CN114301331A - 电机控制电路、电机驱动控制装置、电机单元及电机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机控制电路、电机驱动控制装置、电机单元及电机控制方法,其提高与电机的目标旋转速度相关的速度曲线的自由度。电机控制电路(11)测量被输入的、用于指示驱动对象即电机(50)的目标旋转速度的速度指令信号(Sc)的占空比,并按照基于表示速度指令信号(Sc)的占空比的分辨率的分辨率信息(301)将速度指令信号(Sc)能够获得的占空比范围等分而得到的占空比,设定拐点(In),基于表示速度曲线上的拐点(In)的旋转速度的旋转速度信息(302)及设置的拐点(In),计算与测量的速度指令信号(Sc)的占空比相对应的旋转速度,并将计算出的旋转速度确定为目标旋转速度。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制电路、电机驱动控制装置、电机单元、及电机控制方法。
背景技术
以往,已知有一种电机控制电路,其根据从上级装置等外部设备输入的速度指令信号,控制电机的旋转速度。例如,已知在风扇电机等中,作为速度指令信号,使用经脉宽调制(PWM:Pulse Width Modulation)的信号(以下简称为“PWM信号”),其具有与电机的目标旋转速度对应的占空比(Duty Ratio)。
例如,在专利文献1及专利文献2中公开了如下电机驱动控制装置:从上级装置输入了作为速度指令信号的PWM信号时,测定此PWM信号的占空比,并基于测定的占空比计算目标旋转速度,从而以电机按目标旋转速度旋转的方式控制电机。
(背景技术文献)
(专利文献)
专利文献1:JP特开2010-283908号公报;
专利文献2:JP特开2016-226263号公报。
发明内容
(发明所要解决的问题)
近年来,已知有一种作为电机控制电路的集成电路(以下也称为“驱动IC”),其能够改变存储在非易失性存储器中的函数的参数,该函数表示速度指令信号的占空比与电机的目标旋转速度(目标转速)的关系(以下也称为“速度曲线”)。根据该驱动IC,通过改变从个人计算机(PC)等信息处理终端写入到集成电路内的非易失性存储器的上述参数,从而可以根据适用电机的用途来改变上述函数。
但是,以往的驱动IC受到可搭载的非易失存储器的容量及防止处理速度下降等的制约,其可设置的速度曲线受到限制。以往的驱动IC只能设置用直线将数个点、例如4个点连接而成的线形图之类确定的速度曲线,不能设置高自由度的速度曲线。
本发明是为了解决上述问题而完成,其目的是在电机的驱动控制中提高与电机的目标旋转速度相关的速度曲线的自由度。
(用于解决问题的方案)
本发明的代表性实施方式涉及的电机控制电路包括:速度指令分析部,其测量被输入的、用于指示驱动对象即电机的目标旋转速度的速度指令信号的占空比;存储部,其存储用于规定速度曲线的参数信息,所述速度曲线表示所述速度指令信号的占空比与所述目标旋转速度的关系;目标旋转速度确定部,其基于存储在所述存储部的所述参数信息、及所述速度指令分析部对所述速度指令信号的占空比的测量结果,来确定所述目标旋转速度;以及驱动控制信号生成部,其基于由所述目标旋转速度确定部确定的所述目标旋转速度,生成用于控制所述电机的驱动的驱动控制信号,所述参数信息包含:分辨率信息,其表示所述速度指令信号的占空比的分辨率;及旋转速度信息,其表示所述速度曲线中拐点的旋转速度,所述目标旋转速度确定部按照(每隔)基于所述分辨率信息等分所述速度指令信号可获得的占空比范围而得到的占空比,设置所述拐点,并基于设置的所述拐点与所述旋转速度信息,计算与所述速度指令分析部测量的所述速度指令信号的占空比相对应的旋转速度,并将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
(发明效果)
根据本发明的一个实施方式,在电机的驱动控制中,能够提高与电机的目标旋转速度相关的速度曲线的设置自由度。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的电机驱动控制装置的一个构成示例的图。
图2A是表示实施方式1涉及的、示出速度指令信号Sc的占空比与目标旋转速度的关系的速度曲线的一个示例的图。
图2B是图2A所示的速度曲线的区域a的放大图。
图3是用于说明利用实施方式1涉及的电机控制电路计算目标旋转速度的计算方法的图。
图4是表示利用实施方式1涉及的电机控制电路计算目标旋转速度的计算方法的处理流程之一例的流程图。
图5是表示实施方式2涉及的电机驱动控制装置的一个构成示例的图。
图6是用于说明实施方式2涉及的目标旋转速度的计算方法的图。
图7是表示速度指令数、线性插值(linear interpolation)点数、及拐点数的相互关系的一个示例的图。
图8是用于说明利用实施方式2涉及的电机控制电路计算目标旋转速度的计算方法的图。
图9是表示利用实施方式2涉及的电机控制电路计算目标旋转速度的计算方法的处理流程的一个示例的流程图。
具体实施方式
1.实施方式的概要
首先,对本申请公开的发明的代表性实施方式进行概要说明。另外,在以下说明中,作为一个示例,将与发明的技术特征对应的附图上的参考标记加上括号进行记载。
[1]本发明的代表性实施方式涉及的电机控制电路(11,11A)的特征在于,包括:速度指令分析部(24,24A),其测量被输入的、用于指示驱动对象即电机(50)的目标旋转速度的速度指令信号(Sc)的占空比;存储部(26,26A),其存储用于规定速度曲线(201,203)的参数信息(300,300A),所述速度曲线表示所述速度指令信号的占空比与所述目标旋转速度的关系;目标旋转速度确定部(25,25A),其基于存储在所述存储部的所述参数信息、及所述速度指令分析部对所述速度指令信号的占空比的测量结果,来确定所述目标旋转速度;以及驱动控制信号生成部(14),其基于由所述目标旋转速度确定部确定的所述目标旋转速度,生成用于控制所述电机的驱动的驱动控制信号(Sd),所述参数信息包含:分辨率信息(301,301A),其表示所述速度指令信号的占空比的分辨率;及旋转速度信息(302),其表示所述速度曲线的拐点(In)的旋转速度,所述目标旋转速度确定部按照基于所述分辨率信息等分所述速度指令信号可获得的占空比范围而得到的占空比,设置所述拐点,并基于已设定的所述拐点与所述旋转速度信息,计算与所述速度指令分析部测量的所述速度指令信号的占空比相对应的旋转速度,将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
[2]在上述[1]所述的电机控制电路(11)中,也可以是,所述存储部构成为可改写所述参数信息。
[3]在上述[1]或[2]所述的电机控制电路(11)中,也可以是,所述分辨率的信息包含在所述速度曲线上等间隔地设置的所述拐点的数量的信息(303),所述速度指令分析部(24)以基于所述拐点数量的分辨率测量所述速度指令信号的占空比,所述目标旋转速度确定部(25)从已设定的所述拐点中确定与所述速度指令分析部测量的所述速度指令信号的占空比相对应的所述拐点(In(k)),并基于所述旋转速度信息计算已确定的所述拐点的旋转速度,将计算出的所述旋转速度设为所述目标旋转速度。
