータ３の目標回転速度Ｓｔｇを指示する速度指令信号である。

【0040】

駆動指令解析部１０は、駆動指令信号Ｓｃを解析することにより、指定された目標回転速度Ｓｔｇの情報を取得する。例えば、駆動指令信号Ｓｃが目標回転速度Ｓｔｇに対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、駆動指令解析部１０は、駆動指令信号Ｓｃのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転速度の情報を目標回転速度Ｓｔｇとして出力する。

【0041】

回転速度算出部１１は、モータ３の実際の回転速度Ｓｒを算出する機能部である。回転速度算出部１１は、例えば、公知の演算手法により、位置検出器４から出力された位置検出信号Ｓｈ（例えば、ホール信号）に基づいてモータ３の回転速度Ｓｒを算出し、出力する。

【0042】

電気角算出部１２は、モータ３のロータの位置（回転角度）に対応する電気角Ｓφを算出する機能部である。電気角算出部１２は、例えば、公知の演算手法により、位置検出器４から出力された位置検出信号Ｓｈ（例えば、ホール信号）に基づいてロータの電気角Ｓφを算出する。

【0043】

ＰＷＭ信号生成部１３は、駆動指令解析部１０によって解析された目標回転速度Ｓｔｇと、回転速度算出部１１によって算出された回転速度Ｓｒと、電気角算出部１２によって算出された電気角Ｓφとに基づいて、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号を生成する機能部である。

【0044】

ここで、ＰＷＭ信号生成部１３によるＰＷＭ信号の生成方法の概要について説明する。
ＰＷＭ信号生成部１３は、例えば、変調波形テーブルを有し、変調波形テーブルに基づいて算出される電気角Ｓφに対応するデューティ比を、変調倍率Ｓｍに応じて調整し、調整されたデューティ比を有するＰＷＭ信号を出力する。

【0045】

ここで、変調倍率Ｓｍとは、上述したように、回転速度Ｓｒの目標回転速度Ｓｔｇに対する偏差Ｓｄｆをゼロにするための操作量を示す情報である。具体的には、変調倍率Ｓｍは、偏差ＳｄｆがゼロになるようにＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御演算を行うことにより、算出することができる。変調倍率Ｓｍは、例えば、０％以上１００％以下の範囲の値である。

【0046】

また、変調波形テーブルとは、変調度に応じて電気角Ｓφ毎のＰＷＭ信号のデューティ比を定めたデータである。換言すれば、変調波形テーブルは、設定された変調度に応じた等価的な交流電圧（平均電圧）をコイルに印加するために必要なＰＷＭ信号のデューティ比をモータ３（ロータ）の電気角Ｓφ毎に定めた情報である。

【0047】

図３は、変調度が基準値（１００％）である変調波形テーブルの一例を示す図である。
図３において、横軸が電気角Ｓφを表し、縦軸がＰＷＭ信号のデューティ比を表している。参照符号（以下、「変調波形テーブル」と呼ぶ）１７０の変調波形は、変調倍率Ｓｍを１００％に設定した場合に、変調度１００％の等価的な交流電圧（平均電圧）をコイルに印加するために必要な、モータ３の電気角Ｓφ毎のＰＷＭ信号のデューティ比を定めた変調波形（基本変調波形）を表している。変調波形テーブル１７０の変調波形は、例えば、所謂中間電圧１／２重畳法によって、モータ３の各相のコイルに印加すべき交流電圧（相電圧）に交流電圧の中間の電圧をコモンモード電圧として加算し、各相の変調度を計算することによって算出することができる。以下の説明では、変調度が基準値（１００％）であり、且つ変調倍率Ｓｍが１００％であるときの変調波形テーブル１７０を「基本変調波形テーブル１７０」とも称する。

【0048】

ＰＷＭ信号生成部１３は、図３に示す波形の情報を含む基本変調波形テーブル１７０を予め内部の記憶領域に記憶しておき、基本変調波形テーブル１７０を用いて、回転速度の偏差Ｓｄｆに基づいて算出した変調倍率Ｓｍと電気角算出部１２によって算出された電気角Ｓφとに基づいて、生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。

