JP2014233182A - Controller of brushless motor - Google Patents
Controller of brushless motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014233182A JP2014233182A JP2013114059A JP2013114059A JP2014233182A JP 2014233182 A JP2014233182 A JP 2014233182A JP 2013114059 A JP2013114059 A JP 2013114059A JP 2013114059 A JP2013114059 A JP 2013114059A JP 2014233182 A JP2014233182 A JP 2014233182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- rotational speed
- feedback gain
- brushless motor
- control device
- 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
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 abstract description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータの制御装置に関する。 The present invention relates to a brushless motor control device.
従来、ブラシレスモータを駆動源として、歯車ポンプ(トロコイド式)の回転速度の制御を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a brushless motor is used as a drive source to control the rotational speed of a gear pump (trochoid type) (see, for example, Patent Document 1).
このようなポンプ等に使用されるブラシレスモータの制御装置では、目標とする回転速度が与えられ、実際の回転速度が前記目標回転速度に収束するよう、フィードバック制御にて回転速度の制御が行われている。 In such a brushless motor control device used for a pump or the like, a target rotational speed is given, and the rotational speed is controlled by feedback control so that the actual rotational speed converges to the target rotational speed. ing.
フィードバック制御の方法としては、PID制御が広く用いられている。 As a feedback control method, PID control is widely used.
図7は、PID制御の基本式を示す図であり、現在の偏差eに比例した修正量を出す比例分と、過去の偏差の累積値に比例した修正量を出す積分分と、偏差eが増加しつつあるか減少しつつあるか、その傾向の大きさに比例した修正量を出す微分分との3つを加算合成したものである。 FIG. 7 is a diagram showing a basic expression of PID control, in which a proportional amount that gives a correction amount proportional to the current deviation e, an integral that gives a correction amount proportional to the cumulative value of past deviations, and the deviation e It is a combination of the three components, that is, whether it is increasing or decreasing, and a differential component that produces a correction amount proportional to the magnitude of the tendency.
一般にフィードバックゲインKpの係数を大きくすると、モータの制御量は大きくなり、応答時間が短縮すると言われている。 Generally, it is said that when the coefficient of the feedback gain Kp is increased, the control amount of the motor is increased and the response time is shortened.
しかしながら、このような従来にあっては、モータの入力電圧に変動が生じるとフィードバック制御の応答性が不安定となり、所望とするモータ回転速度が得られないという課題があった。 However, in such a conventional case, when the input voltage of the motor fluctuates, the feedback control response becomes unstable, and there is a problem that a desired motor rotation speed cannot be obtained.
特にモータの入力電圧が高い状態でフィードバックゲインの係数を大きくすると、モータ振動の振動が大きくなる傾向にあった。 In particular, when the feedback gain coefficient is increased while the motor input voltage is high, motor vibration tends to increase.
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、モータの入力電圧の変動に関わらず、目標回転速度への収束性を高めるオイルポンプの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an oil pump control device that improves convergence to a target rotational speed regardless of fluctuations in the input voltage of the motor. To do.
前記課題を解決するために本発明の請求項1のブラシレスのモータの制御装置にあっては、回転駆動されるモータの回転速度を目標とする回転速度に収束すべくモータ制御量を調整してフィードバック制御するブラシレスモータの制御装置であって、前記フィードバック制御にて算出するPID制御値におけるフィードバックゲインの係数を前記モータの入力電圧に応じて可変することとした。
In order to solve the above-mentioned problem, in the brushless motor control apparatus according to
また、請求項2のブラシレスモータの制御装置にあっては、前記ブラシレスモータの制御装置は、前記モータが回転停止状態から起動後、前記モータの実回転速度が目標回転速度に収束するまでの間、可変する前記フィードバックゲインの係数を通常の制御値より低い値に固定するとともに、所定の回転速度以上でモータの実回転速度が目標回転速度に収束したときにフィードバックゲインの係数を前記モータの入力電圧に応じて可変することとした。 Further, in the brushless motor control device according to claim 2, the brushless motor control device includes a period from when the motor starts from a rotation stop state until the actual rotation speed of the motor converges to a target rotation speed. The variable feedback gain coefficient is fixed to a value lower than the normal control value, and the feedback gain coefficient is input to the motor when the actual rotational speed of the motor converges to the target rotational speed at a predetermined rotational speed or higher. It was decided to vary according to the voltage.
また、請求項3のブラシレスモータの制御装置にあっては、前記ブラシレスモータの制御装置は、前記モータの実回転速度と、前記モータの実回転速度に到達した一定時間の経過をカウントして前記フィードバックゲインの係数を可変することとした。
In the brushless motor control device according to
また、請求項4のブラシレスモータの制御装置においては、前記ブラシレスモータの制御装置は、前記モータの目標回転速度が実回転速度を低下する方向のフィードバック制御に移行した時に、可変する前記フィードバックゲインの係数を通常の制御値より低い値に固定することとした。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the brushless motor control device, wherein the brushless motor control device is configured to adjust the feedback gain that is variable when the target rotational speed of the motor shifts to feedback control in a direction that reduces the actual rotational speed. The coefficient was fixed to a value lower than the normal control value.
