JP2007300727A - Motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、矩形波通電によりモータ制御を行うモータ制御装置に関するものである。 The present invention relates to a motor control device that performs motor control by energizing a rectangular wave.
従来、三相(U,V,W)の駆動電力の供給を通じてモータの作動を制御するモータ制御装置には、モータの電気角60度毎に対応して設定された所定の通電ポジション(電気角ポジション「0」〜「5」)毎にその通電相及び通電方向、即ち通電パターンを切り替える所謂矩形波通電によりその駆動電力の供給を行うものがある(図8及び図9参照)。 Conventionally, in a motor control device that controls the operation of a motor through the supply of three-phase (U, V, W) driving power, a predetermined energization position (electrical angle) set corresponding to every 60 electrical angles of the motor. In some cases, the driving power is supplied by so-called rectangular wave energization that switches the energization phase and energization direction, that is, the energization pattern, at each position “0” to “5”) (see FIGS. 8 and 9).
このような矩形波駆動には、その通電相切替時に若干のトルクリップルが発生するものの、各相に正弦波通電を行う所謂正弦波駆動と比較して、より大きなモータトルクを得ることができるという特徴があり、且つ高精度のモータ回転角検出を必要としないことから回転角センサに構成簡素なホール素子等を用いてその小型化を図ることが可能である。このため、例えば、伝達比可変装置等、小型・高出力が要求される用途においては、多くの場合、こうした矩形波通電によりそのモータ制御が行われる(例えば、特許文献1参照)。 In such a rectangular wave drive, although a slight torque ripple occurs when the energized phase is switched, a larger motor torque can be obtained as compared with a so-called sine wave drive in which sine wave energization is performed in each phase. Since there is a feature and high-precision motor rotation angle detection is not required, it is possible to reduce the size of the rotation angle sensor by using a simple hall element or the like. For this reason, for example, in applications that require small size and high output, such as a transmission ratio variable device, the motor control is performed by such rectangular wave energization (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記のようなモータ制御装置の場合、モータ回転角センサを構成する3つのホール素子は、それぞれの出力信号が図10に示されるパルス波形を有するように配置される。即ち、それぞれの出力する各相パルス信号Pu,Pv,Pwが、モータに設定された電気角倍率(図9及び図10に示す例では4倍、括弧内は電気角)に対応する所定の回転角度(同じく機械角90°)を一のパルス周期(電気角360°)としてその信号レベルが変化するとともに互いの位相が120°ずつずれるように配置する。そして、モータ制御装置は、各相パルス信号Pu,Pv,Pwの信号レベルの組み合わせ(pattern「1」〜「6」)に示される電気角ポジション(position「0」〜「5」)毎に、該各電気角ポジションに応じた通電パターンで通電が行われるように駆動回路の各スイッチング素子をオン/オフさせるべくモータ制御信号を出力する。そして、モータの回転に伴う電気角ポジションの移行をカウントすることでモータ回転角を検出することが可能であり、例えば、伝達比可変装置においては、これにより検出されたモータ回転角に基づいてその伝達比可変制御が実行される。 By the way, in the case of the motor control apparatus as described above, the three Hall elements constituting the motor rotation angle sensor are arranged so that each output signal has a pulse waveform shown in FIG. That is, each phase pulse signal Pu, Pv, Pw to be output is a predetermined rotation corresponding to the electrical angle magnification (4 times in the examples shown in FIGS. 9 and 10 and the electrical angle in parentheses) set in the motor. The angle (also mechanical angle 90 °) is set as one pulse period (electrical angle 360 °), and the signal level is changed and the phases are shifted by 120 °. Then, the motor control device, for each electrical angle position (position “0” to “5”) indicated by the combination of signal levels of each phase pulse signal Pu, Pv, Pw (pattern “1” to “6”), A motor control signal is output to turn on / off each switching element of the drive circuit so that energization is performed with an energization pattern corresponding to each electrical angle position. Then, it is possible to detect the motor rotation angle by counting the transition of the electrical angle position accompanying the rotation of the motor. For example, in the transmission ratio variable device, the motor rotation angle is detected based on the detected motor rotation angle. Transmission ratio variable control is executed.
