JP2013070468A - Drive unit of brushless motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make step-out hard to occur in a transient state of a brushless motor.SOLUTION: In a slow speed operation region where a brushless motor is rotationally driven below a first rotation speed N1, an energizing mode is switched according to a comparison result between a phase voltage of a non-energizing phase and a threshold. In a middle speed operation region where the brushless motor is rotationally driven at or above the first rotation speed N1 and at or below a second rotation speed N2, the energizing mode is switched when a second condition that the phase voltage of the non-energizing phase crosses a reference voltage is established and the time required for rotation at a prescribed angle from the state elapses or when a first condition that the phase voltage of the non-energizing phase crosses a prescribed voltage is established (S362-S368). Also, in a high speed operation region where the brushless motor is rotationally driven faster than the second rotation speed N2, the energizing mode is switched when the second condition that the phase voltage of the non-energizing phase crosses the reference voltage is established (S362, S369).

Description

本発明は、ブラシレスモータの駆動装置に関する。   The present invention relates to a brushless motor driving apparatus.

センサレスでブラシレスモータを駆動する技術として、特開平11−341869号公報(特許文献1)に記載されているように、非通電相の誘起電圧(磁気飽和電圧)と所定電圧とを比較して、各相に対する通電モードを順次切り替える技術が提案されている。   As a technique for driving a brushless motor without a sensor, as described in JP-A-11-341869 (Patent Document 1), an induced voltage (magnetic saturation voltage) of a non-conduction phase is compared with a predetermined voltage, A technique for sequentially switching the energization mode for each phase has been proposed.

特開平11−341869号公報JP-A-11-341869

ところで、誘起電圧と比較される所定電圧は、通電モードの切り替え周期から演算されたモータ回転速度に応じて設定されるため、時間的な遅れを伴っている。このため、モータの指示回転速度が急変する過渡状態において、実際の回転速度(実回転速度)と演算された回転速度との間に乖離が生じるおそれがあった。   By the way, since the predetermined voltage compared with the induced voltage is set according to the motor rotation speed calculated from the switching period of the energization mode, it involves a time delay. For this reason, in a transient state in which the command rotational speed of the motor changes suddenly, there is a possibility that a deviation occurs between the actual rotational speed (actual rotational speed) and the calculated rotational speed.

そこで、本発明は従来技術の問題点に鑑み、過渡状態においても前記乖離を抑制し、脱調などが起こり難くした、ブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, in view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a brushless motor drive device that suppresses the divergence even in a transient state and hardly causes step-out.

このため、ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置は、複数の通電モード切替手段を持ち、ブラシレスモータの回転状態に応じて通電モードの切替手法を変更する。   For this reason, the brushless motor drive device that rotationally drives the brushless motor has a plurality of energization mode switching means, and changes the energization mode switching method according to the rotation state of the brushless motor.

過渡状態において脱調などが起こり難くすることができる。   Step-out and the like can be made difficult to occur in a transient state.

自動車AT(Automatic Transmission)用油圧ポンプシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a hydraulic pump system for an automobile AT (Automatic Transmission). モータ制御装置及びブラシレスモータの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of a motor control apparatus and a brushless motor. 制御器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a controller. ブラシレスモータの通電パターンを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the electricity supply pattern of a brushless motor. ブラシレスモータの駆動制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the drive control of a brushless motor. ブラシレスモータを駆動するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which drives a brushless motor. ブラシレスモータを駆動するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which drives a brushless motor. 目標モータ回転速度を設定するマップの説明図である。It is explanatory drawing of the map which sets a target motor rotational speed. デューティ比の制限値を設定する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of setting the limiting value of a duty ratio. デューティ比の制限値を設定する他の方法の説明図である。It is explanatory drawing of the other method which sets the limiting value of a duty ratio. 非通電相の誘起電圧とデューティ比との相関の説明図である。It is explanatory drawing of the correlation with the induced voltage and duty ratio of a non-energized phase. 非通電相の相端子電圧検出期間の説明図である。It is explanatory drawing of the phase terminal voltage detection period of a non-energized phase. ブラシレスモータが所定角度回転したか否かを判定する所定値を設定するマップの説明図である。It is explanatory drawing of the map which sets the predetermined value which determines whether the brushless motor rotated the predetermined angle. モータの実回転速度が急激に減少した場合の問題点及び解決方法を示し、(A)は誤差が発生する原因の説明図、(B)はその解決方法の説明図である。Problems and solutions when the actual rotational speed of the motor is suddenly reduced are shown. (A) is an explanatory diagram of the cause of the error, and (B) is an explanatory diagram of the solution. モータの実回転速度が急激に増加した場合の問題点及び解決方法を示し、(A)は誤差が発生する原因の説明図、(B)はその解決方法の説明図である。A problem and a solution when the actual rotational speed of the motor suddenly increases are shown, (A) is an explanatory diagram of the cause of the error, and (B) is an explanatory diagram of the solution.

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、ブラシレスモータの駆動装置の適用対象の一例である、自動車AT用油圧ポンプシステムの概略構成を示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hydraulic pump system for an automobile AT, which is an example of an application target of a brushless motor drive device.

自動車AT用油圧ポンプシステムでは、変速機7及びアクチュエータ8にオイルを供給するオイルポンプとして、エンジン(図示せず)の出力により駆動される機械式オイルポンプ6と、モータで駆動される電動オイルポンプ1と、を備えている。   In the automobile AT hydraulic pump system, as an oil pump for supplying oil to the transmission 7 and the actuator 8, a mechanical oil pump 6 driven by an output of an engine (not shown) and an electric oil pump driven by a motor. 1 is provided.

また、エンジンの制御システムは、自動停止条件の成立時にエンジンを停止し、自動始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドルストップ制御機能を備えている。そして、アイドルストップによってエンジンが停止している間は、機械式オイルポンプ6もその動作を停止するため、アイドルストップ中は、電動オイルポンプ1を作動させて、変速機7及びアクチュエータ8に対するオイルの供給を行う。   The engine control system also includes an idle stop control function that stops the engine when the automatic stop condition is satisfied and restarts the engine when the automatic start condition is satisfied. Since the mechanical oil pump 6 also stops its operation while the engine is stopped due to the idle stop, the oil pump 1 and the actuator 8 are supplied with oil by operating the electric oil pump 1 during the idle stop. Supply.

電動オイルポンプ1は、直結したブラシレスモータ(3相同期電動機)2により駆動される。ブラシレスモータ2は、モータ制御装置(MCU)3により、AT制御装置(ATCU)4からの指令に基づいて制御される。   The electric oil pump 1 is driven by a directly connected brushless motor (three-phase synchronous motor) 2. The brushless motor 2 is controlled by a motor control unit (MCU) 3 based on a command from an AT control unit (ATCU) 4.

モータ制御装置(駆動装置)3は、ブラシレスモータ2を駆動制御して電動オイルポンプ1を駆動し、オイルパン10のオイルを、オイル配管5を介して変速機7及びアクチュエータ8に供給する。   The motor control device (drive device) 3 drives and controls the brushless motor 2 to drive the electric oil pump 1, and supplies oil from the oil pan 10 to the transmission 7 and the actuator 8 via the oil pipe 5.

エンジン運転中は、エンジン駆動の機械式オイルポンプ6により、変速機7及びアクチュエータ8にオイル配管9を介してオイルパン10のオイルが供給され、このとき、ブラシレスモータ2はオフ状態(停止状態)であって、逆止弁11によって電動オイルポンプ1に向かうオイルの流れは遮断される。   During engine operation, the oil in the oil pan 10 is supplied to the transmission 7 and the actuator 8 via the oil pipe 9 by the engine-driven mechanical oil pump 6, and at this time, the brushless motor 2 is turned off (stopped). In addition, the flow of oil toward the electric oil pump 1 is blocked by the check valve 11.

エンジンがアイドルストップすると、機械式オイルポンプ6の回転速度が低下してオイル配管9の油圧が低下するので、エンジンのアイドルストップに同期して、AT制御装置4がモータ起動の指令をモータ制御装置3に向けて送信する。   When the engine is idle stopped, the rotational speed of the mechanical oil pump 6 is decreased and the oil pressure of the oil pipe 9 is decreased. Therefore, the AT control device 4 issues a motor start command in synchronization with the engine idle stop. Send to 3

起動指令を受けたモータ制御装置3は、ブラシレスモータ2を起動させて電動オイルポンプ1を回転させ、電動オイルポンプ1によるオイルの供給を開始させる。
そして、機械式オイルポンプ6の吐出圧が低下する一方で、電動オイルポンプ1の吐出圧が逆止弁11の開弁圧を超えるようになると、オイルは、オイル配管5、電動オイルポンプ1、逆止弁11、変速機7・アクチュエータ8、オイルパン10の経路を通って循環する。
Upon receiving the start command, the motor control device 3 starts the brushless motor 2 to rotate the electric oil pump 1 and starts supplying oil by the electric oil pump 1.
When the discharge pressure of the mechanical oil pump 6 decreases while the discharge pressure of the electric oil pump 1 exceeds the valve opening pressure of the check valve 11, the oil is supplied to the oil pipe 5, the electric oil pump 1, It circulates through the path of the check valve 11, the transmission 7, the actuator 8, and the oil pan 10.

なお、本実施形態では、ブラシレスモータ2が、油圧ポンプシステムの電動オイルポンプ1を駆動するが、この他、ハイブリッド車両などにおいてエンジンの冷却水の循環に用いる電動ウォータポンプを駆動するブラシレスモータなどであってもよく、ブラシレスモータ2が駆動する対象機器をオイルポンプに限定するものでない。   In this embodiment, the brushless motor 2 drives the electric oil pump 1 of the hydraulic pump system. In addition to this, a brushless motor that drives an electric water pump used for circulating engine cooling water in a hybrid vehicle or the like. The target device driven by the brushless motor 2 is not limited to the oil pump.

図2は、モータ制御装置3及びブラシレスモータ2の詳細を示す。
モータ制御装置3は、モータ駆動回路212とコンピュータを内蔵した制御器213とを有し、制御器213はAT制御装置4との間で通信を行う。
FIG. 2 shows details of the motor control device 3 and the brushless motor 2.
The motor control device 3 has a motor drive circuit 212 and a controller 213 with a built-in computer, and the controller 213 communicates with the AT control device 4.