[4]在上述[1]或[2]所述的电机控制电路(11A)中,也可以是,所述分辨率的信息(301A)包含以下信息中的至少两个信息:作为所述速度指令信号的占空比的第一分辨率的、所述拐点的数量的信息(303);作为所述速度指令信号的占空比的高于所述第一分辨率的第二分辨率的、速度指令数的信息(304);及在相邻的所述拐点间等间隔地设置的、用于对该拐点间进行线性插值的线性插值点的数量的信息(305),所述目标旋转速度确定部(25A)按照基于所述拐点数量将所述速度指令信号可获取的占空比范围等分所得的占空比,设定所述拐点,并按照基于所述速度指令数将所述速度指令信号可获取的占空比范围等分所得的占空比,设定速度指令的排列序号(p),从已设定的所述速度指令的排列序号中确定与利用所述速度指令分析部(24A)测量的所述速度指令信号的占空比相对应的所述速度指令的排列序号(j),所述目标旋转速度确定部(25A)基于已确定的所述速度指令的排列序号(j)的前一个(日语:直前)拐点的旋转速度(Rl)与已确定的所述速度指令的排列序号(j)的后一个(日语:直後)拐点的旋转速度(Rh)的差(|Rh-Rl|),计算所述前一个拐点与所述后一个拐点之间存在的所述线性插值点间的旋转速度的增加量,基于该计算出的所述线性插值点间的旋转速度的增加量的值与所述线性插值点的数量(q),计算与已确定的所述速度指令的排列序号相对应的旋转速度,并将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
[5]在上述[4]所述的电机控制电路中,也可以是,所述目标旋转速度确定部(25A)在将已确定的所述速度指令的排列序号(j)除以将所述线性插值点的数量(q)加1后的数(2n),并将得到的余数值(r)乘以所述线性插值点间的旋转速度的增加量(|Rh-Rl|),使相乘所得的值(r×|Rh-Rl|)与所述前一个拐点的旋转速度(Rl)相加,将相加所得的值确定为所述目标旋转速度。
[6]在上述[4]或[5]所述的电机控制电路中,也可以是,当n为1以上的整数时,所述线性插值点的数量为(2n-1)。
[7]在上述[4]~[6]中任一项所述的电机控制电路中,也可以是,所述目标旋转速度确定部(25A)基于所述拐点的数量的信息(303)与所述速度指令数的信息(304),来计算所述线性插值点的数量。
[8]本发明的代表性实施方式涉及的电机驱动控制装置(10,10A)的特征在于,包括:上述[1]~[7]中任一项所述的电机控制电路(11,11A);及电机驱动电路(12),其基于所述电机控制电路生成的所述驱动控制信号,来驱动所述电机。
[9]本发明的代表性实施方式涉及的电机单元(2,2A)也可以包括:上述[8]所述的电机驱动控制装置(10,10A);及所述电机(50),由所述电机驱动控制装置驱动。
[10]本发明的代表性实施方式涉及的电机控制方法的特征在于,其是利用包括存储部的电机控制电路对电机(50)进行控制的方法,所述存储部存储用于规定速度曲线的参数信息,所述速度曲线表示用于指示驱动对象即电机的目标旋转速度的速度指令信号的占空比与所述目标旋转速度的关系,本电机控制方法包括:第一步骤(S13,S24),其中,测量输入的所述速度指令信号的占空比;第二步骤(S11,S14~S16,S21,S22,S25~S34),其中,基于存储在所述存储部的所述参数信息及在所述第一步骤中测量的所述速度指令信号的占空比,来确定所述目标旋转速度;以及第三步骤,其中,基于在所述第二步骤中确定的所述目标旋转速度,生成用于控制所述电机的驱动的驱动控制信号,所述参数信息包含:分辨率信息,其表示所述速度指令信号的占空比的分辨率;及旋转速度信息,其表示所述速度曲线上的拐点的旋转速度,所述第二步骤包含如下步骤:按照基于所述分辨率信息等分所述速度指令信号可获得的占空比范围而得到的占空比,设定所述拐点,并基于已设定的所述拐点与所述旋转速度信息,计算与所述第一步骤中测量的所述速度指令信号的占空比相对应的旋转速度,将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
2.实施方式的具体例
以下,参考附图对本发明的实施方式的具体例进行说明。另外,在以下说明中,对各实施方式中共同的技术特征标记相同的参考符号,并省略重复说明。
《实施方式1》
图1是表示实施方式1涉及的电机驱动控制装置10的一个构成示例的图。
图1所示的电机驱动控制装置10是用于对驱动对象即电机50的驱动进行控制的装置。电机50例如是三相无刷电机。另外,电机50的种类并无特别限制,相数也不限定于三相。在电机50的输出轴例如连接有叶轮(Impeller)51。
叶轮51是产生的风的构件,构成为可通过电机50的旋转力而旋转。例如,叶轮51的旋转轴与电机50的输出轴同轴连接。
在本实施方式中,例如由叶轮51与电机50构成一个风扇(风扇电机)5。此外,由电机50与电机驱动控制装置10构成一个电机单元2,由风扇5与电机驱动控制装置10构成一个风扇单元1。风扇单元1例如配置在服务器内的封闭空间中,构成冷却系统,冷却构成该服务器的各种电子构件等。风扇单元1基于上级装置4的各种指令而动作。
上级装置4是控制风扇单元1的驱动的控制装置。例如,当风扇单元1构成用于服务器的冷却系统时,上级装置4是用于实现作为服务器的主要功能的程序处理装置。
例如,上级装置4是通过程序处理装置(例如微控制器)与风扇单元1一起容纳在一个壳体内而实现的,所述程序处理装置具有如下构成:通过总线或专用线,将CPU等处理器、RAM、ROM等各种存储装置、计数器(定时器)、A/D转换电路、D/A转换电路、时钟产生电路、及输入输出I/F电路等外围电路相互连接。
上级装置4例如根据环境变化(处理负荷的变化、服务器内部的温度变化等)来控制风扇5,以使风扇(电机)的风量适当。
如图1所示,上级装置4例如包括用于实现作为服务器的主要功能的数据处理控制部41、及用于与风扇单元1进行通信的通信部42。数据处理控制部41及通信部42例如是在构成上级装置4的程序处理装置中,通过由处理器按照存储于存储器的程序执行各种运算处理,并控制计数器、A/D转换电路等外围电路而实现的。
为了调整配置在服务器内的风扇5所供给的风量,数据处理控制部41例如将速度指令信号Sc通过通信部42发送至风扇单元1,所述速度指令信号Sc指示风扇5的电机50的目标旋转速度(目标转速)。
速度指令信号Sc例如是具有与指定的目标旋转速度相应的占空比的PWM信号。速度指令信号Sc的收发例如通过将上级装置4与风扇单元1连接的专用线来实现。
此外,数据处理控制部41通过通信部42接收表示风扇单元1输出的电机50的实际旋转速度(转速)的旋转速度信号So(例如FG(Frequency Generator,频率发生器)信号),从而监视风扇单元1的电机50的旋转状态。例如,使用将上级装置4与风扇单元1连接的专用线来实现旋转速度信号So的收发。