尚、図10に示す各相パルス信号Pu,Pv,Pwの信号レベルの組み合わせ(pattern「1」〜「6」)は、各信号レベルが「Hi」である場合を「1」として、その組み合わせを3bitの二進数で表したものを更に十進数に変換したものである。そして、この例においては、その各pattern「5」「1」「3」「2」「6」「4」は、それぞれ各position「0」「1」「2」「3」「4」「5」を示すものと定義づけられている。即ち、例えば、P相パルス信号Pu(bit2)が「Hi」、V相パルス信号Pv(bit1)が「Lo」、及びW相パルス信号Pw(bit0)が「Hi」である組み合わせの二進数表記は[1][0][1]であり、これを十進数表記に変換したものがpattern「5」となる。そして、このpattern「5」に示される電気角ポジションはposition「0」となる。
しかしながら、例えば、伝達比可変装置においては、転舵輪の縁石衝突等、外部入力によって、制御上の上限を超える回転角速度でモータが回転する可能があり、このような場合、各相パルス信号のサンプリング速度を超えて電気角ポジションの移行が進むことによって「読み飛ばし」が発生し、正しい回転角が検出できなくなるおそれがある。従って、このような状況が想定される用途では、その制御上の上限を超える高速回転を想定した極めて高い速度で各相パルス信号のサンプリングを行う必要があり、その演算装置(マイコン)にも、その高速サンプリングに伴う演算負荷の増大に対処可能な高い演算処理能力が要求される。このため、実際のモータ制御に必要な能力以上に高い演算処理能力を有するマイコンを採用せざるを得ず、これが製造コストを押し上げる一因にもなっている。 However, in the variable transmission ratio device, for example, the motor may rotate at an angular velocity exceeding the upper limit of control by external input such as curb collision of steered wheels. In such a case, sampling of each phase pulse signal If the electrical angle position shifts beyond the speed, “skipping” occurs, and the correct rotation angle may not be detected. Therefore, in applications where such a situation is assumed, it is necessary to sample each phase pulse signal at an extremely high speed assuming a high-speed rotation exceeding the upper limit in the control. A high calculation processing capability capable of coping with an increase in calculation load accompanying the high-speed sampling is required. For this reason, a microcomputer having an arithmetic processing capability higher than the capability necessary for actual motor control must be employed, which contributes to an increase in manufacturing cost.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、演算装置の演算負荷を増大させることなく、制御上の上限を超える高速回転時においても正確なモータ回転角を検出することのできるモータ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to achieve an accurate motor rotation angle even at high-speed rotation exceeding the upper limit in control without increasing the calculation load of the calculation device. It is an object of the present invention to provide a motor control device that can detect the above.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータに設けられた回転角センサの出力する三相のパルス信号に基づいて前記モータの回転を制御するためのモータ制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に応答して複数のスイッチング素子が所定の通電パターンでオン/オフすることにより前記モータに三相の駆動電力を供給する駆動回路とを備え、前記回転角センサの出力する各相パルス信号は、前記モータに設定された電気角倍率に対応する所定の回転角度を一のパルス周期としてその信号レベルが変化するとともに互いに120度ずれた位相を有し、前記制御信号出力手段は、該各相パルス信号の信号レベルの組み合わせに示される電気角ポジション毎に、該各電気角ポジションに応じた前記通電パターンで前記各スイッチング素子をオン/オフさせるべく前記モータ制御信号を出力するモータ制御装置であって、前記制御信号出力手段とは独立した周期で各相パルス信号の少なくとも二つをサンプリングすることにより前記所定の回転角度毎にそのカウンタ値を増減するカウンタと、前記カウンタ値及び前記電気角ポジションに基づいて前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段とを備えること、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
上記構成によれば、カウンタにおける各相パルス信号のサンプリング周期を高速化することで、制御上の上限を超える高速回転時においても「読み飛ばし」なく、そのパルス周期をカウントすることができ、これに基づいて正しいモータ回転角を検出することができる。そして、そのカウンタがモータ制御信号出力手段とは独立した周期で各相パルス信号のサンプリングが可能であることから、そのサンプリング周期の高速化によって制御信号出力手段の演算負荷が増大することもない。その結果、過剰スペックを廃し、モータ制御上の要求に応えうる適切な演算処理能力を備えたマイコン(演算装置)を採用して、その製造コストの低減を図ることができる。 According to the above configuration, by increasing the sampling period of each phase pulse signal in the counter, the pulse period can be counted without “skipping” even at high speed rotation exceeding the upper limit in control. Thus, the correct motor rotation angle can be detected. Since the counter can sample each phase pulse signal in a cycle independent of the motor control signal output means, the calculation load on the control signal output means does not increase by increasing the sampling period. As a result, it is possible to reduce the manufacturing cost by adopting a microcomputer (arithmetic unit) having an appropriate arithmetic processing capability capable of eliminating excessive specifications and meeting the demands on motor control.
