JP2010239814A - Motor control device - Google Patents
Motor control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010239814A JP2010239814A JP2009086511A JP2009086511A JP2010239814A JP 2010239814 A JP2010239814 A JP 2010239814A JP 2009086511 A JP2009086511 A JP 2009086511A JP 2009086511 A JP2009086511 A JP 2009086511A JP 2010239814 A JP2010239814 A JP 2010239814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- duty ratio
- pwm control
- signal
- control signal
- phase pwm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
この発明は、パルス幅変調(以下「PWM」という。)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 pulse width modulation (hereinafter referred to as “PWM”) control.
従来、モータに供給される電流の制御をPWM制御により行うモータ制御装置が知られている(例えば特許文献1参照)。このモータ制御装置は、直流電源からの電流をモータに備えられている電気巻線に供給するインバータ回路を備え、インバータ回路は、直列に接続されたハイサイドおよびローサイドのスイッチ素子からなるハーフブリッジ回路を複数備えている。そして、ハーフブリッジ回路のハイサイドのスイッチ素子は直流電源に接続され、ローサイドのスイッチ素子は接地に接続されている。そして、モータ制御装置が行うPWM制御により、各ハーフブリッジ回路に備えられているハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のいずれか一方が、選択的にオンオフ制御され、このスイッチ素子のオンオフ制御により電源からモータの電気巻線に供給される電流の電流値が制御される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a motor control device that performs control of current supplied to a motor by PWM control is known (see, for example, Patent Document 1). The motor control device includes an inverter circuit that supplies current from a DC power source to an electric winding provided in the motor, and the inverter circuit is a half-bridge circuit including high-side and low-side switch elements connected in series. There are multiple. The high-side switch element of the half-bridge circuit is connected to a DC power supply, and the low-side switch element is connected to the ground. Then, by PWM control performed by the motor control device, either the high-side or low-side switch element provided in each half-bridge circuit is selectively turned on / off, and the motor from the power source is controlled by the on / off control of the switch element. The current value of the current supplied to the electrical winding is controlled.
このモータ制御装置におけるPWM制御にあっては、インバータ回路のスイッチ素子をオンオフ制御するスイッチング周期であるキャリア周期は変化されず一定な状態のままであり、スイッチ素子のオン時間とオフ時間との比(デューティ比)を変化させることにより、モータに供給される電流の電流値が制御される。 In the PWM control in this motor control device, the carrier cycle, which is the switching cycle for controlling the on / off of the switch element of the inverter circuit, remains unchanged and the ratio between the on time and the off time of the switch element. By changing the (duty ratio), the current value of the current supplied to the motor is controlled.
上記のように、PWM制御によりハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のいずれか一方のスイッチ素子が選択的にオンオフ制御されるとき、一方のスイッチ素子がオフ状態のときに電流が還流される電気回路がないと、一方のスイッチ素子がオン状態のときに電気巻線に供給された電流により、電気巻線の端子間の電圧は高電圧となり電気巻線においてエネルギーの損失が生じてしまう。そのため、ハイサイドおよびローサイドのスイッチ素子としては、一般に、ボディダイオードが寄生されている電界効果トランジスタ(以下「FET」という。)が用いられている。そして、一方のスイッチ素子がオフしたときに、他方のスイッチ素子に寄生されているボディダイオードにより形成される電気回路内を電気巻線に供給された電流は還流する。 As described above, when one of the high-side switch element and the low-side switch element is selectively turned on / off by PWM control, an electric circuit in which current flows back when one switch element is in the off state Otherwise, due to the current supplied to the electrical winding when one of the switch elements is in the on state, the voltage between the terminals of the electrical winding becomes a high voltage and energy loss occurs in the electrical winding. For this reason, field effect transistors (hereinafter referred to as “FETs”) in which body diodes are parasitic are generally used as the high-side and low-side switch elements. When one switch element is turned off, the current supplied to the electric winding flows back in the electric circuit formed by the body diode parasitic on the other switch element.
しかしながら、ボディダイオードにより形成される電気回路内を電流が還流する場合には、ボディダイオードには順方向電圧が生じ、この順方向電圧と還流する電流によりスイッチ素子に損失が生じる。また、この損失の値は、順方向電圧の電圧値と還流する電流の電流値の積となり、例えば、順方向電圧の電圧値が0.6Vであるとすると、還流する電流の電流値が2Aの場合、1.2Wもの損失が発生する。 However, when a current flows back in the electric circuit formed by the body diode, a forward voltage is generated in the body diode, and a loss occurs in the switch element due to the forward voltage and the flowing current. The value of this loss is the product of the voltage value of the forward voltage and the current value of the circulating current. For example, if the voltage value of the forward voltage is 0.6 V, the current value of the circulating current is 2A. In this case, a loss of 1.2 W occurs.
上記の電流を還流させるときにボディダイオードに生じる損失を少なくするため、一方のスイッチ素子がオフした直後に、他方のスイッチ素子をオンし電流を還流させる制御方法が用いられる場合がある。この制御方法は、同期整流制御と呼ばれている。ここで、直流電源から電流を供給するために、一方のスイッチ素子をPWM制御によりオンオフ制御するものを正相PWM制御と呼び、モータに供給された電流を還流させるために、他方のスイッチ素子をPWM制御によりオンオフ制御するものを逆相PWM制御と呼ぶこととする。 In order to reduce the loss generated in the body diode when the current is circulated, a control method may be used in which the other switch element is turned on and the current is circulated immediately after the one switch element is turned off. This control method is called synchronous rectification control. Here, in order to supply current from a DC power source, one switch element that is on / off controlled by PWM control is called positive phase PWM control, and the other switch element is used to recirculate the current supplied to the motor. What is turned on / off by PWM control is called reverse-phase PWM control.
そのような同期整流制御の場合に、各ハーフブリッジ回路に備えられているハイサイドのスイッチ素子とローサイドのスイッチ素子とが同時にオンするとハーフブリッジ回路に貫通電流が流れてスイッチ素子が破損してしまう虞がある。その対策として、ハイサイドとローサイドとのスイッチング素子が同時にオフとなるデッドタイムが設けられている。このデッドタイムは使用するスイッチ素子や電圧、電流などの回路定数によって最適な値に設定される。 In the case of such synchronous rectification control, if the high-side switch element and the low-side switch element included in each half-bridge circuit are simultaneously turned on, a through current flows through the half-bridge circuit and the switch element is damaged. There is a fear. As a countermeasure, a dead time in which the switching elements on the high side and the low side are simultaneously turned off is provided. This dead time is set to an optimum value depending on the switch elements used, circuit constants such as voltage and current.
しかしながら、上記デッドタイムを設けた場合には、デューティ比が高くなった状態では、正相PWM制御信号におけるオフ時間が短くなり、逆相PWM制御信号におけるオン時間をわずかな時間しか設けられない場合があり、同期整流制御を十分に実施することができなくなる場合がある。例えば、PWM制御のキャリア周期が50μsの場合にデッドタイムが2μsだとすると、立ち上がりと立ち下がりとで合計4μsのデッドタイムがある。その場合に、デューティ比が90%だとすると、オフ時間は5μs(=50μs×(1−0.9))になるため、4μsのデッドタイムを差し引くと、逆相PWM制御信号におけるオン時間1μsとなり、その1μsしか同期整流の効果が出ないため、PWM制御においてボディダイオードに生じる順方向電圧によるスイッチ素子の損失を効果的に低減できないという問題があった。 However, when the dead time is provided, when the duty ratio is high, the off-time in the normal-phase PWM control signal is shortened, and the on-time in the reverse-phase PWM control signal can be provided only slightly. In some cases, the synchronous rectification control cannot be sufficiently performed. For example, if the PWM control carrier period is 50 μs and the dead time is 2 μs, there is a total dead time of 4 μs at the rise and fall. In this case, if the duty ratio is 90%, the off time is 5 μs (= 50 μs × (1−0.9)). Therefore, if the dead time of 4 μs is subtracted, the on time in the reverse phase PWM control signal is 1 μs. Since the effect of synchronous rectification appears only for 1 μs, there is a problem that the loss of the switch element due to the forward voltage generated in the body diode in the PWM control cannot be effectively reduced.
