JP2019122117A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減すること。【解決手段】実施形態にかかるモータ制御装置は、複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子により、ロータおよびステータを有するモータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、抵抗と、当該抵抗とモータとを介して流れる電流の通電経路の接続および遮断を切り替える第２スイッチング素子と、を含む第２回路と、複数の第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、を備え、制御部は、モータが駆動状態から停止状態に移行した後に、複数の第１スイッチング素子のうち少なくとも１つと第２スイッチング素子とのオンオフを切り替えて、抵抗を介してモータへの通電を実施することで、ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、ロータおよびステータを有したブラシレスでかつセンサレスのモータを始動させるための技術として、ステータに対するロータの位置をモータの始動に適した所定の位置に位置決めするようにモータへの通電を実施した上でモータを始動させるという技術が知られている。

特開２０１７−２２８６７号公報

上記のような従来の技術では、ロータを位置決めする位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することが望まれている。

そこで、本発明の課題の一つは、ロータの位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することが可能なモータ制御装置を提供することである。

本発明の一例としてのモータ制御装置は、たとえば、複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子により、ロータおよびステータを有するモータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、抵抗と、当該抵抗とモータとを介して流れる電流の通電経路の接続および遮断を切り替える第２スイッチング素子と、を含む第２回路と、複数の第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、を備え、制御部は、モータが駆動状態から停止状態に移行した後に、複数の第１スイッチング素子のうち少なくとも１つと第２スイッチング素子とのオンオフを切り替えて、抵抗を介してモータへの通電を実施することで、ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する。

上述したモータ制御装置によれば、位置決め制御が実行される場合に、抵抗が設けられた通電経路を介してモータへの通電が実施される。これにより、抵抗の分、モータに流れる電流が制限されるので、結果として、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

上述したモータ制御装置において、制御部は、たとえば、位置決め制御を実行する場合に、モータが駆動状態から停止状態に移行する直前におけるモータへの通電状態に基づいて、モータが駆動状態から停止状態に移行した直後におけるロータの位置を推定し、推定結果に基づいて、第２スイッチング素子と共にオンオフを切り替える少なくとも１つの第１スイッチング素子を決定する。この構成によれば、停止状態となった直後におけるロータの位置に関する推定結果と目標位置（所定の位置）との位置関係に基づいて、位置決め制御が実際に実行された場合にロータの移動量が最も小さくなるようなスイッチング対象を選択して動作させることができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費をさらに低減することができる。

また、上述したモータ制御装置において、制御部は、たとえば、位置決め制御を実行する場合に、モータに加わる振動に関する情報を検出する検出部の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて、複数の第１スイッチング素子および第２スイッチング素子のオンオフを、振動のレベルに応じたデューティ比で切り替える。この構成によれば、位置決め制御が実際に実行された場合におけるモータへの通電量（電流量）を、モータに加わる振動のレベルに応じて必要最小限の大きさに調整することができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費をさらに低減することができる。

また、本発明の他の一例にかかるモータ制御装置は、たとえば、複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えに応じて、ロータおよびステータを有するモータへの通電経路の接続および遮断を切り替えることで、モータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、を備え、制御部は、モータが駆動状態から停止状態に移行した後に、モータが駆動状態から停止状態に移行する直前におけるモータへの通電状態に基づいて、モータが駆動状態から停止状態に移行した直後におけるロータの位置を推定し、推定結果に基づいて、複数の第１スイッチング素子の少なくとも一部のオンオフを切り替えて、モータへの通電を実施することで、ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する。

上述したモータ制御装置によれば、停止状態となった直後におけるロータの位置に関する推定結果と目標位置（所定の位置）との位置関係に基づいて、位置決め制御が実際に実行された場合にロータの移動量が最も小さくなるようなスイッチング対象を選択して動作させることができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

また、本発明のさらに他の一例にかかるモータ制御装置は、たとえば、複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えに応じて、ロータおよびステータを有するモータへの通電経路の接続および遮断を切り替えることで、モータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、を備え、制御部は、モータが駆動状態から停止状態に移行した後に、モータに加わる振動に関する情報を検出する検出部の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて、複数の第１スイッチング素子の少なくとも一部のオンオフを、振動のレベルに応じたデューティ比で切り替えて、モータへの通電を実施することで、ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する。

