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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die Offenbarung bezieht sich auf eine Motorsteuerungsvorrichtung und ein Motorsteuerungsverfahren.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein bürstenloser Motor enthält einen Stator mit Dreiphasen-Spulen und einen Rotor mit Feld-Permanentmagneten. Ein Sensormagnet, der sich zusammen mit dem Rotor dreht bzw. rotiert, ist an der Rotationswelle des Rotors angebracht. Der Sensormagnet ist in Rotations- bzw. Drehrichtung abwechselnd mit S-Polen und N-Polen magnetisiert. In der Nähe des Sensormagneten sind in vorbestimmten Abständen in Drehrichtung drei Hallsensoren zur Erfassung der Drehposition angebracht, so dass ein Umschalten der Magnetpole des Sensormagneten erfasst werden kann.
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In einer Motorsteuerungsvorrichtung, die den Antrieb eines bürstenlosen Motors steuert, wird die Schaltposition (Hall-Flanke bzw. Hall-Kante bzw. „Hall edge“) der drei Hall-Sensoren als Referenz verwendet, und das Erregungsmuster, das den sechs Hall-Stufen entspricht, die durch eine Kombination von Potentialen von Positionserfassungssignalen dargestellt werden, die Ausgaben der drei Hall-Sensoren sind, wird an die Wechselrichterschaltung ausgegeben, die den bürstenlosen Motor antreibt, um den bürstenlosen Motor zu rotieren bzw. drehen.
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Aufgrund von Schwankungen in der Magnetisierung der Sensormagnete im bürstenlosen Motor, Schwankungen in der Einbauposition der Hallsensoren und Ähnlichem kann es dabei vorkommen, dass der elektrische Winkelabstand zwischen den beiden Hall-Flanken, die jede der sechs Hall-Stufen 1 bis 6 bilden, nicht dem für die Hall-Stufe entworfenen elektrischen Winkelabstand entspricht. Falls in einem solchen Fall die Ausgabe des Antriebssignals für jede Hall-Flanke umgeschaltet wird, kann die Bewegung des bürstenlosen Motors beeinträchtigt werden, und es können Vibrationen und anormale Geräusche auftreten.
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Daher wurde eine Motorsteuerungsvorrichtung vorgeschlagen, die eine Konfiguration aufweist, bei der ein Positionserfassungssignal für jede Hall-Flanke, die das Schalten der Hall-Stufe anzeigt, korrigiert wird, und ein Erregungsmuster auf der Grundlage des korrigierten Positionserfassungssignals geschaltet wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
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Stand der Technik
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Patentliteratur
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[Patentliteratur 1] Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2017-121105
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Die oben beschriebene Motorsteuerungsvorrichtung glättet die Bewegung des bürstenlosen Motors, indem sie das Timing bzw. den Zeitpunkt als Schaltzeitpunkt des Erregungsmusters verwendet, der gegenüber dem Zeitpunkt verzögert ist, an dem das Signal zur Erfassung der Hall-Flankenposition erfasst wird.
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In der oben beschriebenen Motorsteuerungsvorrichtung kann jedoch je nach Montageposition der drei Hallsensoren die Korrekturgröße bzw. -Menge des Positionserfassungssignals ein negativer Wert werden (das heißt die Verzögerungszeit für die Zeitkorrektur kann negativ werden), und in einigen Fällen kann der Schaltzeitpunkt des Erregungsmusters nicht gesteuert werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Die Offenbarung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände veranlasst, und die Offenbarung stellt eine Motorsteuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für die Motorsteuerungsvorrichtung bereit, die das Auftreten von Vibrationen und anormalen Geräuschen eines bürstenlosen Motors genau unterdrücken können.
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Lösung des Problems
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Eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung steuert die Drehung eines Rotors durch Steuerung der Erregung von Dreiphasenspulen eines bürstenlosen Motors. Die Motorsteuerungsvorrichtung enthält: mehrere Schaltelemente, die so angeordnet sind, dass sie die durch die Spulen fließenden Ströme schalten können; mehrere Sensoren, die entsprechend jeder der Spulen vorgesehen sind, um eine Drehposition des Rotors zu erfassen; und einen Steuerteil, der ein Antriebssignal zum Schalten der Schaltelemente auf der Grundlage von Positionserfassungssignalen ausgibt, die von den Sensoren ausgegeben werden. Der Steuerteil enthält: einen Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil, der ein Antriebssignal zum Schalten der Schaltelemente auf der Grundlage einer korrigierten Hall-Flanke ausgibt, die jede von sechs Hall-Stufen bildet, dargestellt durch eine Kombination von Potentialen der Positionserfassungssignale, die die Ausgaben der Sensoren sind; einen Zählerwertbezugsteil, der einen Zählerwert, der eine Zeit der Hall-Stufe ist, dargestellt durch eine Zeit zwischen zwei Hall-Flanken, die jede der Hall-Stufen bilden, aus dem Positionserfassungssignal bezieht; und einen Schaltsteuerteil, der den Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil veranlasst, das Antriebssignal auf der Grundlage jeder der um eine Verzögerungszeit korrigierten Hall-Flanken auszugeben, mit einem Wert als die Verzögerungszeit jeder aktuellen Hall-Flanke, der durch Berechnen jedes Zählerwerts einer vorherigen Hall-Stufe und einen voreingestellten Korrekturkoeffizienten erhalten wird. Mit einer Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe einen kleineren Zählerwert hat, indem die Hall-Flanke in einer Drehrichtung des bürstenlosen Motors verbreitert bzw. erweitert wird, definiert als eine erste Referenz-Hall-Flanke, von zwei Hall-Flanken, die eine erste Hall-Stufe bilden, was ein minimaler Zählerwert unter sechs Hall-Stufen-Zählerwerten ist, bezogen von dem Zählerwertbezugsteil, und mit dem Positionserfassungssignal, das einer Phase mit der ersten Referenz-Hall-Flanke entspricht, definiert als ein erstes Referenz-Positionserfassungssignal, und mit einer Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe einen kleineren Zählerwert hat, indem die Hall-Flanke in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird, definiert als eine zweite Referenz-Hall-Flanke, von zwei Hall-Flanken, die eine zweite Hall-Stufe bilden, was ein Zwischenwert zwischen einem maximalen Zählerwert und dem minimalen Zählerwert unter den sechs Hall-Stufen-Zählerwerten ist, bezogen von dem Zählerwertbezugsteil, und mit dem Positionserfassungssignal, das einer Phase mit der zweiten Referenz-Hall-Flanke entspricht, definiert als ein zweites Referenz-Positionserfassungssignal, für einen ersten Erfassungsfehler, wenn das erste Referenzpositionserfassungssignal als eine Referenz verwendet wird, und einen zweiten Erfassungsfehler, wenn das zweite Referenzpositionserfassungssignal als eine Referenz verwendet wird, unter Erfassungsfehlern, die Differenzen zwischen einem Mittelwert von Zählerwerten für drei in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors aufeinanderfolgende Hall-Stufen und den Zählerwerten der jeweiligen Hall-Stufen sind, der Korrekturkoeffizient, der aus einem von dem ersten Erfassungsfehler und dem zweiten Erfassungsfehler berechnet wird, basierend darauf ausgewählt und eingestellt wird, ob der erste Erfassungsfehler und der zweite Erfassungsfehler einen negativen Wert enthalten.
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Ein Motorsteuerungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung ist für eine Motorsteuerungsvorrichtung, die die Drehung eines Rotors durch Steuerung der Erregung von dreiphasigen Spulen eines bürstenlosen Motors steuert. Die Motorsteuerungsvorrichtung enthält: mehrere Schaltelemente, die so angeordnet sind, dass sie durch die Spulen fließende Ströme schalten können; mehrere Sensoren, die entsprechend jeder der Spulen vorgesehen sind, um eine Drehposition des Rotors zu erfassen; und einen Steuerteil, der ein Antriebssignal zum Schalten der Schaltelemente auf der Grundlage von Positionserfassungssignalen ausgibt, die von den Sensoren ausgegeben werden. Der Steuerteil enthält einen Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil, einen Zählerwertbezugsteil und einen Schaltsteuerteil, einen Referenzphasenauswahlteil, einen Mittelwertberechnungsteil, einen Erfassungsfehler-Berechnungsteil, einen Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil und einen Speichersteuerteil. Das Motorsteuerungsverfahren enthält: einen Gate-Steuerspannungsausgabeschritt, in dem der Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil ein Antriebssignal zum Schalten der Schaltelemente auf der Grundlage einer korrigierten Hall-Flanke ausgibt, die jede der sechs Hall-Stufen bildet, dargestellt durch eine Kombination von Potentialen der Positionserfassungssignale, die die Ausgaben der Sensoren sind; einen Zählerwertbezugsschritt, in dem der Zählerwertbezugsteil einen Zählerwert, der eine Zeit der Hall-Stufe ist, dargestellt durch eine Zeit zwischen zwei Hall-Flanken, die jede der Hall-Stufen bilden, aus dem Positionserfassungssignal bezieht; einen Schaltsteuerschritt, bei dem der Schaltsteuerteil den Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil veranlasst, das Antriebssignal auf der Grundlage jeder der um eine Verzögerungszeit korrigierten Hall-Flanken auszugeben, mit einem Wert als die Verzögerungszeit jeder aktuellen Hall-Flanke, der durch Berechnen jedes Zählerwerts einer vorherigen Hall-Stufe und einen voreingestellten Korrekturkoeffizienten erhalten wird; einen Referenzphasenauswahlschritt, in dem der Referenzphasenauswahlteil eine Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe einen kleineren Zählerwert hat, durch Verbreiterung bzw. Erweitern der Hall-Flanke in einer Drehrichtung des bürstenlosen Motors als eine erste Referenz-Hall-Flanke definiert, von zwei Hall-Flanken die eine erste Hall-Stufe bilden, was ein minimaler Zählerwert unter sechs Hall-Stufen-Zählerwerten ist, die durch den Zählerwertbezugsteil bezogen werden, das Positionserfassungssignal definiert, entsprechend einer Phase mit der ersten Referenz-Hall-Flanke, die als ein erstes Referenzpositionserfassungssignal definiert ist, eine Hall-Flanke definiert, deren entsprechende Hall-Stufe einen kleineren Zählerwert hat, indem die Hall-Flanke in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird, als eine zweite Referenz-Hall-Flanke definiert wird, von zwei Hall-Flanken, die eine zweite Hall-Stufe bilden, was ein Zwischenwert zwischen einem maximalen Zählerwert und dem minimalen Zählerwert unter den sechs Hall-Stufen-Zählerwerten ist, die durch den Zählerwertbezugsteil bezogen werden, und das Positionserfassungssignal entsprechend einer Phase mit der zweiten Referenz-Hall-Flanke als ein zweites Referenz-Positionserfassungssignal definiert; einen Mittelwertberechnungsschritt, in dem der Mittelwertberechnungsteil einen Mittelwert von Zählerwerten für drei in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors aufeinanderfolgende Hall-Stufen berechnet; einen Erfassungsfehlerberechnungsschritt, in dem der Erfassungsfehler-Berechnungsteil einen ersten Erfassungsfehler, wenn das erste Referenzpositionserfassungssignal als eine Referenz verwendet wird, und einen zweiten Erfassungsfehler, wenn das zweite Referenzpositionserfassungssignal als eine Referenz verwendet wird, unter Erfassungsfehlern berechnet, die Differenzen zwischen dem Mittelwert und den Zählerwerten der jeweiligen Hall-Stufen sind; einen Korrekturkoeffizienten-Berechnungsschritt, in dem der Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil einen ersten Korrekturkoeffizienten berechnet, indem er den ersten Erfassungsfehler durch den Mittelwert dividiert, und einen zweiten Korrekturkoeffizienten, indem er den zweiten Erfassungsfehler durch den Mittelwert dividiert; und einen Speichersteuerungsschritt, in dem der Speichersteuerungsabschnitt veranlasst, den aus einem von dem ersten Erfassungsfehler und dem zweiten Erfassungsfehler berechneten Korrekturkoeffizienten als den Korrekturkoeffizienten zu speichern, basierend darauf, ob der berechnete erste Erfassungsfehler und zweite Erfassungsfehler einen negativen Wert enthalten.
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Effekte
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Gemäß der Offenbarung ist es möglich, das Auftreten von Vibrationen und anormalen Geräuschen in einem bürstenlosen Motor akkurat zu unterdrücken.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Motorvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Korrekturkoeffizienten-Einstellungsprozedur gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Zählerwerte für jede Hall-Stufe gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Berechnungsergebnisse eines ersten Erfassungsfehlers unter Verwendung des ersten Mittelwertes gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Berechnungsergebnisse eines zweiten Erfassungsfehlers unter Verwendung des zweiten Mittelwerts gemäß der Ausführungsform zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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[Ausführungsform]
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Eine Motorsteuerungsvorrichtung und ein Motorsteuerungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Motorvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform zeigt.
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Wie in 1 dargestellt, enthält die Motorvorrichtung 100 einen Motor 2, einen Dreh- bzw. Rotationswellensensor 23, einen Steuerteil 6 und einen Wechselrichter 50.
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Die Motorvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform wird beispielsweise als Wischvorrichtung zum Wischen der Scheiben eines Fahrzeugs verwendet.
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[Konfigurationsbeispiel des Wechselrichters]
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Der Wechselrichter 50 gibt ein Ausgabesignal aus, um den Motor 2 zum Drehen anzutreiben, auf der Grundlage des von einem Antriebssignal-Erzeugungsteil erzeugten Antriebssignals. Das heißt, der Wechselrichter 50 treibt Schaltelemente (51a bis 51f) auf der Grundlage des vom Antriebssignal-Erzeugungsteil erzeugten Antriebssignals an und legt eine auf der Erregungswellenform basierende anstehende Spannung an die Dreiphasen-Ankerspulen (21u, 21v und 21w) an.
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Der Wechselrichter 50 erzeugt die anstehende Spannung aus einer Gleichstromleistung, die von einer Batterie 5 geliefert wird.
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Der Wechselrichter 50 enthält sechs Schaltelemente 51a bis 51f und Dioden 52a bis 52f, die dreiphasig in Brückenschaltung verbunden sind.
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Die Schaltelemente 51a bis 51f sind beispielsweise N-Kanal-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und konfigurieren eine dreiphasige Brückenschaltung.
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Das Schaltelement 51a und das Schaltelement 51d sind zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss der Batterie 5 in Reihe verbunden und bilden eine U-Phasen-Brückenschaltung. Das Schaltelement 51a hat einen Drain-Anschluss, der mit dem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden ist, einen Source-Anschluss, der mit dem Knoten N1 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss, der mit der Signalleitung des oberen U-Phasen-Antriebssignals verbunden ist. Ferner hat das Schaltelement 51d einen Drain-Anschluss, der mit dem Knoten N1 verbunden ist, einen Source-Anschluss, der mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss, der mit der Signalleitung des unteren U-Phasen-Antriebssignals verbunden ist. Außerdem ist der Knoten N1 mit dem Verbindungspunkt 21a des Motors 2 verbunden.
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Das Schaltelement 51b und das Schaltelement 51e sind zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss der Batterie 5 in Reihe verbunden, um eine V-Phasen-Brückenschaltung zu bilden. Das Schaltelement 51b hat einen Drain-Anschluss, der mit dem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden ist, einen Source-Anschluss, der mit dem Knoten N2 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss, der mit der Signalleitung des oberen V-Phasen-Antriebssignals verbunden ist. Ferner hat das Schaltelement 51e einen Drain-Anschluss, der mit dem Knoten N2 verbunden ist, einen Source-Anschluss, der mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss, der mit der Signalleitung des unteren V-Phasen-Antriebssignals verbunden ist. Außerdem ist der Knoten N2 mit dem Verbindungspunkt 21b des Motors 2 verbunden.
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Das Schaltelement 51c und das Schaltelement 51f sind zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss der Batterie 5 in Reihe verbunden, um eine W-Phasen-Brückenschaltung zu bilden. Das Schaltelement 51c hat einen Drain-Anschluss, der mit dem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden ist, einen Source-Anschluss, der mit dem Knoten N3 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss, der mit der Signalleitung des oberen W-Phasen-Antriebssignals verbunden ist. Ferner hat das Schaltelement 51f einen Drain-Anschluss, der mit dem Knoten N3 verbunden ist, einen Source-Anschluss, der mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden ist, und einen Gate-Anschluss, der mit der Signalleitung des unteren W-Phasen-Antriebssignals verbunden ist. Außerdem ist der Knoten N3 mit dem Verbindungspunkt 21c des Motors 2 verbunden.
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Außerdem sind die Dioden 52a bis 52f allesamt so genannte Freilaufdioden.
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In der folgenden Beschreibung werden die Schaltelemente 51a, 51b, 51c, 51d, 51e und 51f auch als Schaltelemente UH, VH, WH, UL, VL und WL bezeichnet.
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[Konfigurationsbeispiel für den Motor]
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Der Motor 2 ist beispielsweise ein dreiphasiger vierpoliger bürstenloser Motor. Der Motor 2 wird durch ein Ausgabesignal des Wechselrichters 50 auf der Grundlage eines später zu beschreibenden Antriebssignals in Rotation bzw. Drehung versetzt.
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Außerdem enthält der Motor 2 einen Stator 21 und einen Rotor 22.
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Der Stator 21 ist am inneren Umfang des Gehäuses des Motors 2 befestigt. Der Stator 21 enthält dreiphasige Ankerspulen (21u, 21v und 21w). Der Stator 21 ist mit den Ankerspulen (21u, 21v und 21w) bewickelt. Die dreiphasigen Ankerspulen (21u, 21v und 21w) sind zum Beispiel in Delta- bzw. Dreieckschaltung verbunden.
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Bei der Dreieckschaltung sind die Ankerspulen 21u und 21w über den Verbindungspunkt 21a verbunden; sind die Ankerspulen 21v und 21w über den Verbindungspunkt 21b verbunden; und sind die Ankerspulen 21u und 21v über den Verbindungspunkt 21c verbunden.
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Der Rotor 22 ist im Inneren des Stators 21 vorgesehen. Der Rotor 22 enthält zum Beispiel eine Rotorwelle 22a und einen Sensormagneten 22b, der an der Rotorwelle 22a angebracht ist. Im Gehäuse des Motors 2 sind mehrere Lager (nicht dargestellt) vorgesehen, und die Rotorwelle 22a wird durch die mehreren Lager drehbar gelagert.
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Der Rotationswellensensor 23 erfasst ein Signal in Abhängigkeit von der Drehung des Rotors 22. Der Rotationswellensensor 23 enthält zum Beispiel drei Hallsensoren (23u, 23v und 23w). Diese drei Hall-Sensoren (23u, 23v und 23w) geben Impulssignale mit einer Phasendifferenz von etwa 120 Grad an den Steuerteil 6 aus, wenn sich der Rotor 22 dreht. Das heißt, der Rotationswellensensor 23 erzeugt ein Impulssignal auf der Grundlage der Änderung der magnetischen Pole des vierpoligen Sensormagneten 22b, der auf der Rotorwelle 22a angeordnet ist, wenn sich der Rotor 22 dreht, und gibt das Impulssignal an den Steuerteil 6 aus. Jeder Hallsensor erfasst eine um einen elektrischen Winkel von etwa 120 Grad verschobene Position.
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[Konfigurationsbeispiel für den Steuerteil (Motorsteuerungsvorrichtung)]
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Der Steuerteil 6 ist zum Beispiel ein Prozessor mit einer Zentraleinheit (CPU) und dergleichen und steuert die Motorvorrichtung 100 als Ganzes. Der Steuerteil 6 führt eine Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) durch, stellt das Tastverhältnis entsprechend der Zielrotationsausgabe des Rotors 22 (beispielsweise die Zielrotationsgeschwindigkeit TRPM) ein und gibt ein Antriebssignal an den Wechselrichter 50 entsprechend dem eingestellten Tastverhältnis aus. Darüber hinaus steuert der Steuerteil 6 den Antrieb des Motors 2 durch den Wechselrichter 50, beispielsweise durch Rechteckwellenerregung.
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Darüber hinaus wird der Steuerteil 6 auch als Motorsteuerungsvorrichtung bezeichnet.
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Der Steuerteil 6 enthält einen Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil 61, einen Schaltsteuerteil 62, einen Zählerwertbezugsteil 63, einen Referenzphasenauswahlteil 64, einen Mittelwertberechnungsteil 65, einen Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66, einen Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67, einen Speichersteuerteil 68 und einen Speicherteil 69.
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Der Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil 61 gibt ein PWM-Signal (Antriebssignal) zum Schalten der Schaltelemente UH, VH, WH, UL, VL und WL auf der Grundlage der korrigierten Hall-Flanken aus, die jede der sechs Hall-Stufen bilden, dargestellt durch die Kombination der Potenziale der Positionserfassungssignale Hu, Hv und Hw, die von den Hallsensoren 23u, 23v und 23w ausgegeben werden.
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Der Zählerwertbezugsteil 63 akquiriert bzw. erlangt bzw. bezieht den Zählerwert, was die Zeit der Hall-Stufe ist, dargestellt durch die Zeit zwischen zwei Hall-Flanken, die jede der Hall-Stufen 1 bis 6 bilden, aus den Positionserfassungssignalen Hu, Hv, Hw, die von den Hallsensoren 23u, 23v und 23w eingegeben werden.
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Der Schaltsteuerteil 62 erkennt die Hall-Stufe auf der Grundlage der Positionserfassungssignale Hu, Hv und Hw, die von den Hallsensoren 23u, 23v und 23w eingegeben werden, und liest das der Hall-Stufe entsprechende Erregungsmuster aus, das im Speicherteil 69 gespeichert ist. Mit dem Wert, der durch Multiplizieren jedes Zählerwerts der vorherigen Hall-Stufe (360 elektrische Grad vorher) mit einem voreingestellten Korrekturkoeffizienten als die Verzögerungszeit jeder aktuellen Hall-Flanke erhalten wird, erzeugt der Schaltsteuerteil 62 ein PWM-Befehlssignal mit einer Periode von 60 elektrischen Graden basierend auf jeder der Hall-Flanken, korrigiert durch die Verzögerungszeit aus dem Erregungsmuster, und veranlasst den Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil 61, das PWM-Signal mit einer Periode von 60 elektrischen Graden auszugeben.
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Auf diese Weise werden die Schaltelemente UH, VH, WH, UL, VL und WL durch PWM-Steuerung angetrieben und während der den jeweiligen Erregungsmustern entsprechenden Zeiträume intermittierend ein- und ausgeschaltet.
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[Einstellung des Korrekturkoeffizienten]
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Der Korrekturkoeffizient wird vor dem Versand der Motorsteuerungsvorrichtung wie folgt eingestellt (beispielsweise durch einen Einstellprozess oder einen Versandkontrollprozess nach dem Zusammenbau eines Produkts).
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2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Korrekturkoeffizienten-Einstellungsprozedur gemäß der Ausführungsform zeigt.
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(Schritt S10) Der Motor 2 wird durch den Steuerteil 6 zur Drehung angetrieben. In diesem Zustand bezieht der Zählerwertbezugsteil 63 das Zeitintervall (das heißt den Zählerwert) zwischen den beiden Hall-Flanken, die jede der Hall-Stufen 1 bis 6 bilden. Der Referenzphasenauswahlteil 64 wählt eine Referenzphase, die als Erfassungsreferenz für Erfassungsfehler dient, aus der U-Phase, V-Phase und W-Phase auf der Grundlage des Zählerwerts für jede Hall-Stufe aus, bezogen durch den Zählerwertbezugsteil 63. Der Referenzphasenauswahlteil 64 dieser Ausführungsform wählt zwei Arten von Referenzphasen aus, einschließlich einer ersten Referenzphase und einer zweiten Referenzphase.
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Die erste Referenzphase ist eine Phase, in der eine erste Referenz-Hall-Flanke existiert, mit der Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe den kleineren Zählerwert durch Erweitern der Hall-Flanke in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors hat, definiert als erste Referenz-Hall-Flanke, von den zwei Hall-Flanken, die die erste Hall-Stufe bilden, was der minimale Zählerwert unter den sechs Hall-Stufen-Zählerwerten ist, die durch den Zählerwert-Bezugssteil bezogen werden.
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Die zweite Referenzphase ist eine Phase, in der eine zweite Referenz-Hall-Flanke existiert, wobei die Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe den kleineren Zählerwert durch Erweitern der Hall-Flanke in Drehrichtung des bürstenlosen Motors hat, als zweite Referenz-Hall-Flanke der beiden Hall-Flanken definiert ist, die die zweite Hall-Stufe bilden, was der Zwischenwert zwischen dem maximalen und dem minimalen Zählerwert der sechs Hall-Stufen-Zählerwerte ist, die durch den Zählerwertbezugsteil bezogen werden. Darüber hinaus ist der „Zwischenwert“ hier nicht auf einen genauen Zwischenwert zwischen dem maximalen Zählerwert und dem minimalen Zählerwert beschränkt, sondern bezieht sich einfach auf einen Wert, der kleiner als der maximale Zählerwert und größer als der minimale Zählerwert ist.
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Die erste Referenzphase und die zweite Referenzphase werden unter Bezugnahme auf 3 genauer beschrieben.
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Zählerwerte für jede Hall-Stufe gemäß der Ausführungsform zeigt. Hier wird ein elektrischer Winkel von 0 bis 60 Grad als Hall-Stufe 1 definiert, ein elektrischer Winkel von 60 bis 120 Grad wird als Hall-Stufe 2 definiert, und analog dazu wird ein elektrischer Winkel von 300 bis 360 Grad als Hall-Stufe 6 definiert.
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In dem in 3 gezeigten Beispiel beträgt der Zählerwert der Hall-Stufe 1 1121, der Zählerwert der Hall-Stufe 2 1164, der Zählerwert der Hall-Stufe 3 1139, der Zählerwert der Hall-Stufe 4 1129, der Zählerwert der Hall-Stufe 5 1165 und der Zählerwert der Hall-Stufe 6 1141.
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In diesem Beispiel ist die oben beschriebene erste Hall-Stufe (das heißt die Hall-Stufe mit dem kleinsten Zählerwert unter den Zählerwerten der sechs Hall-Stufen, die durch den Zählerwertbezugsteil erhalten werden) die Hall-Stufe 1.
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Darüber hinaus kann der Zählerwert für alle 180 elektrischen Grad eine ähnliche Tendenz aufweisen. Wenn zum Beispiel der Zählerwert der Hall-Stufe 1 relativ klein ist, neigt der Zählerwert der Hall-Stufe 4, deren elektrischer Winkel um 180 Grad verschoben ist, ebenfalls dazu, relativ klein zu sein. In diesem Fall kann die Hall-Stufe, die den Zählerwert minimiert, für alle 180 elektrischen Grad ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die Hall-Stufe 1 die erste Hall-Stufe für die elektrischen Winkel von 0 bis 180 Grad sein, und die Hall-Stufe 4 kann die erste Hall-Stufe für die elektrischen Winkel von 180 bis 360 Grad sein.
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Das heißt, in dieser Ausführungsform kann „die Hall-Stufe mit dem minimalen Zählerwert“ unter den sechs Hall-Stufen eine Hall-Stufe mit dem minimalen Zählerwert im elektrischen Winkelbereich von 0 bis 360 Grad bedeuten, und kann sowohl die Hall-Stufe mit dem minimalen Zählerwert im elektrischen Winkelbereich von 0 bis 180 Grad als auch die Hall-Stufe mit dem minimalen Zählerwert im elektrischen Winkelbereich von 180 bis 360 Grad bedeuten.
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Wie oben beschrieben, ist die erste Referenzphase die Phase mit der ersten Referenz-Hall-Flanke. Die erste Referenz-Hall-Flanke ist die Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe durch Erweitern der Hall-Flanke in Drehrichtung des bürstenlosen Motors den kleineren Zählerwert der beiden Hall-Flanken hat, die die erste Hall-Stufe bilden.
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In dem in 3 gezeigten Beispiel, von den zwei Hall-Flanken (die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hu und die abfallende Position des Positionserfassungssignals Lw), die die erste Hall-Stufe (Hall-Stufe 1) bilden, wird der Zählerwert der Hall-Stufe 1 durch Erweitern der ansteigenden Position des Positionserfassungssignals Hu in Drehrichtung des bürstenlosen Motors kleiner als „1121“. Außerdem wird der Zählerwert der Hall-Stufe 1 größer als „1121“, indem die fallende Position des Positionserfassungssignals Lw in Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird. In diesem Fall ist die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hu die erste Referenz-Hall-Flanke, und die erste Referenzphase ist die Phase, in der das Positionserfassungssignal Hu vorhanden ist, das heißt die U-Phase.
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Der Referenzphasenauswahlteil 64 stellt die Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe den kleineren Zählerwert hat, indem die Hall-Flanke in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird, als erste Referenz-Hall-Flanke der beiden Hall-Flanken ein, die die erste Hall-Stufe bilden, das heißt jene mit dem kleinsten Zählerwert unter den sechs Hall-Stufen-Zählerwerten, die vom Zählerwertbezugsteil bezogen werden, und stellt das Positionserfassungssignal, das der Phase mit der ersten Referenz-Hall-Flanke entspricht, als erstes Referenzpositionserfassungssignal ein.
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Das heißt, in diesem Beispiel wählt der Referenzphasenauswahlteil 64 die U-Phase als die erste Referenzphase und das Positionserfassungssignal Hu als erstes Referenzpositionserfassungssignal.
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Darüber hinaus wählt der Referenzphasenauswahlteil 64 auch die U-Phase als die erste Referenzphase und das Positionserfassungssignal Lu als erstes Referenzpositionserfassungssignal auf die gleiche Weise wie oben beschrieben aus, wenn der elektrische Winkel 180 bis 360 Grad beträgt.
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Als nächstes wird die zweite Referenzphase beschrieben.
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In dem in 3 gezeigten Beispiel hat im elektrischen Winkelbereich von 0 bis 180 Grad die Hall-Stufe 1 (Zählerwert 1121) den minimalen Zählerwert und die Hall-Stufe 2 (Zählerwert 1164) den maximalen Zählerwert. Das heißt, unter den Hall-Stufen 1 bis 3 hat die Hall-Stufe 3 (Zählerwert ist 1139) einen mittleren Zählerwert.
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Ferner hat im elektrischen Winkelbereich von 180 bis 360 Grad die Hall-Stufe 4 (Zählerwert 1129) den minimalen Zählerwert und die Hall-Stufe 5 (Zählerwert 1165) den maximalen Zählerwert. Das heißt, unter den Hall-Stufen 4 bis 6 hat die Hall-Stufe 6 (Zählerwert ist 1141) einen mittleren Zählerwert.
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In diesem Fall ist die zweite Hall-Stufe (das heißt die Hall-Stufe, die den Zwischenwert zwischen dem maximalen Zählerwert und dem minimalen Zählerwert unter den Zählerwerten der sechs Hall-Stufen aufweist, die vom Zählerwertbezugsteil bezogen werden) die Hall-Stufe 3 im elektrischen Winkelbereich von 0 bis 180 Grad und die Hall-Stufe 6 im elektrischen Winkelbereich von 180 bis 360 Grad.
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Wie oben beschrieben, ist die zweite Referenzphase die Phase mit der zweiten Referenz-Hall-Flanke. Die zweite Referenz-Hall-Flanke ist die Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe durch Erweitern der Hall-Flanke in Drehrichtung des bürstenlosen Motors den kleineren Zählerwert der beiden Hall-Flanken hat, die die zweite Hall-Stufe bilden.
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In einem in 3 gezeigten Beispiel wird, von den zwei Hall-Flanken (die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hv und die abfallende Position des Positionserfassungssignals Lu), die die zweite Hall-Stufe (Hall-Stufe 3) bilden, im elektrischen Winkelbereich von 0 bis 180 Grad, der Zählerwert kleiner als „1139“, wenn die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hv in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird. Außerdem wird der Zählerwert der Hall-Stufe 3 größer als „1139“, wenn die fallende Position des Positionserfassungssignals Lu in Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird. In diesem Fall ist die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hv die zweite Referenz-Hall-Flanke, und die zweite Referenzphase ist die Phase, in der das Positionserfassungssignal Hv vorliegt, das heißt die V-Phase.
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Ferner wird von den beiden Hall-Flanken (die abfallende Position des Positionserfassungssignals Lv und die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hu), die die zweite Hall-Stufe (Hall-Stufe 6) im elektrischen Winkelbereich von 180 bis 360 Grad bilden, der Zählerwert der Hall-Stufe 6 durch Erweitern der abfallenden Position des Positionserfassungssignals Lv in Drehrichtung des bürstenlosen Motors kleiner als „1141“. Außerdem wird der Zählerwert der Hall-Stufe 6 größer als „1141", wenn die ansteigende Position des Positionserfassungssignals Hu in Drehrichtung des bürstenlosen Motors erweitert wird. In diesem Fall ist die fallende Position des Positionserfassungssignals Lv die zweite Referenz-Hall-Flanke, und die zweite Referenzphase ist die Phase, in der das Positionserfassungssignal Lv vorhanden ist, das heißt die V-Phase.
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Der Referenzphasenauswahlteil 64 stellt die Hall-Flanke, deren entsprechende Hall-Stufe den kleineren Zählerwert durch Erweitern der Hall-Flanke in der Drehrichtung des bürstenlosen Motors hat, als die zweite Referenz-Hall-Flanke der zwei Hall-Flanken ein, die die zweite Hall-Stufe bilden, die einen Zwischenwert zwischen dem maximalen Zählerwert und dem minimalen Zählerwert unter den sechs Hall-Stufen-Zählerwerten aufweist, die durch den Zählerwertbezugsteil bezogen werden, und stellt das Positionserfassungssignal, das der Phase mit der zweiten Referenz-Hall-Flanke entspricht, als das zweite Referenzpositionserfassungssignal ein.
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Das heißt, in diesem Beispiel wählt der Referenzphasenauswahlteil 64 die V-Phase als die zweite Referenzphase und das Positionserfassungssignal Hv als zweites Referenzpositionserfassungssignal.
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Die Beschreibung der Prozedur zur Einstellung des Korrekturkoeffizienten wird mit Bezug auf 2 fortgesetzt.
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(Schritt S20) Der Mittelwertberechnungsteil 65 berechnet den Durchschnitts- bzw. Mittelwert der Zählerwerte für drei in Drehrichtung des bürstenlosen Motors aufeinanderfolgende Hall-Stufen.
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In dem in 3 gezeigten Beispiel wählt der Referenzphasenauswahlteil 64 die U-Phase als die erste Referenzphase und das Positionserfassungssignal Hu als das erste Referenzpositionserfassungssignal aus. In diesem Fall berechnet der Mittelwertberechnungsteil 65 den Mittelwert der Zählerwerte mit den Hall-Stufen 1 bis 3 von der ansteigenden Position des Positionserfassungssignals Hu (Position von 0 elektrischen Grad) bis zur abfallenden Position des Positionserfassungssignals Lu (Position von 180 elektrischen Grad) als Berechnungszielabschnitt.
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Genauer gesagt, erhält der Mittelwert-Berechnungsteil 65 einen Summenwert 3424, indem er den Zählerwert 1121 der Hall-Stufe 1, den Zählerwert 1164 der Hall-Stufe 2 und den Zählerwert 1139 der Hall-Stufe 3 addiert. Der Mittelwertberechnungsteil 65 erhält einen ersten Mittelwert 1141, indem er den Summenwert 3424 durch die Anzahl der Hall-Stufen (also 3) dividiert.
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In ähnlicher Weise erhält der Mittelwertberechnungsteil 65 für die Hall-Stufen 4 bis 6 einen Summenwert 3435, indem er den Zählerwert 1129 der Hall-Stufe 4, den Zählerwert 1165 der Hall-Stufe 5 und den Zählerwert 1141 der Hall-Stufe 6 addiert. Der Mittelwertberechnungsteil 65 erhält einen ersten Mittelwert 1145, indem er den Summenwert 3435 durch die Anzahl der Hall-Stufen (also 3) dividiert.
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Ferner berechnet der Mittelwertberechnungsteil 65 auch den Mittelwert der Zählerwerte für die zweite Referenzphase (V-Phase) auf die gleiche Weise wie für die erste Referenzphase (U-Phase).
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In dem in 3 gezeigten Beispiel wählt der Referenzphasenauswahlteil 64 die V-Phase als die zweite Referenzphase und das Positionserfassungssignal Hv als das zweite Referenzpositionserfassungssignal aus. In diesem Fall berechnet der Mittelwertberechnungsteil 65 den Mittelwert der Zählerwerte mit den Hall-Stufen 3 bis 5 von der ansteigenden Position des Positionserfassungssignals Hv (Position von 120 elektrischen Grad) bis zur abfallenden Position des Positionserfassungssignals Lv (Position von 300 elektrischen Grad) als Berechnungszielabschnitt.
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Genauer gesagt, erhält der Mittelwertberechnungsteil 65 einen Summenwert 3433, indem er den Zählerwert 1139 der Hall-Stufe 3, den Zählerwert 1129 der Hall-Stufe 4 und den Zählerwert 1165 der Hall-Stufe 5 addiert. Der Mittelwertberechnungsteil 65 erhält einen zweiten Mittelwert 1144, indem er den Summenwert 3433 durch die Anzahl der Hall-Stufen (also 3) dividiert.
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In ähnlicher Weise erhält der Mittelwertberechnungsteil 65 für die Hall-Stufen 6 bis 2 einen Summenwert 3426, indem er den Zählerwert 1141 der Hall-Stufe 6, den Zählerwert 1121 der Hall-Stufe 1 und den Zählerwert 1164 der Hall-Stufe 2 addiert. Der Mittelwertberechnungsteil 65 erhält einen zweiten Mittelwert 1142, indem er den Summenwert 3426 durch die Anzahl der Hall-Stufen (also 3) dividiert.
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(Schritt S30) Mit Bezug auf 2 berechnet der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 einen ersten Erfassungsfehler mit dem ersten Referenzpositions-Erfassungssignal als Referenz und einen zweiten Erfassungsfehler mit dem zweiten Referenzpositions-Erfassungssignal als Referenz unter Erfassungsfehlern, die den Differenzen zwischen dem Mittelwert und dem Zählerwert jeder Hall-Stufe entsprechen.
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4 zeigt ein spezielles Beispiel, bei dem der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 den ersten Erfassungsfehler unter Verwendung des ersten Mittelwertes berechnet, und 5 zeigt ein spezielles Beispiel, bei dem der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 den zweiten Erfassungsfehler unter Verwendung des zweiten Mittelwertes berechnet, und die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 4 und 5.
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4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Berechnungsergebnisse eines ersten Erfassungsfehlers unter Verwendung des ersten Mittelwertes gemäß der Ausführungsform zeigt.
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Konkret berechnet der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 im Bereich der Hall-Stufen 1 bis 3 die Differenz +20 (plus zwanzig) zwischen dem ersten Mittelwert 1141 und dem Zählerwert 1121 der Hall-Stufe 1 als den ersten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lw) zwischen der Hall-Stufe 1 und der Hall-Stufe 2. Der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 berechnet die Differenz -2 (minus zwei) zwischen dem ersten Mittelwert 1141 und dem Zählerwert 1139 der Hall-Stufe 3 als den ersten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der steigenden Position des Positionserfassungssignals Hv) zwischen der Hall-Stufe 2 und der Hall-Stufe 3.
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Ferner berechnet der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 im Bereich der Hall-Stufen 4 bis 6 die Differenz +16 zwischen dem ersten Mittelwert 1145 und dem Zählerwert 1129 der Hall-Stufe 4 als den ersten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der steigenden Position des Positionserfassungssignals Hw) zwischen der Hall-Stufe 4 und der Hall-Stufe 5. Der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 berechnet die Differenz -4 zwischen dem ersten Mittelwert 1145 und dem Zählerwert 1141 der Hall-Stufe 6 als den ersten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lv) zwischen der Hall-Stufe 5 und der Hall-Stufe 6.
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5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Berechnungsergebnisse eines zweiten Erfassungsfehlers unter Verwendung des zweiten Mittelwerts gemäß der Ausführungsform zeigt.
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Konkret berechnet der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 im Bereich der Hall-Stufen 3 bis 5 die Differenz +5 zwischen dem zweiten Mittelwert 1144 und dem Zählerwert 1139 der Hall-Stufe 3 als den zweiten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lu) zwischen der Hall-Stufe 3 und der Hall-Stufe 4. Der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 berechnet die Differenz +21 zwischen dem zweiten Mittelwert 1144 und dem Zählerwert 1165 der Hall-Stufe 5 als den zweiten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der steigenden Position des Positionserfassungssignals Hw) zwischen der Hall-Stufe 4 und der Hall-Stufe 5.
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Weiterhin berechnet der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 im Bereich der Hall-Stufen 6 bis 2 die Differenz +1 zwischen dem zweiten Mittelwert 1142 und dem Zählerwert 1141 der Hall-Stufe 6 als den zweiten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der steigenden Position des Positionserfassungssignals Hu) zwischen der Hall-Stufe 6 und der Hall-Stufe 1. Der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66 berechnet die Differenz +22 zwischen dem zweiten Mittelwert 1142 und dem Zählerwert 1164 der Hall-Stufe 2 als den zweiten Erfassungsfehler der Schaltposition (das heißt der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lw) zwischen der Hall-Stufe 1 und der Hall-Stufe 2.
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(Schritt S40) Mit Bezug auf 2 bestimmt der Speichersteuerteil 68, ob der berechnete erste Erfassungsfehler und zweite Erfassungsfehler negative Werte enthalten. Wenn der Speichersteuerteil 68 feststellt, dass sowohl der erste Erfassungsfehler als auch der zweite Erfassungsfehler negative Werte enthalten (Schritt S40: JA), fährt das Verfahren mit Schritt S50 fort. Wenn der Speichersteuerteil 68 feststellt, dass der erste Erfassungsfehler oder der zweite Erfassungsfehler keinen negativen Wert enthält (Schritt S40: NEIN), geht das Verfahren zu Schritt S60 über.
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In dem Beispiel in den 3 bis 5 beträgt der erste Erfassungsfehler +20 für die fallende Position des Positionserfassungssignals Lw; beträgt der erste Erfassungsfehler -2 für die steigende Position des Positionserfassungssignals Hv; beträgt der erste Erfassungsfehler +16 für die steigende Position des Positionserfassungssignals Hw; und beträgt der erste Erfassungsfehler -4 für die fallende Position des Positionserfassungssignals Lv. Das heißt, der erste Erfassungsfehler enthält negative Werte.
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Ferner beträgt der zweite Erfassungsfehler +5 für die fallende Position des Positionserfassungssignals Lu; beträgt der zweite Erfassungsfehler +21 für die steigende Position des Positionserfassungssignals Hw; beträgt der zweite Erfassungsfehler +1 für die steigende Position des Positionserfassungssignals Hu; und beträgt der zweite Erfassungsfehler +22 für die fallende Position des Positionserfassungssignals Lw. Das heißt, der zweite Erfassungsfehler enthält keine negativen Werte.
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In diesem Beispiel bestimmt der Speichersteuerteil 68, dass einer der ersten und zweiten Erfassungsfehler keinen negativen Wert enthält, und fährt mit dem Prozess zu Schritt S60 fort.
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Darüber hinaus kann es einen Fall geben, in dem sowohl der erste Erfassungsfehler als auch der zweite Erfassungsfehler negative Werte enthalten, die von den Magnetisierungsschwankungen des Sensormagneten, den Montagepositionsschwankungen des Hallsensors und dergleichen abhängen. In diesem Fall fährt der Speichersteuerteil 68 mit dem Prozess zu Schritt S50 fort.
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(Schritt S50) Mit Bezug auf 2 wählt der Speichersteuerteil 68 als Korrekturwert den ersten Erfassungsfehler oder den zweiten Erfassungsfehler aus, der den kleineren Absolutwert des negativen Wertes aufweist. Falls beispielsweise der erste Erfassungsfehler -1 (minus eins) und der zweite Erfassungsfehler -7 (minus sieben) enthält, ist der absolute Wert des negativen Werts des ersten Erfassungsfehlers kleiner. In diesem Fall wählt der Speichersteuerteil 68 den ersten Erfassungsfehler als Korrekturwert aus.
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Der Speichersteuerteil 68 ersetzt negative Werte, die im Erfassungsfehler enthalten sind, durch 0 (Null). Zum Beispiel wird -1 (minus eins) im ersten Erfassungsfehler durch 0 (null) ersetzt.
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Der Speichersteuerteil 68 stellt den Korrekturwert, nachdem er durch 0 (Null) ersetzt wurde, an den Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67 bereit.
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(Schritt S60) Zudem, wenn einer von dem ersten Erfassungsfehler und dem zweiten Erfassungsfehler keinen negativen Wert enthält, wählt der Speichersteuerteil 68 als Korrekturwert den ersten Erfassungsfehler oder den zweiten Erfassungsfehler aus, der keinen negativen Wert enthält. Wenn zum Beispiel der erste Erfassungsfehler einen negativen Wert enthält und der zweite Erfassungsfehler keinen negativen Wert enthält, wählt der Speichersteuerteil 68 den zweiten Erfassungsfehler als Korrekturwert aus.
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Der Speichersteuerteil 68 stellt den ausgewählten Korrekturwert an den Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67 bereit.
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(Schritt S70) Der Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67 berechnet einen Korrekturkoeffizienten, indem er den vom Speichersteuerteil 68 ausgewählten Korrekturwert durch den oben beschriebenen Mittelwert dividiert.
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Insbesondere, wenn der erste Erfassungsfehler als der Korrekturwert bereitgestellt wird, wie in 4 gezeigt, berechnet der Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67 einen Wert, der durch Division des ersten Erfassungsfehlers +20 der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lw durch den ersten Mittelwert 1141 erhalten wird, einen Wert, der durch Division des ersten Erfassungsfehlers +16 der steigenden Position des Positionserfassungssignals Hv durch den ersten Mittelwert 1145 erhalten wird, und einen Wert, der durch Division des ersten Erfassungsfehlers -4 der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lv durch den ersten Mittelwert 1145 erhalten wird, jeweils als den ersten Korrekturkoeffizienten.
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Ferner, wenn der zweite Erfassungsfehler als der Korrekturwert bereitgestellt wird, wie in 5 gezeigt, berechnet der Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67 einen Wert, der durch Division des zweiten Erfassungsfehlers +5 der fallenden Position des Positionserfassungssignals Lu durch den zweiten Mittelwert 1144 erhalten wird, einen Wert, der durch Division des zweiten Erfassungsfehlers +21 der steigenden Position des Positionserfassungssignals Hw durch den zweiten Mittelwert 1144 erhalten wird, einen Wert, der aus der Division des zweiten Erfassungsfehlers +1 der ansteigenden Position des Positionserfassungssignals Hu durch den zweiten Mittelwert 1142 erhalten wird, und einen Wert, der aus der Division des zweiten Erfassungsfehlers +22 der abfallenden Position des Positionserfassungssignals Lw durch den zweiten Mittelwert 1142 erhalten wird, jeweils als zweiten Korrekturkoeffizienten.
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Das heißt, der Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67 berechnet den ersten Korrekturkoeffizienten, indem er den ersten Erfassungsfehler durch den Mittelwert dividiert, oder den zweiten Korrekturkoeffizienten, indem er den zweiten Erfassungsfehler durch den Mittelwert dividiert.
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Der Speichersteuerteil 68 veranlasst den Speicherteil 69, den berechneten Korrekturkoeffizienten zu speichern.
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Das heißt, der Speichersteuerteil 68 veranlasst den Speicherteil 69, den aus einem von dem ersten Erfassungsfehler und dem zweiten Erfassungsfehler berechneten Korrekturkoeffizienten als Korrekturkoeffizient für jede Hall-Stufe zu speichern, je nachdem, ob der berechnete erste Korrekturkoeffizient und zweite Korrekturkoeffizient negative Werte enthalten.
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Zudem, wie in Schritt S50 beschrieben, wenn beide von den berechneten ersten Erfassungsfehler und zweiten Erfassungsfehler einen negativen Wert enthalten, veranlasst der Speichersteuerteil 68 den Speicherteil 69, den aus dem ersten Erfassungsfehler oder dem zweiten Erfassungsfehler berechneten Korrekturkoeffizienten zu speichern, der den kleineren absoluten Wert des negativen Wertes hat.
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Außerdem, wie in Schritt S60 beschrieben, wenn einer von den berechneten ersten Erfassungsfehler und zweiten Erfassungsfehler keinen negativen Wert enthält, veranlasst der Speichersteuerteil 68 den Speicherteil 69, den aus dem ersten Erfassungsfehler oder dem zweiten Erfassungsfehler, der keinen negativen Wert enthält, berechneten Korrekturkoeffizienten zu speichern.
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Auf diese Weise speichert der Speicherteil 69 den Korrekturkoeffizienten, der durch die Berechnung der Korrekturkoeffizienten erhalten wurde, vor dem Versand der Motorsteuerungsvorrichtung.
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Auf diese Weise, mit dem Wert, der durch Multiplikation jedes Zählerwerts der vorherigen Hall-Stufe mit einem voreingestellten Korrekturkoeffizienten erhalten wird, als Verzögerungszeit jeder aktuellen Hall-Flanke, erzeugt der Schaltsteuerteil 62 ein PWM-Befehlssignal mit einer Periode von 60 elektrischen Graden auf der Grundlage jeder der um die Verzögerungszeit korrigierten Hall-Flanken, veranlasst den Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil 61, das PWM-Signal mit einer Periode von 60 elektrischen Graden auszugeben, und steuert den Vorwärts- und Rückwärtsantrieb des Motors 2.
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Gemäß der Motorsteuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform, da das Positionserfassungssignal für jede Hall-Flanke, die das Umschalten der Hall-Stufe anzeigt, korrigiert werden kann, kann das Auftreten von Vibrationen und anormalen Geräuschen mit hoher Genauigkeit unterdrückt werden.
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Um die Größe der Motorvorrichtung 100 weiter zu reduzieren oder den Einfluss des Magnetfelds aus der äußeren Umgebung zu verringern, gibt es hier Fälle, in denen die Hallsensoren relativ nahe am Sensormagneten 22b angeordnet sind. In einem solchen Fall kann der Anordnungsabstand zwischen den drei Hall-Sensoren (23u, 23v und 23w), die in einer Reihe auf dem Substrat angeordnet sind, enger werden (das heißt, der Hall-Sensorabstand kann enger werden). In einem solchen Fall haben Schwankungen in der Magnetisierung des Sensormagneten und Schwankungen in der Montageposition der Hallsensoren eine relativ große Auswirkung auf den Fehler im Zeitintervall (das heißt den Zählwert) zwischen den Hall-Flanken. Daher, wenn der Hall-Sensorabstand verengt ist, ist der Korrekturwert zur Korrektur des Zählwerts wahrscheinlich negativ, wenn die Drehrichtung des Rotors als Referenz verwendet wird, in Abhängigkeit von der Variation der Magnetisierung des Sensormagneten und der Variation der Einbauposition des Hallsensors.
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Wenn die Drehrichtung des Rotors als Referenz verwendet wird, bedeutet die Tatsache, dass der Korrekturwert (das heißt die verstrichene Zeit) ein negativer Wert ist, dass die Zeitachse rückwirkend korrigiert wird. Falls der Korrekturwert einen negativen Wert annimmt, kann die Korrektur daher nicht durchgeführt werden.
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Daher bestimmt die Motorsteuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform, ob der Korrekturwert (das heißt der Erfassungsfehler) ein negativer Wert ist, und stellt den Korrekturkoeffizienten so ein, dass der Korrekturwert nicht negativ wird. Gemäß der Motorsteuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform, die auf diese Weise konfiguriert ist, kann das Positionserfassungssignal selbst dann korrigiert werden, wenn der Hall-Sensorabstand verengt ist, wodurch das Auftreten von Vibrationen und anormalen Geräuschen mit hoher Genauigkeit unterdrückt wird.
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Da die Größe der Motorsteuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform wie oben beschrieben reduziert werden kann, kann sie außerdem kostengünstig hergestellt werden, und die Menge der für die Herstellung erforderlichen Materialien sowie die Abfallmenge können verringert werden. Daher können gemäß der Motorsteuerungsvorrichtung dieser Ausführungsform Ziel 7 der von den Vereinten Nationen angeführten Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs), „den Zugang zu erschwinglicher, zuverlässiger, nachhaltiger und moderner Energie für alle zu gewährleisten“, und Ziel 12, „nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster zu gewährleisten“, erreicht werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall, in dem der Steuerteil 6 den Zählerwertbezugsteil 63, den Referenzphasenauswahlteil 64, den Mittelwertberechnungsteil 65, den Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66, den Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67, den Speichersteuerteil 68 und den Speicherteil 69 enthält, als Beispiel beschrieben, aber die Offenbarung ist darauf nicht beschränkt. Der Zählerwertbezugsteil 63, der Referenzphasenauswahlteil 64, der Mittelwertberechnungsteil 65, der Erfassungsfehler-Berechnungsteil 66, der Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil 67, der Speichersteuerteil 68 und der Speicherteil 69 können in einer anderen in der Motorvorrichtung 100 enthaltenen Vorrichtung oder in einer Vorrichtung wie einer Testvorrichtung außerhalb der Motorvorrichtung 100 vorgesehen sein.
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Zumindest ein Teil der Funktionen des Steuerteils 6 kann durch Hardware implementiert werden, einschließlich Schaltungen wie eine Large-Scale-Integration (LSI), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field-programmable Gate Array (FPGA), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und dergleichen. Alternativ kann zumindest ein Teil der Funktionen der Motorsteuerungsvorrichtung durch die Zusammenarbeit von Software und Hardware implementiert werden. Darüber hinaus können diese Teile der Hardware in einem Stück integriert oder in mehrere Teile aufgeteilt sein.
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Die Ausführungsformen der Offenbarung wurden oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Motorsteuerungsvorrichtung und das Motorsteuerungsverfahren sind jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und mindestens eine von verschiedenen Modifikationen, Ersetzungen, Kombinationen und Konstruktionsänderungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
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Darüber hinaus sind die Effekte der oben beschriebenen Ausführungsformen der Offenbarung die als Beispiel beschriebenen Effekte. Daher können die Ausführungsformen der Offenbarung andere Effekte haben, die von den Fachleuten aus der obigen Beschreibung der Ausführungsformen erkannt werden können, zusätzlich zu den oben beschriebenen Effekten.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Motor;
- 23
- Rotationswellensensor;
- 6
- Steuerteil;
- 21
- Stator;
- 21u, 21v, 21w
- Ankerspule;
- 50
- Wechselrichter;
- 51a bis 51f61
- Schaltelement; Gate-Steuerspannungs-Ausgabeteil;
- 62
- Schaltsteuerteil;
- 63
- Zählerwertbezugsteil;
- 64
- Referenzphasenauswahlteil;
- 65
- Mittelwertberechnungsteil,
- 66
- Erfassungsfehler-Berechnungsteil;
- 67
- Korrekturkoeffizienten-Berechnungsteil;
- 68
- Speichersteuerteil;
- 69
- Speicherteil;
- 100
- Motorvorrichtung