このような課題を解決して、高いデューティ比における同期整流制御において、PWM制御による損失を低減することを実現するために本発明においては、モータにPWM制御により電流を供給するモータ制御装置において、直流電源に接続されたハイサイドのスイッチ素子と、接地に接続されたローサイドのスイッチ素子からなるハーフブリッジ回路を複数有し、前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のオンオフにより、前記直流電源からの電流を前記モータに供給するインバータ回路と、前記各ハーフブリッジ回路に備えられている前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のうち選択される一方のスイッチ素子に正相PWM制御信号を供給し、前記各ハーフブリッジ回路に備えられている前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のうち選択される他方のスイッチ素子に逆相PWM制御信号を供給する制御信号生成手段とを備え、前記制御信号生成手段は、目標デューティ比信号が予め定められたデューティ比未満の場合は、予め定められた第1のカウント時間を繰り返し計測し、前記目標デューティ比信号が前記予め定められたデューティ比以上の場合には、前記第1のカウント時間以上であり、かつ、前記目標デューティ比信号の増大に対応して増大し、前記目標デューティ比信号の減少に対応して減少する第2のカウント時間を繰り返し計測するキャリア周期設定手段と、前記目標デューティ比信号が前記予め定められたデューティ比未満の場合には、前記目標デューティ比信号の増大に対応して減少し、前記目標デューティ比信号の減少に対応して増大する第3のカウント時間の計測を前記キャリア周期設定手段の計測の開始と略同時に開始し、前記目標デューティ比信号が前記予め定められたデューティ比以上の場合には、前記第3のカウント時間以下であり、かつ、予め定められた第4のカウント時間の計測を前記キャリア周期設定手段の前記第1または第2のカウント時間の計測の開始と略同時に開始し、前記第3または第4のカウント時間を計測しているときは第1の通知信号を出力し、前記第3または第4のカウント時間の計測を終了した後は第2の通知信号を出力するオフ時間設定手段と、前記オフ時間設定手段から前記第1の通知信号が供給されているときオフ状態となり、前記オフ時間設定手段から前記第2の通知信号が供給されているときオン状態となる正相PWM制御信号を生成する正相PWM制御信号生成手段と、前記正相PWM制御信号生成手段から供給される正相PWM制御信号に基づき、正相PWM制御信号に対し反転信号となる逆相PWM制御信号を生成する逆相PWM制御信号生成手段と、前記正相および逆相PWM制御信号の立ち上がり信号または立ち下がり信号のいずれか一方を遅延させる遅延手段とを備える。 In the present invention, in order to solve such a problem and realize a reduction in loss due to PWM control in synchronous rectification control at a high duty ratio, in the motor control device for supplying current to the motor by PWM control, A plurality of half-bridge circuits comprising a high-side switch element connected to a DC power source and a low-side switch element connected to ground, and the current from the DC power source is turned on and off by the high-side or low-side switch element. A positive phase PWM control signal is supplied to one of the switching elements selected from the high-side or low-side switching elements provided in each half-bridge circuit. The high side or low side switch provided in the bridge circuit. Control signal generating means for supplying a reverse phase PWM control signal to the other switch element selected from the elements, the control signal generating means, if the target duty ratio signal is less than a predetermined duty ratio, A predetermined first count time is repeatedly measured, and when the target duty ratio signal is equal to or greater than the predetermined duty ratio, the target duty ratio signal is equal to or greater than the first count time. Carrier period setting means for repeatedly measuring a second count time that increases in response to an increase in the target duty ratio signal and decreases in response to a decrease in the target duty ratio signal, and wherein the target duty ratio signal is the predetermined duty ratio. If it is less than the second, the first duty ratio signal decreases in response to an increase in the target duty ratio signal, and increases in response to a decrease in the target duty ratio signal. Counting time is started substantially simultaneously with the start of the measurement of the carrier cycle setting means, and when the target duty ratio signal is equal to or greater than the predetermined duty ratio, is equal to or less than the third count time, And the measurement of the predetermined fourth count time is started substantially simultaneously with the start of the measurement of the first or second count time of the carrier cycle setting means, and the third or fourth count time is measured. The off-time setting means that outputs the first notification signal when the third or fourth count time is measured and the second notification signal after the measurement of the third or fourth count time is completed, and the off-time setting means A positive-phase PWM control signal that is turned off when the first notification signal is supplied and turned on when the second notification signal is supplied from the off-time setting means is generated. Based on the positive phase PWM control signal supplied from the positive phase PWM control signal generation means and the reverse phase PWM control signal that is an inverted signal with respect to the positive phase PWM control signal Phase PWM control signal generation means, and delay means for delaying either the rising signal or falling signal of the positive phase and negative phase PWM control signals.
本発明によれば、目標デューティ比信号が予め定められたデューティ比以上の場合には、目標デューティ比に応じてPWM制御のキャリア周期が長くされるとともに、正相PWM制御信号のオフ時間とともに逆相PWM制御信号のオン時間が所定の時間に固定される。目標デューティ比が大きくなったときでも、逆相PWM制御信号のオン時間が所定の時間に固定されることにより、目標デューティ比が高いときでも同期整流を有効に実施することができPWM制御によるスイッチ素子の損失を低減することができる。 According to the present invention, when the target duty ratio signal is greater than or equal to a predetermined duty ratio, the PWM control carrier period is lengthened according to the target duty ratio and reversed with the off-time of the normal phase PWM control signal. The ON time of the phase PWM control signal is fixed to a predetermined time. Even when the target duty ratio increases, the on-time of the negative-phase PWM control signal is fixed at a predetermined time, so that synchronous rectification can be effectively performed even when the target duty ratio is high. The loss of the element can be reduced.