进而,数据处理控制部41通过通信部42而与风扇单元1之间进行各种数据的收发。例如,数据处理控制部41通过通信部42访问风扇单元1,将后述的参数信息300写入电机控制电路11,并改写存储于电机控制电路11的参数信息300。此时的上级装置4(通信部42)与风扇单元1(电机驱动控制装置10)之间例如通过串行通信来实现通信。另外,风扇单元1与上级装置4之间的通信方式不受特别限定,可以是有线通信,也可以是无线通信。
电机驱动控制装置10根据上级装置4的速度指令(速度指令信号Sc)生成驱动控制信号Sd,并在电机50的各相(例如三相)线圈中周期性流动正弦波状的驱动电流而使电机50旋转。电机驱动控制装置10包括电机控制电路11、电机驱动电路12、及位置检测装置13。
位置检测装置13是检测电机50的转子的旋转位置的装置,例如为霍尔元件。位置检测装置13根据电机50的转子的位置而输出位置检测信号(霍尔信号)。
电机控制电路11基于来自上级装置4的速度指令及来自位置检测装置13的位置检测信号,来控制电机50的驱动。具体而言,电机控制电路11基于来自位置检测装置13的位置检测信号来测量电机50的旋转速度,以该旋转速度与外部(上级装置4)输入的速度指令信号Sc所指定的目标旋转速度一致的方式生成驱动控制信号Sd。驱动控制信号Sd例如是PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号。另外,关于电机控制电路11的详细情况将在后文叙述。
电机驱动电路12基于电机控制电路11生成的驱动控制信号Sd来驱动电机50。例如,电机驱动电路12包括逆变电路及预驱动电路(未图示)。
逆变电路基于预驱动电路输出的输出信号向电机50输出驱动信号,而对电机50所包括的线圈进行通电。逆变电路例如构成为:相对于各相线圈分别配置在直流电源两端设置的两个开关元件的串联电路对。在两个开关元件的电路对中,分别在开关元件彼此的连接点连接电机50的各相端子。
预驱动电路基于驱动控制信号Sd生成用于驱动逆变电路的输出信号,并将其输出至逆变电路。预驱动电路例如基于驱动控制信号Sd生成对逆变电路的各开关元件进行驱动的驱动信号并输出。该驱动信号使构成逆变电路的各开关元件接通/断开,从而向电机50的各相供电,而使电机50的转子旋转。
接下来,对电机控制电路11进行详细说明。
电机控制电路11例如通过程序处理装置(例如微控制器)而实现,所述程序处理装置具有如下构成:通过总线或专用线将CPU等处理器、RAM、ROM、闪速存储器等各种存储装置、计数器(定时器)、A/D转换电路、D/A转换电路、时钟产生电路、及输入输出I/F电路等外围电路相互连接。
另外,电机控制电路11与电机驱动电路12既可以分别作为独立的集成电路装置(IC)封装构成,也可以作为一个集成电路装置(IC)封装构成。
如上所述,电机控制电路11以电机50的旋转速度与速度指令信号Sc指定的目标旋转速度一致的方式生成驱动控制信号Sd。此时,电机控制电路11分析从外部输入的作为速度指令信号Sc的PWM信号,并测量速度指令信号Sc的占空比。电机控制电路11使用预先存储在电机控制电路11内的存储装置中的用于规定速度曲线的参数信息300,来计算与测量的速度指令信号Sc的占空比相对应的目标旋转速度,所述速度曲线表示速度指令信号Sc的占空比与目标旋转速度的关系。
电机控制电路11例如包括驱动控制信号生成部14、旋转速度测量部17、FG信号生成部18、通信部20、速度指令分析部24、目标旋转速度确定部25、及存储部26作为功能块,用于实现上述电机50的驱动控制涉及的功能。这些功能部例如通过在上述程序处理装置中由CPU按照存储于存储器的程序执行各种运算处理,并基于处理结果控制外围电路而实现。
以下,对电机控制电路11的各功能部进行详细说明。
驱动控制信号生成部14是用于生成驱动控制信号Sd的功能部。驱动控制信号生成部14例如在收到从上级装置4输出的速度指令信号Sc时,以由后述目标旋转速度确定部25基于速度指令信号Sc计算出的目标旋转速度与电机50的实际旋转速度一致的方式,生成驱动控制信号Sd。
如图1所示,驱动控制信号生成部14例如包括占空比确定部15及通电控制部16。占空比确定部15基于目标旋转速度确定部25输出的目标旋转速度及后述旋转速度测量部17测量的电机50的旋转速度的测量值,来确定作为驱动控制信号Sd的PWM信号的占空比。例如,占空比确定部15以目标旋转速度与电机50的旋转速度的测量值的差变小的方式计算电机50的控制量,并确定与控制量相应的PWM信号的占空比。通电控制部16生成具有占空比确定部15所确定的占空比的PMW信号,并将其作为驱动控制信号Sd输出。
旋转速度测量部17是测量电机50的旋转速度的功能部。旋转速度测量部17例如基于位置检测装置13(例如霍尔元件)输出的位置检测信号,测量电机50的旋转速度,并输出测量结果。
FG信号生成部18生成FG信号作为表示电机50的旋转速度的旋转速度信号So。FG信号生成部18例如基于位置检测装置13输出的位置检测信号,生成具有与电机50的旋转速度成比例的周期(频率)的信号(FG信号)并输出。从FG信号生成部18输出的FG信号作为旋转速度信号So被输入至上级装置4。
另外,FG信号生成部18例如也可以通过形成在搭载电机50的基板(印刷电路板)上的FG图案而实现。
通信部20是用于与外部进行通信的功能部。通信部20例如与作为外部装置的上级装置4之间进行数据收发。通信部20包括发送部21、接收部22及通信控制部23。
发送部21向外部(例如上级装置4等外部装置)发送信号。接收部22从外部(例如上级装置4等外部装置)接收信号。发送部21及接收部22例如是由通信控制部23控制的串行通信用接口电路,生成既定的串行信号并将其发送至通信线路,同时从通信线路接收串行信号。
通信控制部23向发送部21发送编码后的数据,并将接收部22接收到的数据解码,从而实现与上级装置4之间的数据收发。通信控制部23例如是通过构成上述电机驱动控制装置10的处理器执行程序处理而实现的。
此外,通信控制部23将上级装置4等外部装置发送的数据存储到存储部26中。例如,当从上级装置4发送了后述参数信息300的写入请求及作为写入对象的参数信息300的数据时,通信控制部23将接收部22接收到的参数信息300存储到存储部26中。之后,通信控制部23将表示参数信息300的写入已完成的数据作为对上述写入请求的响应从发送部21发送至上级装置4(通信部42)。
在实施方式1涉及的电机控制电路11中,电机50的目标旋转速度基于从上级装置4等输入的速度指令信号Sc、用于规定速度曲线的参数信息300而计算,所述速度曲线表示速度指令信号Sc的占空比及目标旋转速度的关系。具体而言,电机控制电路11预先设置在速度指令信号Sc可获取的占空比范围(例如0%~100%)内应当设置的速度曲线的拐点数量、及各拐点的旋转速度,以基于拐点数量的分辨率测量输入的速度指令信号Sc的占空比,并基于与速度指令信号Sc的占空比的测量结果相对应的拐点的旋转速度,来确定电机50的目标旋转速度。
在此,拐点是指用于规定任意速度曲线的、由速度指令信号Sc的占空比与电机的旋转速度构成的二维正交坐标系中的点。通过设置拐点,可以任意设置速度曲线的斜率。如后所述,在本实施方式中,各拐点的旋转速度的值是预先设置的,另一方面,各拐点的速度指令信号Sc的占空比的值是以基于拐点设置数量的分辨率确定的。