【0049】

例えば、回転速度の偏差Ｓｄｆに基づいて算出した変調倍率Ｓｍが１００％であった場合、ＰＷＭ信号生成部１３は、電気角算出部１２によって算出された電気角Ｓφに対応するデューティ比を図３の基本変調波形テーブル１７０から読み出し、読み出したデューティ比のＰＷＭ信号を出力する。

【0050】

また、例えば、回転速度の偏差Ｓｄｆに基づいて算出された変調倍率Ｓｍが７５％であった場合、ＰＷＭ信号生成部１３は、電気角Ｓφに対応するデューティ比を図３に示す基本変調波形テーブル１７０から読み出し、読み出したデューティ比を変調倍率Ｓｍ（７５％）によって調整し、調整後のデューティ比を生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比とする。例えば、ＰＷＭ信号生成部１３は、基本変調波形テーブル１７０から読み出したデューティ比に０．７５（７５％）を乗じた値を、生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比とする。
このようにして、ＰＷＭ信号生成部１３は、基本変調波形テーブル１７０と、電気角Ｓφと、変調倍率Ｓｍとに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。

【0051】

次に、モータ駆動制御装置２による、ＰＷＭ制御における変調度の変更方法について説明する。

【0052】

一般に、モータのＰＷＭ制御において、モータの回転速度Ｓｒを上昇させるためには、モータのコイルに印加する等価的な交流電圧の実効値を大きくして、コイルの電流の実効値を大きくする必要がある。コイルに印加する等価的な交流電圧の実効値の最大値は、変調度によって決まる。

【0053】

しかしながら、上述したように、モータの負荷等によっては、ＰＷＭ制御における変調度を１００％に設定している場合において、モータの操作量（変調倍率Ｓｍ）が最大になるように最適な進角値でＰＷＭ信号を生成したとしても、モータの回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達しない場合がある。

【0054】

そこで、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置２は、モータの回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達しない場合に、ＰＷＭ制御における変調度を基準値（例えば、１００％）よりも高くすることにより、コイルに印加する等価的な交流電圧の実効値の最大値を上昇させて、モータ３の回転速度Ｓｒを上昇させる。

【0055】

具体的には、ＰＷＭ信号生成部１３は、回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、変調度が基準値よりも高くなるようにデューティ比を調整した変調波形テーブルを用いて、ＰＷＭ信号を生成する。以下、詳細に説明する。

【0056】

なお、本実施の形態では、一例として、ＰＷＭ制御における変調度の基準値が“１００％”、変調度の最大値が１２０％であるとして説明するが、これに特に限定されるものではない。

【0057】

図４Ａ乃至図４Ｄは、変調度が基準値（１００％）より大きい値に設定された場合の変調波形テーブルの一例を示す図である。具体的には、図４Ａは変調度が基準値（１００％）より大きい値（１０５％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例，図４Ｂは変調度が基準値（１００％）より大きい値（１１０％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例，図４Ｃは変調度が基準値（１００％）より大きい値（１１５％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例，図４Ｄは変調度が基準値（１００％）より大きい値（１２０％）に設定された場合の変調波形テーブルの一例を示している。

【0058】

図４Ａ乃至図４Ｄにおいて、横軸は電気角Ｓφを表し、縦軸はＰＷＭ信号のデューティ比を表している。図４Ａには、変調度が１０５％になるように電気角Ｓφ毎のデューティ比が調整された変調波形テーブル１７１（変調倍率Ｓｍ＝１００％）が示されている。図４Ｂには、変調度が１１０％になるように電気角Ｓφ毎のデューティ比が調整された変調波形テーブル１７２（変調倍率Ｓｍ＝１００％）が示されている。図４Ｃには、変調度が１１５％になるように電気角Ｓφ毎のデューティ比が調整された変調波形テーブル１７３（変調倍率Ｓｍ＝１００％）が示されている。図４Ｄには、変調度が１２０％になるように電気角Ｓφ毎のデューティ比が調整された変調波形テーブル１７４（変調倍率Ｓｍ＝１００％）が示されている。

【0059】

ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を変更するとき、変更後の変調度に応じた変調波形テーブルを用いてＰＷＭ信号を生成する。例えば、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を基準値（１００％）から最大値（例えば、１２０％）まで、所定量α（例えば、α＝５％）毎に上昇させる。