次に、この発明の実施形態を図1に基づいて説明する。図1は本発明の実施形態におけるモータ装置のブロック図である。モータ装置100は、電気自動車の原動機として用いられるU相、V相およびW相の電気巻線を有する3相のブラシレスモータ(モータ)Mと、モータMに直流電源BTからの電流を供給するモータ制御装置1とを備えている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a motor device according to an embodiment of the present invention. The
モータ制御装置1は、モータMに備えられているロータ(図示せず)の回転角度を測定する回転角度測定手段としての回転センサ10、モータ制御装置1と直流電源BTを接続する接続線Lに配置され、U相、V相およびW相の電気巻線(U、V、W)に供給される電流の電流値を測定する電流値測定手段としての電流センサ20、インバータ回路30および制御信号生成手段40を備えている。
The
インバータ回路30は、直流電源BTに対し互いに並列に接続された3つのハーフブリッジ回路(31、32、33)を備えている。ハーフブリッジ回路31は、直流電源BTに接続されたハイサイドのスイッチ素子31aと接地GNDに接続されたローサイドのスイッチ素子31bとを備え、ハーフブリッジ回路32は、直流電源BTに接続されたハイサイドのスイッチ素子32aと接地GNDに接続されたローサイドのスイッチ素子32bとを備え、ハーフブリッジ回路33は、直流電源BTに接続されたハイサイドのスイッチ素子33aと接地GNDに接続されたローサイドのスイッチ素子33bとを備えている。また、本実施の形態のスイッチ素子(31a、31b、32a、32b、33a、33b)は、ボディダイオードイDが寄生されたFETである。
The
そして、ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子(31a、31b、32a、32b、33a、33b)のオンオフにより、インバータ回路30は、直流電源BTからの電流をモータMに備えられているU相、V相およびW相の電気巻線(U、V、W)に供給する。また、インバータ回路30には、コンデンサCが並列に接続されており、コンデンサCにより、U相、V相およびW相の電気巻線(U、V、W)に供給される電流の平滑化が行われる。
Then, by turning on or off the high-side or low-side switch elements (31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b), the
次に、制御信号生成手段40について図1に基づき説明する。制御信号生成手段40は、電流値指令手段41、電流値検出手段42、電流値比較手段43、目標デューティ比決定手段44、デューティ比メモリ45、デューティ比比較手段46、除算値算出手段47、キャリア周期設定手段としての第1のタイマ48、初期値設定手段49、オフ時間設定手段としての第2のタイマ50、PWM信号生成手段500、回転角度検出手段60、通電信号生成手段61および遅延手段62を備えている。そして、制御信号生成手段40は、インバータ回路30に接続され、インバータ回路30にPWM制御信号を供給する。
Next, the control signal generation means 40 will be described with reference to FIG. The control signal generation means 40 includes a current value command means 41, a current value detection means 42, a current value comparison means 43, a target duty ratio determination means 44, a
電流値指令手段41は、車両に取り付けられているアクセル操作手段Aから供給されるアクセル信号を読み込み、読み込まれたアクセル信号に基づき電流値指令信号を出力する。電流値検出手段42は、電流センサ20から供給される電流値信号を読み込むとともに読み込まれた電流値信号を出力する。電流値比較手段43は、電流値指令手段41から供給される電流値指令信号と、電流値検出手段42から供給される電流値信号との差分を算出し、算出された差分に相当する差分信号を出力する。
The current value command means 41 reads the accelerator signal supplied from the accelerator operation means A attached to the vehicle, and outputs a current value command signal based on the read accelerator signal. The current value detection means 42 reads the current value signal supplied from the
目標デューティ比決定手段44は、電流値比較手段43から供給される差分信号に基づき、目標デューティ比D1を決定し、目標デューティ比D1に対応する目標デューティ比信号を出力する。デューティ比メモリ45には、予め定められたデューティ比D0が記憶されている。本実施の形態では、予め定められたデューティ比D0として、デューティ比「60%」(D0=60)が記憶されている。
The target duty
デューティ比比較手段46は、目標デューティ比決定手段44から供給される目標デューティ比信号とデューティ比メモリに記憶されている予め定められたデューティ比D0とを比較し、目標デューティ比信号に対応する目標デューティ比DUTYが予め定められたデューティ比D0未満であるときは、その旨を第1の信号として出力し、目標デューティ比信号に対応する目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上であるときは、その旨を第2の信号として出力する。 The duty ratio comparison means 46 compares the target duty ratio signal supplied from the target duty ratio determination means 44 with a predetermined duty ratio D0 stored in the duty ratio memory, and compares the target duty ratio signal with the target duty ratio signal. When the duty ratio DUTY is less than the predetermined duty ratio D0, this is output as a first signal, and the target duty ratio D1 corresponding to the target duty ratio signal is equal to or greater than the predetermined duty ratio D0. If so, the fact is output as the second signal.
除算値算出手段47は、目標デューティ比決定手段46から供給される目標デューティ比信号およびデューティ比比較手段46から供給される第1または第2の信号に基づき、除算値dを設定し、設定された除算値dに対応する除算値信号を出力する。除算値dは、本実施の形態の制御信号生成手段40において、正相PWM制御信号のキャリア周期を設定する基準となる値として用いられる。 The division value calculation means 47 sets and sets the division value d based on the target duty ratio signal supplied from the target duty ratio determination means 46 and the first or second signal supplied from the duty ratio comparison means 46. A division value signal corresponding to the division value d is output. The division value d is used as a reference value for setting the carrier period of the positive phase PWM control signal in the control signal generation means 40 of the present embodiment.
目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満であり、デューティ比比較手段43から第1の信号が供給されたとき、除算値算出手段47において除算値dは、次式(1)に示す値に設定される。
d=(100−D0)×2・・・(1)
デューティ比D0は一定の値なので、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満の場合には、除算値dは一定の値に設定される。なお、本実施の形態においでデューティ比D0は「60」に設定されているため、除算値dは「80」に設定される。
When the target duty ratio D1 is less than a predetermined duty ratio D0 and the first signal is supplied from the duty ratio comparison means 43, the division value d in the division value calculation means 47 is expressed by the following equation (1). Set to a value.
d = (100−D0) × 2 (1)
Since the duty ratio D0 is a constant value, when the target duty ratio D1 is less than a predetermined duty ratio D0, the division value d is set to a constant value. In this embodiment, since the duty ratio D0 is set to “60”, the division value d is set to “80”.
目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上であり、デューティ比比較手段46から第2の信号が供給されたとき、除算値算出手段47において除算値dは、次式(2)に示す値に設定される。
d=(100−D1)×2・・・(2)
目標デューティ比D1は、目標デューティ比決定手段41により変化する値であり、除算値dは、目標デューティ比D1の増大にともない減少し、目標デューティ比D1の減少にともない増大する値である。
When the target duty ratio D1 is equal to or greater than a predetermined duty ratio D0 and the second signal is supplied from the duty ratio comparison means 46, the division value d in the division value calculation means 47 is expressed by the following equation (2). Set to a value.
d = (100−D1) × 2 (2)
The target duty ratio D1 is a value that is changed by the target duty ratio determination means 41, and the division value d is a value that decreases as the target duty ratio D1 increases and increases as the target duty ratio D1 decreases.
キャリア周期設定手段としての第1のタイマ48は、初期カウント値T1maxが予め設定されているダウンカウンタである。第1のタイマ48には除算値算出手段44から除算値信号が供給され、第1のタイマ48は、クロック周期Tclごとに、初期カウント値T1maxから除算値信号に対応する除算値dをデクリメントする動作を行い、カウント値T1がゼロとなったときに、カウントアップ信号を出力する。そして、カウント値T1がゼロとなった後遅滞なく、再度、第1のタイマ48は、初期カウント値T1maxからカウント値T1をデクリメントする動作を開始し、繰り返し第1のカウントアップ信号を出力する。
The
目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満のときは、式(1)により第1のタイマ48が、クロック周期Tclごとに、初期カウント値T1maxからカウント値T1を除算値dでデクリメントする動作を開始してから、カウント値T1がゼロとなり、カウントアップ信号が出力されるまでの第1のカウント時間ΔT1は、式(1)により次式(3)に示される時間となる。
ΔT1=(T1max/d)×Tcl
=(T1max/((100−D0)×2))×Tcl・・・(3)
When the target duty ratio D1 is less than the predetermined duty ratio D0, the
ΔT1 = (T1max / d) × Tcl
= (T1max / ((100−D0) × 2)) × Tcl (3)
デューティ比D0は、予め定められた一定の値であるため、第1のカウント時間ΔT1は一定の値となる。本実施の形態において、除算値dは「80」に設定され、また、初期カウント値T1maxは「16000」に設定されており、初期カウント値T1maxから除算値dをデクリメントする動作を行うクロック周期Tclは「250ns」である。従って、目標デューティ比D1がデューティ比D0未満のときの第1のカウント時間ΔT1は一定の値である「50μs」となる。 Since the duty ratio D0 is a predetermined constant value, the first count time ΔT1 is a constant value. In this embodiment, the division value d is set to “80”, the initial count value T1max is set to “16000”, and the clock cycle Tcl that performs the operation of decrementing the division value d from the initial count value T1max is performed. Is “250 ns”. Accordingly, the first count time ΔT1 when the target duty ratio D1 is less than the duty ratio D0 is a constant value “50 μs”.
