JP2002252995A - Controlling apparatus of brushless dc motor - Google Patents

Controlling apparatus of brushless dc motor

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JP2002252995A
JP2002252995A JP2001047816A JP2001047816A JP2002252995A JP 2002252995 A JP2002252995 A JP 2002252995A JP 2001047816 A JP2001047816 A JP 2001047816A JP 2001047816 A JP2001047816 A JP 2001047816A JP 2002252995 A JP2002252995 A JP 2002252995A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a calculating process and reduce the cost required for constituting an apparatus while improving accuracy and rapidness of initial response when a motor is controlled. SOLUTION: A constant detecting apparatus 15 of a motor controlling apparatus comprises a detecting part 26, a high frequency voltage applying part 27 and a calculating part 28. The calculating part 28 estimates a winding temperature Ts based on an ambient temperature Tat of the motor 11 and calculates a phase resistance R after a temperature correction. The high frequency voltage applying part 27 superimposes a high frequency voltage Vh on a voltage for driving the motor 11. The calculating part 28 calculates an inductance of a stator winding based on a change of each phase current and searches a value of a magnetic ole position θ re of a rotor from map data in a memory 29. The calculating part 28 stops a switching operation of an inverter 13 and detects an induced voltage waveform when a torque instructing value *T is zero. The calculating part 28 calculates a q-axis inductance Lq only when a q-axis target current *Iq is greater than a predetermined value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を有する
回転子と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する
固定子とを備えたブラシレスDCモータの制御装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a brushless DC motor including a rotor having a permanent magnet and a stator for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば電気自動車やハイブリッド
車両等のように、車両走行用の動力源として、界磁に永
久磁石を利用したブラシレスDCモータを搭載した車両
が知られている。このようなブラシレスDCモータの制
御装置としては、例えばブラシレスDCモータの各相に
供給される相電流を測定して、相電流の測定値を回転子
に同期して回転する直交座標、例えば回転子の磁束の方
向をd軸(トルク軸)とし、このd軸と直交する方向を
q軸(界磁軸)としたdq座標上でのd軸電流及びq軸
電流に変換して、このdq座標上で電流の指令値と測定
値との偏差がゼロとなるようにフィードバック制御を行
う制御装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, vehicles equipped with a brushless DC motor using a permanent magnet as a magnetic field have been known as a power source for running the vehicle, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. As a control device of such a brushless DC motor, for example, a rectangular coordinate which measures a phase current supplied to each phase of the brushless DC motor and rotates the measured value of the phase current in synchronization with the rotor, for example, a rotor The direction of the magnetic flux is defined as a d-axis (torque axis), and a direction orthogonal to the d-axis is converted into a d-axis current and a q-axis current on a dq coordinate with a q-axis (field axis). A control device that performs feedback control so that the deviation between the current command value and the measured value becomes zero is known.

【0003】すなわち、dq座標上での電流の指令値と
測定値との各偏差つまりd軸電流偏差およびq軸電流偏
差から、例えばPI動作等によりdq座標上でのd軸電
圧指令値およびq軸電圧指令値が演算され、次に、これ
らのd軸電圧指令値およびq軸電圧指令値からブラシレ
スDCモータの各相、例えばU相、V相、W相の3相に
供給される相電圧に対する各電圧指令値が演算される。
そして、これらの各電圧指令値が、例えばIGBT等の
スイッチング素子からなるインバータにスイッチング指
令として入力され、これらのスイッチング指令に応じて
インバータからブラシレスDCモータを駆動するための
交流電力が出力される。
That is, from the deviation between the current command value and the measured value on the dq coordinate, that is, the d-axis current deviation and the q-axis current deviation, the d-axis voltage command value and the q The shaft voltage command value is calculated, and then the phase voltages supplied to each phase of the brushless DC motor, for example, three phases of U phase, V phase, and W phase from these d axis voltage command value and q axis voltage command value. Are calculated.
Each of these voltage command values is input as a switching command to an inverter including a switching element such as an IGBT, for example, and AC power for driving the brushless DC motor is output from the inverter in accordance with the switching command.

【0004】このような制御装置においては、例えば車
両の運転者のアクセル操作量に応じたトルク指令に基づ
いてd軸電流指令値およびq軸電流指令値を算出する際
に、d軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスをパ
ラメータとして算出する方法が知られている。例えば、
「T. IEE Japan, Vol. 113-D, No.11, 1993, pp1330」
に開示された等価回路定数の測定方法のように、定常状
態におけるブラシレスDCモータの等価回路から得られ
る回路方程式に基づいて、d軸インダクタンスLdおよ
びq軸インダクタンスLqは下記数式(1)により算出
される。なお、RはブラシレスDCモータの各相抵抗値
であり、ωはブラシレスDCモータの電気角速度であ
り、ψはブラシレスDCモータの界磁主磁束であり、i
d及びiqは各d軸及びq軸電流であり、vd及びvq
は各d軸及びq軸電圧である。
In such a control device, for example, when calculating a d-axis current command value and a q-axis current command value based on a torque command corresponding to an accelerator operation amount of a vehicle driver, the d-axis inductance and the q-axis current value are calculated. A method of calculating the shaft inductance as a parameter is known. For example,
"T. IEE Japan, Vol. 113-D, No.11, 1993, pp1330"
The d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq are calculated by the following equation (1) based on a circuit equation obtained from an equivalent circuit of a brushless DC motor in a steady state, as in the method of measuring an equivalent circuit constant disclosed in US Pat. You. Here, R is the resistance of each phase of the brushless DC motor, ω is the electrical angular velocity of the brushless DC motor, ψ is the field main magnetic flux of the brushless DC motor, i
d and iq are the respective d-axis and q-axis currents, vd and vq
Are the d-axis and q-axis voltages.

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術の一例に係るブラシレスDCモータの制御装置におい
ては、上記数式(1)に示すように、d軸インダクタン
スLdはd軸電流idによる除算によって算出され、q
軸インダクタンスLqはq軸電流iqによる除算によっ
て算出される。ここで、d軸電流idおよびq軸電流i
qは、ブラシレスDCモータの各相に供給される相電流
の検出値から算出されるため、例えばd軸電流idおよ
びq軸電流iqの値が相対的に小さい場合には、相電流
の検出誤差によって、d軸インダクタンスLdおよびq
軸インダクタンスLqの値が大きく変動する虞がある。
特に、界磁軸電流とされるq軸電流は、ブラシレスDC
モータの運転効率を向上させる際には、相対的に小さな
値に設定されることから、q軸インダクタンスLqの演
算結果に大きな誤差が生じるという問題がある。
In the control device for a brushless DC motor according to an example of the prior art, the d-axis inductance Ld is calculated by dividing by the d-axis current id as shown in the above equation (1). And q
The axis inductance Lq is calculated by division by the q-axis current iq. Here, the d-axis current id and the q-axis current i
Since q is calculated from the detected value of the phase current supplied to each phase of the brushless DC motor, for example, when the values of the d-axis current id and the q-axis current iq are relatively small, the detection error of the phase current is calculated. Gives the d-axis inductances Ld and q
There is a possibility that the value of the shaft inductance Lq fluctuates greatly.
In particular, the q-axis current, which is the field axis current, is a brushless DC
When improving the operation efficiency of the motor, since the value is set to a relatively small value, there is a problem that a large error occurs in the calculation result of the q-axis inductance Lq.

【0007】また、d軸インダクタンスLdおよびq軸
インダクタンスLqを精度良く算出して、これらの各イ
ンダクタンスLd,Lqを用いてトルク指令に応じた正
確なd軸電流指令値およびq軸電流指令値を算出し、制
御装置の初期応答精度やフィードバック制御時の応答性
を向上させるためには、例えばブラシレスDCモータの
回転子の磁極位置や、ブラシレスDCモータの回転駆動
中の温度変化により巻線抵抗値が変動する固定子巻線の
巻線温度や、回転子の永久磁石の温度変化に伴って変動
する誘起電圧等の各データを精度良く検出する必要があ
る。しかしながら、例えば回転子の磁極位置や固定子巻
線の巻線温度等のデータを検出する各検出装置に対して
は、ブラシレスDCモータの運転状態に応じて各種の検
出誤差が生じる場合がある。例えば回転子の磁極位置を
検出する位置センサには位相遅れ特性があるため、回転
数の上昇に伴って、所定の基準位置を示す位置センサの
信号が真の基準位置に対してずれた値を示す場合があ
る。このため、これらの検出誤差を補正するための補正
処理が必要となる場合があり、演算処理が複雑化して制
御装置の規模が増大してしまい、制御装置を構築する際
に要する費用が嵩むという問題が生じる。
Further, the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq are accurately calculated, and an accurate d-axis current command value and a q-axis current command value corresponding to a torque command are calculated using these inductances Ld and Lq. In order to calculate and improve the initial response accuracy of the control device and the response at the time of feedback control, for example, the winding resistance value is determined by the magnetic pole position of the rotor of the brushless DC motor or the temperature change during the rotation driving of the brushless DC motor. It is necessary to accurately detect various data such as the winding temperature of the stator winding, which fluctuates, and the induced voltage that fluctuates with the temperature change of the permanent magnet of the rotor. However, various detection errors may occur in each detection device that detects data such as the magnetic pole position of the rotor and the winding temperature of the stator winding, depending on the operation state of the brushless DC motor. For example, a position sensor that detects the magnetic pole position of the rotor has a phase lag characteristic. Therefore, as the rotation speed increases, a signal of the position sensor indicating a predetermined reference position deviates from a true reference position. May be shown. For this reason, correction processing for correcting these detection errors may be required, and the arithmetic processing becomes complicated, the scale of the control device increases, and the cost required for constructing the control device increases. Problems arise.

【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、制御時の初期応答精度および即応性を向上させつ
つ、演算処理を単純化すると共に装置を構成する際に要
する費用を削減することが可能なブラシレスDCモータ
の制御装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to improve the initial response accuracy and responsiveness at the time of control, to simplify arithmetic processing, and to reduce the cost required for configuring an apparatus. It is an object of the present invention to provide a control device for a brushless DC motor that is possible.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のブラ
シレスDCモータの制御装置は、永久磁石を有する回転
子と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数
相の固定子巻線を有する固定子とを備えたブラシレスD
Cモータを、複数のスイッチング素子からなり前記固定
子巻線への通電を順次転流させる通電切換手段(例え
ば、後述する実施の形態でのインバータ13)により回
転駆動させるブラシレスDCモータの制御装置であっ
て、前記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効
値を検出する相電圧検出手段(例えば、後述する実施の
形態での相電圧検出器46)および相電流の位相角と実
効値を検出する相電流検出手段(例えば、後述する実施
の形態での相電流検出器47)および前記回転子の磁極
位置から誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段(例
えば、後述する実施の形態での磁極位置演算部55)お
よび回転数を検出する回転数検出手段(例えば、後述す
る実施の形態での回転センサ41)と、前記ブラシレス
DCモータの温度を検出する温度検出手段(例えば、後
述する実施の形態での雰囲気温度センサ43または冷却
水温度センサ)と、検出された前記温度に基づいて、相
抵抗値を算出する相抵抗値算出手段(例えば、後述する
実施の形態でのステップS12)および誘起電圧定数を
導出する誘起電圧定数導出手段(例えば、後述する実施
の形態でのステップS22)と、前記誘起電圧と相電圧
の位相の差からなる電圧位相差と、前記誘起電圧と相電
流の位相の差からなる電流位相差を算出する位相差算出
手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS15
およびステップS16)と、回転駆動中の前記ブラシレ
スDCモータの鉄損失を算出する鉄損失算出手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS18〜ステップ
S24)と、前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損
成分を減算して実相電流を算出する実相電流算出手段
(例えば、後述する実施の形態でのステップS26)
と、前記相抵抗値と前記回転数と前記誘起電圧定数と前
記電圧位相差と前記電流位相差と前記実相電流とに基づ
いて界磁軸インダクタンス及びトルク軸インダクタンス
を算出するインダクタンス算出手段(例えば、後述する
実施の形態でのステップS27)と、トルク指令値を入
力するトルク指令入力手段(例えば、後述する実施の形
態でのトルク指令演算部21)と、前記誘起電圧定数と
前記界磁軸インダクタンスと前記トルク軸インダクタン
スと前記トルク指令値とに基づいて、界磁軸電流指令値
およびトルク軸電流指令値を算出する電流指令値算出手
段(例えば、後述する実施の形態での目標電流演算部2
2)と、前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令
値とに基づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を
出力するパルス幅変調信号出力手段(例えば、後述する
実施の形態でのフィードバック制御部23)とを備え、
前記インダクタンス算出手段は、前記界磁軸電流指令値
あるいは前記トルク軸電流指令値が所定値以下のときに
前記トルク軸インダクタンスのみを算出し、前記界磁軸
電流指令値あるいは前記トルク軸電流指令値が前記所定
値を超えたときに、前記界磁軸インダクタンスと前記ト
ルク軸インダクタンスとを算出することを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a brushless DC motor control apparatus according to the present invention, comprising: a rotor having a permanent magnet; And a stator having a plurality of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the stator.
A control device for a brushless DC motor in which a C motor is rotationally driven by an energization switching means (for example, an inverter 13 in an embodiment described later) which includes a plurality of switching elements and sequentially commutates energization to the stator winding. A phase voltage detecting means (for example, a phase voltage detector 46 in an embodiment described later) for detecting a phase angle and an effective value of a phase voltage of the brushless DC motor, and detecting a phase angle and an effective value of a phase current Phase current detecting means (for example, a phase current detector 47 in an embodiment to be described later) and a position detecting means for detecting a phase angle of an induced voltage from a magnetic pole position of the rotor (for example, in an embodiment to be described later). The magnetic pole position calculation unit 55) and the rotation speed detecting means (for example, the rotation sensor 41 in the embodiment described later) for detecting the rotation speed, and the temperature of the brushless DC motor are detected. Temperature detecting means (for example, an atmosphere temperature sensor 43 or a cooling water temperature sensor in an embodiment described later) and a phase resistance value calculating means (for example, described later) for calculating a phase resistance value based on the detected temperature. (Step S12 in the embodiment described below) and an induced voltage constant deriving means for deriving an induced voltage constant (for example, Step S22 in an embodiment described later), and a voltage level comprising a phase difference between the induced voltage and the phase voltage. Phase difference calculating means for calculating a phase difference and a current phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase current (for example, step S15 in an embodiment described later)
And step S16), an iron loss calculating means for calculating the iron loss of the brushless DC motor being rotationally driven (for example, steps S18 to S24 in an embodiment to be described later), and the phase based on the iron loss. Real-phase current calculation means for calculating the real-phase current by subtracting the iron loss component from the current (for example, step S26 in an embodiment described later)
And inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on the phase resistance value, the rotation speed, the induced voltage constant, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current (for example, Step S27 in an embodiment described later), torque command input means for inputting a torque command value (for example, torque command calculation unit 21 in an embodiment described later), the induced voltage constant and the field axis inductance. Current command value calculating means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the torque axis inductance and the torque command value (for example, a target current calculation unit 2 in an embodiment described later)
2) and pulse width modulation signal output means for outputting a pulse width modulation signal to the energization switching means based on the field axis current command value and the torque axis current command value (for example, in an embodiment described later) And a feedback control unit 23).
The inductance calculating means calculates only the torque axis inductance when the field axis current command value or the torque axis current command value is equal to or less than a predetermined value, and calculates the field axis current command value or the torque axis current command value. When the value exceeds the predetermined value, the field axis inductance and the torque axis inductance are calculated.

【0010】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、トルク軸電流の除算により算出されるトル
ク軸インダクタンスおよび界磁軸電流の除算により算出
される界磁軸インダクタンスを演算する際に、界磁軸電
流指令値あるいはトルク軸電流指令値が所定値を超えた
ときにトルク軸インダクタンスおよび界磁軸インダクタ
ンスを算出して、界磁軸電流指令値あるいはトルク軸電
流指令値が所定値以下のときにトルク軸インダクタンス
のみを算出する。これにより、ブラシレスDCモータの
各相に供給される相電流の検出値に基づいて算出される
界磁軸電流およびトルク軸電流に、適宜の検出誤差が含
まれる場合であっても、トルク軸インダクタンスおよび
界磁軸インダクタンスの算出結果に対する誤差が増大す
ることを抑制することができる。このため、各相電流を
検出する相電流検出手段の検出精度を過剰に増大させる
こと無しに、トルク軸インダクタンスおよび界磁軸イン
ダクタンスを精度良く算出することができ、ブラシレス
DCモータの制御装置を構築する際に要する費用を削減
することができる。しかも、トルク軸インダクタンスお
よび界磁軸インダクタンスの算出結果に所望の計算精度
が期待できない場合には演算処理を実行しないことか
ら、制御装置の演算負荷を低減することができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above configuration, when calculating the torque axis inductance calculated by dividing the torque axis current and the field axis inductance calculated by dividing the field axis current, When the magnetic axis current command value or the torque axis current command value exceeds a predetermined value, the torque axis inductance and the field axis inductance are calculated, and when the field axis current command value or the torque axis current command value is equal to or less than the predetermined value. Then, only the torque axis inductance is calculated. Accordingly, even if the field axis current and the torque axis current calculated based on the detected values of the phase currents supplied to the respective phases of the brushless DC motor include an appropriate detection error, the torque axis inductance can be reduced. In addition, it is possible to suppress an increase in an error with respect to the calculation result of the field axis inductance. Therefore, the torque axis inductance and the field axis inductance can be calculated with high accuracy without excessively increasing the detection accuracy of the phase current detection means for detecting each phase current, and a control device for the brushless DC motor is constructed. The cost required for the operation can be reduced. In addition, if the desired calculation accuracy cannot be expected from the calculation results of the torque axis inductance and the field axis inductance, the calculation processing is not executed, so that the calculation load on the control device can be reduced.

【0011】また、請求項2に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置は、永久磁石を有する回転子
と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相
の固定子巻線を有する固定子とを備えたブラシレスDC
モータを、複数のスイッチング素子からなり前記固定子
巻線への通電を順次転流させる通電切換手段(例えば、
後述する実施の形態でのインバータ13)により回転駆
動させるブラシレスDCモータの制御装置であって、前
記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を検
出する相電圧検出手段(例えば、後述する実施の形態で
の相電圧検出器46)および相電流の位相角と実効値を
検出する相電流検出手段(例えば、後述する実施の形態
での相電流検出器47)および前記回転子の磁極位置か
ら誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段(例えば、
後述する実施の形態での磁極位置演算部55)および回
転数を検出する回転数検出手段(例えば、後述する実施
の形態での回転センサ41)と、前記ブラシレスDCモ
ータの温度に基づいて相抵抗値を算出する相抵抗値算出
手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS1
2)と、前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧
位相差と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電
流位相差を算出する位相差算出手段(例えば、後述する
実施の形態でのステップS15およびステップS16)
と、回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を
算出する鉄損失算出手段(例えば、後述する実施の形態
でのステップS18〜ステップS24)と、前記鉄損失
に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算して実相電流
を算出する実相電流算出手段(例えば、後述する実施の
形態でのステップS26)と、前記通電切換手段のスイ
ッチング動作を停止して前記ブラシレスDCモータへの
電力供給を一時的に停止する通電停止制御手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS34)と、前記
スイッチング動作の停止中に前記相電圧検出手段により
前記誘起電圧の電圧値を検出し、前記相抵抗値と前記誘
起電圧の電圧値と前記電圧位相差と前記電流位相差と前
記実相電流とに基づいて界磁軸インダクタンス及びトル
ク軸インダクタンスを算出するインダクタンス算出手段
(例えば、後述する実施の形態でのステップS27)
と、トルク指令値を入力するトルク指令入力手段(例え
ば、後述する実施の形態でのトルク指令演算部21)
と、前記誘起電圧の電圧値と前記界磁軸インダクタンス
と前記トルク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに
基づいて、界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値
を算出する電流指令値算出手段(例えば、後述する実施
の形態での目標電流演算部22)と、前記界磁軸電流指
令値と前記トルク軸電流指令値とに基づいて前記通電切
換手段にパルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号
出力手段(例えば、後述する実施の形態でのフィードバ
ック制御部23)とを備えたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control apparatus including a rotor having a permanent magnet, and a plurality of phases of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor. Brushless DC with stator
A motor is formed by a plurality of switching elements, and a current switching means (for example,
A control device for a brushless DC motor that is driven to rotate by an inverter 13 according to an embodiment described below, and includes a phase voltage detection unit (for example, an embodiment described below) that detects a phase angle and an effective value of a phase voltage of the brushless DC motor. Phase voltage detector 46), phase current detection means for detecting the phase angle and the effective value of the phase current (for example, phase current detector 47 in an embodiment to be described later) and the magnetic pole position of the rotor. Position detecting means for detecting the phase angle of the induced voltage (for example,
A magnetic pole position calculating unit 55 in an embodiment described later) and a rotation speed detecting means (for example, a rotation sensor 41 in an embodiment described later) for detecting a rotation speed, and a phase resistance based on the temperature of the brushless DC motor. Phase resistance value calculating means for calculating the value (for example, step S1 in an embodiment described later)
2) and a phase difference calculating means for calculating a voltage phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase voltage and a current phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase current (for example, an embodiment described later) Steps S15 and S16 in the form)
Iron loss calculating means for calculating iron loss of the brushless DC motor during rotation (for example, steps S18 to S24 in an embodiment described later), and iron loss from the phase current based on the iron loss. A real-phase current calculating means for calculating a real-phase current by subtracting a component (for example, step S26 in an embodiment described later), and a power supply to the brushless DC motor is temporarily stopped by stopping a switching operation of the energization switching means. Power supply stop control means (for example, step S34 in an embodiment to be described later) for stopping the operation, and the phase voltage detection means detecting the voltage value of the induced voltage during the stop of the switching operation, and Field axis inductance and torque axis inductance based on the voltage value of the induced voltage, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current. Calculated for inductance calculation means (e.g., step S27 in the embodiment described below)
And a torque command input means for inputting a torque command value (for example, a torque command calculation unit 21 in an embodiment described later)
Current command value calculating means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on a voltage value of the induced voltage, the field axis inductance, the torque axis inductance, and the torque command value ( For example, a pulse width modulation that outputs a pulse width modulation signal to the energization switching means based on a target current calculation unit 22) in the embodiment described later and the field axis current command value and the torque axis current command value. And a signal output unit (for example, a feedback control unit 23 in an embodiment described later).