【0060】

例えば、変調度が基準値（１００％）であるときに、変調倍率Ｓｍが最大値（１００％）であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を基準値から１０５％に変更し、使用する変調波形テーブルを、例えば、図３に示す基本変調波形テーブル１７０から図４Ａに示す変調波形テーブル１７１に変更する。

【0061】

次に、ＰＷＭ信号生成部１３は、電気角算出部１２によって算出された電気角Ｓφに対応するデューティ比を変調波形テーブル１７１から読み出し、上述した手法により、読み出したデューティ比を変調倍率Ｓｍ（０％～１００％）に応じて調整し、調整したデューティ比のＰＷＭ信号を出力する。これにより、変調度が１００％の場合に比べて、理論上、実効値が１．０５倍（１０５％）の等価的な交流電圧がモータ３のコイルに印加されることになり、モータ３の回転速度Ｓｒを更に上昇させることができる。

【0062】

なお、コイルに印加される電圧の最大値は直流電圧ＶＤＤに制限されるため、実際にコイルに印加される等価的な交流電圧の振幅が直流電圧ＶＤＤの１０５％になることはない。すなわち、変調度を１００％以上に設定した場合、変調度１００％のときの正弦波状の電圧に対して歪んだ交流電圧がコイルに印加されることになる。

【0063】

変調度を１０５％にした後、変調倍率Ｓｍが最大値（１００％）であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を更に上昇させる。すなわち、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を１０５％から１１０％に変更し、例えば、図４Ｂに示す変調波形テーブル１７２を用いて、ＰＷＭ信号を生成する。この場合のＰＷＭ信号の生成方法は、変調度１０５％の場合と同様である。

【0064】

このように、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調倍率Ｓｍが最大値であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、変調度を段階的に上昇させる。これにより、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達するように、回転速度Ｓｒを段階的に上昇させることが可能となる。

【0065】

一方、１００％を超える変調度でＰＷＭ信号を生成した場合、モータ３が振動し易くなる傾向がある。そこで、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調倍率Ｓｍが最大値（１００％）より小さい場合に、変調度を基準値まで段階的に低下させてもよい。

【0066】

例えば、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を切り替えるための変調倍率Ｓｍの閾値Ｓｔｈを設定し、変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ以下となった場合に、変調度を基準値である１００％まで段階的に低下させてもよい。例えば、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度を基準値（１００％）まで、所定量β（例えば、５％）毎に低下させる。
変調倍率Ｓｍの閾値Ｓｔｈは、任意の値に設定可能であるが、本実施の形態では、一例として、閾値Ｓｔｈ＝９５％とする。

【0067】

具体的には、変調度を１２０％としてＰＷＭ信号を生成している状態において、例えば、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに近づくことにより変調倍率Ｓｍが９０％まで低下した場合、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調倍率Ｓｍ（＝９０％）が閾値Ｓｔｈ（＝９５％）以下であることを検出し、変調度を１２０％から１１５％に変更する。すなわち、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度が１２０％に設定された変調波形テーブル１７４から変調度が１１５％に設定された変調波形テーブル１７３に変更して、ＰＷＭ信号を生成する。

【0068】

変調度を１１５％に低下させた後に、例えば、変調倍率Ｓｍが９３％まで低下した場合、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調倍率Ｓｍ（＝９３％）が閾値Ｓｔｈ（＝９５％）以下であることを検出し、変調度を１１５％から１１０％に低下させる。すなわち、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調度が１１５％の変調波形テーブル１７３から変調度が１１０％の変調波形テーブル１７２に変更して、ＰＷＭ信号を生成する。

【0069】

このように、ＰＷＭ信号生成部１３は、変調倍率Ｓｍが最大値よりも低下した場合に、変調度を段階的に低下させる。これにより、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達した後に、モータ３の振動を抑えることが可能となる。

