JPH0947028A

JPH0947028A - デッドタイム補償装置、デッドタイム補償方法、モータ駆動装置及びモータ駆動方法

Info

Publication number: JPH0947028A
Application number: JP7197667A
Authority: JP
Inventors: Masami Ishikawa; 雅美石川; Takeshi Iwatsuki; 健岩月
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】電流波形に歪（ひず）みが発生することがな
く、モータが発生させるトルクに変動が生じることがな
いようにする。【構成】電流指令値を発生させる電流指令値発生手段８
０と、前記電流指令値の極性を判断する電流指令値極性
判断手段８３と、前記電流指令値に基づいて発生させら
れたパルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値
の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム補償
を行うデッドタイム補償手段８１とを有する。電流指令
値発生手段８０によって電流指令値が発生させられる
と、パルス幅変調信号が発生させられるとともに、電流
指令値の極性が判断される。デッドタイム補償手段８１
は、前記パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指
令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム
補償を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デッドタイム補償装
置、デッドタイム補償方法、モータ駆動装置及びモータ
駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動車両においては、ロータ及び
ステータコイルによって構成されるモータが使用され、
モータ駆動装置によって制御された相電流を前記ステー
タコイルに供給することによりモータを駆動するように
なっている。この場合、モータ制御用コントローラは、
電流指令値発生手段、電流比較手段、パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）信号発生手段、三角波発生手段等を有する。そし
て、前記電流指令値発生手段において、トルク指令値に
基づいて前記ロータの位置に対応させてＵ相、Ｖ相及び
Ｗ相から成る３相の正弦波信号が発生させられ、該正弦
波信号が電流指令値として電流比較手段に対して出力さ
れる。

【０００３】また、該電流比較手段は、前記電流指令値
と前記モータからフィードバックされた相電流とを比較
し、その偏差をパルス幅変調信号発生手段に対して出力
する。該パルス幅変調信号発生手段は、入力された前記
偏差と三角波発生手段からの基準三角波とを比較して、
電流指令値に対応したパルス幅を有する３相のパルス幅
変調信号を発生させ、該パルス幅変調信号をベースドラ
イブ回路に対して出力する。

【０００４】該ベースドライブ回路は、前記パルス幅変
調信号に対応させてトランジスタ駆動信号を発生させ、
該トランジスタ駆動信号をインバータに対して出力す
る。該インバータは、６個のトランジスタを有し、前記
トランジスタ駆動信号がオンの間だけトランジスタをオ
ンにして、３相の相電流を発生させ、該相電流を前記ス
テータコイルに供給する。

【０００５】ところで、前記インバータにおいては、３
相の相電流を発生させるために、上段及び下段のトラン
ジスタを直列に接続した対のトランジスタが３組配設さ
れるようになっている。そして、上段のトランジスタを
オンに、下段のトランジスタをオフにすることによって
前記ステータコイルに、すなわち、モータに正の極性の
相電流を供給することができ、上段のトランジスタをオ
フに、下段のトランジスタをオンにすることによって、
前記モータに負の極性の相電流を供給することができる
ようになっている。

【０００６】ところで、前記上段及び下段のトランジス
タは直列に接続されているので、両トランジスタがわず
かな時間でも同時にオンになると、短絡が生じてトラン
ジスタを破壊してしまう。そこで、各トランジスタがオ
ンになるときに遅れが発生するようにデッドタイムが設
けられている。この場合、相電流が正の極性であるとき
は電源の負側に接続されたダイオードが導通するので、
デッドタイムの間、インバータの出力電圧は負の極性に
なり、出力電圧が正の極性である時間がその分短くな
る。

【０００７】一方、相電流が負の極性であるときは電源
の正側に接続されたダイオードが導通するので、デッド
タイムの間、インバータの出力電圧は正の極性になり、
出力電圧が負の極性である時間がその分短くなる。そこ
で、デッドタイムによる誤差を補償するために、相電流
の極性が正である場合には、パルス幅変調信号の出力パ
ルス幅にデッドタイムを加算し、相電流の極性が負であ
る場合には、パルス幅変調信号の出力パルス幅からデッ
ドタイムを減算するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のモータ駆動装置においては、相電流の極性が正であ
るか負であるかを判断する必要があるので、デッドタイ
ム補償を行ってインバータの出力電圧を発生させるまで
に時間がかかってしまう。すなわち、前記デッドタイム
補償は、パルス幅変調信号発生手段内のデッドタイム補
償手段によって行われるようになっているが、相電流の
極性は、電流比較手段にフィードバックされた相電流に
よって判断される。