更に、請求項5のブラシレスモータの制御装置にあっては、前記ブラシレスモータの制御装置は、電動式液体ポンプの駆動に用いられることとした。 Furthermore, in the brushless motor control device according to the fifth aspect, the brushless motor control device is used for driving an electric liquid pump.
以上説明したように本発明の請求項1のブラシレスモータの制御装置にあっては、モータの出力電圧に応じてフィードバックゲインの係数を可変することにより実回転速度の目標回転速度への収束性を高める一方、高回転域における振動の発生を抑制して、回転速度制御の特性を安定することができる。 As described above, in the brushless motor control apparatus according to the first aspect of the present invention, the convergence of the actual rotational speed to the target rotational speed is achieved by varying the feedback gain coefficient in accordance with the output voltage of the motor. On the other hand, it is possible to suppress the occurrence of vibration in the high rotation range and to stabilize the characteristics of the rotational speed control.
また、請求項2のブラシレスモータの制御装置にあっては、始動時におけるフィードバックゲインを通常時より小さい値に抑えることで、回転停止状態からの起動時におけるフィードバックゲインの係数の過多に伴う、脱調の発生を低減し、起動時の回転数制御時における応答性と回転速度制御の特性を向上することが出来る。 In the brushless motor control device according to the second aspect, the feedback gain at the time of starting is suppressed to a value smaller than that at the normal time, so that the feedback gain coefficient at the time of starting from the rotation stop state is excessive. It is possible to reduce the occurrence of tone, and to improve the responsiveness and rotational speed control characteristics during rotational speed control at startup.
また、請求項3のブラシレスモータの制御装置にあっては、前記モータの実回転速度と、前記モータの実回転速度に到達した一定時間の経過をカウントして前記フィードバックゲインの係数を可変することにより、モータの高回転域における目標回転速度への収束性を向上するとともに不用意なフィードバックゲインの切換に伴う制御の不安定を抑制することができる。
In the brushless motor control device according to
また、請求項4のブラシレスモータの制御装置にあっては、目標回転速度と実回転速度の偏差の値が大きい場合の収束性を高める一方で、目標回転速度が実回転速度より低い偏差となる場合にはフィードバックゲインを小さくすることにより、消費電力を低減することができる。 In the brushless motor control apparatus according to the fourth aspect, the convergence is improved when the deviation value between the target rotational speed and the actual rotational speed is large, while the target rotational speed is a deviation lower than the actual rotational speed. In some cases, the power consumption can be reduced by reducing the feedback gain.
加えて、請求項5のブラシレスモータの制御装置にあっては、前記ブラシレスモータの制御装置は、電動式液体ポンプの駆動に用いられることにより、ポンプの流体特性の変化、例えば作動流体の温度や粘度またはポンプ室近傍のクリアランス等機械的なばらつきがあり流量特性の制御に変動が生じる場合でも、適切なフィードバックゲインの係数を前記流体的又は機械的特性に応じて数値を決めることで、ポンプの効率を簡易的な方法にて調整することが可能になる。
In addition, in the brushless motor control device according to
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本実施の形態にかかるブラシレスモータの制御装置により回転速度が制御される電動式オイルポンプ1を示す図であり、該電動式歯車ポンプ1は、モータ2と、該モータ2で駆動されるオイルポンプ3を備えている。これにより、モータ冷却用のオイルを供給に用いられたり、自動車のATやCVT等の自動変速機に取り付けられアイドルストップ時に低下する油圧を所定圧に維持する用途に用いられたりする。
1 and 2 are views showing an
すなわち、前記自動変速機4には、油圧回路が形成されており、当該自動変速機4のケーシング11内部には、前記油圧回路を構成する為の油圧経路12が形成されている。このケーシング11の外面13には、前記電動式歯車ポンプ1を取り付ける為の取付穴14が開口しており、該取付穴14に前記電動式歯車ポンプ1の先端部を挿入した状態で取り付けられるように構成されている。
That is, a hydraulic circuit is formed in the