以下,对利用电机控制电路11确定目标旋转速度的确定方法进行详细说明。
图2A是表示实施方式1涉及的表示速度指令信号Sc的占空比与目标旋转速度的关系的速度曲线的一个示例的图。图2B是图2A所示的速度曲线201的区域a的放大图。在图2A及图2B中,纵轴表示目标旋转速度[rpm],横轴表示速度指令信号Sc的占空比[%]。
图2A及图2B所示的速度曲线201表示在作为速度指令信号Sc的PWM信号可获取的占空比范围(例如0%~100%)内,占空比与电机50的目标旋转速度(目标转速)的对应关系。如下设定速度曲线201:将拐点数量设为“50个”,并且在占空比0%~10%的区间与占空比80%~100%的区间内,旋转速度相对于占空比的变化比例(斜率)发生变化。
例如,当拐点数(拐点数量)m(m为1以上的整数)为“50”时,如图2B所示,每隔2%(=(100%-0%)/50)设置拐点In,并在各拐点In设置任意的旋转速度。例如,在拐点In(1)设置旋转速度“800”,在拐点In(2)设置旋转速度“1200”。
实施方式1涉及的电机控制电路11将拐点数m的信息及各拐点的旋转速度的信息作为参数信息300预先存储在存储装置中,并基于存储的参数信息300、及以基于拐点数m的分辨率分析的速度指令信号Sc的占空比,来计算电机50的目标旋转速度。具体而言,电机控制电路11包括速度指令分析部24、存储部26、及目标旋转速度确定部25作为功能部,用于确定电机50的目标旋转速度。
存储部26是用于存储基于速度指令信号Sc计算电机50的目标旋转速度所需的参数信息300的功能部。
参数信息300是指用于规定表示速度指令信号Sc的占空比与目标旋转速度的关系的速度曲线的数据。具体而言,参数信息300包含分辨率信息301及旋转速度信息302。
分辨率信息301是用于表示速度指令信号Sc的占空比的分辨率的信息。在本实施方式中,分辨率信息301包含在速度曲线上等间隔地设置的拐点的数量的信息(以下也称为“拐点数”)303。旋转速度信息302是包含各拐点的旋转速度值的信息。旋转速度信息302例如是基于分辨率信息301所指定的拐点数303而将各拐点赋予的拐点的排列序号m与旋转速度值相互关联的数据对。
存储部26构成为可改写参数信息300。例如,存储部26由搭载于作为电机控制电路11的程序处理装置中的闪速存储器等可改写的非易失性存储器的存储区域实现,并在存储区域存储参数信息300。如上所述,上级装置4或其它信息处理装置(例如PC)通过通信部20而与电机控制电路11进行通信,从而可改写存储于存储部26的参数信息300。
速度指令分析部24是功能部,其从外部(上级装置4)接收利用占空比来指示驱动对象即电机50的目标旋转速度的速度指令信号Sc(PWM信号),并对接收的速度指令信号Sc进行分析。速度指令分析部24以参数信息300所含的分辨率信息301所指定的分辨率来测量速度指令信号Sc的占空比,并输出测量值。
具体而言,速度指令分析部24以基于作为分辨率信息301的拐点数(拐点的数量)m的分辨率来测量速度指令信号Sc的占空比,并输出测量结果。例如,当拐点数m=50时,以2%(=占空比的范围/分辨率=(100%-0%)/50)的分辨率(单位)测量速度指令信号Sc的占空比。例如,当输入了占空比1%的速度指令信号Sc时,速度指令分析部24将速度指令信号Sc的占空比的测量值输出为“0%”,当输入了占空比3%的速度指令信号Sc时,将速度指令信号Sc的占空比的测量值输出为“2%”。由此,速度指令分析部24以基于拐点数量的分辨率来分析速度指令信号Sc的占空比。
目标旋转速度确定部25基于存储于存储部26的参数信息300、及速度指令分析部24对速度指令信号Sc的占空比的测量结果,来确定目标旋转速度。具体而言,目标旋转速度确定部25在以分辨率(基于分辨率信息301(拐点数m)的分辨率)将速度指令信号Sc可获取的占空比范围(例如0%~100%)等分所得的每个占空比处设置拐点In,并基于设置的拐点In与旋转速度信息302,计算与速度指令分析部24测量的速度指令信号Sc的占空比相对应的旋转速度,并将计算出的旋转速度确定为目标旋转速度。
在本实施方式中,如上所述,拐点是能够改变速度曲线的斜率的点,但拐点处的斜率并不一定变化。例如,在图2A所示的速度曲线201的点202(占空比30%)处速度曲线的斜率不变化,但在本实施方式中,依然在点202处设置了拐点。即,在本实施方式中,各拐点处的斜率是否变化,取决于通过旋转速度信息302可任意设置的旋转速度的值。
接下来,说明目标旋转速度的具体计算处理流程。
在此,与图2A及图2B的情况相同,以如下情况为例进行说明:速度指令信号Sc可获取的占空比范围为0%~100%,作为分辨率信息301的拐点数(拐点In的数)m被设置为“50”,在50个各拐点In处设置如图2A及图2B所示的既定的旋转速度的值作为旋转速度信息302。
图3是用于说明利用实施方式1涉及的电机控制电路11计算目标旋转速度的计算方法的图。图4是表示利用实施方式1涉及的电机控制电路11计算目标旋转速度的计算方法的处理流程之一例的流程图。
例如,当电机控制电路11启动后,目标旋转速度确定部25从存储部26读出参数信息300并进行初始设置。具体而言,首先目标旋转速度确定部25基于存储于存储部26的分辨率信息301(拐点数303)及旋转速度信息302,在速度指令信号Sc可获取的占空比范围(0%~100%)内等间隔地设置拐点In(步骤S11)。具体而言,目标旋转速度确定部25在基于拐点数m将速度指令信号Sc可获取的占空比范围(0%~100%)等分所得的每个占空比处设置拐点In。
在上述示例的情况下,拐点数303被设置为m=50,因此,如图2B及图3所示,目标旋转速度确定部25在0%~100%的占空比的范围内,每隔2%(=占空比的范围/拐点数=(100%-0%)/50)设置拐点In,并对各拐点In分别赋予0~50的排列序号m。
接下来,电机控制电路11判断是否从外部(上级装置4)向电机控制电路11中输入了作为速度指令信号Sc的PWM信号(步骤S12)。未输入速度指令信号Sc时(步骤S12:否),电机控制电路11继续等待速度指令信号Sc的输入。
输入了速度指令信号Sc时(步骤S12:是),速度指令分析部24测量速度指令信号Sc的占空比(步骤S13)。具体而言,速度指令分析部24以存储于存储部26的分辨率信息301(拐点数303)所指定的分辨率来测量速度指令信号Sc的占空比。例如,在上述示例的情况下,根据分辨率信息301将拐点的数量设置为“50”,因此,在速度指令信号Sc可获取的0%~100%的占空比的范围内,以2%(=(100%-0%)/50)的分辨率(单位)测量速度指令信号Sc的占空比。在此,输入的速度指令信号Sc的占空比的测量值设为6%。