【0012】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、ブラシレスDCモータの運転状態に応じ
て、ブラシレスDCモータへの通電を停止しても良い場
合、例えば、ブラシレスDCモータに対して要求される
トルク指令値がゼロのとき、あるいは界磁軸電流指令値
およびトルク軸電流指令値がゼロのとき、あるいは各相
電圧指令値がゼロのとき、あるいは界磁軸電圧指令値お
よびトルク軸電圧指令値がゼロのとき等に、通電停止制
御手段により通電切換手段のスイッチング動作を停止し
てブラシレスDCモータへの電力供給を一時的に停止す
る。これにより、相電圧検出手段により誘起電圧の電圧
波形を直接に検出する場合には、例えばブラシレスDC
モータへの給電ラインを遮断する遮断回路等を設ける必
要なしに、通電の停止が可能な適宜のタイミングのみで
誘起電圧の検出を行うことができ、ブラシレスDCモー
タの制御装置を構築する際に要する費用を削減すること
ができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above-described configuration, when the energization of the brushless DC motor may be stopped according to the operating state of the brushless DC motor, for example, a request is made for the brushless DC motor. When the torque command value is zero, when the field axis current command value and the torque axis current command value are zero, when the phase voltage command values are zero, or when the field axis voltage command value and the torque axis voltage command When the value is zero or the like, the switching operation of the power supply switching means is stopped by the power supply stop control means, and the power supply to the brushless DC motor is temporarily stopped. Thereby, when the voltage waveform of the induced voltage is directly detected by the phase voltage detecting means, for example, a brushless DC
The induced voltage can be detected only at an appropriate timing at which the energization can be stopped, without the need to provide a cutoff circuit or the like for cutting off the power supply line to the motor, which is necessary when building a control device for a brushless DC motor. Costs can be reduced.

【0013】また、請求項3に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置は、永久磁石を有する回転子
と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相
の固定子巻線を有する固定子とを備えたブラシレスDC
モータを、複数のスイッチング素子からなり前記固定子
巻線への通電を順次転流させる通電切換手段(例えば、
後述する実施の形態でのインバータ13)により回転駆
動させるブラシレスDCモータの制御装置であって、前
記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を検
出する相電圧検出手段(例えば、後述する実施の形態で
の相電圧検出器46)および相電流の位相角と実効値を
検出する相電流検出手段(例えば、後述する実施の形態
での相電流検出器47)および前記回転子の磁極位置か
ら誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段(例えば、
後述する実施の形態での磁極位置演算部55)および回
転数を検出する回転数検出手段(例えば、後述する実施
の形態での回転センサ41)と、前記ブラシレスDCモ
ータの温度に基づいて相抵抗値を算出する相抵抗値算出
手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS1
2)と、前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧
位相差と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電
流位相差を算出する位相差算出手段(例えば、後述する
実施の形態でのステップS15およびステップS16)
と、回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を
算出する鉄損失算出手段(例えば、後述する実施の形態
でのステップS18〜ステップS24)と、前記鉄損失
に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算して実相電流
を算出する実相電流算出手段(例えば、後述する実施の
形態でのステップS26)と、前記通電切換手段のスイ
ッチング動作を停止して前記ブラシレスDCモータへの
電力供給を一時的に停止する通電停止制御手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS34)と、前記
通電切換手段と前記ブラシレスDCモータとの間に接続
して前記複数相の固定子巻線への入力電流を全波整流す
る整流手段(例えば、後述する実施の形態での3相ブリ
ッジ整流回路56a)と、前記整流手段による全波整流
電圧を検出する整流電圧検出手段(例えば、後述する実
施の形態での整流電圧検出部56b)と、前記スイッチ
ング動作の停止中に前記整流電圧検出手段により前記誘
起電圧の電圧値を検出し、前記相抵抗値と前記誘起電圧
の電圧値と前記電圧位相差と前記電流位相差と前記実相
電流とに基づいて界磁軸インダクタンス及びトルク軸イ
ンダクタンスを算出するインダクタンス算出手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS27)と、トル
ク指令値を入力するトルク指令入力手段(例えば、後述
する実施の形態でのトルク指令演算部21)と、前記誘
起電圧の電圧値と前記界磁軸インダクタンスと前記トル
ク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに基づいて、
界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値を算出する
電流指令値算出手段(例えば、後述する実施の形態での
目標電流演算部22)と、前記界磁軸電流指令値と前記
トルク軸電流指令値とに基づいて前記通電切換手段にパ
ルス幅変調信号を出力するパルス幅変調信号出力手段
(例えば、後述する実施の形態でのフィードバック制御
部23)とを備えたことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control apparatus including a rotor having a permanent magnet and a plurality of phases of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor. Brushless DC with stator
A motor is formed by a plurality of switching elements, and a current switching means (for example,
A control device for a brushless DC motor that is driven to rotate by an inverter 13 according to an embodiment described below, and includes a phase voltage detection unit (for example, an embodiment described below) that detects a phase angle and an effective value of a phase voltage of the brushless DC motor. Phase voltage detector 46), phase current detection means for detecting the phase angle and the effective value of the phase current (for example, phase current detector 47 in an embodiment to be described later) and the magnetic pole position of the rotor. Position detecting means for detecting the phase angle of the induced voltage (for example,
A magnetic pole position calculating unit 55 in an embodiment described later) and a rotation speed detecting means (for example, a rotation sensor 41 in an embodiment described later) for detecting a rotation speed, and a phase resistance based on the temperature of the brushless DC motor. Phase resistance value calculating means for calculating the value (for example, step S1 in an embodiment described later)
2) and a phase difference calculating means for calculating a voltage phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase voltage and a current phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase current (for example, an embodiment described later) Steps S15 and S16 in the form)
Iron loss calculating means for calculating iron loss of the brushless DC motor during rotation (for example, steps S18 to S24 in an embodiment described later), and iron loss from the phase current based on the iron loss. A real-phase current calculation means (for example, step S26 in an embodiment described later) for calculating a real-phase current by subtracting a component, and a power supply to the brushless DC motor is temporarily stopped by stopping a switching operation of the energization switching means. Power supply stop control means (for example, step S34 in an embodiment to be described later) for stopping the power supply, and an input to the plural-phase stator windings connected between the power supply switching means and the brushless DC motor. A rectifier for performing full-wave rectification of current (for example, a three-phase bridge rectifier circuit 56a in an embodiment described later) and a rectifier for detecting a full-wave rectified voltage by the rectifier. A voltage detecting unit (for example, a rectified voltage detecting unit 56b in an embodiment described later) and the rectified voltage detecting unit detects a voltage value of the induced voltage while the switching operation is stopped, and detects the phase resistance value and the phase resistance value. Inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on the voltage value of the induced voltage, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current (for example, step S27 in an embodiment described later). Torque command input means (for example, a torque command calculation unit 21 in an embodiment described later) for inputting a torque command value, a voltage value of the induced voltage, the field axis inductance, the torque axis inductance, and the torque Based on the command value,
Current command value calculation means (for example, a target current calculation unit 22 in an embodiment described later) for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value, and the field axis current command value and the torque axis current A pulse width modulation signal output unit (for example, a feedback control unit 23 in an embodiment described later) that outputs a pulse width modulation signal to the energization switching unit based on the command value.

【0014】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、ブラシレスDCモータの運転状態に応じ
て、通電停止制御手段により通電切換手段のスイッチン
グ動作を停止してブラシレスDCモータへの電力供給を
一時的に停止する。そして、整流手段においてブラシレ
スDCモータの相電圧を全波整流して全波整流電圧へと
変換する。次に、整流電圧検出手段は、例えば全波整流
電圧を平滑化した後に、誘起電圧の電圧値として検出す
る。これにより、例えば相電圧検出手段によって誘起電
圧の電圧波形を検出し、この電圧波形から一次成分を抽
出して実効値を演算するという煩雑な演算処理を省略す
ることができ、しかも、このような実効値の演算におい
て必要とされる相対的に高速なサンプリング処理も省略
することができるため、制御装置の演算負荷を低減する
ことができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above configuration, the switching operation of the power supply switching means is stopped by the power supply stop control means to temporarily supply power to the brushless DC motor in accordance with the operation state of the brushless DC motor. Stop. Then, the rectifier converts the phase voltage of the brushless DC motor into full-wave rectified voltage by full-wave rectification. Next, the rectified voltage detection means detects, for example, the voltage value of the induced voltage after smoothing the full-wave rectified voltage. Thereby, for example, a complicated calculation process of detecting the voltage waveform of the induced voltage by the phase voltage detection means, extracting a primary component from the voltage waveform and calculating the effective value can be omitted, and such a process can be omitted. Since the relatively high-speed sampling process required in the calculation of the effective value can be omitted, the calculation load on the control device can be reduced.

【0015】さらに、請求項4に記載の本発明のブラシ
レスDCモータの制御装置は、出力トルクを検出する出
力トルク検出手段(例えば、後述する実施の形態でのト
ルクセンサ42)を備え、前記相電流検出手段の検出周
期を第1の周期T1とし、前記出力トルク検出手段の検
出周期を第2の周期T2とし、前記温度の検出周期を第
3の周期T3としたとき、前記第1および第2および第
3の周期を、T1≦T2≦T3の関係に設定して検出制
御することを特徴としている。
Further, the control device for a brushless DC motor according to the present invention includes an output torque detecting means (for example, a torque sensor 42 in an embodiment described later) for detecting an output torque. When the detection cycle of the current detection means is a first cycle T1, the detection cycle of the output torque detection means is a second cycle T2, and the temperature detection cycle is a third cycle T3, The detection control is performed by setting the second and third periods in a relationship of T1 ≦ T2 ≦ T3.

【0016】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、例えば相対的に緩慢な変動や小さな変動を
行う制御パラメータや、必要とされる演算処理に積分処
理が含まれる制御パラメータ等に対しては、検出の周期
を長く設定することで、制御装置の演算負荷を低減する
ことができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above-described configuration, for example, a control parameter that makes relatively slow or small fluctuations, a control parameter that requires an integration process to be included in a required calculation process, and the like. By setting the detection cycle to be long, the calculation load of the control device can be reduced.

【0017】さらに、請求項5に記載の本発明のブラシ
レスDCモータの制御装置では、前記インダクタンス算
出手段は、前記ブラシレスDCモータの回転駆動中に演
算データを記憶し、前記ブラシレスDCモータの回転停
止中に前記界磁軸インダクタンスと前記トルク軸インダ
クタンスの算出処理を行うことを特徴としている。
Further, in the control device for a brushless DC motor according to the present invention, the inductance calculating means stores operation data during rotation driving of the brushless DC motor, and stops the rotation of the brushless DC motor. It is characterized in that calculation processing of the field axis inductance and the torque axis inductance is performed therein.

【0018】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、相対的に演算負荷が大きな界磁軸インダク
タンスおよびトルク軸インダクタンスの算出処理を、ブ
ラシレスDCモータの停止時、つまりブラシレスDCモ
ータに対するフィードバック制御の演算処理が不必要と
なる演算負荷の軽いときに実行することで、制御装置の
演算負荷が増大することを抑制することができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above-described configuration, the process of calculating the field axis inductance and the torque axis inductance having a relatively large calculation load is performed when the brushless DC motor is stopped, that is, feedback control for the brushless DC motor. By executing the above calculation process when the calculation load that makes unnecessary is light, it is possible to suppress an increase in the calculation load of the control device.

【0019】また、請求項6に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置は、永久磁石を有する回転子
と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相
の固定子巻線を有する固定子とを備えたブラシレスDC
モータを、複数のスイッチング素子からなり前記固定子
巻線への通電を順次転流させる通電切換手段(例えば、
後述する実施の形態でのインバータ13)により回転駆
動させるブラシレスDCモータの制御装置であって、前
記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を検
出する相電圧検出手段(例えば、後述する実施の形態で
の相電圧検出器46)および相電流の位相角と実効値を
検出する相電流検出手段(例えば、後述する実施の形態
での相電流検出器47)および前記回転子の磁極位置か
ら誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段(例えば、
後述する実施の形態での磁極位置演算部55)および回
転数を検出する回転数検出手段(例えば、後述する実施
の形態での回転センサ41)と、前記ブラシレスDCモ
ータの温度を、前記回転数あるいは前記ブラシレスDC
モータの冷却水温度(例えば、後述する実施の形態での
冷却水温度Tc)あるいは前記ブラシレスDCモータの
周辺温度(例えば、後述する実施の形態での雰囲気温度
Tat)に基づき予め記憶された所定のデータから算出
する温度推定手段(例えば、後述する実施の形態では、
ステップS12が兼ねる)と、前記温度推定手段で推定
した前記温度に基づいて、相抵抗値を算出する相抵抗値
算出手段(例えば、後述する実施の形態では、ステップ
S12が兼ねる)および誘起電圧定数を導出する誘起電
圧定数導出手段(例えば、後述する実施の形態での誘起
電圧定数演算部53)と、前記誘起電圧と相電圧の位相
の差からなる電圧位相差と、前記誘起電圧と相電流の位
相の差からなる電流位相差を算出する位相差算出手段
(例えば、後述する実施の形態でのステップS15およ
びステップS16)と、回転駆動中の前記ブラシレスD
Cモータの鉄損失を算出する鉄損失算出手段(例えば、
後述する実施の形態でのステップS18〜ステップS2
4)と、前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分
を減算して実相電流を算出する実相電流算出手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS26)と、前記
相抵抗値と前記回転数と前記誘起電圧定数と前記電圧位
相差と前記電流位相差と前記実相電流とに基づいて界磁
軸インダクタンス及びトルク軸インダクタンスを算出す
るインダクタンス算出手段(例えば、後述する実施の形
態でのステップS27)と、トルク指令値を入力するト
ルク指令入力手段(例えば、後述する実施の形態でのト
ルク指令演算部21)と、前記誘起電圧定数と前記界磁
軸インダクタンスと前記トルク軸インダクタンスと前記
トルク指令値とに基づいて、界磁軸電流指令値およびト
ルク軸電流指令値を算出する電流指令値算出手段(例え
ば、後述する実施の形態での目標電流演算部22)と、
前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基
づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力する
パルス幅変調信号出力手段(例えば、後述する実施の形
態でのフィードバック制御部23)とを備えたことを特
徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control device comprising: a rotor having a permanent magnet; and a plurality of phases of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor. Brushless DC with stator
A motor is formed by a plurality of switching elements, and a current switching means (for example,
A control device for a brushless DC motor that is driven to rotate by an inverter 13 according to an embodiment described below, and includes a phase voltage detection unit (for example, an embodiment described below) that detects a phase angle and an effective value of a phase voltage of the brushless DC motor. Phase voltage detector 46), phase current detection means for detecting the phase angle and the effective value of the phase current (for example, phase current detector 47 in an embodiment to be described later) and the magnetic pole position of the rotor. Position detecting means for detecting the phase angle of the induced voltage (for example,
A magnetic pole position calculating unit 55 in an embodiment described later) and a rotation speed detecting unit (for example, a rotation sensor 41 in an embodiment described later) for detecting a rotation speed, and a temperature of the brushless DC motor are measured by the rotation speed. Or the brushless DC
A predetermined temperature stored in advance based on a motor cooling water temperature (for example, a cooling water temperature Tc in an embodiment described later) or a surrounding temperature of the brushless DC motor (for example, an ambient temperature Tat in an embodiment described later). Temperature estimating means calculated from data (for example, in an embodiment described later,
A phase resistance value calculating means (for example, step S12 in an embodiment to be described later) for calculating a phase resistance value based on the temperature estimated by the temperature estimating means, and an induced voltage constant. (For example, an induced voltage constant calculation unit 53 in an embodiment described later), a voltage phase difference including a phase difference between the induced voltage and a phase voltage, and an induced voltage and a phase current. Phase difference calculating means (for example, steps S15 and S16 in an embodiment described later) for calculating a current phase difference composed of the phase difference between the brushless D and the brushless D during rotation driving.
Iron loss calculating means for calculating iron loss of the C motor (for example,
Step S18 to step S2 in the embodiment described later
4) actual phase current calculating means (for example, step S26 in an embodiment described later) for calculating an actual phase current by subtracting an iron loss component from the phase current based on the iron loss; Inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on the rotation speed, the induced voltage constant, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current (for example, in an embodiment described later) Step S27), torque command input means for inputting a torque command value (for example, a torque command calculation unit 21 in an embodiment described later), the induced voltage constant, the field axis inductance, the torque axis inductance, Current command value calculation means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the torque command value (for example, A target current calculation unit 22) in the form,
Pulse width modulation signal output means for outputting a pulse width modulation signal to the energization switching means based on the field axis current command value and the torque axis current command value (for example, a feedback control unit 23 in an embodiment described later) ).

【0020】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、例えば回転駆動中のブラシレスDCモータ
において、固定子巻線の巻線温度の上昇に伴って増大す
る相抵抗値を適切に算出する際に、固定子巻線の巻線温
度を直接に検出する巻線温度検出器等を省略することが
できる。すなわち、例えばブラシレスDCモータのハウ
ジング等に設けられた雰囲気温度センサにより検出され
るブラシレスDCモータの雰囲気温度や、例えばブラシ
レスDCモータの冷却系に設けられた冷却水温度センサ
により検出される冷却水温度や、例えば鉄損失および銅
損失に対して所定の相関を有するブラシレスDCモータ
の回転数等と、巻線温度との関係を示す所定のデータを
予めメモリ等に記憶しておき、検出された雰囲気温度や
冷却水温度や回転数に応じて、このデータを検索して巻
線温度の推定値を取得する。これにより、ブラシレスD
Cモータの制御装置を構築する際に要する費用を削減す
ることができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above-described configuration, for example, in a brushless DC motor that is being driven in rotation, when the phase resistance value that increases as the winding temperature of the stator winding increases is appropriately calculated. In addition, a winding temperature detector for directly detecting the winding temperature of the stator winding can be omitted. That is, for example, the ambient temperature of the brushless DC motor detected by an ambient temperature sensor provided in a housing or the like of the brushless DC motor, or the cooling water temperature detected by a cooling water temperature sensor provided in a cooling system of the brushless DC motor, for example. For example, predetermined data indicating the relationship between the number of revolutions of a brushless DC motor having a predetermined correlation with iron loss and copper loss and the winding temperature is stored in a memory or the like in advance, and the detected atmosphere is stored. This data is retrieved according to the temperature, the cooling water temperature, and the number of rotations to obtain an estimated value of the winding temperature. Thereby, brushless D
The cost required for constructing the control device for the C motor can be reduced.

【0021】また、請求項7に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置は、永久磁石を有する回転子
と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する複数相
の固定子巻線を有する固定子とを備えたブラシレスDC
モータを、複数のスイッチング素子からなり前記固定子
巻線への通電を順次転流させる通電切換手段(例えば、
後述する実施の形態でのインバータ13)により回転駆
動させるブラシレスDCモータの制御装置であって、前
記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を検
出する相電圧検出手段(例えば、後述する実施の形態で
の相電圧検出器46)および相電流の位相角と実効値を
検出する相電流検出手段(例えば、後述する実施の形態
での相電流検出器47)および前記回転子の磁極位置か
ら誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段(例えば、
後述する実施の形態での磁極位置演算部55)および回
転数を検出する回転数検出手段(例えば、後述する実施
の形態での回転センサ41)および出力トルクを検出す
る出力トルク検出手段(例えば、後述する実施の形態で
のトルクセンサ42)と、前記ブラシレスDCモータの
温度を検出する温度検出手段(例えば、後述する実施の
形態では、ステップS12が兼ねる)と、検出された前
記温度に基づいて、相抵抗値を算出する相抵抗値算出手
段(例えば、後述する実施の形態では、ステップS12
が兼ねる)および誘起電圧定数を導出する誘起電圧定数
導出手段(例えば、後述する実施の形態での誘起電圧定
数演算部53)と、前記誘起電圧と相電圧の位相の差か
らなる電圧位相差と、前記誘起電圧と相電流の位相の差
からなる電流位相差を算出する位相差算出手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS15およびステ
ップS16)と、回転駆動中の前記ブラシレスDCモー
タの鉄損失を算出する鉄損失算出手段(例えば、後述す
る実施の形態でのステップS18〜ステップS24)
と、前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分を減
算して実相電流を算出する実相電流算出手段(例えば、
後述する実施の形態でのステップS26)と、前記相抵
抗値と前記回転数と前記誘起電圧定数と前記電圧位相差
と前記電流位相差と前記実相電流とに基づいて界磁軸イ
ンダクタンス及びトルク軸インダクタンスを算出するイ
ンダクタンス算出手段(例えば、後述する実施の形態で
のステップS27)と、トルク指令値を入力するトルク
指令入力手段(例えば、後述する実施の形態でのトルク
指令演算部21)と、前記誘起電圧定数と前記界磁軸イ
ンダクタンスと前記トルク軸インダクタンスと前記トル
ク指令値とに基づいて、界磁軸電流指令値およびトルク
軸電流指令値を算出する電流指令値算出手段(例えば、
後述する実施の形態での目標電流演算部22)と、前記
界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基づい
て前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力するパル
ス幅変調信号出力手段(例えば、後述する実施の形態で
のフィードバック制御部23)とを備え、前記鉄損失算
出手段は、前記出力トルクおよび前記回転数に基づい
て、前記ブラシレスDCモータのモータ出力電力および
モータ入力電力を算出するモータ電力算出手段(例え
ば、後述する実施の形態でのステップS18)と、前記
相抵抗値および前記相電流に基づいて銅損失を算出する
銅損失算出手段(例えば、後述する実施の形態でのステ
ップS19)と、前記モータ入力電力から前記モータ出
力電力を減算してモータ全損失を算出するモータ全損失
算出手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS
20)と、前記ブラシレスDCモータの機械損失を算出
する機械損失算出手段(例えば、後述する実施の形態で
のステップS21)と、前記モータ全損失から前記銅損
失および前記機械損失を減算して前記鉄損失を算出する
減算手段(例えば、後述する実施の形態でのステップS
24)と、前記相電圧の全周波数成分を含む実効値およ
び前記鉄損失に基づいて実測鉄損等価抵抗値を算出する
等価抵抗値算出手段(例えば、後述する実施の形態での
ステップS25)とからなり、前記温度検出手段は、前
記ブラシレスDCモータの温度を、前記モータ全損失に
対する推定温度が予め記憶された所定の推定温度データ
から算出することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a brushless DC motor control device comprising: a rotor having a permanent magnet; and a plurality of phases of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor. Brushless DC with stator
A motor is formed by a plurality of switching elements, and a current switching means (for example,
A control device for a brushless DC motor that is driven to rotate by an inverter 13 according to an embodiment described below, and includes a phase voltage detection unit (for example, an embodiment described below) that detects a phase angle and an effective value of a phase voltage of the brushless DC motor. Phase voltage detector 46), phase current detection means for detecting the phase angle and the effective value of the phase current (for example, phase current detector 47 in an embodiment to be described later) and the magnetic pole position of the rotor. Position detecting means for detecting the phase angle of the induced voltage (for example,
A magnetic pole position calculation unit 55 in an embodiment described later), a rotation speed detection unit (for example, a rotation sensor 41 in an embodiment described later) for detecting a rotation speed, and an output torque detection unit (for example, a rotation sensor 41 for an embodiment described later) Based on the detected temperature, a torque sensor 42 in an embodiment described later) and temperature detecting means for detecting the temperature of the brushless DC motor (for example, step S12 is also used in an embodiment described later). A phase resistance value calculating means for calculating a phase resistance value (for example, in an embodiment described later, step S12
And an induced voltage constant deriving means for deriving an induced voltage constant (for example, an induced voltage constant calculation unit 53 in an embodiment to be described later), and a voltage phase difference comprising a phase difference between the induced voltage and the phase voltage. A phase difference calculating means (for example, steps S15 and S16 in an embodiment described later) for calculating a current phase difference comprising a phase difference between the induced voltage and the phase current, and the brushless DC motor being rotationally driven. Iron loss calculating means for calculating iron loss (for example, steps S18 to S24 in the embodiment described later)
A real-phase current calculating means (for example, a real-phase current calculating means for calculating a real-phase current by subtracting an iron-loss component from the phase current based on the iron loss)
Step S26 in an embodiment to be described later), a field axis inductance and a torque axis based on the phase resistance value, the rotation speed, the induced voltage constant, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current. An inductance calculating means for calculating the inductance (for example, step S27 in an embodiment described later), a torque command inputting means for inputting a torque command value (for example, a torque command calculating unit 21 in an embodiment to be described later), Current command value calculating means (for example, a current command value calculating means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the induced voltage constant, the field axis inductance, the torque axis inductance, and the torque command value)
A target current calculation unit 22) according to an embodiment described later, and a pulse width modulation signal output that outputs a pulse width modulation signal to the energization switching unit based on the field axis current command value and the torque axis current command value. Means (for example, a feedback control unit 23 in an embodiment to be described later), wherein the iron loss calculating means includes a motor output power and a motor input power of the brushless DC motor based on the output torque and the rotation speed. (For example, step S18 in an embodiment to be described later) and a copper loss calculation unit for calculating a copper loss based on the phase resistance value and the phase current (for example, an embodiment to be described later). Step S19), and a motor total loss calculating means (for example, a rear motor loss calculating unit) for calculating the motor total loss by subtracting the motor output power from the motor input power. Step S in the embodiments of
20), mechanical loss calculating means for calculating the mechanical loss of the brushless DC motor (for example, step S21 in the embodiment described later), and subtracting the copper loss and the mechanical loss from the total motor loss, Subtraction means for calculating iron loss (for example, step S in the embodiment described later)
24) and equivalent resistance value calculating means (for example, step S25 in an embodiment described later) for calculating an actually measured iron loss equivalent resistance value based on the effective value including all frequency components of the phase voltage and the iron loss. Wherein the temperature detecting means calculates the temperature of the brushless DC motor from predetermined estimated temperature data in which an estimated temperature for the total loss of the motor is stored in advance.

【0022】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、例えば回転駆動中のブラシレスDCモータ
において、固定子巻線の巻線温度の上昇に伴って増大す
る相抵抗値を適切に算出する際に、固定子巻線の巻線温
度を検出する巻線温度検出器等を省略することができ
る。すなわち、例えば回転センサにより検出される回転
数と、トルクセンサにより検出される出力トルクとに基
づいて算出可能なモータ全損失と、巻線温度との関係を
示す所定のデータを予めメモリ等に記憶しておき、算出
されたモータ全損失に応じて、このデータを検索して巻
線温度の値を取得する。これにより、ブラシレスDCモ
ータの制御装置を構築する際に要する費用を削減するこ
とができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above-described configuration, for example, in a brushless DC motor that is being driven in rotation, when the phase resistance value that increases as the winding temperature of the stator winding increases is appropriately calculated. In addition, a winding temperature detector for detecting the winding temperature of the stator winding can be omitted. That is, for example, predetermined data indicating the relationship between the total motor loss that can be calculated based on the rotation speed detected by the rotation sensor and the output torque detected by the torque sensor and the winding temperature is stored in a memory or the like in advance. The data is retrieved according to the calculated total motor loss to obtain the value of the winding temperature. As a result, it is possible to reduce the cost required when constructing the control device for the brushless DC motor.

【0023】さらに、請求項8に記載の本発明のブラシ
レスDCモータの制御装置では、前記位置検出手段は、
前記ブラシレスDCモータに高周波電圧を印加したとき
のインダクタンスの変化量から前記回転子の磁極位置を
算出することを特徴としている。
Further, in the control device for a brushless DC motor according to the present invention, the position detecting means may include:
A magnetic pole position of the rotor is calculated from an amount of change in inductance when a high-frequency voltage is applied to the brushless DC motor.

【0024】上記構成のブラシレスDCモータの制御装
置によれば、いわゆる位置センサレス制御により、回転
子の磁極位置を検出することから、ブラシレスDCモー
タに具備される位置センサを省略することができ、さら
に、位置センサの位相遅れ特性、すなわち回転数の上昇
に伴って、所定の基準位置を示す位置センサの信号が真
の基準位置に対してずれた値を示すことに起因する検出
誤差を補正するための補正処理を省略することができ
る。これにより、ブラシレスDCモータの制御装置を構
築する際に要する費用を削減することができると共に、
制御装置の演算負荷を低減することができる。
According to the control device for a brushless DC motor having the above configuration, the position of the magnetic pole of the rotor is detected by so-called position sensorless control, so that the position sensor provided in the brushless DC motor can be omitted. In order to correct a detection error caused by a phase delay characteristic of a position sensor, that is, a signal of a position sensor indicating a predetermined reference position indicating a value deviated from a true reference position as the rotation speed increases. Can be omitted. As a result, it is possible to reduce the cost required when constructing a control device for the brushless DC motor, and
The calculation load on the control device can be reduced.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明のブラシレスDCモ
ータの制御装置の一実施形態について添付図面を参照し
ながら説明する。図1は本発明の一実施形態に係るブラ
シレスDCモータの制御装置10の構成図であり、図2
は図1に示すフィードバック制御部23と演算部28の
具体的構成を示す構成図であり、図3は図1に示す定数
検出装置15の具体的構成を示す構成図である。本実施
の形態によるブラシレスDCモータの制御装置10(以
下、「モータ制御装置10」と呼ぶ)は、例えば電気自
動車やハイブリッド車両等に搭載されるブラシレスDC
モータ11(以下、「モータ11」と呼ぶ)を駆動制御
するものであって、このモータ11は、界磁に利用する
永久磁石を有する回転子(図示略)と、この回転子を回
転させる回転磁界を発生する固定子(図示略)とを備え
て構成されている。図1に示すように、このモータ制御
装置10は、例えば、ECU(Electric Control Uni
t)12と、インバータ13と、電源14と、定数検出
装置15とを備えて構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a control device for a brushless DC motor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a control device 10 for a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a specific configuration of the feedback control unit 23 and the calculation unit 28 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration diagram showing a specific configuration of the constant detection device 15 shown in FIG. The brushless DC motor control device 10 (hereinafter, referred to as “motor control device 10”) according to the present embodiment is a brushless DC motor mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle.
The motor 11 (hereinafter, referred to as “motor 11”) is driven and controlled. The motor 11 includes a rotor (not shown) having a permanent magnet used for a field, and a rotation for rotating the rotor. And a stator (not shown) for generating a magnetic field. As shown in FIG. 1, this motor control device 10 is, for example, an ECU (Electric Control Uniform).
t) 12, an inverter 13, a power supply 14, and a constant detection device 15.

【0026】通電切換手段であるインバータ13は、例
えばパルス幅変調によるPWMインバータをなすもので
あって、IGBT等のスイッチング素子を複数用いてブ
リッジ接続したスイッチング回路から構成されている。
そして、インバータ13は、例えばバッテリや燃料電池
等からなる電源14から供給される直流電力を、3相交
流電力に変換してモータ11に供給する。すなわち、複
数相(例えば、U相、V相、W相の3相)のモータ11
の固定子巻線への通電を順次転流させるようになってい
る。ECU12はインバータ13の電力変換動作を制御
しており、スイッチング指令としてU相交流電圧指令値
*Vu及びV相交流電圧指令値*Vv及びW相交流電圧
指令値*Vwをインバータ13に入力して、これらの各
電圧指令値*Vu,*Vv,*Vwに応じたU相電流I
u及びV相電流Iv及びW相電流Iwを、インバータ1
3からモータ11の各相へと出力させる。
The inverter 13 serving as the current switching means is, for example, a PWM inverter based on pulse width modulation, and is composed of a switching circuit in which a plurality of switching elements such as IGBTs are connected in a bridge.
Then, the inverter 13 converts DC power supplied from a power supply 14 composed of, for example, a battery or a fuel cell, into three-phase AC power, and supplies the three-phase AC power to the motor 11. That is, a motor 11 of a plurality of phases (for example, three phases of a U phase, a V phase, and a W phase)
Of the stator windings are sequentially commutated. The ECU 12 controls the power conversion operation of the inverter 13 and inputs the U-phase AC voltage command value * Vu, the V-phase AC voltage command value * Vv, and the W-phase AC voltage command value * Vw to the inverter 13 as switching commands. , U-phase current I according to each of these voltage command values * Vu, * Vv, * Vw
u and V-phase current Iv and W-phase current Iw
3 to each phase of the motor 11.

【0027】このためECU12は、トルク指令演算部
21と、目標電流演算部22と、フィードバック制御部
23とを備えて構成されている。トルク指令演算部21
は、例えば運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作
等に関するアクセル操作量Ac及び後述する検出部26
にて検出されるモータ11の回転数Nに基づいて必要と
されるトルク値を演算して、このトルク値をモータ11
に発生させるためのトルク指令値*Tを生成して目標電
流演算部22へ出力する。
For this purpose, the ECU 12 includes a torque command calculator 21, a target current calculator 22, and a feedback controller 23. Torque command calculator 21
Is, for example, an accelerator operation amount Ac relating to a depression operation of an accelerator pedal by a driver and a detection unit 26 described later.
The required torque value is calculated based on the rotation speed N of the motor 11 detected by
Is generated and output to the target current calculator 22.

【0028】目標電流演算部22は、トルク指令値*T
に基づいて、インバータ13からモータ11に供給する
各相電流Iu,Iv,Iwを指定するための電流指令を
演算しており、この電流指令は、回転する直交座標上で
のd軸目標電流*Id及びq軸目標電流*Iqとして、
フィードバック制御部23へ出力されている。この回転
直交座標をなすdq座標は、例えば回転子の磁束方向を
d軸(トルク軸)とし、このd軸と直交する方向をq軸
(界磁軸)としており、モータ11の回転子(図示略)
とともに同期して電気角速度ωreで回転している。こ
れにより、インバータ13からモータ11の各相に供給
される交流信号に対する電流指令として、直流的な信号
であるd軸目標電流*Id及びq軸目標電流*Iqを与
えるようになっている。
The target current calculator 22 calculates a torque command value * T
, A current command for designating each phase current Iu, Iv, Iw supplied from the inverter 13 to the motor 11 is calculated based on the d-axis target current * on the rotating rectangular coordinates. As Id and q-axis target current * Iq,
It is output to the feedback control unit 23. The dq coordinates forming the rotation orthogonal coordinates are, for example, the d-axis (torque axis) in the magnetic flux direction of the rotor and the q-axis (field axis) in the direction orthogonal to the d-axis. Omitted)
At the same time with the electrical angular velocity ωre. As a result, a d-axis target current * Id and a q-axis target current * Iq, which are DC signals, are given as a current command for an AC signal supplied from the inverter 13 to each phase of the motor 11.

【0029】ここで、目標電流演算部22は、d軸電流
演算部24と、q軸電流演算部25とを備えて構成され
ている。d軸電流演算部24は、下記数式(2)に示す
ように、トルク指令値*Tと、後述する誘起電圧定数K
eとに基づいて、d軸目標電流*Idを算出する。q軸
電流演算部25は、下記数式(3)に示すように、トル
ク指令値*Tと、後述する誘起電圧定数Keおよびd軸
インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqとに
基づいて、q軸目標電流*Iqを算出する。
Here, the target current calculator 22 includes a d-axis current calculator 24 and a q-axis current calculator 25. The d-axis current calculator 24 calculates a torque command value * T and an induced voltage constant K
Based on e, a d-axis target current * Id is calculated. The q-axis current calculator 25 calculates the q-axis target current based on the torque command value * T, the induced voltage constant Ke, the d-axis inductance Ld, and the q-axis inductance Lq, as shown in the following equation (3). * Calculate Iq.

【0030】[0030]

【数2】 (Equation 2)

【0031】[0031]

【数3】 [Equation 3]

【0032】フィードバック制御部23は、dq座標上
で電流のフィードバック制御を行うものであり、d軸目
標電流*Id及びq軸目標電流*Iqに基づいて、各電
圧指令値*Vu,*Vv,*Vwを算出し、インバータ
13へパルス幅変調信号を入力すると共に、実際にイン
バータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,
Iv,Iwをdq座標上に変換して得たd軸電流Id及
びq軸電流Iqと、d軸目標電流*Id及びq軸目標電
流*Iqとの各偏差がゼロとなるように制御を行う。こ
のため、フィードバック制御部23には、定数検出装置
15から出力されるd軸電流Id及びq軸電流Iq、さ
らにd軸インダクタンスLd及びq軸インダクタンスL
q等の信号が入力されている。
The feedback control section 23 performs current feedback control on the dq coordinates. Based on the d-axis target current * Id and the q-axis target current * Iq, the respective voltage command values * Vu, * Vv, * Vw is calculated, a pulse width modulation signal is input to the inverter 13, and each phase current Iu,
Control is performed so that each deviation between the d-axis current Id and the q-axis current Iq obtained by converting Iv and Iw on the dq coordinate and the d-axis target current * Id and the q-axis target current * Iq becomes zero. . For this reason, the d-axis current Id and the q-axis current Iq output from the constant detecting device 15 and the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance L
Signals such as q are input.

【0033】定数検出装置15は、検出部26と、高周
波電圧印加部27と、演算部28とを備えて構成されて
おり、検出部26からは、モータ11の回転数Nの検出
信号と、モータトルクTorの検出信号と、モータ11
の雰囲気温度Tatの検出信号と、モータ温度Tmag
つまりモータ11の回転子(図示略)の温度の検出信号
と、モータ11の各相に供給される相電圧(例えば、イ
ンバータ13の各相出力点のうちのU相出力点Uと中性
点Nとの間のU相電圧Vun)の検出信号と、モータ1
1の各相に供給される相電流(例えば、U相電流Iu及
びW相電流Iw)の検出信号と、電源14から出力され
る電源電圧Vdcの検出信号とが出力され、これらの検
出信号が演算部28に入力されている。そして、後述す
るように、検出部26から出力される各種の検出信号に
基づいて所定の演算処理を行って、d軸電流Id及びq
軸電流Iqと、誘起電圧定数Keと、d軸インダクタン
スLd及びq軸インダクタンスLqとを算出する。
The constant detecting device 15 includes a detecting unit 26, a high-frequency voltage applying unit 27, and a calculating unit 28. The detecting unit 26 outputs a detection signal of the rotation speed N of the motor 11, The detection signal of the motor torque Tor and the motor 11
Detection signal of the ambient temperature Tat and the motor temperature Tmag
That is, the detection signal of the temperature of the rotor (not shown) of the motor 11 and the phase voltage supplied to each phase of the motor 11 (for example, the U-phase output point U and the neutral point of each phase output point of the inverter 13) N and the detection signal of the U-phase voltage Vun)
1, a detection signal of a phase current (for example, a U-phase current Iu and a W-phase current Iw) supplied to each phase and a detection signal of a power supply voltage Vdc output from the power supply 14 are output. The data is input to the calculation unit 28. Then, as described later, a predetermined calculation process is performed based on various detection signals output from the detection unit 26, and the d-axis currents Id and q
The shaft current Iq, the induced voltage constant Ke, the d-axis inductance Ld, and the q-axis inductance Lq are calculated.

【0034】以下に、フィードバック制御部23につい
て図2を参照しながら説明する。定数検出装置15にて
検出され出力されたd軸電流Id及びq軸電流Iqは、
それぞれ減算器31,32に入力されている。そして、
減算器31はd軸目標電流*Idとd軸電流Idとの偏
差ΔIdを算出し、減算器32はq軸目標電流*Iqと
q軸電流Iqとの偏差ΔIqを算出する。この場合、d
軸目標電流*Id及びq軸目標電流*Iqと、d軸電流
Id及びq軸電流Iqとは直流的な信号であるため、例
えば位相遅れや振幅誤差等は直流分として検出される。
Hereinafter, the feedback control section 23 will be described with reference to FIG. The d-axis current Id and the q-axis current Iq detected and output by the constant detection device 15 are:
The signals are input to subtracters 31 and 32, respectively. And
The subtractor 31 calculates a deviation ΔId between the d-axis target current * Id and the d-axis current Id, and the subtractor 32 calculates a deviation ΔIq between the q-axis target current * Iq and the q-axis current Iq. In this case, d
Since the axis target current * Id and the q-axis target current * Iq and the d-axis current Id and the q-axis current Iq are DC signals, for example, phase delay, amplitude error, etc. are detected as DC components.

【0035】各減算器31,32から出力された偏差Δ
Id及び偏差ΔIqは、それぞれ電流制御部33,34
に入力されている。そして、電流制御部33は、例えば
PI(比例積分)動作により偏差ΔIdを制御増幅して
d軸電圧指令値*Vdを算出し、電流制御部34は、例
えばPI動作により偏差ΔIqを制御増幅してq軸電圧
指令値*Vqを算出する。
The deviation Δ output from each of the subtracters 31 and 32
Id and the deviation ΔIq are calculated by the current control units 33 and 34, respectively.
Has been entered. The current control unit 33 controls and amplifies the deviation ΔId by, for example, PI (proportional integration) operation to calculate a d-axis voltage command value * Vd, and the current control unit 34 controls and amplifies the deviation ΔIq by, for example, PI operation. To calculate the q-axis voltage command value * Vq.

【0036】電流制御部33から出力されたd軸電圧指
令値*Vd及び電流制御部34から出力されたq軸電圧
指令値*Vqはdq・3相交流座標変換器38に入力さ
れている。dq・3相交流座標変換器38は、dq座標
上でのd軸電圧指令値*Vd及びq軸電圧指令値*Vq
を、静止座標である3相交流座標上での例えばU相交流
電圧指令値*Vu及びV相交流電圧指令値*Vv及びW
相交流電圧指令値*Vwに変換する。
The d-axis voltage command value * Vd output from the current control unit 33 and the q-axis voltage command value * Vq output from the current control unit 34 are input to a dq.3-phase AC coordinate converter 38. The dq · three-phase AC coordinate converter 38 calculates the d-axis voltage command value * Vd and the q-axis voltage command value * Vq on the dq coordinates.
Are, for example, U-phase AC voltage command values * Vu and V-phase AC voltage command values * Vv and W on three-phase AC coordinates that are stationary coordinates.
It is converted into a phase AC voltage command value * Vw.

【0037】そして、dq・3相交流座標変換器38か
ら出力されたU相交流電圧指令値*Vu及びV相交流電
圧指令値*Vv及びW相交流電圧指令値*Vwは、イン
バータ13のスイッチング素子をオン/オフさせるため
のスイッチング指令(例えば、パルス幅変調信号)とし
てインバータ13に供給されている。
The U-phase AC voltage command value * Vu, V-phase AC voltage command value * Vv, and W-phase AC voltage command value * Vw output from the dq · 3-phase AC coordinate converter 38 It is supplied to the inverter 13 as a switching command (for example, a pulse width modulation signal) for turning on / off the element.

【0038】以下に、定数検出装置15について、図1
から図3を参照しながら説明する。図3に示すように、
検出部26は、例えば、後述する所定の各タイミングで
検出動作を行う、回転センサ41と、トルクセンサ42
と、雰囲気温度センサ43と、回転子温度センサ44
と、相電圧検出器46と、例えば2つの相電流検出器4
7,47とを備えて構成されている。
The constant detecting device 15 will now be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
The detection unit 26 includes, for example, a rotation sensor 41 and a torque sensor 42 that perform a detection operation at predetermined timings described below.
, Ambient temperature sensor 43, and rotor temperature sensor 44
, A phase voltage detector 46 and, for example, two phase current detectors 4
7, 47 are provided.

【0039】回転センサ41は、モータ11の回転子
(図示略)の回転数Nを検出する。トルクセンサ42
は、モータ11から出力されるモータトルクTorを検
出する。雰囲気温度センサ43は、例えばモータ11を
固定収容するハウジング(図示略)等に設けられ、モー
タ11の雰囲気温度Tatを検出する。回転子温度セン
サ44は、モータ温度Tmagつまりモータ11の回転
子(図示略)に備えられた永久磁石の温度を検出する。
The rotation sensor 41 detects the rotation speed N of a rotor (not shown) of the motor 11. Torque sensor 42
Detects the motor torque Tor output from the motor 11. The ambient temperature sensor 43 is provided in, for example, a housing (not shown) that fixedly accommodates the motor 11 and detects the ambient temperature Tat of the motor 11. The rotor temperature sensor 44 detects a motor temperature Tmag, that is, a temperature of a permanent magnet provided in a rotor (not shown) of the motor 11.