それに対し、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上のときは、式(2)により算出された値の変動する除算値dが除算値算出手段47から第1のタイマ48に供給される。そのため、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上のときに、初期カウント値T1maxからカウント値T1を除算値dでデクリメントする動作を開始してから、カウント値T1がゼロとなり、カウントアップ信号が出力されるまでの第2のカウント時間ΔT2は、次式(4)に示される時間となる。
ΔT2=(T1max/d)×Tcl
=(T1max/((100−D1)×2))×Tcl・・・(4)
On the other hand, when the target duty ratio D1 is greater than or equal to the predetermined duty ratio D0, the division value d whose value calculated by the equation (2) varies is supplied from the division value calculation means 47 to the
ΔT2 = (T1max / d) × Tcl
= (T1max / ((100−D1) × 2)) × Tcl (4)
本実施の形態において、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上のときは、除算値dの値は変動するとともに、除算値dは目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満のときよりも小さくなる。そのため、第2のカウント時間ΔT2は、第1のカウント時間ΔT1以上であり(ΔT2≧ΔT1)、目標デューティ比D1が増大し、除算値dが小さくなればなるほど、第2のカウント時間ΔT2は増大する。それに対し、目標デューティ比D1が減少し、除算値dが大きくなればなるほど、第2のカウント時間ΔT2は減少する。 In the present embodiment, when the target duty ratio D1 is equal to or greater than a predetermined duty ratio D0, the value of the division value d varies and the division value d is less than the predetermined duty ratio D0. Smaller than Therefore, the second count time ΔT2 is equal to or longer than the first count time ΔT1 (ΔT2 ≧ ΔT1), the target duty ratio D1 increases, and the second count time ΔT2 increases as the division value d decreases. To do. On the other hand, the second count time ΔT2 decreases as the target duty ratio D1 decreases and the division value d increases.
初期値設定手段49は、目標デューティ比決定手段44から供給される目標デューティ比信号およびデューティ比比較手段46から供給される第1または第2の信号に基づき、初期値T2maxを設定し、設定された初期値T2maxに対応する初期値信号を出力する。初期値T2maxは、本実施の形態の制御信号生成手段40において、正相PWM制御のオフ時間を設定する基準となる値として用いられる。 The initial value setting means 49 sets and sets the initial value T2max based on the target duty ratio signal supplied from the target duty ratio determination means 44 and the first or second signal supplied from the duty ratio comparison means 46. An initial value signal corresponding to the initial value T2max is output. The initial value T2max is used as a reference value for setting the off time of the positive phase PWM control in the control signal generation means 40 of the present embodiment.
目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満であり、デューティ比比較手段46から第1の信号が供給されたとき、初期値設定手段49において初期値T2maxは、次式(5)に示す値に設定される。
T2max=(100−D1)×2・・・(5)
目標デューティ比D1は、目標デューティ比決定手段44により変化する値であり、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満の場合には、初期値T2maxは、目標デューティ比D1の増大にともない減少し、目標デューティ比D1の減少にともない増大する値である。
When the target duty ratio D1 is less than a predetermined duty ratio D0 and the first signal is supplied from the duty
T2max = (100−D1) × 2 (5)
The target duty ratio D1 is a value that is changed by the target duty ratio determination means 44. When the target duty ratio D1 is less than a predetermined duty ratio D0, the initial value T2max increases with an increase in the target duty ratio D1. The value decreases and increases as the target duty ratio D1 decreases.
それに対し、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上であり、デューティ比比較手段43から第2の信号が供給されたとき、初期値設定手段49において初期値T2maxは、次式(6)に示す値に設定される。
T2max=(100−D0)×2・・・(6)
On the other hand, when the target duty ratio D1 is greater than or equal to the predetermined duty ratio D0 and the second signal is supplied from the duty ratio comparison means 43, the initial value setting means 49 sets the initial value T2max to the following formula (6 ).
T2max = (100−D0) × 2 (6)
デューティ比D0は一定の値なので、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上の場合には、初期値T2mは一定の値に設定される。なお、本実施の形態においでデューティ比D0は「60」に設定されているため、初期値T2mは、「80」に設定される。 Since the duty ratio D0 is a constant value, the initial value T2m is set to a constant value when the target duty ratio D1 is greater than or equal to a predetermined duty ratio D0. In the present embodiment, since the duty ratio D0 is set to “60”, the initial value T2m is set to “80”.
オフ時間設定手段としての第2のタイマ50は、カウント値T2をデクリメントする動作を行うダウンカウンタである。第2のタイマ50には初期値設定手段49から供給される初期値信号が供給され、初期値信号に対応する初期値T2maxがセットされるともに初期値T2maxからカウント値T2をデクリメントする動作を行う。
The
第2のタイマ50は、第1のタイマ48からカウントアップ信号が供給とされるとデクリメントする動作を開始し、クロック周期Tclごとに、初期カウント値T2maxからカウント値T2を1つずつデクリメントする動作を行う。すなわち、第2のタイマ50は、第1のタイマ48がデクリメントを開始するのと略同時、言い換えれば、第1のタイマ48が第1または第2のカウント時間(ΔT1、ΔT2)のカウントを開始するのと略同時にデクリメントする動作を開始するように設定されている。
The
そして、第2のタイマ50がカウント中であるときは、第2のタイマ50からは第1の通知信号が出力され、第2のタイマ50のカウント値T2がゼロとなり、その後、第1のタイマ48からカウントアップ信号が供給されるまでは、第2のタイマ50からは第2の通知信号が出力される。
When the
目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満のときは、第2のタイマ50が、クロック周期Tclごとに、初期カウント値T2maxからカウント値T2を1ずつデクリメントする動作を開始してから、すなわち、第1の通知信号の出力が開始されてから、カウント値T2がゼロとなり、第2の通知信号が出力されるまでの第3のカウント時間ΔT3は、式(5)により次式(7)に示される時間となる。
ΔT3=T2max×Tcl
=(100−D1)×2×Tcl・・・(7)
When the target duty ratio D1 is less than the predetermined duty ratio D0, the
ΔT3 = T2max × Tcl
= (100−D1) × 2 × Tcl (7)
上記のように目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満の場合には、初期値T2maxは、目標デューティ比D1の増大にともない減少し、目標デューティ比D1の減少にともない増大する値である。従って、第3のカウント時間ΔT3も、目標デューティ比D1の増大にともない減少し、目標デューティ比D1の減少にともない増大する値である。 As described above, when the target duty ratio D1 is less than the predetermined duty ratio D0, the initial value T2max is a value that decreases as the target duty ratio D1 increases and increases as the target duty ratio D1 decreases. is there. Therefore, the third count time ΔT3 also decreases as the target duty ratio D1 increases, and increases as the target duty ratio D1 decreases.