接下来,目标旋转速度确定部25基于设置的拐点In与旋转速度信息302,计算与速度指令分析部24测量的速度指令信号Sc的占空比相对应的旋转速度。具体而言,首先目标旋转速度确定部25从设置的拐点In中确定与在步骤S11中获取的占空比的测量值相对应的拐点In的排列序号k(步骤S14)。在上述示例的情况下,步骤S12中测量的速度指令信号Sc的占空比为“6%”,因此如图3所示,目标旋转速度确定部25将与输入的速度指令信号Sc相对应的拐点的排列序号k设为与占空比=6%相对应的排列序号“3”(k=3)。
接下来,目标旋转速度确定部25计算在步骤S14中确定的排列序号k的拐点In(k)的旋转速度(步骤S15)。在上述示例的情况下,如图3所示,目标旋转速度确定部25从旋转速度信息302中读出在步骤S14中确定的排列序号k=3的拐点的旋转速度的值“1520”。
然后,目标旋转速度确定部25将在步骤S13中获取的旋转速度确定为目标旋转速度(步骤S16)。在上述示例的情况下,目标旋转速度确定部25将在步骤S15中获取的旋转速度的值“1520”作为目标旋转速度赋予给驱动控制信号生成部14。
通过以上处理步骤,基于速度指令信号Sc计算出目标旋转速度。
以上,在实施方式1涉及的电机控制电路11中,存储表示速度指令信号Sc的占空比的分辨率的分辨率信息301、及表示速度曲线的拐点In(k)的旋转速度的旋转速度信息302作为用于规定速度曲线的参数信息300,所述速度曲线表示速度指令信号Sc的占空比与电机50的目标旋转速度的关系。电机控制电路11在基于分辨率信息301将速度指令信号Sc可获取的占空比范围等分所得的每个占空比处设置拐点In(k),并基于设置的拐点In(k)与旋转速度信息302,计算与输入的速度指令信号Sc的占空比的测量结果相对应的旋转速度,且将计算出的旋转速度确定为目标旋转速度。
据此,用户通过任意设定分辨率信息301所指定的速度指令信号Sc的占空比的分辨率、及基于该分辨率而等间隔配置的拐点In的旋转速度的值,可以设定高自由度的速度曲线。
具体而言,电机控制电路11存储在速度曲线上等间隔地设置的拐点数(拐点In的数量)m的信息(拐点数303)作为分辨率信息301,并以基于拐点数m的分辨率测量速度指令信号Sc的占空比。并且,电机控制电路11从已设定的拐点In中确定与测量的速度指令信号Sc的占空比相对应的拐点In(k),基于旋转速度信息302计算确定的拐点In(k)的旋转速度,并将计算出的旋转速度设为目标旋转速度。
如上所述,根据实施方式1涉及的电机控制电路11,只要预先存储速度指令信号的占空比的分辨率(拐点的排列序号)的信息及各拐点的旋转速度的信息,就能自动地等间隔设置拐点,并对各拐点分配所需的旋转速度。由此,相比于现有速度曲线的设置方法那样,预先存储设置了速度指令信号的占空比的值及旋转速度的值的拐点的数据的情况,能够更简便地设置高自由度的速度曲线。
此外,根据实施方式1涉及的电机控制电路11,基于分辨率信息301(拐点的排列序号)计算各拐点的占空比的值,因此无需预先存储各拐点的占空比的信息,从而能够削减搭载于电机控制电路11的闪速存储器等可改写的非易失性存储器的容量。由此,可以控制电机控制电路11的成本。
此外,电机控制电路11并非像现有方法那样实际导出表示速度曲线的函数并使用该函数计算目标旋转速度,而是以与拐点数量相应的分辨率测量速度指令信号Sc的占空比,并从旋转速度信息302中读出与速度指令信号Sc的占空比的测量值相对应的拐点的旋转速度,从而确定目标旋转速度,因此无需复杂的运算,从而可抑制CPU的处理负荷。
《实施方式2》
图5是表示实施方式2涉及的电机驱动控制装置10A的一个构成示例的图。不同于实施方式1涉及的电机驱动控制装置10,实施方式2涉及的电机驱动控制装置10A具有按照将拐点In间线性插值的速度曲线来计算目标旋转速度的功能,其他方面与实施方式1涉及的电机驱动控制装置10相同。
实施方式2涉及的电机控制电路11A在速度指令信号Sc可获取的占空比范围(例如0%~100%)内等间隔地设置拐点,并按照在各拐点In间等间隔地设置用于将各拐点In间线性插值的线性插值点Cr的速度曲线,来计算目标旋转速度。
图6是用于说明实施方式2涉及的目标旋转速度的计算方法的图。
在图6中示出了表示实施方式2涉及的速度指令信号Sc的占空比与目标旋转速度的关系的速度曲线203的一个示例。在图6中,纵轴表示目标旋转速度[rpm],横轴表示速度指令信号Sc的占空比[%]。
与图2A所示的速度曲线201同样,图6所示的速度曲线203在作为速度指令信号Sc的PWM信号可获取的占空比范围(本例为0%~100%)中,将拐点的数量设为“50个”,每隔2%(=占空比范围/拐点数=(100%-0%)/50)设置一个拐点In,并对各拐点In分配既定的旋转速度。此外,与速度曲线201同样,速度曲线203被设置为:在占空比0%~10%的区间及占空比80%~100%的区间内旋转速度相对于速度指令信号Sc的占空比的变化比例(斜率)发生变化。此外,速度曲线203在相邻的拐点In间等间隔地设定q(=7)个线性插值点Cr(1)~Cr(7)。
应予说明,在图6中,与图2B同样,放大表示速度曲线203中的速度指令信号Sc的占空比为0%~8%的范围。
电机控制电路11A为了规定如图6所示的速度曲线203,使用作为第一分辨率的拐点数m、各拐点处设置的旋转速度的值、及作为比第一分辨率高的第二分辨率的速度指令数p(p≥m)。
电机控制电路11A以速度指令数p测量输入的速度指令信号Sc的占空比,并确定与测量的速度指令信号Sc的占空比相对应的速度指令的排列序号。电机控制电路11A计算紧挨已确定的排列序号的速度指令的前面(日语:直前)的拐点与紧挨已确定的排列序号的速度指令的后面(日语:直後)的拐点之间的旋转速度的差。
电机控制电路11A根据基于第一分辨率(拐点数m)及第二分辨率(速度指令数p)的线性插值点数q、与计算出的两个拐点In间的旋转速度的差,从而计算该两个拐点In间存在的线性插值点Cr间的旋转速度的增加量。
电机控制电路11A基于已确定的速度指令信号Sc的排列序号、线性插值点数q、及线性插值点Cr间的旋转速度的增加量,计算与已确定的速度指令信号Sc的排列序号相对应的旋转速度,并将计算出的旋转速度确定为目标旋转速度。以下,具体说明电机控制电路11A对目标旋转速度的确定方法。
如图5所示,电机控制电路11A包括速度指令分析部24A、存储部26A、及目标旋转速度确定部25A作为用于确定电机50的目标旋转速度的功能部。
与实施方式1涉及的存储部26同样,在存储部26A中存储基于速度指令信号Sc计算电机50的目标旋转速度所需的参数信息300A。
参数信息300A包含旋转速度信息302及分辨率信息301A。分辨率信息301A包含作为第一分辨率的拐点数303、作为第二分辨率的速度指令数304、及线性插值点数305。另外,存储部26A中预先存储拐点数303、速度指令数304、及线性插值点数305中的至少两个信息作为分辨率信息301A即可,剩余的一个信息可根据另两个信息进行计算。
与实施方式1同样,拐点数303是速度指令信号Sc可获取的占空比范围(例如0%~100%)内可设置的拐点数(拐点In的数)m。
速度指令数304是表示速度指令信号Sc的占空比的分辨率的值(也成为速度指令数p)。换言之,速度指令数304(p)表示由速度指令信号Sc的占空比确定的速度指令的总数。如后所述,各速度指令中按照速度指令数p被赋予排列序号。速度指令数p是作为第一分辨率的拐点数m以上的值。