前記油圧経路12には、当該自動変速機4の制御に用いるオイル21が循環しており、前記取付穴14の奥面22には、図外のオイル貯留部に連通する連通路23と、加圧したオイル21を出力する出力路24とが開設されている。
Oil 21 used for control of the
図2は、前記電動式歯車ポンプ1を示す分解斜視図であり、該電動式歯車ポンプ1は、トロコイド式の前記オイルポンプを構成するポンプ構成部31と、該ポンプ構成部31を駆動するモータ構成部32と、該モータ構成部32を制御する為のモータ駆動制御部33とを備えている。前記ポンプ構成部31と前記モータ構成部32と前記モータ駆動制御部33とは、前記モータ構成部32を構成する回転軸34の延出方向に配列されており、前記モータ構成部32より延出した前記回転軸34が、図1に示したように、組立状態において前記ポンプ構成部31に接続されるように構成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the
この電動歯車式ポンプ1は、外周部を構成する円筒状のケース41を備えており、前記ポンプ構成部31と前記モータ構成部32とは、前記ケース41内に内嵌されている。この内嵌状態において、前記ポンプ構成部31の外周面と前記モータ構成部32の外周面とは、前記ケース41の内側面42に面接するように構成されており、この面接状態において、前記ポンプ構成部31及び前記モータ構成部32が位置決めされるように構成されている。
The
前記ケース41の基端には、外方へ延出するケースフランジ部51が一体形成されており、当該電動式歯車ポンプ1は、図1及び図2に示したように、前記ケースフランジ部51より先端側が前記ケーシング11に設けられた前記取付穴14に挿入される挿入領域を構成するとともに、前記ケースフランジ部51より基端側が前記ケーシング11より突出した突出領域を形成するように構成されている。
A
この電動式歯車ポンプ1を前記取付穴14に取り付けた状態では、前記ケースフランジ部51が、前記ケーシング11の前記外面13に面接するように構成されており、前記ケースフランジ部51によって当該電動式歯車ポンプ1を前記ケーシング11に固定できるように構成されている。
In a state where the
前記挿入領域を構成する前記ケースフランジ部51より前記ケース41の先端側には、前記ポンプ構成部31及び前記モータ構成部32が配置されるように構成されており、図1に示した取付状態において、前記ケース41より突出した前記ポンプ構成部31の先端面が前記取付穴14の前記奥面22に対向するように構成されている。
The
前記ポンプ構成部31は、図1及び図2に示したように、先端側を構成するポンプベース71と、該ポンプベース71の基端側に配置されたポンプハウジング72とを備えており、該ポンプハウジング72と前記ポンプベース71との間には、Oリング73が配設されている。前記ポンプベース71の先端面には、図1に示したように、前記ケース41の円形穴に挿入されて外部に突出する円形の突出部74が一体形成されており、当該ポンプベース71は、前記突出部74の外周部がケース41先端の前記折曲部61に支持された状態で先端側への抜けが阻止されるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記ポンプベース71の基端面には、ピン91の一端部が挿入されており、該ピン91の他端部は、前記ポンプベース71に対向して配設された前記ポンプハウジング72の先端面に挿入されている。これにより、前記ポンプベース71に対して前記ポンプハウジング72が位置決めされるように構成されており、この状態において、前記ポンプハウジング72が前記ケース41に圧入固定され、当該ポンプベース71の外周面が前記ケース41の内側面42に密着した状態で固定されている。
One end portion of a
前記ポンプハウジング72の中央部は、図1に示したように、没入しており、当該ポンプハウジング72と前記ポンプベース71との間には、ロータ収容部101が形成されている。該ロータ収容部101内には、ポンプロータアウタ102が回動自在に収容されており、該ポンプロータアウタ102内には、ポンプロータインナ103が回動自在に収容されている。
As shown in FIG. 1, the central portion of the
このロータ収容部101には、前記ポンプベース71に設けられた吸入ポート111と吐出ポート112とが連通しており、両ポート111,112は、前記ポンプベース71の前記突出部74の端面に開口するように構成されている。
A
前記吸入ポート111は、当該電動式歯車ポンプ1を前記取付穴14に取り付けた状態において、前記取付穴14の奥面22に設けられた前記連通路23に接続されるように構成されており、前記吐出ポート112は、Oリング121を介して前記出力路24に接続されるように構成されている。
The
これにより、前記ポンプロータインナ103の回転に伴って前記ポンプロータアウタ102が回転することで、前記連通路23から前記吸入ポート111を介して吸入したオイルを加圧して、前記吐出ポート112から前記出力路24へ出力するトロコイドポンプが形成されるように構成されている。
As a result, the pump rotor outer 102 rotates as the pump rotor inner 103 rotates, so that the oil sucked from the
このトロコイドポンプの基端側には、図1に示したように、前記モータ構成部32で構成された直流式のブラシレスモータが配設されている。このモータは、外周部を形成するモータケース201を備えており、該モータケース201の外周面が前記ケース41の内側面42に密着した状態で固定されている。
On the base end side of the trochoid pump, as shown in FIG. 1, a DC brushless motor constituted by the
このモータケース201の内側には、モータ巻線211が巻回されたコイル212が内嵌されており、該コイル212には、コイルで励磁されるステータ213が保持されている。このステータ213の内側には、モータロータコア214が回転自在に収容されており、該モータロータコア214の外周面には、マグネット215が設けられている。このモータロータコア214には、前記回転軸34が挿通しており、当該回転軸34は、前記モータロータコア214を貫通した状態で固定されている。
A