【０００９】ところが、前記相電流が電流比較手段にフ
ィードバックされた後、該電流比較手段が、前記電流指
令値と前記相電流とを比較し、その偏差をパルス幅変調
信号発生手段に対して出力するとともに、該パルス幅変
調信号発生手段が、前記偏差と三角波発生手段からの基
準三角波とを比較して、電流指令値に対応したパルス幅
を有する３相のパルス幅変調信号を発生させ、該パルス
幅変調信号をベースドライブ回路に対して出力するよう
になっているので、相電流の極性が検出された後、デッ
ドタイム補償が行われ、インバータから出力電圧が発生
させられるまでの時間が長くなってしまう。

【００１０】したがって、３相の相電流のゼロクロス付
近において、相電流の極性を判断したときの極性と、イ
ンバータから出力電圧が発生させられたときの極性とが
異なることがある。例えば、相電流の極性が正から負に
変わるゼロクロス付近において、パルス幅変調信号の出
力パルス幅からデッドタイムを減算するべきであるにも
かかわらず、デッドタイムが加算されてしまうことがあ
る。また、相電流の極性が負から正に変わるゼロクロス
付近において、パルス幅変調信号の出力パルス幅にデッ
ドタイムを加算するべきであるにもかかわらず、デッド
タイムが減算されてしまうことがある。

【００１１】したがって、デッドタイムによる誤差を補
償するどころか、誤差を更に大きくしてしまうことにな
る。その結果、相電流のゼロクロス付近において、電流
波形に歪（ひず）みが発生するだけでなく、モータが発
生させるトルクに変動が生じてしまう。本発明は、前記
従来のモータ駆動装置の問題点を解決して、電流波形に
歪みが発生することがなく、モータが発生させるトルク
に変動が生じることがないデッドタイム補償装置、デッ
ドタイム補償方法、モータ駆動装置及びモータ駆動方法
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のデ
ッドタイム補償装置においては、電流指令値を発生させ
る電流指令値発生手段と、前記電流指令値の極性を判断
する電流指令値極性判断手段と、前記電流指令値に基づ
いて発生させられたパルス幅変調信号の出力パルス幅、
前記電流指令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデ
ッドタイム補償を行うデッドタイム補償手段とを有す
る。

【００１３】本発明のデッドタイム補償方法において
は、電流指令値を発生させ、該電流指令値の極性を判断
し、前記電流指令値に基づいて発生させられたパルス幅
変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の極性、及び
デッドタイムに基づいてデッドタイム補償を行う。本発
明のモータ駆動装置においては、モータと、６個のトラ
ンジスタを備え、かつ、該各トランジスタのオン・オフ
によって前記モータに３相の相電流を供給するインバー
タと、該インバータの各トランジスタに対してトランジ
スタ駆動信号を出力するデッドタイム回路と、モータ制
御用コントローラとを有する。

【００１４】そして、該モータ制御用コントローラは、
電流指令値を発生させる電流指令値発生手段、前記電流
指令値の極性を判断する電流指令値極性判断手段、前記
電流指令値と前記モータからフィードバックされた相電
流とを比較して偏差を求める電流比較手段、及び前記偏
差に基づいて、電流指令値に対応した出力パルス幅を有
する３相のパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変
調信号を前記デッドタイム回路に対して出力するパルス
幅変調信号発生手段を備える。

【００１５】また、該パルス幅変調信号発生手段は、前
記パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の
極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム補償を
行うデッドタイム補償手段を備える。本発明のモータ駆
動方法においては、インバータの各トランジスタに対し
てトランジスタ駆動信号を出力し、各トランジスタをオ
ン・オフさせて３相の相電流を発生させ、該相電流をモ
ータに供給して駆動するようになっている。

【００１６】そして、電流指令値を発生させ、該電流指
令値の極性を判断し、前記電流指令値と前記モータから
フィードバックされた相電流とを比較して偏差を求め、
該偏差に基づいて、電流指令値に対応したパルス幅を有
する３相のパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変
調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の極性、及びデ
ッドタイムに基づいてデッドタイム補償を行う。

【００１７】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように
デッドタイム補償装置においては、電流指令値を発生さ
せる電流指令値発生手段と、前記電流指令値の極性を判
断する電流指令値極性判断手段と、前記電流指令値に基
づいて発生させられたパルス幅変調信号の出力パルス
幅、前記電流指令値の極性、及びデッドタイムに基づい
てデッドタイム補償を行うデッドタイム補償手段とを有
する。

【００１８】この場合、電流指令値発生手段によって電
流指令値が発生させられると、該電流指令値に基づいて
パルス幅変調信号が発生させられるとともに、電流指令
値の極性が判断される。そして、デッドタイム補償手段
は、前記パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指
令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム
補償を行う。

【００１９】したがって、相電流のゼロクロス付近にお
いて、前記電流指令値の極性と、インバータによって発
生させられた相電流の極性とが同じになる。その結果、
相電流のゼロクロス付近において、電流波形に歪みが発
生することがなく、モータが発生させるトルクに変動が
生じるのを防止することができる。本発明のデッドタイ
ム補償方法においては、電流指令値を発生させ、該電流
指令値の極性を判断し、前記電流指令値に基づいて発生
させられたパルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流
指令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイ
ム補償を行う。

【００２０】この場合、電流指令値が発生させられる
と、該電流指令値に基づいてパルス幅変調信号が発生さ
せられるとともに、電流指令値の極性が判断される。そ
して、前記パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流
指令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイ
ム補償が行われる。したがって、相電流のゼロクロス付
近において、前記電流指令値の極性と、インバータによ
って発生させられた相電流の極性とが同じになる。その
結果、相電流のゼロクロス付近において、電流波形に歪
みが発生することがなく、モータが発生させるトルクに
変動が生じるのを防止することができる。

【００２１】本発明のモータ駆動装置においては、モー
タと、６個のトランジスタを備え、かつ、該各トランジ
スタのオン・オフによって前記モータに３相の相電流を
供給するインバータと、該インバータの各トランジスタ
に対してトランジスタ駆動信号を出力するデッドタイム
回路と、モータ制御用コントローラとを有する。この場
合、デッドタイム回路が、前記インバータの各トランジ
スタに対してトランジスタ駆動信号を出力すると、前記
トランジスタはトランジスタ駆動信号によってオン・オ
フさせられ、モータに３相の相電流を供給する。

【００２２】そして、前記モータ制御用コントローラ
は、電流指令値を発生させる電流指令値発生手段、前記
電流指令値の極性を判断する電流指令値極性判断手段、
前記電流指令値と前記モータからフィードバックされた
相電流とを比較して偏差を求める電流比較手段、及び前
記偏差に基づいて、電流指令値に対応した出力パルス幅
を有する３相のパルス幅変調信号を発生させ、該パルス
幅変調信号を前記デッドタイム回路に対して出力するパ
ルス幅変調信号発生手段を備える。

【００２３】また、該パルス幅変調信号発生手段は、前
記パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の
極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム補償を
行うデッドタイム補償手段を備える。この場合、上段及
び下段のトランジスタが同時にオンになるのを防止する
ためにデッドタイムが設けられ、デッドタイム補償手段
は、出力パルス幅、前記電流指令値の極性及びデッドタ
イムに基づいてデッドタイム補償を行い、デッドタイム
を設けたことによって発生する誤差を補償する。

【００２４】したがって、相電流のゼロクロス付近にお
いて、前記電流指令値の極性と、インバータによって発
生させられた相電流の極性とが同じになる。その結果、
相電流のゼロクロス付近において、電流波形に歪みが発
生することがなく、モータが発生させるトルクに変動が
生じるのを防止することができる。本発明のモータ駆動
方法においては、インバータの各トランジスタに対して
トランジスタ駆動信号を出力し、各トランジスタをオン
・オフさせて３相の相電流を発生させ、該相電流をモー
タに供給して駆動するようになっている。

【００２５】この場合、前記インバータの各トランジス
タに対してトランジスタ駆動信号が出力されると、前記
トランジスタはトランジスタ駆動信号によってオン・オ
フさせられ、モータに３相の相電流を供給する。そし
て、電流指令値を発生させ、該電流指令値の極性を判断
し、前記電流指令値と前記モータからフィードバックさ
れた相電流とを比較して偏差を求め、該偏差に基づい
て、電流指令値に対応したパルス幅を有する３相のパル
ス幅変調信号を発生させるとともに、該パルス幅変調信
号の出力パルス幅、前記電流指令値の極性、及びデッド
タイムに基づいてデッドタイム補償を行う。

【００２６】この場合、相電流のゼロクロス付近におい
て、前記電流指令値の極性と、インバータによって発生
させられた相電流の極性とが同じになる。その結果、相
電流のゼロクロス付近において、電流波形に歪みが発生
することがなく、モータが発生させるトルクに変動が生
じるのを防止することができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
モータ駆動装置の機能ブロック図である。図において、
８０は電流指令値を発生させる電流指令値発生手段、８
３は前記電流指令値の極性を判断する電流指令値極性判
断手段、８１は前記電流指令値に基づいて発生させられ
たパルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の
極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム補償を
行うデッドタイム補償手段である。

【００２８】図２は本発明の実施例におけるモータ駆動
装置のブロック図、図３は本発明の実施例におけるモー
タ制御用コントローラのブロック図である。図におい
て、１１は電動車両の全体を制御するための車両制御用
コントローラであり、該車両制御用コントローラ１１
に、図示しないアルセルペダルの操作によるアクセル踏
込量θ、図示しないブレーキペダルの操作によるブレー
キ踏込量Ｂ_r、及び図示しないシフトレバーのシフトポ
ジションに対応するシフトポジション信号Ｓ_hが入力さ
れる。

【００２９】そして、前記車両制御用コントローラ１１
はトルク指令値発生手段１１ａを有し、該トルク指令値
発生手段１１ａは、アクセル踏込量θ、ブレーキ踏込量
Ｂ_r及びシフトポジション信号Ｓ_hに基づいてトルク指
令値Ｔ_qを発生させ、モータ制御用コントローラ１２に
対して出力する。また、前記車両制御用コントローラ１
１は駆動信号Ｄ_rを発生させ、モータ制御用コントロー
ラ１２に対して出力する。

【００３０】該モータ制御用コントローラ１２は、電流
指令値発生手段２１、電流比較手段２２、パルス幅変調
（ＰＷＭ）信号発生手段２３、三角波発生手段２５等を
有する。そして、前記電流指令値発生手段２１におい
て、トルク指令値Ｔ_qに基づいて、前記ロータの位置に
対応させてＵ相、Ｖ相及びＷ相から成る３相の正弦波信
号が発生させられ、該正弦波信号が電流指令値ｉ_U、ｉ
_V、ｉ_Wとして電流比較手段２２に対して出力される。

【００３１】また、前記電流比較手段２２は、前記電流
指令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wとモータ１３からフィードバッ
クされた相電流Ｉ_U、Ｉ_Wとを比較し、その偏差Δ
ｉ_U、Δｉ_V、Δｉ_Wをパルス幅変調信号発生手段２３
に対して出力する。なお、実際は、前記モータ１３から
フィードバックされるのは２相の相電流Ｉ_U、Ｉ_Wだけ
であるので、偏差ΔＩ_U、ΔＩ_Wだけが求められる。

【００３２】そして、前記パルス幅変調信号発生手段２
３は、入力された前記偏差ΔＩ_U、ΔＩ_V、ΔＩ_Wと三
角波発生手段２５からの基準三角波とを比較して、電流
指令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wに対応した出力パルス幅ｔ_U、
ｔ_V、ｔ_Wを有する３相のパルス幅変調信号Ｐ_U、
Ｐ_V、Ｐ_Wを発生させ、該パルス幅変調信号Ｐ_U、
Ｐ_V、Ｐ_Wをベースドライブ回路１５に対して出力す
る。

【００３３】該ベースドライブ回路１５はデッドタイム
回路１０を有し、該デッドタイム回路１０は、前記パル
ス幅変調信号Ｐ_Uに対応させてＵ相上段ゲート信号
Ｇ_UU、及びＵ相下段ゲート信号Ｇ_ULを、前記パルス幅変
調信号Ｐ_Vに対応させてＶ相上段ゲート信号Ｇ_VU及びＶ
相下段ゲート信号Ｇ_VLを、前記パルス幅変調信号Ｐ_Wに
対応させてＷ相上段ゲート信号Ｇ_WU及びＷ相下段ゲート
信号Ｇ_WLをそれぞれトランジスタ駆動信号として発生さ
せ、該トランジスタ駆動信号をインバータ１６に対して
出力する。

【００３４】そして、該インバータ１６は、図示しない
６個のトランジスタを有し、前記トランジスタ駆動信号
がオンの時間だけトランジスタをオンにして、３相の相
電流Ｉ_U、Ｉ_V、Ｉ_Wを発生させ、該相電流Ｉ_U、
Ｉ_V、Ｉ_Wを前記モータ１３の図示しないステータコイ
ルに供給する。また、前記相電流Ｉ_U、Ｉ_V、Ｉ_Wは、
前記モータ制御用コントローラ１２にフィードバックさ
れる。通常、キルヒホッフの法則から、３相のうち２相
を制御することによって３相を制御することができる。
本願発明においては、相電流Ｉ _U、Ｉ_Wを前記モータ制
御用コントローラ１２にフィードバックするようにして
いる。

【００３５】そして、該モータ制御用コントローラ１２
においては、ロータ位置検出手段２６によって検出され
たロータ位置を示す磁極位置信号ｂに基づいて速度ｖを
計算し、車両制御用コントローラ１１に対して出力す
る。また、モータ制御用コントローラ１２は、相電流Ｉ
_U、Ｉ_V、Ｉ_Wが異常に流れた場合、フェールとして異
常信号Ａ_Lを発生させ、車両制御用コントローラ１１に
対して出力する。さらに、バッテリ２０からの電圧は、
出力パルス幅ｔ_U、ｔ_V、ｔ_Wを計算する際に必要にな
る。

【００３６】ところで、前記インバータ１６において
は、３相の相電流Ｉ_U、Ｉ_V、Ｉ_Wを発生させるため
に、直列に接続された上段及び下段のトランジスタの対
が３組配設され、各トランジスタに対して前記Ｕ相上段
ゲート信号Ｇ_UU、Ｕ相下段ゲート信号Ｇ_UL、Ｖ相上段ゲ
ート信号Ｇ_VU、Ｖ相下段ゲート信号Ｇ_VL、Ｗ相上段ゲー
ト信号Ｇ_WU及びＷ相下段ゲート信号Ｇ_WLを出力するよう
になっている。

【００３７】そして、上段のトランジスタをオンに、下
段のトランジスタをオフにすることによって前記ステー
タコイルに、すなわち、モータに正の極性の電流を供給
することができ、上段のトランジスタをオフに、下段の
トランジスタをオンにすることによって、前記モータに
負の極性の電流を供給することができる。この場合、前
記上段及び下段のトランジスタは直列に接続されている
ので、両トランジスタがわずかな時間でも同時にオンに
なると、短絡が生じてしまう。

【００３８】そこで、デッドタイム回路１０において、
Ｕ相上段ゲート信号Ｇ_UU、Ｕ相下段ゲート信号Ｇ_UL、Ｖ
相上段ゲート信号Ｇ_VU、Ｖ相下段ゲート信号Ｇ_VL、Ｗ相
上段ゲート信号Ｇ_WU及びＷ相下段ゲート信号Ｇ_WLがハイ
レベルになるときに遅れが発生するように、デッドタイ
ムＴ_dが設けられるようになっている。そして、前記デ
ッドタイム回路１０は、Ｕ相上段ゲート信号Ｇ_UU、Ｕ相
下段ゲート信号Ｇ_UL、Ｖ相上段ゲート信号Ｇ_VU、Ｖ相下
段ゲート信号Ｇ_VL、Ｗ相上段ゲート信号Ｇ_WU及びＷ相下
段ゲート信号Ｇ_WLを発生させ、インバータ１６に対して
出力する。

【００３９】また、前記パルス幅変調信号発生手段２３
には、デッドタイムＴ_dを設けたことによって発生する
誤差を補償するために、デッドタイム補償手段８１が配
設される。該デッドタイム補償手段８１は、パルス幅変
調信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wをデッドタイム回路１０に対し
て出力する時点における電流指令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wの
極性が正であるか負であるかを判断し、電流指令値
ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wの極性が正である場合は、パルス幅変
調信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wの出力パルス幅ｔ_U、ｔ_V、ｔ
_WにデッドタイムＴ_dを加算し、電流指令値ｉ_U、
ｉ_V、ｉ_Wの極性が負である場合は、パルス幅変調信号
Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wの出力パルス幅ｔ_U、ｔ_V、ｔ _Wから
デッドタイムＴ_dを減算することによって、補償パルス
幅Ｔ_U、Ｔ_V、Ｔ _Wを計算する。

【００４０】図４は本発明の実施例におけるインバータ
及びベースドライブ回路を示す図である。図において、
１３はモータ、１６はインバータ、２０はバッテリ、Ｔ
ｒ１〜Ｔｒ６はトランジスタ、Ｃは各トランジスタＴｒ
１〜Ｔｒ６に流れる電流を平滑化するためのコンデンサ
である。前記各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のコレクタ
・エミッタ間には、それぞれダイオードが接続される。
そして、上段の各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ５
と下段の各トランジスタＴｒ２、Ｔｒ４、Ｔｒ６とをそ
れぞれ直列に接続することによって、対のトランジスタ
Ｔｒ１、Ｔｒ２、対のトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、及
び対のトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６が３組形成され、各
トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２間、トランジスタＴｒ３、
Ｔｒ４間、及びトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６間に３相の
相電流Ｉ_U、Ｉ_V、Ｉ_W（図２）が発生させられる。

【００４１】また、１０はデッドタイム回路であり、該
デッドタイム回路１０はトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、及びトランジスタＴｒ
５、Ｔｒ６に対応させて形成された遅延回路３１、３２
を有する。なお、説明の便宜上、トランジスタＴｒ３、
Ｔｒ４に対応する遅延回路は図示されていない。ここ
で、前記各遅延回路は同じ構造を有するので、遅延回路
３１だけについて説明する。

【００４２】該遅延回路３１は、バッファＢ１〜Ｂ４、
抵抗Ｒ１〜Ｒ８、コンデンサＣ１、Ｃ２、ダイオードＤ
１〜Ｄ４から成り、対応するＵ相のパルス幅変調信号Ｐ
_UがバッファＢ１、Ｂ３に入力される。この場合、バッ
ファＢ３はインバータから成るので、前記バッファＢ１
の出力信号とバッファＢ３の出力信号とは互いに反転さ
せられ、それぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ５を介してダイオードＤ
１、Ｄ３のアノードに入力される。なお、抵抗Ｒ１の抵
抗値ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値ｒ２、及び抵抗Ｒ５の抵抗
値ｒ５と抵抗Ｒ６の抵抗値ｒ６とは、それぞれｒ１≪ｒ２ｒ５≪ｒ６の関係にある。

【００４３】また、前記ダイオードＤ１、Ｄ３のカソー
ドは、プルアップ用の抵抗Ｒ２、Ｒ６を介して図示しな
い電源に接続されるとともに、コンデンサＣ１、Ｃ２を
介してグラウンドに接続される。そして、前記ダイオー
ドＤ１、Ｄ３のカソードと電源との間には、前記抵抗Ｒ
２、Ｒ６と並列にダイオードＤ２、Ｄ４が接続される。

【００４４】さらに、前記ダイオードＤ１、Ｄ３のカソ
ードは、それぞれ抵抗Ｒ３、Ｒ７を介してバッファＢ
２、Ｂ４に接続され、該バッファＢ２、Ｂ４にプルアッ
プ電圧が入力される。そして、前記バッファＢ２、Ｂ４
の出力信号は、それぞれ抵抗Ｒ４、Ｒ８を介して前記ト
ランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベースに対して、Ｕ相上段
ゲート信号Ｇ_UU及びＵ相下段ゲート信号Ｇ_ULとして出力
される。

【００４５】したがって、バッファＢ１に入力されるパ
ルス幅変調信号Ｐ_Uがハイレベルになると、コンデンサ
Ｃ１が充電されるのに伴ってプルアップ電圧が上昇し、
該プルアップ電圧が基準値より高くなると、Ｕ相上段ゲ
ート信号Ｇ_UUがハイレベルになる。この場合、パルス幅
変調信号Ｐ_Uがハイレベルになった後、プルアップ電圧
が基準値より高くなるまでの遅れがデッドタイムＴ_dに
なる。

【００４６】そして、パルス幅変調信号Ｐ_Uがハイレベ
ルになると、前記バッファＢ３の出力信号がローレベル
になり、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ５を介して急速に放電
され、プルアップ電圧は直ちに降下し、該プルアップ電
圧が基準値より低くなると、Ｕ相下段ゲート信号Ｇ_ULは
ローレベルになる。この場合、パルス幅変調信号Ｐ_Uが
ハイレベルになった後、プルアップ電圧が基準値より低
くなるまでの遅れはない。

【００４７】一方、バッファＢ１に入力されるパルス幅
変調信号Ｐ_Uがローレベルになると、コンデンサＣ１は
抵抗Ｒ１を介して急速に放電され、プルアップ電圧は直
ちに降下し、該プルアップ電圧が基準値より低くなる
と、Ｕ相上段ゲート信号Ｇ_UUはローレベルになる。この
場合、パルス幅変調信号Ｐ_Uがローレベルになった後、
プルアップ電圧が基準値より低くなるまでの遅れはな
い。

【００４８】また、パルス幅変調信号Ｐ_Uがローレベル
になると、前記バッファＢ３の出力信号がハイレベルに
なり、コンデンサＣ２が充電されるのに伴ってプルアッ
プ電圧が上昇し、該プルアップ電圧が基準値より高くな
ると、Ｕ相下段ゲート信号Ｇ _ULはハイレベルになる。こ
の場合、パルス幅変調信号Ｐ_Uがローレベルになった
後、プルアップ電圧が基準値より高くなるまでの遅れが
デッドタイムＴ_dになる。

【００４９】次に、前記構成のモータ駆動装置の動作に
ついて説明する。図５は本発明の実施例におけるモータ
駆動装置の動作を示すメインフローチャートである。ステップＳ１初期設定を行う。ステップＳ２モータ制御用コントローラ１２（図２）
にトルク指令値Ｔ_qを入力する。ステップＳ３電流指令値発生手段２１は、トルク指令
値Ｔ_qに基づいて電流指令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wを計算す
る。

【００５０】そして、前記メインフローチャートを実行
している間に、１００〔μｓ〕ごとに図７に示す割込処
理を行う。図６は本発明の実施例におけるデッドタイム
補償のタイムチャート、図７は本発明の実施例における
モータ駆動装置の１００μｓ割込処理を示すフローチャ
ートである。ステップＳ１１相電流Ｉ_U、Ｉ_W（図２）をモータ制
御用コントローラ１２の電流比較手段２２にフィードバ
ックして入力する。ステップＳ１２モータ１３のロータの磁極位置を電流
指令値発生手段２１に入力する。ステップＳ１３モータ制御用コントローラ１２は速度
ｖを計算する。ステップＳ１４モータ制御用コントローラ１２の図示
しない電圧指令値計算手段は、電流指令値ｉ_U、ｉ_V、
ｉ_W及び相電流の偏差ΔＩ_U、ΔＩ_V、ΔＩ_Wに基づい
て電圧指令値を計算する。ステップＳ１５パルス幅変調信号発生手段２３は、前
記電圧指令値及びバッテリ電圧に基づいて、パルス幅変
調信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wの出力パルス幅ｔ_U、ｔ _V、ｔ
_Wを計算する。ステップＳ１６デッドタイム補償手段８１は、電流指
令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wの極性に基づいてデッドタイム補
償処理を行い、パルス幅変調信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ _Wの補
償パルス幅Ｔ_U、Ｔ_V、Ｔ_Wを計算する。

【００５１】すなわち、図６に示すように、タイミング
ｔ₀において電流指令値発生手段２１は電流指令値
ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wを発生させ、パルス幅変調信号発生手
段２３は出力パルス幅ｔ_U、ｔ_V、ｔ_Wの計算を開始
し、デッドタイム補償手段８１は補償パルス幅Ｔ_U、Ｔ
_V、Ｔ_Wの計算を開始する。そして、タイミングｔ₁に
おいて、デッドタイム補償が行われた後のパルス幅変調
信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wがデッドタイム回路１０に対して
出力される。

【００５２】さらに、タイミングｔ₂において、パルス
幅変調信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wに対応する相電流Ｉ_U、Ｉ
_V、Ｉ_Wが発生させられる。ここで、電流指令値ｉ_U、
ｉ_V、ｉ_Wの極性は、ステップＳ３の計算結果によって
あらかじめ分かっている。そこで、前記デッドタイム補
償手段８１は、タイミングｔ₀〜ｔ₁の間において補償
パルス幅Ｔ_U、Ｔ_V、Ｔ_Wの計算を開始するに当たり、
タイミングｔ₂において発生させられる相電流Ｉ_U、Ｉ
_V、Ｉ_Wに対応する電流指令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wの極性
が正であるか負であるかを判断し、電流指令値ｉ_U、ｉ
_V、ｉ_Wの極性が正である場合は、パルス幅変調信号Ｐ
_U、Ｐ _V、Ｐ_Wの出力パルス幅ｔ_U、ｔ_V、ｔ_Wにデッ
ドタイムＴ_dを加算し、電流指令値ｉ_U、ｉ_V、ｉ_Wの
極性が負である場合は、パルス幅変調信号Ｐ_U、Ｐ_V、
Ｐ_Wの出力パルス幅ｔ_U、ｔ_V、ｔ_Wからデッドタイム
Ｔ_dを減算する。

【００５３】このように、ゼロクロス付近において、タ
イミングｔ₀で発生させられた前記電流指令値ｉ_U、ｉ
_V、ｉ_Wの極性と、インバータ１６によって発生させら
れた相電流Ｉ_U、Ｉ_V、Ｉ_Wの極性とが同じになる。ステップＳ１７補償パルス幅Ｔ_U、Ｔ_V、Ｔ_Wの値を
図示しないＰＷＭタイマにセットする。

【００５４】したがって、ＰＷＭタイマがタイムアップ
するまで、パルス幅変調信号Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_Wはハイレ
ベルになる。図８は本発明の実施例におけるデッドタイ
ム補償処理の動作を示すフローチャートである。ステップＳ３１出力パルス幅ｔ_Uが０であるかどうか
を判断する。出力パルス幅ｔ_Uが０である場合はステッ
プＳ３５に、０でない場合はステップＳ３２に進む。ステップＳ３２タイミングｔ₂における電流指令値ｉ
_Uが０以上であるかどうかを判断する。電流指令値ｉ_U
が０以上である場合はステップＳ３３に、０より小さい
場合はステップＳ３４に進む。ステップＳ３３出力パルス幅ｔ_UにデッドタイムＴ_d
を加算した値を補償パルス幅Ｔ_Uの値としてセットす
る。ステップＳ３４出力パルス幅ｔ_UからデッドタイムＴ
_dを減算した値を補償パルス幅Ｔ_Uの値としてセットす
る。ステップＳ３５出力パルス幅ｔ_Vが０であるかどうか
を判断する。出力パルス幅ｔ_Vが０である場合はステッ
プＳ３９に、０でない場合はステップＳ３６に進む。ステップＳ３６タイミングｔ₂における電流指令値ｉ
_Vが０以上であるかどうかを判断する。電流指令値ｉ_V
が０以上である場合はステップＳ３７に、０より小さい
場合はステップＳ３８に進む。ステップＳ３７出力パルス幅ｔ_VにデッドタイムＴ_d
を加算した値を補償パルス幅Ｔ_Vの値としてセットす
る。ステップＳ３８出力パルス幅ｔ_VからデッドタイムＴ
_dを減算した値を補償パルス幅Ｔ_Vの値としてセットす
る。ステップＳ３９出力パルス幅ｔ_Wが０であるかどうか
を判断する。出力パルス幅ｔ_Wが０である場合は処理を
終了し、０でない場合はステップＳ４０に進む。ステップＳ４０タイミングｔ₂における電流指令値ｉ
_Wが０以上であるかどうかを判断する。電流指令値ｉ_W
が０以上である場合はステップＳ４１に、０より小さい
場合はステップＳ４２に進む。ステップＳ４１出力パルス幅ｔ_WにデッドタイムＴ_d
を加算した値を補償パルス幅Ｔ_Wの値としてセットす
る。ステップＳ４２出力パルス幅ｔ_WからデッドタイムＴ
_dを減算した値を補償パルス幅Ｔ_Wの値としてセットす
る。

【００５５】ところで、本実施例においては、ステップ
Ｓ１４で得られた電圧指令値の中で最も小さい（負に大
きい）電圧をもつ相を、ステップＳ１５でフルオフとし
ている。そこで、ステップＳ３１、Ｓ３５、Ｓ３９が設
けられ、デッドタイムＴ_dを補償する必要がない場合に
ルートを通過させるようにしている。また、パルス幅変
調信号がフルオン状態にされる場合には、出力パルス幅
ｔ_Vが常時１になるパルス幅変調信号についてルートを
通過させることができる。

【００５６】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるモータ駆動装置の機能
ブロック図である。

【図２】本発明の実施例におけるモータ駆動装置のブロ
ック図である。

【図３】本発明の実施例におけるモータ制御用コントロ
ーラのブロック図である。

【図４】本発明の実施例におけるインバータ及びベース
ドライブ回路を示す図である。

【図５】本発明の実施例におけるモータ駆動装置の動作
を示すメインフローチャートである。

【図６】本発明の実施例におけるデッドタイム補償のタ
イムチャートである。

【図７】本発明の実施例におけるモータ駆動装置の１０
０μｓ割込処理を示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施例におけるデッドタイム補償処理
の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０デッドタイム回路１２モータ制御用コントローラ１３モータ１５ベースドライブ回路１６インバータ８０電流波形制御回路８１デッドタイム補償手段８３電流指令値計算手段Ｇ_UU Ｕ相上段ゲート信号Ｇ_UL Ｕ相下段ゲート信号Ｇ_VU Ｖ相上段ゲート信号Ｇ_VL Ｖ相下段ゲート信号Ｇ_WU Ｗ相上段ゲート信号Ｇ_WL Ｗ相下段ゲート信号Ｔ_U、Ｔ_V、Ｔ_W 補償パルス幅Ｔ_d デッドタイムＴ_q トルク指令値Ｔｒ１〜Ｔｒ６トランジスタｉ_U、ｉ_V、ｉ_W 電流指令値Ｉ_U、Ｉ_V、Ｉ_W 相電流ｔ_U、ｔ_V、ｔ_W 出力パルス幅Ｐ_U、Ｐ_V、Ｐ_W パルス幅変調信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電流指令値を発生させる電流指令値発生
手段と、前記電流指令値の極性を判断する電流指令値極
性判断手段と、前記電流指令値に基づいて発生させられ
たパルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の
極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム補償を
行うデッドタイム補償手段とを有することを特徴とする
デッドタイム補償装置。
【請求項２】電流指令値を発生させ、該電流指令値の
極性を判断し、前記電流指令値に基づいて発生させられ
たパルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流指令値の
極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイム補償を
行うことを特徴とするデッドタイム補償方法。
【請求項３】モータと、６個のトランジスタを備え、
かつ、該各トランジスタのオン・オフによって前記モー
タに３相の相電流を供給するインバータと、該インバー
タの各トランジスタに対してトランジスタ駆動信号を出
力するデッドタイム回路と、モータ制御用コントローラ
とを有するとともに、該モータ制御用コントローラは、
電流指令値を発生させる電流指令値発生手段、前記電流
指令値の極性を判断する電流指令値極性判断手段、前記
電流指令値と前記モータからフィードバックされた相電
流とを比較して偏差を求める電流比較手段、及び前記偏
差に基づいて、電流指令値に対応した出力パルス幅を有
する３相のパルス幅変調信号を発生させ、該パルス幅変
調信号を前記デッドタイム回路に対して出力するパルス
幅変調信号発生手段を備え、該パルス幅変調信号発生手
段は、前記パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電流
指令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタイ
ム補償を行うデッドタイム補償手段を備えることを特徴
とするモータ駆動装置。
【請求項４】インバータの各トランジスタに対してト
ランジスタ駆動信号を出力し、各トランジスタをオン・
オフさせて３相の相電流を発生させ、該相電流をモータ
に供給して駆動するモータ駆動方法において、電流指令
値を発生させ、該電流指令値の極性を判断し、前記電流
指令値と前記モータからフィードバックされた相電流と
を比較して偏差を求め、該偏差に基づいて、電流指令値
に対応したパルス幅を有する３相のパルス幅変調信号を
発生させ、該パルス幅変調信号の出力パルス幅、前記電
流指令値の極性、及びデッドタイムに基づいてデッドタ
イム補償を行うことを特徴とするモータ駆動方法。