线性插值点数305在相邻的拐点In间等间隔地设置,是用于将该拐点In间线性插值的线性插值点Cr的数(也称为线性插值点数q)。线性插值点数q优选设为比2的乘方少1的值。例如,将n设为1以上的整数,线性插值点数q为q=(2n-1)。
图7是表示速度指令数、线性插值点数、及拐点数的相互关系的一个示例的图。在图7中,表示速度指令信号Sc的占空比的分辨率(速度指令数p)为256、400、512时的线性插值点数q(=2n-1)及拐点m的数值例。
如图7所示,速度指令数p、拐点数m、及线性插值点数q之间存在相关性,速度指令数p、拐点数m、及线性插值点数q中若有两个值确定,则另一个值也是确定的。例如,当速度指令数(速度指令的排列数)p=400、拐点的排列数(拐点数)m=50时,线性插值点数q=7(=速度指令数/拐点数=(400/50)-1)。此外,例如,当速度指令数(速度指令的排列数)p=256、线性插值点数q=24-1=15时,拐点数m=速度指令数/(线性插值点数+1)=256/(15+1)=16。
在本实施方式中,作为一个示例,在存储部26A中预先存储拐点数303及速度指令数304这两个信息作为分辨率信息301A。
与存储部26同样,存储部26A例如通过搭载于作为电机控制电路11A的程序处理装置的闪速存储器等可改写的非易失性存储器的存储区域来实现,该存储区域内存储参数信息300A。上级装置4或其它信息处理装置(例如PC)通过通信部20与电机控制电路11A进行通信,从而可改写存储于存储部26A的参数信息300A。
速度指令分析部24A以分辨率信息301A所指定的速度指令数p(第二分辨率)测量速度指令信号Sc的占空比,并输出测量值。具体而言,速度指令分析部24A以基于速度指令数p的第二分辨率测量速度指令信号Sc的占空比,并输出测量结果。例如,如图7所示,当速度指令数p=256时,速度指令分析部24A以0.391%(=占空比范围/速度指令数=(100%-0%)/256)的分辨率(单位)测量速度指令信号Sc的占空比。
目标旋转速度确定部25A基于存储于存储部26A的参数信息300A、及速度指令分析部24A对速度指令信号Sc的占空比的测量结果,来确定目标旋转速度。
目标旋转速度确定部25A基于在作为速度指令信号Sc的PWM信号可获取的占空比范围(例如0%~100%)内等间隔地设置的拐点In、及在拐点In间等间隔地设置的线性插值点Cr来规定图6所示的速度曲线,并按照该速度曲线确定目标旋转速度。
以下,使用图8及图9来说明目标旋转速度确定部25A对目标旋转速度的具体计算处理流程。
图8是用于说明实施方式2涉及的电机控制电路11A对目标旋转速度的计算方法的图。图9是表示实施方式2涉及的电机控制电路11A对目标旋转速度的计算方法的处理流程的一个示例的流程图。
在此,以如下情况为例进行说明:速度指令信号Sc可获取的占空比范围为0%~100%,作为拐点数303的拐点In的数(拐点数m)被设置为“50”,在50个各拐点In处设定图6所示的既定的旋转速度的值作为旋转速度信息302,作为速度指令数304的占空比的第二分辨率(速度指令数)p的值被设置为“400”。
例如,当电机控制电路11A的启动后,目标旋转速度确定部25A从存储部26A读出参数信息300A并进行初始设置。具体而言,首先,目标旋转速度确定部25A在基于作为第二分辨率的速度指令数304(p)将速度指令信号Sc可获取的占空比范围等分所得的每个占空比处设置速度指令的排列序号(步骤S21)。例如,在上述示例的情况下,根据速度指令数304将第二分辨率(速度指令数p)设定为“400”,如图8所示,每隔以“400”将0~100%的占空比等分所得的0.25%(=占空比范围/速度指令数=(100%-0%)/400),分别对速度指令赋予0~400的排列序号p。
接下来,与实施方式1同样,目标旋转速度确定部25A基于存储在存储部26A的分辨率信息301A(拐点数303)及旋转速度信息302,在速度指令信号Sc可获取的占空比范围(0%~100%)内等间隔地设置拐点In(m)(步骤S22)。具体而言,目标旋转速度确定部25A在基于作为第一分辨率的拐点数m将速度指令信号Sc可获取的占空比范围(0%~100%)等分所得的每个占空比处设置拐点In。
在上述示例的情况下,由于表示拐点数303的第一分辨率m的值被设置为“50”,因此,如图6及图8所示,目标旋转速度确定部25A在0%~100%的占空比的范围内,每隔2%(占空比范围/拐点数=(100%-0%)/50)设置一个拐点In,并对各拐点In赋予排列序号m(m为0以上的整数)。
接下来,判断是否从外部(上级装置4)向电机控制电路11A输入了作为速度指令信号Sc的PWM信号(步骤S23)。在未输入速度指令信号Sc时(步骤S23:否),电机控制电路11A继续等待速度指令信号Sc的输入。
在输入了速度指令信号Sc时(步骤S23:是),速度指令分析部24A测量速度指令信号Sc的占空比(步骤S24)。具体而言,速度指令分析部24A以存储于存储部26A的分辨率信息301A(速度指令数304)所指定的速度指令数(第二分辨率)p来测量速度指令信号Sc的占空比。例如,在上述示例的情况下,根据速度指令数304将速度指令数p设置为“400”,因此以0.25%(=占空比范围/速度指令数=(100%-0%)/400)的分辨率测量速度指令信号Sc的占空比。在此,将输入的速度指令信号Sc的占空比的测量值设为“3%”。
接下来,目标旋转速度确定部25A从在步骤S21中设置的速度指令的排列序号中,确定与在步骤S24中获取的占空比的测量值相对应的速度指令的排列序号j(步骤S25)。在上述示例的情况下,由于步骤S24中测量的速度指令信号Sc的占空比为“3%”,因此,如图8所示,目标旋转速度确定部25A将与输入的速度指令信号Sc相对应的速度指令的排列序号j设为与占空比=3%相对应的排列序号“12”(j=12)。
接下来,目标旋转速度确定部25A判断速度指令数p与拐点数m是否一致(步骤S26)。当p=m时(步骤S26:是),速度指令的排列序号与拐点的排列序号一致,因此在步骤S25中确定的排列序号j的速度指令表示某个拐点In。因此,此时与实施方式1同样,目标旋转速度确定部25A确定与在步骤S25中确定的速度指令的排列序号j一致的排列序号m的拐点In(j),并从旋转速度信息302中获取已确定的拐点In(j)的旋转速度的值(步骤S27)。然后,目标旋转速度确定部25A将在步骤S27中获取的旋转速度确定为目标旋转速度(步骤S34)。另外,在上述示例的情况下,若p≠m(速度指令数p与拐点数m不一致)则不执行步骤S27的处理。
另一方面,当p≠m时(速度指令数p与拐点数m不一致时)(步骤S26:否),目标旋转速度确定部25A计算在步骤S25中确定的速度指令的排列序号j的速度指令的前一个拐点In的旋转速度Rl(步骤S28)。例如,在上述示例的情况下,如图8所示,目标旋转速度确定部25A从旋转速度信息302中读出在步骤S25中已确定的排列序号j=12的速度指令的前一个拐点In(1)的旋转速度“800”。
接下来,目标旋转速度确定部25A计算在步骤S25中确定的排列序号j的速度指令后存在的拐点In的旋转速度Rh(步骤S29)。例如,在上述示例的情况下,目标旋转速度确定部25A从旋转速度信息302中读出在步骤S25中确定的排列序号j=12的速度指令后存在的拐点In(2)的旋转速度“1200”。
接下来,目标旋转速度确定部25A计算在步骤S28中计算出的排列序号j的速度指令的前一个拐点In的旋转速度、与在步骤S29中计算出的排列序号j的速度指令的后一个拐点In的旋转速度的差(步骤S30)。在上述示例的情况下,紧挨排列序号j的速度指令的前面的拐点In(1)的旋转速度为“800”,紧挨排列序号j的速度指令的后面的拐点In(2)的旋转速度为“1200”,因此拐点In(1)与拐点In(2)的旋转速度的差|Rh-Rl|为“400”。
接下来,目标旋转速度确定部25A计算排列序号j的速度指令的前一个拐点In与排列序号j的速度指令的后一个拐点In之间设置的线性插值点Cr间的旋转速度的增加量(步骤S31)。具体而言,目标旋转速度确定部25A将在步骤S30中计算出的拐点In(1)与拐点In(2)的旋转速度的差|Rh-Rl|除以将线性插值点数q加1后得到的值(=2n),从而计算线性插值点Cr间的旋转速度的单位增加量。在上述示例的情况下,步骤S30中计算出的旋转速度的差|Rh-Rl|为“400”,线性插值点数q=7(23-1),因此,紧挨排列序号j=12的速度指令的前面的拐点In(1)与紧挨排列序号j=12的速度指令的后面的拐点In(2)之间的线性插值点Cr间的旋转速度的增加量为400/23=50。
此时,线性插值点数q加1后得到的值(=2n)是通过以下方式计算的。例如,当存储部26A中预先存储拐点数303及速度指令数304作为分辨率信息301A时,目标旋转速度确定部25A用速度指令数304(p=400)除以拐点数303(m=50),来计算线性插值点数q加1后得到的值(2n=8)。另一方面,当线性插值点数q作为分辨率信息301A存储于存储部26A时,直接使用存储的值即可。
接下来,目标旋转速度确定部25A确定如下事项:步骤S25中已确定的排列序号j的速度指令与紧挨排列序号j的速度指令的前面的拐点In(1)与紧挨排列序号k的速度指令的后面的拐点In(2)之间存在的线性插值点Cr中的哪个线性插值点Cr一致(步骤S32)。
具体而言,目标旋转速度确定部25A用步骤S25中已确定的排列序号j除以将线性插值点数q加1后得到的值(2n=8),计算其余数r。在上述示例的情况下,步骤S25中确定的排列序号j=12,线性插值点数q=7(23-1),因此计算12除以8(=23)时余数r=4。由此,如图8所示,目标旋转速度确定部25A判断步骤S25中确定的排列序号j=12的速度指令对应于从拐点In(1)起的“第4个”线性插值点Cr。
接下来,目标旋转速度确定部25A计算步骤S32中确定的与排列序号j的速度指令相对应的线性插值点Cr的旋转速度Rj(步骤S33)。例如,目标旋转速度确定部25A使紧挨步骤S28中确定的排列序号j的速度指令的前面的拐点In(1)的旋转速度Rl与使在步骤S32计算出的余数r乘以步骤S31计算出的旋转速度的增加量所得的值相加,从而计算与步骤S25中确定的排列序号j的速度指令相对应的旋转速度Rj(R(j)=Rl+r×|Rh-Rl|/2n)。在上述示例的情况下,排列序号j=12的旋转速度R(j)=800+4×(1200-800)/8=1000。
然后,目标旋转速度确定部25A将步骤S33中计算出的旋转速度Rj确定为目标旋转速度(步骤S34)。
通过以上处理步骤,根据速度指令信号Sc计算目标旋转速度。
以上,如上所述,实施方式2涉及的电机控制电路11A中,预先存储以下信息中的至少两个信息作为分辨率信息301A:作为速度指令信号Sc的占空比的第一分辨率的拐点数303;表示速度指令信号Sc的占空比的第二分辨率(高于第一分辨率)的速度指令数304;及在相邻的拐点In间等间隔设置的用于线性插补该拐点In间的线性插值点数305。
如上所述,电机控制电路11A在基于拐点数303(m)将速度指令信号Sc可获取的占空比范围(例如0%~100%)等分所得的每个占空比处设置拐点In,并在基于作为第二分辨率的速度指令数304(p)将速度指令信号Sc可获取的占空比范围(例如0%~100%)等分所得的每个占空比处设置速度指令的排列序号p,从设置的排列序号p中确定与输入的速度指令信号Sc的占空比的测量结果相对应的排列序号j。
并且,如上所述,电机控制电路11A基于紧挨已确定的排列序号j的速度指令的前面的拐点的旋转速度与紧挨已确定的排列序号j的速度指令的后面的拐点的旋转速度的差(|Rh-Rl|),计算前一个拐点与后一个拐点之间存在的线性插值点Cr间的旋转速度的增加量,基于该计算出的增加量及线性插值点数(线性插值点的数量)q,计算与确定的排列序号j的速度指令相对应的旋转速度Rj,并将计算出的旋转速度Rj确定为目标旋转速度。
由此,根据实施方式2涉及的电机控制电路11A,可以在拐点In间进行线性插值,因此能够规定自由度更高的速度曲线。例如,根据现有的速度曲线的设置方法,虽然可以通过增加拐点数量来提高速度曲线的自由度,但是单纯地增加拐点时,目标速度的计算变得复杂,有可能导致处理器的处理速度变慢。相对于此,根据实施方式2涉及的电机控制电路11A,通过在拐点In间设置线性插值点Cr,不用增加拐点数量就能提高速度曲线的自由度。
此外,在实施方式2涉及的电机控制电路11A中,通过将线性插值点数q设为比2的乘方少1的数,从而如上所述,线性插值点Cr的旋转速度可以通过移位(shift)运算而非除法进行计算,因此,可以采用无除法器的廉价微控制器作为电机控制电路11A,并且,即使是廉价的微控制器,也能够防止除法运算导致的处理速度下降。此外,根据情况不同,还能够期待削减ROM的容量。
此外,根据实施方式2涉及的电机控制电路11A,只要预先存储拐点数303、速度指令数304、及线性插值点数305中的至少两个数据作为分辨率信息301A,就能计算剩余一个的数据,因此可以控制微控制器中应预先存储的数据量。由此,可以削减作为电机控制电路11A的微控制器中搭载的非易失性存储器的容量,有助于削减电机控制电路11A的成本。
《实施方式的扩展》
以上,基于实施方式对本发明人完成的发明进行了具体说明,但本发明并不限定于此,当然可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,例示了由目标旋转速度确定部25、25A确定与速度指令分析部24、24A测量的速度指令信号的占空比相对应的拐点或速度指令的排列序号的情况,但并不限定于此。例如,也可以由速度指令分析部24、24A确定与测定的速度指令信号的占空比相对应的拐点或速度指令的排列序号,并将确定的排列序号的值赋予给目标旋转速度确定部25、25A。