この回転軸34の他端部は、先端側へ向けて延出しており、当該回転軸34は、オイルシール221を介して前記ポンプハウジング72の中心穴222を挿通し、前記ロータ収容部101内に突出するように構成されている。該ロータ収容部101に突出した前記回転軸34の周面には、平坦面223が形成されており、断面D字状のロータ接続部224が形成されている。このロータ接続部224は、前記ロータ収容部101に収容された前記ポンプロータインナ103のD字穴225を挿通した後、先端側軸受けを介して前記ポンプベース71の座ぐり穴227に回転自在に収容された状態で支持されている。
The other end portion of the
このモータ構成部32で構成されたモータの基端側には、前記モータ駆動制御部33が配設されており、該モータ駆動制御部33は、前記モータ構成部32の基端部に接続されたインシュレータ301を備えている(図2参照)。
The motor
該インシュレータ301は、合成樹脂によって形成されており、前記モータ構成部32の前記モータケース201の基端部に挿入され内嵌した状態で接続されるモータ接続部311が一体形成されている。該モータ接続部311には、基端側軸受け314を介して、前記回転軸34の一端部が回転自在に支持されている。
The
前記モータ接続部311には、前記モータ巻線211への通電を中継するバスバー321,・・・がインサート成型されており、前記モータ構成部32側に突出したバスバー321,・・・には、前記モータ巻線211が電気的に接続されている。
Bus bars 321,... For relaying energization to the motor winding 211 are insert-molded in the
また、前記モータ接続部311の側縁部には、上方へ突出するとともに、ハーネス接続穴324が側方へ向けて開口したコネクタ部322が一体形成されており、該コネクタ部322の奥面には、前記ハーネスと電気的に接続される接続端子323,323がインサート成型されている。
In addition, a
前記モータ接続部311の端面には、支柱部333,・・・が複数立設されており、各支柱部333,・・・によって制御基板334が支持されている。該制御基板334には、電子回路が形成されており、外部機器から延出された前記ハーネスを前記コネクタ部322に接続した状態において、該コネクタ部322から入力される信号に基づいて前記バスバー321,・・・への出力信号を制御してモータ駆動制御するコントローラが構成されている。
A plurality of
前記モータ駆動制御部33は、前記ケース41の基端部に取り付けられる容器状の制御器カバー331を備えており、前記モータ接続部311に支持された前記制御基板334は、前記制御器カバー331によって覆われるように構成されている。
The motor
この制御器カバー331は、アルミニュームによって構成されており、当該制御器カバー331の外側面には、内部で発生した熱を外部に放出する冷却フィン341,・・・が複数設けられている。
The
前記インシュレータ301の前記コネクタ部322の基端部には、係合凹部351が凹設されており、該係合凹部351より端部側には、前記コネクタ部322基端の一般部よりやや低い段差部352が形成されている。このコネクタ部322の基端部と重合する前記制御器カバー331一端側の延出片353には、前記段差部352上に延在するように構成されており、当該延出片353の先端には、前記係合凹部351と係合する係合凸部354が折曲形成されている。
An
これにより、前記制御器カバー331の前記係合凸部354が前記コネクタ部322の前記係合凹部351に係合した状態で噛み合わせられる噛み合わせ構造が前記係合凸部354及び前記係合凹部351によって構成されており、組立時には、前記係合凹部351と前記係合凸部354との接合部分にシール剤が塗布され前記係合凸部354と前記係合凹部351とが噛み合わせられるように構成されている。
As a result, the meshing structure in which the engagement
また、前記制御器カバー331の他端側には、取付状態において、前記モータケース201に外嵌した部位より側方へ向けて延出するカバーフランジ部371が前記ケースフランジ部51に対応した部位に一体形成されており、このカバーフランジ部371と前記ケースフランジ部51との面接部分及び前記モータケース201に外嵌した外嵌部分には、組立時においてシール剤が塗布されるように構成されている。
Further, on the other end side of the
前記カバーフランジ部371と該カバーフランジ部371に面接する前記ケースフランジ部51には、ボルト挿通穴381が開設されており、該ボルト挿通穴381には、カラー382が内嵌されている。
A
これにより、図1に示したように、取付時において、前記ケースフランジ部51を前記ケーシング11の前記外面13に面接した状態で、前記ボルト挿通穴381内の前記カラー382に挿通したボルト391を、前記ケーシング11に形成されたねじ穴392に螺入することで、当該電動式歯車ポンプ1を前記ケーシング11に固定できるように構成されている。
As a result, as shown in FIG. 1, the
図3は、前記電動式歯車ポンプ1を駆動するブラシレスモータの制御装置1001を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a brushless
このブラシレスモータの制御装置1001には、目標とするモータの回転速度を設定する目標回転速度設定部1002と、前記目標回転速度設定部にて設定された目標モータ回転速度と、実際のモータ回転速度との偏差、及びモータの回転位置に基づき、モータのフィードバック制御量を設定するフィードバック制御量算出部1003と、前記フィードバック制御量算出部にて設定されたモータ電圧・電流等のモータ制御量をU・V・Wの3相のモータ巻線211へ出力するインバータ部1004が設けられている。
The brushless
一方、本実施例におけるブラシレスモータにおいては、前記モータ巻線の3相各々に生じる逆起電圧を電圧検出部1005にて検出し、各相の逆起電圧に基づきモータの回転位置や回転速度を推定するセンサレス制御を用いている。
On the other hand, in the brushless motor according to the present embodiment, the back electromotive force generated in each of the three phases of the motor winding is detected by the
詳細には、前記インバータのPNの入力電圧をモータ電圧としている。 Specifically, the PN input voltage of the inverter is a motor voltage.
すなわち、前記逆起電圧の入力に基づき、モータの回転位置を推定する回転位置推定部1006と、前記モータの推定回転位置に基づきモータ回転速度を推定する実回転速度推定部1007を備えており、推定された回転速度および回転位置に基づきフィードバック制御量算出部1003における制御量算出が行われる。
That is, a rotation
同様にして、U・V・Wの3相の前記モータ巻線211より電圧検出部1005にてモータ電圧を検出する。
Similarly, a motor voltage is detected by a
前記フィードバック制御量の設定にあたり、前記モータの回転速度及び前記モータ電圧に応じてモータのフィードバックゲインの係数を設定するフィードバックゲイン設定部1008が設けられている。前記フィードバックゲイン設定部1008では、主にモータの定常運転時にモータの電圧によりフィードバックゲインの係数の重み付けを行うようになっているが、併せて、起動直後の状態もしくは起動後の一定の定常状態であるかを判定して、フィードバックゲインの係数の重み付けを行う機能も備えられている。
In setting the feedback control amount, a feedback
図4は、前記ブラシレスモータの制御装置1001の動作を示すフローチャートであり、前記モータの回転速度および始動後に所定の回転速度到達後の経過時間等の条件に応じたフィードバックゲインの係数設定に関する動作が示されている。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the brushless
先ず、モータの停止状態からの起動を行った際に起動の判定を行い(S1)、起動が判定された場合には起動フラグFst=1を設定する(S2)。起動時でないと判定した場合にはこのフローをスキップして次に移る。 First, when starting from the motor stop state, the start is determined (S1), and when the start is determined, the start flag Fst = 1 is set (S2). If it is determined that it is not at the time of startup, this flow is skipped and the process proceeds to the next.
次いで、各種運転条件に基づく目標回転速度Ntの設定を行い(S3)、モータ逆起電流等に基づき、実回転速度Nの推定を行う(S4)。 Next, the target rotational speed Nt is set based on various operating conditions (S3), and the actual rotational speed N is estimated based on the motor back electromotive current and the like (S4).
ここで、実回転速度Nとフィードバックゲインの係数の切換の為の閾値Nslとを比較し(S5)、実回転速度Nが閾値Nsl以下となる場合には、フィードバックゲインの係数をKp=Kp1に設定する(S6)。この係数Kp1は後述する通常の係数Kp2より少ない値が設定されている。 Here, the actual rotational speed N and the threshold value Nsl for switching the feedback gain coefficient are compared (S5). If the actual rotational speed N is equal to or lower than the threshold value Nsl, the feedback gain coefficient is set to Kp = Kp1. Set (S6). The coefficient Kp1 is set to a value smaller than a normal coefficient Kp2 described later.
フィードバックゲインの係数Kpが設定されると、前記目標回転速度Ntと実回転速度Nとの偏差eと係数Kpに基づいて、図6に示したPID制御の基本式によりフィードバック制御量が算出され(S7)、モータ制御の為の電流・電圧等がコイル211に出力される(S8)。 When the feedback gain coefficient Kp is set, based on the deviation e between the target rotational speed Nt and the actual rotational speed N and the coefficient Kp, the feedback control amount is calculated by the basic equation of PID control shown in FIG. S7), current and voltage for motor control are output to the coil 211 (S8).
一方、前記ステップS5において、実回転速度Nが閾値Nslを上回る場合には、起動フラグFstの設定の有無を判定し(S9)、Fst=1がセットされている場合にはタイマーTのカウントを開始する(S10)。 On the other hand, if the actual rotational speed N exceeds the threshold Nsl in step S5, it is determined whether or not the activation flag Fst is set (S9). If Fst = 1 is set, the timer T is counted. Start (S10).
次いで、前記目標回転速度Ntと実回転速度Nとの偏差eがe=0、即ち収束状態にあるか否を判定する(S11)。e=0でない場合にはフィードバックゲインの係数をKp=Kp1に設定し(S6)、e=0である場合には定常状態に達しつつあるものとして、タイマーTの経過時間を判定する。 Next, it is determined whether or not the deviation e between the target rotational speed Nt and the actual rotational speed N is e = 0, that is, in a converged state (S11). If e = 0 is not satisfied, the feedback gain coefficient is set to Kp = Kp1 (S6). If e = 0, it is determined that the steady state is being reached, and the elapsed time of the timer T is determined.
前記起動フラグFst=1の設定がされており、その後の実回転速度Nの上昇により前記閾値Nsl以上になった場合、前記タイマーTの経過時間が所定値Tslを経過したか否かを判定し(S12)、前記所定値Tslを経過しない場合には、フィードバックゲインの係数をKp=Kp1に設定する(S6)。 When the start flag Fst = 1 is set and the actual rotation speed N subsequently increases and exceeds the threshold value Nsl, it is determined whether the elapsed time of the timer T has exceeded a predetermined value Tsl. (S12) If the predetermined value Tsl has not elapsed, the feedback gain coefficient is set to Kp = Kp1 (S6).