それに対し、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上のときは、第2のタイマ50が、クロック周期Tclごとに、初期カウント値T2maxからカウント値T2を1ずつデクリメントする動作を開始してから、すなわち、第1の通知信号の出力が開始されてから、カウント値T2がゼロとなり、第2の通知信号が出力されるまでの第4のカウント時間ΔT4は、式(6)により次式(8)に示される時間となる。
ΔT4=T2max×Tcl
=(100−D0)×2×Tcl・・・(8)
On the other hand, when the target duty ratio D1 is equal to or greater than the predetermined duty ratio D0, the
ΔT4 = T2max × Tcl
= (100−D0) × 2 × Tcl (8)
上記のように目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上の場合には、初期値T2maxは、は一定の値である。従って、第4のカウント時間ΔT4は、第3のカウント時間ΔT3以下であり(ΔT4≦ΔT3)、目標デューティ比D1の変化にかかわらず一定の値となる。 As described above, when the target duty ratio D1 is greater than or equal to the predetermined duty ratio D0, the initial value T2max is a constant value. Accordingly, the fourth count time ΔT4 is equal to or shorter than the third count time ΔT3 (ΔT4 ≦ ΔT3), and is a constant value regardless of the change in the target duty ratio D1.
次に、図1に基づきPWM制御信号生成手段500について説明する。PWM制御信号生成手段500は、正相PWM制御信号生成手段51、逆相PWM制御信号生成手段52を備えている。
Next, the PWM control signal generation means 500 will be described with reference to FIG. The PWM control
正相PWM制御信号生成手段51は、第2のタイマ50から供給される第1および第2の通知信号に基づき正相PWM制御信号PP0を形成し出力する。上記のように、第1の通知信号は、第2のタイマ50がカウント中であるときに第2のタイマ50から出力され、第2の通知信号は第2のタイマ50のカウント値T2がゼロとなり、その後、第1のタイマ48からカウントアップ信号が供給されるまでの時間に第2のタイマ50から出力される。
The positive phase PWM control signal generating means 51 forms and outputs a positive phase PWM control signal PP0 based on the first and second notification signals supplied from the
正相PWM制御信号生成手段51は、第2のタイマ50から第1の通知信号が供給されている時間、すなわち、第3または第4のカウント時間の間はオフ状態となり、第2のタイマ50が第3または第4のカウント時間の計測を終了した後、第2の通知信号が供給されている時間は、オン状態となる正相PWM制御信号を形成する。
The positive phase PWM control signal generation means 51 is in an OFF state during the time when the first notification signal is supplied from the
第1の通知信号の供給が開始されることにより正相PWM制御信号が順次オフ状態となるまでの時間は、キャリア周期Tcaと呼ばれ、第1または第2のカウント時間(ΔT1、ΔT2)がキャリア周期Tcaとなる。また、第2の通知信号の供給が開始されることにより正相PWM制御信号がオフ状態からオン状態となるまでの時間は、オフ時間Toffと呼ばれ、第3または第4のカウント時間(ΔT3、ΔT4)がオフ時間Toffとなる。 The time from when the supply of the first notification signal is started until the positive phase PWM control signal is sequentially turned off is called a carrier cycle Tca, and the first or second count time (ΔT1, ΔT2) is The carrier period is Tca. Also, the time from when the supply of the second notification signal is started until the positive phase PWM control signal is turned from the off state to the on state is called an off time Toff, and the third or fourth count time (ΔT3 , ΔT4) is the off time Toff.
正相PWM信号のキャリア周期Tcaと目標デューティ比D1との関係について図2および図3に基づいて説明する。上記のように第1または第2のカウント時間(ΔT1、ΔT2)がキャリア周期Tcaとなり、キャリア周期Tcaは、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満のときは、一定の値である第1のカウント時間であるためキャリア周期Tcaも一定の値となる。本実施の形態では、デューティ比D0は「60%」に設定されているため、目標デューティ比D1が「60%」未満のときは、キャリア周期Tcaは「50μs」で一定の値となる。 The relationship between the carrier cycle Tca of the positive phase PWM signal and the target duty ratio D1 will be described with reference to FIGS. As described above, the first or second count time (ΔT1, ΔT2) is the carrier cycle Tca, and the carrier cycle Tca is a constant value when the target duty ratio D1 is less than the predetermined duty ratio D0. Since it is the first count time, the carrier period Tca is also a constant value. In the present embodiment, since the duty ratio D0 is set to “60%”, when the target duty ratio D1 is less than “60%”, the carrier cycle Tca is “50 μs” and has a constant value.
そして、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上のときは、式(4)に示すように、第2のカウント時間ΔT2は、目標デューティ比D1の増加にともない増加するため、キャリア周期Tcaも目標デューティ比D1の増加にともない増加する。本実施の形態では、デューティ比D0は「60%」に設定されている。そのため、目標デューティ比D1が「60%」以上のときは、キャリア周期Tcaは目標デューティ比D1の増加にともない増加し、目標デューティ比D1が「80%」のとき、キャリア周期Tcaは「100μs」となり、目標デューティ比D1が「90%」のとき、キャリア周期Tcaは「200μs」となる。 When the target duty ratio D1 is greater than or equal to the predetermined duty ratio D0, the second count time ΔT2 increases as the target duty ratio D1 increases, as shown in the equation (4). Tca also increases as the target duty ratio D1 increases. In the present embodiment, the duty ratio D0 is set to “60%”. Therefore, when the target duty ratio D1 is “60%” or more, the carrier period Tca increases as the target duty ratio D1 increases. When the target duty ratio D1 is “80%”, the carrier period Tca is “100 μs”. Thus, when the target duty ratio D1 is “90%”, the carrier cycle Tca is “200 μs”.
次に、正相PWM信号のオフ時間Toffと目標デューティ比D1との関係について図3に基づいて説明する。上記のように第3または第4のカウント時間(ΔT3、ΔT4)がオフ時間Toffとなり、式(5)に示すように、第3のカウント時間は、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0未満のときは、目標デューティ比D1の増大にともない減少するため、オフ時間Toffも目標デューティ比D1の増大にともない減少する。本実施の形態では、目標デューティ比D1が「20%」のとき、オフ時間Toffは「40μs」となり、目標デューティ比D1が「40%」のとき、オフ時間T0ffは「30μs」となる。 Next, the relationship between the off time Toff of the positive phase PWM signal and the target duty ratio D1 will be described with reference to FIG. As described above, the third or fourth count time (ΔT3, ΔT4) becomes the off time Toff, and as shown in the equation (5), the target duty ratio D1 is a predetermined duty ratio. When it is less than D0, it decreases as the target duty ratio D1 increases, so the off time Toff also decreases as the target duty ratio D1 increases. In the present embodiment, when the target duty ratio D1 is “20%”, the off time Toff is “40 μs”, and when the target duty ratio D1 is “40%”, the off time T0ff is “30 μs”.
そして、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上のときは、第4のカウント時間ΔT4は一定の値であるためオフ時間Toffも一定の値となる。本実施の形態では、デューティ比D0は「60%」に設定されているため、目標デューティ比D1が「60%」以上のときは、オフ時間Toffは「20μs」で一定の値となる。 When the target duty ratio D1 is equal to or greater than a predetermined duty ratio D0, the fourth count time ΔT4 is a constant value, so the off time Toff is also a constant value. In the present embodiment, since the duty ratio D0 is set to “60%”, when the target duty ratio D1 is “60%” or more, the off time Toff is “20 μs” and becomes a constant value.
逆相PWM信号生成手段52は、第1の正相PWM信号生成手段51から供給される正相PWM制御信号PP0に基づき逆相PWM制御信号NP0を形成し出力する。図4に示すように逆相PWM制御信号NP0は、正相PWM制御信号PP0の反転信号として形成される。すなわち、正相PWM制御信号PP0がオン状態のとき逆相PWM制御信号NP0はオフ状態となり、正相PWM制御信号PP0がオフ状態のとき逆相PWM制御信号NP0はオン状態となる。
The negative phase PWM
次に、図1に基づき回転角度検出手段60、通電信号生成手段61および遅延手段62について説明する。 Next, the rotation angle detection means 60, energization signal generation means 61, and delay means 62 will be described with reference to FIG.