【0070】

次に、上述したＰＷＭ信号の生成機能および変調度の調整機能を実現するためのＰＷＭ信号生成部１３の具体的な構成例について説明する。

【0071】

図１に示すように、ＰＷＭ信号生成部１３は、例えば、偏差算出部１４、変調倍率算出部１５、信号生成部１６、および記憶部１７を有する。

【0072】

偏差算出部１４は、モータ３の回転速度Ｓｒの目標回転速度Ｓｔｇに対する偏差（速度偏差）Ｓｄｆを算出する機能部である。偏差算出部１４は、例えば、駆動指令解析部１０から出力された目標回転速度Ｓｔｇから、回転速度算出部１１によって算出された回転速度Ｓｒを減算することにより、偏差Ｓｄｆ（＝Ｓｔｇ－Ｓｒ）を算出する。

【0073】

変調倍率算出部１５は、変調倍率Ｓｍを算出する機能部である。変調倍率算出部１５は、例えば、上述したように、偏差算出部１４によって算出された偏差ＳｄｆがゼロになるようにＰＩＤ制御演算を行うことにより、変調倍率Ｓｍを算出する。

【0074】

記憶部１７は、ＰＷＭ信号の生成機能および変調度の調整機能を実現するために必要な各種データや計算結果等を記憶するための機能部である。例えば、記憶部１７には、変調度が基準値（１００％）となる基本変調波形テーブル１７０が予め記憶されている。

【0075】

また、記憶部１７には、変調度が基準値と異なる値であるときの変調波形テーブルに関するデータも記憶されている。変調度が基準値と異なる値であるときの変調波形テーブルに関するデータとは、例えば、基本変調波形テーブル１７０と変調度が基準値と異なる値（１０５％～１２０％）であるときの変調波形テーブル１７１～１７４との差分の情報（以下、「テーブル差分情報」とも称する。）である。すなわち、テーブル差分情報は、変調度が基準値（１００％）であるときの基本変調波形テーブル１７０における電気角Ｓφ毎のデューティ比と変調度が基準値と異なる値（１０５％～１２０％）であるときの変調波形テーブル１７１～１７４における電気角Ｓφ毎のデューティ比の差分の情報である。

【0076】

本実施の形態では、例えば、上述したように、変調度が基準値（１００％）よりも大きい４つの変調度に対応したテーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａが記憶部１７に記憶されているものとする。

【0077】

例えば、テーブル差分情報１７１Ａは、基本変調波形テーブル１７０と変調度が１０５％であるときの変調波形テーブル１７１とのデューティ比の電気角Ｓφ毎の差分を含むデータである。テーブル差分情報１７２Ａは、基本変調波形テーブル１７０と変調度が１１０％であるときの変調波形テーブル１７２とのデューティ比の電気角Ｓφ毎の差分を含むデータである。テーブル差分情報１７３Ａは、基本変調波形テーブル１７０と変調度が１１５％であるときの変調波形テーブル１７３とのデューティ比の電気角Ｓφ毎の差分を含むデータである。テーブル差分情報１７４Ａは、基本変調波形テーブル１７０と変調度が１２０％であるときの変調波形テーブル１７４とのデューティ比の電気角Ｓφ毎の差分を含むデータである。

【0078】

また、記憶部１７には、上述した変調倍率Ｓｍの閾値Ｓｔｈ等も記憶されている。

【0079】

信号生成部１６は、変調倍率算出部１５によって算出された変調倍率Ｓｍと、記憶部１７に記憶されている情報とに基づいて、ＰＷＭ信号を生成する機能部である。信号生成部１６は、例えば、変調波形テーブル決定部１８と信号出力部１９とを有する。

【0080】

変調波形テーブル決定部１８は、モータ３の駆動状態に応じて、ＰＷＭ信号を生成するために用いる変調波形テーブルを決定する。変調波形テーブル決定部１８は、例えば、モータ３の起動時等には、初期条件として設定されている基本変調波形テーブル１７０を選択する。

【0081】

変調倍率Ｓｍが最大値（１００％）であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない（偏差Ｓｄｆ＞０）場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調度が基準値（１００％）から段階的に上昇するように、変調波形テーブルを変更する。一方、変調波形テーブル決定部１８は、変調倍率算出部１５によって算出された変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ（例えば、９５％）以下となった場合に、変調度が基準値（１００％）まで段階的に低下するように、変調波形テーブルを変更する。

【0082】

変調波形テーブル決定部１８は、変調度を基準値と異なる値に変更するとき、記憶部１７に記憶されている、基本変調波形テーブル１７０とテーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａとに基づいて、変更後の変調度に対応する変調波形テーブル１７１～１７４を生成する。

【0083】

具体的には、テーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａのうち変更後の変調度に対応するテーブル差分情報における電気角Ｓφ毎のデューティ比の差分を基本変調波形テーブル１７０における電気角Ｓφ毎のデューティ比に加算することにより、変更後の変調度に対応する変調波形テーブルを生成する。

【0084】

例えば、変調度を１００％から１０５％に変更するとき、変調波形テーブル決定部１８は、変調度が１０５％のテーブル差分情報１７１Ａに記憶されている電気角Ｓφ毎のデューティ比の差分を基本変調波形テーブル１７０における電気角Ｓφ毎のデューティ比に加算することにより、変調度が１０５％の変調波形テーブル１７１を生成し、記憶部１７に記憶する。

【0085】

信号出力部１９は、変調波形テーブル決定部１８によって決定された変調波形テーブルと、電気角Ｓφと、変調倍率Ｓｍとに基づいてＰＷＭ信号を生成する。具体的には、信号出力部１９は、変調波形テーブル決定部１８によって決定され、記憶部１７に記憶された変調波形テーブルを参照し、変調波形テーブルにおける電気角Ｓφに対応するデューティ比を変調倍率Ｓｍに基づいて調整し、調整後のデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。

【0086】

例えば、変調度が１００％、変調倍率Ｓｍが７５％であり、電気角Ｓφが６０度である場合には、信号出力部１９は、基本変調波形テーブル１７０から電気角Ｓφ＝６０度に対応するＰＷＭ信号のデューティ比を読み出し、読み出したデューティ比に変調倍率Ｓｍ（＝０．７５）を乗算した値を、生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比として決定し、決定したデューティ比のＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｓｄとして出力する。

【0087】

変調度が１０５％～１２０％の何れかに変更された場合も同様の手法により、信号生成部１６は、ＰＷＭ信号を生成する。例えば、変調度が１１０％、変調倍率Ｓｍが９８％、電気角Ｓφが９０度である場合には、変調度１１０％の変調波形テーブル１７２から電気角Ｓφ＝９０度に対応するＰＷＭ信号のデューティ比を読み出し、読み出したデューティ比に変調倍率Ｓｍ（＝０．９８）を乗算した値を、生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比として決定し、決定したデューティ比のＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｓｄとして出力する。

【0088】

また、上記説明では、変調波形テーブル１７０～１７４から読み出した電気角Ｓφ毎のデューティ比に変調倍率Ｓｍを乗算することにより、生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比を決定する場合を例示したが、変調倍率Ｓｍに基づくデューティ比の決定方法は、これに限定されない。

【0089】

例えば、信号生成部１６は、変調倍率Ｓｍに基づいて変調波形テーブル１７０～１７４を補正し、補正した変調波形テーブルにしたがって、生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比を決定してもよい。

【0090】

具体的には、先ず、変調波形テーブル決定部１８が、変調波形テーブル１７０～１７４に記憶されている電気角Ｓφ毎のデューティ比に変調倍率Ｓｍを乗算することによって、デューティ比を補正した新たな変調波形テーブル１７０Ｘ～１７４Ｘを生成する。例えば、変調度が１２０％、変調倍率Ｓｍが９６％である場合には、変調波形テーブル決定部１８は、基本変調波形テーブル１７０と変調度が１２０％のテーブル差分情報１７４Ａとに基づいて、上述した手法により、変調度が１２０％の変調波形テーブル１７４を生成する。変調波形テーブル決定部１８は、変調波形テーブル１７４に記憶されている電気角Ｓφ毎のデューティ比に変調倍率Ｓｍ（０．９６）を乗算して、新たな変調波形テーブル１７４Ｘを生成する。次に、信号出力部１９は、変調波形テーブル決定部１８によって決定された変調波形テーブル１７０Ｘ～１７４Ｘから電気角Ｓφに対応するデューティ比を読み出し、読み出したデューティ比のＰＷＭ信号を生成する。

【0091】

これによれば、変調波形テーブルから読み出したデューティ比を変調度によって調整する場合と同様に、変調度および変調倍率Ｓｍに応じた適切なデューティ比のＰＷＭ信号を生成することができる。

【0092】

次に、制御回路５によるＰＷＭ信号の生成に係る処理の流れについて説明する。

【0093】

図５は、ＰＷＭ信号の生成に係る処理の流れの一例を示す図である。
ここでは、変調倍率Ｓｍの閾値Ｓｔｈが９５％に設定されているものとする。また、制御回路５の初期状態として、変調度が基準値（１００％）に設定されているものとする。

【0094】

先ず、制御回路５の偏差算出部１４が、駆動指令解析部１０によって解析された目標回転速度Ｓｔｇに対する、回転速度算出部１１によって算出された回転速度Ｓｒの偏差Ｓｄｆ（＝Ｓｔｇ－Ｓｒ）を算出する（ステップＳ１）。

【0095】

次に、制御回路５のＰＷＭ信号生成部１３が、変調倍率Ｓｍが最大値であるか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、先ず、変調倍率算出部１５がステップＳ１において算出された偏差Ｓｄｆに基づいて、上述した手法により変調倍率Ｓｍを算出する。次に、変調波形テーブル決定部１８が、変調倍率算出部１５によって算出した変調倍率Ｓｍが、予め設定された最大値（例えば、１００％）であるか否かを判定する。

【0096】

変調倍率Ｓｍが最大値である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、変調波形テーブル決定部１８は、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達したか否かを判定する（ステップＳ３）。例えば、変調波形テーブル決定部１８は、偏差Ｓｄｆが所定の範囲内（｜Ｓｄｆ｜＜ｒ）にあるか否かを判定する。なお、ｒは予め設定された任意の０以上の値である。

【0097】

偏差Ｓｄｆが所定の範囲内である場合、すなわち、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達している場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調波形テーブルを変更せず、信号出力部１９は、その時点で設定されている変調度の変調波形テーブル（初期状態の場合、基本変調波形テーブル１７０）を用いて、上述した手法により、ＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ８）。

【0098】

一方、偏差Ｓｄｆが所定の範囲内でない場合、すなわち、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調度を所定量α（例えば、５％）だけ上昇させる（ステップＳ４）。例えば、変調度が基準値（１００％）であるときに、変調倍率Ｓｍが１００％であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調度を１００％から１０５％に変更する。

【0099】

次に、変調波形テーブル決定部１８は、ステップＳ４において決定した変調度に基づいて、変調波形テーブルを更新する（ステップＳ７）。例えば、ステップＳ４において変調度を１００％から１０５％に上昇させた場合、変調波形テーブル決定部１８は、上述した手法により、基本変調波形テーブル１７０とテーブル差分情報１７１Ａとに基づいて、変調度１０５％の変調波形テーブル１７１を生成する。その後、信号出力部１９が、ステップＳ７で生成された変調波形テーブルを用いて、上述した手法により、ＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ８）。

【0100】

ステップＳ２において、変調倍率Ｓｍが最大値でない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、変調波形テーブル決定部１８は、変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ（９５％）以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ以下でない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、すなわち変調倍率Ｓｍが９５％より大きく１００％未満である場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調波形テーブルを変更しない。この場合、信号出力部１９は、引き続き、設定されている変調波形テーブル（初期状態の場合、基本変調波形テーブル１７０）を用いて、上述した手法により、ＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ８）。

【0101】

一方、変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ以下である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、すなわち変調倍率Ｓｍが９５％より小さい場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調度を所定量β（例えば、５％）だけ低下させる（ステップＳ６）。例えば、変調度が最大値（１２０％）まで上昇させた後に、変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ（９５％）より低下した場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調度を１２０％から１１５％に変更する。

【0102】

次に、変調波形テーブル決定部１８は、ステップＳ６において決定した変調度に基づいて、変調波形テーブルを更新する（ステップＳ７）。例えば、上述のように、ステップＳ６において変調度を１２０％から１１５％に変更する場合、変調波形テーブル決定部１８は、上述した手法により、基本変調波形テーブル１７０とテーブル差分情報１７３Ａとに基づいて、変調度１１５％の変調波形テーブル１７３を生成する。その後、信号出力部１９は、ステップＳ７で生成された変調波形テーブルを用いて、上述した手法により、ＰＷＭ信号を生成する（ステップＳ８）。