此外,在实施方式2中,作为预先存储在存储部26A中的分辨率信息301A,例示了拐点数303及速度指令数304,并根据拐点数303及速度指令数304计算线性插值点数305,但并不限定于此。例如,电机控制电路11A也可以预先将拐点数303及线性插值点数305存储于存储部26A,并基于这两个信息来计算速度指令数304,还可以预先将速度指令数304及线性插值点数305存储于存储部26A,并基于这两个信息来计算拐点数303。
此外,上述流程图是具体示例,本发明并不限定于这些流程图。例如,在上述流程图中,也可以将各处理的顺序调换。此外,在上述流程图中,既可以在各步骤间插入其它处理,也可以使部分处理同时进行。
由上述实施方式的电机驱动控制装置驱动的电机的相数并不限于三相。此外,霍尔元件的个数也不受特别限定。
电机的旋转速度的检测方法不受特别限定。例如,也可以通过无位置传感器方式来检测旋转速度,即,不使用霍尔元件等位置检测器,而是使用电机线圈感应的反电动势检测旋转速度。
标记的说明
1风扇单元;2、2A电机单元;4上级装置;5风扇(风扇电机);10、10A电机驱动控制装置;11、11A电机控制电路;12电机驱动电路;13位置检测装置;14驱动控制信号生成部;15占空比确定部;16通电控制部;17旋转速度测量部;18FG信号生成部;20通信部;21发送部;22接收部;22A目标旋转速度确定部;23通信控制部;24、24A速度指令分析部;25、25A目标旋转速度确定部;26、26A存储部;41数据处理控制部;42通信部;50电机;51叶轮(Impeller);201、203速度曲线;300、300A参数信息;301、301A分辨率信息;302旋转速度信息;303、m拐点数(拐点的数量的信息.第一分辨率的一个示例);304、p速度指令数(第二分辨率的一个示例);305、q线性插值点数(线性插值点的数量);Cr、Cr(1)~Cr(7)线性插值点;In拐点;Sc速度指令信号;Sd驱动控制信号;So旋转速度信号。
Claims (10)
1.一种电机控制电路,其特征在于,包括:
速度指令分析部,其测量被输入的、指示驱动对象即电机的目标旋转速度的速度指令信号的占空比;
存储部,其存储用于规定速度曲线的参数信息,所述速度曲线表示所述速度指令信号的占空比与所述目标旋转速度的关系;
目标旋转速度确定部,其基于存储在所述存储部的所述参数信息、及所述速度指令分析部对所述速度指令信号的占空比的测量结果,来确定所述目标旋转速度;以及
驱动控制信号生成部,其基于所述目标旋转速度确定部确定的所述目标旋转速度,生成用于控制所述电机的驱动的驱动控制信号,
所述参数信息包含:分辨率信息,其表示所述速度指令信号的占空比的分辨率;及旋转速度信息,其表示所述速度曲线上的拐点的旋转速度,
所述目标旋转速度确定部按照基于所述分辨率信息将所述速度指令信号能够获得的占空比范围等分而得到的占空比设定所述拐点,并基于已设定的所述拐点及所述旋转速度信息,计算与利用所述速度指令分析部测量的所述速度指令信号的占空比相对应的旋转速度,将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
2.根据权利要求1所述的电机控制电路,其中,
所述存储部构成为能够改写所述参数信息。
3.根据权利要求1所述的电机控制电路,其中,
所述分辨率的信息包含在所述速度曲线上等间隔地设置的所述拐点的数量的信息,
所述速度指令分析部以基于所述拐点数量的分辨率测量所述速度指令信号的占空比,
所述目标旋转速度确定部从已设定的所述拐点中确定与利用所述速度指令分析部测量的所述速度指令信号的占空比相对应的所述拐点,并基于所述旋转速度信息计算已确定的所述拐点的旋转速度,将计算出的所述旋转速度设为所述目标旋转速度。
4.根据权利要求1所述的电机控制电路,其中
所述分辨率的信息包含以下信息中的至少两个信息:作为所述速度指令信号的占空比的第一分辨率的所述拐点的数量的信息;作为所述速度指令信号的占空比的高于所述第一分辨率的第二分辨率的速度指令数的信息;及在相邻的所述拐点间等间隔设置的、用于将该拐点间线性插值的线性插值点的数量的信息,
在所述目标旋转速度确定部,按照基于所述拐点数量将所述速度指令信号能够取得的占空比范围等分所得的占空比设定所述拐点,并且按照基于所述速度指令数将所述速度指令信号取得的占空比范围等分所得的占空比设定速度指令的排列序号,从已设定的所述速度指令的排列序号中确定与利用所述速度指令分析部测量的所述速度指令信号的占空比相对应的所述速度指令的排列序号,
所述目标旋转速度确定部基于已确定的所述速度指令的排列序号的前一个拐点的旋转速度与已确定的所述速度指令的排列序号的后一个拐点的旋转速度的差,计算所述前一个拐点与所述后一个拐点之间存在的所述线性插值点间的旋转速度的增加量,基于该计算出的所述线性插值点间的旋转速度的增加量的值与所述线性插值点的数量,计算与已确定的所述速度指令的排列序号相对应的旋转速度,并将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
5.根据权利要求4所述的电机控制电路,其中,
在所述目标旋转速度确定部,将已确定的所述速度指令的排列序号除以将所述线性插值点的数量加1后的数,并将得到的余数值乘以所述线性插值点间的旋转速度的增加量,使相乘得到的值与所述前一个拐点的旋转速度相加,将相加所得到的值确定为所述目标旋转速度。
6.根据权利要求4所述的电机控制电路,其中,
当n为1以上的整数时,所述线性插值点的数量为(2n-1)。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的电机控制电路,其中,
所述目标旋转速度确定部基于所述拐点的数量的信息及所述速度指令数的信息来计算所述线性插值点的数量。
8.一种电机驱动控制装置,其特征在于,包括:权利要求1所述的电机控制电路;及
电机驱动电路,其基于所述电机控制电路生成的所述驱动控制信号来驱动所述电机。
9.一种电机单元,其特征在于,包括:权利要求8所述的电机驱动控制装置;及
由所述电机驱动控制装置驱动的所述电机。
10.一种电机控制方法,其由包括存储部的电机控制电路执行,所述存储部存储用于规定速度曲线的参数信息,所述速度曲线表示用于指示驱动对象即电机的目标旋转速度的速度指令信号的占空比与所述目标旋转速度的关系,所述电机控制方法的特征在于,包括:
第一步骤,其中,测量输入的所述速度指令信号的占空比;
第二步骤,其中,基于存储在所述存储部的所述参数信息、及所述第一步骤中测量的所述速度指令信号的占空比,来确定所述目标旋转速度;以及
第三步骤,其中,基于所述第二步骤中确定的所述目标旋转速度,生成用于控制所述电机的驱动的驱动控制信号,
所述参数信息包含:分辨率信息,其表示所述速度指令信号的占空比的分辨率;及旋转速度信息,其表示所述速度曲线上的拐点的旋转速度,
所述第二步骤包含如下步骤:按照基于所述分辨率信息将所述速度指令信号能够获得的占空比范围等分而得到的占空比设置所述拐点,并基于已设置的所述拐点及所述旋转速度信息,计算与所述第一步骤中测量的所述速度指令信号的占空比相对应的旋转速度,将计算出的所述旋转速度确定为所述目标旋转速度。
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