請求項2に記載の発明は、前記カウンタは、パルス周期毎にカウンタ値を増減するAB相パルスカウンタであること、を要旨とする。
上記構成によれば、既存のモータ制御装置に特段の追加構成を要することなく、その具現化が可能である。
The gist of the invention described in
According to the above configuration, the existing motor control device can be realized without requiring a special additional configuration.
本発明によれば、演算装置の演算負荷を増大させることなく、制御上の上限を超える高速回転時においても正確なモータ回転角を検出することが可能なモータ制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor control apparatus which can detect an exact motor rotation angle even at the time of the high speed rotation exceeding the upper limit on control, without increasing the calculation load of a calculation apparatus can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の車両用操舵装置1の概略構成図、図2は、その制御ブロック図、そして、図3(a)(b)は、伝達比可変制御の作用説明図である。図1に示すように、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により転舵輪6の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両進行方向が変更されるようになっている。尚、本実施形態の車両用操舵装置1は、所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置(EPS)であり、ボール螺子機構(図示略)を介して駆動源であるモータ7の発生するアシストトルクをラック5に伝達することにより、操舵系にアシスト力を付与するようになっている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
また、本実施形態の車両用操舵装置1は、ステアリング2の舵角(操舵角)と転舵輪6の舵角(転舵角)との間の伝達比(ギヤ比)を可変させる伝達比可変装置8と、該伝達比可変装置8の作動を制御するIFSECU9とを備えている。
Further, the
詳述すると、ステアリングシャフト3は、ステアリング2が連結された第1シャフト10とラックアンドピニオン機構4に連結される第2シャフト11とからなり、伝達比可変装置8は、第1シャフト10及び第2シャフト11を連結する差動機構12と、該差動機構12を駆動するモータ13とを備えている。そして、伝達比可変装置8は、ステアリング操作に伴う第1シャフト10の回転に、モータ駆動による回転を上乗せして第2シャフト11に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構4に入力されるステアリングシャフト3の回転を増速(又は減速)する。
More specifically, the
つまり、図3(a)(b)に示すように、伝達比可変装置8は、ステアリング操作に基づく転舵輪6の舵角(ステア転舵角θts)にモータ駆動に基づく転舵輪の舵角(ACT角θta)を上乗せすることにより、操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比を可変させる。
That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the transmission
尚、この場合における「上乗せ」とは、加算する場合のみならず減算する場合をも含むものと定義し、以下同様とする。また、「操舵角θsと転舵角θtとの間の伝達比」をオーバーオールギヤ比(操舵角θs/転舵角θt)で表した場合、ステア転舵角θtsと同方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は小さくなる(転舵角θt大、図3(a)参照)。そして、逆方向のACT角θtaを上乗せすることによりオーバーオールギヤ比は大きくなる(転舵角θt小、図3(b)参照)。 In this case, “addition” is defined to include not only addition but also subtraction, and so on. Further, when the “transmission ratio between the steering angle θs and the turning angle θt” is expressed as an overall gear ratio (steering angle θs / steering angle θt), the ACT angle θta in the same direction as the steering turning angle θts is By adding it, the overall gear ratio becomes small (large turning angle θt, see FIG. 3A). Then, the overall gear ratio is increased by adding the ACT angle θta in the opposite direction (small turning angle θt, see FIG. 3B).