ブラシレスモータ2は、3相DC(Direct Current)ブラシレスモータ(3相同期電動機)であり、U相,V相及びW相の3相巻線215u,215v,215wを、図示しない円筒状の固定子に巻き回し、その固定子の中央部に形成した空間に永久磁石回転子(ロータ)216を回転可能に備える。   The brushless motor 2 is a three-phase DC (Direct Current) brushless motor (three-phase synchronous motor), and a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase winding 215u, 215v, 215w is connected to a cylindrical stator (not shown). And a permanent magnet rotor (rotor) 216 is rotatably provided in a space formed at the center of the stator.

モータ駆動回路212は、逆並列のダイオード218a〜218fを含んでなるスイッチング素子217a〜217fを3相ブリッジ接続した回路と電源回路219とを有しており、スイッチング素子217a〜217fは、例えば、FET(Field Effect Transistor)で構成される。   The motor drive circuit 212 includes a circuit in which switching elements 217a to 217f including antiparallel diodes 218a to 218f are connected in a three-phase bridge and a power supply circuit 219. The switching elements 217a to 217f are, for example, FETs (Field Effect Transistor)

スイッチング素子217a〜217fの制御端子(ゲート端子)は、制御器213に接続され、スイッチング素子217a〜217fのオン/オフは、制御器213によるパルス幅変調(PWM)動作で制御される。   The control terminals (gate terminals) of the switching elements 217a to 217f are connected to the controller 213, and on / off of the switching elements 217a to 217f is controlled by a pulse width modulation (PWM) operation by the controller 213.

制御器213は、ブラシレスモータ2の印加電圧(入力電圧)を演算し、この印加電圧に基づいてモータ駆動回路212に出力するパルス幅変調信号(PWM信号)を生成する回路である。制御器213は、図3に示すように、PWM発生器251、ゲート信号切替器252、通電モード決定器253、比較器254、電圧閾値切替器255、電圧閾値学習器256及び非通電相電圧選択器257を有する。   The controller 213 is a circuit that calculates an applied voltage (input voltage) of the brushless motor 2 and generates a pulse width modulation signal (PWM signal) to be output to the motor drive circuit 212 based on the applied voltage. As shown in FIG. 3, the controller 213 includes a PWM generator 251, a gate signal switch 252, an energization mode determiner 253, a comparator 254, a voltage threshold switch 255, a voltage threshold learner 256, and a non-energized phase voltage selector. A container 257.

PWM発生器251は、印加電圧指令(指令電圧)に基づいて、パルス幅変調されたPWM波を発生する回路である。
通電モード決定器253は、モータ駆動回路212の通電モード(スイッチングモード)を決定するモード指令信号を順次出力するデバイスであって、比較器254が出力するモード切替トリガ信号をトリガとして通電モードを6通りに切り替える。なお、通電モードとは、3相のうちでパルス電圧を印加する2相の選択パターンを示す。
The PWM generator 251 is a circuit that generates a pulse wave modulated PWM wave based on an applied voltage command (command voltage).
The energization mode determiner 253 is a device that sequentially outputs a mode command signal for determining the energization mode (switching mode) of the motor drive circuit 212, and the energization mode is set to 6 by using the mode switching trigger signal output from the comparator 254 as a trigger. Switch to the street. The energization mode indicates a two-phase selection pattern in which a pulse voltage is applied among the three phases.

ゲート信号切替器252は、モータ駆動回路212の各スイッチング素子217a〜217fがどのような動作でスイッチングするかを、通電モード決定器253の出力であるモード指令信号に基づいて決定し、この決定に従って、6つのゲートパルス信号をモータ駆動回路212に出力する。   The gate signal switching unit 252 determines the operation by which each of the switching elements 217a to 217f of the motor drive circuit 212 is switched based on the mode command signal that is the output of the energization mode determination unit 253, and according to this determination , Six gate pulse signals are output to the motor drive circuit 212.

電圧閾値切替器255は、非通電相のパルス誘起電圧と閾値との比較に基づいて通電モードの切り替え制御における閾値を順次切り替えて発生する回路であって、閾値の切り替えタイミングは、通電モード決定器253の出力であるモード指令信号に基づいて決定される。   The voltage threshold value switching unit 255 is a circuit that sequentially generates and switches threshold values in the energization mode switching control based on the comparison between the pulse induced voltage of the non-energized phase and the threshold value. It is determined based on a mode command signal which is an output of H.253.

非通電相電圧選択器257は、モード指令信号に従って、ブラシレスモータ2の3相端子電圧Vu,Vv,Vwの中から非通電相の電圧の検出値を選択し、比較器254及び電圧閾値学習器256に出力する回路である。なお、非通電相の端子電圧は、厳密にはグランドGND−端子間の電圧であるが、本実施形態では、中性点の電圧を別途検出し、この中性点の電圧とGND−端子間電圧との差を求めて、端子電圧Vu,Vv,Vwとしている。   The non-conduction phase voltage selector 257 selects a detection value of the non-conduction phase voltage from the three-phase terminal voltages Vu, Vv, Vw of the brushless motor 2 in accordance with the mode command signal, and the comparator 254 and the voltage threshold learning device 256 is a circuit to output to 256. The terminal voltage of the non-conduction phase is strictly a voltage between the ground GND and the terminal, but in the present embodiment, a neutral point voltage is separately detected, and the neutral point voltage and the GND-terminal are detected. The terminal voltages Vu, Vv, and Vw are obtained by obtaining the difference from the voltage.

比較器254は、電圧閾値切替器255が出力する閾値と非通電相電圧選択器257が出力する非通電相の電圧検出値(パルス誘起電圧の検出値)とを比較することで、通電モードの切り替えタイミングを判定し、この判定結果に基づいて、通電モード決定器253にモード切替トリガを出力する。なお、パルス誘起電圧は、2相に対するパルス電圧の印加によって非通電相に誘起される電圧であって、回転子の位置(磁極位置)により磁気回路の飽和状態が変化することから、回転子の位置に応じた誘起電圧が非通電相に発生することになり、非通電相の誘起電圧から回転子の位置を推定して、通電モードの切り替えタイミングを検出することができる。   The comparator 254 compares the threshold value output from the voltage threshold value switch 255 with the voltage detection value (detection value of the pulse induced voltage) of the non-conduction phase voltage output from the non-conduction phase voltage selector 257, thereby The switching timing is determined, and a mode switching trigger is output to the energization mode determiner 253 based on the determination result. The pulse-induced voltage is a voltage induced in the non-conducting phase by applying a pulse voltage for two phases, and the saturation state of the magnetic circuit changes depending on the position of the rotor (magnetic pole position). An induced voltage corresponding to the position is generated in the non-energized phase, and the position of the rotor can be estimated from the induced voltage of the non-energized phase to detect the switching timing of the energized mode.

また、電圧閾値学習器256は、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる閾値を更新して記憶するデバイスである。切り替えタイミングの判定のために検出する非通電相のパルス誘起電圧は、ブラシレスモータ2の製造ばらつき、電圧検出回路の検出ばらつきなどによって変動するため、この誘起電圧のばらつきに対して、閾値として固定値を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤って判定することになってしまう。そこで、電圧閾値学習器256は、通電モードの切り替えタイミングに相当する磁極位置でのパルス誘起電圧を検出することで、閾値を実際の切り替えタイミングで発生する誘起電圧に近づける補正を行い、電圧閾値切替器255が記憶している閾値を、補正結果に置き換える。   The voltage threshold value learning unit 256 is a device that updates and stores a threshold value used for determination of switching timing of the energization mode. Since the pulse induced voltage of the non-energized phase detected for the determination of the switching timing varies due to manufacturing variations of the brushless motor 2, detection variations of the voltage detection circuit, and the like, a fixed value is set as a threshold for the variation of the induced voltage. If is used, the switching timing of the energization mode is erroneously determined. Therefore, the voltage threshold learning unit 256 detects the pulse induced voltage at the magnetic pole position corresponding to the switching timing of the energization mode, thereby correcting the threshold to be close to the induced voltage generated at the actual switching timing, and the voltage threshold switching The threshold value stored in the device 255 is replaced with the correction result.

図4は、各通電モードにおける各相への電圧印加状態を示す。
通電モードは、電気角60degごとに順次切り替わる6通りの通電モード(1)〜(6)からなり、各通電モード(1)〜(6)において、3相から選択された2相に対してパルス電圧(パルス状の電圧)を印加する。
FIG. 4 shows a voltage application state to each phase in each energization mode.
The energization mode is composed of six energization modes (1) to (6) that are sequentially switched every 60 degrees of electrical angle. In each energization mode (1) to (6), a pulse is applied to two phases selected from three phases. Apply voltage (pulse voltage).

本実施形態では、U相のコイルの角度位置を、回転子(磁極)の基準位置(角度0deg)とし、通電モード(3)から通電モード(4)への切り替えを行う回転子の角度位置(磁極位置)を30degに、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替えを行う回転子の角度位置を90degに、通電モード(5)から通電モード(6)への切り替えを行う回転子の角度位置を150degに、通電モード(6)から通電モード(1)への切り替えを行う回転子の角度位置を210degに、通電モード(1)から通電モード(2)への切り替えを行う回転子の角度位置を270degに、通電モード(2)から通電モード(3)への切り替えを行う回転子の角度位置を330degに設定している。   In the present embodiment, the angular position of the rotor that performs switching from the energization mode (3) to the energization mode (4) with the angular position of the U-phase coil as the reference position (angle 0 deg) of the rotor (magnetic pole). Rotor for switching from energization mode (5) to energization mode (6) to 30 deg for the magnetic pole position), 90 deg for the angular position of the rotor that switches from energization mode (4) to energization mode (5) The angle position of the rotor is switched to 150 deg, the angle position of the rotor that switches from the energization mode (6) to the energization mode (1) is set to 210 deg, and the rotor that switches from the energization mode (1) to the energization mode (2) Is set to 270 deg, and the angular position of the rotor for switching from the energization mode (2) to the energization mode (3) is set to 330 deg.

通電モード(1)は、スイッチング素子217a及びスイッチング素子217dをオン制御し、他を全てオフとすることで、U相に中性点に対して電圧Vを印加し、V相に中性点に対して電圧―Vを印加し、U相からV相に向けて電流を流す。   In the energization mode (1), the switching element 217a and the switching element 217d are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the neutral point in the U phase and the neutral point in the V phase. On the other hand, a voltage −V is applied, and a current flows from the U phase toward the V phase.