【0103】

制御回路５は、上述した処理を繰り返し実行することによって、変調波形テーブルの更新とＰＷＭ信号の生成を行う。

【0104】

図６は、実施の形態に係るモータ駆動制御装置２においてＰＷＭ制御の変調度を変化させたときのモータ３の回転速度Ｓｒの変化の一例を示す図である。

【0105】

図６において、横軸は変調度〔％〕を表し、縦軸はモータ３の回転速度Ｓｒ〔ｒｐｍ〕を表し、参照符号１８０は、変調度に対する回転速度Ｓｒの最大値の特性を表している。

【0106】

図６に示すように、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置２において、上述の手法により、ＰＷＭ制御における変調度を上昇させることにより、回転速度Ｓｒを上昇させることができる。

【0107】

以上、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置２において、制御回路５は、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、ＰＷＭ制御における変調度を上昇させてＰＷＭ信号としての駆動制御信号Ｓｄを生成し、モータ３の駆動を制御する。

【0108】

これによれば、モータ３の負荷等によってモータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達しない場合であっても、ＰＷＭ制御における変調度を上昇させることにより、より確実に、回転速度Ｓｒを目標回転速度Ｓｔｇに近づけることが可能となる。

【0109】

また、制御回路５は、上述したように、ＰＷＭ制御において回転速度Ｓｒの目標回転速度Ｓｔｇに対する偏差Ｓｄｆをゼロにするための操作量を表す変調倍率Ｓｍが最大値（例えば１００％）であり、且つ回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない場合に、ＰＷＭ制御における変調度を基準値（例えば、１００％）から段階的に上昇させる。
これによれば、モータ３の回転速度Ｓｒが目標回転速度Ｓｔｇに到達していない状態を的確に検出した上で、より速やかにモータ３の回転速度Ｓｒを上昇させて、目標回転速度Ｓｔｇに近づけることが可能となる。

【0110】

また、制御回路５は、変調度を基準値よりも高い値（例えば、１０５％～１２０％）に設定した後に、変調倍率Ｓｍが最大値（１００％）より小さい場合に、変調度を基準値（１００％）まで段階的に低下させてもよい。具体的には、上述したように、変調度を基準値よりも高い値（例えば、１０５％～１２０％）に設定した後に、変調倍率Ｓｍが閾値Ｓｔｈ（例えば、９５％）以下の場合に、制御回路５は、変調度を基準値（１００％）まで段階的に低下させる。

【0111】

これによれば、上述したように、モータ３の回転速度Ｓｒを目標回転速度Ｓｔｇに到達した後に、モータ３の振動を抑えることが可能となる。すなわち、モータ３の回転速度Ｓｒの応答性を向上させつつ、モータ３の動作の安定性の低下を抑えることが可能となる。

【0112】

また、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置２において、制御回路５のＰＷＭ信号生成部１３は、変調度に応じて電気角Ｓφ毎のＰＷＭ信号のデューティ比を定めた基本変調波形テーブル１７０を含み、基本変調波形テーブル１７０に基づいて決定される電気角Ｓφに対応するデューティ比を、変調倍率Ｓｍに応じて調整し、調整されたデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。

【0113】

これによれば、変調波形テーブルを用いて生成すべきＰＷＭ信号のデューティ比を決定するので、ベクトル演算等の複雑な演算が不要となり、制御回路５を構成するプロセッサの演算負荷を抑えることができる。

【0114】

また、変調度を変更するとき、ＰＷＭ信号生成部１３は、変更後の変調度に応じた変調波形テーブルを用いてＰＷＭ信号を生成する。これによれば、例えば、上述したように、変調度毎に変調波形テーブルを生成する、または、変調度毎に変調波形テーブルを用意しておくことにより、変調度が変更された場合であっても、複雑な演算を行うことなくＰＷＭ信号のデューティ比を容易に決定することができる。

【0115】

また、モータ駆動制御装置２において、制御回路５の記憶部１７に、変調度が基準値（１００％）であるときの基本変調波形テーブル１７０と、基本変調波形テーブル１７０に対する、変更後の変調度に対応する変調波形テーブルの電気角Ｓφ７０１毎のデューティ比の差分の情報を含むテーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａを記憶しておき、信号生成部１６が、基本変調波形テーブル１７０とテーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａとに基づいて、変更後の変調度に対応する変調波形テーブル１７１～１７４を生成する。

【0116】

これによれば、基準値以外の変調度に対応する変調波形テーブル１７１～１７４そのものを記憶部１７に記憶させておく場合に比べて、記憶部１７に予め記憶させておくデータ量を少なくすることができる。これにより、記憶部１７を実現するための不揮発性記憶装置の記憶容量を抑えることができ、制御回路５のコストを抑えることが可能となる。

【0117】

なお、上記例では、基本変調波形テーブル１７０とテーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａとに基づいて変調波形テーブル１７１～１７４を生成する場合を説明したが、これに限られず、記憶部１７を実現するための不揮発性記憶装置の記憶容量に余裕がある場合には、テーブル差分情報１７１Ａ～１７４Ａに代えて、変調度が互いに異なる複数の変調波形テーブル１７１～１７４を予め記憶部１７に記憶しておいてもよい。

【0118】

この場合、変調波形テーブル決定部１８は、変調度を変更するとき、記憶部１７に記憶されている複数の変調波形テーブル１７１～１７４のうち変更後の変調度に対応する変調波形テーブルを一つ選択する。信号出力部１９は、選択された変調波形テーブルを用いてＰＷＭ信号を生成する。
これによれば、変調度の変更後の変調波形テーブル１７１～１７４を生成するための演算が不要となるので、制御回路５を構成するプロセッサの演算負荷を更に抑えることが可能となる。

【0119】

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

【0120】

例えば、上記実施の形態において、変調度の単位変化量である所定量αと所定量βがともに５％である場合を例示したが、これに限られない。所定量α，βは５％以外の値であってもよいし、αとβが互いに異なる値であってもよい。

【0121】

また、上記実施の形態において、モータ３は、ブラシレスＤＣモータに限定されない。また、モータ３は、３相に限られず、例えば単相のブラシレスＤＣモータであってもよい。

【0122】

上記実施の形態において、位置検出器４としてホール素子を用いる場合を例示したが、これに限られない。例えば、位置検出器４として、ホールＩＣ、エンコーダ、レゾルバなどを設け、それらの検出信号を位置検出信号Ｓｈとしてモータ駆動制御装置２に入力してもよい。また、モータ駆動制御装置２は、位置検出器４を設けることなく、公知の位置センサレス方式の演算によって、モータ３の回転速度Ｓｒおよび電気角Ｓφを算出してもよい。

【0123】

また、制御回路５の各機能部が、ＭＣＵのプログラム処理によって実現される場合を例示したが、これに限られず、制御回路５の各機能部の一部または全部を専用回路（ハードウェア）によって実現してもよい。

【0124】

また、上述のフローチャートは一例であって、これらに限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されていてもよいし、処理が並列化されていてもよい。

【符号の説明】

【0125】

１…モータユニット、２…モータ駆動制御装置、３…モータ、４…位置検出器、５…制御回路、６…駆動回路、１０…駆動指令解析部、１１…回転速度算出部、１２…電気角算出部、１３…ＰＷＭ信号生成部、１４…偏差算出部、１５…変調倍率算出部、１６…信号生成部、１７…記憶部、１８…変調波形テーブル決定部、１９…信号出力部、Ｓｃ…駆動指令信号（速度指令信号）、Ｓｔｇ…目標回転速度、Ｓｒ…回転速度、Ｓｄｆ…（速度）偏差、Ｓｍ…変調倍率、Ｓｔｈ…変調倍率の閾値、Ｓｄ…駆動制御信号（ＰＷＭ信号）、Ｓφ…電気角、１７０…基本変調波形テーブル、１７１～１７４…変調波形テーブル、１７１Ａ～１７４Ａ…テーブル差分情報。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】