【0040】相電圧検出器46は、モータ11の各相に
供給される相電圧(例えば、インバータ13の各相出力
点のうちのU相出力点Uと中性点Nとの間のU相電圧V
un)を検出するものであり、検出信号に基づき相電圧
の一次成分の位相と実効値、さらには、全周波数成分を
含む実効値が演算部28にて演算される。相電流検出器
47,47は、モータ11の各相に供給される相電流I
m(例えば、U相電流Iu)を検出するものであり、検
出信号に基づき相電流の一次成分の位相と実効値、さら
には、全周波数成分を含む実効値が演算部28にて演算
される。
The phase voltage detector 46 detects a phase voltage supplied to each phase of the motor 11 (for example, a U-phase output point between the U-phase output point U and the neutral point N of each phase output point of the inverter 13). Voltage V
un), and the calculation unit 28 calculates the phase and the effective value of the primary component of the phase voltage and the effective value including all frequency components based on the detection signal. The phase current detectors 47, 47 detect the phase currents I supplied to each phase of the motor 11.
m (for example, U-phase current Iu), and the calculation unit 28 calculates the phase and the effective value of the primary component of the phase current and the effective value including all frequency components based on the detection signal. .

【0041】高周波電圧印加部27は、トルク指令値*
Tに基づいて算出された各相電流Iu,Iv,Iwが得
られるようにインバータ13からモータ11の各相に供
給される相電圧Vu,Vv,Vwの周波数に対して、こ
れらと弁別可能な程度に高い周波数の高周波電圧Vhを
重畳して出力させる。すなわち、高周波電圧印加部27
は、いわゆる位置センサレス制御により回転子の磁極位
置θreを算出する際における検出用の高周波電圧Vh
を、モータ11の駆動用の電圧(つまり相電圧Vu,V
v,Vw)に重畳するものであって、後述するように演
算部28にて、回転子の回転に伴って変化する固定子巻
線のインダクタンスを、相電流検出器47,47にて検
出した各相電流(例えば、U相電流IuおよびW相電流
Iw)の挙動に基づいて算出し、さらに、このインダク
タンスの値から回転子の磁極位置θreを算出する。
The high frequency voltage applying section 27 has a torque command value *
The frequencies of the phase voltages Vu, Vv, Vw supplied from the inverter 13 to the respective phases of the motor 11 can be discriminated therefrom so that the respective phase currents Iu, Iv, Iw calculated based on T can be obtained. A high frequency voltage Vh of a frequency that is high enough is superimposed and output. That is, the high-frequency voltage applying unit 27
Is a high-frequency voltage Vh for detection when calculating the magnetic pole position θre of the rotor by so-called position sensorless control.
Is the voltage for driving the motor 11 (that is, the phase voltages Vu, V
v, Vw), and the phase current detectors 47, 47 detect the inductance of the stator winding, which changes with the rotation of the rotor, in the calculation unit 28 as described later. Calculation is performed based on the behavior of each phase current (for example, U-phase current Iu and W-phase current Iw), and the magnetic pole position θre of the rotor is calculated from the inductance value.

【0042】図2に示すように、定数検出装置15の演
算部28は、例えば交流・dq座標変換器51と、d軸
・q軸電流演算部(Id・Iq演算部)52と、誘起電
圧定数演算部(Ke演算部)53と、d軸・q軸インダ
クタンス推定演算部(Ld・Lq推定演算部)54と、
磁極位置演算部55とを備えている。交流・dq座標変
換器51は、静止座標上における適宜の一相の電流、例
えばU相電流Iuを、モータ11の回転位相による回転
座標すなわちdq座標上でのd軸電流Id及びq軸電流
Iqに変換する。
As shown in FIG. 2, the calculating unit 28 of the constant detecting device 15 includes, for example, an AC / dq coordinate converter 51, a d-axis / q-axis current calculating unit (Id / Iq calculating unit) 52, and an induced voltage. A constant operation unit (Ke operation unit) 53, a d-axis / q-axis inductance estimation operation unit (Ld / Lq estimation operation unit) 54,
And a magnetic pole position calculation unit 55. The AC / dq coordinate converter 51 converts an appropriate one-phase current on the stationary coordinates, for example, the U-phase current Iu, into the rotational coordinates based on the rotational phase of the motor 11, that is, the d-axis current Id and the q-axis current Iq on the dq coordinates. Convert to

【0043】d軸・q軸電流演算部52は、後述するよ
うに、交流・dq座標変換器51にて算出された鉄損成
分を含むd軸電流Id及びq軸電流Iqに所定の補正処
理を行って鉄損成分を除去した補正後のd軸電流Id及
びq軸電流Iqを、新たなd軸電流Id及びq軸電流I
qとしてフィードバック制御部23へ出力する。誘起電
圧定数演算部53は、後述するように、例えばトルク指
令値*Tや、各目標電流*Id,*Iqや、各電圧指令
値*Vu,*Vv,*Vwや、各電圧指令値*Vd,*
Vq等に対する所定の条件下において、インバータ13
におけるスイッチング動作を停止して、モータ11の誘
起電圧波形を相電圧検出器46により直接に測定する。
そして、誘起電圧の実効値Eを算出して、回転数Nで除
算することで誘起電圧定数Keを算出し、目標電流演算
部22へ出力する。d軸・q軸インダクタンス推定演算
部54は、後述するように、モータ11の実運転状態で
のd軸インダクタンスLd及びq軸インダクタンスLq
を算出してECU12へ出力する。
As will be described later, the d-axis / q-axis current calculation unit 52 performs a predetermined correction process on the d-axis current Id and the q-axis current Iq including the iron loss component calculated by the AC / dq coordinate converter 51. The d-axis current Id and the q-axis current Iq after the correction by removing the iron loss component by performing
Output to the feedback control unit 23 as q. As will be described later, the induced voltage constant calculator 53 includes, for example, a torque command value * T, target currents * Id, * Iq, voltage command values * Vu, * Vv, * Vw, and voltage command values * Vd, *
Under predetermined conditions for Vq and the like, the inverter 13
Is stopped, and the induced voltage waveform of the motor 11 is directly measured by the phase voltage detector 46.
Then, the induced voltage constant Ke is calculated by calculating the effective value E of the induced voltage and dividing the effective value E by the number of revolutions N, and outputs it to the target current calculator 22. As will be described later, the d-axis / q-axis inductance estimating calculation unit 54 calculates the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq in the actual operation state of the motor 11.
Is calculated and output to the ECU 12.

【0044】磁極位置演算部55は、モータ11の回転
子の回転に伴って変化する固定子巻線のインダクタンス
を、相電流検出器47,47にて検出した各相電流(例
えば、U相電流IuおよびW相電流Iw)の変化に基づ
いて算出する。例えば、高周波電圧印加部27にて、モ
ータ11の駆動用の電圧(つまり相電圧Vu,Vv,V
w)に対して、これらと弁別可能な程度に高い周波数の
高周波電圧Vhを重畳する。そして、この高周波電圧V
hを印加した後に各相電流の過渡応答として検出される
測定データ、例えば電流値が所定の値に到達するまでの
時間や、所定時間経過後の電流値等のように、回転子の
磁極位置θreに応じて変化する固定子巻線のインダク
タンスと相関する測定データを、相電流検出器47によ
る相電流の検出値に基づいて測定する。
The magnetic pole position calculating section 55 detects the inductance of the stator winding, which changes with the rotation of the rotor of the motor 11, for each phase current (for example, U phase current) detected by the phase current detectors 47, 47. Iu and W-phase current Iw). For example, in the high-frequency voltage application unit 27, the driving voltages of the motor 11 (that is, the phase voltages Vu, Vv, V
A high frequency voltage Vh having a frequency high enough to be discriminated therefrom is superimposed on w). And this high frequency voltage V
Measurement data detected as a transient response of each phase current after application of h, for example, a time until the current value reaches a predetermined value, a current value after a predetermined time, a magnetic pole position of the rotor, or the like. Measurement data correlated with the inductance of the stator winding that changes according to θre is measured based on the detected value of the phase current by the phase current detector 47.

【0045】ここで、メモリ29には予め、これらの測
定データに応じた固定子巻線のインダクタンスの値、あ
るいは、これらの測定データに基づいて固定子巻線のイ
ンダクタンスを算出する所定の計算式等が記憶されてお
り、磁極位置演算部55は、相電流検出器47による相
電流の検出に基づいて測定した、例えば電流値が所定の
値に到達するまでの時間や、所定時間経過後の電流値等
の測定データに対応する固定子巻線のインダクタンスの
値を検索し読み込む。さらに、メモリ29には予め、固
定子巻線のインダクタンスと、誘起電圧の位相角に相当
する回転子の磁極位置θreとの関係を示すデータが記
憶されており、磁極位置演算部55は、先に取得した固
定子巻線のインダクタンスの値に対応する回転子の磁極
位置θreの値を検索し読み込む。
Here, the memory 29 stores in advance the value of the stator winding inductance corresponding to these measurement data or a predetermined calculation formula for calculating the stator winding inductance based on these measurement data. The magnetic pole position calculation unit 55 measures, for example, the time until the current value reaches a predetermined value, based on the detection of the phase current by the phase current detector 47, or the time after the lapse of the predetermined time. The value of the inductance of the stator winding corresponding to the measurement data such as the current value is searched and read. Further, the memory 29 previously stores data indicating the relationship between the inductance of the stator winding and the magnetic pole position θre of the rotor corresponding to the phase angle of the induced voltage. The value of the magnetic pole position θre of the rotor corresponding to the obtained value of the inductance of the stator winding is retrieved and read.

【0046】本実施の形態によるモータ制御装置10は
上記構成を備えており、次に、このモータ制御装置10
の動作、特に、定数検出装置15の動作について添付図
面を参照しながら説明する。図4は定数検出装置15の
概略動作について示すフローチャートであり、図5は定
数検出装置15の具体的な演算動作について示すフロー
チャートであり、図6はモータ11の雰囲気温度Tat
に応じて変化する推定巻線温度Tを示すグラフ図であ
り、図7は回転数Nの変化に伴って変化する機械損失P
loss_mechaを示すグラフ図である。
The motor control device 10 according to the present embodiment has the above configuration.
, In particular, the operation of the constant detection device 15 will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 4 is a flowchart showing a schematic operation of the constant detection device 15, FIG. 5 is a flowchart showing a specific calculation operation of the constant detection device 15, and FIG.
FIG. 7 is a graph showing an estimated winding temperature T that varies with the rotational speed N. FIG.
It is a graph which shows loss_mecha.

【0047】先ず、図4に示すステップS01において
は、検出部26から各検出信号(計測値)を取得する。
次に、ステップS02においては、後述するように、雰
囲気温度センサ43にて検出したモータ11の雰囲気温
度Tatに基づいて、モータ11の固定子巻線の巻線温
度Tsを推定し、この巻線温度Tsに応じて変化する巻
線抵抗Roを補正することで、温度補正後の銅損失Pl
oss_rを算出する。次に、ステップS03において
は、例えば、モータ11の全損失Ploss_all
と、銅損失Ploss_rと、機械損失Ploss_m
echaとに基づいて、鉄損失Ploss_ironを
算出する。
First, in step S01 shown in FIG. 4, each detection signal (measured value) is obtained from the detection unit 26.
Next, in step S02, as described later, the winding temperature Ts of the stator winding of the motor 11 is estimated based on the ambient temperature Tat of the motor 11 detected by the ambient temperature sensor 43. By correcting the winding resistance Ro that changes according to the temperature Ts, the copper loss Pl after the temperature correction is corrected.
oss_r is calculated. Next, in step S03, for example, the total loss Ploss_all of the motor 11
, Copper loss Ploss_r, and mechanical loss Ploss_m
The iron loss Ploss_iron is calculated based on the echa.

【0048】次に、ステップS04においては、後述す
るように、実測鉄損等価抵抗ri_realを算出す
る。次に、ステップS05においては、鉄損失分離後の
実効的な相電流(以下、「実相電流」という)を算出す
る。次に、ステップS06においては、鉄損失分離後の
実相電流や上記計測値を用いて導出される相抵抗値や誘
起電圧や実電流位相差に基づいて、後述する所定のタイ
ミングでd軸インダクタンスLd及びq軸インダクタン
スLqを算出する。次に、ステップS07においては各
インダクタンスLd,Lqに基づいて、電圧ベクトル図
を描画する。
Next, in step S04, the measured iron loss equivalent resistance ri_real is calculated as described later. Next, in step S05, an effective phase current after iron loss separation (hereinafter, referred to as “actual phase current”) is calculated. Next, in step S06, based on the actual phase current after iron loss separation, the phase resistance value derived using the above measured values, the induced voltage, and the actual current phase difference, the d-axis inductance Ld And the q-axis inductance Lq. Next, in step S07, a voltage vector diagram is drawn based on the inductances Ld and Lq.

【0049】以下に、定数検出装置15の演算部28に
おける具体的な演算動作について添付図面を参照しなが
ら説明する。先ず、図5に示すステップS11において
は、初期設定値として、所定の常温時(例えば、温度#
T=20℃)での巻線抵抗Roおよび配線抵抗rを、予
めメモリ29に記憶されたデータから読み込む。次に、
ステップS12において、下記数式(4)に示すよう
に、モータ11の駆動時における、雰囲気温度センサ4
3にて検出したモータ11の雰囲気温度Tatに基づい
て推定したモータ11の固定子巻線の巻線温度Tsと、
巻線の素材に応じて異なる所定の温度勾配係数Cとに基
づいて巻線抵抗Roを補正して得た値に、配線抵抗rを
加算して、温度補正後の相抵抗値Rを算出する。ここ
で、モータ11の固定子巻線に対する推定巻線温度T
は、図6に示すように雰囲気温度センサ43にて検出し
たモータ11の雰囲気温度Tatの増大に伴って増加傾
向に変化しており、メモリ29には、雰囲気温度Tat
に応じて変化する推定巻線温度Tのデータマップが記憶
されており、演算部28は、回転駆動中に検出された雰
囲気温度Tatに対応する推定巻線温度Tを検索して、
巻線温度Tsとして読み込む。
Hereinafter, a specific calculation operation in the calculation unit 28 of the constant detection device 15 will be described with reference to the accompanying drawings. First, in step S11 shown in FIG. 5, as an initial setting value, a predetermined normal temperature (for example, temperature #
At T = 20 ° C.), the winding resistance Ro and the wiring resistance r are read from data stored in the memory 29 in advance. next,
In step S12, as shown in the following equation (4), the ambient temperature sensor 4
3, the winding temperature Ts of the stator winding of the motor 11 estimated based on the ambient temperature Tat of the motor 11 detected in
The wiring resistance r is added to a value obtained by correcting the winding resistance Ro based on a predetermined temperature gradient coefficient C that differs according to the material of the winding, and the phase resistance value R after temperature correction is calculated. . Here, the estimated winding temperature T for the stator winding of the motor 11
6 changes in accordance with an increase in the ambient temperature Tat of the motor 11 detected by the ambient temperature sensor 43 as shown in FIG.
The arithmetic unit 28 searches for the estimated winding temperature T corresponding to the ambient temperature Tat detected during the rotation driving, and stores a data map of the estimated winding temperature T that changes according to
It is read as the winding temperature Ts.

【0050】[0050]

【数4】 (Equation 4)

【0051】次に、ステップS13においては、相電圧
検出器46にて検出された相電圧(例えば、U相電圧V
un)から、例えば高速フーリエ変換器FFT(図示
略)により相電圧の一次成分を算出して、さらに、この
一次成分に対する実効値電圧、つまり相電圧一次成分実
効値電圧Vを算出する。次に、ステップS14において
は、磁極位置演算部55において、相電流検出器47,
47にて検出した各相電流(例えば、U相電流Iuおよ
びW相電流Iw)に基づいて、誘起電圧の位相角に相当
する回転子の磁極位置θreを算出する。
Next, in step S13, the phase voltage detected by the phase voltage detector 46 (for example, the U-phase voltage V
un), a primary component of the phase voltage is calculated by, for example, a fast Fourier transformer FFT (not shown), and an effective value voltage for the primary component, that is, a primary voltage of the phase voltage, is calculated. Next, in step S14, the magnetic pole position calculation unit 55 causes the phase current detector 47,
A magnetic pole position θre of the rotor corresponding to the phase angle of the induced voltage is calculated based on each phase current detected at 47 (for example, the U-phase current Iu and the W-phase current Iw).

【0052】次に、ステップS15においては、磁極位
置演算部55にて算出した誘起電圧の位相角に相当する
回転子の磁極位置θreと、相電圧検出器46にて検出
された相電圧(例えば、U相電圧Vun)から例えば高
速フーリエ変換器FFTにより得られた相電圧の一次成
分とに基づいて、誘起電圧の位相と相電圧の一次成分の
位相との位相差を表す電圧位相差γを算出する。この電
圧位相差γは、後述する界磁軸インダクタンス(q軸イ
ンダクタンスLq)とトルク軸インダクタンス(d軸イ
ンダクタンスLd)の演算に用いられる。
Next, in step S15, the magnetic pole position θre of the rotor corresponding to the phase angle of the induced voltage calculated by the magnetic pole position calculation unit 55 and the phase voltage detected by the phase voltage detector 46 (for example, , U phase voltage Vun) based on a primary component of the phase voltage obtained by, for example, the fast Fourier transformer FFT, a voltage phase difference γ representing a phase difference between the phase of the induced voltage and the phase of the primary component of the phase voltage is calculated. calculate. The voltage phase difference γ is used for calculating a field axis inductance (q-axis inductance Lq) and a torque axis inductance (d-axis inductance Ld), which will be described later.

【0053】次に、ステップS16においては、相電流
検出器47にて検出された相電流Im(例えば、U相電
流Iu)から、例えば高速フーリエ変換器FFTにより
得られた相電流の一次成分の位相と、磁極位置演算部5
5にて演算した誘起電圧の位相とに基づいて、相電流の
一次成分と誘起電圧との位相差を表す電流位相差α1を
算出する。なお、この位相差α1は、まだ鉄損成分を含
んでおり、後述する界磁軸インダクタンス(q軸インダ
クタンスLq)とトルク軸インダクタンス(d軸インダ
クタンスLd)の演算に用いられる。
Next, in step S16, from the phase current Im (for example, U-phase current Iu) detected by the phase current detector 47, the primary component of the phase current obtained by, for example, the fast Fourier transformer FFT is calculated. Phase and magnetic pole position calculator 5
Based on the phase of the induced voltage calculated in step 5, the current phase difference α1 representing the phase difference between the primary component of the phase current and the induced voltage is calculated. The phase difference α1 still includes an iron loss component, and is used for calculating a field axis inductance (q-axis inductance Lq) and a torque axis inductance (d-axis inductance Ld), which will be described later.

【0054】次に、ステップS17においては、回転セ
ンサ41によってモータ11の回転子(図示略)の回転
数Nを取得する。次に、ステップS18においては、下
記数式(5)に示すように、回転センサ41にて検出さ
れたモータ11の回転数Nと、トルクセンサ42にて検
出されたモータトルクTorとに基づいて、モータ11
の出力電力Poutを算出する。
Next, at step S17, the rotation speed N of the rotor (not shown) of the motor 11 is acquired by the rotation sensor 41. Next, in step S18, as shown in the following equation (5), based on the rotation speed N of the motor 11 detected by the rotation sensor 41 and the motor torque Tor detected by the torque sensor 42, Motor 11
Is calculated.

【0055】[0055]

【数5】 (Equation 5)

【0056】次に、ステップS19においては、下記数
式(6)に示すように、ステップS12にて算出した相
抵抗値Rと、相電流検出器47にて検出した相電流の全
周波数成分を含んだ実効的な電流値である相電流Im
(例えば、U相電流Iu)とに基づいて、銅損失Plo
ss_rを算出する。
Next, in step S19, as shown in the following equation (6), the phase resistance value R calculated in step S12 and all the frequency components of the phase current detected by the phase current detector 47 are included. Phase current Im which is an effective current value
(For example, U-phase current Iu), the copper loss Plo
ss_r is calculated.

【0057】[0057]

【数6】 (Equation 6)

【0058】次に、ステップS20においては、下記数
式(7)に示すように、ステップS18にて算出したモ
ータ11の出力電力Poutを、インバータ13からモ
ータ11へ供給されるモータ投入電力Pinの検出値か
ら減算することにより、モータ11の全損失Ploss
_allを算出する。
Next, in step S20, as shown in the following equation (7), the output power Pout of the motor 11 calculated in step S18 is detected by detecting the motor input power Pin supplied from the inverter 13 to the motor 11. By subtracting from the value, the total loss Ploss of the motor 11 is obtained.
_All is calculated.

【0059】[0059]

【数7】 (Equation 7)

【0060】次に、ステップS21においては、モータ
11の回転数Nに応じて変化する機械損失Ploss_
mechaを、予めメモリ29に記憶されたデータマッ
プから検索する。ここで、機械損失Ploss_mec
haは、図7に示すように回転数Nの増大に伴って増加
傾向に変化する特性があり、メモリ29には回転数N毎
の機械損失Ploss_mechaの値が記憶されてお
り、演算部28は、回転駆動中に検出された回転数Nに
対応する機械損失Ploss_mechaの値を検索し
読み込む。次に、ステップS22においては、後述する
誘起電圧検出処理において相電圧検出器46により直接
に検出したモータ11の誘起電圧波形から誘起電圧の実
効値Eを算出して、下記数式(8)に示すように、回転
数Nで除算することで誘起電圧定数Keを算出する。
Next, in step S21, the mechanical loss Ploss_ that changes according to the rotation speed N of the motor 11 is determined.
“mecha” is searched from the data map stored in the memory 29 in advance. Here, mechanical loss Ploss_mec
As shown in FIG. 7, ha has a characteristic of changing in an increasing trend with an increase in the rotation speed N. The value of the mechanical loss Ploss_mecha for each rotation speed N is stored in the memory 29. , The value of the mechanical loss Ploss_mecha corresponding to the rotation speed N detected during the rotation driving is searched and read. Next, in step S22, the effective value E of the induced voltage is calculated from the induced voltage waveform of the motor 11 directly detected by the phase voltage detector 46 in the induced voltage detection processing described later, and is represented by the following equation (8). As described above, the induced voltage constant Ke is calculated by dividing by the rotation speed N.

【0061】[0061]

【数8】 (Equation 8)

【0062】次に、ステップS23においては、相電流
検出器47にて検出された相電流Im(例えば、U相電
流Iu)から、例えば高速フーリエ変換器FFTにより
得られた相電流の一次成分の実効値電流、つまり相電流
一次成分実効値電流Ieを算出する。次に、ステップS
24においては、下記数式(9)に示すように、ステッ
プS20にて算出したモータ11の全損失Ploss_
allからステップS19にて算出した銅損失Plos
s_rと、ステップS21にて検索した機械損失Plo
ss_mechaとを減算して、鉄損失Ploss_i
ronを算出する。
Next, in step S23, from the phase current Im (for example, U-phase current Iu) detected by the phase current detector 47, the primary component of the phase current obtained by, for example, the fast Fourier transformer FFT is calculated. An effective value current, that is, a phase current primary component effective value current Ie is calculated. Next, step S
At 24, as shown in the following equation (9), the total loss Ploss_of the motor 11 calculated in step S20 is obtained.
all, the copper loss Plos calculated in step S19
s_r and the mechanical loss Plo found in step S21
ss_mecha and iron loss Ploss_i
ron is calculated.

【0063】[0063]

【数9】 (Equation 9)

【0064】次に、ステップS25においては、下記数
式(10)に示すように、相電圧検出器46にて検出さ
れた相電圧(例えば、U相電圧Vun)から、例えば高
速フーリエ変換器FFTにより得られた相電圧の全周波
数成分を含む実効値Vallと、ステップS24にて算
出した鉄損失Ploss_ironとに基づいて、実測
鉄損等価抵抗ri_realを算出する。なお、下記数
式(10)を導出する際には、例えば、後述する図10
に示すように、並列回路パラメータによる鉄損電流の分
離方法を三相巻線に適用しており、鉄損等価抵抗riの
3倍の値を算出する。
Next, in step S25, as shown in the following equation (10), a phase voltage (for example, U-phase voltage Vun) detected by the phase voltage detector 46 is used to calculate the phase voltage by, for example, a fast Fourier transformer FFT. The actually measured iron loss equivalent resistance ri_real is calculated based on the obtained effective value Vall including all frequency components of the phase voltage and the iron loss Ploss_iron calculated in step S24. When deriving the following equation (10), for example, FIG.
As shown in (3), the method of separating the core loss current based on the parallel circuit parameters is applied to the three-phase winding, and a value three times the core loss equivalent resistance ri is calculated.

【0065】[0065]

【数10】 (Equation 10)

【0066】次に、ステップS26においては、下記数
式(11)に示すように、ステップS23にて算出した
相電流一次成分実効値電流Ieと、ステップS16にて
算出した相電流の一次成分と磁極位置演算部55にて演
算した誘起電圧の位相との電流位相差α1と、ステップ
S13にて算出した相電圧一次成分実効値電圧Vと、ス
テップS15にて算出した相電圧の一次成分と誘起電圧
との電圧位相差γと、ステップS25にて算出した実測
鉄損等価抵抗ri_realとに基づいて鉄損失分離後
の界磁軸電流値Iqとトルク軸電流値Idとを算出し、
算出した各電流値Id,Iqから鉄損失分離後の実電流
位相差αを算出し、さらに、算出された実電流位相差α
に基づいて鉄損失分離後の相電流一次成分Iを算出す
る。
Next, in step S26, as shown in the following equation (11), the phase component primary component effective value current Ie calculated in step S23, the primary component of the phase current calculated in step S16, and the magnetic pole The current phase difference α1 from the phase of the induced voltage calculated by the position calculation unit 55, the phase component primary component effective value voltage V calculated in step S13, the primary component of the phase voltage calculated in step S15, and the induced voltage And the torque axis current value Id and the torque axis current value Id after the iron loss separation are calculated based on the voltage phase difference γ of the iron loss and the measured iron loss equivalent resistance ri_real calculated in step S25.
An actual current phase difference α after iron loss separation is calculated from the calculated current values Id and Iq, and further, the calculated actual current phase difference α
, The primary component I of the phase current after the iron loss separation is calculated.

【0067】[0067]

【数11】 (Equation 11)

【0068】次に、ステップS27においては、下記数
式(12)に示すように、モータ11の極対数Pと、角
速度ωと、電圧位相差γと、ステップS26にて算出し
た鉄損失分離後の実電流位相差α及び鉄損失分離後の相
電流一次成分Iと、ステップS12にて算出した相抵抗
値Rと、ステップS26にて後述する誘起電圧検出処理
により算出した誘起電圧の実効値Eと、ステップS13
にて算出した相電圧一次成分実効値電圧Vとに基づい
て、後述する所定のタイミングで、d軸(トルク軸)イ
ンダクタンスLdと、q軸(界磁軸)インダクタンスL
qとを算出して、一連の処理を終了する。
Next, in step S27, as shown in the following equation (12), the number of pole pairs P of the motor 11, the angular velocity ω, the voltage phase difference γ, and the value after iron loss separation calculated in step S26. The actual current phase difference α, the primary component I of the phase current after iron loss separation, the phase resistance value R calculated in step S12, and the effective value E of the induced voltage calculated by the induced voltage detection process described later in step S26. , Step S13
The d-axis (torque axis) inductance Ld and the q-axis (field axis) inductance L at predetermined timings to be described later based on the phase voltage primary component effective value voltage V calculated in
q is calculated, and the series of processing ends.

【0069】[0069]

【数12】 (Equation 12)

【0070】以下に、上述したステップS22におけ
る、誘起電圧定数演算部53での具体的な誘起電圧検出
処理について、図8および図9を参照しながら説明す
る。図8は誘起電圧定数演算部53における具体的な誘
起電圧検出処理について示すフローチャートであり、図
9はインバータ13のスイッチング動作のON/OFF
を指示するON/OFFフラグの回転数Nに応じた変化
を示すグラフ図である。先ず、図8に示すステップS3
1においては、トルク指令値*Tがゼロか否かを判定す
る。この判定結果が「YES」の場合には、ステップS
32に進む。一方、この判定結果が「NO」の場合に
は、一連の処理を終了する。ステップS32において
は、インバータ13のスイッチング動作を制御するため
の通電ゲート信号がONであるか否かを判定する。この
判定結果が「YES」の場合には、ステップS33に進
む。一方、この判定結果が「NO」の場合には、後述す
るステップS37に進む。
Hereinafter, a specific induced voltage detection process in the induced voltage constant calculator 53 in the above-described step S22 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a flowchart showing a specific induced voltage detection process in the induced voltage constant calculation unit 53, and FIG.
FIG. 7 is a graph showing a change in the ON / OFF flag for instructing according to the rotation speed N. First, step S3 shown in FIG.
In step 1, it is determined whether the torque command value * T is zero. If the result of this determination is "YES", then step S
Go to 32. On the other hand, if the result of this determination is “NO”, the series of processing ends. In step S32, it is determined whether an energization gate signal for controlling the switching operation of inverter 13 is ON. If this determination is "YES", the flow proceeds to step S33. On the other hand, if the result of this determination is "NO", the flow proceeds to step S37 described later.

【0071】ステップS33においては、モータ11の
回転数Nが、所定の第1回転数N1よりも小さいか否か
を判定する。この判定結果が「YES」の場合には、ス
テップS34に進む。一方、この判定結果が「NO」の
場合には、後述するステップS38に進む。ステップS
34においては、ゲートOFF処理として、インバータ
13のスイッチング動作を制御するための通電ゲート信
号の出力を停止して、スイッチング動作を停止する。
In step S33, it is determined whether or not the rotation speed N of the motor 11 is lower than a predetermined first rotation speed N1. If this determination is "YES", the flow proceeds to step S34. On the other hand, if the result of this determination is "NO", the flow proceeds to step S38 described later. Step S
At 34, as the gate OFF process, the output of the energizing gate signal for controlling the switching operation of the inverter 13 is stopped, and the switching operation is stopped.

【0072】ステップS35においては、相電圧検出器
46により直接にモータ11の誘起電圧波形を検出す
る。そして、ステップS36においては、検出した誘起
電圧波形から、誘起電圧の実効値Eを算出する。そし
て、上記数式(8)に示すように、誘起電圧の実効値E
を回転数Nで除算することで誘起電圧定数Keを算出し
て、一連の処理を終了する。
In step S35, the induced voltage waveform of the motor 11 is directly detected by the phase voltage detector 46. Then, in step S36, the effective value E of the induced voltage is calculated from the detected induced voltage waveform. Then, as shown in the above equation (8), the effective value of the induced voltage E
Is divided by the number of revolutions N to calculate the induced voltage constant Ke, and a series of processes is ended.

【0073】一方、ステップS37においては、モータ
11の回転数Nが、第1回転数N1よりも大きな所定の
第2回転数N2よりも小さいか否かを判定する。この判
定結果が「YES」の場合には、ステップS35に進
む。一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステッ
プS38に進む。ステップS38においては、ゲートO
N処理として、インバータ13のスイッチング動作を制
御するための通電ゲート信号をONとして、スイッチン
グ動作を開始し、一連の処理を終了する。
On the other hand, in step S37, it is determined whether or not the rotation speed N of the motor 11 is smaller than a predetermined second rotation speed N2 which is higher than the first rotation speed N1. If this determination is "YES", the flow proceeds to step S35. On the other hand, if the result of this determination is “NO”, the flow proceeds to step S38. In step S38, the gate O
In the N process, the energizing gate signal for controlling the switching operation of the inverter 13 is turned ON, the switching operation is started, and a series of processes is ended.

【0074】ここで、図9に示すように、第1および第
2回転数N1,N2は、例えばモータ11の温度とは無
関係に、モータ11の誘起電圧がインバータ13により
単相に整流されてなる整流電圧値が、電源14の電源電
圧Vdcを超えない状態となるための閾回転数であっ
て、この閾回転数に対して設定されたヒステリシスに応
じて、第1回転数N1は通電ゲート信号をOFFとする
ゲートオフ開始回転数とされ、第2回転数N2は通電ゲ
ート信号をOFFからONへと切り替えるゲートオフ終
了回転数とされている。そして、第1および第2回転数
N1,N2は、インバータ13の一次側電源電圧つまり
電源14の電源電圧Vdcに応じて可変となるように設
定されており、例えば、メモリ29には、インバータ1
3の一次側電源電圧に応じた第1回転数N1の値を示す
マップデータと、インバータ13の一次側電源電圧に応
じた第2回転数N2の値を示すマップデータとが記憶さ
れており、誘起電圧定数演算部53は、これらのマップ
データからインバータ13の一次側電源電圧に対応する
第1および第2回転数N1,N2を検索し、読み込む。
Here, as shown in FIG. 9, the first and second rotational speeds N1 and N2 are set such that the induced voltage of the motor 11 is rectified to a single phase by the inverter 13 regardless of the temperature of the motor 11, for example. Rectified voltage value does not exceed the power supply voltage Vdc of the power supply 14, and the first rotation speed N1 is set to the conduction gate in accordance with the hysteresis set for the threshold rotation speed. The signal is set to a gate-off start rotation number at which the signal is turned off, and the second rotation number N2 is set to a gate-off end rotation number at which the energization gate signal is switched from OFF to ON. The first and second rotational speeds N1 and N2 are set so as to be variable according to the primary-side power supply voltage of the inverter 13, that is, the power supply voltage Vdc of the power supply 14.
3, map data indicating the value of the first rotation speed N1 according to the primary power supply voltage of the inverter 13 and map data indicating the value of the second rotation speed N2 according to the primary power supply voltage of the inverter 13. The induced voltage constant calculation unit 53 searches and reads the first and second rotational speeds N1 and N2 corresponding to the primary power supply voltage of the inverter 13 from these map data.

【0075】すなわち、例えばトルク指令値*Tがゼロ
に設定された状態であっても、モータ11の誘起電圧の
インバータ13での整流電圧値が電源電圧Vdcを超え
ないときにのみ、相電圧検出器46により直接にモータ
11の誘起電圧波形を検出する。これにより、モータ1
1の誘起電圧のインバータ13での整流電圧値が電源電
圧Vdcを超えるような状態であって、例えば回転数N
に比例して増大するモータ11の逆起電圧に応じてq軸
(界磁軸)目標電流*Iqを増大させて等価的に界磁の
磁束を弱める、いわゆる弱め界磁制御時等には、インバ
ータ13のスイッチング動作を停止して誘起電圧波形を
検出することを禁止する。
That is, for example, even when the torque command value * T is set to zero, the phase voltage is detected only when the rectified voltage value of the induced voltage of the motor 11 at the inverter 13 does not exceed the power supply voltage Vdc. The induced voltage waveform of the motor 11 is directly detected by the detector 46. Thereby, the motor 1
In the state where the rectified voltage value of the induced voltage of 1 in the inverter 13 exceeds the power supply voltage Vdc, for example, the rotation speed N
In a so-called field-weakening control or the like, the q-axis (field axis) target current * Iq is increased in response to the back electromotive voltage of the motor 11 which increases in proportion to To stop detecting the induced voltage waveform by stopping the switching operation.

【0076】以下に、上述したステップS25における
実測鉄損等価抵抗ri_realの算出方法について図
10を参照しながら説明する。図10は並列回路パラメ
ータによる鉄損電流の分離方法のモデルを示す図であ
る。図10及び下記数式(13)に示すように、鉄損を
含んだ相電流Ieのd軸相電流Ied及びq軸相電流I
eqは、鉄損を含まない相電流Iのd軸相電流Id及び
q軸相電流Iqと、鉄損電流I’のd軸相電流Id’及
びq軸相電流Iq’との和として表される。
Hereinafter, a method of calculating the measured iron loss equivalent resistance ri_real in step S25 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a model of a method of separating an iron loss current based on parallel circuit parameters. As shown in FIG. 10 and the following equation (13), the d-axis phase current Ied and the q-axis phase current I of the phase current Ie including iron loss
eq is expressed as the sum of the d-axis phase current Id and the q-axis phase current Iq of the phase current I that does not include iron loss, and the d-axis phase current Id ′ and the q-axis phase current Iq ′ of the iron loss current I ′. You.

【0077】[0077]

【数13】 (Equation 13)

【0078】ここで、下記数式(14)に示すように、
鉄損失Piron_lossは、鉄損等価抵抗riと、
鉄損等価抵抗riの両端における電圧Voverall
とにより表される。
Here, as shown in the following equation (14),
Iron loss Piron_loss is represented by iron loss equivalent resistance ri,
Voltage Voverall at both ends of iron loss equivalent resistance ri
And represented by

【0079】[0079]

【数14】 [Equation 14]

【0080】下記数式(15)に示すように、鉄損相電
流を含まないd軸相電流Id及びq軸相電流Iqは、上
記数式(13)及び数式(14)と、d軸相電圧Vd及
びq軸相電圧Vqとにより表され、上記数式(11)の
d軸相電流Idとq軸相電流Iqは、下記数式(15)
に基づく鉄損分離の計算方法により算出される。
As shown in the following equation (15), the d-axis phase current Id and the q-axis phase current Iq not including the iron loss phase current are calculated by using the above-mentioned equations (13) and (14) and the d-axis phase voltage Vd. And the q-axis phase voltage Vq, and the d-axis phase current Id and the q-axis phase current Iq in the above equation (11) are expressed by the following equation (15).
It is calculated by the calculation method of iron loss separation based on

【0081】[0081]

【数15】 (Equation 15)

【0082】図11は、図10の並列回路パラメータに
よる電圧ベクトル図を示している。ベクトル図の描画に
あたっては、上述した算出方法により導き出された鉄損
成分を除去した各相電流Id(I・cosα),Iq
(I・sinα)により、dq座標上におけるF点(I
・cosα,I・sinα)を求める。次に、誘起電圧
定数演算部53にて算出した誘起電圧の実効値E、つま
り誘起電圧定数Keと回転数Nとの積を示すd軸上のA
点(Ke・N,0)を求める。次に、銅損失の変動を考
慮した相抵抗値Rを用いて、相抵抗値Rによるd軸成分
の電圧降下をA点からB点の大きさで示されるd軸上の
B点(Ke・N+I・cosα・R,0)を求める。
FIG. 11 shows a voltage vector diagram based on the parallel circuit parameters of FIG. In drawing the vector diagram, each phase current Id (I · cosα), Iq from which iron loss components derived by the above-described calculation method are removed
From (I · sin α), the point F (I
Cos α, I · sin α). Next, the effective value E of the induced voltage calculated by the induced voltage constant calculation unit 53, that is, A on the d axis indicating the product of the induced voltage constant Ke and the rotation speed N
Find the point (Ke · N, 0). Next, using the phase resistance value R in consideration of the variation of the copper loss, the voltage drop of the d-axis component due to the phase resistance value R is calculated at the point B (Ke · N + I · cosα · R, 0).

【0083】次に、相電圧一次成分実効値電圧Vと実電
流位相差αと電圧位相差γからE点(V・cos(α+
β),V・sin(α+β))を求める。次に、B点か
らの界磁軸(q軸)の電圧降下を示すD点(Ke・N+
I・cosα・R,V・sin(α+β))を求める。
ただし、β=γ−αである。次に、B点からの界磁軸
(q軸)インダクタンスLqの電圧降下を示すC点(K
e・N+I・cosα・R,V・sin(α+β)−I
・sinα・R)を求める。
Next, from the phase voltage primary component effective value voltage V, the actual current phase difference α and the voltage phase difference γ, point E (V · cos (α +
β), V · sin (α + β)). Next, point D (Ke · N +) indicating the voltage drop of the field axis (q axis) from point B
I · cosα · R, V · sin (α + β)) are obtained.
Here, β = γ−α. Next, a point C (K) indicating a voltage drop of the field axis (q axis) inductance Lq from the point B.
e · N + I · cos α · R, V · sin (α + β) -I
· Sin α · R).

【0084】以上のように、F点、A点、B点、E点、
D点、C点の順にベクトル座標を求めることにより電圧
ベクトル図を描画できる。なお、鉄損成分を含んだ相電
流を用いた場合にはF’点 (Ie・cos1α,Ie
・sin1α)のように、誤差を含んだ相電流のずれが
生じるため、正確な電圧ベクトル図を描画することは困
難である。
As described above, the points F, A, B, E,
A voltage vector diagram can be drawn by obtaining vector coordinates in the order of point D and point C. When a phase current including an iron loss component is used, the point F ′ (Ie · cos1α, Ie
Since a phase current shift including an error occurs as in sin1α), it is difficult to draw an accurate voltage vector diagram.

【0085】この実施の形態では、銅損失の変動を考慮
した相抵抗値R、相電圧検出器46にて直接に検出した
誘起電圧波形から算出した誘起電圧定数Ke、相電圧検
出器46にて直接に検出した誘起電圧波形に基づいて算
出した電流位相差α1、鉄損成分である実測鉄損等価抵
抗ri_realを用いて、上記数式(11)に示すよ
うに、銅損失の変動を考慮すると共に鉄損成分を除去し
た精度の高い相電流Id,Iqを求めることが可能であ
る。また、上記数式(11)に示すように精度の高い相
電流Id,Iqから鉄損成分を除去した実電流位相差α
を算出することができ、上記数式(12)に示すように
d軸(トルク軸)インダクタンスLdとq軸(界磁軸)
インダクタンスLqも精度良く算出することができるの
で、電圧ベクトル図を精度良く容易に描画することがで
きる。
In this embodiment, the phase resistance value R taking into account the variation in copper loss, the induced voltage constant Ke calculated from the induced voltage waveform directly detected by the phase voltage detector 46, and the phase voltage detector 46 Using the current phase difference α1 calculated based on the directly detected induced voltage waveform and the measured iron loss equivalent resistance ri_real, which is an iron loss component, as shown in the above equation (11), the variation in copper loss is taken into account, and It is possible to obtain highly accurate phase currents Id and Iq from which iron loss components have been removed. Further, as shown in the above equation (11), the actual current phase difference α obtained by removing the iron loss component from the highly accurate phase currents Id and Iq.
Can be calculated, and as shown in the above equation (12), the d-axis (torque axis) inductance Ld and the q-axis (field axis)
Since the inductance Lq can also be calculated with high accuracy, a voltage vector diagram can be easily drawn with high accuracy.

【0086】従って、定数検出装置15に備えた表示部
30に鉄損成分を除去した電圧ベクトル図を表示するこ
とが可能である。表示部30には、鉄損を含んだ電流位
相差α1、電圧位相差γ、鉄損相電流を含まないd軸相
電流(トルク軸電流値)Id、鉄損相電流を含まないq
軸相電流(界磁軸電流値)Iq、d軸相電圧Vd、q軸
相電圧Vq等の定数算出に使用された検出値および算出
値を表示させるようにしても良い。
Therefore, it is possible to display a voltage vector diagram from which iron loss components have been removed on the display unit 30 provided in the constant detection device 15. The display unit 30 includes a current phase difference α1 including iron loss, a voltage phase difference γ, a d-axis phase current (torque axis current value) Id not including iron loss phase current, and q not including iron loss phase current.
The detected values and calculated values used for calculating the constants such as the axis phase current (field axis current value) Iq, the d-axis phase voltage Vd, and the q-axis phase voltage Vq may be displayed.

【0087】以下に、上述したステップS27におけ
る、d軸およびq軸インダクタンスLd,Lqの算出処
理、特に、q軸(界磁軸)インダクタンスLqを算出す
るタイミングについて図12および図13を参照しなが
ら説明する。図12はd軸・q軸インダクタンス推定演
算部54におけるd軸およびq軸インダクタンスLd,
Lqの算出処理、特に、q軸(界磁軸)インダクタンス
Lqを算出する処理について示すフローチャートであ
り、図13は、q軸(界磁軸)インダクタンスLqの算
出を指示するLq計算許可フラグのフラグ値の変化をq
軸(界磁軸)目標電流*Iqの値に応じて示すグラフ図
である。
Hereinafter, the calculation processing of the d-axis and q-axis inductances Ld and Lq in the above-described step S27, in particular, the timing of calculating the q-axis (field axis) inductance Lq will be described with reference to FIGS. explain. FIG. 12 shows the d-axis and q-axis inductances Ld,
FIG. 13 is a flowchart showing a process of calculating Lq, in particular, a process of calculating a q-axis (field axis) inductance Lq. FIG. 13 shows a flag of an Lq calculation permission flag instructing calculation of a q-axis (field axis) inductance Lq. Change the value to q
FIG. 6 is a graph showing the value of an axis (field axis) target current * Iq.