通電モード(2)は、スイッチング素子217a及びスイッチング素子217fをオン制御し、他を全てオフとすることで、U相に中性点に対して電圧Vを印加し、W相に中性点に対して電圧―Vを印加し、U相からW相に向けて電流を流す。   In the energization mode (2), the switching element 217a and the switching element 217f are turned on, and all others are turned off, whereby the voltage V is applied to the neutral point in the U phase and the neutral point in the W phase. On the other hand, a voltage −V is applied, and a current flows from the U phase to the W phase.

通電モード(3)は、スイッチング素子217c及びスイッチング素子217fをオン制御し、他を全てオフとすることで、V相に中性点に対して電圧Vを印加し、W相に中性点に対して電圧―Vを印加し、V相からW相に向けて電流を流す。   In the energization mode (3), the switching element 217c and the switching element 217f are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the neutral point in the V phase and the neutral point in the W phase. On the other hand, a voltage −V is applied, and a current flows from the V phase toward the W phase.

通電モード(4)は、スイッチング素子217b及びスイッチング素子217cをオン制御し、他を全てオフとすることで、V相に中性点に対して電圧Vを印加し、U相に中性点に対して電圧―Vを印加し、V相からU相に向けて電流を流す。   In the energization mode (4), the switching element 217b and the switching element 217c are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the neutral point in the V phase and the neutral point in the U phase. On the other hand, a voltage −V is applied, and a current flows from the V phase to the U phase.

通電モード(5)は、スイッチング素子217b及びスイッチング素子217eをオン制御し、他を全てオフとすることで、W相に中性点に対して電圧Vを印加し、U相に中性点に対して電圧―Vを印加し、W相からU相に向けて電流を流す。   In the energization mode (5), the switching element 217b and the switching element 217e are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the neutral point in the W phase and the neutral point in the U phase. On the other hand, a voltage −V is applied, and a current flows from the W phase to the U phase.

通電モード(6)は、スイッチング素子217e及びスイッチング素子217dをオン制御し、他を全てオフとすることで、W相に中性点に対して電圧Vを印加し、V相に中性点に対して電圧―Vを印加し、W相からV相に向けて電流を流す。   In the energization mode (6), the switching element 217e and the switching element 217d are turned on, and all others are turned off, so that the voltage V is applied to the neutral point in the W phase and the neutral point in the V phase. On the other hand, a voltage −V is applied, and a current flows from the W phase toward the V phase.

なお、このような通電制御の場合、例えば、通電モード(1)では、スイッチング素子217a及びスイッチング素子217dをオン制御し、他を全てオフとすることで、U相に電圧Vを印加し、V相に電圧―Vを印加し、U相からV相に向けて電流を流すようにしたが、下段のスイッチング素子217dを駆動するPWM波と逆位相のPWM波で上段のスイッチング素子217cを駆動し、下段のスイッチング素子217dがオンであるときに、上段のスイッチング素子217cをオフさせ、下段のスイッチング素子217dがオフであるときに、上段のスイッチング素子217cをオンさせるようにする相補制御方式で、各通電モード(1)〜(6)での通電制御を行わせることができる。   In the case of such energization control, for example, in the energization mode (1), the switching element 217a and the switching element 217d are turned on, and all others are turned off to apply the voltage V to the U phase, A voltage -V was applied to the phase, and a current was allowed to flow from the U phase to the V phase, but the upper switching element 217c was driven with a PWM wave having a phase opposite to that of the PWM wave that drives the lower switching element 217d. In the complementary control system, the upper switching element 217c is turned off when the lower switching element 217d is on, and the upper switching element 217c is turned on when the lower switching element 217d is off. It is possible to perform energization control in each energization mode (1) to (6).

このように、6つの通電モード(1)〜(6)を、電気角60degごとに切り替えることで、各スイッチング素子217a〜217fを、240degごとに120deg間通電することから、図4に示すような通電方式は120度通電方式と呼ばれる。   Thus, by switching the six energization modes (1) to (6) every electrical angle of 60 deg, each switching element 217 a to 217 f is energized for 120 deg every 240 deg, as shown in FIG. 4. The energization method is called a 120 degree energization method.

図5は、モータ制御装置3によるブラシレスモータ2の駆動制御の概要を示す。
ステップ301(図では「S301」と略記する。以下同様。)では、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる閾値の学習条件、換言すれば、電圧閾値学習器256の作動条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、電源投入直後、又は、電動オイルポンプ1の停止直後など、ブラシレスモータ2の駆動要求が発生していないことを、閾値の学習条件とする。そして、学習条件が成立していれば、ステップ302へと進んで、閾値の学習を実施する。
FIG. 5 shows an outline of drive control of the brushless motor 2 by the motor control device 3.
In step 301 (abbreviated as “S301” in the figure, the same applies hereinafter), whether or not the threshold learning condition used for determining the switching timing of the energization mode, in other words, the operating condition of the voltage threshold learning unit 256 is satisfied. Determine whether. Specifically, the threshold learning condition is that a request for driving the brushless motor 2 is not generated immediately after the power is turned on or immediately after the electric oil pump 1 is stopped. If the learning condition is satisfied, the routine proceeds to step 302 where threshold learning is performed.

以下に、閾値の学習処理の一例を示す。
例えば、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替え判定に用いる閾値V4-5を学習する場合には、まず、永久磁石回転子216を通電モード(3)に対応する角度に位置決めする。通電モード(3)に対応する印加電圧、即ち、Vu=0、Vv=Vin、Vw=−Vinを各相に加えると、U相,V相及びW相の合成磁束に永久磁石回転子216が引かれることでトルクが発生し、永久磁石回転子216のN極が、角度90degまで回転することになる。そして、通電モード(3)に対応する電圧印加を行ってから、永久磁石回転子216が角度90degまで回転するのに要する時間の経過を待って、角度90degへの位置決めが完了したものと推定する。
An example of the threshold learning process is shown below.
For example, when learning the threshold value V4-5 used for determining switching from the energization mode (4) to the energization mode (5), the permanent magnet rotor 216 is first positioned at an angle corresponding to the energization mode (3). . When an applied voltage corresponding to the energization mode (3), that is, Vu = 0, Vv = Vin, Vw = −Vin is applied to each phase, the permanent magnet rotor 216 is added to the combined magnetic flux of the U phase, the V phase, and the W phase. When pulled, torque is generated, and the north pole of the permanent magnet rotor 216 rotates to an angle of 90 deg. Then, after the voltage application corresponding to the energization mode (3) is performed, it is estimated that the positioning to the angle of 90 deg is completed after the time required for the permanent magnet rotor 216 to rotate to the angle of 90 deg. .

なお、通電モード(3)に対応する相通電を行った場合に永久磁石回転子216が引き付けられる角度90degは、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替えを行う角度位置である。   The angle 90 deg at which the permanent magnet rotor 216 is attracted when the phase energization corresponding to the energization mode (3) is performed is an angular position for switching from the energization mode (4) to the energization mode (5).

角度90degへの永久磁石回転子216の位置決めが完了すると、次いで、通電モード(3)に対応する電圧印加パターンから、通電モード(4)に対応する電圧印加パターン、即ち、Vu=−Vin、Vv=Vin、Vw=0に切り替える。そして、通電モード(3)に対応する印加電圧から通電モード(4)に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード(4)での非通電相であるW相の端子電圧Vwを検出し、この端子電圧Vwに基づいて、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替え判定に用いる閾値V4-5を更新して記憶する。   When the positioning of the permanent magnet rotor 216 to the angle of 90 deg is completed, the voltage application pattern corresponding to the energization mode (4) from the voltage application pattern corresponding to the energization mode (3), that is, Vu = −Vin, Vv. = Vin, Vw = 0. Then, immediately after switching from the applied voltage corresponding to the energization mode (3) to the applied voltage corresponding to the energization mode (4), the terminal voltage Vw of the W phase that is a non-energized phase in the energization mode (4) is detected. Based on this terminal voltage Vw, the threshold value V4-5 used for switching determination from the energization mode (4) to the energization mode (5) is updated and stored.

即ち、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替えは、前述のように、角度90degで行わせるように設定されていて、角度90degになったか否か、換言すれば、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替えタイミングになったか否かは、通電モード(4)における非通電相であるW相の端子電圧Vwに基づいて判定する。   That is, the switching from the energization mode (4) to the energization mode (5) is set so as to be performed at an angle of 90 deg as described above, in other words, whether the angle is 90 deg. Whether or not the timing for switching from 4) to energization mode (5) has come is determined based on the terminal voltage Vw of the W phase that is the non-energization phase in energization mode (4).

ここで、通電モード(3)に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替えを行う角度位置(90deg)に位置決めすることができ、この状態で通電モード(3)から通電モード(4)に切り替えれば、通電モード(4)に切り替えた直後のW相の端子電圧Vwは、角度位置90degにおける非通電相の端子電圧Vを示すことになる。   Here, by continuing the applied voltage corresponding to the energization mode (3), it is possible to position at the angular position (90 deg) for switching from the energization mode (4) to the energization mode (5). When switching from the energization mode (3) to the energization mode (4), the W-phase terminal voltage Vw immediately after switching to the energization mode (4) indicates the terminal voltage V of the non-energization phase at the angular position of 90 deg.

そこで、通電モード(3)に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード(4)に切り替えた直後におけるW相の端子電圧Vwに基づいて、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替え判定に用いる閾値V4-5を更新して記憶する。そして、通電モード(4)の非通電相であるW相の端子電圧Vwが、閾値V4-5を横切ったときに(W相の端子電圧Vw=閾値V4-5になったとき)、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替えを実行させるようにする。   Therefore, the energization mode (4) to the energization mode (5) based on the W-phase terminal voltage Vw immediately after switching from the state in which the applied voltage corresponding to the energization mode (3) is continued to the energization mode (4). The threshold value V4-5 used for the determination of switching to is updated and stored. When the W-phase terminal voltage Vw, which is the non-energized phase in the energization mode (4), crosses the threshold V4-5 (when the W-phase terminal voltage Vw = the threshold V4-5), the energization mode Switching from (4) to energization mode (5) is executed.

他の通電モードの切り替えに用いる閾値も同様にして、更新学習を行える。
なお、閾値の更新処理においては、通電モードの切り替えを行う角度位置での非通電相の端子電圧Vを、そのまま閾値として記憶させてもよいし、前回までの閾値と今回求めた非通電相の端子電圧Vとの加重平均値を新たな閾値として記憶させてもよいし、更に、過去複数回に亘って求めた非通電相の端子電圧Vの移動平均値を新たな閾値として記憶させてもよい。
Update learning can be performed in the same manner for threshold values used for switching other energization modes.
In the threshold update process, the terminal voltage V of the non-energized phase at the angular position at which the energization mode is switched may be stored as a threshold as it is, or the previous threshold value and the non-energized phase obtained this time may be stored. The weighted average value with the terminal voltage V may be stored as a new threshold value, and furthermore, the moving average value of the terminal voltage V of the non-conduction phase obtained over a plurality of past times may be stored as a new threshold value. Good.

また、今回求めた非通電相の端子電圧Vが、予め記憶している正常範囲内の値であれば、今回求めた非通電相の端子電圧Vに基づく閾値の更新を行い、正常範囲から外れている場合には、今回求めた非通電相の端子電圧Vに基づく閾値の更新を禁止し、閾値を前回値のまま保持させるとよい。   Further, if the terminal voltage V of the non-energized phase obtained this time is a value within the normal range stored in advance, the threshold value is updated based on the terminal voltage V of the non-energized phase obtained this time, and the terminal voltage V is out of the normal range. If it is, update of the threshold value based on the terminal voltage V of the non-conducting phase obtained this time is prohibited, and the threshold value may be held as the previous value.

さらに、閾値の初期値として設計値を記憶させておき、閾値の学習を1度も経験していない未学習状態では、閾値として初期値(設計値)を用いて通電モードの切り替えタイミングを判定させるようにする。   Further, the design value is stored as the initial value of the threshold value, and in the unlearned state where the threshold value has never been learned, the switching value of the energization mode is determined using the initial value (design value) as the threshold value. Like that.

非通電相の電圧が基準電圧に対してマイナス側に振れる(1)→(2)、(3)→(4)、(5)→(6)のモード切替において共通の閾値を設定し、非通電相の電圧が基準電圧に対してプラス側に振れる(2)→(3)、(4)→(5)、(6)→(1)のモード切替において共通の閾値を設定することができる。   The voltage of the non-conduction phase fluctuates to the negative side with respect to the reference voltage. A common threshold is set in the mode switching from (1) → (2), (3) → (4), (5) → (6). A common threshold can be set in the mode switching from (2) → (3), (4) → (5), (6) → (1) with the energized phase voltage swinging to the plus side with respect to the reference voltage. .

例えば、前述のようにして学習した閾値V4-5を、(2)→(3)、(4)→(5)、(6)→(1)のモード切替において共通の閾値とし、(1)→(2)、(3)→(4)、(5)→(6)のモード切替においては、閾値V4-5と絶対値が同じ閾値を共通の閾値として用いることができる。   For example, the threshold value V4-5 learned as described above is used as a common threshold value in mode switching from (2) → (3), (4) → (5), (6) → (1), and (1) In (2), (3) → (4), (5) → (6) mode switching, a threshold having the same absolute value as the threshold V4-5 can be used as a common threshold.

但し、閾値の学習を上記のものに限定するものではなく、公知の種々の学習処理を適宜採用できる。
上記のようにして、ステップ302で、モード切り替えタイミングの判定に用いる閾値を学習した場合、及び、ステップ301で学習条件が成立していないと判定した場合には、ステップ303へ進む。
However, the threshold learning is not limited to the above, and various known learning processes can be employed as appropriate.
As described above, when the threshold value used for determining the mode switching timing is learned in step 302 and when it is determined in step 301 that the learning condition is not satisfied, the process proceeds to step 303.

ステップ303では、電動オイルポンプ1(ブラシレスモータ2)の駆動要求が発生しているか否かを判定する。本実施形態の場合、アイドルストップ要求の発生が、電動オイルポンプ1の駆動要求の発生を示すことになる。そして、電動オイルポンプ1の駆動要求が発生していれば、ステップ304へ進み、そのときの通電モードでの非通電相の電圧と閾値とを比較することで、次の通電モードへの切り替えタイミングを判定し、通電モードを順次切り替えることで、ブラシレスモータ2を駆動させるセンサレスのモータ駆動制御を実施する。   In step 303, it is determined whether or not a drive request for the electric oil pump 1 (brushless motor 2) is generated. In the case of the present embodiment, the generation of an idle stop request indicates the generation of a drive request for the electric oil pump 1. And if the drive request | requirement of the electric oil pump 1 has generate | occur | produced, it will progress to step 304, and the switching timing to the next electricity supply mode is compared by comparing the voltage of the non-energized phase in the electricity supply mode at that time, and a threshold value. The sensorless motor drive control for driving the brushless motor 2 is performed by sequentially switching the energization mode.

なお、ブラシレスモータ2の起動は、例えば、通電モード(3)に応じた電圧印加によって90degの位置に位置決めした後、通電モード(5)に切り替えて、ブラシレスモータ2を回転させ始め、通電モード(5)から通電モード(6)への切り替えを行う角度位置である150degになったことを、通電モード(5)における非通電相であるV相の電圧が、通電モード(5)から通電モード(6)への切り替え判定に用いる閾値V5-6を横切ったときに判定し、通電モード(6)への切り替えを行う。その後、非通電相の電圧と閾値とを比較して、通電モードを順次切り替えるようにする。   The brushless motor 2 is activated by, for example, positioning it at a position of 90 deg by applying a voltage according to the energization mode (3), then switching to the energization mode (5), and starting to rotate the brushless motor 2, When the angle position for switching from 5) to energization mode (6) is 150 deg, the voltage of the V phase, which is the non-energized phase in energization mode (5), is changed from energization mode (5) to energization mode ( It is determined when the threshold value V5-6 used for determining switching to 6) is crossed, and switching to the energization mode (6) is performed. Thereafter, the voltage of the non-energized phase is compared with the threshold value, and the energization mode is sequentially switched.

一方、電動オイルポンプ1の駆動要求が発生していない場合は、ステップ304を迂回して本ルーチンを終了させる。
ここで、ステップ304におけるモータ駆動制御の詳細を、図6及び図7のフローチャートに基づいて説明する。
On the other hand, if the drive request for the electric oil pump 1 has not occurred, the routine is terminated by bypassing step 304.
Details of the motor drive control in step 304 will be described based on the flowcharts of FIGS.

ステップ351では、例えば、図8に示すような、ATF(Automatic Transmission Fluid)の油温に対応した目標回転速度が設定されたマップを参照し、ブラシレスモータ2の目標回転速度[rpm]を演算する。ここで、図8に示すマップでは、油温が上昇するにつれて、目標回転速度が線形に増加しているが、このような特性に限るものではない。ブラシレスモータ2がウォータポンプを駆動する場合には、エンジンの冷却水温度が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定すればよい。   In step 351, for example, a target rotational speed [rpm] of the brushless motor 2 is calculated with reference to a map in which a target rotational speed corresponding to the oil temperature of ATF (Automatic Transmission Fluid) is set as shown in FIG. . Here, in the map shown in FIG. 8, the target rotational speed increases linearly as the oil temperature rises, but the present invention is not limited to such characteristics. When the brushless motor 2 drives the water pump, the target rotational speed may be set to a higher rotational speed as the engine coolant temperature increases.

ステップ352では、ブラシレスモータ2の目標回転速度と実際の回転速度(実回転速度)とに基づいて、次のように、ブラシレスモータ2に印加する印加電圧を演算する。即ち、印加電圧を回転フィードバックによりPI(比例積分)制御する場合では、「回転速度偏差=目標回転速度―実回転速度」とおくと、「印加電圧=回転速度偏差×P(比例)ゲイン+回転速度偏差積分値×I(積分)ゲイン」という式から印加電圧を求めることができる。他の制御方式、例えば、PID(比例積分微分)制御でも同様である。なお、実回転速度は、後述するステップ361で演算した演算値を用いるが、公知のセンサなどで検出した検出値を用いるようにしてもよい。また、印加電圧は、例えば、電動オイルポンプ1の目標吐出圧と実吐出圧との偏差、又は、要求トルクに基づいて演算する方法など、公知の方法を採用してもよい。   In step 352, an applied voltage to be applied to the brushless motor 2 is calculated based on the target rotational speed of the brushless motor 2 and the actual rotational speed (actual rotational speed) as follows. That is, when the applied voltage is controlled by PI (proportional integral) by rotational feedback, if “rotational speed deviation = target rotational speed−actual rotational speed” is set, “applied voltage = rotational speed deviation × P (proportional) gain + rotation” The applied voltage can be obtained from the equation “speed deviation integral value × I (integral) gain”. The same applies to other control methods, for example, PID (proportional integral derivative) control. The actual rotation speed uses the calculated value calculated in step 361, which will be described later, but the detected value detected by a known sensor or the like may be used. The applied voltage may be a known method such as a method of calculating based on a deviation between the target discharge pressure and the actual discharge pressure of the electric oil pump 1 or a required torque.

ステップ353では、次のような方法で、相電流をPWM制御するときのデューティ比の下限値を設定する。
例えば、図9に示すように、PWM制御においてキャリア周期ごとに増減を繰り返すPWMカウンタの谷(カウンタ値が減少から増加に転じる点)、換言すれば、パルス印加電圧のパルス幅PWの中心付近を、非通電相のA/D変換タイミング(サンプリングタイミング)とする場合、パルス電圧の印加直後(立ち上がり直後)の非通電相のパルス誘起電圧が振れる期間(電圧振れ時間)がパルス幅PWの1/2よりも長いと、パルス誘起電圧が振れている間に、非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)が行われることになってしまい、非通電相のパルス誘起電圧を精度よく検出することができない。また、非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換処理に要する時間(A/D変換開始から完了までのA/D変換時間)が、パルス幅PWの1/2よりも長いと、A/D変換処理中に相通電に対する電圧の印加が停止してしまい、この場合も、非通電相のパルス誘起電圧を精度よく検出することができず、ブラシレスモータ2が脱調してしまう可能性がある。
In step 353, the lower limit value of the duty ratio for PWM control of the phase current is set by the following method.
For example, as shown in FIG. 9, a PWM counter valley (a point where the counter value changes from decrease to increase) that repeats increase / decrease for each carrier period in PWM control, in other words, near the center of the pulse width PW of the pulse application voltage. When the A / D conversion timing (sampling timing) of the non-energized phase is used, the period (voltage fluctuation time) in which the pulse induced voltage of the non-energized phase fluctuates immediately after the application of the pulse voltage (immediately after the rise) is If it is longer than 2, A / D conversion (sampling) of the pulse induced voltage of the non-energized phase is performed while the pulse induced voltage is swinging, and the pulse induced voltage of the non-energized phase is accurately detected. It cannot be detected. If the time required for the A / D conversion processing of the pulse-induced voltage of the non-energized phase (A / D conversion time from the start to completion of A / D conversion) is longer than ½ of the pulse width PW, A / During the D conversion process, the application of voltage to the phase energization stops, and in this case as well, the pulse-induced voltage of the non-energized phase cannot be detected accurately, and the brushless motor 2 may step out. is there.

そこで、デューティ比の下限値を次式に従って演算する。
下限値=max(電圧振れ時間,A/D変換時間)×2/キャリア周期×100
この式によると、電圧振れ時間とA/D変換時間との長い方の2倍を最小パルス幅PWminとすることになり、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)が行われることを抑制でき、かつ、A/D変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。
Therefore, the lower limit value of the duty ratio is calculated according to the following equation.
Lower limit = max (voltage fluctuation time, A / D conversion time) × 2 / carrier cycle × 100
According to this equation, twice the longer of the voltage fluctuation time and the A / D conversion time is set to the minimum pulse width PWmin, and the pulse-induced voltage A of the non-conduction phase is varied while the pulse-induced voltage fluctuates. It can suppress that / D conversion (sampling) is performed, and can suppress that the application of the voltage with respect to an energized phase stops during an A / D conversion process.

なお、PWM制御においてキャリア周期ごとに増減を繰り返すPWMカウンタの山(カウンタ値が増加から減少に転じる点)を非通電相の電圧のA/D変換タイミング(サンプリングタイミング)とする場合や、PWM切替りタイミングを非通電相の電圧のA/D変換タイミング(サンプリングタイミング)とする場合にも、上記のようにして、デューティ比の下限値を設定する。   In the PWM control, the peak of the PWM counter that repeatedly increases and decreases for each carrier cycle (the point at which the counter value changes from increasing to decreasing) is used as the A / D conversion timing (sampling timing) of the voltage of the non-energized phase, or PWM switching Even when the non-energized phase voltage is A / D conversion timing (sampling timing), the lower limit value of the duty ratio is set as described above.

また、電圧振れ時間及びA/D変換時間は、予め実験やシミュレーションで求めた値を用いることができる他、電圧振れ時間をステップ353において計測した計測結果に基づいて、デューティ比の下限値を設定することもできる。   The voltage fluctuation time and A / D conversion time can use values obtained in advance through experiments and simulations, and set the lower limit value of the duty ratio based on the measurement result obtained by measuring the voltage fluctuation time in step 353. You can also

非通電相の電圧のA/D変換タイミング(サンプリングタイミング)を任意のタイミングに設定できる場合には、図10に示すように、電圧振れ時間が経過した直後からA/D変換処理を開始させるようにすれば、非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)を可及的に短いパルス内で行わせることができると共に、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)が行われることを抑制でき、かつ、A/D変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。   When the A / D conversion timing (sampling timing) of the voltage of the non-energized phase can be set to an arbitrary timing, as shown in FIG. 10, the A / D conversion processing is started immediately after the voltage fluctuation time has elapsed. As a result, A / D conversion (sampling) of the pulse induced voltage of the non-conducting phase can be performed within the shortest possible pulse, and the pulse induction of the non-conducting phase is performed while the pulse induced voltage fluctuates. It can suppress that A / D conversion (sampling) of a voltage is performed, and can suppress that the application of the voltage with respect to an energized phase stops during an A / D conversion process.

具体的には、デューティ比の下限値を次式に従って演算する。
下限値=(電圧振れ時間+A/D変換時間)/キャリア周期×100
即ち、電圧振れ時間とA/D変換時間との総和よりも長いパルス幅PWとし、電圧振れ時間の経過直後からA/D変換を開始させるようにすれば、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)が行われることを抑制でき、かつ、A/D変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。
Specifically, the lower limit value of the duty ratio is calculated according to the following equation.
Lower limit value = (voltage fluctuation time + A / D conversion time) / carrier cycle × 100
That is, if the pulse width PW is longer than the sum of the voltage fluctuation time and the A / D conversion time, and A / D conversion is started immediately after the voltage fluctuation time has elapsed, the pulse-induced voltage is changing. It is possible to suppress the A / D conversion (sampling) of the pulse induced voltage of the non-energized phase, and it is possible to suppress the voltage application to the energized phase from being stopped during the A / D conversion process.

また、非通電相のパルス誘起電圧は、デューティ比によって大きさが変化し、図11に示すように、デューティ比が小さくなると、非通電相のパルス誘起電圧も小さくなり、デューティ比が小さいと電圧検出の分解能を下回る電圧になってしまい、通電モードの切り替えタイミングの判定ができなくなってしまう可能性がある。   Further, the magnitude of the pulse-induced voltage in the non-energized phase varies depending on the duty ratio. As shown in FIG. 11, when the duty ratio decreases, the pulse-induced voltage in the non-energized phase also decreases, and when the duty ratio is small, the voltage There is a possibility that the voltage becomes lower than the detection resolution, and the switching timing of the energization mode cannot be determined.

そこで、電圧検出回路で検出可能なパルス誘起電圧(電圧検出の分解能を上回る電圧)を発生させるデューティ比の最小値を、下限値としてもよい。この場合、前述した2通りの式から求めたいずれか一方の下限値と電圧検出の分解能を考慮して求めた下限値とのうち、より大きなデューティ比を最終的なデューティ比とすることができる。   Therefore, the minimum value of the duty ratio that generates a pulse induced voltage (voltage exceeding the resolution of voltage detection) that can be detected by the voltage detection circuit may be set as the lower limit value. In this case, a larger duty ratio can be used as a final duty ratio among any one of the lower limit values obtained from the above two formulas and the lower limit value obtained in consideration of the resolution of voltage detection. .

このようにしてデューティ比の下限値を設定すれば、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)が行われることを抑制でき、かつ、A/D変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制でき、更に、パルス誘起電圧として検出可能な電圧を発生させて通電モードの切り替えタイミングの判定を行えることになり、ブラシレスモータ2における脱調の発生を抑制できる。   By setting the lower limit value of the duty ratio in this way, it is possible to suppress the A / D conversion (sampling) of the pulse induced voltage of the non-energized phase while the pulse induced voltage fluctuates, and A / The application of the voltage to the energized phase during the D conversion process can be prevented from being stopped, and furthermore, a voltage that can be detected as a pulse-induced voltage can be generated to determine the timing for switching the energization mode. The occurrence of step-out in 2 can be suppressed.

ステップ354では、ステップ352で設定した印加電圧(入力電圧)、及び、ステップ353で設定したデューティ比の下限値に基づいて、デューティ比を設定する。
まず、基本デューティ[%]を、「基本デューティ=印加電圧/電源電圧×100」から算出する。ここで、電源電圧としては、後述するステップ356でA/D変換された、直前の電源電圧を用いればよい。そして、基本デューティが下限値よりも大きい場合、基本デューティをデューティ比とする一方、基本デューティが下限値よりも小さい場合、下限値をデューティ比とすることで、デューティ比が下限値を下回ることがないように制限する。
In step 354, the duty ratio is set based on the applied voltage (input voltage) set in step 352 and the lower limit value of the duty ratio set in step 353.
First, the basic duty [%] is calculated from “basic duty = applied voltage / power supply voltage × 100”. Here, as the power supply voltage, the immediately preceding power supply voltage that has been A / D converted in step 356 described later may be used. When the basic duty is larger than the lower limit value, the basic duty is set as the duty ratio. On the other hand, when the basic duty is lower than the lower limit value, the duty ratio may be lower than the lower limit value by setting the lower limit value as the duty ratio. Limit to not.

本実施形態のような油圧ポンプシステムの場合、モータ回転速度を高精度に制御することは要求されず、要求よりも高い印加電圧を与えるから、デューティ比を制限しても、要求量以上のオイル吐出量を確保でき、油圧低下や潤滑不足などが生じることがない。また、ブラシレスモータ2がウォータポンプを駆動する場合には、デューティ比を制限しても、少なくとも要求量以上の冷却水循環量を確保でき、エンジン過熱の発生を抑制できる。   In the case of the hydraulic pump system as in the present embodiment, it is not required to control the motor rotation speed with high accuracy, and an applied voltage higher than the request is given. The discharge amount can be secured, and there is no occurrence of a decrease in hydraulic pressure or insufficient lubrication. Further, when the brushless motor 2 drives the water pump, even if the duty ratio is limited, at least a cooling water circulation amount equal to or more than the required amount can be secured, and the occurrence of engine overheating can be suppressed.

ステップ355では、そのときの通電モードに応じた非通電相(パルス誘起電圧を検出する相)を選択する。具体的には、通電モード(1)の場合はW相を選択し、通電モード(2)の場合はV相を選択し、通電モード(3)の場合はU相を選択し、通電モード(4)の場合はW相を選択し、通電モード(5)の場合はV相を選択し、通電モード(6)の場合はU相を選択する。このような非通電相の選択は、非通電相電圧選択器257が通電モード決定器253からの信号に基づいて行う。   In step 355, a non-energized phase (phase for detecting a pulse induced voltage) corresponding to the energization mode at that time is selected. Specifically, the W phase is selected in the energization mode (1), the V phase is selected in the energization mode (2), the U phase is selected in the energization mode (3), and the energization mode ( In the case of 4), the W phase is selected, in the energization mode (5), the V phase is selected, and in the energization mode (6), the U phase is selected. Such a non-energized phase is selected by the non-energized phase voltage selector 257 based on a signal from the energized mode determiner 253.

ステップ356では、ステップ355で選択した非通電相の相端子電圧、及び、電源電圧を所定タイミングでA/D変換(サンプリング)する。
ここで、非通電相の相端子電圧の検出期間(A/D変換タイミング)を、通電モード(3)を例とした図12を参照して説明する。通電モード(3)では、V相に電圧Vを印加し、W相にパルス幅変調動作によって指示電圧に相当する電圧−Vを印加し、V相からW相に向けて電流を流すから、電圧検出相はU相であり、このU相の相端子電圧を、W相下段のスイッチング素子217fのオン期間で検出する。
In step 356, A / D conversion (sampling) of the phase terminal voltage of the non-energized phase selected in step 355 and the power supply voltage is performed at a predetermined timing.
Here, the detection period (A / D conversion timing) of the phase terminal voltage of the non-energized phase will be described with reference to FIG. 12 taking the energization mode (3) as an example. In the energization mode (3), the voltage V is applied to the V phase, the voltage -V corresponding to the instruction voltage is applied to the W phase by the pulse width modulation operation, and the current flows from the V phase to the W phase. The detection phase is the U phase, and the phase terminal voltage of the U phase is detected during the ON period of the switching element 217f in the lower stage of the W phase.

また、通電モードの切り替え直後は、転流電流が発生し、この転流電流の発生区間で検出した電圧を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤判定することになってしまう。そこで、通電モードの切り替え直後の電圧検出値については、初回から所定回数に亘って切り替えタイミングの判定には用いないようにする。所定回数は、モータ回転速度及び電流(モータ負荷)に応じて可変に設定することができ、モータ回転速度が高く、モータ電流が高いほど、所定回数を大きな値に設定する。なお、電源電圧についても、非通電相の相端子電圧と同じタイミングでA/D変換する。   Further, a commutation current is generated immediately after the switching of the energization mode, and if the voltage detected in the commutation current generation section is used, the switching timing of the energization mode is erroneously determined. Therefore, the voltage detection value immediately after the switching of the energization mode is not used for the determination of the switching timing for a predetermined number of times from the first time. The predetermined number of times can be variably set according to the motor rotation speed and current (motor load). The higher the motor rotation speed and the higher the motor current, the larger the predetermined number of times. The power supply voltage is also A / D converted at the same timing as the phase terminal voltage of the non-energized phase.

ステップ357では、例えば、「相電圧=相端子電圧―電源電圧/2」という式を用いて、ステップ356でA/D変換した相端子電圧及び電源電圧から相電圧を算出する。
ステップ358では、ブラシレスモータ2の回転速度が、低速運転領域と中速運転領域との境界を画定する第1の回転速度N1未満であるか否かを判定する。そして、モータ回転速度が第1の回転速度N1未満であれば、ブラシレスモータ2が低速運転領域にあると判断してステップ359へと進む。また、モータ回転速度が第1の回転速度N1以上であれば、ブラシレスモータ2が中速運転領域又は高速運転領域にあると判断してステップ362へと進む。
In step 357, for example, the phase voltage is calculated from the phase terminal voltage and the power supply voltage subjected to A / D conversion in step 356, using the expression “phase voltage = phase terminal voltage−power supply voltage / 2”.
In step 358, it is determined whether or not the rotational speed of the brushless motor 2 is less than a first rotational speed N1 that defines a boundary between the low speed operation area and the medium speed operation area. If the motor rotation speed is less than the first rotation speed N1, it is determined that the brushless motor 2 is in the low speed operation region, and the routine proceeds to step 359. If the motor rotation speed is equal to or higher than the first rotation speed N1, it is determined that the brushless motor 2 is in the medium speed operation region or the high speed operation region, and the process proceeds to step 362.

なお、第1の回転速度N1としては、例えば、中速運転領域から低速運転領域への移行を判定する第1の所定値と低速運転領域から中速運転領域への移行を判定する第2の所定値(>第1の所定値)とを設定し、いわゆる「ヒステリシス」を持たせることで、低速運転領域と中速運転領域との間の切り替えが短時間で繰り返されることを抑制してもよい(以下同様)。   As the first rotational speed N1, for example, a first predetermined value for determining the transition from the medium speed operation region to the low speed operation region and the second for determining the transition from the low speed operation region to the medium speed operation region. By setting a predetermined value (> first predetermined value) and providing a so-called “hysteresis”, even if switching between the low speed operation region and the medium speed operation region is suppressed from being repeated in a short time Good (same below).

ステップ359では、相電圧とステップ302で学習した閾値とに基づいて、低速運転領域における通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定する。具体的には、そのときに通電モード(1)であった場合には、相電圧が閾値V1-2以下になったときに、通電モード(2)への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード(2)であった場合には、相電圧が閾値V2-3以上になったときに、通電モード(3)への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード(3)であった場合には、相電圧が閾値V3-4以下になったときに、通電モード(4)への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード(4)であった場合には、相電圧が閾値V4-5以上になったときに、通電モード(5)への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード(5)であった場合には、相電圧が閾値V5-6以下になったときに、通電モード(6)への切り替えタイミングであると判定し、そのときに通電モード(6)であった場合には、相電圧が閾値V6-1以上になったときに、通電モード(1)への切り替えタイミングであると判定する。そして、通電モードの切り替えタイミングであると判定すればステップ360へと進む一方、通電モードの切り替えタイミングでないと判定すればサブルーチンを終了する。   In step 359, based on the phase voltage and the threshold learned in step 302, it is determined whether it is the switching timing of the energization mode in the low speed operation region. Specifically, in the case of the energization mode (1) at that time, when the phase voltage becomes equal to or lower than the threshold value V1-2, it is determined that it is the switching timing to the energization mode (2). In the case of the energization mode (2), when the phase voltage becomes equal to or higher than the threshold value V2-3, it is determined that it is the switching timing to the energization mode (3). ), It is determined that it is the switching timing to the energization mode (4) when the phase voltage is equal to or lower than the threshold value V3-4, and the current mode is the energization mode (4) at that time. Is determined to be the timing for switching to the energization mode (5) when the phase voltage becomes equal to or higher than the threshold V4-5, and if the phase voltage is the energization mode (5) at that time, the phase voltage is the threshold Switching timing to energization mode (6) when V5-6 or lower If determined, were energization mode (6) at that time that there is, it is determined that when the phase voltage becomes the threshold V6-1 or a switching timing of the energization mode (1). If it is determined that it is the switching timing of the energization mode, the process proceeds to step 360. On the other hand, if it is determined that it is not the switching timing of the energization mode, the subroutine is terminated.

ステップ360では、次の通電モードに切り替える。具体的には、そのときに通電モード(1)であった場合には通電モード(2)に切り替え、そのときに通電モード(2)であった場合には通電モード(3)に切り替え、そのときに通電モード(3)であった場合には通電モード(4)に切り替え、そのときに通電モード(4)であった場合には通電モード(5)に切り替え、そのときに通電モード(5)であった場合には通電モード(6)に切り替え、そのときに通電モード(6)であった場合には通電モード(1)に切り替える。   In step 360, the mode is switched to the next energization mode. Specifically, if the current mode is the current mode (1), the mode is switched to the current mode (2). If the current mode is the current mode (2), the mode is switched to the current mode (3). When the current mode is (3), the mode is switched to the current mode (4). When the current mode is (4), the mode is switched to the current mode (5). ) Is switched to the energization mode (6), and if it is the energization mode (6) at that time, the mode is switched to the energization mode (1).

ステップ361では、通電モードの切り替え周期に基づいて、ブラシレスモータ2の回転速度を演算する。具体的には、通電モードの切り替えが行われる時間間隔を計測し、この時間間隔から回転速度を演算する。例えば、ブラシレスモータ2の極対数が3である場合、回転速度は、「回転速度=60/3/時間間隔」という式から求めることができる。   In step 361, the rotational speed of the brushless motor 2 is calculated based on the energization mode switching period. Specifically, the time interval at which the energization mode is switched is measured, and the rotation speed is calculated from this time interval. For example, when the number of pole pairs of the brushless motor 2 is 3, the rotation speed can be obtained from the equation “rotation speed = 60/3 / time interval”.

ステップ362では、ブラシレスモータ2の回転速度が、高速運転領域と中速運転領域との境界を画定する第2の回転速度N2以下であるか否か、要するに、モータ回転速度が第1の回転速度N1以上かつ第2の回転速度N2以下である「中速運転領域」にあるか否かを判定する。そして、モータ回転速度が第2の回転速度N2以下であれば、ブラシレスモータ2が中速運転領域にあると判断してステップ363へと進む。また、モータ回転速度が第2の回転速度N2より高ければ、ブラシレスモータ2が高速運転領域にあると判断してステップ369へと進む。   In step 362, whether or not the rotational speed of the brushless motor 2 is equal to or lower than the second rotational speed N2 that delimits the boundary between the high-speed operation region and the medium-speed operation region. In short, the motor rotational speed is the first rotational speed. It is determined whether or not the vehicle is in a “medium speed operation region” that is N1 or more and the second rotation speed N2 or less. If the motor rotation speed is equal to or lower than the second rotation speed N2, it is determined that the brushless motor 2 is in the medium speed operation region, and the process proceeds to step 363. If the motor rotation speed is higher than the second rotation speed N2, it is determined that the brushless motor 2 is in the high speed operation region, and the process proceeds to step 369.

ステップ363では、中速運転領域における通電モードの切り替えタイミングを判定するための所定電圧を、モータ回転速度、電流及び温度に基づいて設定する。即ち、通電モードの切り替えタイミングは、モータ回転速度、誘起電圧定数及び磁気飽和電圧により変化する。また、誘起電圧定数はモータ温度により変化し、磁気飽和電圧はモータ温度及びモータ電流により変化する。このため、通電モードの切り替えタイミングは、モータ回転速度、電流及び温度に応じて変化するので、モータ回転速度、電流及び温度に基づいて所定電圧を設定する。   In step 363, a predetermined voltage for determining the switching timing of the energization mode in the medium speed operation region is set based on the motor rotation speed, current, and temperature. That is, the switching timing of the energization mode varies depending on the motor rotation speed, the induced voltage constant, and the magnetic saturation voltage. The induced voltage constant varies with the motor temperature, and the magnetic saturation voltage varies with the motor temperature and the motor current. For this reason, since the switching timing of the energization mode changes according to the motor rotation speed, current, and temperature, the predetermined voltage is set based on the motor rotation speed, current, and temperature.

具体的には、モータ回転速度との関連性を表す誘起電圧定数を事前に取得しておき、誘起電圧定数をモータ温度に応じて補正する。誘起電圧定数は、モータ温度が低くなるにつれて大きくなる。また、磁気飽和電圧も事前に取得しておき、モータ温度及びモータ電流に応じて補正する。磁気飽和電圧は、モータ温度が低くなるにつれて大きくなり、モータ電流が大きくなるにつれて大きくなる。そして、「所定電圧=モータ回転速度×誘起電圧定数+磁気飽和電圧」という式から、所定電圧を設定する。   Specifically, an induced voltage constant representing the relationship with the motor rotation speed is acquired in advance, and the induced voltage constant is corrected according to the motor temperature. The induced voltage constant increases as the motor temperature decreases. Also, the magnetic saturation voltage is acquired in advance and corrected according to the motor temperature and motor current. The magnetic saturation voltage increases as the motor temperature decreases and increases as the motor current increases. Then, the predetermined voltage is set from the expression “predetermined voltage = motor rotation speed × induced voltage constant + magnetic saturation voltage”.