一方、タイマーTの経過時間が所定値Tslを経過した場合には、起動フラグFstをFst=0へリセットし(S13)、タイマーTのカウントをリセットする(S14)。この時のフィードバックゲインは前述した通常の係数Kp2を与えられる(S15)。 On the other hand, when the elapsed time of the timer T exceeds the predetermined value Tsl, the activation flag Fst is reset to Fst = 0 (S13), and the count of the timer T is reset (S14). The feedback gain at this time is given the normal coefficient Kp2 described above (S15).
この時の前記フィードバックゲインの係数Kp2はモータの入力電圧Vにより決まるため、モータの電圧の入力を受けて(S16)、前記モータの入力電圧Vにより前記フィードバックゲインの係数Kp2を図5に示すようなテーブルTにより数値を参照する。(S17) Since the feedback gain coefficient Kp2 at this time is determined by the motor input voltage V, the input of the motor voltage is received (S16), and the feedback gain coefficient Kp2 is determined by the motor input voltage V as shown in FIG. A numerical value is referred to by a simple table T. (S17)
この時、前記フィードバックゲインの係数Kp2は前記モータの入力電圧Vが小さい領域において数値が大きくして応答性の確保を図る一方、前記モータの入力電圧Vが小さくなるにつれ、前記フィードバックゲインの係数Kp2が小さすることで、モータの振動の発生を抑制する。本実施例においては、前記フィードバックゲインの係数Kp2の最小値を起動時におけるフィードバックゲインの係数Kp1を同じ値としている。 At this time, the feedback gain coefficient Kp2 is increased in a region where the input voltage V of the motor is small to ensure responsiveness, while the feedback gain coefficient Kp2 is decreased as the motor input voltage V decreases. The occurrence of vibration of the motor is suppressed by reducing. In this embodiment, the minimum value of the feedback gain coefficient Kp2 is set to the same value as the feedback gain coefficient Kp1 at the time of startup.
前記フィードバックゲインの係数Kp2が決まると、前記係数前記フィードバック制御量の算出(S7)及びモータ制御電流・電圧等の出力(S8)が行われる。 When the feedback gain coefficient Kp2 is determined, calculation of the coefficient feedback control amount (S7) and output of motor control current and voltage (S8) are performed.
尚、本実施例においては、前記起動フラグFst=1の設定判定(S9)において、起動フラグFst=0の運転状態の場合、前記目標回転速度Ntと実回転速度Nとの偏差eが正の値にあるか負の値にあるかを判定し、前記フィードバックゲインの係数をKpを可変するようになっている(S18)。この場合偏差e≧0、即ち、制御方向が増加方向および一定の回転速度を維持する状態にある場合には、フィードバックゲインは前述した通常の係数Kp2を与えられ(S15)、また、偏差e<0、即ち、制御方向が減少方向にある場合はフィードバックゲインの係数はKp=Kp1が与えられる。(S6)。 In this embodiment, in the setting determination (S9) of the start flag Fst = 1, when the start flag Fst = 0, the deviation e between the target rotational speed Nt and the actual rotational speed N is positive. It is determined whether the value is a negative value or a negative value, and the feedback gain coefficient Kp is varied (S18). In this case, when the deviation e ≧ 0, that is, when the control direction is in the increasing direction and the constant rotational speed is maintained, the feedback gain is given the normal coefficient Kp2 (S15), and the deviation e < When 0, that is, when the control direction is in the decreasing direction, the feedback gain coefficient is given by Kp = Kp1. (S6).
図5は目標回転速度Nt、実回転速度Nおよび、フィードバックゲインの係数Kpのモータ起動時からの時系列での数値変化を示すタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing chart showing time-series numerical changes of the target rotational speed Nt, the actual rotational speed N, and the feedback gain coefficient Kp from the time of starting the motor.
モータ回転停止からの起動時においてはフィードバックゲインの係数は高回転域の目標回転速度Nt2迄上昇している間は常にKp=Kp1が与えられ、モータの脱調を防止するフィードバック制御をおこなわれている。 At the time of start-up from the motor rotation stop, the feedback gain coefficient is always given as Kp = Kp1 while it is increased to the target rotation speed Nt2 in the high rotation range, and feedback control is performed to prevent motor step-out. Yes.
一方、前記実回転速度Nがフィードバックゲインの係数切換え判定の閾値Nslを超えた時に経過時間をカウントして、前記実回転速度Nが前記目標回転速度Ntに収束した状態が一定期間継続された場合には、フィードバックゲインの係数はKp=Kp2の通常制御状態になり応答性を重視したフィードバック制御がおこなわれる。 On the other hand, when the actual rotational speed N exceeds the threshold value Nsl for feedback gain coefficient switching determination, the elapsed time is counted, and the state where the actual rotational speed N converges to the target rotational speed Nt is continued for a certain period. The feedback gain coefficient is in a normal control state with Kp = Kp2, and feedback control is performed with an emphasis on responsiveness.
その後、目標回転速度Ntが前記閾値Nsl以下となり実回転速度Nが減少する方向に収束する場合に、再びフィードバックゲインの係数はKp=Kp1になることでモータの消費電力は抑制される。モータの実回転速度Nが前記閾値Nsl以下にある低回転域から、前記閾値Nslを超える方向の制御に転じた場合は、フィードバックゲインの係数は直ちにKp=Kp2になる一方、目標回転速度Ntが0となりモータが停止となる場合は当初と同じ、起動時のフィードバックゲインの係数設定Kp=Kp1に戻る。 Thereafter, when the target rotational speed Nt becomes equal to or less than the threshold value Nsl and converges in the direction in which the actual rotational speed N decreases, the power consumption of the motor is suppressed by setting the feedback gain coefficient to Kp = Kp1 again. When the control is shifted from the low rotation range where the actual rotation speed N of the motor is equal to or less than the threshold value Nsl to the direction exceeding the threshold value Nsl, the feedback gain coefficient immediately becomes Kp = Kp2, while the target rotation speed Nt is If the motor is 0 and the motor is stopped, the feedback gain coefficient setting Kp = Kp1 at the time of startup is returned to the same as at the beginning.
この時の、定常時のフィードバックゲインの係数Kp2は前述の通りモータの入力電圧Vにより数値は変わるので、モータの振動の発生し易い高電圧の領域にてKp2の数値が制限されることで、モータのフィードバック制御の適正化が図れる。 Since the value of the feedback gain coefficient Kp2 at this time varies depending on the motor input voltage V as described above, the value of Kp2 is limited in a high voltage region where the motor vibration is likely to occur. It is possible to optimize the feedback control of the motor.
前記フィードバックゲインの係数Kp1、Kp2はモータの出力側の負荷、すなわち、本実施例においては電動式ポンプの流量特性や歯車ポンプのクリアランス等の個体ばらつきを考慮して係数を設定することが可能の為、負荷の形態によらず所望とするフィードバック制御量の最適化が可能になる。 The feedback gain coefficients Kp1 and Kp2 can be set in consideration of individual variations such as the load on the output side of the motor, that is, the flow characteristics of the electric pump and the clearance of the gear pump in this embodiment. Therefore, the desired feedback control amount can be optimized regardless of the form of the load.
特に、本実施例においては起動時のモータ回転速度のフィードバック制御時で、低いフィードバックゲインの係数Kp1を使用する一方で、モータの高回転域においては高いフィードバックゲインの係数Kp2を使用することで、前者で脱調を防止するフィードバック制御を行う一方で、後者で応答性を重視したフィードバック制御を行うことが可能となる。 In particular, in the present embodiment, a low feedback gain coefficient Kp1 is used at the time of feedback control of the motor rotation speed at start-up, while a high feedback gain coefficient Kp2 is used in a high rotation range of the motor. While the former performs feedback control to prevent step-out, the latter allows feedback control with an emphasis on responsiveness.
また、目標回転速度Ntが実回転速度Nを下回るような減速方向のフィードバック制御においても、低いフィードバックゲインの係数Kp1を使用するので、モータの消費電力を低減することも可能になる。 Further, even in the feedback control in the deceleration direction such that the target rotational speed Nt is lower than the actual rotational speed N, the low feedback gain coefficient Kp1 is used, so that the power consumption of the motor can be reduced.
なお、本発明はモータの負荷として電動式の歯車ポンプを用いているがこれに限定されず、別の回転ポンプを用いても良いし、ポンプ以外の負荷であっても良い。 In the present invention, an electric gear pump is used as a load of the motor. However, the present invention is not limited to this, and another rotary pump may be used or a load other than the pump may be used.
また、本実施例はモータ回転速度が、起動時から定常時に至るまでの判定に前記閾値Nslへの到達時をタイマカウントの起点とするようにしたが、前記閾値Nslを超えた高回転域で、実回転速度Nが目標回転速度Ntに収束した時点でタイマーのカウントを開始しても良い。 Further, in this embodiment, when the motor rotation speed reaches the threshold value Nsl in the determination from the starting time to the steady time, the timer count is set as the starting point of the timer count, but in a high rotation region exceeding the threshold value Nsl. The timer may start counting when the actual rotational speed N converges to the target rotational speed Nt.
また、本実施の形態は、偏差e=0を収束条件としたが、これに限らず、0を挟んで上下に許容差を持たせても良い。 In this embodiment, the deviation e = 0 is set as the convergence condition. However, the present invention is not limited to this.
また、本実施の形態は、起動フラグFst=0へのリセットのタイミングをタイマーTの所定値Tslの経過をもって行うようにしたが、起動後にモータが停止状態となったときに起動フラグTstをリセットするようにしても良い。 In the present embodiment, the timing of resetting the start flag Fst = 0 is performed with the elapse of the predetermined value Tsl of the timer T, but the start flag Tst is reset when the motor is stopped after the start. You may make it do.
1 電動式歯車ポンプ
2 モータ
3 オイルポンプ
31 ポンプ構成部
32 モータ構成部
34 回転軸
1001 コントローラ
1002 目標回転速度設定部
1003 フィードバック制御量算出部
1004 インバータ部
1005 電圧検出部
1006 回転位置推定部
1007 回転速度推定部
1008 フィードバックゲイン設定部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記フィードバック制御にて算出するPID制御値におけるフィードバックゲインの係数を前記モータの入力電圧に応じて可変することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 A brushless motor control device that performs feedback control by adjusting a motor control amount so as to converge a rotational speed of a rotationally driven motor to a target rotational speed,
A brushless motor control apparatus, wherein a coefficient of a feedback gain in a PID control value calculated by the feedback control is varied in accordance with an input voltage of the motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013114059A JP6154668B2 (en) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Brushless motor control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013114059A JP6154668B2 (en) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Brushless motor control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014233182A true JP2014233182A (en) | 2014-12-11 |
JP6154668B2 JP6154668B2 (en) | 2017-06-28 |
Family
ID=52126276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013114059A Active JP6154668B2 (en) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | Brushless motor control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6154668B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017104844A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 日本電産トーソク株式会社 | Pump device |
JP2020072523A (en) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | 株式会社デンソー | Motor controller |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3883894A (en) * | 1973-10-19 | 1975-05-13 | Storage Disk Corp | Disk drive servo system |
JPH0520813A (en) * | 1990-06-29 | 1993-01-29 | Toshiba Corp | Speed control device of magnetic disk apparatus |
JPH10234195A (en) * | 1997-02-18 | 1998-09-02 | Kokusan Denki Co Ltd | Method and apparatus for speed control of motor |
JP2004169666A (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-17 | Nippon Densan Corp | Operation control method and operation control device of pump |
JP2005117774A (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Driving unit for dc motor |
JP2010141995A (en) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Canon Inc | Motor control apparatus and image forming apparatus |
JP2012231577A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Ricoh Co Ltd | Drive control device, image forming apparatus, drive control method, and program |
-
2013
- 2013-05-30 JP JP2013114059A patent/JP6154668B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3883894A (en) * | 1973-10-19 | 1975-05-13 | Storage Disk Corp | Disk drive servo system |
JPH0520813A (en) * | 1990-06-29 | 1993-01-29 | Toshiba Corp | Speed control device of magnetic disk apparatus |
JPH10234195A (en) * | 1997-02-18 | 1998-09-02 | Kokusan Denki Co Ltd | Method and apparatus for speed control of motor |
JP2004169666A (en) * | 2002-11-22 | 2004-06-17 | Nippon Densan Corp | Operation control method and operation control device of pump |
JP2005117774A (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Driving unit for dc motor |
JP2010141995A (en) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Canon Inc | Motor control apparatus and image forming apparatus |
JP2012231577A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Ricoh Co Ltd | Drive control device, image forming apparatus, drive control method, and program |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017104844A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 日本電産トーソク株式会社 | Pump device |
JPWO2017104844A1 (en) * | 2015-12-18 | 2018-10-04 | 日本電産トーソク株式会社 | Pump device |
JP2020072523A (en) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | 株式会社デンソー | Motor controller |
JP7067417B2 (en) | 2018-10-30 | 2022-05-16 | 株式会社デンソー | Motor control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6154668B2 (en) | 2017-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3540224B1 (en) | Electric pump apparatus | |
JP2008086117A (en) | Electric fluid pump | |
WO2018008456A1 (en) | Electric-powered oil pump device | |
US9683567B2 (en) | Electric oil pump | |
JP6154668B2 (en) | Brushless motor control device | |
WO2012102282A1 (en) | Electric pump device | |
JP5755497B2 (en) | Electric gear pump | |
WO2009142264A1 (en) | Electric pump device | |
JP6329887B2 (en) | Pump device and inverter drive motor assembly | |
JP5834509B2 (en) | Oil pump control device | |
JP6154667B2 (en) | Brushless motor control device | |
JP5969342B2 (en) | Electric oil pump | |
KR102323735B1 (en) | Sensorless low flow electric water pump and method of regulating flow therewith | |
JP2014241657A (en) | Control device for brushless motor | |
US20200271120A1 (en) | Vacuum pump and control method therefor | |
KR101256749B1 (en) | Motor-driven compressor and controller therefor | |
JP2012140911A (en) | Electric pump device | |
JP6627269B2 (en) | Electric oil pump | |
JP2019002292A (en) | Electric pump system | |
JP6176222B2 (en) | Drive control device and motor drive system | |
US9951780B2 (en) | Motor, controller and associated method | |
JP2015052310A (en) | Electric oil pump | |
JP5972737B2 (en) | Electric water pump | |
JP2023005446A (en) | electric pump | |
JP2016107951A (en) | Torque estimation device of gas compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20140922 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170424 |
|
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: 20170509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170602 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6154668 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |