JP2017201863A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デューティ比が大きい場合であっても、モータの回転を円滑に制御可能なモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】ＰＩ制御部６６は、回転数指令値と実回転数とからデューティ比を算出して出力する。電圧補正部６８は、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が９０％以下の場合に、電源電圧に応じてデューティ比を補正し、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が９０％よりも大きくかつ電源電圧が閾値電圧以下の場合に８５％にしたデューティ比を電源電圧に応じて補正し、各々補正したデューティ比に従った電圧をインバータ回路４０に生成させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータ駆動装置に関する。

車両用エアコンの送風に用いられるブロアモータ（以下、「モータ」と略記）及びモータを制御する回路の電源は車載のバッテリが用いられるが、バッテリにはエンジンの点火系及びオルタネータ等の機器も接続されている。さらには、電動パワーステアリング等の電力負荷も接続されている。バッテリに接続されたこれらの機器及び電力負荷の影響により、バッテリの電圧が変動する場合がある。

電源であるバッテリの電圧変動は、モータの回転速度に影響する。モータに供給される電力は、バッテリの電圧を指令値に基づいたデューティ比に従ってスイッチング素子をオンオフさせてパルス状の波形の電圧を生成するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって生成される。ＰＷＭのデューティ比が一定の状態、すなわちモータを一定速度で回転させる場合に、バッテリの電圧が変動すると、モータに供給される電力の実効電圧が変動する。デューティ比がバッテリの電圧の変動の前後で一定であれば、ＰＷＭによって生成される電圧は、バッテリの電圧の変動に応じて変化するからである。その結果、モータの回転速度を一定に維持することが困難となる。

ＰＷＭによるモータの回転速度の制御では、モータの巻線の端子に印加される電圧のデューティ比を、電源の電圧の変動に応じて制御する電圧補正が行われる。電圧補正では、バッテリの電圧が高くなった場合にはデューティ比を下げ、バッテリの電圧が低くなった場合にはデューティ比を上げる制御が実行される。

しかしながら、モータを高速回転させる等で、デューティ比が９０％を超える場合に電圧補正を実行すると、制御ハンチングが生じ、モータの回転が不整となる現象が観測される。例えば、指令値に従ったデューティ比が９０％を超える場合で、かつバッテリの電圧が低い場合には、電圧補正によりデューティ比をさらに上げる必要があるが。デューティ比が極めて大きくなると、スイッチング素子をオンオフさせる間隔が極めて短くなる。かかる場合には、スイッチング素子が電圧補正されたデューティ比に従ったパルスを出力できず、モータの回転速度の制御に支障を来すおそれがあった。

特許文献１、２には、デューティ比が大きい場合に電圧補正を実行しないモータ制御装置が開示されている。

特開２０１３−３６５７２号公報 特開２０１２−６０７９８号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の発明のように、デューティ比が大きい場合に電圧補正を実行しないと、電源電圧が急に高くなった場合に、過大な電流がモータに流れるおそれがある。モータ電流が過大になると過電流保護が実行されてモータの回転が停止され、モータを駆動源とするエアコン等の機器の動作に支障を来す。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、デューティ比が大きい場合であっても、モータの回転を円滑に制御可能なモータ駆動装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のモータ駆動装置は、パルス幅変調によりモータを駆動する電圧を生成する駆動部と、電源電圧を検出する電圧検出部と、パルス幅変調の出力デューティ比が第１閾値を超え、かつ前記電圧検出部で検出された電圧が所定値以下の場合に、前記出力デューティ比を前記第１閾値より低い第２閾値に低下させるパルス幅変調が行われ、かつ前記電源電圧が変動した場合に前記モータの回転変動を抑制する電圧補償制御が行われるように前記駆動部を制御する制御部と、を含んでいる。

このモータ駆動装置は、パルス幅変調の出力デューティ比が前記第１閾値を超え、かつ電源電圧が所定値以下の場合に、出力デューティ比が第１閾値より低い第２閾値以下に低下させるパルス幅変調が行われる、出力デューティ比を低下させることにより、駆動部のスイッチング素子の動作に余裕が生じ、モータの回転を円滑に制御できる。

また、このモータ駆動装置は、電源電圧が変動した場合にモータの回転変動を抑制する電圧補償制御を実行することにより、モータの回転を円滑に制御できる。

請求項２記載のモータ駆動装置は、請求項１記載のモータ駆動装置において、前記制御部は、前記出力デューティ比が前記第１閾値以下の場合に、前記出力デューティ比によるパルス幅変調が行われ、かつ前記電圧補償制御が行われるように前記駆動部を制御する。

このモータ駆動装置によれば、出力デューティ比が第１閾値以下の場合に電圧補償制御を実行することにより、電源電圧が変動した場合にモータの回転変動を抑制して、モータの回転を円滑に制御できる。

請求項３記載のモータ駆動装置は、請求項１又は２記載のモータ駆動装置において、前記制御部は、前記出力デューティ比が前記第１閾値を超え、かつ前記電圧検出部で検出された電圧が前記所定値を超えた場合に、前記電圧補償制御を停止し、前記出力デューティ比が前記第２閾値未満になった場合に、前記電圧補償制御を再開する。

このモータ駆動装置は、出力デューティ比が第１閾値を超えかつ電源電圧が閾値電圧を超えた場合に、電圧補償制御を停止させることにより、デューティ比が大きな場合に生じやすい制御ハンチングを抑制する。また、このモータ駆動装置は、出力デューティ比が第２閾値未満になった場合に、電圧補償制御を再開することにより、電源電圧が変動した場合にモータの回転変動を抑制して、モータの回転を円滑に制御できる。

請求項４記載のモータ駆動装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ駆動装置において、前記電圧補償制御は、前記電圧検出部で検出された電圧が上昇した場合は前記出力デューティ比を電圧の上昇に応じて低下させ、前記電圧検出部で検出された電圧が低下した場合は前記出力デューティ比を電圧の低下に応じて増大させる。

このモータ駆動装置によれば、出力デューティ比を電源の電圧に応じて補正することにより、電圧変動時の回転数変動を抑制することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載のモータ駆動装置において、前記モータの回転速度を検出する回転速度検出部を含み、前記制御部は、指令値が示す目標回転速度と前記回転速度検出部によって検出された前記モータの実回転速度との偏差を解消するように前記出力デューティ比を算出する。

このモータ駆動装置によれば、指令値が示す回転速度とモータの実際の回転速度との偏差を解消するＰＩ制御によって、指令値に基づくデューティ比を算出することにより、モータの実際の回転速度を鑑みたモータの回転速度の制御が可能になる。

本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置を用いたモータユニットの構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置の概略を示す図である。 本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置のＰＩ制御部及び電圧補正部を中心とした制御部の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るモータ駆動装置における電圧補正制御の一例を示したフローチャートである。

図１は、本実施の形態に係るモータ駆動装置２０を用いたモータユニット１０の構成の一例を示す概略図である。図１の本実施の形態に係るモータユニット１０は、一例として車両用エアコンの送風に用いられる、いわゆるブロアモータのユニットである。

本実施の形態に係るモータユニット１０は、ステータ１４の外側にロータ１２が設けられた、アウターロータ構造の三相モータに係るものである。ステータ１４はコア部材に導線が巻かれた電磁石であって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を構成している。

ステータ１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各々は、後述するモータ駆動装置２０の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。

ロータ１２の内側（図示せず）にはロータマグネットが設けられており、ロータマグネットは、ステータ１４で生じた回転磁界に対応することにより、ロータ１２を回転させる。

ロータ１２にはシャフト１６が設けられており、ロータ１２と一体になって回転する。図１には示していないが、本実施の形態ではシャフト１６には、いわゆるシロッコファン等の多翼ファンが設けられ、当該多翼ファンがシャフト１６と共に回転することにより、車両用エアコンにおける送風が可能となる。