ステップ364では、中速運転領域における通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定するために、相電圧と所定電圧との関係が第1の条件を満たしているか否かを判定する。即ち、通電モード(2)、(4)又は(6)の場合、「相電圧≧所定電圧」であるか否か、通電モード(1)、(3)又は(5)の場合、「相電圧≦所定電圧」であるか否かを判定する。ここで、通電モード(2)、(4)又は(6)の場合、所定電圧は正の値をとり、通電モード(1)、(3)又は(5)の場合、所定電圧は負の値をとる。そして、相電圧と所定電圧との関係が第1の条件を満たしていればステップ360へと進む。また、相電圧と所定電圧との関係が第1の条件を満たしていなければステップ365へと進む。   In step 364, it is determined whether or not the relationship between the phase voltage and the predetermined voltage satisfies the first condition in order to determine whether or not it is the switching timing of the energization mode in the medium speed operation region. That is, in the energization mode (2), (4) or (6), whether or not “phase voltage ≧ predetermined voltage” is satisfied, and in the energization mode (1), (3) or (5), “phase voltage It is determined whether or not “≦ predetermined voltage”. Here, in the energization mode (2), (4) or (6), the predetermined voltage takes a positive value, and in the energization mode (1), (3) or (5), the predetermined voltage is a negative value. Take. If the relationship between the phase voltage and the predetermined voltage satisfies the first condition, the process proceeds to step 360. If the relationship between the phase voltage and the predetermined voltage does not satisfy the first condition, the process proceeds to step 365.

ステップ365では、中速運転領域における通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定するために、相電圧と基準電圧(例えば、電源電圧/2)との関係が第2の条件を満たしているか否かを判定する。即ち、通電モード(2)、(4)又は(6)の場合、「相電圧≧基準電圧」であるか否か、通電モード(1)、(3)又は(5)の場合、「相電圧≦基準電圧」であるか否かを判定する。ここで、通電モード(2)、(4)又は(6)の場合、基準電圧は正の値をとり、通電モード(1)、(3)又は(5)の場合、基準電圧は負の値をとる。そして、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしていればステップ366へと進む。また、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしていなければサブルーチンを終了させる。   In step 365, whether or not the relationship between the phase voltage and the reference voltage (for example, power supply voltage / 2) satisfies the second condition in order to determine whether it is the switching timing of the energization mode in the medium speed operation region. Determine whether or not. That is, in the energization mode (2), (4) or (6), whether or not “phase voltage ≧ reference voltage” is satisfied, and in the energization mode (1), (3) or (5), “phase voltage It is determined whether or not “≦ reference voltage”. Here, in the energization mode (2), (4) or (6), the reference voltage takes a positive value, and in the energization mode (1), (3) or (5), the reference voltage is a negative value. Take. If the relationship between the phase voltage and the reference voltage satisfies the second condition, the process proceeds to step 366. If the relationship between the phase voltage and the reference voltage does not satisfy the second condition, the subroutine is terminated.

ステップ366では、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしてから、ブラシレスモータ2が所定角度(例えば、30度)回転したか否かを判定するために、その経過時間を計時するカウンタをカウントアップする。ここで、カウンタによる計時が開始されていない場合には、その計時を開始する。   In step 366, the elapsed time is measured to determine whether the brushless motor 2 has rotated a predetermined angle (for example, 30 degrees) after the relationship between the phase voltage and the reference voltage satisfies the second condition. Counts up the counter. Here, when the time measurement by the counter has not been started, the time measurement is started.

ステップ367では、ブラシレスモータ2が所定角度回転するのに要する時間に相当する所定値を設定する。具体的には、図13に示すように、モータ回転速度が高くなるにつれて所定値が徐々に小さくなる特性をもったマップを参照し、モータ回転速度に応じた所定値を設定する。   In step 367, a predetermined value corresponding to the time required for the brushless motor 2 to rotate by a predetermined angle is set. Specifically, as shown in FIG. 13, a predetermined value corresponding to the motor rotation speed is set with reference to a map having a characteristic that the predetermined value gradually decreases as the motor rotation speed increases.

ステップ368では、カウンタ値が所定値以上になったか否か、要するに、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしてから、ブラシレスモータ2が所定角度回転したか否かを判定する。そして、カウンタ値が所定値以上になったならばステップ360へと進む一方、カウンタ値が所定値以上にならなければサブルーチンを終了させる。   In step 368, it is determined whether or not the counter value has reached a predetermined value or not, in other words, whether or not the brushless motor 2 has rotated a predetermined angle after the relationship between the phase voltage and the reference voltage satisfies the second condition. . If the counter value exceeds the predetermined value, the process proceeds to step 360. If the counter value does not exceed the predetermined value, the subroutine is terminated.

ステップ369では、高速運転領域における通電モードの切り替えタイミングであるか否かを判定するために、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしているか否かを判定する。そして、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしていればステップ360へと進む一方、相電圧と基準電圧との関係が第2の条件を満たしていなければサブルーチンを終了させる。   In step 369, it is determined whether or not the relationship between the phase voltage and the reference voltage satisfies the second condition in order to determine whether or not it is the switching timing of the energization mode in the high-speed operation region. If the relationship between the phase voltage and the reference voltage satisfies the second condition, the process proceeds to step 360. On the other hand, if the relationship between the phase voltage and the reference voltage does not satisfy the second condition, the subroutine is terminated.

従って、電動オイルポンプ1を駆動するブラシレスモータ2は、低速運転領域、中速運転領域及び高速運転領域において、次のように、通電モードが順次切り替えられて駆動する。   Therefore, the brushless motor 2 that drives the electric oil pump 1 is driven by sequentially switching the energization modes in the low speed operation region, the medium speed operation region, and the high speed operation region as follows.

低速運転領域においては、非通電相の相電圧と閾値との比較結果、要するに、非通電相の相電圧がそのときの通電モードに応じた閾値を横切った場合に、次の通電モードへと切り替えられる。ここで、閾値は、通電モードの切り替えタイミングに相当する磁極位置での誘起電圧から学習された値であるため、ブラシレスモータ2の製造ばらつき、電圧検出回路の検出ばらつきなどがあっても、これらを補正した値をとるようになる。このため、低速運転領域における通電モードの切り替えが、適切なタイミングで行われるようになり、ブラシレスモータ2の脱調を起こり難くすることができる。   In the low-speed operation area, the result of comparison between the phase voltage of the non-energized phase and the threshold value, that is, when the phase voltage of the non-energized phase crosses the threshold value corresponding to the current energizing mode, switching to the next energizing mode It is done. Here, since the threshold value is a value learned from the induced voltage at the magnetic pole position corresponding to the switching timing of the energization mode, even if there are manufacturing variations of the brushless motor 2, detection variations of the voltage detection circuit, etc. The corrected value is taken. For this reason, the switching of the energization mode in the low speed operation region is performed at an appropriate timing, and the step-out of the brushless motor 2 can be made difficult to occur.

中速運転領域においては、非通電相の相電圧がモータ回転速度、電流及び温度に応じた所定電圧を横切った場合(条件1)、又は、非通電相の相電圧が基準電圧を横切ってから回転子が所定角度回転するのに要する時間が経過した場合(条件2)に、次の通電モードへと切り替えられる。要するに、中速運転領域では、2つの条件のうち、少なくとも1つの条件が成立したことを契機として、通電モードが切り替えられる。   In the medium speed operation region, when the phase voltage of the non-energized phase crosses the predetermined voltage according to the motor rotation speed, current and temperature (condition 1), or after the phase voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage When the time required for the rotor to rotate by a predetermined angle has passed (condition 2), the mode is switched to the next energization mode. In short, in the medium speed operation region, the energization mode is switched when at least one of the two conditions is met.

ここで、条件1は、具体的には、非通電相の相電圧が所定電圧未満の第3の電圧から所定電圧以上の第4の電圧へと変化、若しくは、第4の電圧から第3の電圧へと変化した場合である。また、条件2は、具体的には、非通電相の相電圧が基準電圧未満の第1の電圧から基準電圧以上の第2の電圧へと変化、若しくは、第2の電圧から第1の電圧へと変化し、かつ、その状態から所定角度回転するのに要する時間が経過した場合である。   Here, the condition 1 specifically means that the phase voltage of the non-energized phase changes from the third voltage lower than the predetermined voltage to the fourth voltage equal to or higher than the predetermined voltage, or from the fourth voltage to the third voltage. This is the case when the voltage changes. Further, the condition 2 specifically refers to the phase voltage of the non-conduction phase changing from the first voltage lower than the reference voltage to the second voltage equal to or higher than the reference voltage, or from the second voltage to the first voltage. This is a case where the time required to rotate a predetermined angle from that state has elapsed.

図14(A)に示すように、モータ回転速度がBからAに急激に低下した場合、演算により求めた回転速度(演算回転速度)がBであるのに対して実回転速度がAとなり、B−Aだけ回転速度誤差が発生してしまう。この場合、通電モードの切り替えタイミングを判定するための所定電圧は、実回転速度Aより大きい演算回転速度Bに基づいて設定されるため、その絶対値が大きくなってしまう。このため、相電圧が所定電圧を横切らず、条件1により通電モードの切り替えが行われない。しかし、図14(B)に示すように、相電圧が基準電圧を横切るため、これから回転子が所定角度回転した時点において条件2が成立し、通電モードの切り替えが行われる。   As shown in FIG. 14 (A), when the motor rotation speed is suddenly decreased from B to A, the rotation speed (calculation rotation speed) obtained by calculation is B, whereas the actual rotation speed is A. A rotational speed error occurs only by B-A. In this case, since the predetermined voltage for determining the switching timing of the energization mode is set based on the calculated rotational speed B that is larger than the actual rotational speed A, the absolute value thereof becomes large. For this reason, the phase voltage does not cross the predetermined voltage, and the energization mode is not switched according to the condition 1. However, as shown in FIG. 14B, since the phase voltage crosses the reference voltage, Condition 2 is satisfied at the time when the rotor rotates by a predetermined angle, and the energization mode is switched.