また、本実施形態のモータ13は、ブラシレスモータであり、IFSECU9から三相(U,V,W)の駆動電力が供給されることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのIFSECU9は、この駆動電力の供給を通じてモータ13の回転を制御することにより、伝達比可変装置8の作動、即ちACT角θtaを制御する(伝達比可変制御)。
Further, the
次に、本実施形態の車両用操舵装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図1に示すように、IFSECU9には、操舵角センサ16により検出された操舵角θs及び車速センサ17により検出された車速Vが入力されるようになっている。そして、IFSECU9は、これら操舵角θs及び車速Vに基づいてモータ13の回転を制御することにより伝達比可変装置8の作動、即ち伝達比可変制御を実行する。
Next, the electrical configuration and control mode of the vehicle steering apparatus of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the steering angle θs detected by the steering angle sensor 16 and the vehicle speed V detected by the
詳述すると、図2に示すように、IFSECU9は、モータ制御信号を出力するマイコン20と、モータ制御信号に基づいてモータ13に駆動電力を供給する駆動回路21とを備えている。
More specifically, as shown in FIG. 2, the
マイコン20は、制御信号出力手段としてのモータ制御演算部22を備えており、同モータ制御演算部22に備えられたギヤ比可変制御演算部23及び微分ステア制御演算部24には、それぞれ操舵角θs及び車速V、並びに車速V及び操舵速度ωsが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部23は、車速Vに応じてギヤ比(伝達比)を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変指令角θgr*を演算し、微分ステア制御演算部24は、操舵速度ωsに応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステア指令角θls*を演算する。
The
ギヤ比可変制御演算部23及び微分ステア制御演算部24により演算されたギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*は、加算器25へと入力される。そして、この加算器25において、これらギヤ比可変指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*が重畳されることによりモータ13、即ち伝達比可変装置8の制御目標量であるACT指令角θta*が演算される。
The gear ratio variable command angle θgr * and the differential steer command angle θls * calculated by the gear ratio variable
また、モータ制御演算部22には、モータ13に設けられた回転角センサ26の出力信号に基づいてモータ回転角θmを演算(検出)するモータ回転角演算部27と、同モータ回転角θmに基づいてACT角θtaを演算するACT角演算部28とが備えられており、このACT角演算部28において演算されたACT角θtaは、加算器25において演算されたACT指令角θta*とともに、位置制御演算部29に入力される。そして、位置制御演算部29は、指令値であるACT指令角θta*に実際値であるACT角θtaを追従させるべくフィードバック演算により電流指令εを演算しモータ制御信号出力部30に出力する。
The motor
ここで、本実施形態では、モータ13に設けられた回転角センサ26は、同モータ13の各相にそれぞれ対応する3つのホール素子26a〜26cからなり、マイコン20には、その出力信号として、モータ13の回転に応じてこれらホール素子26a〜26cが出力する各相パルス信号Pu,Pv,Pwが入力される(図10参照)。
Here, in the present embodiment, the
また、駆動回路21には、モータ13の各相に対応する複数(2×3個)のスイッチング素子(FET)を備えてなる周知のPWMインバータが採用されている。具体的には、駆動回路21は、FET31a,31d、FET31b,31e、及びFET31c,31fの各組の直列回路を並列接続してなり、FET31a,31d、FET31b,31e、FET31c,31fの各接続点32u,32v,32wはそれぞれモータ13の各相モータコイルに接続されている。そして、各FET31a〜31fのゲート端子はマイコン20に接続され、同マイコン20(モータ制御信号出力部30)から入力されるモータ制御信号に応答して各FET31a〜31fがオン/オフすることにより、車載電源32の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ13に供給されるようになっている。
The
本実施形態では、モータ制御信号出力部30には、位置制御演算部29において演算された電流指令εとともに、回転角センサ26が出力する各相パルス信号Pu,Pv,Pwが入力される。そして、制御信号出力手段としてのモータ制御信号出力部30は、各相パルス信号Pu,Pv,Pwの信号レベルの組み合わせ(pattern)に示される電気角ポジション(position)毎に、該各電気角ポジションに応じた通電パターンで駆動回路21を構成する各FET31a〜31fをオン/オフさせるべくモータ制御信号を出力する(図8〜図10参照)。そして、モータ13に供給する電流量を電流指令εに示される値に対応させるべく、そのモータ制御信号のduty比(各FET31a〜31fのオンduty比)を制御する。
In the present embodiment, each phase pulse signal Pu, Pv, Pw output from the
(モータ回転角検出)
次に、本実施形態におけるモータ回転角検出の態様について説明する。
図2に示すように、本実施形態のマイコン20は、上記モータ制御演算部22(モータ制御信号出力部30)とは独立した周期で、その入力端子TA_in,TA_outから入力される二系統のパルス信号のサンプリングが可能なTAカウンタ35を備えている。このTAカウンタ35は、マイコン20に内蔵された周知のハードウェアAB相パルスカウンタであり、図4(a)(b)に示すような相互に90°位相のずれたA相及びB相パルス信号Pa,Pbの入力に対して、そのパルス周期毎にカウンタ値(TAカウンタ値V_TA)を増減(インクリメント/デクリメント)する機能を有している。
(Motor rotation angle detection)
Next, a mode of motor rotation angle detection in the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the
具体的には、TAカウンタ35は、図4(a)に示すように、入力端子TA_inに入力される信号レベル(図中の例ではA相パルス信号Pa)が「Hi」であるときに、入力端子TA_outに入力される信号レベル(図中の例ではB相パルス信号Pb)が「Lo」から「Hi」へと立ち上がった場合に、そのTAカウンタ値V_TAをインクリメントする。そして、図4(b)に示すように、同じく入力端子TA_inに入力される信号レベルが「Hi」であるときに、入力端子TA_outに入力される信号レベルが「Hi」から「Lo」へと立ち下がった場合に、そのTAカウンタ値V_TAをデクリメントする。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
本実施形態では、上記TAカウンタ35に、上記回転角センサ26が出力する各相パルス信号Pu,Pv,Pwのうちの二つを入力する。詳しくは、その一方の入力端子TA_inにP相パルス信号Puを入力し、他方の入力端子TA_outにW相パルス信号Pwを入力する。そして、モータ回転角検出手段としてのモータ回転角演算部27は、このTAカウンタ35が出力するTAカウンタ値V_TA、及びモータ13の電気角ポジション(図8〜図10参照)に基づいてモータ回転角θmを演算(検出)する。
In the present embodiment, two of the phase pulse signals Pu, Pv, and Pw output from the
詳述すると、本実施形態では、モータ13の電気角ポジションは、モータ制御信号出力部30から、通電ポジション値V_pdとしてモータ制御演算部22に入力される。そして、図6のフローチャートに示すように、モータ回転角演算部27は、通電ポジション値V_pdを取得すると(ステップ101)、続いてTAカウンタ35からTAカウンタ値V_TAを取得し(ステップ102)、これら通電ポジション値V_pd及びTAカウンタ値V_TAを下記式(1)に代入することにより、モータ回転角θmを演算する。
More specifically, in the present embodiment, the electrical angle position of the
θm=V_TA×(2π/α)+V_pd×(2π/6α) ・・・(1)
α:電気角倍率
即ち、電気角倍率αを上げた場合、電気角ポジション(position「0」〜「5」)のみからモータ回転角θmを特定することができなくなる。これは、電気角倍率αを上げることで「電気角360°」と「機械角360°」とが一致しなくなり、その電気角ポジションに示される電気角(V_pd×(2π/6))が「機械角360°(2π)を電気角倍率αで等分した何れの区分」におけるものであるかが分からなくなるためである(図9参照、α=4)。
θm = V_TA × (2π / α) + V_pd × (2π / 6α) (1)
α: Electrical angle magnification That is, when the electrical angle magnification α is increased, the motor rotation angle θm cannot be specified only from the electrical angle position (positions “0” to “5”). This is because by increasing the electrical angle magnification α, the “electrical angle 360 °” and the “mechanical angle 360 °” do not match, and the electrical angle (V_pd × (2π / 6)) indicated by the electrical angle position is “ This is because it is not possible to know in which section the mechanical angle 360 ° (2π) is equally divided by the electrical angle magnification α (see FIG. 9, α = 4).
しかしながら、これは、裏を返せば、その「機械角360°を電気角倍率αで等分した何れの区分におけるものか」さえ特定できれば、電気角ポジションに基づいてモータ回転角θmを演算することが可能ということでもある。 However, if this is reversed, the motor rotation angle θm can be calculated based on the electrical angle position as long as it is possible to specify “in which section the mechanical angle 360 ° is equally divided by the electrical angle magnification α”. It is also possible.
ここで、上述のように、本実施形態のTAカウンタ35は、入力端子TA_inに入力される信号レベルが「Hi」であるときの入力端子TA_outに入力される信号レベルの「立ち上がり」及び「立ち下がり」に基づいて、そのTAカウンタ値V_TAを増減する機能を有している(図4参照)。従って、同一波形を有し且つ相互に位相のずれた二つのパルス信号であれば、A相及びB相パルス信号Pa,Pbに限らず、そのパルス周期をカウントすることが可能である。
Here, as described above, the
つまり、P相パルス信号PuとW相パルス信号Pwとの位相差は、A相及びB相パルス信号Pa,Pbとは異なる電気角120°ではあるが、図5(a)(b)に示すように、TAカウンタ35により、そのパルス周期をカウントすることができる。そして、図7に示すように、その一パルス周期、即ち「電気角360°」が「電気角倍率αに対応する所定の回転角度(2π/α、同図中の例では機械角90°)」に相当することから、TAカウンタ値V_TAは「機械角360°を電気角倍率αで等分した各区分の何れか」を示すものとなる。従って、上記式(1)のように、TAカウンタ値V_TAに電気角倍率αに対応する所定の回転角度「2π/α」を乗じた値(V_TA×(2π/α))に、電気角ポジションに示される電気角を機械角に変換した値(V_pd×(2π/6α))を加えることで、モータ回転角θmを演算することができる。
That is, the phase difference between the P-phase pulse signal Pu and the W-phase pulse signal Pw is 120 °, which is different from the A-phase and B-phase pulse signals Pa and Pb, but is shown in FIGS. As described above, the
例えば、TAカウンタ値V_TAが「2」である場合、これに電気角倍率αに対応する所定の回転角度「2π/α」を乗ずることで、モータ回転角θmが「機械角180°〜270°」の区分中の何れかにあることが特定できる。そして、通電ポジション値V_pdに示される電気角ポジションが「3」である場合、一電気角ポジションあたりの機械角は「2π/6α、15°」であることから、そのモータ回転角θmは、「180°+3×15°」で225°と演算することができる。 For example, when the TA counter value V_TA is “2”, by multiplying this by a predetermined rotation angle “2π / α” corresponding to the electrical angle magnification α, the motor rotation angle θm becomes “mechanical angle 180 ° to 270 °. "Can be specified in any of the categories. When the electrical angle position indicated by the energization position value V_pd is “3”, the mechanical angle per electrical angle position is “2π / 6α, 15 °”, so the motor rotation angle θm is “ 180 ° + 3 × 15 ° ”can be calculated as 225 °.
同様に、TAカウンタ値V_TAが「−1」である場合、モータ回転角θmは「機械角0°〜−90°」の区分中の何れかにある。そして、通電ポジション値V_pdに示される電気角ポジションが「4」である場合、そのモータ回転角θmは、「−90°+4×15°」で−30°と演算することができる。
Similarly, when the TA counter value V_TA is “−1”, the motor rotation angle θm is in any of the categories of “
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)上記構成によれば、TAカウンタ35における各相パルス信号Pu,Pv,Pwのサンプリング周期を高速化することで、制御上の上限を超える高速回転時においても「読み飛ばし」なく、そのパルス周期をカウントすることができ、これに基づいて正しいモータ回転角θmを検出することができる。そして、TAカウンタ35は、モータ制御演算部22とは独立した周期で各相パルス信号Pu,Pv,Pwのサンプリングが可能であることから、そのサンプリング周期の高速化によってモータ制御演算部22の演算負荷が増大することもない。その結果、過剰スペックを廃し、モータ制御上の要求に応えうる適切な演算処理能力を備えたマイコンを採用して、その製造コストの低減を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) According to the above configuration, by increasing the sampling period of each phase pulse signal Pu, Pv, Pw in the
(2)更に、そのTAカウンタ35としては、A相及びB相パルス信号の入力に対して、そのパルス周期毎にカウンタ値(TAカウンタ値V_TA)を増減する機能を有した周知のハードウェアAB相パルスカウンタを用いることが可能であることから、特段の追加構成を要することなくその具現化が可能である。
(2) Further, the
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態の構成では、マイコン20に内蔵された周知のハードウェアAB相パルスカウンタを用いたが、これに限らず、マイコン20の外部に設けられたAB相パルスカウンタを用いてもよい。そして、各相パルス信号Pu,Pv,Pwを入力として、そのパルス周期毎にカウント値を増減可能な機能を有するものであれば、AB相パルスカウンタ以外のカウンタを用いてもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the configuration of the present embodiment, a well-known hardware AB phase pulse counter built in the
・本実施形態では、本発明を車両用操舵装置1に設けられた伝達比可変装置8を制御するIFSECU9に具体化したが、これ以外の用途に用いられるモータ制御装置に具体化してもよい。
In the present embodiment, the present invention is embodied in the
1…車両用操舵装置、2…ステアリング、6…転舵輪、8…伝達比可変装置、9…IFSECU、13…モータ、20…マイコン、21…駆動回路、26…回転角センサ、26a〜26c…ホール素子、27…モータ回転角演算部、30…モータ制御信号出力部、35…TAカウンタ、31a〜31f…FET、θm…モータ回転角、Pa…A相パルス信号、Pb…B相パルス信号、Pu…U相パルス信号、Pv…V相パルス信号、Pw…W相パルス信号、V_pd…通電ポジション値、V_TA…TAカウンタ値、α…電気角倍率。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記制御信号出力手段とは独立した周期で各相パルス信号の少なくとも二つをサンプリングすることにより前記所定の回転角度毎にそのカウンタ値を増減するカウンタと、
前記カウンタ値及び前記電気角ポジションに基づいて前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段とを備えること、を特徴とするモータ制御装置。 Control signal output means for outputting a motor control signal for controlling the rotation of the motor based on a three-phase pulse signal output from a rotation angle sensor provided in the motor, and a plurality of signals in response to the motor control signal A driving circuit that supplies three-phase driving power to the motor by turning on / off the switching element with a predetermined energization pattern, and each phase pulse signal output from the rotation angle sensor is set in the motor The signal level changes with a predetermined rotation angle corresponding to the electrical angle magnification as one pulse period and has a phase shifted by 120 degrees, and the control signal output means is a combination of the signal levels of the respective phase pulse signals. Before each switching element is turned on / off with the energization pattern corresponding to each electrical angle position. A motor control device that outputs a motor control signal,
A counter that increases or decreases the counter value for each predetermined rotation angle by sampling at least two of the phase pulse signals at a period independent of the control signal output means;
A motor control device comprising: a motor rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the motor based on the counter value and the electrical angle position.
前記カウンタは、パルス周期毎にカウンタ値を増減するAB相パルスカウンタであること、を特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
The motor control device, wherein the counter is an AB phase pulse counter that increases or decreases a counter value for each pulse period.
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