ステータ１４は、上ケース１８を介して、モータ駆動装置２０に取り付けられる。モータ駆動装置２０は、モータ駆動装置２０の基板２２と、基板２２上の素子から生じる熱を放散するヒートシンク２４とを備えている。

ロータ１２、ステータ１４及びモータ駆動装置２０を含んで構成されるモータユニット１０には、下ケース２８が取り付けられる。

図２は、本実施の形態に係るモータ駆動装置２０の概略を示す図である。図２に記載のインバータ回路４０は、ＦＥＴによってモータ５２のステータ１４のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータＦＥＴ４４Ａ、４４ＤはＵ相のコイル１４Ｕに、インバータＦＥＴ４４Ｂ、４４ＥはＶ相のコイル１４Ｖに、インバータＦＥＴ４４Ｃ、４４ＦはＷ相のコイル１４Ｗに、各々供給する電力のスイッチングを行う。

インバータＦＥＴ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの各々のドレインは、チョークコイル８２を介して車載のバッテリ８０の正極に接続されている。また、インバータＦＥＴ４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆの各々のソースはバッテリ８０の負極に接続されている。

また、本実施の形態のモータ駆動装置２０の基板上には、前述のインバータ回路４０に加え、コンパレータ５４、実回転数算出部５６、指令回転数算出部５８、スタンバイ回路６０、メイン電源通電部６２、通電制御駆動波形決定部６４、ＰＩ制御部６６、電圧補正部６８及びＦＥＴドライバ７０等が実装されている。

また、本実施の形態のモータ駆動装置２０の基板上には、チョークコイル８２及び平滑コンデンサ８４Ａ、８４Ｂ等が実装され、さらにエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）７８及びバッテリ８０が接続されている。チョークコイル８２及び平滑コンデンサ８４Ａ、８４Ｂはバッテリ８０と共に略直流電源を構成している。また、エアコンＥＣＵ７８は、車両用エアコンの電子制御ユニットであり、ユーザがエアコンＥＣＵ７８によりエアコンをオンにすると、モータ駆動装置２０の制御により、モータ５２が作動する。また、ユーザが車両用エアコンの風量を調節する場合は、エアコンＥＣＵ７８を介してモータ５２（ロータ１２）の回転速度を指示するための信号が入力される。

本実施の形態では、シャフト１６と同軸に設けられたセンサマグネット１２Ａの磁界をホール素子１２Ｂが検出する。コンパレータ５４は、ホール素子１２Ｂのアナログ出力をデジタル信号に変換する装置であり、実回転数算出部は、コンパレータ５４が出力したデジタル信号に基づいてロータ１２の実回転速度を算出する。指令回転数算出部５８はエアコンＥＣＵ７８等からの指示に基づいた目標回転速度を算出する。本実施の形態では、目標回転速度は、略１０００〜５０００ｒｐｍである。

ＰＩ制御部６６は、指令回転数算出部５８が算出した目標回転速度と実回転数算出部５６が算出した実回転速度とから、実回転速度を目標回転速度に変化させる場合にステータ１４のコイルに印加する電圧をいわゆるＰＩ制御によって算出する。ＰＩ制御部６６は、目標回転速度と実回転速度との偏差と目標回転速度における電圧と実回転速度における電圧との偏差との比例関係基づいて目標回転速度における電圧を算出する偏差比例部６６Ｐを含む。また、ＰＩ制御部６６は、上記の比例関係のみでは残留偏差が生じる場合に、かかる残留偏差を偏差積分によって解消する偏差積分部６６Ｉを含む。電圧補正部６８は、ＰＩ制御部６６による算出結果に基づくデューティ比を、電源であるバッテリ８０の電圧に応じて補正する。かかる補正により、電源電圧の変動時のモータ５２の回転数変動を抑制する。

スタンバイ回路６０は、バッテリ８０から各部への電源供給を制御する回路である。また、メイン電源通電部６２は、スタンバイ回路６０の制御に従って、モータ駆動装置２０への電源をオンにする。また、メイン電源通電部６２は、モータ５２の始動時、すなわちモータ５２を回転速度０ｒｐｍから回転させる場合に、論理和回路８６を介して強制５００ｒｐｍ指令部８８に指令を出す。強制５００ｒｐｍ指令部８８は、モータ５２の始動時には目標回転速度が所定の時間において５００ｒｐｍとなるように指令回転数算出部５８を制御し、指令回転数算出部５８は、５００ｒｐｍに係る信号をＰＩ制御部６６に出力する。なお、所定の時間は、一例として、５００〜１０００ｍ秒である。

所定の時間が経過後は、強制５００ｒｐｍ指令部による指令回転数算出部５８への制御は終了し、指令回転数算出部５８はエアコンＥＣＵ７８からの指示に基づいて算出した目標回転速度に係る信号をＰＩ制御部６６に出力する。

通電制御駆動波形決定部６４は、スタンバイ回路６０とメイン電源通電部６２を介して電源が供給されると、電圧補正部６８からの信号に基づいて、ステータ１４のコイルに印加する電圧の駆動波形を決定する。

ＦＥＴドライバ７０は、通電制御駆動波形決定部６４が決定した駆動波形に基づいて、インバータ回路４０のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を生成してインバータ回路４０に出力する。

本実施の形態に係るモータ駆動装置２０の基板上には、基板の温度を抵抗値として検知するチップサーミスタＲＴが実装されている。本実施の形態に用いられるチップサーミスタＲＴは、一例として、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ (Negative Temperature Coefficient)サーミスタである。なお、反転回路を併用することで、温度が上昇するにつれて抵抗値が増大するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを使用してもよい。

チップサーミスタＲＴは一種の分圧回路を構成しており、チップサーミスタＲＴによって構成される分圧回路の出力端からは、チップサーミスタＲＴの抵抗値に基づいて変化する電圧が出力される。チップサーミスタＲＴによって構成される分圧回路の出力端から出力された電圧は過熱状態判定部１０６において過熱判定値出力部１０４が出力する過熱判定値と比較され、出力された電圧が過熱判定値以下の場合には、目標回転速度を強制的に０ｒｐｍとするように指令回転数算出部５８を制御する。前述のように、本実施の形態に係るチップサーミスタＲＴは、温度の上昇に対して抵抗が減少するタイプなので、チップサーミスタＲＴによって構成される分圧回路の出力端から出力される電圧は、温度の上昇に応じて低下するものとする。過熱状態判定部１０６は、チップサーミスタＲＴの一端から出力された電圧が過熱判定値以下の場合に回路が過熱していると判定する。過熱判定値は基板に実装される素子及びチップサーミスタＲＴの位置等によって変化するが、一例として１４５℃においてチップサーミスタＲＴによって構成される分圧回路が出力する電圧である。

また、インバータＦＥＴ４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆの各々のソースとバッテリ８０との間にはインバータ回路４０の電流を検知するための電流検知部９４が設けられている。電流検知部９４は、抵抗値が０．２ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗９４Ａと、インバータ回路４０の電流に応じて変化するシャント抵抗９４Ａの両端の電位差を検知すると共に検知した電位差の信号を増幅するアンプ９４Ｂとを含む。そして、アンプ９４Ｂが出力した信号は、過負荷判定部９８と過電流判定部１０２とに各々入力される。過電流判定部１０２では、アンプ９４Ｂが出力した信号と過電流判定値出力部１００が出力した過電流判定値とを比較し、アンプ９４Ｂが出力した信号が過電流判定値以上の場合には、過電流検出信号を保護優先順位判定部１１２に出力する。また、過負荷判定部９８は、アンプ９４Ｂが出力した信号と過負荷判定値出力部９６が出力した過負荷判定値とを比較し、アンプ９４Ｂが出力した信号が過負荷判定値以上の場合には、論理和回路８６を介して強制５００ｒｐｍ指令部８８に指令し、モータ５２の回転速度を強制的に所定の回転速度である５００ｒｐｍに低下させる制御をする。

過負荷状態と判定してモータ５２の回転速度を５００ｒｐｍにした場合は、電流検知部９４によって検知された電流値（に従って変化するシャント抵抗９４Ａの両端の電位差の増幅値）が過負荷判定値を下回るまでモータ５２の回転速度を５００ｒｐｍに制御する。電流検知部９４が検知した電流値が過負荷判定値を下回った後は、指令回転数算出部５８が算出した目標回転速度でモータ５２が回転するように、ステータ１４のコイルに印加する電圧を制御する。

本実施の形態では、過電流判定値は過負荷判定値を超える値であり、回路保護のためにインバータ回路４０による電圧の生成を停止させることによりモータ５２への通電を停止しなければならない電流値である。過電流判定値及び過負荷判定値の具体的な数値は、モータ５２の仕様に左右されるので、設計時のシミュレーション及び実験を通じてモータの仕様ごとに個別具体的に決定する。

チョークコイル８２とインバータ回路４０との間には、電源電圧を検知すると共に、電源電圧の値と過電圧判定値出力部１０８が出力した過電圧判定値とを比較する過電圧判定部１１０が接続されている。過電圧判定部１１０は、電源電圧が過電圧判定値以上の場合には、過電圧検出信号を保護優先順位判定部１１２に出力する。

保護優先順位判定部１１２は、過電圧判定部１１０が出力した過電圧検出信号と、過電流判定部１０２が出力した過電流検出信号と、に基づいて、モータ５２を回転させる又はモータ５２の回転を停止させるようにＦＥＴドライバ７０を制御する。

例えば、過電流検出信号が出力されず、過電圧検出信号が出力されている場合には、保護優先順位判定部１１２は、高すぎる電源電圧を緩和するために、モータ５２を所定の回転速度で回転させる強制ＯＮの状態を、プロセッサの一種である保護優先順位判定部１１２の制御の単位周期である１制御周期（一例として１０ｍｓ）の間継続する。

また、過電流検出信号が出力された場合には、過電圧検出信号が出力されていても、モータ５２の回転を停止させるためにモータ５２への通電を停止させるようにＦＥＴドライバ７０を制御し、インバータ回路４０等を構成する素子を保護する。即時に通電停止させるには、一例として割り込み処理等を用いる。過電流検出信号が出力された後は、モータ５２の回転を停止させる過電流ＯＦＦの状態を、前述の１制御周期又は１制御周期よりも長い所定時間継続する。所定時間は、１制御周期の所定の正の整数倍である。

図３は、本実施の形態に係るモータ駆動装置２０のＰＩ制御部６６及び電圧補正部６８を中心とした制御部３０の機能ブロック図である。図２と異なり、過電流保護及び過電圧保護に係る構成は除外して、ＰＩ制御及び電圧補正によるデューティ比の算出に係る構成をクローズアップしている。

ＰＩ制御部６６は、ホール素子１２Ｂの回転信号に基づいて指令回転数算出部５８が算出した目標回転速度と実回転数算出部５６が算出した実回転速度とから、実回転速度を目標回転速度に変化させる場合にステータ１４のコイルに印加する電圧のデューティ比をＰＩ制御によって算出する。電圧補正部６８は、ＰＩ制御部６６による算出結果に基づくデューティ比を、電源電圧検出部３２が検出した電源であるバッテリ８０の電圧に応じて補正して最終的なデューティ比をＦＥＴドライバ７０に出力する。ＦＥＴドライバは、電圧補正部６８が出力したデューティ比と、図２に示した通電制御駆動波形決定部６４が決定した駆動波形とに基づいて、インバータ回路４０のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を生成してインバータ回路４０に出力する。そして、インバータ回路４０は、ＦＥＴドライバ７０が出力したＰＷＭ信号に従ってインバータＦＥＴ４４Ａ〜４４Ｆをスイッチングさせてモータ５２に印加する電圧を生成する。

以下、本実施の形態に係るモータ駆動装置２０の作用及び効果について説明する。図４は、本実施の形態に係るモータ駆動装置２０における電圧補正制御の一例を示したフローチャートである。ステップ４００では、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が第１閾値である９０％を超えたか否かを判定し、否定判定の場合には、ステップ４０２でバッテリ８０の電圧に従ってデューティ比を補正する電圧補正を行ってバッテリ８０の電圧の変動時のモータ５２の回転数変動を抑制し、処理をリターンする。第１閾値を９０％としたのは一例であり、具体的な数値は、モータ駆動装置２０及びモータ５２の仕様に応じて、実機等の試験等により、具体的に決定する。

ステップ４００で肯定判定の場合には、ステップ４０４で、バッテリ８０の電圧が閾値電圧以下の低電圧状態か否かを判定する。閾値電圧は、一例として、バッテリ８０の公称電圧の７０〜７５％である。

ステップ４０４で否定判定の場合には、ステップ４０６で、後述するステップ４１４において既にデューティ比を第２閾値である８５％に設定済みか否かを判定する。第２閾値は前述の第１閾値よりも低い値であり、電圧補正後でもインバータ回路４０が余裕をもってスイッチング素子を動作させる事が可能なデューティ比である。本実施の形態で第２閾値を８５％としたのは一例であり、具体的な数値は、モータ駆動装置２０及びモータ５２の仕様に応じて、実機等の試験等により、具体的に決定する。なお、既にデューティ比を第２閾値である８５％に設定済みか否かの判定は、例えば、ステップ４１４において、デューティ比を第２閾値である８５％に設定した際にオンになったフラグの有無によって判定する。

ステップ４０６で肯定判定の場合には、ステップ４０８で、デューティ比８５％の設定を解除して、手順をステップ４１０に移行させる。ステップ４０６で否定判定の場合には、手順をステップ４１０に移行させる。

ステップ４１０では、電源補正をオフにし、ステップ４１２で、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が第２閾値である８５％未満か否かを判定する。

ステップ４１２で肯定判定の場合には、ステップ４０２でバッテリ８０の電圧に従ってデューティ比を補正する電圧補正を行って処理をリターンする。ステップ４１２で否定判定の場合には、手順をステップ４０４に戻し、バッテリ８０の電圧が低電圧状態か否かを判定する。

ステップ４０４で肯定判定の場合には、ステップ４１４でデューティ比を第２閾値である８５％に設定する。ステップ４１４では、デューティ比を第２閾値である８５％に設定した際には、当該設定済みであることを示すフラグをオンにする。また、ステップ４１４ではデューティ比を第２閾値以下に設定してもよい。

ステップ４１６では、第２閾値相当の８５％にしたデューティ比をバッテリ８０の電圧に従って補正する電圧補正を行い、バッテリ８０の電圧の変動時のモータ５２の回転数変動を抑制する。ステップ４１８では、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が第２閾値である８５％未満か否かを判定する。

ステップ４１８で否定判定の場合には、手順をステップ４０４に戻し、バッテリ８０の電圧が低電圧状態か否かを判定する。ステップ４１８で肯定判定の場合には、ステップ４２０でデューティ比８５％の設定を解除し、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比に基づいてモータ５２に印加する電圧を生成する制御に戻す。そして、ステップ４０２でバッテリ８０の電圧に従ってデューティ比を補正する電圧補正を行って処理をリターンする。

以上説明したように、本実施の形態では、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が第１閾値を超え、かつバッテリ８０が低電圧状態の場合には、モータ５２に印加する電圧のデューティ比を第１閾値よりも低い第２閾値に設定して、電圧補正をオンにする。第１閾値よりも低い第２閾値に相当するデューティ比では、スイッチング素子であるインバータＦＥＴ４４Ａ〜４４Ｆをスイッチングさせる間隔は、デューティ比が第１閾値の場合よりも長いので、スイッチング素子を動作させる時間的余裕が、デューティ比が第１閾値を超えた場合よりも存在する。バッテリ８０が低電圧状態の場合に電圧補正によりデューティ比を第２閾値相当よりも大きくする場合でも、インバータ回路４０は、電圧補正後のデューティ比に従ったパルスの出力が容易になり、モータ５２の制御ハンチングを防止できる。

また、本実施の形態では、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が第１閾値を超え、かつバッテリ８０が低電圧状態の場合には、ＰＩ制御部６６から出力されたデューティ比が第２閾値未満に低下しないかぎり、スイッチング素子の動作に係るデューティ比を第２閾値相当とし、第２閾値相当のデューティ比をバッテリ８０の電圧に応じて補正する電圧補正を継続する。

バッテリ８０が低電圧状態の場合に、サージ等により、電源であるバッテリ８０の電圧が急に高くなった際にも、電圧補正を実行することにより、モータ電流が過大になることを防止できる。その結果、過電流保護が実行されてモータ５２の回転が停止される状況を回避でき、モータ５２の回転の円滑な制御を継続できる。

１０…モータユニット、１２…ロータ、１２Ａ…センサマグネット、１２Ｂ…ホール素子、１４…ステータ、１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ…コイル、１６…シャフト、１８…上ケース、２０…モータ駆動装置、２２…基板、２４…ヒートシンク、２８…下ケース、３０…制御部、３２…電源電圧検出部、４０…インバータ回路、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ…インバータＦＥＴ、５２…モータ、５４…コンパレータ、５６…実回転数算出部、５８…指令回転数算出部、６０…スタンバイ回路、６２…メイン電源通電部、６４…通電制御駆動波形決定部、６６…ＰＩ制御部、６６Ｉ…偏差積分部、６６Ｐ…偏差比例部、６８…電圧補正部、７０…ＦＥＴドライバ、７８…エアコンＥＣＵ、８０…バッテリ、８２…チョークコイル、８４Ａ…平滑コンデンサ、８６…論理和回路、８８…強制５００ｒｐｍ指令部、９４…電流検知部、９４Ａ…シャント抵抗、９４Ｂ…アンプ、９６…過負荷判定値出力部、９８…過負荷判定部、１００…過電流判定値出力部、１０２…過電流判定部、１０４…過熱判定値出力部、１０６…過熱状態判定部、１０８…過電圧判定値出力部、１１０…過電圧判定部、１１２…保護優先順位判定部、ＲＴ…チップサーミスタ

Claims (5)

1. パルス幅変調によりモータを駆動する電圧を生成する駆動部と、
   電源電圧を検出する電圧検出部と、
   パルス幅変調の出力デューティ比が第１閾値を超え、かつ前記電圧検出部で検出された電圧が所定値以下の場合に、前記出力デューティ比を前記第１閾値より低い第２閾値に低下させるパルス幅変調が行われ、かつ前記電源電圧が変動した場合に前記モータの回転変動を抑制する電圧補償制御が行われるように前記駆動部を制御する制御部と、
   を含むモータ駆動装置。
2. 前記制御部は、前記出力デューティ比が前記第１閾値以下の場合に、前記出力デューティ比によるパルス幅変調が行われ、かつ前記電圧補償制御が行われるように前記駆動部を制御する請求項１記載のモータ駆動装置。
3. 前記制御部は、前記出力デューティ比が前記第１閾値を超え、かつ前記電圧検出部で検出された電圧が前記所定値を超えた場合に、前記電圧補償制御を停止し、前記出力デューティ比が前記第２閾値未満になった場合に、前記電圧補償制御を再開する請求項１又は２記載のモータ駆動装置。
4. 前記電圧補償制御は、前記電圧検出部で検出された電圧が上昇した場合は前記出力デューティ比を電圧の上昇に応じて低下させ、前記電圧検出部で検出された電圧が低下した場合は前記出力デューティ比を電圧の低下に応じて増大させる請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ駆動装置。
5. 前記モータの回転速度を検出する回転速度検出部を含み、
   前記制御部は、指令値が示す目標回転速度と前記回転速度検出部によって検出された前記モータの実回転速度との偏差を解消するように前記出力デューティ比を算出する請求項１〜４のいずれか１項記載のモータ駆動装置。