なお、モータ回転速度がAからBに急激に上昇した場合には、通電モードの切り替えタイミングを判定するための所定電圧は、実回転速度Bより小さい演算回転速度Aに基づいて設定されるため、その絶対値が小さくなり、相電圧が所定電圧を横切らないという不具合は発生しない。   Note that when the motor rotation speed suddenly increases from A to B, the predetermined voltage for determining the switching timing of the energization mode is set based on the calculated rotation speed A smaller than the actual rotation speed B. The absolute value becomes small, and the malfunction that a phase voltage does not cross a predetermined voltage does not occur.

また、図15(A)に示すように、モータ回転速度がAからBに急激に上昇した場合、演算回転速度がAであるのに対して実回転速度がBとなり、回転子が所定角度回転する時間について、回転速度誤差(B−A)に相当する誤差(時間誤差)が発生してしまう。この場合、回転子が所定角度回転する時間は、実回転速度Bより遅い演算回転速度Aに基づいて設定されるため、実際に必要な時間よりも長くなってしまう。このため、条件2が成立するタイミングが遅れてしまう。しかし、図15(B)に示すように、相電圧が所定電圧を横切った時点において条件1が成立し、通電モードの切り替えが行われる。   Further, as shown in FIG. 15A, when the motor rotation speed suddenly increases from A to B, the calculated rotation speed is A while the actual rotation speed is B, and the rotor rotates by a predetermined angle. An error (time error) corresponding to the rotation speed error (B-A) occurs with respect to the time to perform. In this case, since the time for which the rotor rotates by a predetermined angle is set based on the calculated rotational speed A that is slower than the actual rotational speed B, it is longer than the actually required time. For this reason, the timing at which the condition 2 is satisfied is delayed. However, as shown in FIG. 15B, Condition 1 is satisfied when the phase voltage crosses the predetermined voltage, and the energization mode is switched.

なお、モータ回転速度がBからAに急激に低下した場合には、回転子が所定角度回転する時間は、実回転速度Aより速い演算回転速度Bに基づいて設定されるため、実際に必要な時間よりも短くなり、条件2が成立するタイミングが遅れない。   When the motor rotation speed is suddenly decreased from B to A, the time for which the rotor rotates by a predetermined angle is set based on the calculated rotation speed B faster than the actual rotation speed A. It becomes shorter than the time, and the timing at which the condition 2 is satisfied is not delayed.

従って、条件1と条件2との少なくとも一方が成立した場合に、通電モードの切り替えが行われることとなり、モータ回転速度が急激に低下又は上昇する過渡状態においても、ブラシレスモータ2の脱調が起こり難くなり、応答性を向上させることができる。   Therefore, when at least one of the condition 1 and the condition 2 is satisfied, the energization mode is switched, and the brushless motor 2 is stepped out even in a transient state in which the motor rotation speed rapidly decreases or increases. It becomes difficult to improve the responsiveness.

高速運転領域においては、非通電相の相電圧が基準電圧を横切った場合、換言すると、非通電相の相電圧が基準電圧未満の第1の電圧から基準電圧以上の第2の電圧へと変化、若しくは、第2の電圧から第1の電圧へと変化した場合に、次の通電モードへと切り替えられる。このため、通電モードの切り替えに遅れが発生せず、ブラシレスモータ2の脱調を起こり難くすることができる。   In the high-speed operation region, when the phase voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage, in other words, the phase voltage of the non-energized phase changes from the first voltage that is less than the reference voltage to the second voltage that is greater than or equal to the reference voltage. Or when it changes from the 2nd voltage to the 1st voltage, it switches to the next energization mode. For this reason, there is no delay in switching the energization mode, and the step-out of the brushless motor 2 can be made difficult to occur.

ここで、ブラシレスモータ2が低速運転領域から中速運転領域又は高速運転領域に移行したときには、過渡状態における脱調を抑制するために、ブラシレスモータ2の実回転速度が目標回転速度に収束するまで、非通電相の相電圧が基準電圧を横切ったときに、通電モードを切り替えるようにしてもよい。この場合、ブラシレスモータ2の目標回転速度は、いつまでも収束しないことを回避すべく、上限値と下限値により画定される幅を持たせてもよい。   Here, when the brushless motor 2 shifts from the low speed operation region to the medium speed operation region or the high speed operation region, in order to suppress the step-out in the transient state, until the actual rotational speed of the brushless motor 2 converges to the target rotational speed. The energization mode may be switched when the phase voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage. In this case, the target rotational speed of the brushless motor 2 may have a width defined by the upper limit value and the lower limit value in order to avoid the infinite convergence.

また、制御器213が、非通電相電圧選択器257が出力する非通電相の電圧検出値と基準電圧とを比較することで、通電モードの切り替えタイミングを判定する比較器(コンパレータ)を更に備えている場合には、非通電相の相電圧に代えて、比較器が出力する判定結果に基づいて、相電圧が基準電圧を横切ったか否かを判定するようにしてもよい。   Further, the controller 213 further includes a comparator (comparator) that determines the switching timing of the energization mode by comparing the voltage detection value of the non-energization phase output from the non-energization phase voltage selector 257 with the reference voltage. In this case, it may be determined whether or not the phase voltage has crossed the reference voltage based on the determination result output from the comparator instead of the phase voltage of the non-conduction phase.

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。   Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with effects.

(イ)請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記所定電圧は、前記ブラシレスモータの温度、電流及び回転速度に応じて設定される、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、非通電相の誘起電圧と比較される所定電圧を、ブラシレスモータの回転速度、誘起電圧定数及び磁気飽和電圧により変化する通電モードの切り替えタイミングに適合させることができる。このため、ブラシレスモータの作動状態に合わせて通電モードが切り替えられ、脱調が起こり難くすることができる。
(A) In the brushless motor drive device according to claim 1 or 2,
The brushless motor driving apparatus, wherein the predetermined voltage is set according to a temperature, a current, and a rotation speed of the brushless motor.
According to the above configuration, the predetermined voltage to be compared with the induced voltage of the non-energized phase can be adapted to the switching timing of the energization mode that changes according to the rotation speed, induced voltage constant, and magnetic saturation voltage of the brushless motor. For this reason, the energization mode is switched in accordance with the operating state of the brushless motor, and step-out can be made difficult to occur.

(ロ)請求項2に記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記目標回転速度は、上限値及び下限値で画定される幅を有する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータの実際の回転速度が、いつまでも目標回転速度に収束しないことを回避できる。
(B) In the brushless motor drive device according to claim 2,
The target rotational speed is a brushless motor driving device having a width defined by an upper limit value and a lower limit value.
According to the said structure, it can avoid that the actual rotational speed of a brushless motor does not converge on target rotational speed forever.

(ハ)請求項1、請求項2、(イ)又は(ロ)に記載のブラシレスモータの駆動装置において、
前記非通電相の電圧と前記基準電圧とを比較する比較器を更に備え、
前記比較器の比較結果に基づいて、前記非通電相の誘起電圧が前記基準電圧を横切ったか否かを判定する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、非通電相の誘起電圧が基準電圧を横切ったか否かは、比較器の比較結果から判定されるため、制御負荷を低減することができる。
(C) In the brushless motor drive device according to claim 1, claim 2, (b) or (b),
A comparator for comparing the voltage of the non-energized phase with the reference voltage;
A brushless motor drive device that determines whether or not the induced voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage based on a comparison result of the comparator.
According to the above configuration, whether or not the induced voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage is determined from the comparison result of the comparator, so that the control load can be reduced.

1…電動オイルポンプ、2…ブラシレスモータ、3…モータ制御装置、212…モータ駆動回路、213…制御器、215u,215v,215w…巻線、216…永久磁石回転子、217a〜217f…スイッチング素子、251…PWM発生器、252…ゲート信号切替器、253…通電モード決定器、254…比較器、255…電圧閾値切替器、256…電圧閾値学習器、257…非通電相電圧選択器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric oil pump, 2 ... Brushless motor, 3 ... Motor control apparatus, 212 ... Motor drive circuit, 213 ... Controller, 215u, 215v, 215w ... Winding, 216 ... Permanent magnet rotor, 217a-217f ... Switching element 251 ... PWM generator 252 ... Gate signal switcher 253 ... Energization mode determiner 254 ... Comparator 255 ... Voltage threshold switcher 256 ... Voltage threshold learner 257 ... Non-energized phase voltage selector

Claims (2)

複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替えることで、前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置であって、
前記ブラシレスモータが第1の回転速度未満で回転駆動する低速運転領域では、非通電相の誘起電圧と閾値との比較結果に応じて前記通電モードを切り替え、
前記ブラシレスモータが前記第1の回転速度以上かつ第2の回転速度以下で回転駆動する中速運転領域では、前記非通電相の誘起電圧が基準電圧を横切り、かつ、その状態から所定角度回転するのに要する時間が経過したとき、又は、前記非通電相の誘起電圧が所定電圧を横切ったときに、前記通電モードを切り替え、
前記ブラシレスモータが前記第2の回転速度より速く回転駆動する高速運転領域では、前記非通電相の誘起電圧が前記基準電圧を横切ったときに、前記通電モードを切り替える、
ことを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
A brushless motor drive device that rotationally drives the brushless motor by switching the energization mode for each phase of the brushless motor having a plurality of windings,
In the low-speed operation region where the brushless motor is rotationally driven at a speed lower than the first rotational speed, the energization mode is switched according to the comparison result between the induced voltage of the non-energized phase and the threshold value,
In a medium speed operation region where the brushless motor is driven to rotate at a speed greater than or equal to the first rotational speed and less than or equal to the second rotational speed, the induced voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage and rotates a predetermined angle from that state When the time required for the elapse of time or when the induced voltage of the non-energized phase crosses a predetermined voltage, the energization mode is switched,
In a high-speed operation region where the brushless motor is driven to rotate faster than the second rotation speed, the energization mode is switched when the induced voltage of the non-energized phase crosses the reference voltage.
A drive device for a brushless motor.
前記ブラシレスモータが前記低速運転領域から前記中速運転領域又は前記高速運転領域に移行したときには、前記ブラシレスモータの実際の回転速度が目標回転速度に収束するまで、前記非通電相の誘起電圧が前記基準電圧を横切ったときに、前記通電モードを切り替える、
ことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの駆動装置。
When the brushless motor moves from the low speed operation region to the medium speed operation region or the high speed operation region, the induced voltage of the non-energized phase is increased until the actual rotational speed of the brushless motor converges to the target rotational speed. When the reference voltage is crossed, the energization mode is switched.
The brushless motor driving apparatus according to claim 1, wherein:
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