上述したモータ制御装置によれば、位置決め制御が実際に実行された場合におけるモータへの通電量（電流量）を、モータに加わる振動のレベルに応じて必要最小限の大きさに調整することができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

図１は、第１実施形態にかかるモータ制御装置の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。 図２は、第１実施形態にかかるモータ制御装置の制御部の機能的構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。 図３は、第１実施形態にかかるモータ制御装置の制御部が実行する位置決め制御の一例を説明するための例示的かつ模式的な図である。 図４は、第１実施形態にかかるモータ制御装置の制御部が実行する処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。 図５は、第２実施形態にかかるモータ制御装置の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。 図６は、第３実施形態にかかるモータ制御装置の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。 図７は、変形例にかかるモータ制御装置の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。

第１実施形態にかかるモータ制御装置１００は、ロータおよびステータ（いずれも不図示）を有したモータ２００を駆動するための装置である。なお、第１実施形態において、モータ２００は、たとえば、車両のブレーキ装置のポンプを駆動するブラシレスでかつセンサレスのモータ（ポンプモータ）として構成されるが、第１実施形態の技術は、このようなポンプモータ以外のモータにも適用しうる。

図１に示されるように、モータ制御装置１００は、モータ２００に接続されたインバータ回路１１０を有している。なお、インバータ回路１１０は、「第１回路」の一例である。

インバータ回路１１０は、直流電源（不図示）から出力される直流電力を三相の交流電力に変換してモータ２００に供給する電力変換回路である。また、インバータ回路１１０は、互いに並列に接続された３つの電力変換回路１１１〜１１３を有している。

電力変換回路１１１〜１１３は、それぞれ、モータ２００と直流電源（不図示）の高電位側とを接続する（上アームの）スイッチング素子１１１ａ〜１１３ａと、当該スイッチング素子１１１ａ〜１１３ａに対して直列に接続され、モータ２００と直流電源（不図示）の低電位側とを接続する（下アームの）スイッチング素子１１１ｂ〜１１３ｂと、を有している。

電力変換回路１１１のスイッチング素子１１１ａおよび１１１ｂは、モータ２００への通電経路を構成する第１ラインＬ１１の接続および遮断を切り替え可能なように互いに直列に接続されている。同様に、電力変換回路１１２のスイッチング素子１１２ａおよび１１２ｂは、モータ２００への他の通電経路を構成する第１ラインＬ１２の接続および遮断を切り替え可能なように互いに直列に接続され、電力変換回路１１３のスイッチング素子１１３ａおよび１１３ｂは、モータ２００へのさらに他の通電経路を構成する第１ラインＬ１３の接続および遮断を切り替え可能なように互いに直列に接続されている。

なお、以下では、簡単化のため、互いに区別する必要がない場合、第１ラインＬ１１〜Ｌ１３を単に第１ラインＬ１０と記載し、電力変換回路１１１〜１１３の上アームのスイッチング素子１１１ａ〜１１３ａを単にスイッチング素子１１０ａと記載し、電力変換回路１１１〜１１３の下アームのスイッチング素子１１１ｂ〜１１３ｂを単にスイッチング素子１１０ｂと記載することがある。スイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂは、「第１スイッチング素子」の一例である。

スイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂは、たとえばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）によって構成されている。第１実施形態では、スイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフがたとえばＰＷＭ制御に従って適宜切り替わることで、直流電源（不図示）から出力される直流電力が三相の交流電力に変換され、当該三相の交流電力が第１ラインＬ１０を介してモータ２００に供給される。

このような構成により、インバータ回路１１０は、スイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフの切り替えに応じて、モータ２００への通電経路を構成する第１ラインＬ１０の接続および遮断を切り替えることで、モータ２００の駆動状態と停止状態とを切り替える。

ところで、従来、第１実施形態にかかるモータ２００のようなブラシレスでかつセンサレスのモータを始動させるための技術として、ステータに対するロータの位置をモータの始動に適した所定の位置に位置決めするようにモータへの通電を実施した上でモータを始動させるという技術が知られている。このような技術においては、ロータを位置決めする位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することが望まれる。