【0088】先ず、図12に示すステップS41におい
ては、q軸目標電流*Iqが、所定のq軸目標電流定数
*Iq1よりも大きいか否かを判定する。この判定結果
が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。一方、
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS42
に進む。ステップS42においては、上記数式(12)
により、q軸(界磁軸)インダクタンスLqを算出し
て、一連の処理を終了する。
First, in step S41 shown in FIG. 12, it is determined whether or not the q-axis target current * Iq is larger than a predetermined q-axis target current constant * Iq1. If the result of this determination is “NO”, a series of processing ends. on the other hand,
If the result of this determination is "YES", then step S42 is reached.
Proceed to. In step S42, the above equation (12)
, The q-axis (field axis) inductance Lq is calculated, and the series of processes is terminated.

【0089】ここで、所定のq軸目標電流定数*Iq1
は、このq軸目標電流定数*Iq1に応じて、フィード
バック制御により算出されるq軸相電流Iq(Iq=I
・sinα)の除算によって算出されるq軸インダクタ
ンスLqが、所望の計算精度を有するような値に設定さ
れる。例えば回転数Nに比例して増大するモータ11の
逆起電圧に応じてq軸目標電流*Iqを増大させて等価
的に界磁の磁束を弱める、いわゆる弱め界磁制御時等に
q軸インダクタンスLqを算出する。
Here, a predetermined q-axis target current constant * Iq1
Is the q-axis phase current Iq (Iq = Iq) calculated by feedback control according to the q-axis target current constant * Iq1.
The q-axis inductance Lq calculated by the division of (sin α) is set to a value having a desired calculation accuracy. For example, the q-axis target current * Iq is increased according to the back electromotive voltage of the motor 11 which increases in proportion to the rotation speed N to weaken the magnetic flux of the field equivalently. calculate.

【0090】以下に、検出部26における検出動作の実
行タイミング、および、検出部26にて得られる各検出
値に基づく演算処理の実行タイミングについて図14を
参照しながら説明する。図14は、検出部26における
各検出動作の実行タイミング、および、検出部26にて
得られる各検出値に基づく演算処理の実行タイミングを
示すグラフ図である。
Hereinafter, the execution timing of the detection operation in the detection unit 26 and the execution timing of the arithmetic processing based on each detection value obtained by the detection unit 26 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a graph showing the execution timing of each detection operation in the detection unit 26 and the execution timing of an arithmetic process based on each detection value obtained in the detection unit 26.

【0091】このモータ11のフィードバック制御にお
いて、例えば相対的に緩慢な変動や小さな変動を行う制
御パラメータや、演算処理に積分処理が含まれる制御パ
ラメータ等に対しては、検出および演算の周期を長く設
定する。例えば、相電圧検出器46と、相電流検出器4
7とに対しては、相対的に短い周期とされる第1サンプ
リング周期T1(例えば、50〜100μs)によって
検出を行う。これに伴い、上述したステップS15,ス
テップS16,ステップS23のように、例えば高速フ
ーリエ変換器FFTにより相電圧や相電流の一次成分を
抽出して、これらの実効値を算出するFFT演算等も第
1サンプリング周期T1にて実行する。すなわち、第1
サンプリング周期T1は、相電圧や相電流の位相角に要
求される所定の分解能以上の検出分解能を得ることがで
きる周期に設定されている。
In the feedback control of the motor 11, for example, for a control parameter that causes relatively slow or small fluctuation, a control parameter that includes an integration process in the calculation process, and the like, a longer detection and calculation cycle is required. Set. For example, the phase voltage detector 46 and the phase current detector 4
7, the detection is performed in a first sampling period T1 (for example, 50 to 100 μs) which is a relatively short period. Accordingly, as in steps S15, S16, and S23 described above, for example, a fast Fourier transformer FFT extracts a primary component of a phase voltage or a phase current, and an FFT operation for calculating an effective value thereof is also performed. It is executed in one sampling cycle T1. That is, the first
The sampling period T1 is set to a period at which a detection resolution higher than a predetermined resolution required for the phase angle of the phase voltage or the phase current can be obtained.

【0092】さらに、例えばトルクセンサ42と、電源
電圧Vdcの検出とに対しては、第1サンプリング周期
T1以上の周期とされる第2サンプリング周期T2(例
えば、10ms)によって検出を行う。これに伴い、上
述したステップS26のように、例えば界磁軸電流値I
qとトルク軸電流値Idとを算出する2軸電流サーボ算
等も第2サンプリング周期T2にて実行する。この場
合、モータ11のモータトルクTorの変動は、例えば
パルス幅変調によるPWMインバータにおける搬送波の
周期以上となることはないので、この搬送波の周波数で
モータトルクTorを検出する。
Further, for example, the torque sensor 42 and the detection of the power supply voltage Vdc are detected by a second sampling period T2 (for example, 10 ms) which is longer than the first sampling period T1. Accordingly, as in step S26 described above, for example, the field axis current value I
The two-axis current servo calculation for calculating q and the torque axis current value Id is also executed in the second sampling period T2. In this case, since the fluctuation of the motor torque Tor of the motor 11 does not exceed the period of the carrier in the PWM inverter by, for example, pulse width modulation, the motor torque Tor is detected at the frequency of the carrier.

【0093】さらに、例えば雰囲気温度センサ43と、
回転子温度センサ44とに対しては、第2サンプリング
周期T2以上の周期とされる第3サンプリング周期T3
(例えば、100ms)によって検出を行う。これに伴
い、上述したステップS19,ステップS20,ステッ
プS21,ステップS24のように、銅損失Ploss
_rや全損失Ploss_allや機械損失Ploss
_mechaや鉄損失Ploss_ironを演算する
処理や、上述したステップS27のようにd軸およびq
軸インダクタンスLd,Lqを演算する処理も第3サン
プリング周期T3にて実行する。すなわち、温度変化に
は急激な変化は少ないので、相対的に長い周期にて検出
および演算処理を行う。
Further, for example, an atmosphere temperature sensor 43,
For the rotor temperature sensor 44, a third sampling period T3 which is longer than the second sampling period T2
(For example, 100 ms). Accordingly, as in the above-described steps S19, S20, S21, and S24, the copper loss Ploss is obtained.
_R and total loss Ploss_all and mechanical loss Ploss
_Mecha or iron loss Ploss_iron, or the d-axis and q-axis as in step S27 described above.
Processing for calculating the shaft inductances Ld and Lq is also executed in the third sampling period T3. That is, since there is little sharp change in temperature, detection and calculation processing are performed at a relatively long cycle.

【0094】上述したように、本実施の形態によるブラ
シレスDCモータの制御装置10によれば、ブラシレス
DCモータの回転駆動中の温度変化に伴って変動する巻
線抵抗値を算出する際に、予めメモリ29に記憶した雰
囲気温度Tatに応じて変化する推定巻線温度Tのデー
タマップを利用して巻線温度Tsを取得することから、
例えば固定子巻線の巻線温度を検出するための巻線温度
検出器等を省略することができる。これによりモータ制
御装置10の構成を単純化することで、モータ制御装置
10を構成する際に要する費用を削減することができ
る。さらに、誘起電圧の位相角に相当する回転子の磁極
位置θreを検出する際には、モータ11の駆動用の電
圧に重畳した高周波電圧Vhに応じて検出される各相電
流の変化に基づいて固定子巻線のインダクタンスを算出
し、予めメモリ29に記憶した固定子巻線のインダクタ
ンスと、回転子の磁極位置θreとの関係を示すデータ
を検索して、算出したインダクタンスに応じた磁極位置
θreの値を取得することから、回転子の磁極位置θr
eを検出するための位置センサを省略することができ
る。これに伴い、位置センサの位相遅れ特性を補正する
ための補正処理を省略することができ、モータ制御装置
10の演算負荷を低減することができる。
As described above, according to the brushless DC motor control device 10 of the present embodiment, when calculating the winding resistance value that fluctuates with the temperature change during the rotational driving of the brushless DC motor, Since the winding temperature Ts is obtained using the data map of the estimated winding temperature T that changes according to the ambient temperature Tat stored in the memory 29,
For example, a winding temperature detector for detecting the winding temperature of the stator winding can be omitted. Thus, by simplifying the configuration of the motor control device 10, it is possible to reduce the cost required for configuring the motor control device 10. Further, when detecting the magnetic pole position θre of the rotor corresponding to the phase angle of the induced voltage, based on the change of each phase current detected according to the high frequency voltage Vh superimposed on the driving voltage of the motor 11. The inductance of the stator winding is calculated, and data indicating the relationship between the inductance of the stator winding and the magnetic pole position θre of the rotor stored in the memory 29 in advance is searched, and the magnetic pole position θre corresponding to the calculated inductance is searched. , The magnetic pole position θr of the rotor
The position sensor for detecting e can be omitted. Accordingly, the correction processing for correcting the phase delay characteristic of the position sensor can be omitted, and the calculation load on the motor control device 10 can be reduced.

【0095】さらに、相電圧検出手段により誘起電圧の
電圧波形を直接に検出する場合には、ブラシレスDCモ
ータへの通電を停止しても良い場合として、トルク指令
値*Tがゼロのときに、インバータ13のスイッチング
動作を停止して、相電圧検出器46により直接にモータ
11の誘起電圧波形を検出することから、例えばモータ
11への給電ラインを遮断する遮断回路等を設ける必要
なしに、誘起電圧の検出を行うことができ、モータ制御
装置10を構成する際に要する費用を削減することがで
きる。
Further, when the voltage waveform of the induced voltage is directly detected by the phase voltage detecting means, the energization to the brushless DC motor may be stopped, and when the torque command value * T is zero, Since the switching operation of the inverter 13 is stopped and the induced voltage waveform of the motor 11 is directly detected by the phase voltage detector 46, the induced voltage can be reduced without providing a cutoff circuit for cutting off the power supply line to the motor 11, for example. The voltage can be detected, and the cost required for configuring the motor control device 10 can be reduced.

【0096】さらに、q軸相電流Iq(Iq=I・si
nα)の除算によって算出されるq軸インダクタンスL
qを、q軸目標電流*Iqが所定のq軸目標電流定数*
Iq1よりも大きいときにのみ演算するようにしたこと
で、各相電流Iu,Iv,Iwの検出値に基づいて算出
されるq軸相電流Iqに適宜の検出誤差が含まれる場合
であっても、q軸インダクタンスLqの算出結果に対す
る誤差が増大することを抑制することができる。このた
め、相電流検出器47の検出精度を過剰に増大させるこ
と無しに、q軸インダクタンスLqを精度良く算出する
ことができ、モータ制御装置10を構築する際に要する
費用を削減することができる。しかも、q軸インダクタ
ンスLqの算出結果に所望の計算精度が期待できない場
合には演算処理を実行しないことから、制御装置の演算
負荷を低減することができる。さらに、例えば温度に関
するデータのように、相対的に緩慢な変動や小さな変動
を行う制御パラメータや、必要とされる演算処理に積分
処理が含まれる制御パラメータ等に対しては、検出の周
期を相対的に長く設定することで、より一層、制御装置
の演算負荷を低減することができる。
Further, the q-axis phase current Iq (Iq = I · si
nα) q-axis inductance L calculated by division
q is a q-axis target current * Iq is a predetermined q-axis target current constant *
Since the calculation is performed only when the current is larger than Iq1, even if the q-axis phase current Iq calculated based on the detection values of the respective phase currents Iu, Iv, Iw includes an appropriate detection error. , An increase in the error with respect to the calculation result of the q-axis inductance Lq can be suppressed. Therefore, the q-axis inductance Lq can be accurately calculated without excessively increasing the detection accuracy of the phase current detector 47, and the cost required for constructing the motor control device 10 can be reduced. . In addition, if a desired calculation accuracy cannot be expected in the calculation result of the q-axis inductance Lq, the calculation processing is not performed, so that the calculation load on the control device can be reduced. Furthermore, for control parameters that cause relatively slow or small fluctuations, such as temperature-related data, or control parameters that require integration to be included in the required calculation processing, the detection cycle is set relatively. By setting the length as long as possible, the calculation load of the control device can be further reduced.

【0097】なお、上述した本実施形態においては、ス
テップS12において、メモリ29から、回転駆動中に
検出された雰囲気温度Tatに対応する推定巻線温度T
を検索して、巻線温度Tsとして読み込むとしたが、例
えば水冷モータ等においては、回転駆動中に検出された
冷却水温度Tcに対応する推定巻線温度Tを検索して、
巻線温度Tsとして読み込んでも良い。この場合には、
雰囲気温度センサ43は必要とされず、この代わりに、
例えばモータ11の冷却系(図示略)に冷却水温度セン
サ(図示略)を備える。ここで、モータ11の固定子巻
線に対する推定巻線温度Tは、図15に示すように冷却
水温度センサにて検出したモータ11の冷却水温度Tc
の増大に伴って増大傾向に変化しており、メモリ29に
は、冷却水温度Tcに応じて変化する推定巻線温度Tの
データが記憶されており、演算部28は、回転駆動中に
検出された冷却水温度Tcに対応する推定巻線温度Tを
検索して、巻線温度Tsとして読み込む。
In the above-described embodiment, in step S12, the estimated winding temperature T corresponding to the ambient temperature Tat detected during the rotation driving is read from the memory 29 in step S12.
And is read as the winding temperature Ts. For example, in a water-cooled motor or the like, an estimated winding temperature T corresponding to the cooling water temperature Tc detected during the rotation driving is searched for,
It may be read as the winding temperature Ts. In this case,
The ambient temperature sensor 43 is not required, and instead,
For example, a cooling system (not shown) for the motor 11 is provided with a cooling water temperature sensor (not shown). Here, the estimated winding temperature T of the stator winding of the motor 11 is, as shown in FIG. 15, the cooling water temperature Tc of the motor 11 detected by the cooling water temperature sensor.
The data of the estimated winding temperature T that changes according to the cooling water temperature Tc is stored in the memory 29, and the arithmetic unit 28 detects the data during rotation driving. The estimated winding temperature T corresponding to the obtained cooling water temperature Tc is retrieved and read as the winding temperature Ts.

【0098】また、例えばモータ11の全損失Plos
s_allに対応する推定巻線温度Tを検索して、巻線
温度Tsとして読み込んでも良い。この場合には、上述
した雰囲気温度センサ43や冷却水温度センサは必要と
されず、上記数式(5)に示すように、回転センサ41
にて検出されたモータ11の回転数Nと、トルクセンサ
42にて検出されたモータトルクTorとに基づいて、
モータ11の出力電力Poutを算出して、このモータ
11の出力電力Poutを、インバータ13からモータ
11へ供給されるモータ投入電力Pinの検出値から減
算することにより、モータ11の全損失Ploss_a
llを算出する。ここで、モータ11の固定子巻線に対
する推定巻線温度Tは、図16に示すようにモータ11
の全損失Ploss_allの増大に伴って増大傾向に
変化しており、メモリ29には、全損失Ploss_a
llに応じて変化する推定巻線温度Tのデータが記憶さ
れており、演算部28は、回転駆動中に検出された全損
失Ploss_allに対応する推定巻線温度Tを検索
して、巻線温度Tsとして読み込む。この場合には、雰
囲気温度センサ43や冷却水温度センサを省略すること
ができ、モータ制御装置10の構成を単純化すること
で、モータ制御装置10を構成する際に要する費用を削
減することができる。
Also, for example, the total loss Plos of the motor 11
The estimated winding temperature T corresponding to s_all may be retrieved and read as the winding temperature Ts. In this case, the above-described ambient temperature sensor 43 and cooling water temperature sensor are not required, and the rotation sensor 41
Based on the rotational speed N of the motor 11 detected by the torque sensor 42 and the motor torque Tor detected by the torque sensor 42.
The output power Pout of the motor 11 is calculated, and the output power Pout of the motor 11 is subtracted from the detected value of the motor input power Pin supplied from the inverter 13 to the motor 11, thereby obtaining the total loss Ploss_a of the motor 11.
11 is calculated. Here, the estimated winding temperature T for the stator winding of the motor 11 is, as shown in FIG.
The total loss Ploss_a of the memory 29 is changed to increase with the increase of the total loss Ploss_all of the
11, the data of the estimated winding temperature T that changes according to the stored winding data is stored. The calculation unit 28 searches the estimated winding temperature T corresponding to the total loss Ploss_all detected during the rotation driving, and Read as Ts. In this case, the ambient temperature sensor 43 and the cooling water temperature sensor can be omitted, and by simplifying the configuration of the motor control device 10, the cost required for configuring the motor control device 10 can be reduced. it can.

【0099】また、例えば回転センサ41にて検出され
たモータ11の回転数Nに対応する推定巻線温度Tを検
索して、巻線温度Tsとして読み込んでも良い。この場
合、例えば図17に示すように、回転数Nに比例して増
大するモータ11の逆起電圧に応じてq軸目標電流*I
qを増大させて等価的に界磁の磁束を弱める、いわゆる
弱め界磁制御時には、鉄損失が増大傾向に変化すると共
に、界磁弱め電流による銅損失が増大傾向に変化する。
これにより、モータ11の固定子巻線に対する推定巻線
温度Tは、図18に示すようにモータ11の回転数Nの
増大に伴って増大傾向に変化しており、メモリ29に
は、回転数Nに応じて変化する推定巻線温度Tのデータ
が記憶されており、演算部28は、回転駆動中に検出さ
れた回転数Nに対応する推定巻線温度Tを検索して、巻
線温度Tsとして読み込む。
Further, for example, an estimated winding temperature T corresponding to the rotation speed N of the motor 11 detected by the rotation sensor 41 may be searched and read as the winding temperature Ts. In this case, for example, as shown in FIG. 17, the q-axis target current * I in accordance with the back electromotive voltage of the motor 11 which increases in proportion to the rotation speed N.
At the time of so-called field-weakening control in which q is increased to equivalently weaken the magnetic flux of the field, the iron loss changes to increase and the copper loss due to the field-weakening current changes to increase.
As a result, the estimated winding temperature T of the motor 11 with respect to the stator winding changes in a tendency to increase as the rotation speed N of the motor 11 increases as shown in FIG. The data of the estimated winding temperature T that changes according to N is stored. The arithmetic unit 28 searches for the estimated winding temperature T corresponding to the rotation speed N detected during the rotation driving, and Read as Ts.

【0100】なお、上述した本実施形態においては、誘
起電圧定数演算部53は誘起電圧検出処理のステップS
31において、トルク指令値*Tがゼロか否かを判定し
たが、これに限定されず、例えばd軸目標電流*Idお
よびq軸目標電流*Iqが共にゼロであるか否かを判定
しても良いし、あるいは、U相交流電圧指令値*Vuお
よびV相交流電圧指令値*VvおよびW相交流電圧指令
値*Vwの何れもがゼロであるか否かを判定しても良い
し、あるいは、d軸電圧指令値*Vdおよびq軸電圧指
令値*Vqが共にゼロであるか否かを判定しても良い。
In the above-described embodiment, the induced voltage constant calculation unit 53 performs step S of the induced voltage detection process.
At 31, it is determined whether the torque command value * T is zero, but the present invention is not limited to this. For example, it is determined whether both the d-axis target current * Id and the q-axis target current * Iq are zero. Alternatively, it may be determined whether all of the U-phase AC voltage command value * Vu, the V-phase AC voltage command value * Vv, and the W-phase AC voltage command value * Vw are zero, Alternatively, it may be determined whether the d-axis voltage command value * Vd and the q-axis voltage command value * Vq are both zero.

【0101】さらに、上述した本実施形態において、誘
起電圧定数演算部53は誘起電圧検出処理において、イ
ンバータ13の一次側電源電圧に対応する第1および第
2回転数N1,N2を、予めメモリ29に記憶した所定
の各マップデータから検索するとしたが、例えば下記数
式(16)に示すように、所定の定数A,B(A>B)
と、インバータ13の一次側電源電圧つまり電源14の
電源電圧Vdcとに基づいて、第1および第2回転数N
1,N2を算出しても良いし、あるいは、例えば下記数
式(17)に示すように、所定の定数A,Cと、インバ
ータ13の一次側電源電圧つまり電源14の電源電圧V
dcとに基づいて、定数Cをヒステリシスの幅とする第
1および第2回転数N1,N2を算出しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the induced voltage constant calculation unit 53 stores the first and second rotational speeds N1 and N2 corresponding to the primary power supply voltage of the inverter 13 in the memory 29 in advance in the induced voltage detection processing. Is searched from each of the predetermined map data stored in the storage unit. For example, as shown in the following equation (16), predetermined constants A and B (A> B)
And the first and second rotation speeds N based on the primary power supply voltage of the inverter 13, that is, the power supply voltage Vdc of the power supply 14.
1, N2 may be calculated, or, for example, as shown in the following equation (17), predetermined constants A and C and the primary-side power supply voltage of the inverter 13, that is, the power supply voltage V
Based on dc, the first and second rotational speeds N1 and N2 with the constant C as the width of the hysteresis may be calculated.

【0102】[0102]

【数16】 (Equation 16)

【0103】[0103]

【数17】 [Equation 17]

【0104】さらに、上述した本実施形態において、イ
ンバータ13のスイッチング動作の停止時に相電圧検出
器46で検出される誘起電圧のゼロクロス点の時間間隔
からモータ11の回転数Nを算出するようにして、回転
センサ41を省略しても良い。また、相電圧検出器46
は、モータ11から中性点の接続線が無い場合には、U
−V相間やV−W相間やW−U相間の線間電圧を検出す
れば良く、これらの線間電圧を用いても同様の作用効果
が得られる。
Further, in the above-described embodiment, the rotation speed N of the motor 11 is calculated from the time interval of the zero cross point of the induced voltage detected by the phase voltage detector 46 when the switching operation of the inverter 13 is stopped. Alternatively, the rotation sensor 41 may be omitted. Also, the phase voltage detector 46
Is U if there is no neutral line from the motor 11
It is sufficient to detect the line voltage between the -V phase, the V-W phase, and the W-U phase, and the same operation and effect can be obtained by using these line voltages.

【0105】さらに、上述した本実施形態において、誘
起電圧定数演算部53は誘起電圧検出処理のステップS
35において、インバータ13のスイッチング動作の停
止時にモータ11の誘起電圧波形を相電圧検出器46に
より直接に測定するとしたが、図19に示す本実施形態
の変形例に係る定数検出装置55のように、インバータ
13とモータ11との間にモータ11へ供給される各相
電圧を平滑化する3相整流センサ56を設けて、インバ
ータ13のスイッチング動作の停止時に、3相整流セン
サ56にて検出される平均電圧Vaにより各インダクタ
ンスLd,Lqの算出を行っても良い。
Further, in the above-described embodiment, the induced voltage constant calculation unit 53 performs step S in the induced voltage detection process.
In 35, when the switching operation of the inverter 13 is stopped, the induced voltage waveform of the motor 11 is measured directly by the phase voltage detector 46. However, as in the constant detection device 55 according to the modification of the present embodiment shown in FIG. , A three-phase rectification sensor 56 for smoothing each phase voltage supplied to the motor 11 is provided between the inverter 13 and the motor 11, and is detected by the three-phase rectification sensor 56 when the switching operation of the inverter 13 is stopped. The respective inductances Ld and Lq may be calculated based on the average voltage Va.

【0106】すなわち、3相整流センサ56は、例え
ば、6個のダイオードをブリッジ接続してなる3相ブリ
ッジ整流回路56aと、この3相ブリッジ整流回路56
aにて得られる全波整流電圧を平滑化して検出する整流
電圧検出部56bとを備えて構成されている。3相ブリ
ッジ整流回路56aは、モータ11の固定子巻線に入力
される各相電流を全波整流する。これにより、例えば図
20に示すように、各相電圧Vu,Vv,Vwは3相ブ
リッジ整流回路56aにおいて全波整流電圧Vrに変換
される。さらに、この全波整流電圧Vrは整流電圧検出
部56bにおいて抵抗とコンデンサを接続したCRフィ
ルタにより平滑化されて、平均電圧Vaとして検出され
る。
That is, the three-phase rectification sensor 56 includes, for example, a three-phase bridge rectification circuit 56 a formed by connecting six diodes in a bridge, and a three-phase bridge rectification circuit 56.
and a rectified voltage detection unit 56b for smoothing and detecting the full-wave rectified voltage obtained in a. The three-phase bridge rectifier circuit 56a performs full-wave rectification on each phase current input to the stator winding of the motor 11. Thereby, as shown in FIG. 20, for example, each phase voltage Vu, Vv, Vw is converted into a full-wave rectified voltage Vr in the three-phase bridge rectifier circuit 56a. Further, the full-wave rectified voltage Vr is smoothed by a CR filter in which a resistor and a capacitor are connected in a rectified voltage detector 56b, and detected as an average voltage Va.

【0107】この場合は、例えば各相電圧Vu,Vv,
Vwに対する一回のサンプリングであっても平均電圧V
aを算出することができるため、平均電圧Vaの読み取
りを行うサンプリング周期を相対的に長く設定すること
ができる。これにより、モータ11の誘起電圧波形を相
電圧検出器46により直接に測定する場合のように、例
えば相対的に高速なサンプリングで検出した誘起電圧の
瞬時読込値から一次成分を抽出して実効値に変換した
り、平均値に変換するという煩雑な処理を省略すること
ができ、モータ制御装置10の演算負荷を低減すること
ができる。
In this case, for example, each phase voltage Vu, Vv,
Even if the sampling is performed once for Vw, the average voltage V
Since a can be calculated, the sampling period for reading the average voltage Va can be set relatively long. As a result, as in the case where the induced voltage waveform of the motor 11 is directly measured by the phase voltage detector 46, for example, a primary component is extracted from the instantaneously read value of the induced voltage detected by relatively high-speed sampling, and the effective value is extracted. Or the complicated processing of converting to an average value can be omitted, and the calculation load of the motor control device 10 can be reduced.

【0108】なお、上述した本実施形態においては、d
軸・q軸インダクタンス推定演算部54にてq軸(界磁
軸)インダクタンスLqを算出するタイミングを、q軸
目標電流*Iqに基づいて判定したが、例えば図21に
示すように、q軸相電流Iq(=I・sinα)に基づ
いて判定しても良い。ここで、図21はd軸・q軸イン
ダクタンス推定演算部54におけるq軸インダクタンス
Lqを算出する処理について示すフローチャートであ
り、図22は、q軸インダクタンスLqの算出を指示す
るLq計算許可フラグのフラグ値の変化をq軸相電流I
q(=I・sinα)の値に応じて示すグラフ図であ
る。
Note that, in the above-described embodiment, d
Although the timing for calculating the q-axis (field axis) inductance Lq in the axis / q-axis inductance estimation calculation unit 54 is determined based on the q-axis target current * Iq, for example, as shown in FIG. The determination may be made based on the current Iq (= I · sin α). Here, FIG. 21 is a flowchart showing a process of calculating the q-axis inductance Lq in the d-axis / q-axis inductance estimation calculating unit 54, and FIG. 22 is a flowchart of an Lq calculation permission flag instructing the calculation of the q-axis inductance Lq. The change in the value is represented by the q-axis phase current I.
FIG. 9 is a graph showing the values of q (= I · sin α) according to the values.

【0109】この場合には、先ず、図21に示すステッ
プS51において、q軸相電流Iqが、所定のq軸相電
流定数Iq1よりも大きいか否かを判定する。この判定
結果が「NO」の場合には、一連の処理を終了する。一
方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS
52に進む。ステップS52においては、上記数式(1
2)により、q軸インダクタンスLqを算出して、一連
の処理を終了する。
In this case, first, in step S51 shown in FIG. 21, it is determined whether or not the q-axis phase current Iq is larger than a predetermined q-axis phase current constant Iq1. If the result of this determination is “NO”, a series of processing ends. On the other hand, if the result of this determination is “YES”, then step S
Go to 52. In step S52, the above equation (1)
According to 2), the q-axis inductance Lq is calculated, and a series of processing is ended.

【0110】なお、上述した本実施形態においては、ス
テップS27にてd軸およびq軸インダクタンスLd,
Lqを演算する処理を第3サンプリング周期T3にて実
行するとしたが、例えば図23に示す検出部26におけ
る各種の検出信号(各センサ値)の検出タイミングと、
各インダクタンスLd,Lqの演算タイミングとを示す
グラフ図のように、各インダクタンスLd,Lqの演算
に必要とされる各種のデータはモータ11の駆動時に検
出してリアルタイムに更新し、これらのデータに基づく
各インダクタンスLd,Lqの演算は、モータ11の運
転停止時に実行しても良い。この場合は、モータ11の
フィードバック制御に要する処理負荷が無い運転停止時
にのみ各インダクタンスLd,Lqを演算して、次回の
運転停止時まで制御パラメータとして利用する。そし
て、再び、モータ11の運転停止時に各インダクタンス
Ld,Lqを演算して更新する。これにより、モータ制
御装置10の演算負荷を低減することができる。
In the present embodiment described above, the d-axis and q-axis inductances Ld,
Although the process of calculating Lq is performed in the third sampling period T3, for example, the detection timing of various detection signals (each sensor value) in the detection unit 26 shown in FIG.
As shown in the graph showing the calculation timings of the inductances Ld and Lq, various data required for the calculations of the inductances Ld and Lq are detected when the motor 11 is driven and updated in real time. The calculation of the inductances Ld and Lq based on the above may be executed when the operation of the motor 11 is stopped. In this case, the respective inductances Ld and Lq are calculated only when the operation is stopped without any processing load required for the feedback control of the motor 11, and are used as control parameters until the next operation stop. Then, when the operation of the motor 11 is stopped again, the respective inductances Ld and Lq are calculated and updated. Thereby, the calculation load of the motor control device 10 can be reduced.

【0111】なお、上述した本実施形態においては、ス
テップS22にて、インバータ13のスイッチング動作
の停止時に相電圧検出器46により直接に検出したモー
タ11の誘起電圧波形から誘起電圧の実効値Eを算出し
て、上記数式(8)に示すように、回転数Nで除算する
ことで誘起電圧定数Keを算出するとしたが、例えば、
メモリ29からマップ検索により得た温度補正後の誘起
電圧定数Keに基づいて誘起電圧の実効値Eを算出して
も良い。すなわち、誘起電圧定数Keは、図24に示す
ように回転子温度センサ44にて検出したモータ駆動時
における回転子温度Tmagの増大に伴って減少傾向に
変化しており、メモリ29には、回転子温度Tmagに
応じて変化する誘起電圧定数Keのデータマップが記憶
されており、ステップS22において演算部28は、回
転駆動中に検出された回転子温度Tmagに対応する誘
起電圧定数Keを検索して読み込み、回転数Nを乗算す
ることで温度補正後の誘起電圧の実効値Eを算出する。
In the present embodiment described above, in step S22, the effective value E of the induced voltage is obtained from the induced voltage waveform of the motor 11 directly detected by the phase voltage detector 46 when the switching operation of the inverter 13 is stopped. Then, as shown in the above equation (8), the induced voltage constant Ke is calculated by dividing by the rotation speed N.
The effective value E of the induced voltage may be calculated based on the induced voltage constant Ke after temperature correction obtained from the memory 29 by a map search. That is, as shown in FIG. 24, the induced voltage constant Ke changes in a decreasing trend with an increase in the rotor temperature Tmag during motor driving detected by the rotor temperature sensor 44. A data map of the induced voltage constant Ke that changes according to the child temperature Tmag is stored. In step S22, the calculation unit 28 searches for the induced voltage constant Ke corresponding to the rotor temperature Tmag detected during the rotation driving. Then, the effective value E of the induced voltage after the temperature correction is calculated by multiplying by the rotation speed N.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
本発明のブラシレスDCモータの制御装置によれば、各
相電流を検出する相電流検出手段の検出精度を過剰に増
大させること無しに、トルク軸インダクタンスおよび界
磁軸インダクタンスを精度良く算出することができ、ブ
ラシレスDCモータの制御装置を構築する際に要する費
用を削減することができる。しかも、トルク軸インダク
タンスおよび界磁軸インダクタンスの算出結果に所望の
計算精度が期待できない場合には演算処理を実行しない
ことから、制御装置の演算負荷を低減することができ
る。
As described above, according to the brushless DC motor control apparatus of the present invention, the detection accuracy of the phase current detecting means for detecting each phase current is not excessively increased. In addition, the torque axis inductance and the field axis inductance can be accurately calculated, and the cost required for constructing a control device for the brushless DC motor can be reduced. In addition, if the desired calculation accuracy cannot be expected from the calculation results of the torque axis inductance and the field axis inductance, the calculation processing is not executed, so that the calculation load on the control device can be reduced.

【0113】また、請求項2に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置によれば、相電圧検出手段によ
り誘起電圧の電圧波形を直接に検出する場合には、例え
ばブラシレスDCモータへの給電ラインを遮断する遮断
回路等を設ける必要なしに、ブラシレスDCモータに対
する通電の停止が可能な適宜のタイミングのみで誘起電
圧の検出を行うことができ、ブラシレスDCモータの制
御装置を構築する際に要する費用を削減することができ
る。また、請求項3に記載の本発明のブラシレスDCモ
ータの制御装置によれば、整流手段および整流電圧検出
手段において、ブラシレスDCモータの相電圧を全波整
流電圧に変換し、平滑化した後に誘起電圧の電圧値とし
て検出するため、例えば相電圧検出手段によって誘起電
圧の電圧波形を検出し、この電圧波形から一次成分を抽
出して実効値を演算するという煩雑な演算処理を省略す
ることができ、制御装置の演算負荷を低減することがで
きる。
According to the control device for a brushless DC motor of the present invention, when the voltage waveform of the induced voltage is directly detected by the phase voltage detecting means, for example, power is supplied to the brushless DC motor. The induced voltage can be detected only at an appropriate timing at which energization of the brushless DC motor can be stopped without providing an interrupting circuit or the like for interrupting the line, which is necessary when constructing a control device for the brushless DC motor. Costs can be reduced. According to the control device for a brushless DC motor of the present invention, the rectifier and the rectified voltage detector convert the phase voltage of the brushless DC motor into a full-wave rectified voltage, and after smoothing the phase voltage, induce the voltage. Since the voltage value is detected as a voltage value, for example, a complicated calculation process of detecting a voltage waveform of an induced voltage by a phase voltage detection unit, extracting a primary component from the voltage waveform, and calculating an effective value can be omitted. In addition, the calculation load on the control device can be reduced.

【0114】さらに、請求項4に記載の本発明のブラシ
レスDCモータの制御装置によれば、例えば相対的に緩
慢な変動や小さな変動を行う制御パラメータや、必要と
される演算処理に積分処理が含まれる制御パラメータ等
に対しては、検出の周期を長く設定することで、制御装
置の演算負荷を低減することができる。さらに、請求項
5に記載の本発明のブラシレスDCモータの制御装置に
よれば、相対的に演算負荷が大きな界磁軸インダクタン
スおよびトルク軸インダクタンスの算出処理を、ブラシ
レスDCモータの停止時、つまりブラシレスDCモータ
に対するフィードバック制御の演算処理が不必要となる
演算負荷の軽いときに実行することで、制御装置の演算
負荷が増大することを抑制することができる。
Further, according to the brushless DC motor control apparatus of the present invention, for example, control parameters for performing relatively slow or small fluctuations, and integration processing for necessary arithmetic processing are performed. By setting a longer detection cycle for the included control parameters and the like, the calculation load of the control device can be reduced. Further, according to the brushless DC motor control device of the present invention, the calculation processing of the field axis inductance and the torque axis inductance having a relatively large calculation load is performed when the brushless DC motor is stopped, that is, when the brushless DC motor is stopped. By performing the calculation processing of the feedback control for the DC motor when the calculation load that makes unnecessary is light, the increase in the calculation load of the control device can be suppressed.

【0115】また、請求項6に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置によれば、例えば回転駆動中の
ブラシレスDCモータにおいて、固定子巻線の巻線温度
の上昇に伴って増大する相抵抗値を適切に算出する際
に、固定子巻線の巻線温度を検出する巻線温度検出器等
を省略することができ、ブラシレスDCモータの制御装
置を構築する際に要する費用を削減することができる。
Further, according to the brushless DC motor control device of the present invention, for example, in a brushless DC motor being driven in rotation, a phase which increases with an increase in the winding temperature of the stator windings. When properly calculating the resistance value, it is possible to omit a winding temperature detector or the like for detecting the winding temperature of the stator winding, thereby reducing costs required for constructing a brushless DC motor control device. be able to.

【0116】また、請求項7に記載の本発明のブラシレ
スDCモータの制御装置によれば、例えば回転駆動中の
ブラシレスDCモータにおいて、固定子巻線の巻線温度
の上昇に伴って増大する相抵抗値を適切に算出する際
に、固定子巻線の巻線温度を検出する巻線温度検出器等
を省略することができ、ブラシレスDCモータの制御装
置を構築する際に要する費用を削減することができる。
さらに、請求項8に記載の本発明のブラシレスDCモー
タの制御装置によれば、例えば回転子の磁極位置を検出
する位置センサ、および、位置センサの位相遅れ特性を
補正するための補正処理を省略することができ、ブラシ
レスDCモータの制御装置を構築する際に要する費用を
削減することができると共に、制御装置の演算負荷を低
減することができる。
According to the control device for a brushless DC motor of the present invention, for example, in a brushless DC motor being driven in rotation, a phase which increases with an increase in the winding temperature of the stator windings. When properly calculating the resistance value, it is possible to omit a winding temperature detector or the like for detecting the winding temperature of the stator winding, thereby reducing costs required for constructing a brushless DC motor control device. be able to.
Further, according to the brushless DC motor control apparatus of the present invention, for example, the position sensor for detecting the magnetic pole position of the rotor and the correction processing for correcting the phase delay characteristic of the position sensor are omitted. The cost required for constructing a control device for the brushless DC motor can be reduced, and the calculation load of the control device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係るブラシレスDCモ
ータの制御装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a control device for a brushless DC motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示すフィードバック制御部と演算部の
具体的構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a specific configuration of a feedback control unit and a calculation unit illustrated in FIG. 1;

【図3】 図1に示す定数検出装置の具体的構成を示す
構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a specific configuration of a constant detection device shown in FIG. 1;

【図4】 図1に示すブラシレスDCモータの制御装置
の動作、特に、定数検出装置の概略動作について示すフ
ローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control device for the brushless DC motor shown in FIG. 1, particularly the schematic operation of the constant detection device.

【図5】 図1に示す定数検出装置の具体的な演算動作
について示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a specific calculation operation of the constant detection device shown in FIG.

【図6】 モータの雰囲気温度Tatに応じて変化する
推定巻線温度Tを示すグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing an estimated winding temperature T that changes according to the ambient temperature Tat of the motor.

【図7】 回転数Nの変化に伴って変化する機械損失P
loss_mechaを示すグラフ図である。
FIG. 7 shows a mechanical loss P that changes with a change in the rotation speed N.
It is a graph which shows loss_mecha.

【図8】 誘起電圧定数演算部における具体的な誘起電
圧検出処理について示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a specific induced voltage detection process in an induced voltage constant calculation unit.

【図9】 インバータのスイッチング動作のON/OF
Fを指示するON/OFFフラグの回転数Nに応じた変
化を示すグラフ図である。
FIG. 9: ON / OF of the switching operation of the inverter
FIG. 9 is a graph showing a change in ON / OFF flag indicating F according to the rotation speed N.

【図10】 並列回路パラメータによる鉄損電流の分離
方法のモデルを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a model of a method for separating an iron loss current based on parallel circuit parameters.

【図11】 図10の並列回路パラメータによる電圧ベ
クトル図を示す図である。
11 is a diagram showing a voltage vector diagram based on the parallel circuit parameters of FIG.

【図12】 d軸・q軸インダクタンス推定演算部にお
けるd軸およびq軸インダクタンスLd,Lqの算出処
理、特に、q軸(界磁軸)インダクタンスLqを算出す
る処理について示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a process of calculating d-axis and q-axis inductances Ld and Lq in a d-axis / q-axis inductance estimation calculation unit, particularly a process of calculating a q-axis (field axis) inductance Lq.

【図13】 q軸インダクタンスLqの算出を指示する
Lq計算許可フラグのフラグ値の変化をq軸目標電流*
Iqの値に応じて示すグラフ図である。
FIG. 13 shows a change in a flag value of an Lq calculation permission flag for instructing calculation of a q-axis inductance Lq, which is determined by a q-axis target current *.
FIG. 9 is a graph showing the value of Iq.

【図14】 検出部における各検出動作の実行タイミン
グおよび検出部にて得られる各検出値に基づく演算処理
の実行タイミングを示すグラフ図である。
FIG. 14 is a graph showing the execution timing of each detection operation in the detection unit and the execution timing of an arithmetic process based on each detection value obtained in the detection unit.

【図15】 冷却水温度Tcに応じて変化する推定巻線
温度Tを示すグラフ図である。
FIG. 15 is a graph showing an estimated winding temperature T that changes according to a cooling water temperature Tc.

【図16】 モータの全損失Ploss_allに応じ
て変化する推定巻線温度Tを示すグラフ図である。
FIG. 16 is a graph showing an estimated winding temperature T that changes according to the total loss Ploss_all of the motor.

【図17】 回転数Nに応じて変化する鉄損失および界
磁弱め電流による銅損失を示すグラフ図である。
FIG. 17 is a graph showing iron loss and copper loss due to a field weakening current that change according to the rotation speed N.

【図18】 回転数Nに応じて変化する推定巻線温度T
を示すグラフ図である。
FIG. 18: Estimated winding temperature T that changes according to rotation speed N
FIG.

【図19】 本実施形態の変形例に係るブラシレスDC
モータの制御装置の定数検出装置の構成図である。
FIG. 19 is a brushless DC according to a modification of the embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a constant detection device of the motor control device.

【図20】 図19に示す3相整流センサに入力される
各相電圧Vu,Vv,Vwと、全波整流電圧Vrと、検
出される平均電圧Vaとを示すグラフ図である。
20 is a graph showing phase voltages Vu, Vv, Vw, a full-wave rectified voltage Vr, and a detected average voltage Va input to the three-phase rectification sensor shown in FIG.

【図21】 d軸・q軸インダクタンス推定演算部にお
けるq軸インダクタンスLqを算出する処理について示
すフローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart illustrating a process of calculating a q-axis inductance Lq in a d-axis / q-axis inductance estimation calculation unit.

【図22】 q軸インダクタンスLqの算出を指示する
Lq計算許可フラグのフラグ値の変化をq軸相電流Iq
(=I・sinα)の値に応じて示すグラフ図である。
FIG. 22 shows a change in the flag value of an Lq calculation permission flag for instructing the calculation of the q-axis inductance Lq,
FIG. 4 is a graph showing the value of (= I · sin α) according to the present invention.

【図23】 検出部における各種の検出信号(各センサ
値)の検出タイミングと、各インダクタンスLd,Lq
の演算タイミングとを示すグラフ図である。
FIG. 23 shows detection timings of various detection signals (each sensor value) in the detection unit and inductances Ld and Lq.
FIG. 5 is a graph showing the operation timing of the calculation.

【図24】 回転子温度Tmagの変化に伴って変化す
る誘起電圧定数Keを示すグラフ図である。
FIG. 24 is a graph showing an induced voltage constant Ke that changes with a change in the rotor temperature Tmag.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ブラシレスDCモータの制御装置 13 インバータ 15,55 定数検出装置 21 トルク指令演算部 22 目標電流演算部 23 フィードバック制御部 28 演算部 29 メモリ 30 表示部 41 回転センサ 42 トルクセンサ 43 雰囲気温度センサ 44 回転子温度センサ 45 巻線温度センサ 46 相電圧検出器 47 相電流検出器 53 誘起電圧定数演算部 55 磁極位置演算部 56a 3相ブリッジ整流回路 56b 整流電圧検出部 Reference Signs List 10 brushless DC motor control device 13 inverter 15, 55 constant detection device 21 torque command calculation unit 22 target current calculation unit 23 feedback control unit 28 calculation unit 29 memory 30 display unit 41 rotation sensor 42 torque sensor 43 atmosphere temperature sensor 44 rotor Temperature sensor 45 Winding temperature sensor 46 Phase voltage detector 47 Phase current detector 53 Induced voltage constant calculation unit 55 Magnetic pole position calculation unit 56a Three-phase bridge rectifier circuit 56b Rectified voltage detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H560 AA08 BB04 BB12 DA02 DC12 DC13 EB01 RR01 TT11 UA06 XA02 XA13 5H576 AA15 BB06 CC02 DD02 DD07 EE01 EE11 GG02 GG04 HA04 HB01 JJ04 JJ08 JJ09 JJ17 JJ24 JJ25 LL14 LL22 LL24 LL25 LL28 LL38 LL39 LL40 LL41 LL45 MM12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) LL40 LL41 LL45 MM12

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石を有する回転子と、この回転子
を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を
有する固定子とを備えたブラシレスDCモータを、複数
のスイッチング素子からなり前記固定子巻線への通電を
順次転流させる通電切換手段により回転駆動させるブラ
シレスDCモータの制御装置であって、 前記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を
検出する相電圧検出手段および相電流の位相角と実効値
を検出する相電流検出手段および前記回転子の磁極位置
から誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段および回
転数を検出する回転数検出手段と、 前記ブラシレスDCモータの温度を検出する温度検出手
段と、検出された前記温度に基づいて、相抵抗値を算出
する相抵抗値算出手段および誘起電圧定数を導出する誘
起電圧定数導出手段と、 前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧位相差
と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電流位相
差を算出する位相差算出手段と、 回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を算出
する鉄損失算出手段と、 前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算し
て実相電流を算出する実相電流算出手段と、 前記相抵抗値と前記回転数と前記誘起電圧定数と前記電
圧位相差と前記電流位相差と前記実相電流とに基づいて
界磁軸インダクタンス及びトルク軸インダクタンスを算
出するインダクタンス算出手段と、 トルク指令値を入力するトルク指令入力手段と、 前記誘起電圧定数と前記界磁軸インダクタンスと前記ト
ルク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに基づい
て、界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値を算出
する電流指令値算出手段と、 前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基
づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力する
パルス幅変調信号出力手段とを備え、 前記インダクタンス算出手段は、前記界磁軸電流指令値
あるいは前記トルク軸電流指令値が所定値以下のときに
前記トルク軸インダクタンスのみを算出し、 前記界磁軸電流指令値あるいは前記トルク軸電流指令値
が前記所定値を超えたときに、前記界磁軸インダクタン
スと前記トルク軸インダクタンスとを算出することを特
徴とするブラシレスDCモータの制御装置。
1. A brushless DC motor including a rotor having a permanent magnet and a stator having a plurality of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor, comprising a plurality of switching elements. What is claimed is: 1. A control device for a brushless DC motor, wherein said brushless DC motor is rotationally driven by an energization switching unit that sequentially commutates energization to said stator winding, said phase voltage detection unit detecting a phase angle and an effective value of a phase voltage of said brushless DC motor. Phase current detecting means for detecting a phase angle and an effective value of a phase current, position detecting means for detecting a phase angle of an induced voltage from a magnetic pole position of the rotor, and rotational speed detecting means for detecting a rotational speed; and the brushless DC. Temperature detection means for detecting the temperature of the motor, phase resistance value calculation means for calculating a phase resistance value based on the detected temperature, and an induced voltage constant are derived. Electromotive voltage constant deriving means; phase difference calculating means for calculating a voltage phase difference consisting of the phase difference between the induced voltage and the phase voltage; and a current phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase current. An iron loss calculating means for calculating an iron loss of the brushless DC motor therein; an actual phase current calculating means for calculating an actual phase current by subtracting an iron loss component from the phase current based on the iron loss; Inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on the rotation speed, the induced voltage constant, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current; and a torque for inputting a torque command value. Command input means, based on the induced voltage constant, the field axis inductance, the torque axis inductance, and the torque command value, a field axis current command value and a Current command value calculation means for calculating a torque axis current command value; and a pulse width modulation signal output for outputting a pulse width modulation signal to the energization switching means based on the field axis current command value and the torque axis current command value. The inductance calculation means calculates only the torque axis inductance when the field axis current command value or the torque axis current command value is equal to or less than a predetermined value, and the field axis current command value or the A controller for a brushless DC motor, wherein the field axis inductance and the torque axis inductance are calculated when a torque axis current command value exceeds the predetermined value.
【請求項2】 永久磁石を有する回転子と、この回転子
を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を
有する固定子とを備えたブラシレスDCモータを、複数
のスイッチング素子からなり前記固定子巻線への通電を
順次転流させる通電切換手段により回転駆動させるブラ
シレスDCモータの制御装置であって、 前記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を
検出する相電圧検出手段および相電流の位相角と実効値
を検出する相電流検出手段および前記回転子の磁極位置
から誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段および回
転数を検出する回転数検出手段と、 前記ブラシレスDCモータの温度に基づいて相抵抗値を
算出する相抵抗値算出手段と、 前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧位相差
と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電流位相
差を算出する位相差算出手段と、 回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を算出
する鉄損失算出手段と、 前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算し
て実相電流を算出する実相電流算出手段と、 前記通電切換手段のスイッチング動作を停止して前記ブ
ラシレスDCモータへの電力供給を一時的に停止する通
電停止制御手段と、 前記スイッチング動作の停止中に前記相電圧検出手段に
より前記誘起電圧の電圧値を検出し、前記相抵抗値と前
記誘起電圧の電圧値と前記電圧位相差と前記電流位相差
と前記実相電流とに基づいて界磁軸インダクタンス及び
トルク軸インダクタンスを算出するインダクタンス算出
手段と、 トルク指令値を入力するトルク指令入力手段と、 前記誘起電圧の電圧値と前記界磁軸インダクタンスと前
記トルク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに基づ
いて、界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値を算
出する電流指令値算出手段と、 前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基
づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力する
パルス幅変調信号出力手段とを備えたことを特徴とする
ブラシレスDCモータの制御装置。
2. A brushless DC motor comprising: a rotor having a permanent magnet; and a stator having a plurality of phases of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor, comprising a plurality of switching elements. What is claimed is: 1. A control device for a brushless DC motor, wherein said brushless DC motor is rotatably driven by current switching means for sequentially commutating the current to said stator winding, said phase voltage detecting means detecting a phase angle and an effective value of a phase voltage of said brushless DC motor. Phase current detecting means for detecting a phase angle and an effective value of a phase current, position detecting means for detecting a phase angle of an induced voltage from a magnetic pole position of the rotor, and rotational speed detecting means for detecting a rotational speed; and the brushless DC. Phase resistance value calculating means for calculating a phase resistance value based on a motor temperature; a voltage phase difference comprising a phase difference between the induced voltage and the phase voltage; Phase difference calculating means for calculating a current phase difference consisting of a difference between the phases of currents; iron loss calculating means for calculating an iron loss of the brushless DC motor being rotationally driven; and iron from the phase current based on the iron loss. A real-phase current calculating unit that calculates a real-phase current by subtracting a loss component; an energization stop control unit that stops a switching operation of the energization switching unit to temporarily stop power supply to the brushless DC motor; While the operation is stopped, the voltage value of the induced voltage is detected by the phase voltage detecting means, based on the phase resistance value, the voltage value of the induced voltage, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current. Inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance; torque command input means for inputting a torque command value; and a voltage value of the induced voltage. Current command value calculating means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the field axis inductance, the torque axis inductance and the torque command value; and A control device for a brushless DC motor, comprising: a pulse width modulation signal output unit that outputs a pulse width modulation signal to the energization switching unit based on the torque axis current command value.
【請求項3】 永久磁石を有する回転子と、この回転子
を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を
有する固定子とを備えたブラシレスDCモータを、複数
のスイッチング素子からなり前記固定子巻線への通電を
順次転流させる通電切換手段により回転駆動させるブラ
シレスDCモータの制御装置であって、 前記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を
検出する相電圧検出手段および相電流の位相角と実効値
を検出する相電流検出手段および前記回転子の磁極位置
から誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段および回
転数を検出する回転数検出手段と、 前記ブラシレスDCモータの温度に基づいて相抵抗値を
算出する相抵抗値算出手段と、 前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧位相差
と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電流位相
差を算出する位相差算出手段と、 回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を算出
する鉄損失算出手段と、 前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算し
て実相電流を算出する実相電流算出手段と、 前記通電切換手段のスイッチング動作を停止して前記ブ
ラシレスDCモータへの電力供給を一時的に停止する通
電停止制御手段と、 前記通電切換手段と前記ブラシレスDCモータとの間に
接続して前記複数相の固定子巻線への入力電流を全波整
流する整流手段と、 前記整流手段による全波整流電圧を検出する整流電圧検
出手段と、 前記スイッチング動作の停止中に前記整流電圧検出手段
により前記誘起電圧の電圧値を検出し、前記相抵抗値と
前記誘起電圧の電圧値と前記電圧位相差と前記電流位相
差と前記実相電流とに基づいて界磁軸インダクタンス及
びトルク軸インダクタンスを算出するインダクタンス算
出手段と、 トルク指令値を入力するトルク指令入力手段と、 前記誘起電圧の電圧値と前記界磁軸インダクタンスと前
記トルク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに基づ
いて、界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値を算
出する電流指令値算出手段と、 前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基
づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力する
パルス幅変調信号出力手段とを備えたことを特徴とする
ブラシレスDCモータの制御装置。
3. A brushless DC motor comprising a rotor having a permanent magnet and a stator having a plurality of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor, comprising a plurality of switching elements. What is claimed is: 1. A control device for a brushless DC motor, wherein said brushless DC motor is rotatably driven by current switching means for sequentially commutating the current to said stator winding, said phase voltage detecting means detecting a phase angle and an effective value of a phase voltage of said brushless DC motor. Phase current detecting means for detecting a phase angle and an effective value of a phase current, position detecting means for detecting a phase angle of an induced voltage from a magnetic pole position of the rotor, and rotational speed detecting means for detecting a rotational speed; and the brushless DC. Phase resistance value calculating means for calculating a phase resistance value based on a motor temperature; a voltage phase difference comprising a phase difference between the induced voltage and the phase voltage; Phase difference calculating means for calculating a current phase difference consisting of a difference between the phases of currents; iron loss calculating means for calculating an iron loss of the brushless DC motor being rotationally driven; and iron from the phase current based on the iron loss. A real-phase current calculating unit that calculates a real-phase current by subtracting a loss component; an energization stop control unit that stops a switching operation of the energization switching unit to temporarily stop power supply to the brushless DC motor; A rectifier connected between the switching means and the brushless DC motor for full-wave rectification of the input current to the plurality of stator windings; a rectified voltage detector for detecting a full-wave rectified voltage by the rectifier And detecting the voltage value of the induced voltage by the rectified voltage detecting means while the switching operation is stopped, and detecting the phase resistance value, the voltage value of the induced voltage, the voltage phase difference, and the current. Inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on a phase difference and the real phase current; torque command input means for inputting a torque command value; and a voltage value of the induced voltage and the field axis inductance. Current command value calculation means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the torque axis inductance and the torque command value; and the field axis current command value and the torque axis current command value. And a pulse width modulation signal output means for outputting a pulse width modulation signal to said energization switching means based on said control signal.
【請求項4】 出力トルクを検出する出力トルク検出手
段を備え、 前記相電流検出手段の検出周期を第1の周期T1とし、
前記出力トルク検出手段の検出周期を第2の周期T2と
し、前記温度の検出周期を第3の周期T3としたとき、
前記第1および第2および第3の周期を、T1≦T2≦
T3の関係に設定して検出制御することを特徴とする請
求項1または請求項2の何れかに記載のブラシレスDC
モータの制御装置。
4. An output torque detecting means for detecting an output torque, wherein a detection cycle of the phase current detecting means is a first cycle T1,
When the detection cycle of the output torque detecting means is a second cycle T2 and the temperature detection cycle is a third cycle T3,
The first, second and third periods are defined as T1 ≦ T2 ≦
3. The brushless DC according to claim 1, wherein detection control is performed by setting the relationship to T3.
Motor control device.
【請求項5】 前記インダクタンス算出手段は、前記ブ
ラシレスDCモータの回転駆動中に演算データを記憶
し、前記ブラシレスDCモータの回転停止中に前記界磁
軸インダクタンスと前記トルク軸インダクタンスの算出
処理を行うことを特徴とする請求項1または請求項2の
何れかに記載のブラシレスDCモータの制御装置。
5. The inductance calculation means stores calculation data during rotation driving of the brushless DC motor, and performs a calculation process of the field axis inductance and the torque axis inductance while rotation of the brushless DC motor is stopped. 3. The control device for a brushless DC motor according to claim 1, wherein:
【請求項6】 永久磁石を有する回転子と、この回転子
を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を
有する固定子とを備えたブラシレスDCモータを、複数
のスイッチング素子からなり前記固定子巻線への通電を
順次転流させる通電切換手段により回転駆動させるブラ
シレスDCモータの制御装置であって、 前記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を
検出する相電圧検出手段および相電流の位相角と実効値
を検出する相電流検出手段および前記回転子の磁極位置
から誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段および回
転数を検出する回転数検出手段と、 前記ブラシレスDCモータの温度を、前記回転数あるい
は前記ブラシレスDCモータの冷却水温度あるいは前記
ブラシレスDCモータの周辺温度に基づき予め記憶され
た所定のデータから算出する温度推定手段と、 前記温度推定手段で推定した前記温度に基づいて、相抵
抗値を算出する相抵抗値算出手段および誘起電圧定数を
導出する誘起電圧定数導出手段と、 前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧位相差
と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電流位相
差を算出する位相差算出手段と、 回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を算出
する鉄損失算出手段と、 前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算し
て実相電流を算出する実相電流算出手段と、 前記相抵抗値と前記回転数と前記誘起電圧定数と前記電
圧位相差と前記電流位相差と前記実相電流とに基づいて
界磁軸インダクタンス及びトルク軸インダクタンスを算
出するインダクタンス算出手段と、 トルク指令値を入力するトルク指令入力手段と、 前記誘起電圧定数と前記界磁軸インダクタンスと前記ト
ルク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに基づい
て、界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値を算出
する電流指令値算出手段と、 前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基
づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力する
パルス幅変調信号出力手段とを備えたことを特徴とする
ブラシレスDCモータの制御装置。
6. A brushless DC motor comprising a rotor having a permanent magnet and a stator having a plurality of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor, comprising a plurality of switching elements. What is claimed is: 1. A control device for a brushless DC motor, wherein said brushless DC motor is rotatably driven by current switching means for sequentially commutating the current to said stator winding, said phase voltage detecting means detecting a phase angle and an effective value of a phase voltage of said brushless DC motor. Phase current detecting means for detecting a phase angle and an effective value of a phase current, position detecting means for detecting a phase angle of an induced voltage from a magnetic pole position of the rotor, and rotational speed detecting means for detecting a rotational speed; and the brushless DC. The temperature of the motor is stored in advance based on the rotation speed, the cooling water temperature of the brushless DC motor, or the ambient temperature of the brushless DC motor. Temperature estimating means for calculating from the predetermined data, based on the temperature estimated by the temperature estimating means, a phase resistance value calculating means for calculating a phase resistance value, and an induced voltage constant deriving means for deriving an induced voltage constant, A phase difference calculating means for calculating a voltage phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase voltage, and a current phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase current; and Iron loss calculation means for calculating iron loss; real phase current calculation means for calculating an actual phase current by subtracting an iron loss component from the phase current based on the iron loss; the phase resistance value, the rotation speed, and the induction Inductance calculating means for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on a voltage constant, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current; A torque command inputting means, a current command for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the induced voltage constant, the field axis inductance, the torque axis inductance and the torque command value. Value calculation means, and pulse width modulation signal output means for outputting a pulse width modulation signal to the energization switching means based on the field axis current command value and the torque axis current command value. Control device for brushless DC motor.
【請求項7】 永久磁石を有する回転子と、この回転子
を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を
有する固定子とを備えたブラシレスDCモータを、複数
のスイッチング素子からなり前記固定子巻線への通電を
順次転流させる通電切換手段により回転駆動させるブラ
シレスDCモータの制御装置であって、 前記ブラシレスDCモータの相電圧の位相角と実効値を
検出する相電圧検出手段および相電流の位相角と実効値
を検出する相電流検出手段および前記回転子の磁極位置
から誘起電圧の位相角を検出する位置検出手段および回
転数を検出する回転数検出手段および出力トルクを検出
する出力トルク検出手段と、 前記ブラシレスDCモータの温度を検出する温度検出手
段と、検出された前記温度に基づいて、相抵抗値を算出
する相抵抗値算出手段および誘起電圧定数を導出する誘
起電圧定数導出手段と、 前記誘起電圧と相電圧の位相の差からなる電圧位相差
と、前記誘起電圧と相電流の位相の差からなる電流位相
差を算出する位相差算出手段と、 回転駆動中の前記ブラシレスDCモータの鉄損失を算出
する鉄損失算出手段と、 前記鉄損失に基づいて前記相電流から鉄損成分を減算し
て実相電流を算出する実相電流算出手段と、 前記相抵抗値と前記回転数と前記誘起電圧定数と前記電
圧位相差と前記電流位相差と前記実相電流とに基づいて
界磁軸インダクタンス及びトルク軸インダクタンスを算
出するインダクタンス算出手段と、 トルク指令値を入力するトルク指令入力手段と、 前記誘起電圧定数と前記界磁軸インダクタンスと前記ト
ルク軸インダクタンスと前記トルク指令値とに基づい
て、界磁軸電流指令値およびトルク軸電流指令値を算出
する電流指令値算出手段と、 前記界磁軸電流指令値と前記トルク軸電流指令値とに基
づいて前記通電切換手段にパルス幅変調信号を出力する
パルス幅変調信号出力手段とを備え、 前記鉄損失算出手段は、前記出力トルクおよび前記回転
数に基づいて、前記ブラシレスDCモータのモータ出力
電力およびモータ入力電力を算出するモータ電力算出手
段と、前記相抵抗値および前記相電流に基づいて銅損失
を算出する銅損失算出手段と、前記モータ入力電力から
前記モータ出力電力を減算してモータ全損失を算出する
モータ全損失算出手段と、前記ブラシレスDCモータの
機械損失を算出する機械損失算出手段と、前記モータ全
損失から前記銅損失および前記機械損失を減算して前記
鉄損失を算出する減算手段と、前記相電圧の全周波数成
分を含む実効値および前記鉄損失に基づいて実測鉄損等
価抵抗値を算出する等価抵抗値算出手段とからなり、 前記温度検出手段は、前記ブラシレスDCモータの温度
を、前記モータ全損失に対する推定温度が予め記憶され
た所定の推定温度データから算出することを特徴とする
ブラシレスDCモータの制御装置。
7. A brushless DC motor including a rotor having a permanent magnet and a stator having a plurality of stator windings for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor, comprising a plurality of switching elements. What is claimed is: 1. A control device for a brushless DC motor, wherein said brushless DC motor is rotatably driven by current switching means for sequentially commutating the current to said stator winding, said phase voltage detecting means detecting a phase angle and an effective value of a phase voltage of said brushless DC motor. Phase current detecting means for detecting the phase angle and the effective value of the phase current, position detecting means for detecting the phase angle of the induced voltage from the magnetic pole position of the rotor, rotational speed detecting means for detecting the rotational speed, and detecting the output torque. Output torque detecting means, temperature detecting means for detecting the temperature of the brushless DC motor, and calculating a phase resistance value based on the detected temperature. Resistance value calculating means and induced voltage constant deriving means for deriving an induced voltage constant, a voltage phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase voltage, and a current phase difference consisting of a phase difference between the induced voltage and the phase current. , An iron loss calculating means for calculating an iron loss of the brushless DC motor during rotational driving, and an actual phase current calculated by subtracting an iron loss component from the phase current based on the iron loss. Real phase current calculating means, and an inductance for calculating a field axis inductance and a torque axis inductance based on the phase resistance value, the rotation speed, the induced voltage constant, the voltage phase difference, the current phase difference, and the real phase current. Calculating means; torque command input means for inputting a torque command value; the induced voltage constant, the field axis inductance, the torque axis inductance, and the torque Current command value calculating means for calculating a field axis current command value and a torque axis current command value based on the current command value, and the energizing based on the field axis current command value and the torque axis current command value. Pulse width modulation signal output means for outputting a pulse width modulation signal to the switching means, wherein the iron loss calculation means is configured to output a motor output power and a motor input power of the brushless DC motor based on the output torque and the rotation speed. , A copper loss calculation means for calculating a copper loss based on the phase resistance value and the phase current, and a motor total loss calculated by subtracting the motor output power from the motor input power. Motor total loss calculating means; mechanical loss calculating means for calculating mechanical loss of the brushless DC motor; copper loss and mechanical loss from the motor total loss Subtraction means for calculating the iron loss by subtraction, and equivalent resistance value calculation means for calculating an actual iron loss equivalent resistance value based on the effective value including all frequency components of the phase voltage and the iron loss, The control device for a brushless DC motor, wherein the temperature detecting means calculates the temperature of the brushless DC motor from predetermined temperature data in which an estimated temperature for the total loss of the motor is stored in advance.
【請求項8】 前記位置検出手段は、前記ブラシレスD
Cモータに高周波電圧を印加したときのインダクタンス
の変化量から前記回転子の磁極位置を算出することを特
徴とする請求項1または請求項2または請求項6または
請求項7の何れかに記載のブラシレスDCモータの制御
装置。
8. The brushless D.
The magnetic pole position of the rotor is calculated from an amount of change in inductance when a high frequency voltage is applied to the C motor, according to any one of claims 1 to 2, or 6 or 7. Control device for brushless DC motor.
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