JP2004357476A - Motor drive circuit, method for driving motor, and program for driving motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ回路からの駆動電流を検出しフィードバック制御によりモータを駆動するモータ駆動技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明に関連した従来技術としては、特開2002−207052号公報(特許文献1)に記載されたものがある。該公報には、電流検出器における磁電変換素子またはその出力を増幅する増幅器のオフセットの温度ドリフトを相殺するために、ゼロクロス近傍に電気回路的に不感知帯を呈する非線形回路から成るオフセット相殺回路を設ける構成が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−207052号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、ゼロクロス近傍に電気回路的に不感知帯を呈するオフセット相殺回路を設ける必要がある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、モータ駆動回路において、新たな回路を付加しないでも、駆動電流検出系のオフセット電圧を温度特性も含め補正できるようにし、コストの増大を抑えた状態で駆動電流の検出精度を確保し、モータのトルク変動を抑えることができるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、モータ駆動回路技術として、モータの駆動電流制御用としてもともと備わっているマイコン等の制御手段を用いて、モータ駆動回路内の温度関連情報と、インバータ回路からの駆動電流を検出する電流検出手段のオフセット電圧情報とに基づき、該オフセット電圧の温度特性を演算しかつ該演算結果により該オフセット電圧を補正する。具体的には、上記を基本構成とするモータ駆動回路と、上記を経時的基本動作とするモータ駆動方法と、モータ駆動用プログラムとを発明として提案する。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1〜図4は本発明の実施例の説明図である。図1は、本発明の一実施例としてのモータ駆動回路の構成例図、図2は、図1のモータ駆動回路のオフセット電圧の温度特性学習動作の説明図、図3は、図1のモータ駆動回路のオフセット電圧の温度特性例を示す図、図4は、図2の温度特性学習動作に基づくオフセット電圧の補正動作の説明図である。
図1において、1はモータ駆動回路、2は負荷としてのモータ、3は、直流を交流に変換してモータの駆動電流を形成し出力するインバータ回路、4は、ホール素子等のセンサを備えて構成され、インバータ回路3からの駆動電流を検出する電流検出手段、5は、インバータ回路3の温度またはモータ駆動回路1内の温度または温度変化を検出する温度検出手段、6は、マイコンやメモリやゲートICなどを備えて構成されモータ駆動回路全体の制御を行う制御手段としての制御回路である。制御回路6は、上記電流検出手段4のオフセット電圧を検出して記憶するとともに、該検出したオフセット電圧情報と上記温度検出手段5により検出された温度情報または温度変化情報とに基づき該オフセット電圧の温度特性を演算して記憶し、該記憶した演算結果に基づき該オフセット電圧を温度特性分も含めて補正し、該補正した状態で上記インバータ回路3を制御するための制御信号を形成する。上記オフセット電圧の温度特性の演算とその記憶、該記憶した演算結果に基づく該オフセット電圧の補正、及び該補正した状態での上記インバータ回路3を制御するための制御信号の形成など一連の動作は、制御回路6内に設定され記憶されているプログラムに基づき行われる。該プログラムが自動的に、マイコンにこれらの動作手順を実行させる。
【0007】
図2は、上記図1のモータ駆動回路における電流検出手段のオフセット電圧の温度特性を学習する動作の説明図である。本動作は、温度特性を含めオフセット電圧の補正を正確に行うために、モータ駆動回路を予備的に作動させ、予め電流検出手段のオフセット電圧の温度特性を演算して記憶しておく学習動作である。以下の説明中、モータ駆動回路の構成要素には図1で用いた符合を用いるとする。
【0008】
図2において、
(1)まず、モータ駆動回路1の作動を開始させる(ステップS201)。
(2)インバータ回路3からモータ2へ供給する駆動電流をゼロにし、このときの電流検出手段4のオフセット電圧を取り込む(ステップS202)。
(3)上記取り込んだオフセット電圧を制御回路6内のメモリに記憶する(ステップS203)。
(4)制御回路6は、モータ2の駆動開始の可否を判別する(ステップS204)。
(5)上記判別の結果、駆動開始可の場合は、制御回路6はインバータ回路3に対し駆動電流を出力させる指令を出しモータ2を駆動させる(ステップS205)。
(6)電流検出手段4により駆動電流(モータ電流)を検出する(ステップS206)。
(7)上記ステップS203において記憶したオフセット電圧値により、上記電流検出手段4の上記駆動電流検出時のオフセット分を補正する(ステップS207)。
(8)上記ステップS204の判別の結果、駆動開始不可すなわち運転終了の場合は、モータ2への駆動電流の供給を絶った状態で、温度検出手段5で検出したインバータ回路3またはモータ駆動回路1内の温度または温度変化に基づく情報と電流検出手段4のオフセット電圧情報とを取り込む(ステップS208)。
(9)上記取り込んだ温度関連情報とオフセット電圧情報とにより、電流検出手段4のオフセット電圧の温度特性を演算し、該演算結果をメモリに記憶し(ステップS209)、オフセット電圧の温度特性の学習動作を終了する(ステップS210)。
【0009】
図3は、電流検出手段4のオフセット電圧の温度特性例を示す図である。本特性例は、温度の上昇とともにオフセット電圧も増加する場合の例である。
図3において、例えば温度t0のときのオフセット電圧△e0を基準オフセット電圧とすると、温度t1のとき、オフセット電圧△e1は△e0+△et1、温度t2のとき、オフセット電圧△e2は△e0+△et2となる。△et1、△et2それぞれが温度によるオフセット電圧の変化分である。上記図2におけるステップS202、ステップS203では、例えば温度t0を基準にした場合、上記△e0をオフセット電圧として取り込み、記憶する。また、上記図2におけるステップS208では、上記温度情報t0、t1、t2、…または温度変化情報t1−t0、t2−t0、…などと、オフセット電圧情報△e0、△e1、△e2、…とを取り込み、ステップS209では、これらの情報に基づき、オフセット電圧の温度特性として、温度によるオフセット電圧の変化分△et1、△et2、…を演算してメモリに記憶する。
【0010】
図4は、上記図2の温度特性学習動作に基づくオフセット電圧の補正動作の説明図である。上記2の動作を1回目の運転において行うとすると、本図4の動作は例えば2回目の運転において行うことになる。本図4の説明においても、モータ駆動回路の構成要素には図1で用いた符合を用いるとする。
図4において、
(1)まず、モータ駆動回路1の作動を開始させる(ステップS401)。
(2)インバータ回路3からモータ2へ供給する駆動電流をゼロにし、このときの電流検出手段4のオフセット電圧を取り込む(ステップS402)。
(3)上記取り込んだオフセット電圧を制御回路6内のメモリに記憶する(ステップS403)。
(4)制御回路6は、モータ2の駆動開始の可否を判別する(ステップS404)。
(5)上記判別の結果、駆動開始可の場合は、制御回路6はインバータ回路3に対し駆動電流を出力させる指令を出しモータ2を駆動させ(ステップS405)、電流検出手段4により駆動電流(モータ電流)を検出する(ステップS406)とともに、温度検出手段5によりモータ駆動回路1内またはインバータ回路3の温度または温度変化を検出し(ステップS407)、オフセット電圧の補正が必要か否かを判別する(ステップS408)。
(6)上記ステップS408での判別の結果、オフセット電圧の補正が必要な場合は、上記図2のステップS209での演算結果に基づき、上記ステップS403において記憶したオフセット電圧値に対し、温度によるオフセット電圧の変化分(図3の△et1、△et2)を補正(キャンセル)する(ステップS409、ステップS410)。
(7)上記補正後のオフセット電圧(温度による変化分を除いた後のオフセット電圧(図3の△e0))を上記電流検出手段4の上記駆動電流検出時におけるオフセット電圧として補正(キャンセル)する(ステップS411)。
(8)上記ステップS411のオフセット電圧補正を行った状態の電流検出手段4により駆動電流の検出を行い、制御信号を形成してインバータ回路3を制御してモータ2の駆動を継続する。
(9)一方、上記ステップS404における判別の結果、駆動開始不可すなわち運転終了の場合は運転を終了させる。
(10)ステップS408の判別の結果、オフセット電圧の補正が必要でない場合は、そのまま温度監視を継続する。
【0011】
上記実施例によれば、モータ駆動回路において、新たな回路を付加しないでも、もともと制御回路として備わっているマイコン等を用いて、駆動電流検出系のオフセット電圧を温度特性も含めて補正することができる。この結果、コストの増大を抑えた状態で駆動電流の検出精度を確保でき、モータのトルク変動を抑えることが可能となる。
【0012】
なお、上記実施例では、上記図2のステップS208において、インバータ回路3またはモータ駆動回路1内の温度または温度変化に基づく情報と電流検出手段4のオフセット電圧情報とを取り込むとしたが、本発明はこれには限定されず、例えば、電流検出手段4が駆動電流の検出をしている状態において、制御回路6がこれらの情報を取り込む構成としてもよい。
【0013】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ駆動回路として、コストの増大を抑えた状態で駆動電流の検出精度を確保でき、モータのトルク変動を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのモータ駆動回路の構成例図である。
【図2】図1のモータ駆動回路のオフセット電圧の温度特性学習動作の説明図である。
【図3】図1のモータ駆動回路のオフセット電圧の温度特性例を示す図である。
【図4】図2の温度特性学習動作に基づくオフセット電圧の補正動作の説明図である。
【符号の説明】
1…モータ駆動回路、 2…モータ、 3…インバータ回路、 4…電流検出手段、 5…温度検出手段、 6…制御回路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor driving technique for detecting a driving current from an inverter circuit and driving a motor by feedback control.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique related to the present invention, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-207052 (Patent Document 1). This publication discloses an offset canceling circuit composed of a non-linear circuit presenting a dead zone in an electric circuit near a zero cross in order to cancel a temperature drift of an offset of a magnetoelectric conversion element or an amplifier for amplifying the output of the current detector. The configuration provided is described.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-207052
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, it is necessary to provide an offset canceling circuit that presents a dead zone in an electric circuit near the zero cross.
An object of the present invention is to provide a motor drive circuit capable of correcting an offset voltage of a drive current detection system including a temperature characteristic without adding a new circuit in view of the state of the related art described above, thereby suppressing an increase in cost. In this state, the detection accuracy of the drive current is ensured in such a state that the motor torque fluctuation can be suppressed.
An object of the present invention is to provide a technique capable of solving such a problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention basically employs, as a motor drive circuit technology, a control means such as a microcomputer originally provided for controlling a drive current of a motor, thereby controlling a temperature related in the motor drive circuit. The temperature characteristic of the offset voltage is calculated based on the information and the offset voltage information of the current detecting means for detecting the drive current from the inverter circuit, and the offset voltage is corrected based on the calculation result. Specifically, the present invention proposes a motor drive circuit having the above-described basic configuration, a motor drive method having the above-described basic operation over time, and a motor drive program.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 are explanatory views of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a temperature characteristic learning operation of an offset voltage of the motor drive circuit of FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of a temperature characteristic of an offset voltage of a drive circuit. FIG. 4 is an explanatory diagram of an offset voltage correcting operation based on the temperature characteristic learning operation of FIG.
In FIG. 1, 1 is a motor drive circuit, 2 is a motor as a load, 3 is an inverter circuit that converts DC to AC to form and output a drive current for the motor, and 4 is provided with a sensor such as a Hall element. Current detecting means for detecting a driving current from the
[0007]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of learning the temperature characteristics of the offset voltage of the current detecting means in the motor drive circuit of FIG. This operation is a learning operation in which the motor drive circuit is preliminarily operated and the temperature characteristics of the offset voltage of the current detecting means are calculated and stored in advance in order to accurately correct the offset voltage including the temperature characteristics. is there. In the following description, the components used in the motor drive circuit will be denoted by the same reference numerals used in FIG.
[0008]
In FIG.
(1) First, the operation of the
(2) The drive current supplied from the
(3) The acquired offset voltage is stored in the memory in the control circuit 6 (step S203).
(4) The
(5) As a result of the determination, if the drive can be started, the
(6) The drive current (motor current) is detected by the current detection means 4 (step S206).
(7) Based on the offset voltage value stored in step S203, the offset when the drive current is detected by the current detection means 4 is corrected (step S207).
(8) As a result of the determination in step S204, when the drive cannot be started, that is, when the operation is terminated, the supply of the drive current to the
(9) The temperature characteristics of the offset voltage of the current detecting means 4 are calculated based on the acquired temperature-related information and the offset voltage information, and the calculation result is stored in the memory (step S209) to learn the temperature characteristics of the offset voltage. The operation ends (step S210).
[0009]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a temperature characteristic of the offset voltage of the current detection unit 4. This characteristic example is an example in which the offset voltage increases as the temperature increases.
3, for example, the offset voltage △ e 0 at the temperature t 0 and the reference offset voltage, when a temperature t 1, the offset voltage △ e 1 is △ e 0 + △ e t1, when the temperature t 2, the offset voltage △ e 2 is the △ e 0 + △ e t2. △ e t1, △ e t2 respectively is variation in the offset voltage due to temperature. In step S202 and step S203 in FIG. 2, for example, when the temperature t 0 is used as a reference, the above Δe 0 is captured as an offset voltage and stored. In step S208 of FIG. 2, the temperature information t 0, t 1, t 2 , ... , or
[0010]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the offset voltage correction operation based on the temperature characteristic learning operation of FIG. Assuming that the
In FIG.
(1) First, the operation of the
(2) The drive current supplied from the
(3) The acquired offset voltage is stored in the memory in the control circuit 6 (step S403).
(4) The
(5) As a result of the determination, if the drive can be started, the
(6) If it is determined in step S408 that the offset voltage needs to be corrected, the offset voltage value stored in step S403 is offset by the temperature based on the calculation result in step S209 in FIG. variation of the voltage (△ e t1 in FIG. 3, △ e t2) the correct (cancel) (step S409, the step S410).
(7) Correcting (cancelling) the offset voltage after the correction (the offset voltage (△ e 0 in FIG. 3) after removing the change due to temperature) as the offset voltage when the drive current is detected by the current detecting means 4. (Step S411).
(8) The drive current is detected by the current detection means 4 in the state where the offset voltage correction in step S411 is performed, a control signal is formed, the
(9) On the other hand, if the result of determination in step S404 is that drive cannot be started, that is, if the operation is to be terminated, the operation is terminated.
(10) As a result of the determination in step S408, when it is not necessary to correct the offset voltage, the temperature monitoring is continued as it is.
[0011]
According to the above embodiment, in the motor drive circuit, the offset voltage of the drive current detection system including the temperature characteristic can be corrected using a microcomputer or the like originally provided as a control circuit without adding a new circuit. it can. As a result, the detection accuracy of the drive current can be ensured in a state where the increase in cost is suppressed, and the torque fluctuation of the motor can be suppressed.
[0012]
In the above embodiment, the information based on the temperature or the temperature change in the
[0013]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection accuracy of a drive current can be ensured in the state which suppressed the increase in cost as a motor drive circuit, and it becomes possible to suppress torque fluctuation of a motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration example diagram of a motor drive circuit as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a temperature characteristic learning operation of an offset voltage of the motor drive circuit of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a temperature characteristic of an offset voltage of the motor drive circuit of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram of an offset voltage correcting operation based on the temperature characteristic learning operation of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
モータ駆動回路内の温度または温度変化を検出する温度検出手段と、
上記駆動電流を検出する電流検出手段と、
上記検出された温度情報または温度変化情報と上記電流検出手段のオフセット電圧情報とに基づき該オフセット電圧の温度特性を演算し、該演算結果に基づき該オフセット電圧を補正した状態で上記インバータ回路を制御する制御手段と、
を備えた構成を特徴とするモータ駆動回路。A motor drive circuit that detects a drive current from the inverter circuit and drives the motor by feedback control,
Temperature detection means for detecting a temperature or temperature change in the motor drive circuit,
Current detection means for detecting the drive current,
The temperature characteristic of the offset voltage is calculated based on the detected temperature information or the temperature change information and the offset voltage information of the current detection means, and the inverter circuit is controlled in a state where the offset voltage is corrected based on the calculation result. Control means for performing
A motor drive circuit characterized by comprising:
上記インバータ回路の温度または温度変化を検出する温度検出手段と、
上記駆動電流を検出する電流検出手段と、
1回目の運転のとき、上記検出された温度情報または温度変化情報と上記電流検出手段のオフセット電圧情報とに基づき該オフセット電圧の温度変化分を演算して記憶し、2回目の運転のとき、該記憶してある温度変化分情報に基づき該オフセット電圧を補正し、該補正した状態で上記インバータ回路を制御する制御手段と、
を備えた構成を特徴とするモータ駆動回路。A motor drive circuit that detects a drive current from the inverter circuit and drives the motor by feedback control,
Temperature detection means for detecting the temperature or temperature change of the inverter circuit,
Current detection means for detecting the drive current,
In the first operation, the temperature change of the offset voltage is calculated and stored based on the detected temperature information or the temperature change information and the offset voltage information of the current detecting means. Control means for correcting the offset voltage based on the stored temperature change information, and controlling the inverter circuit in the corrected state;
A motor drive circuit characterized by comprising:
上記駆動電流を検出する手段のオフセット電圧を求めるとともに、上記インバータ回路の温度または温度変化を検出するステップと、
上記検出された温度情報または温度変化情報と上記求めたオフセット電圧情報とに基づき該オフセット電圧の温度特性を演算するステップと、
上記演算結果に基づき上記オフセット電圧を補正するステップと、
上記オフセット電圧を補正した状態で上記インバータ回路を制御するステップと、
を経て、上記駆動電流により上記モータを駆動することを特徴とするモータ駆動方法。A motor driving method for driving a motor with a controlled driving current from an inverter circuit,
Determining an offset voltage of the means for detecting the drive current, and detecting a temperature or a temperature change of the inverter circuit;
Calculating a temperature characteristic of the offset voltage based on the detected temperature information or temperature change information and the obtained offset voltage information;
Correcting the offset voltage based on the calculation result;
Controlling the inverter circuit with the offset voltage corrected;
And driving the motor with the drive current through the motor.
コンピュータに、
上記駆動電流を検出する手段のオフセット電圧情報と上記インバータ回路の温度情報または温度変化情報とに基づき、該オフセット電圧の温度変化分を演算して記憶する手順と、
上記記憶した温度変化分情報に基づき上記オフセット電圧を補正する手順と、
上記オフセット電圧を補正した状態で上記インバータ回路を制御する手順と、
を実行させ、モータを駆動することを特徴とするモータ駆動用プログラム。A motor driving program for driving a motor with a controlled driving current from an inverter circuit,
On the computer,
A step of calculating and storing a temperature change of the offset voltage based on offset voltage information of the means for detecting the drive current and temperature information or temperature change information of the inverter circuit;
Correcting the offset voltage based on the stored temperature change information,
A procedure for controlling the inverter circuit with the offset voltage corrected,
And a motor driving program for driving the motor.
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