回転角度検出手段60は、回転センサ10から供給される測定信号に基づき回転角度信号を出力する。通電信号生成手段61は、回転角度検出手段60から供給される回転角度信号に基づき通電パターン信号を形成する。そして、通電信号生成手段61は、通電パターン信号に、PWM信号生成手段500から供給される正相PWM制御信号PP0および逆相PWM制御信号NP0を乗じる処理を行い、処理された信号を出力する。
The rotation angle detection means 60 outputs a rotation angle signal based on the measurement signal supplied from the
遅延手段62は、通電信号生成手段から供給される正相PWM制御信号PP0および逆相PWM制御信号NP0に対し、予め定められたデットタイムdTを設ける処理を行う。このデットタイムdTを設ける処理により、正相および逆相PWM制御信号(PP0、NP0)においてオフ状態からオン状態に切り換わる立ち上がり信号に、デットタイムdTが設定される。なお、遅延手段62に換えて、正相および逆相PWM制御信号(PP0、NP0)においてオン状態からオフ状態に切り換わる立ち下がり信号を早める手段を設けることにより、デットタイムdTを設定しても良い。 The delay means 62 performs a process of providing a predetermined dead time dT for the normal phase PWM control signal PP0 and the negative phase PWM control signal NP0 supplied from the energization signal generating means. By the process of providing the dead time dT, the dead time dT is set to the rising signal that switches from the off state to the on state in the normal phase and reverse phase PWM control signals (PP0, NP0). Even if the dead time dT is set by providing means for advancing the falling signal that switches from the on state to the off state in the normal phase and reverse phase PWM control signals (PP0, NP0) instead of the delay means 62. good.
そして、遅延手段62により、オフ状態からオン状態に切り換わる立ち上がり信号に、デットタイムdTが設けられた正相PWM制御信号PP1および逆相PWM制御信号NP1が、インバータ回路30に備えられているスイッチ素子(31a、31b、32a、32b、33a、33b)に供給される。
A switch in which the
次に、PWM信号生成手段500から出力される正相PWM制御信号PP0および逆相PWM制御信号NP0、並びに遅延手段62において出力される正相PWM制御信号PP1および逆相PWM制御信号NP1について図5に基づき説明する。同図に示すように、PWM信号生成手段500から出力される正相PWM制御信号PP0および逆相PWM制御信号NP0には、遅延手段62により、オフ状態(off)からオン状態(on)に切り換わる立ち上がり信号に、デットタイムdTが設定される。なお、本実施の形態において、デットタイムdTは、「2μs」に設定されている。
Next, the normal phase PWM control signal PP0 and the reverse phase PWM control signal NP0 output from the PWM
引き続き、図6に基づき制御信号生成手段40により正相PWM信号PP0を生成する処理の一例を説明する。処理が開始されると(「スタート」)、まず、電流指令手段41にてアクセル信号が読み込まれるとともに、電流値検出手段42にて電流値信号が読み込まれる(処理ST1)。 Next, an example of processing for generating the positive phase PWM signal PP0 by the control signal generation means 40 will be described with reference to FIG. When the process is started ("start"), first, the accelerator signal is read by the current command means 41, and the current value signal is read by the current value detection means 42 (process ST1).
処理ST1にて読み込まれたアクセル信号および電流値信号から目標デューティ比決定手段44により、目標デューティ比D1が決定され(処理ST2)、デューティ比比較手段46により、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上であるか否か判断される(処理ST3)。そして、目標デューティ比D1がデューティ比D0以上である場合には、除算値算出手段47は、除算値dとして、「(100−D1)×2」を設定する(処理ST4)。それに対し、目標デューティ比D1がデューティ比D0未満である場合には、除算値算出手段47は、除算値dとして、「(100−D0)×2」を設定する(処理ST5)。
The target duty
次に、第1のタイマ48がカウントアップしているか否かを判断するため、第1のタイマ48のカウント値T1が除算値dよりも小さいか否か判断される(処理ST6)。以下、第1のタイマ48のカウント値T1が除算値dよりも小さいと判断された場合について説明する。
Next, in order to determine whether or not the
カウント値T1が除算値dよりも小さい場合には、第1のタイマ48がカウントアップしていると判断され、第1のタイマ48は、カウント値T1として初期カウント値T1maxがリセットされ(処理ST7)、初期カウント値T1maxからカウント値T1をデクリメントする動作が開始される。そして、再度、デューティ比比較手段46により、目標デューティ比D1が、デューティ比D0以上であるか否か判断される(処理ST8)。
If the count value T1 is smaller than the division value d, it is determined that the
処理ST8にて判断された結果、目標デューティ比D1が、デューティ比D0以上である場合には、第2のタイマ50のカウント値T2として、「(100−D0)×2」が初期カウント値T2maxとしてセットされ、第2のタイマ50は、セットされた初期カウント値T2maxからカウント値T2をデクリメントする動作を開始し(ST9)、一連の処理は終了する(「エンド」)。
If the target duty ratio D1 is greater than or equal to the duty ratio D0 as a result of the determination in step ST8, “(100−D0) × 2” is the initial count value T2max as the count value T2 of the
それに対し、処理ST8にて判断された結果、目標デューティ比D1が、デューティ比D0未満である場合には、第2のタイマ50のカウント値T2として、「(100−D1)×2」が初期カウント値T2maxとしてセットされ、第2のタイマ50は、セットされた初期カウント値T2maxからカウント値T2をデクリメントする動作を開始し(ST10)、一連の処理は終了する(「エンド」)。
On the other hand, when the target duty ratio D1 is less than the duty ratio D0 as a result of the determination in process ST8, “(100−D1) × 2” is initially set as the count value T2 of the
引き続き、処理ST6にて、第1のタイマ48のカウント値T1が除算値d以上であると判断された場合について説明する。カウント値T1が除算値d以上であると判断されると、第1のタイマ48では、1回のデクリメントの動作においてカウント値T1から除算値dを減ずる処理がなされる(処理ST11)。そして、第2のタイマ50のカウント値T2が、「ゼロ」となっているか、すなわち、第2のタイマ50がカウントアップした状態であるのか、または第2のタイマ50がデクリメントの動作を行っている状態にあるのかが判断される(ST12)。
Next, a case will be described in which it is determined in process ST6 that the count value T1 of the
処理ST12で、第2のタイマ50がカウントアップしてない場合には、第2のタイマ50から正相PWM制御信号生成手段51に対し第1の通知信号が供給され、正相PWM制御信号生成手段51からは、正相PWM制御信号PP0として「オフ信号(=0)」が出力されるとともに、第2のタイマ50のカウント値T2は1つデクリメントされ(ST13)、一連の処理は終了する(「エンド」)。
In the process ST12, when the
それに対し、処理ST12で、第2のタイマ50がカウントアップした状態の場合には、第2のタイマ50からは、第2の通知信号が出力され、正相PWM制御信号生成手段51からは、正相PWM制御信号PP0として「オン信号(=1)」が出力され、一連の処理は終了する(「エンド」)。なお、上記の「スタート」から「エンド」までの一連の処理は、クロック周期Tclごとに繰り返し行われ、本実施の形態において、クロック周期Tclは、250nsに設定されている。
On the other hand, in the process ST12, when the
次に、本実施の形態のモータ制御装置1の有する効果について図7および図8に基づき説明する。図7は、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0と一致するときの正相および逆相PWM制御信号(PP1、NP1)を示し、図8は、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0を超えるときの正相および逆相PWM制御信号(PP1、NP1)を示す。
Next, the effect which the
図7に示すように、本実施の形態のモータ制御装置1は、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0と一致するまでは、キャリア周期Tcaは一定の値に固定され、正相PWM制御信号PP1のオフ時間Toffおよび逆相PWM制御信号NP1のオン時間Tonは、目標デューティ比D1の増加にともない減少する。なお、逆相PWM制御信号NP1のオン時間Tonは、正相PWM制御信号PP1のオフ時間ToffからデットタイムdTを2回差し引いた時間となる。
As shown in FIG. 7, in the
キャリア周期Tcaが一定の値に固定された状態では、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0と一致するときに正相PWM制御信号PP1のオフ時間Toffおよび逆相PWM制御信号NP1のオン時間Tonとはそれぞれ最小の値となる。なお、本実施の形態では、最小の値となったときの逆相PWM制御信号NP1のオン時間Tonは「18μs」に設定されており、同期整流が有効に実施される。 In a state where the carrier cycle Tca is fixed to a constant value, when the target duty ratio D1 coincides with a predetermined duty ratio D0, the OFF time Toff of the normal phase PWM control signal PP1 and the ON phase of the negative phase PWM control signal NP1 Each time Ton is a minimum value. In the present embodiment, the on-time Ton of the negative phase PWM control signal NP1 when the value becomes the minimum value is set to “18 μs”, and the synchronous rectification is effectively performed.
そして、図8に示すように、目標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上の場合には、目標デューティ比D1に応じてPWM制御のキャリア周期Tcaは増減されるとともに、正相PWM制御信号PP1のオフ時間Toffは一定の時間に固定される。そのため、正相PWM制御信号PP1のオフ時間Toffを一定の時間に固定するとともに、キャリア周期Tcaを増減することにより、目標デューティ比D1に応じたPWM制御を行うことができる。 As shown in FIG. 8, when the target duty ratio D1 is equal to or greater than a predetermined duty ratio D0, the carrier cycle Tca of the PWM control is increased or decreased according to the target duty ratio D1, and the positive phase PWM control is performed. The off time Toff of the signal PP1 is fixed to a certain time. Therefore, the PWM control according to the target duty ratio D1 can be performed by fixing the off time Toff of the positive phase PWM control signal PP1 to a constant time and increasing / decreasing the carrier cycle Tca.
さらに、標デューティ比D1が予め定められたデューティ比D0以上の場合には、正相PWM制御信号PP1のオフ時間Toffとともに逆相PWM制御信号NP1のオン時間Tonは、同期整流を有効に実施することが可能な一定の時間に設定される。そのため、本実施の形態のモータ制御装置1は、目標デューティ比D1が高くなっても同期整流を有効に実施することが可能である。その結果、目標デューティ比D1が高いときでも、PWM制御によるスイッチ素子の損失を低減することができる。
Further, when the standard duty ratio D1 is equal to or greater than a predetermined duty ratio D0, the on-time Ton of the negative-phase PWM control signal NP1 together with the off-time Toff of the normal-phase PWM control signal PP1 effectively performs synchronous rectification. Is set to a certain time possible. Therefore, the
1 モータ制御装置
10 回転センサ
20 電流センサ
30 インバータ回路
31 ハーフブリッジ回路
32 ハーフブリッジ回路
33 ハーフブリッジ回路
31a スイッチ素子
31b スイッチ素子
32a スイッチ素子
32b スイッチ素子
33a スイッチ素子
33b スイッチ素子
40 制御信号生成手段
41 電流値指令手段
42 電流値検出手段
43 電流値比較手段
44 目標デューティ比決定手段
45 デューティ比メモリ
46 デューティ比比較手段
47 除数値算出手段
48 第1のタイマ(キャリア周期設定手段)
49 初期値設定手段
50 第2のタイマ(オフ時間設定手段)
51 正相PWM信号生成手段
52 逆相PWM信号生成手段
60 回転角度検出手段
61 通電信号生成手段
62 遅延手段
100 モータ装置
500 PWM信号生成手段
M ブラシレスモータ
U U相の電気巻線
V V相の電気巻線
W W相の電気巻線
C コンデンサ
B バッテリ
A アクセル操作手段
D ボディダイオード
DESCRIPTION OF
49 Initial value setting means 50 Second timer (off time setting means)
51 Normal-phase PWM signal generation means 52 Reverse-phase PWM signal generation means 60 Rotation angle detection means 61 Energization signal generation means 62 Delay means 100
Claims (2)
直流電源に接続されたハイサイドのスイッチ素子と、接地に接続されたローサイドのスイッチ素子からなるハーフブリッジ回路を複数有し、前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のオンオフにより、前記直流電源からの電流を前記モータに供給するインバータ回路と、
前記各ハーフブリッジ回路に備えられている前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のうち選択される一方のスイッチ素子に正相PWM制御信号を供給し、前記各ハーフブリッジ回路に備えられている前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のうち選択される他方のスイッチ素子に逆相PWM制御信号を供給する制御信号生成手段とを備え、
前記制御信号生成手段は、
目標デューティ比信号が予め定められたデューティ比未満の場合は、予め定められた第1のカウント時間を繰り返し計測し、前記目標デューティ比信号が前記予め定められたデューティ比以上の場合には、前記第1のカウント時間以上であり、かつ、前記目標デューティ比信号の増大に対応して増大し、前記目標デューティ比信号の減少に対応して減少する第2のカウント時間を繰り返し計測するキャリア周期設定手段と、
前記目標デューティ比信号が前記予め定められたデューティ比未満の場合には、前記目標デューティ比信号の増大に対応して減少し、前記目標デューティ比信号の減少に対応して増大する第3のカウント時間の計測を前記キャリア周期設定手段の計測の開始と略同時に開始し、前記目標デューティ比信号が前記予め定められたデューティ比以上の場合には、前記第3のカウント時間以下であり、かつ、予め定められた第4のカウント時間の計測を前記キャリア周期設定手段の前記第1または第2のカウント時間の計測の開始と略同時に開始し、前記第3または第4のカウント時間を計測しているときは第1の通知信号を出力し、前記第3または第4のカウント時間の計測を終了した後は第2の通知信号を出力するオフ時間設定手段と、
前記オフ時間設定手段から前記第1の通知信号が供給されているときオフ状態となり、前記オフ時間設定手段から前記第2の通知信号が供給されているときオン状態となる正相PWM制御信号を生成する正相PWM制御信号生成手段と、
前記正相PWM制御信号生成手段から供給される正相PWM制御信号に基づき、正相PWM制御信号に対し反転信号となる逆相PWM制御信号を生成する逆相PWM制御信号生成手段と、
前記正相および逆相PWM制御信号の立ち上がり信号を遅延させる遅延手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device that supplies current to the motor by PWM control,
A plurality of half-bridge circuits comprising a high-side switch element connected to a DC power source and a low-side switch element connected to ground, and the current from the DC power source is turned on and off by the high-side or low-side switch element. An inverter circuit for supplying to the motor;
A positive-phase PWM control signal is supplied to one of the high-side or low-side switch elements provided in each half-bridge circuit, and the high-side provided in each half-bridge circuit. Or a control signal generating means for supplying a reverse-phase PWM control signal to the other switch element selected from the low-side switch elements,
The control signal generating means
When the target duty ratio signal is less than the predetermined duty ratio, the first count time set in advance is repeatedly measured, and when the target duty ratio signal is greater than or equal to the predetermined duty ratio, Carrier cycle setting for repeatedly measuring a second count time that is equal to or longer than the first count time, increases in response to an increase in the target duty ratio signal, and decreases in response to a decrease in the target duty ratio signal Means,
When the target duty ratio signal is less than the predetermined duty ratio, a third count that decreases in response to an increase in the target duty ratio signal and increases in response to a decrease in the target duty ratio signal The measurement of time is started substantially simultaneously with the start of measurement of the carrier cycle setting means, and when the target duty ratio signal is equal to or greater than the predetermined duty ratio, it is equal to or less than the third count time, and The measurement of the predetermined fourth count time is started substantially simultaneously with the start of the measurement of the first or second count time of the carrier cycle setting means, and the third or fourth count time is measured. An off-time setting means for outputting a first notification signal when output, and outputting a second notification signal after finishing the measurement of the third or fourth count time;
A positive phase PWM control signal that is turned off when the first notification signal is supplied from the off time setting means and is turned on when the second notification signal is supplied from the off time setting means. Positive phase PWM control signal generating means for generating;
Based on the positive phase PWM control signal supplied from the positive phase PWM control signal generating means, a negative phase PWM control signal generating means for generating a negative phase PWM control signal that is an inverted signal with respect to the positive phase PWM control signal;
A motor control device comprising delay means for delaying a rising signal of the normal phase and reverse phase PWM control signals.
直流電源に接続されたハイサイドのスイッチ素子と、接地に接続されたローサイドのスイッチ素子からなるハーフブリッジ回路を複数有し、前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のオンオフにより、前記直流電源からの電流を前記モータに供給するインバータ回路と、
前記各ハーフブリッジ回路に備えられている前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のうち選択される一方のスイッチ素子に正相PWM制御信号を供給し、前記各ハーフブリッジ回路に備えられている前記ハイサイドまたはローサイドのスイッチ素子のうち選択される他方のスイッチ素子に逆相PWM制御信号を供給する制御信号生成手段とを備え、
前記制御信号生成手段は、
目標デューティ比信号が予め定められたデューティ比未満の場合は、予め定められた第1のカウント時間でオンオフし、前記目標デューティ比信号の増大に対応して減少し、前記目標デューティ比信号の減少に対応して増大する第3のカウント時間の間においてオフ状態となり、前記目標デューティ比信号が予め定められたデューティ比以上の場合は前記第1のカウント時間以上であり、かつ、前記目標デューティ比信号の増大に対応して増大し、前記目標デューティ比信号の減少に対応して減少する第2のカウント時間でオンオフし、前記第3のカウント時間以下であり、かつ、予め定められた第4のカウント時間の間においてオフ状態となる正相PWM制御信号を生成する正相PWM制御信号生成手段と、
前記正相PWM制御信号生成手段から供給される正相PWM制御信号に基づき、正相PWM制御信号に対し反転信号となる逆相PWM制御信号を生成する逆相PWM制御信号生成手段と、
前記正相および逆相PWM制御信号の立ち上がり信号を遅延させる遅延手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device that supplies current to the motor by PWM control,
A plurality of half-bridge circuits comprising a high-side switch element connected to a DC power source and a low-side switch element connected to ground, and the current from the DC power source is turned on and off by the high-side or low-side switch element. An inverter circuit for supplying to the motor;
A positive-phase PWM control signal is supplied to one of the high-side or low-side switch elements provided in each half-bridge circuit, and the high-side provided in each half-bridge circuit. Or a control signal generating means for supplying a reverse-phase PWM control signal to the other switch element selected from the low-side switch elements,
The control signal generating means
When the target duty ratio signal is less than a predetermined duty ratio, the target duty ratio signal is turned on / off at a predetermined first count time, and decreases in response to an increase in the target duty ratio signal, and the target duty ratio signal decreases. In an off state during a third count time that increases in response to, and when the target duty ratio signal is greater than or equal to a predetermined duty ratio, it is greater than or equal to the first count time and the target duty ratio It increases in response to an increase in the signal, turns on / off at a second count time that decreases in response to a decrease in the target duty ratio signal, is equal to or less than the third count time, and is a predetermined fourth time. A positive phase PWM control signal generating means for generating a positive phase PWM control signal that is in an OFF state during the count time of
Based on the positive phase PWM control signal supplied from the positive phase PWM control signal generating means, a negative phase PWM control signal generating means for generating a negative phase PWM control signal that is an inverted signal with respect to the positive phase PWM control signal;
A motor control device comprising delay means for delaying a rising signal of the normal phase and reverse phase PWM control signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009086511A JP5574612B2 (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Motor control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009086511A JP5574612B2 (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Motor control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010239814A true JP2010239814A (en) | 2010-10-21 |
JP5574612B2 JP5574612B2 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=43093653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009086511A Active JP5574612B2 (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Motor control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5574612B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020066182A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 日本電産株式会社 | Driving control device, driving device, and power steering device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6231376A (en) * | 1985-07-30 | 1987-02-10 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Pwm inverter |
JPS63240376A (en) * | 1987-03-24 | 1988-10-06 | Semiconductor Res Found | Triangular wave comparison type pwm power converter |
JP2004135411A (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sony Corp | Motor driving circuit |
JP2006280072A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | Pwm control circuit |
JP2009033859A (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Toyota Motor Corp | Voltage converter |
-
2009
- 2009-03-31 JP JP2009086511A patent/JP5574612B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6231376A (en) * | 1985-07-30 | 1987-02-10 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Pwm inverter |
JPS63240376A (en) * | 1987-03-24 | 1988-10-06 | Semiconductor Res Found | Triangular wave comparison type pwm power converter |
JP2004135411A (en) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Sony Corp | Motor driving circuit |
JP2006280072A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | Pwm control circuit |
JP2009033859A (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Toyota Motor Corp | Voltage converter |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020066182A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 日本電産株式会社 | Driving control device, driving device, and power steering device |
JPWO2020066182A1 (en) * | 2018-09-27 | 2021-09-16 | 日本電産株式会社 | Drive control device, drive device and power steering device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5574612B2 (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8841876B2 (en) | Control of an electrical machine | |
JP6067105B2 (en) | Power conversion apparatus, motor drive apparatus including the same, blower including the same, compressor, air conditioner including them, refrigerator, and refrigerator | |
US8604732B2 (en) | Inverter unit | |
JP6206502B2 (en) | Power conversion device and power conversion method | |
US8237396B2 (en) | Motor driving device, and control method of motor driving device | |
JP6217554B2 (en) | Inverter device | |
JP2008141828A (en) | Motor driving device and motor driving method | |
EP3109990B1 (en) | Semiconductor devices and methods for dead time optimization | |
US8912744B2 (en) | Method and apparatus for dynamically adjusting a dead time of brushless direct current motor during a phase change | |
JP2009130954A (en) | Power converter | |
Achary et al. | A simple voltage modulator scheme for torque ripple minimization in a permanent magnet brushless DC motor | |
JP2005510998A (en) | Circuit equipment for operating electrical machines | |
JP2008271612A (en) | Motor control circuit | |
JP5574612B2 (en) | Motor control device | |
JP5714806B2 (en) | Motor control device | |
JP5966980B2 (en) | Rotating electric machine for vehicles | |
WO2020059814A1 (en) | Motor control device, motor system and inverter control method | |
JP6150694B2 (en) | Brushless motor drive device | |
US9923506B1 (en) | Motor control system and method for implementing a direct on-off communication control routine | |
JP2004364381A (en) | Motor drive device | |
JP2008259360A (en) | Energization control circuit for brushless motor | |
JP5496517B2 (en) | Motor control circuit | |
CN114285334B (en) | Motor system | |
JP2010252595A (en) | Motor drive | |
JP6702210B2 (en) | Power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130416 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140624 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140701 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5574612 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |