JP2005192338A - Driving method and drive control device for brushless motor - Google Patents

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章寛 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving method and a drive control device for a brushless motor capable of improving efficiency at wide rotational speeds of the brushless motor, suppressing current consumption, and ensuring a response to variations in motor speeds. <P>SOLUTION: By controlling an energizing phase angle of a PWM drive circuit with a control parameter obtained from deviation between a target motor speed and an actual rotational speed, namely, P-term (proportional term), I-term (integrated term) and D-term (differential term), thus achieving both high motor efficiency and rotational-speed response. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、ブラシレスモータの駆動方法、および、ブラシレスモータの駆動制御装置に関し、特に、ブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置に用いて好適な、ブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置に関するものである。   The present invention relates to a brushless motor drive method and a brushless motor drive control device, and more particularly to a brushless motor drive method and a drive control device suitable for a hydraulic power steering device using a brushless motor. is there.

ブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置では、油圧ポンプをブラシレスモータにより駆動し、車速、あるいは舵角速度等の車両走行条件に応じた油圧によって所要のアシスト力を得ている電動ポンプ式のものがある。
この種の油圧式パワーステアリング装置では、車速或いは舵角速度と目標とするモータの回転数との関係を予めメモリに記憶しておく。そして、モータ回転位置検出センサを介してモータの回転数を検出し、検出した実際の回転数と、メモリの目標回転数との偏差を求め、偏差が常に所定値以下になるようにモータの回転数を制御し、必要なアシスト力を得るようにしている。（例えば、特許文献１参照）
また、下記特許文献２には、ブラシレスモータの回転数及び電流をもとに、モータ駆動回路の通電位相角を制御することが記載されている。 In a hydraulic power steering apparatus using a brushless motor, there is an electric pump type that drives a hydraulic pump by a brushless motor and obtains a required assist force by oil pressure according to vehicle traveling conditions such as vehicle speed or rudder angular speed. is there.
In this type of hydraulic power steering apparatus, the relationship between the vehicle speed or the steering angular speed and the target rotational speed of the motor is stored in advance in a memory. Then, the number of rotations of the motor is detected via a motor rotation position detection sensor, the deviation between the detected actual number of rotations and the target number of rotations of the memory is obtained, and the rotation of the motor is performed so that the deviation is always below a predetermined value. The number is controlled to obtain the necessary assist force. (For example, see Patent Document 1)
Patent Document 2 below describes that the energization phase angle of the motor drive circuit is controlled based on the rotation speed and current of the brushless motor.

特開平１０−７０８９４号公報（段落番号０００３及び図６）JP-A-10-70894 (paragraph number 0003 and FIG. 6) 特開平７−３３７０６７号公報（段落番号０００９）Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-337067 (paragraph number 0009)

ところで、上記特許文献１の従来技術においては、ブラシレスモータを駆動する駆動回路の、ＰＷＭ駆動タイミング（通電位相角）を固定の角度で行なう為、一定回転速度で回転するモータにおいては問題ないが、可変速の必要なモータでは効率低下、消費電流の増加する領域が問題となる。
また、上記特許文献２の従来技術においては、モータ駆動回路の通電位相角を、モータの回転数及び電流をもとに制御することが記載されており、各回転数での定常運転状態での効果（効率向上、消費電流低減）は認められるが、より広範な回転数範囲を制御するためには、さらに応答性を向上させる必要がある。 By the way, in the prior art of the above-mentioned patent document 1, since the PWM drive timing (energization phase angle) of the drive circuit that drives the brushless motor is performed at a fixed angle, there is no problem in a motor that rotates at a constant rotational speed. In a motor that requires a variable speed, there is a problem in that the efficiency decreases and the current consumption increases.
Moreover, in the prior art of the said patent document 2, it describes describing controlling the energization phase angle of a motor drive circuit based on the rotation speed and electric current of a motor, and in the steady operation state in each rotation speed. Although effects (improvement of efficiency and reduction of current consumption) are recognized, it is necessary to further improve the responsiveness in order to control a wider rotation speed range.

この発明は、上記のような従来装置の課題を解決するためになされたもので、ブラシレスモータの広範な回転数範囲において、効率を向上させ、消費電流を低減することができると共に、モータ回転数の変化に対する応答性も確保することができるブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置を提供することを目的とする。
また、電動ポンプ駆動用のブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置に用いて好適な、ブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional apparatus as described above, and can improve efficiency and reduce current consumption in a wide range of rotation speeds of a brushless motor, and can also reduce motor rotation speed. It is an object of the present invention to provide a brushless motor driving method and a drive control device that can also ensure responsiveness to changes in the motor.
It is another object of the present invention to provide a brushless motor driving method and a drive control device suitable for use in a hydraulic power steering apparatus using a brushless motor for driving an electric pump.

（１） この発明に係わるブラシレスモータの駆動方法は、目標モータ回転数と実際の回転数との偏差に応じて制御パラメータを算出し、この制御パラメータに基いて、ＰＷＭ駆動を行なう駆動回路によりブラシレスモータの回転数を制御すると共に、上記ブラシレスモータの回転位置を検出する回転位置検出センサの回転位置信号に基いて、上記駆動回路の通電位相角を制御するようにしたブラシレスモータの駆動方法において、上記制御パラメータに基いて操作量を演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた上記操作量と進角量との対応マップから進角量を演算し、この演算した進角情報で、上記回転位置信号に基いて設定された上記駆動回路の通電位相角を補正するようにした駆動方法である。   (1) A brushless motor driving method according to the present invention calculates a control parameter according to a deviation between a target motor rotational speed and an actual rotational speed, and based on this control parameter, a brushless motor is driven by a drive circuit that performs PWM driving. In the driving method of the brushless motor which controls the rotation speed of the motor and controls the energization phase angle of the drive circuit based on the rotation position signal of the rotation position detection sensor which detects the rotation position of the brushless motor. The operation amount is calculated based on the control parameter, and the advance amount is calculated from the prepared correspondence map between the operation amount and the advance amount based on the operation amount, and the calculated advance information In this driving method, the energization phase angle of the driving circuit set based on the rotational position signal is corrected.

（２） また、この発明は、上記（１）のブラシレスモータの駆動方法において、上記操作量は、上記制御パラメータのうち、比例制御を行う比例項、積分制御を行う積分項、および微分制御を行う微分項の、少なくとも一つの項を用いて演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた操作量と進角量との対応マップを用いて進角量を演算するようにしたものである。   (2) Further, according to the present invention, in the method for driving a brushless motor according to (1), the manipulated variable includes a proportional term for performing proportional control, an integral term for performing integral control, and differential control among the control parameters. Calculation is performed using at least one of the differential terms to be performed, and the advance amount is calculated using a correspondence map between the operation amount and the advance amount prepared in advance based on this operation amount. Is.

（３） また、この発明に係わるブラシレスモータの駆動制御装置は、目標モータ回転数と実際の回転数との偏差に応じて回転数制御手段により制御パラメータを算出し、この制御パラメータに基いてＰＷＭ制御手段により駆動回路を制御し、ブラシレスモータの回転数を制御すると共に、上記ブラシレスモータの回転位置を検出する回転位置検出センサの回転位置信号に基き、上記駆動回路の通電位相角を制御するようにしたブラシレスモータの駆動制御装置において、上記回転数制御手段により算出した制御パラメータに基いて、進角量を演算すると共に、この演算した進角情報を上記ＰＷＭ制御手段に与える位相制御手段を備え、上記ＰＷＭ制御手段は、上記位相制御手段からの情報に基いて、上記回転位置信号に基いて設定された上記駆動回路の通電位相角を補正するよう構成したものである。   (3) Further, the brushless motor drive control apparatus according to the present invention calculates a control parameter by the rotation speed control means in accordance with the deviation between the target motor rotation speed and the actual rotation speed, and PWM based on the control parameter. The drive circuit is controlled by the control means to control the rotation speed of the brushless motor, and the energization phase angle of the drive circuit is controlled based on the rotation position signal of the rotation position detection sensor that detects the rotation position of the brushless motor. The brushless motor drive control apparatus according to the present invention further comprises a phase control means for calculating an advance amount based on the control parameter calculated by the rotational speed control means and for supplying the calculated advance angle information to the PWM control means. The PWM control means is set based on the rotational position signal based on information from the phase control means. Those configured to correct the energization phase angle of the drive circuit.

（４） また、この発明は、上記（３）のブラシレスモータの駆動制御装置において、上記位相制御手段は、上記制御パラメータのうち、比例制御を行う比例項、積分制御を行う積分項、および微分制御を行う微分項の、少なくとも一つの項を用いて操作量を演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた操作量と進角量との対応マップを用いて進角量を演算するよう構成したものである。   (4) Further, according to the present invention, in the drive control device for a brushless motor according to (3), the phase control means includes a proportional term for performing proportional control, an integral term for performing integral control, and a differential among the control parameters. The operation amount is calculated using at least one of the differential terms to be controlled, and the advance amount is calculated using the correspondence map between the operation amount and the advance amount created in advance based on this operation amount. It is comprised so that it may calculate.

この発明のブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置によれば、ブラシレスモータの広範な回転数範囲において、駆動回路の通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）を制御することにより、モータの効率を向上させ、消費電流を低減することができる。
また、駆動回路の通電位相角を、回転数制御の制御パラメータを用いて補正することにより、回転数変化に対する応答性も確保することができる。 According to the brushless motor driving method and the drive control apparatus of the present invention, the motor efficiency is improved by controlling the energization phase angle (PWM drive timing) of the drive circuit in a wide rotational speed range of the brushless motor, Current consumption can be reduced.
Further, by correcting the energization phase angle of the drive circuit using the control parameter for the rotational speed control, it is possible to ensure the response to the rotational speed change.

さらに、この発明によれば、ブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置に用いて好適な、ブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置を得ることができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to obtain a brushless motor driving method and a drive control device suitable for use in a hydraulic power steering apparatus using a brushless motor.

実施の形態１．
モータの回転数制御は、通常、目標モータ回転数と実際の回転数の偏差を０とするように、駆動トランジスタをＰＷＭ駆動する。一般的にはこの偏差に応じてＰＩＤ制御（Ｐは比例制御、Ｉは積分制御、Ｄは微分制御）を行う。しかし、これだけではモータ駆動回路の通電位相角は一定であるため、上述した従来の課題を解決するためには、何らかの手段を用いて通電位相角を制御する必要がある。
この発明では、目標モータ回転数と実際の回転数の偏差により求めた制御パラメータ、すなわち、Ｐ項（比例項）、Ｉ項（積分項）、Ｄ項（微分項）を用いて、通電位相角を制御することにより、モータ効率の向上と、回転数応答性の向上の両立を図るものである。
以下、図１〜図６に従って、この発明の実施の形態１におけるブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置について説明する。なお、図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示す。 Embodiment 1 FIG.
In the motor rotation speed control, the drive transistor is normally PWM driven so that the deviation between the target motor rotation speed and the actual rotation speed is zero. Generally, PID control (P is proportional control, I is integral control, and D is differential control) is performed according to this deviation. However, since the energization phase angle of the motor drive circuit is constant only by this, it is necessary to control the energization phase angle using some means in order to solve the above-described conventional problems.
In the present invention, the energization phase angle is determined using the control parameters obtained from the deviation between the target motor speed and the actual speed, that is, the P term (proportional term), the I term (integral term), and the D term (differential term). By controlling the above, both improvement in motor efficiency and improvement in rotational speed response are achieved.
A brushless motor driving method and drive control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

図１は、この発明を適用した、電動ポンプ駆動用のブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置の構成を示す図である。
図１において、ステアリングギヤ１は、図示しない自動車等の車両の左、右操舵輪にナックルアームを介して連結されるタイロッド２が設けられている。
このステアリングギヤ１は、周知のように、舵取りハンドル３の舵取り操作が、ステアリングシャフト４により伝達されることにより油圧流路を切換える流路切換弁と、舵取り操作をタイロッド２側に伝達する伝達部と、左、右室のいずれかに油圧を導入することで舵取り操作に応じたアシスト力を発生させるパワーシリンダを備えている。
また、オイルポンプ部１０は、電動モータにより駆動されてステアリングギヤ１に油圧配管９を介して圧油を送るものであり、オイルポンプ５と、これを駆動する電動モータであるＤＣブラシレスモータ６と、ポンプ５の周囲を覆うケーシングによるオイルタンク８、さらにこの電動モータを最適に制御するコントローラ７によって構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydraulic power steering apparatus using a brushless motor for driving an electric pump to which the present invention is applied.
In FIG. 1, a steering gear 1 is provided with a tie rod 2 connected to left and right steering wheels of a vehicle such as an automobile (not shown) via a knuckle arm.
As is well known, the steering gear 1 includes a flow path switching valve that switches a hydraulic flow path when the steering operation of the steering handle 3 is transmitted by the steering shaft 4, and a transmission unit that transmits the steering operation to the tie rod 2 side. And a power cylinder that generates an assist force according to the steering operation by introducing hydraulic pressure to either the left or right chamber.
The oil pump unit 10 is driven by an electric motor to send pressure oil to the steering gear 1 via a hydraulic pipe 9, and includes an oil pump 5 and a DC brushless motor 6 that is an electric motor for driving the oil pump 5. The oil tank 8 is a casing covering the periphery of the pump 5, and the controller 7 optimally controls the electric motor.

図２は、上述のブラシレスモータ６の駆動制御を行うコントローラ７の制御ブロック図である。
このブラシレスモータ６は、同図に示すように３相モータであり、図示しない６個のパワートランジスタからなる駆動回路７２によりＰＷＭ駆動される。
目標回転数演算手段７３は、車両の舵取り操作に伴う舵角及び舵角速度を検出する舵角センサ１１と、車速を検出する車速センサ１２の信号に基づき、予めメモリに記憶された目標とするモータの回転数を演算する。
一方、ブラシレスモータ６のロータ回転位置は、回転位置検出センサ７１により検出される。この回転位置検出センサ７１からの回転位置信号は、回転数演算手段７４に入力され、この信号を基に実際の回転数が演算される。
次いで、上述の目標回転数演算手段７３で演算された目標回転数と、回転数演算手段７４で演算された実際の回転数との偏差が、回転数制御手段７５に入力される。
この回転数制御手段７５、及び、ＰＷＭ制御手段７６は、例えば、特開２００１−１０３７７６号公報に示されるように、モータの実際の回転数をフィードバックして目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と積分制御により制御電圧を設定し、これにより駆動回路のＰＷＭ駆動を制御し、モータの回転数を制御するように構成することできる。
また、この発明の実施の形態１においては、上記回転偏差に基づく比例項、及び積分項等の制御パラメータを回転数制御手段７５で演算し、この結果から、ＰＷＭ駆動デューティ
(ｄｕｔｙ)の演算を、ＰＷＭ制御手段７６にて行っている。
そして、本発明においては、回転数制御手段７５で求めた回転偏差に基づく比例項、積分項、微分項等の制御パラメータを基に、駆動回路の最適な通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）を位相制御手段７７にて求め、その結果をＰＷＭ制御手段７６にて反映する。 FIG. 2 is a control block diagram of the controller 7 that controls the driving of the brushless motor 6 described above.
The brushless motor 6 is a three-phase motor as shown in the figure, and is PWM-driven by a drive circuit 72 including six power transistors (not shown).
The target rotational speed calculation means 73 is a target motor that is stored in advance in a memory based on signals from a steering angle sensor 11 that detects a steering angle and a steering angular speed associated with a steering operation of the vehicle, and a vehicle speed sensor 12 that detects a vehicle speed. Calculate the number of revolutions.
On the other hand, the rotor rotational position of the brushless motor 6 is detected by a rotational position detection sensor 71. The rotational position signal from the rotational position detection sensor 71 is input to the rotational speed calculation means 74, and the actual rotational speed is calculated based on this signal.
Next, a deviation between the target rotational speed calculated by the target rotational speed calculating means 73 and the actual rotational speed calculated by the rotational speed calculating means 74 is input to the rotational speed control means 75.
The rotational speed control means 75 and the PWM control means 76 are based on rotational deviation from the target rotational speed by feeding back the actual rotational speed of the motor, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-103776. A control voltage can be set by proportional control and integral control, thereby controlling the PWM drive of the drive circuit and controlling the rotational speed of the motor.
In Embodiment 1 of the present invention, control parameters such as a proportional term and an integral term based on the rotational deviation are calculated by the rotational speed control means 75, and from this result, the PWM drive duty is calculated.
(Duty) is calculated by the PWM control means 76.
In the present invention, the optimum energization phase angle (PWM drive timing) of the drive circuit is determined based on control parameters such as a proportional term, an integral term, and a differential term based on the rotational deviation obtained by the rotational speed control means 75. Obtained by the control means 77 and the result is reflected by the PWM control means 76.

以下に位相制御手段７７における、駆動回路の通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）の制御方法について説明する。
図３は、ブラシレスモータにおける、ＰＷＭ駆動回路の駆動デューティ（ｄｕｔｙ）と、通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）、およびモータ回転数の関係を示している。
モータの出力（回転数）は、ＰＷＭ駆動デューティの増加とともに上昇し、また、同一駆動デューティでは、位相角の進角とともに増加する。
したがって、モータの回転数制御を行う場合、位相角を進めなくてもモータ出力が負荷トルクを上回る領域（駆動デューティ＜１００％）では、効率が良い（駆動電流の少ない）位相角（進角量の小さい）で駆動を行う。
負荷トルクがモータ出力を上回る領域（駆動デューティ＞１００％）では、位相角を進めて、モータ出力を増加させる。
ここで、駆動デューティ（ｄｕｔｙ）とは、モータ回転数制御における目標回転数と実際の回転数の偏差に基づく、比例項、積分項、微分項等の制御パラメータを、モータ駆動回路の通電率に変換したものである。 A method for controlling the energization phase angle (PWM drive timing) of the drive circuit in the phase control means 77 will be described below.
FIG. 3 shows the relationship between the drive duty (duty) of the PWM drive circuit, the energization phase angle (PWM drive timing), and the motor rotation speed in the brushless motor.
The output (rotation speed) of the motor increases with an increase in PWM drive duty, and increases with the advance of the phase angle at the same drive duty.
Therefore, when controlling the rotational speed of the motor, the phase angle (advance amount) is good (low drive current) in the region where the motor output exceeds the load torque (drive duty <100%) even if the phase angle is not advanced. Drive).
In the region where the load torque exceeds the motor output (drive duty> 100%), the phase angle is advanced to increase the motor output.
Here, the drive duty (duty) refers to a control parameter such as a proportional term, an integral term, and a differential term based on a deviation between a target rotational speed and an actual rotational speed in the motor rotational speed control, as an energization rate of the motor drive circuit. It is converted.

次に、図４の制御フローを用いて、位相制御手段７７およびＰＷＭ制御手段７６の動作について説明する。
（１） ＰＷＭ制御手段７６は、ステップ１０１において、回転数制御手段７５にて演算した制御パラメータ（比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項））を読み込む。
（２） ステップ１０２において、ステップ１０１にて読み込んだ制御パラメータをもとにＰＷＭ駆動デューティを演算する。
（３） 一方、位相制御手段７７は、ステップ１０３において、ステップ１０１と同様に制御パラメータを読み込む。
（４） ステップ１０４において、この制御パラメータをもとに操作量を演算する。この実施の形態１においては、操作量は比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）の和である。
（５） ステップ１０５において、あらかじめ作成した、コントローラ７の図示しないメモリに記憶してある進角マップから、上記操作量をもとに進角量を求める。
図５は、この進角マップの一例を示すもので、操作量が１００％を超えると進角量を増加させるように設定してある。
（６） ＰＷＭ制御手段７６のステップ１０６では、上記ステップ１０５で求めた進角量を読み込む。
（７） ステップ１０７においては、上記進角量をもとに通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）を演算する。 Next, operations of the phase control means 77 and the PWM control means 76 will be described using the control flow of FIG.
(1) In step 101, the PWM control means 76 reads the control parameters (proportional term (P term), integral term (I term)) calculated by the rotational speed control means 75.
(2) In step 102, the PWM drive duty is calculated based on the control parameter read in step 101.
(3) On the other hand, the phase control means 77 reads the control parameter in step 103 as in step 101.
(4) In step 104, an operation amount is calculated based on this control parameter. In the first embodiment, the manipulated variable is the sum of the proportional term (P term) and the integral term (I term).
(5) In step 105, an advance angle amount is obtained from an advance angle map stored in advance in a memory (not shown) of the controller 7 based on the operation amount.
FIG. 5 shows an example of the advance angle map, which is set to increase the advance amount when the operation amount exceeds 100%.
(6) In step 106 of the PWM control means 76, the advance amount obtained in step 105 is read.
(7) In step 107, the energization phase angle (PWM drive timing) is calculated based on the advance amount.

尚、上記ステップ１０４においては、操作量を、制御パラメータの比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）の和としているが、他に微分項（Ｄ項）を加えても良い。
また、各項の和とせず、各項に係数を掛けたもの、あるいは各項の積をもとに演算を行うことも可能である。 In step 104, the manipulated variable is the sum of the proportional term (P term) and the integral term (I term) of the control parameter, but a differential term (D term) may be added.
It is also possible to perform the calculation based on the product of each term or the product of each term, instead of the sum of the terms.

図６は、上述した実施の形態１のブラシレスモータの駆動制御装置を用いて、ブラシレスモータの回転数応答性を確認した結果の一例を示すものである。
モータ目標回転数を１０００ｒｐｍから４９００ｒｐｍにステップ的に変化させたときの、実回転数（図６（ａ））、制御パラメータの比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）、駆動デューティ（同図（ｂ））、及び進角量（同図（ｃ））をそれぞれ表わしている。
図６から明らかなように、応答性を確保する為に、目標回転数変化直後は、駆動デューティを１００％にすると共に、比例項（Ｐ項）に応じた進角量によって駆動し、その後、積分項（Ｉ項）に応じた進角量によって回転数を維持している。
この進角量は、従来の最大モータ出力に合わせた進角量より小さいものとなっているため、モータの消費電流は低減しているものである。 FIG. 6 shows an example of the result of confirming the rotational speed responsiveness of the brushless motor using the brushless motor drive control apparatus of the first embodiment described above.
When the motor target rotational speed is changed stepwise from 1000 rpm to 4900 rpm, the actual rotational speed (FIG. 6A), the proportional term (P term) of the control parameter, the integral term (I term), the drive duty (same as above) (B)) and the advance amount ((c) in the figure) are shown respectively.
As is clear from FIG. 6, in order to ensure responsiveness, immediately after the target rotational speed change, the drive duty is set to 100%, and the drive is performed with the advance amount according to the proportional term (P term). The rotational speed is maintained by the amount of advance according to the integral term (I term).
Since the advance amount is smaller than the advance amount according to the conventional maximum motor output, the current consumption of the motor is reduced.

以上のように、この発明の実施の形態１によるブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置は、通常の、回転位置検出センサの回転位置信号に基く、駆動回路の通電位相角制御（ＰＷＭ駆動タイミング）に加えて、目標モータ回転数と実際の回転数の偏差により求めた制御パラメータ、すなわち、Ｐ項（比例項）、Ｉ項（積分項）、Ｄ項（微分項）を用いて、通電位相角を決定し、この通電位相角情報に基いて、上記回転位置信号に基いて設定された通電位相角を補正するものである。
したがって、この発明によれば、ブラシレスモータの広範な回転数範囲において、駆動回路の通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）を制御することにより、モータの効率を向上させ、消費電流を低減することができる。
また、駆動回路の通電位相角を、回転数制御の制御パラメータを用いて補正することにより、回転数変化に対する応答性も確保することができる。 As described above, the brushless motor driving method and the drive control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention are based on the normal rotation position signal of the rotation position detection sensor and the energization phase angle control (PWM drive timing) of the drive circuit. In addition to the control parameter obtained from the deviation between the target motor rotation speed and the actual rotation speed, that is, the P term (proportional term), I term (integral term), and D term (derivative term), And the energization phase angle set based on the rotational position signal is corrected based on the energization phase angle information.
Therefore, according to the present invention, the efficiency of the motor can be improved and the current consumption can be reduced by controlling the energization phase angle (PWM drive timing) of the drive circuit in a wide range of rotation speeds of the brushless motor. .
Further, by correcting the energization phase angle of the drive circuit using the control parameter for the rotational speed control, it is possible to ensure the response to the rotational speed change.

さらに、この発明によれば、電動ポンプ駆動用のブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置に用いて好適な、ブラシレスモータの駆動方法および駆動制御装置を得ることができる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to obtain a brushless motor driving method and a drive control apparatus suitable for use in a hydraulic power steering apparatus using a brushless motor for driving an electric pump.

この発明は、例えば、ブラシレスモータを用いた油圧式パワーステアリング装置に
適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, a hydraulic power steering apparatus using a brushless motor.

この発明を適用した電動ポンプ油圧式パワーステアリング装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an electric pump hydraulic power steering device to which the present invention is applied. FIG. この発明の実施の形態１によるブラシレスモータの駆動制御装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the drive control apparatus of the brushless motor by Embodiment 1 of this invention. ブラシレスモータにおける、駆動回路の駆動デューティと、通電位相角（ＰＷＭ駆動タイミング）、およびモータ回転数の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a drive duty of a drive circuit, an energization phase angle (PWM drive timing), and a motor rotation speed in a brushless motor. この発明の実施の形態１における、位相制御手段およびＰＷＭ制御手段の動作を説明する制御フローである。It is a control flow explaining operation | movement of a phase control means and a PWM control means in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１において用いられる進角マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the advance angle map used in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１によるブラシレスモータの回転数応答性を示すグラフである。It is a graph which shows the rotational speed response of the brushless motor by Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

６：ブラシレスモータ、７：コントローラ、１０：オイルポンプ部、１１：舵角センサ、１２：車速センサ、７１：回転位置検出センサ、７２：駆動回路、７３：目標回転数演算手段、７４：回転数演算手段、７５：回転数制御手段、７６：ＰＷＭ制御手段、
７７：位相制御手段。 6: brushless motor, 7: controller, 10: oil pump unit, 11: rudder angle sensor, 12: vehicle speed sensor, 71: rotational position detection sensor, 72: drive circuit, 73: target rotational speed calculation means, 74: rotational speed Calculation means, 75: rotational speed control means, 76: PWM control means,
77: Phase control means.

Claims (9)

目標モータ回転数と実際の回転数との偏差に応じて制御パラメータを算出し、この制御パラメータに基いて、ＰＷＭ駆動を行なう駆動回路によりブラシレスモータの回転数を制御すると共に、上記ブラシレスモータの回転位置を検出する回転位置検出センサの回転位置信号に基いて、上記駆動回路の通電位相角を制御するようにしたブラシレスモータの駆動方法において、上記制御パラメータに基いて操作量を演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた上記操作量と進角量との対応マップから進角量を演算し、この演算した進角情報で、上記回転位置信号に基いて設定された上記駆動回路の通電位相角を補正するようにしたことを特徴とするブラシレスモータの駆動方法。   A control parameter is calculated according to the deviation between the target motor rotation speed and the actual rotation speed. Based on this control parameter, the rotation speed of the brushless motor is controlled by a drive circuit that performs PWM driving, and the rotation of the brushless motor is also performed. In the brushless motor driving method in which the energization phase angle of the drive circuit is controlled based on the rotational position signal of the rotational position detection sensor for detecting the position, the operation amount is calculated based on the control parameter, and this operation is performed. Based on the amount, the advance amount is calculated from the previously created correspondence map between the operation amount and the advance amount, and the drive set based on the rotation position signal is calculated based on the calculated advance information. A method for driving a brushless motor, wherein the energization phase angle of the circuit is corrected. 上記操作量は、上記制御パラメータのうち、比例制御を行う比例項、積分制御を行う積分項、および微分制御を行う微分項の、少なくとも一つの項を用いて演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた操作量と進角量との対応マップを用いて進角量を演算するものであることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータの駆動方法。   The manipulated variable is calculated using at least one of the control parameters, the proportional term for performing proportional control, the integral term for performing integral control, and the differential term for performing differential control. 2. The method of driving a brushless motor according to claim 1, wherein the advance amount is calculated by using a correspondence map between the operation amount and the advance amount prepared in advance. 上記操作量は、上記制御パラメータの、比例制御を行う比例項、積分制御を行う積分項、および微分制御を行う微分項を用いて演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた操作量と進角量との対応マップを用いて進角量を演算するものであることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータの駆動方法。   The manipulated variable is calculated using a proportional term that performs proportional control, an integral term that performs integral control, and a differential term that performs differential control, and is created in advance based on the manipulated variable. 2. The brushless motor driving method according to claim 1, wherein the advance amount is calculated using a correspondence map between the operation amount and the advance amount. 上記制御パラメータに基いて、上記駆動回路の駆動デューティを演算し、この駆動デューティが所定値以上の時に駆動回路の通電位相角を補正するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータの駆動方法。   4. A drive duty of the drive circuit is calculated based on the control parameter, and the energization phase angle of the drive circuit is corrected when the drive duty is a predetermined value or more. The brushless motor drive method according to any one of the above. 目標モータ回転数と実際の回転数との偏差に応じて回転数制御手段により制御パラメータを算出し、この制御パラメータに基いてＰＷＭ制御手段により駆動回路を制御し、ブラシレスモータの回転数を制御すると共に、上記ブラシレスモータの回転位置を検出する回転位置検出センサの回転位置信号に基き、上記駆動回路の通電位相角を制御するようにしたブラシレスモータの駆動制御装置において、上記回転数制御手段により算出した制御パラメータに基いて、進角量を演算すると共に、この演算した進角情報を上記ＰＷＭ制御手段に与える位相制御手段を備え、上記ＰＷＭ制御手段は、上記位相制御手段からの情報に基いて、上記回転位置信号に基いて設定された上記駆動回路の通電位相角を補正するようにしたことを特徴とするブラシレスモータの駆動制御装置。   The control parameter is calculated by the rotation speed control means according to the deviation between the target motor rotation speed and the actual rotation speed, and the drive circuit is controlled by the PWM control means based on this control parameter to control the rotation speed of the brushless motor. In addition, in the brushless motor drive control apparatus that controls the energization phase angle of the drive circuit based on the rotation position signal of the rotation position detection sensor that detects the rotation position of the brushless motor, the calculation is performed by the rotation speed control means. And a phase control means for calculating the advance amount based on the control parameter and providing the calculated advance angle information to the PWM control means. The PWM control means is based on information from the phase control means. A brush that corrects the energization phase angle of the drive circuit set based on the rotational position signal Sumota drive control device. 上記位相制御手段は、上記制御パラメータのうち、比例制御を行う比例項、積分制御を行う積分項、および微分制御を行う微分項の、少なくとも一つの項を用いて操作量を演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた操作量と進角量との対応マップを用いて進角量を演算するよう構成したことを特徴とする請求項５記載のブラシレスモータの駆動制御装置。   The phase control means calculates an operation amount using at least one of the control parameters, ie, a proportional term for performing proportional control, an integral term for performing integral control, and a differential term for performing differential control. 6. The drive control device for a brushless motor according to claim 5, wherein the advance amount is calculated using a correspondence map between an operation amount and an advance amount created in advance based on the amount. 上記位相制御手段は、上記制御パラメータの、比例制御を行う比例項、積分制御を行う積分項、および微分制御を行う微分項を用いて操作量を演算し、この操作量を基に、予め作成しておいた操作量と進角量との対応マップを用いて進角量を演算するよう構成したことを特徴とする請求項５記載のブラシレスモータの駆動制御装置。   The phase control means calculates a manipulated variable using a proportional term for performing proportional control, an integral term for performing integral control, and a differential term for performing differential control of the control parameter, and is created in advance based on the manipulated variable. 6. The drive control device for a brushless motor according to claim 5, wherein the advance amount is calculated using a correspondence map between the operation amount and the advance amount. 上記ＰＷＭ制御手段は、上記制御パラメータに基いて、上記駆動回路の駆動デューティを演算し、この駆動デューティが所定値以上の時に駆動回路の通電位相角を補正するよう構成したことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載のブラシレスモータの駆動制御装置。   The PWM control means is configured to calculate a drive duty of the drive circuit based on the control parameter, and to correct the energization phase angle of the drive circuit when the drive duty is a predetermined value or more. The drive control apparatus of the brushless motor in any one of Claims 5-7. 油圧ポンプ駆動用のブラシレスモータに、請求項５〜請求項８のいずれかに記載の駆動制御装置を備えた油圧式パワーステアリング装置。   A hydraulic power steering device comprising a brushless motor for driving a hydraulic pump and the drive control device according to any one of claims 5 to 8.
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