JP3826499B2 - 電気モータの通電制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気モータのコイルにチョッピング通電するH型スイッチング回路のオン/オフを制御する通電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の通電制御装置においては、一般に、コイルに流れる電流値を抵抗器等で検出し、予め定めた基準電流値と検出した電流値とを2値的に比較して、基準電流値>検出電流値の時にはスイッチング素子をオンし、基準電流値≦検出電流値の時にはスイッチング素子をオフするように制御される。これにより、スイッチング素子がオン/オフを繰り返すので、コイルに流れる電流の平均値は、基準電流値に応じた値(近い値)に制御される。 ところで、この種の通電制御装置においては、スイッチング素子がオン/オフする周波数(チョッピング周波数)が高くなるに従って、スイッチング素子等におけるエネルギーの損失が増大し、発熱量が増える。この為、チョッピング周波数をあまり高くするのは好ましくない。逆に、チョッピング周波数が低すぎると、基準電流値と制御電流値との差が増大し、制御の精度が低下する。また、チョッピング周波数が人間の可聴周波数帯域内である場合には、電流のチョッピングによって生じる機械振動が、騒音として人間に聞こえるので好ましくない。
【0003】
そこで、スイッチング素子をオン/オフする信号のオンからオフへの切換わり、もしくはオフからオンへの切換わりが生じる度に第1のレベルにセットされ、ほぼ一定の周期で生じる基準チョッピングタイミングになる度に第2のレベルにセットされる許可フラグ信号を生成する許可信号生成手段を設け、許可フラグ信号が第1のレベルの期間中は、コイルの通電のオフからオンへの切換わり、もしくはオンからオフへの切換わりを禁止するようにして、チョッピング周波数を所望の周波数(人間の可聴周波数帯の上限近傍(例えば、15KHz))に近づける通電制御装置が、特開平8−172793号公報に提案されている。
【0004】
この通電制御装置では、更に通電の立上がり及び立下がりを滑らかにするために、H型スイッチング回路を用いてPWMによりモータ通電電流を制御し、且つ、回転トルクの不足を改善するために、スイッチングモードを制御している。
【0005】
例えば、図13に示すように、H型スイッチング回路は、電気モータの電気コイル1aの一端と第1電源ライン2aとの間に介挿された第1のスイッチング素子3a、電気コイル1aの他端と第2電源ライン3bとの間に介挿された第2のスイッチング素子3b、前記一端と第2電源ライン3bの間に介挿され、後者から前者への電流通流は許す第1ダイオードD1、及び、前記他端と第1電源ライン3aの間に介挿され、前者から後者への電流通流は許す第2ダイオードD2を含んでいる。
【0006】
図13の(a)に示すように、第1及び第2スイッチング素子3a、3bを共にオンすると電気コイル1aに回転駆動電流が流れ、共にオフすると図13の(b)に示すように、電気コイル1aの誘起電圧による電源への帰還電流が流れる。上述のオンとオフをPWM制御により交互に繰り返すことにより、電気コイル1aには、立下がり速度が比較的速い脈動電流が流れる。このスイッチングモードを本書では「ハードチョッピング」と称す。このハードチョッピングでの、図13の(b)に示すように両スイッチング素子3a、3bを共にオフしている時間区間では、電気コイル1aが発電したエネルギーが第1電源ライン2aに供給され(回生)、電流が急激に減少する。
【0007】
図14の(a)(図13の(a)と同一)に示すように第1及び第2スイッチング素子3a、3bを共にオンにし、次に図14の(b)に示すように第1スイッチング素子3aのみをオフにし第2スイッチング素子3bはオンを維持し、それら(a)状態と(b)状態とを交互に繰り返すことにより、電気コイル1aには立下がり速度の比較的遅い脈動電流が流れる。このスイッチングモードを本書では「ソフトチョッピング」と称す。このソフトチョッピングの中の、図14の(b)に示す第1スイッチング素子3aオフ、第2スイッチング素子3bオンの期間では、電流は緩やかに減少する。
【0008】
特開平8−172793号公報に開示の通電制御装置は、上述の「ハードチョッピング」と「ソフトチョッピング」をモータの回転数と必要なトルクに基づいて選択して、回転トルクの不足を解消している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スイッチドリラクタンスモータ(以下、SRモータという)は、一般に極部が外側に突出する形で構成されたロータと、極部が内側に突出する形で構成されたステータと、ステータの極毎に集中巻されたコイルとを備えており、ステータに対するロータの回転位置により磁気機抵抗が変化するため、コイルのインダクタンスLがそれに伴い変化する。上述した従来の通電制御装置において、このインダクタンスLが小さい時には、上述したハードチョッピング及びソフトチョッピングのいずれのチョッピングモードであっても、コイル電流は所望の立下がり速度で立ち下がるため、所望のチョッピング周波数に近づけることは可能である。しかしながら、インダクタンスLが大きい時には、上述のソフトチョッピング時にコイル電流の立下がり速度が遅くなり、基準チョッピングタイミングを過ぎても基準電流値≦コイル電流の状態であるために、スイッチング素子をオン/オフする信号のオフからオンへの切換わりが遅くなる。そのため、チョッピング周波数が低くなり、チョッピングにより生じる機械振動が騒音として人間に聞こえる。
【0010】
インダクタンスLが大きい時であっても、上述のハードチョッピング時にはチョッピング周波数が低くなることはないが、スイッチング素子のオン/オフの切換わりによる電流の脈動の振幅が大きいので、SRモータの回転子に加わる磁気吸引力の脈動が大きく、振動を生じて騒音が大きくなる。
【0011】
それゆえ、本発明は当該電気モータの通電制御装置において、電流振幅を大きくすることなく、所望のチョッピング周波数を維持することを、その課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、チョッピング制御されて電気モータのコイルに実際に流れる電流に対応する第1の信号と、基準電流値を定める第2の信号との大小関係を比較して、該比較の結果に応じた2値信号を、前記コイルの通電のオン/オフ制御に利用する、電気モータの通電制御装置において、前記コイルの一端と第1の電源ラインとの間に介挿された第1のスイッチング手段と、前記コイルの他端と第2の電源ラインとの間に介挿された第2のスイッチング手段と、前記コイルの一端と前記第2の電源ラインとの間に介挿され、後者から前者への電流通流は許す第1のダイオードと
前記コイルの他端と前記第1の電源ラインとの間に介挿され、前者から後者への電流通流は許す第2のダイオードと、前記第1の信号が前記第2の信号よりも大きくなった時、前記第1及び第2のスイッチング手段を共に所定時間オフした後、前記第2のスイッチング手段をオンし、前記第1の信号が前記第2の信号よりも小さくなり、且つ、一定時間経過した時、前記第1及び第2のスイッチング手段を共にオンするチョッピング制御手段と備えてなる構成としたことである。
【0013】
上記した手段において、前記チョッピング制御手段は、前記第1の信号が前記第2の信号よりも大きくなった時、前記第1の信号が前記第2の信号よりも小さくなるまでの時間、前記第1及び第2のスイッチング手段を共にオフし、その時間経過後は前記一定時間経過するまで前記第2のスイッチング手段のみをオンするようにしても良い。尚、上記した手段において、一定時間とは先回第1及び第2のスイッチング手段が共にオンされてからの時間である。
【0014】
上記した手段によれば、第1の信号が第2の信号よりも大きくなった時、第1及び第2のスイッチング手段が共に所定時間オフ(ハードチョッピングモード)されることにより、コイル電流が比較的に速い立下がり速度で立下がり、その後第2のスイッチング手段のみがオン(ソフトチョッピングモード)されることにより、コイル電流が比較的に遅い立下がり速度で立ち下がるので、コイルのインダクタンスの大小に係らず、電流振幅を大きくすることなく、所望のチョッピング周波数を維持することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った電気モータの通電制御装置の実施の形態を図面に基づき、説明する。
【0016】
図1に本発明の第1実施形態の装置の構成を示す。図1に示す装置は、電気自動車の駆動ユニットの主要部を構成している。本実施形態では、駆動源として、コントローラ10により制御される1個のSRモータ30が備わっている。コントローラ10は、シフトレバー、ブレーキスイッチ、アクセルスイッチ及びアクセル開度センサから入力される情報に基づいて、SRモータ30の駆動を制御する。制御用の電力はバッテリから供給される。
【0017】
SRモータ30は、図5に示すように、径方向に内方に突出する極52aを有する中空円筒状のステータ52と、その内部に径方向外方に突出する極51aを有するロータ51とを備える。本実施形態では、ステータ52の極52aの数を12極、ロータ51の極51aの数を8極に設定している。ステータ52の極52aには、夫々コイル53が巻回されている。ロータ51の回転に伴いロータ51の4つの極51aに同時に対向するステータ52の4つの極52aからなる3つの極群に巻回されるコイル53は夫々直列に接続されており、図1における1相コイル26、2相コイル27、3相コイル28を構成している。図1において、これらコイル26〜28の内1つを通電すると、それらコイルを巻回されたステータ52の極52aとロータ51の極51aとの間に吸引力が働き、ロータ51が回転する。このロータ51の回転を角度センサ25により検出し、1乃至3相コイル26〜28への通電をロータ51の回転に応じて順次1相、2相、3相と切換えることでロータ51が連続回転する。1乃至3相コイル26〜28は、夫々コントローラ10内部の後述する1乃至3相ドライバ20〜22と接続されており、1相コイル26と1相ドライバ20とを接続する信号線、2相コイル27と2相ドライバ21とを接続する信号線、3相コイル28と3相ドライバ22とを接続する信号線には、夫々電流センサ23〜25が設置されている。これら電流センサ23〜25は、夫々1乃至3相コイル26〜28に実際に流れる電流に比例する電圧を電流信号(通電電流値)として出力する。
【0018】
コントローラ10の内部にはCPU(マイクロコンピュータ)15、入力インターフェース17、マップ用メモリ18、電源回路14、電流波形生成回路12、比較回路11、出力判定回路13、部分ハードチョッピング回路19、1相ドライバ20、2相ドライバ21及び、3相ドライバ22が備わっている。入力インターフェース17は、車両に備え付けられた図示しないシフトレバー、ブレーキスイッチ、アクセルスイッチ及び、アクセル開度センサから出力される信号を受け、これら信号をCPU15に送る。CPU15は、これらの信号から得られる情報を基にSRモータ30の目標駆動速度及び駆動トルクを逐次計算し、その計算結果に基づいて、SRモータ30の1乃至3相コイル26〜28に流すべき電流波形を求める。CPU15は、求めた電流波形をマップ用メモリ18(電流マップメモリ18a、シフトマップメモリ18b)から読み出し、電流波形生成回路12内に備えられた双方向メモリ16にセットする。
【0019】
図2に図1の回路の一部分の具体的な構成を示す。図2はSRモータ30の1相コイル26の通電を制御する回路のみを示しており、実際には2相及び3相コイル27、28の通電を制御する同様の回路が夫々含まれている。
【0020】
図2において、電流波形生成回路12は、アドレスデコーダ12a、2つのメモリ12b、12c、デジタルアナログコンバータ12e、出力バッファ12f及びアンド回路12gを備えている。メモリ12bには、CPU15から送られてきたロータ回転角度に対応したモータ励磁タイミングがロータ回転角度に対応したアドレスに記憶される。角度センサ29の出力はアドレスデコーダ12aによりアドレス値に変換され、メモリ12b及びメモリ12cの読み出しアドレスを指定する。よって、SRモータ30の回転角度に応じた目標電流値がメモリ12bから読み出され、また、その時点においてコイルを通電するか否かがメモリ12cから読み出される。メモリ12cから読み出された値は、アンド回路12gを介してON・OFF信号として出力される。尚、アンド回路12gにはCPU15からの制御信号も入力されており、メモリ12cの値に係らず、ON・OFF信号を強制的にオフにすることもできる。
【0021】
メモリ12bから読み出された値はデジタル値であるが、デジタルアナログコンバータ12eによりアナログ信号に変換され、出力バッファ12fを介して基準電流値として比較回路11のコンパレータ11aの非反転入力端子に送られる。一方、1相ドライバ20のコイル26に流れる電流は電流センサ23により検出され、通電電流値としてコンパレータ11aの反転入力端子に送られる。コンパレータ11aは、基準電流値と通電電流値とを比較し、その結果を電流比較信号として出力判定回路13のアンド回路13aに出力する。
【0022】
図2及び図3に示すように、出力判定回路13には、アンド回路13aとタイミング制御回路13bが備わっている。アンド回路13aの入力端子には比較回路11のコンパレータ11aから出力される電流比較信号と、電流波形生成回路12のアンド回路12gから出力されるON・OFF信号とが入力され、アンド回路13aの出力端子はタイミング制御回路13bの入力に接続されている。
【0023】
タイミング制御回路13bは、本実施形態では、同期信号(ONタイミング)CLK15Kとして、周波数が15KHzのパルス信号を用いており、ゲート回路131、134、137、138及び139と、D型のフリップフロップ132、133、136及び13Aと、インバータ135を備えている。このタイミング制御回路13bの構成は、上述した特開平8−172793号公報に示される回路と同じであり、信号FEは、アンド回路13aから出力される入力信号が通電電流値>基準電流値の条件になると、「オン不可」に切換わり、15KHzの同期信号CLK15Kの立上がりのタイミングで「オン可」に切換わる。そしてタイミング制御回路13bの出力信号である信号(1)は、アンド回路13aから出力される入力信号が通電電流値>基準電流値の条件になると、オフに切換わり、信号FEの「オン不可」が解除された後で、同入力信号が通電電流値<基準電流値の条件になると、オンに切換わる。
【0024】
このタイミング制御回路13bからの信号(1)は、部分ハードチョッピング回路19に入力される。本実施形態では、部分ハードチョッピング回路19は、図3に示すように、単安定マルチバイブレータ19aと、アンド回路19bを備えている。単安定マルチバイブレータ19aには、信号(1)が入力されており、図6に示すように単安定マルチバイブレータ19aは信号(1)の立下がり(OFF)から一定時間(例えば、10〜15μs)Hiレベルの信号(a)を出力する。この信号(a)は、反転されてアンド回路19bの入力端子に入力される。また、アンド回路19bの入力端子には、電流波形生成回路12のアンド回路12gから出力されるON・OFF信号である信号(2)が入力され、アンド回路19bは信号(a)がLoレベルで、信号(2)がONであるときのみオンとなるON・OFF信号を信号(4)として出力する。
【0025】
図2及び図3において、信号(1)は部分ハードチョッピング回路19からそのまま信号(3)として、1相ドライバ20のアッパー側トランジスタ20aのベースに入力される。アッパー側トランジスタ20aのコレクタは電源回路14から供給される高電位ラインに接続されている。アッパー側トランジスタ20aのエミッタは1相コイル26の一端に接続されている。1相コイル26の他端は、ロアー側トランジスタ20bのコレクタに接続されている。ロアー側トランジスタ20bのエミッタは、電源回路14から供給される低電位ラインに接続されている。ロアー側トランジスタ20bのベースには信号(4)が入力される。1相コイル26の一端と低電位ラインとの間にはフライホイール用ダイオード20cが介挿されている。1相コイル26の他端と高電位ラインとの間にはフライホイール用ダイオード20dが介挿されている。従って、アッパー側及びロアー側トランジスタ20a及び20bの両方をオン(導通状態)にすれば、高及び低電位ラインと1相コイル26との間に電流が流れ、いずれか一方、又は両方をオフ(非導通状態)にすれば、1相コイル26への給電を停止することができる。尚、1相コイル26に流れる電流値は電流センサ23により検出される。
【0026】
アッパー側トランジスタ20aのオン/オフは、電流波形生成回路12のアンド回路12gから出力されるON・OFF信号がHiレベル(通電オン)の時は、コンパレータ11aが出力する電流比較信号に基づいて、制御される。但し、電流比較信号のオン/オフとアッパー側トランジスタ20aのオン/オフとの関係は1対1ではなく、上述したタイミング制御回路13bによってタイミングが調整される。即ち、図4において、タイミング制御回路13bの信号FEは通電電流値>基準電流値になった時にHiレベル(「オン不可」)に切換えられ、同期信号の各タイミングで夫々Loレベル(「オン可」)に切換えられる。そして、信号(1)は通電電流値>基準電流値になった時にオフに切換えられ、信号FEが「オン可」で、且つ通電電流値≦基準電流値になった時にオンに切換えられる。これにより、同期信号のタイミングの直前で基準電流値<通電電流値になり、その直後の同期信号のタイミングで、基準電流値<通電電流値であっても、信号FEが「オン可」に切換わった後で通電電流値>基準電流値になれば、その時に信号(1)がオンに切換わるため、信号(1)のオン/オフ周期は、同期信号の周期(基準チョッピング周期)とほぼ同一になるように調整され、周波数の変化はほとんど生じない。また、アンド回路12gから出力されるON・OFF信号がHiレベル(通電オン)の時には、ロアー側トランジスタ20bは、部分ハードチョッピング回路19のアンド回路に入力される信号(a)に応じてオン/オフする。
【0027】
したがって、本実施形態においては、図6に示すように、通電電流値≦基準電流値になると、信号(1)及び(3)がオンに切換わると同時に、信号(2)及び(4)がオンとなって、それによりアッパー及びロアー側トランジスタ20a及び20bが共にオンとなり、1相コイル26に給電される。そして、通電電流値>基準電流値になると、信号(1)及び(3)がオフに切換わる。オフに切換わった信号(1)は図3に示す部分ハードチョッピング回路19の単安定マルチバイブレータ19aに入力され、単安定マルチバイブレータ19aは所定時間(10〜15μs)Hiレベルの信号(a)を出力する。信号(a)は、反転されてアンド回路19bに入力され、これによりアンドゲート19bの出力信号(4)はオフに切換えられる。これによって、アッパー及びロアー側トランジスタ20a及び20bが共にオフされ、1相コイル26に蓄えられたエネルギーによってダイオード20c、20dを通って低電位ラインから高電位ラインに向かって、電流が速く流れる(立下がり速度が速い)。そして、所定時間が経過すると、単安定マルチバイブレータ19aの出力信号(a)はLoレベルになり、これによりアンド回路19bの出力信号はオンに切換えられる。これによって、アッパー側トランジスタ20aがオフした状態で、ロアー側トランジスタ20bがオンされ(ソフトチョッピング)、1相コイル26に蓄えられたエネルギーによってダイオード20c、1相コイル26、ロアー側トランジスタ20bの閉ループを通って電流がゆっくりと流れる(立下がり速度が遅い)。本実施形態では、このようにアッパー及びロアー側トランジスタ20a及び20bのオン/オフが繰り返し制御されて、コイルへの通電が制御される。
【0028】
上記した従来の通電制御装置では、図14(a)及び(b)に示すようにアッパー側トランジスタ(第1のスイッチング素子)3a及びロアー側トランジスタ(第2のスイッチング素子)3bを共にオンする状態と、アッパー側トランジスタ3aのみをオフにしロアー側トランジスタ3bはオンを維持する状態とを交互に繰り返すソフトチョッピングモードと、図13(a)及び(b)に示すようにアッパー及びロアー側トランジスタ3a及び3bを共にオンする状態と、両トランジスタ3a及び3bを共にオフする状態とを交互に繰り返すハードチョッピングモードをモータの回転数と必要なトルクに基づいて選択してコイルへの通電が制御される。図7(a)にソフトチョッピングモード時における基準電流値とコイルに流れる電流の波形のタイムチャートを、また図7(b)にハードチョッピングモード時における基準電流値とコイルに流れる電流の波形のタイムチャートを示す。尚、図7において、基準電流値の上下での電流の立上がり及び立下がりの変曲点は、回路スピードによる遅れのためである。
【0029】
SRモータにおいては、ステータに対するロータの回転位置により磁気機抵抗が変化し、それに伴いコイルのインダクタンスLが変化する。そのため、上記した従来の通電制御装置においては、インダクタンスLが小さいときには、ハード及びソフトのいずれのチョッピングモードでもコイル電流の波形の所望の立下がり速度が夫々維持され、タイミング制御回路によって所望のチョッピング周波数に近づけられる。ところが、インダクタンスLが大きい時には、ソフトチョッピング時にコイル電流の立下がり速度が遅くなり、タイミング制御回路の同期信号のタイミングを過ぎても基準電流値≦通電電流値であるためにアッパー側トランジスタがオンに切換わらないことがある。このような遅れが生じると、電流振幅は小さいものの、トランジスタのオン/オフする周期が大きくなるため、チョッピングによる可聴域のノイズが発生する。また、ハードチョッピングモード時には、インダクタンスLが大きくても、電流の立下がり速度が速いので周期が大きくなることが抑制され、可聴域のノイズは生じないが、回路スピードの遅れの影響により電流振幅が大きくなるため、SRモータのロータに加わる磁気吸引力の変動が大きくなって、振動を生じ大きな騒音を発生する。
【0030】
これに対して、本実施形態によれば、上記したように、アッパー及びロアー側トランジスタ20a及び20bのオン/オフがハードチョッピングとソフトチョッピングとを組み合わせたモードで制御される。つまり、図7(c)に示すように、基準電流値≦通電電流値になると、所定時間(10〜15μs)両トランジスタ20a及び20bが共にオフとなり、コイル電流はすばやく所望のレベル(例えば、基準電流値)に立ち下げられる。そして、コイル電流が所望のレベルに下がったころ(時間)、即ち、所定時間経過後、ロアー側トランジスタ20bのみがオンとされ、コイル電流の立下がりが緩やかになる。これにより、回路遅れが影響する領域では、コイル電流が下がり過ぎることが抑制される。この結果、コイルのインダクタンスの大小に係らず、電流振幅を大きくすることなく、所望のチョッピング周波数を維持することができ、可聴域のノイズの発生及び振動騒音の発生が防止される。
【0031】
図8は、本発明に従った電気モータの通電制御装置の第2及び第3実施形態のブロック図を示す。図8は図2の構成と部分ハードチョッピング回路を除き、全て同じであるので、同じ構成には図2に付した番号符号と同じ番号符号を付してその説明は省略する。尚、図8も図2と同様に、図1のSRモータ30の1相コイル26の通電を制御する回路のみを示しており、実際には2相及び3相コイル27、28の通電を制御する同様の回路が夫々含まれている。
【0032】
図9に部分ハードチョッピング回路119の第2実施形態を示す。図9において、本実施形態では、部分ハードチョッピング回路119は、オア回路119aと、アンド回路119bを備えている。オア回路119aには、出力判定回路13のタイミング制御回路13bから出力される信号(1)が入力されると共に、出力判定回路13のアンド回路13aの出力信号が信号(5)として入力される。オア回路119aの出力信号(a’)は、電流波形生成回路12のアンド回路12gから出力されるON・OFF信号が信号(2)として入力されるアンド回路119bに入力される。尚、信号(1)は部分ハードチョッピング回路119よりそのまま信号(5)としてアッパー側トランジスタ20aのベースに接続され、アンド回路119bから出力される信号(4)はロアー側トランジスタ20bのベースに接続される。
【0033】
この第2実施形態においては、図10に示すように、基準電流値≦通電電流値になると、コンパレータ11aの電流比較信号がLoレベルになり、それに応じて出力判定回路13のアンド回路13aの出力信号である信号(5)がLoレベルになる。これに応じて、回路のスピードによる遅れ時間後に信号(1)がオフとなり、オア回路119aからの信号(a’)がLoレベルになる。この結果、信号(3)及び(4)が共にオフとなり、アッパー及びロアー側トランジスタ20a、20bが共にオフとされ、電流がすばやく下げられる。この速い立下がりにより、通電電流値<基準電流値となると、コンパレータ11aの電流比較信号がHiレベルになり、それに応じて信号(5)がHiレベルになる。タイミング制御回路13bからの出力信号である信号(1)は次の同期信号がくるまでオンにならないので、信号(3)はオフのままとなる。これにより、信号(a’)がHiレベルとなり、信号(4)がオンとなってロアー側トランジスタ20bのみがオンとされる。したがって、この第2実施形態によれば、基準電流値≦通電電流値になると両トランジスタ20a、20bを共にオフとしてすばやく電流を下げ、通電電流値<基準電流値となるとロアー側トランジスタ20bのみをオンとすることにより、回路遅れが影響する領域で電流が下がり過ぎることを抑制できる。よって、チョッピングの周期を短く、且つ電流振幅を小さくすることが可能となり、ノイズ及び騒音の発生が防止される。
【0034】
図11に部分ハードチョッピング回路219の第3実施形態を示す。図11において、本実施形態では、部分ハードチョッピング回路219は、アンド回路219aを備えている。アンド回路219aには、出力判定回路13のアンド回路13aの出力信号が信号(5)として入力されると共に、電流波形生成回路12のアンド回路12gから出力されるON・OFF信号が信号(2)として入力される。尚、出力判定回路13のタイミング制御回路13bから出力される信号(1)は部分ハードチョッピング回路119よりそのまま信号(5)としてアッパー側トランジスタ20aのベースに接続され、アンド回路119bから出力される信号(4)はロアー側トランジスタ20bのベースに接続される。
【0035】
この第3実施形態においては、図12に示すように、基準電流値≦通電電流値になると、コンパレータ11aの電流比較信号がLoレベルになり、それに応じて出力判定回路13のアンド回路13aの出力信号である信号(5)がLoレベルになる。これに応じて、アンド回路219aからの信号(4)がオフとなり、回路のスピードによる遅れ時間後に信号(1)がオフとなる。この結果、信号(3)及び(4)が共にオフとなり、アッパー及びロアー側トランジスタ20a、20bが共にオフとされ、電流がすばやく下げられる。この速い立下がりにより、通電電流値<基準電流値となると、コンパレータ11aの電流比較信号がHiレベルになり、それに応じて信号(5)がHiレベルになり、信号(4)がオンとなってロアー側トランジスタ20bがオンとされる。このとき、タイミング制御回路13bからの出力信号である信号(1)は次の同期信号がくるまでオンにならないので、信号(3)はオフのままとなる。したがって、この第3実施形態によれば、第2実施形態と同様に、基準電流値≦通電電流値になると両トランジスタ20a、20bを共にオフとしてすばやく電流を下げ、通電電流値<基準電流値となるとロアー側トランジスタ20bのみをオンとすることにより、回路遅れが影響する領域で電流が下がり過ぎることを抑制できる。よって、チョッピングの周期を短く、且つ電流振幅を小さくすることが可能となり、ノイズ及び騒音の発生が防止される。
【0036】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、第1の信号が第2の信号よりも大きくなった時、第1及び第2のスイッチング手段が共に所定時間オフされることにより、コイル電流が比較的に速い立下がり速度で立下がり、その後第2のスイッチング手段のみがオンされることにより、コイル電流が比較的に遅い立下がり速度で立ち下がるので、コイルのインダクタンスの大小に係らず、電流振幅を大きくすることなく、所望のチョッピング周波数を維持することができる。よって、チョッピング周波数が低くなることによる可聴域のノイズの発生及び電流振幅が大きくなることによる振動騒音の発生を適確に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従ったモータの通電制御装置の第1実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の一部分の詳細な構成を示すブロック図である。
【図3】図2の部分ハードチョッピング回路を示すブロック図である。
【図4】図2のタイミング制御回路を示すブロック図である。
【図5】図1のSRモータの側面図である。
【図6】図2に示す部分ハードチョッピング回路の動作を示すタイムチャートである。
【図7】基準電流値と通電電流の波形を示すタイムチャートである。
【図8】本発明に従ったモータの通電制御装置の第2及び第3実施形態の構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第2実施形態における部分ハードチョッピング回路を示すブロック図である。
【図10】図9に示す部分ハードチョッピング回路の動作を示すタイムチャートである。
【図11】本発明の第3実施形態における部分ハードチョッピング回路を示すブロック図である。
【図12】図11に示す部分ハードチョッピング回路の動作を示すタイムチャートである。
【図13】従来の通電制御装置におけるH型スイッチング回路の、ハードチョッピングモードでのモータ電流を示す図面であり、(a)はモータに駆動電流を流しているときの電流通流方向を、(b)は駆動電流の供給を遮断したときの電流通流方向を示す。
【図14】従来の通電制御装置におけるH型スイッチング回路の、ソフトチョッピングモードでのモータ電流を示す図面であり、(a)はモータに駆動電流を流しているときの電流通流方向を、(b)は駆動電流の供給を遮断したときの電流通流方向を示す。
【符号の説明】
10 コントローラ
11 比較回路
12 電流波形生成回路
12a アドレスデコーダ
12b、12c メモリ
12e デジタルアナログコンバータ
12f 出力バッファ
12g アンド回路
13 出力判定回路
14 電源回路
15 CPU
16 双方向メモリ
17 入力インターフェース
18 マップ用メモリ
19 部分ハードチョッピング回路
19a 単安定マルチバイブレータ
20 1相ドライバ
20a アッパー側トランジスタ
20b ロアー側トランジスタ
21 2相ドライバ
22 3相ドライバ
23、24、25 電流センサ
26 1相コイル
27 2相コイル
28 3相コイル
29 角度センサ
30 SRモータ

Claims (2)

  1. チョッピング制御されて電気モータのコイルに実際に流れる電流に対応する第1の信号と、基準電流値を定める第2の信号との大小関係を比較して、該比較の結果に応じて前記コイルの通電をオン/オフ制御する、電気モータの通電制御装置であって、
    前記コイルの一端と第1の電源ラインとの間に介挿された第1のスイッチング手段と、
    前記コイルの他端と第2の電源ラインとの間に介挿された第2のスイッチング手段と、
    前記コイルの一端と前記第2の電源ラインとの間に介挿され、後者から前者への電流通流は許す第1のダイオードと、
    前記コイルの他端と前記第1の電源ラインとの間に介挿され、前者から後者への電流通流は許す第2のダイオードと、
    前記第1の信号が前記第2の信号よりも大きくなった時、前記第1及び第2のスイッチング手段を共に所定時間オフした後、前記第2のスイッチング手段のみをオンし、前記第1の信号が前記第2の信号よりも小さくなり、且つ、一定時間経過した時、前記第1及び第2のスイッチング手段を共にオンするチョッピング制御手段とを備えてなることを特徴とする電気モータの通電制御装置。
  2. 前記チョッピング制御手段は、前記第1の信号が前記第2の信号よりも大きくなった時、前記第1の信号が前記第2の信号よりも小さくなるまでの時間、前記第1及び第2のスイッチング手段を共にオフし、その時間経過後は前記一定時間経過するまで前記第2のスイッチング手段のみをオンすることを特徴とする請求項1に記載の電気モータの通電制御装置。
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