そこで、第１実施形態は、以下に説明するような電流制限回路１２０および制御部１３０をモータ制御装置１００に設けることで、ロータの位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減する。なお、電流制限回路１２０は、「第２回路」の一例である。

図１に示されるように、電流制限回路１２０は、抵抗１２１と、スイッチング素子１２２と、を有している。抵抗１２１およびスイッチング素子１２２は、第１ラインＬ１３をバイパスしてグランドに接続する第２ラインＬ２０上で互いに直列に接続されている。なお、スイッチング素子１２２は、「第２スイッチング素子」の一例である。

スイッチング素子１２２は、たとえばＦＥＴによって構成されている。詳細は後述するが、第１実施形態では、位置決め制御が実行される場合に、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２がインバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａ（ただしスイッチング素子１１３ａを除く）と共にオンになることで、第２ラインＬ２０を含む通電経路を介してモータ２００への通電が行われる。これにより、第２ラインＬ２０上に設けられた抵抗１２１の分、モータ２００に流れる電流が制限されるので、結果として、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

なお、図１に示される例では、電流制限回路１２０が第１ラインＬ１３に接続されているが、第１実施形態では、電流制限回路１２０が他の第１ラインＬ１１またはＬ１２に接続されてもよい。また、第１実施形態では、電流制限回路１２０を２つ以上設け、当該２つ以上の電流制限回路１２０がそれぞれ第１ラインＬ１１〜Ｌ１３のうち２つ以上に接続されてもよい。

ここで、上述した各スイッチング素子１１０ａ、１１０ｂおよび１２２のオンオフの切り替えは、当該各スイッチング素子１１０ａ、１１０ｂおよび１２２の制御端子に接続された制御部１３０によって制御される。この制御部１３０は、たとえば、プロセッサやメモリなどといったハードウェアを備えたマイクロコンピュータとして構成される。制御部１３０は、メモリに記憶された所定のソフトウェア（制御プログラム）をプロセッサにより実行することで、次の図２に示されるような機能モジュール群を生成する。

図２は、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００の制御部１３０の機能的構成を示した例示的かつ模式的なブロック図である。

図２に示されるように、制御部１３０は、機能的構成として、情報取得部１３１と、スイッチング制御部１３２と、スイッチング対象選択部１３３と、デューティ比決定部１３４と、を有している。なお、第１実施形態では、図２に示される機能モジュール群の一部または全部が、専用のハードウェア（回路）によって実現されてもよい。

情報取得部１３１は、制御部１３０が実行する制御に必要となる様々な情報を取得可能に構成されている。たとえば、情報取得部１３１は、モータ２００が駆動状態となっているかまたは停止状態となっているかを示す情報や、モータ２００への通電状態（たとえば各相における電流量）を示す情報や、車両に設けられる各種の状態センサを含む検出部３００の検出結果などを取得する。なお、第１実施形態において用いられうる状態センサは、たとえば、モータ２００に加わる振動に関する情報（車両の加速度や速度など）を検出するセンサである。

スイッチング制御部１３２は、モータ制御装置１００に設けられる各スイッチング素子１１０ａ、１１０ｂおよび１２２のオンオフの切り替えを制御することで、モータ２００の駆動状態および停止状態を切り替える。

たとえば、スイッチング制御部１３２は、インバータ回路１１０に設けられる複数（６つ）のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフをＰＷＭ制御によって切り替えることでモータ２００への通電を実施し、モータ２００を駆動状態とする。なお、モータ２００が駆動状態となっている場合、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２は、通常、オフに制御される。

また、たとえば、スイッチング制御部１３２は、インバータ回路１１０に設けられる複数（６つ）のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂを全てオフにすることでモータ２００への通電を停止し、モータ２００を停止状態とする。なお、モータ２００が停止状態となっている場合、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２は、通常、オフに制御される。

このように、停止状態となっているモータ２００には、通常、何らの通電も実施されない。しかしながら、第１実施形態のようなブレーキ装置に用いられるモータ２００は、高い応答性が求められるので、次にモータ２００が駆動状態となる状況に備えて、モータ２００が実際に駆動状態となる前に、モータ２００に含まれるステータおよびロータ（いずれも不図示）の位置関係を、モータ２００の始動に適した位置関係に設定（位置決め）しておく必要がある。

そこで、第１実施形態において、スイッチング制御部１３２は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した後（たとえば直後）に、インバータ回路１１０に設けられる複数（６つ）のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのうち少なくとも１つと電流制限回路１２０に設けられるスイッチング素子１２２とのオンオフを切り替える。これにより、スイッチング制御部１３２は、モータ２００が停止状態となっている間に、第１ラインＬ１０の少なくとも一部と第２ラインＬ２０とを介してモータ２００への通電を実施することで、当該モータ２００のロータ（不図示）の位置を、モータ２００の始動に適した所定の位置に固定する位置決め制御を実行する。

図３は、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００の制御部１３０が実行する位置決め制御の一例を説明するための例示的かつ模式的な図である。

図３に示される例において、スイッチング制御部１３２は、位置決め制御として、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１１ａと電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２とを共にオンに切り替える制御を実行する。このとき、インバータ回路１１０の他のスイッチング素子１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａおよび１１３ｂは、オフのまま維持される。これにより、第１ラインＬ１１と第２ラインＬ２０とを介してモータ２００への通電（一部の相における通電）が実施され（一点鎖線の矢印Ｃ１参照）、結果として、モータ２００のロータ（不図示）がモータ２００の始動に適した所定の位置まで移動して固定される。

なお、図３に示される例は、第１実施形態において実行されうる位置決め制御のあくまで一例である。したがって、第１実施形態では、位置決め制御において電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンになるスイッチング対象は、インバータ回路１１０の上アームのスイッチング素子１１０ａであれば、スイッチング素子１１１ａ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

ただし、図３に示される例では、電流制限回路１２０がスイッチング素子１１３ａとスイッチング素子１１３ｂとの間に接続されており、スイッチング素子１１３ａが電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンになると、モータ２００を介さずに電流が流れることになる。したがって、図３に示される例では、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンになるスイッチング対象として、スイッチング素子１１３ａを除外する必要がある。

ここで、上アームのスイッチング素子１１０ａのうちのいずれをオンにするかは、モータ２００にいずれの相の電流が流れるかに関わるので、モータ２００の始動に適した所定の位置に到達するまでのロータ（不図示）の移動量にも関わってくる。したがって、位置決め制御においてオンにするスイッチング素子１１０ａを適切に選択することができれば、ロータ（不図示）の移動量をより小さくすることができ、電力の消費をさらに低減することができる。

そこで、図２に戻り、第１実施形態にかかる制御部１３０のスイッチング対象選択部１３３は、情報取得部１３１により取得される情報に基づいて、モータ２００への通電状態（たとえば各相における電流量）を監視する。そして、スイッチング対象選択部１３３は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行する直前における通電状態に基づいて、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した直後におけるロータ（不図示）の位置を推定し、推定結果に基づいて、位置決め制御の際に電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンオフを切り替えるインバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａを選択（決定）する。

そして、スイッチング制御部１３２は、スイッチング対象選択部１３３によって選択されたインバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａを、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンにすることで、位置決め制御を実行する。このような構成によれば、停止状態となった直後におけるモータ２００のロータ（不図示）の位置に関する推定結果と目標位置（所定の位置）との位置関係に基づいて、位置決め制御が実際に実行された場合にロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択して動作させることができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費をさらに低減することができる。

なお、前述したように、実施形態では、第１ラインＬ１１〜Ｌ１３のうち２つに電流制限回路１２０が接続されていてもよい。この構成においては、スイッチング素子１１１ａ、１１２ａ、および１１３ａのうちいずれか１つと、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２との組合せで、位置決め制御を実施することができる。そのため、この構成によれば、最小限の構成追加で、モータ２００のロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択する幅が広がる。

ところで、位置決め制御のために必要となるモータ２００への通電量（電流量）は、モータ２００に加わる振動に応じて異なる。たとえば、モータ２００に加わる振動が比較的小さい場合は、ロータ（不図示）をモータ２００の始動に適した所定の位置まで移動させるために必要な通電量が比較的小さくて済むが、モータ２００に加わる振動が比較的大きい場合は、ロータ（不図示）を所定の位置まで移動させるために必要な通電量が比較的大きい必要がある。

そこで、第１実施形態にかかる制御部１３０のデューティ比決定部１３４は、モータ２００に加わる振動に関する情報を検出する検出部３００の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて、振動のレベルに応じたデューティ比を決定する。たとえば、デューティ比決定部１３４は、振動のレベルが比較的小さい場合、オンの期間が比較的短くなるようなデューティ比を決定し、振動のレベルが比較的大きい場合、オンの期間が比較的長くなるようなデューティ比を決定する。

そして、スイッチング制御部１３２は、位置決め制御を実行する場合に、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２のオンオフを、デューティ比決定部１３４で決定されたデューティ比で切り替える。このような構成によれば、位置決め制御が実際に実行された場合におけるモータ２００への通電量（電流量）を、モータ２００に加わる振動のレベルに応じて必要最小限の大きさに調整することができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費をさらに低減することができる。

なお、第１実施形態において、モータ２００への通電状態に基づいてスイッチング対象を決定（選択）する技術と、モータ２００に加わる振動に応じてデューティ比を決定（設定）する技術とは、適宜選択可能な技術である。したがって、第１実施形態では、これらの技術が導入されていなくても、電流制限回路１２０が設けられていれば、位置決め制御の際に必要となる電力の消費の低減という結果（効果）は得られる。

以上の構成に基づき、第１実施形態にかかる制御部１３０は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した場合に、次の図４に示されるようなフローチャートに沿って処理を実行する。

図４は、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００の制御部１３０が実行する処理を示した例示的かつ模式的なフローチャートである。この図４に示される処理フローは、たとえばモータ２００が駆動状態から停止状態に移行した直後に実行される。

図４に示される処理フローでは、まず、ステップＳ４０１において、制御部１３０（情報取得部１３１）は、モータ２００が駆動状態から停止状態へと移行する直前におけるモータ２００の通電状態を取得する。

そして、ステップＳ４０２において、制御部１３０（スイッチング対象選択部１３３）は、ステップＳ４０１で取得された情報（通電状態）に基づいて、後で実行する位置決め制御において電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンにするインバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａを決定（選択）する。このステップＳ４０２においては、前述したように、位置決め制御が実際に実行された場合にロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象が選択される。

そして、ステップＳ４０３において、制御部１３０（情報取得部１３１）は、車両に設けられた検出部３００の検出結果、すなわちモータ２００に加わる振動に関する情報を取得する。

そして、ステップＳ４０４において、制御部１３０（デューティ比決定部１３４）は、ステップＳ４０３で取得された情報に基づいて、モータ２００に加わる振動のレベルに応じたデューティ比を決定する。

そして、ステップＳ４０５において、制御部１３０（スイッチング制御部１３２）は、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と、ステップＳ４０２で選択されたインバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａとのオンオフを、ステップＳ４０４で決定されたデューティ比で切り替えることで、モータ２００のロータ（不図示）をモータ２００の始動に適した所定の位置まで移動させる位置決め制御を実行する。そして、処理が終了する。

以上説明したように、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００は、モータ２００への通電経路を構成する第１ラインＬ１０をバイパスする第２ラインＬ２０上で互いに直列に接続された抵抗１２１およびスイッチング素子１２２を含み、当該スイッチング素子１２２のオンオフの切り替えに応じて、第２ラインＬ２０の接続および遮断を切り替える電流制限回路１２０と、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂと電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２とのオンオフの切り替えを制御する制御部１３０と、を有している。そして、制御部１３０は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した後に、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのうち少なくとも１つと電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２とのオンオフを切り替えて、第１ラインＬ１０の少なくとも一部と第２ラインＬ２０とを介してモータ２００への通電を実施することで、モータ２００のロータ（不図示）の位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する。

上記のような構成によれば、位置決め制御が実行される場合に、第２ラインＬ２０を含む通電経路を介してモータ２００への通電が実施される。これにより、第２ラインＬ２０上に設けられた抵抗１２１の分、モータ２００に流れる電流が制限されるので、結果として、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

また、第１実施形態において、制御部１３０は、位置決め制御を実行する場合に、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行する直前におけるモータ２００への通電状態に基づいて、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した直後におけるロータ（不図示）の位置を推定し、推定結果に基づいて、電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２と共にオンオフを切り替えるインバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａを決定（選択）する。このような構成によれば、停止状態となった直後におけるモータ２００のロータ（不図示）の位置に関する推定結果と目標位置（所定の位置）との位置関係に基づいて、位置決め制御が実際に実行された場合にロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択して動作させることができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費をさらに低減することができる。

さらに、ロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択して動作させることができれば、より早くロータ（不図示）を所定の位置まで移動させ、より早く次のモータ２００の始動に備えることができる。したがって、この構成によれば、たとえば次にモータ２００の駆動状態が開始するまでの期間が比較的短い場合においても、モータ２００の応答性を向上させることができる。

また、第１実施形態において、制御部１３０は、位置決め制御を実行する場合に、モータ２００に加わる振動に関する情報を検出する検出部３００の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂと電流制限回路１２０のスイッチング素子１２２とのオンオフを、振動のレベルに応じたデューティ比で切り替える。このような構成によれば、位置決め制御が実際に実行された場合におけるモータ２００への通電量（電流量）を、モータ２００に加わる振動のレベルに応じて必要最小限の大きさに調整することができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費をさらに低減することができる。

＜第２実施形態＞
なお、上述した第１実施形態では、電流制限回路１２０を設けることを前提として、位置決め制御の際に必要となる電力の消費の低減という結果（効果）を得る構成が例示されている。しかしながら、第２実施形態として、電流制限回路１２０を設けることなく、位置決め制御の際に必要となる電力の消費の低減という結果（効果）を得る構成も考えられる。

図５は、第２実施形態にかかるモータ制御装置５００の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下では、第２実施形態にかかるモータ制御装置５００の、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００（図１参照）とは異なる部分について主として説明する。

図５に示されるように、第２実施形態にかかるモータ制御装置５００は、第１実施形態と同様のインバータ回路１１０を有しているが、第１実施形態にかかる電流制限回路１２０（図１参照）に対応した構成は有していない。第２実施形態では、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフの切り替えが、制御部５３０によって制御される。

ここで、第２実施形態にかかる制御部５３０は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した場合に、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフを適宜切り替えることでモータ２００への通電を実施し、モータ２００のロータ（不図示）の位置をモータ２００の始動に適した所定の位置に移動させて固定する位置決め制御を実行する。

より具体的に、第２実施形態にかかる制御部５３０は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した後（直後）に、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行する直前におけるモータ２００への通電状態に基づいて、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した直後におけるモータ２００のロータ（不図示）の位置を推定する。そして、制御部５３０は、推定結果に基づいて、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂの少なくとも一部のオンオフを切り替えて、第１ラインＬ１０の少なくとも一部を介してモータ２００への通電を実施することで、位置決め制御を実行する。

上記のような構成によれば、停止状態となった直後におけるモータ２００のロータ（不図示）の位置に関する推定結果と目標位置（所定の位置）との位置関係に基づいて、位置決め制御が実際に実行された場合にロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択して動作させることができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

さらに、ロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択して動作させることができれば、より早くロータ（不図示）を所定の位置まで移動させ、より早く次のモータ２００の始動に備えることができる。したがって、この構成によれば、たとえば次にモータ２００の駆動状態が開始するまでの期間が比較的短い場合においても、モータ２００の応答性を向上させることができる。

＜第３実施形態＞
さらに、電流制限回路１２０を設けることなく、位置決め制御の際に必要となる電力の消費の低減という結果（効果）を得ることが可能な構成として、上述した第２実施形態の他にも、以下に説明するような第３実施形態が考えられる。

図６は、第３実施形態にかかるモータ制御装置６００の回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下では、第３実施形態にかかるモータ制御装置６００の、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００（図１参照）とは異なる部分について主として説明する。

図６に示されるように、第３実施形態にかかるモータ制御装置６００は、第１実施形態と同様のインバータ回路１１０を有しているが、第１実施形態にかかる電流制限回路１２０（図１参照）に対応した構成は有していない。第３実施形態では、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフの切り替えが、制御部６３０によって制御される。

ここで、第３実施形態にかかる制御部６３０は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した場合に、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂのオンオフを適宜切り替えることでモータ２００への通電を実施し、モータ２００のロータ（不図示）の位置をモータ２００の始動に適した所定の位置に移動させて固定する位置決め制御を実行する。

より具体的に、第３実施形態にかかる制御部６３０は、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した後（直後）に、モータ２００に加わる振動に関する情報を検出する検出部３００の検出結果を取得する。そして、制御部６３０は、当該検出結果に基づいて、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１０ａおよび１１０ｂの少なくとも一部のオンオフを、振動のレベルに応じたデューティ比で切り替えて、第１ラインＬ１０の少なくとも一部を介してモータへの通電を実施することで、位置決め制御を実行する。

上記のような構成によれば、位置決め制御が実際に実行された場合におけるモータ２００への通電量（電流量）を、モータ２００に加わる振動のレベルに応じて必要最小限の大きさに調整することができるので、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

＜変形例＞
なお、上述した第１実施形態では、第１ラインＬ１３をバイパスしてグランドに接続する第２ラインＬ２０上に互いに直列に接続された抵抗１２１およびスイッチング素子１２２を含む電流制限回路１２０（図１など参照）により、位置決め制御の際に必要となる電力の消費の低減という効果（結果）を得ている。しかしながら、これと同等の効果（結果）は、以下に説明するような変形例にかかる電流制限回路１２０ａによっても得ることができる。

図７は、変形例にかかるモータ制御装置１００ａの回路構成を示した例示的かつ模式的な図である。以下では、変形例にかかるモータ制御装置１００ａの、第１実施形態にかかるモータ制御装置１００（図１参照）とは異なる部分について主として説明する。

図７に示されるように、変形例にかかるモータ制御装置１００ａは、上述した第１実施形態にかかる電流制限回路１２０（図１など参照）とは回路構成が異なる電流制限回路１２０ａを有している。電流制限回路１２０ａは、抵抗１２１ａとスイッチング素子１２２ａとを有しており、これらの抵抗１２１ａとスイッチング素子１２２ａは、第１ラインＬ１３をバイパスして直流電源（不図示）の高電位側に接続する第２ラインＬ２０ａ上で互いに直列に接続されている。

ここで、変形例にかかる制御部１３０ａは、モータ２００が駆動状態から停止状態に移行した後に、電流制限回路１２０ａのスイッチング素子１２２ａと、インバータ回路１１０の下アームのスイッチング素子１１０ｂのうち少なくとも１つ（ただしスイッチング素子１１３ｂを除く）と、を共にオンに切り替える。これにより、第２ラインＬ２０ａと第１ラインＬ１０の少なくとも一部とを介してモータ２００への通電が実施され、モータ２００のロータ（不図示）の位置をモータ２００の始動に適した所定の位置まで移動させて固定する位置決め制御が実行される。

たとえば、図７に示される例では、電流制限回路１２０ａのスイッチング素子１２２ａと、インバータ回路１１０のスイッチング素子１１１ｂと、が共にオンになることで、第２ラインＬ２０ａと第１ラインＬ１３およびＬ１１とを含むモータ２００への通電経路が構成され（一点鎖線の矢印Ｃ２参照）、当該通電経路を介して通電が実施されることで、位置決め制御が実施される。これにより、第２ラインＬ２０ａ上に設けられた抵抗１２１ａの分、モータ２００に流れる電流が制限されるので、結果として、位置決め制御の際に必要となる電力の消費を低減することができる。

なお、図７に示される例は、変形例において実行されうる位置決め制御のあくまで一例である。したがって、変形例では、位置決め制御において電流制限回路１２０ａのスイッチング素子１２２と共にオンになるスイッチング対象は、インバータ回路１１０の下アームのスイッチング素子１１０ｂであれば、スイッチング素子１１１ｂ以外の他のスイッチング素子であってもよい。

ただし、図７に示される例では、電流制限回路１２０ａがスイッチング素子１１３ａとスイッチング素子１１３ｂとの間に接続されており、スイッチング素子１１３ｂが電流制限回路１２０ａのスイッチング素子１２２ａと共にオンになると、モータ２００を介さずに電流が流れることになる。したがって、図７に示される例では、電流制限回路１２０ａのスイッチング素子１２２ａと共にオンになるスイッチング対象として、スイッチング素子１１３ｂを除外する必要がある。

また、変形例において、電流制限回路１２０ａが他の第１ラインＬ１１またはＬ１２に接続されてもよいことや、２つ以上の電流制限回路１２０ａがそれぞれ第１ラインＬ１１〜Ｌ１３のうち２つ以上に接続されてもよいことは、上述した第１実施形態と同様である。ここで、第１ラインＬ１１〜Ｌ１３のうち２つに電流制限回路１２０ａが接続された構成においては、スイッチング素子１１１ｂ、１１２ｂ、および１１３ｂのうちいずれか１つと、電流制限回路１２０ａのスイッチング素子１２２ａとの組合せで、位置決め制御を実施することができる。そのため、この構成によれば、最小限の構成追加で、モータ２００のロータ（不図示）の移動量が最も小さくなるスイッチング対象を選択する幅が広がる。

以上、本発明のいくつかの実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態および変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００、１００ａ、５００、６００…モータ制御装置
１１０…インバータ回路（第１回路）
１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ…スイッチング素子（第１スイッチング素子）
１２０、１２０ａ…電流制限回路（第２回路）
１２１、１２１ａ…抵抗
１２２、１２２ａ…スイッチング素子（第２スイッチング素子）
１３０、１３０ａ、５３０、６３０…制御部
２００…モータ
３００…検出部
Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３…第１ライン
Ｌ２０、Ｌ２０ａ…第２ライン

Claims (5)

1. 複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子により、ロータおよびステータを有するモータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、
   抵抗と、当該抵抗と前記モータとを介して流れる電流の通電経路の接続および遮断を切り替える第２スイッチング素子と、を含む第２回路と、
   前記複数の第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行した後に、前記複数の第１スイッチング素子のうち少なくとも１つと前記第２スイッチング素子とのオンオフを切り替えて、前記抵抗を介して前記モータへの通電を実施することで、前記ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する、
   モータ制御装置。
2. 前記制御部は、前記位置決め制御を実行する場合に、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行する直前における前記モータへの通電状態に基づいて、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行した直後における前記ロータの位置を推定し、推定結果に基づいて、前記第２スイッチング素子と共にオンオフを切り替える少なくとも１つの第１スイッチング素子を決定する、
   請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制御部は、前記位置決め制御を実行する場合に、前記モータに加わる振動に関する情報を検出する検出部の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて、前記複数の第１スイッチング素子および前記第２スイッチング素子のオンオフを、前記振動のレベルに応じたデューティ比で切り替える、
   請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えに応じて、ロータおよびステータを有するモータへの通電経路の接続および遮断を切り替えることで、前記モータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、
   前記複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行した後に、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行する直前における前記モータへの通電状態に基づいて、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行した直後における前記ロータの位置を推定し、推定結果に基づいて、前記複数の第１スイッチング素子の少なくとも一部のオンオフを切り替えて、前記モータへの通電を実施することで、前記ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する、
   モータ制御装置。
5. 複数の第１スイッチング素子を含み、当該複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えに応じて、ロータおよびステータを有するモータへの通電経路の接続および遮断を切り替えることで、前記モータの駆動状態と停止状態とを切り替える第１回路と、
   前記複数の第１スイッチング素子のオンオフの切り替えを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記モータが前記駆動状態から前記停止状態に移行した後に、前記モータに加わる振動に関する情報を検出する検出部の検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて、前記複数の第１スイッチング素子の少なくとも一部のオンオフを、前記振動のレベルに応じたデューティ比で切り替えて、前記モータへの通電を実施することで、前記ロータの位置を所定の位置に固定する位置決め制御を実行する、
   モータ制御装置。

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