JP2015173516A - Motor controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of precisely controlling the motor torque free from changes in resistance value and temperature on a motor.SOLUTION: A target current calculation section 17 calculates a target current to be supplied to a motor M. When the motor M is in immobilized state and when the temperature on the motor M or an FET drive circuit 3 is smaller than a threshold value, the target current calculation section 17 increases the target current to increase the torque to thereby release the motor M from the immobilized state. When the motor M is in immobilized state and when the temperature on the motor M or FET drive circuit 3 is larger than a threshold value, the target current calculation section 17 reduces the target current to prevent heat generation on the motor M or the FET drive circuit 3.

Description

この発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device that controls driving of a motor.

従来のモータ制御装置は、モータの固着状態を解除するために、モータへの印加電圧を制御することによってトルクを発生させていた(例えば、特許文献1参照)。印加電圧の制御は、電源とモータとの間に接続されたスイッチング素子の、動作キャリア周期のオン時間(Duty比)を制御することにより行われる。   Conventional motor control devices generate torque by controlling the voltage applied to the motor in order to release the fixed state of the motor (see, for example, Patent Document 1). The applied voltage is controlled by controlling the ON time (duty ratio) of the operating carrier cycle of the switching element connected between the power source and the motor.

特開2008−115867号公報JP 2008-115867 A

しかしながら、印加電圧の制御では、モータへ供給する電流を抑制できない。そのため、各種部品の定格許容範囲で使用できるように、モータ毎に、モータの抵抗値に応じてスイッチング素子の動作キャリア周期のオン時間を調整する必要があった。さらに、モータ周囲およびモータコイル単体の温度が変化するとモータの抵抗値も変化するので、温度変化に応じてスイッチング素子の動作キャリア周期のオン時間を補正する必要があった。   However, the current supplied to the motor cannot be suppressed by controlling the applied voltage. Therefore, it is necessary to adjust the on-time of the operating carrier cycle of the switching element according to the resistance value of the motor for each motor so that it can be used within the rated allowable range of various components. Furthermore, since the resistance value of the motor also changes when the temperature around the motor and the motor coil alone changes, it is necessary to correct the on-time of the operation carrier cycle of the switching element according to the temperature change.

上記特許文献1の制御装置は、各種部品の温度を観測していても、印加電圧を制御しているため、モータへ供給する電流が不定である。そのため、精度よくモータトルクを出力することができなかった。また、モータが過度に発熱することを防ぐために、モータトルクを最大限出力することができなかった。   Since the control device of Patent Document 1 controls the applied voltage even when observing the temperature of various components, the current supplied to the motor is indefinite. Therefore, the motor torque cannot be output with high accuracy. Moreover, in order to prevent the motor from generating excessive heat, the motor torque could not be output to the maximum.

このように、印加電圧の制御ではモータトルクを精度よく出力することができないので、固着状態の解除に最適なモータトルクを出力できないという課題があった。   As described above, since the motor torque cannot be accurately output by controlling the applied voltage, there is a problem that the motor torque optimum for releasing the fixed state cannot be output.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、モータの抵抗値および温度変化に影響されずに、モータトルクを精度よく制御するモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device that accurately controls motor torque without being affected by the resistance value and temperature change of the motor. .

この発明に係るモータ制御装置は、目標Dutyに従って動作することによりモータへ電流を供給する駆動回路と、モータの回転位置に基づいてモータが固着状態か否かを判定する固着判定部と、モータまたは駆動回路の温度が閾値以下か否かを判定する温度判定部と、駆動回路がモータへ供給した電流およびモータの回転位置に基づいてモータへ供給する目標電流を算出し、モータが固着状態の場合、モータまたは駆動回路の温度が閾値以下のときに目標電流を大きくし、当該温度が閾値より大きいときに目標電流を小さくする目標電流算出部と、目標電流算出部が算出した目標電流に基づいて目標Dutyを算出し、駆動回路に出力する目標Duty算出部とを備えるものである。   A motor control device according to the present invention includes a drive circuit that supplies current to a motor by operating according to a target duty, a fixing determination unit that determines whether the motor is in a fixed state based on the rotational position of the motor, A temperature determination unit that determines whether the temperature of the drive circuit is equal to or lower than a threshold value, a target current supplied to the motor based on the current supplied to the motor by the drive circuit and the rotational position of the motor, and the motor is fixed Based on the target current calculated by the target current calculation unit that increases the target current when the temperature of the motor or the drive circuit is equal to or lower than the threshold and decreases the target current when the temperature is higher than the threshold. A target duty calculation unit that calculates the target duty and outputs the target duty to the drive circuit.

この発明によれば、モータへ供給する電流を制御するようにしたので、モータの抵抗値および温度変化に影響されずに、モータトルクを精度よく制御することができる。また、モータが固着状態の場合かつモータまたは駆動回路の温度が閾値以下の場合に、固着状態から脱出するために目標電流を大きくするようにしたので、モータまたは駆動回路の限界温度となる電流まで上昇させることができ、モータトルクを最大限出力することができる。
さらに、モータが固着状態の場合かつモータまたは駆動回路の温度が閾値より大きい場合は目標電流を小さくするようにしたので、モータまたは駆動回路の発熱を抑制することができる。
According to the present invention, since the current supplied to the motor is controlled, the motor torque can be accurately controlled without being influenced by the resistance value and temperature change of the motor. In addition, when the motor is in a fixed state and the temperature of the motor or drive circuit is lower than the threshold value, the target current is increased in order to escape from the fixed state. The motor torque can be increased and the motor torque can be output to the maximum.
Furthermore, when the motor is in a fixed state and the temperature of the motor or the drive circuit is higher than the threshold value, the target current is reduced, so that the heat generation of the motor or the drive circuit can be suppressed.

この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1に係るモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an operation of the motor control device according to the first embodiment. この発明の実施の形態2に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. FET駆動回路(またはモータ)の温度と目標電流との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the temperature of a FET drive circuit (or motor) and a target current.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置1の構成例を示すブロック図である。このモータ制御装置1は、電源装置2が供給する電力でモータMを駆動するものであり、モータMへ供給する電流を制御する演算部10と、演算部10により制御されてモータMへ電流を供給するFET(電界効果トランジスタ)駆動回路3と、モータMの電流を測定して演算部10に入力する電流測定回路4と、FET駆動回路3の温度を測定して演算部10に入力する温度測定回路5と、モータMの回転位置を検出して演算部10に入力する位置検出回路6とを含む。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a motor control device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The motor control device 1 drives the motor M with electric power supplied from the power supply device 2, and includes a calculation unit 10 that controls a current supplied to the motor M and a current supplied to the motor M that is controlled by the calculation unit 10. An FET (field effect transistor) drive circuit 3 to be supplied, a current measurement circuit 4 that measures the current of the motor M and inputs it to the calculation unit 10, and a temperature that measures the temperature of the FET drive circuit 3 and inputs it to the calculation unit 10 It includes a measurement circuit 5 and a position detection circuit 6 that detects the rotational position of the motor M and inputs it to the calculation unit 10.

FET駆動回路3は、演算部10から入力される目標Dutyに基づいて、ブリッジ接続された複数個のFET(不図示)を動作させ、モータMへ電流を供給する。図示例ではFETを用いてFET駆動回路3を構成したが、スイッチング素子の種類は問わない。   The FET drive circuit 3 operates a plurality of bridge-connected FETs (not shown) based on the target duty input from the arithmetic unit 10 and supplies a current to the motor M. In the illustrated example, the FET drive circuit 3 is configured using an FET, but the type of the switching element is not limited.

電流測定回路4は、FET駆動回路3からモータMへ供給される電流を測定して、演算部10に入力する。電流測定回路4の設置場所は、モータMへ供給される電流が測定可能な箇所であればよい。   The current measurement circuit 4 measures the current supplied from the FET drive circuit 3 to the motor M and inputs it to the calculation unit 10. The installation location of the current measurement circuit 4 may be any location where the current supplied to the motor M can be measured.

温度測定回路5は、温度センサなどを含み、FET駆動回路3の温度を測定して、演算部10に入力する。
なお、図示例では、温度測定回路5がFET駆動回路3の温度を測定するが、測定対象はFET駆動回路3に限定されるものではなく、モータMの温度を測定してもよい。
The temperature measurement circuit 5 includes a temperature sensor and the like, measures the temperature of the FET drive circuit 3, and inputs the temperature to the calculation unit 10.
In the illustrated example, the temperature measurement circuit 5 measures the temperature of the FET drive circuit 3, but the measurement target is not limited to the FET drive circuit 3, and the temperature of the motor M may be measured.

位置検出回路6は、モータMの回転位置を検出して、角度情報を演算部10に入力する。
ここでの角度情報とは、モータMが1回転する360度のうちの一点を基準として、その基準からの角度を意味する。
The position detection circuit 6 detects the rotational position of the motor M and inputs angle information to the calculation unit 10.
The angle information here means an angle from the reference with respect to one point of 360 degrees at which the motor M rotates once.

演算部10は、不図示のCPU(Central Processing Unit)で構成されており、このCPUが内部メモリに格納されたプログラムを実行することによって、位相算出部11、位置算出部12、速度算出部13、目標速度算出部14、温度判定部15、固着判定部16、目標電流算出部17、および目標Duty算出部18としての機能を実現する。   The calculation unit 10 is configured by a CPU (Central Processing Unit) (not shown), and when the CPU executes a program stored in an internal memory, the phase calculation unit 11, the position calculation unit 12, and the speed calculation unit 13. The functions as the target speed calculation unit 14, the temperature determination unit 15, the sticking determination unit 16, the target current calculation unit 17, and the target duty calculation unit 18 are realized.

位相算出部11は、位置検出回路6から入力された角度情報に基づいて、モータMの位相(つまり、コイルと磁石の位置関係)を算出し、目標Duty算出部18に入力する。
位置算出部12は、位置検出回路6から入力された角度情報に基づいて、モータMの位置(つまり、軸の回転位置)を算出し、速度算出部13、目標速度算出部14、および固着判定部16にそれぞれ入力する。
The phase calculation unit 11 calculates the phase of the motor M (that is, the positional relationship between the coil and the magnet) based on the angle information input from the position detection circuit 6 and inputs the calculated phase to the target duty calculation unit 18.
The position calculation unit 12 calculates the position of the motor M (that is, the rotational position of the shaft) based on the angle information input from the position detection circuit 6, and the speed calculation unit 13, the target speed calculation unit 14, and the sticking determination Each is input to the unit 16.

速度算出部13は、位置算出部12から入力されたモータMの位置に基づいて、現在のモータMの回転速度を算出し、目標電流算出部17に入力する。
目標速度算出部14は、外部から入力された目標とする位置情報と、位置算出部12から入力されたモータMの現在の位置とに基づいて、目標とする速度(以下、目標速度と呼ぶ)を算出する。
The speed calculation unit 13 calculates the current rotation speed of the motor M based on the position of the motor M input from the position calculation unit 12, and inputs it to the target current calculation unit 17.
The target speed calculation unit 14 sets a target speed (hereinafter referred to as a target speed) based on the target position information input from the outside and the current position of the motor M input from the position calculation unit 12. Is calculated.

温度判定部15は、温度測定回路5から入力された温度測定値が温度閾値以下か、温度閾値より大きいかを判定し、判定結果を目標電流算出部17に入力する。
ここで、温度閾値とは、温度判定部15に予め設定されている、任意の温度である。この例では、温度測定回路5がFET駆動回路3の温度を測定するので、FET駆動回路3の部品の保証温度が温度閾値として設定されている。温度測定回路5がモータMの温度を測定する場合には、モータMの使用温度範囲の上限温度を温度閾値にすればよい。
The temperature determination unit 15 determines whether the temperature measurement value input from the temperature measurement circuit 5 is equal to or lower than the temperature threshold value or greater than the temperature threshold value, and inputs the determination result to the target current calculation unit 17.
Here, the temperature threshold is an arbitrary temperature preset in the temperature determination unit 15. In this example, since the temperature measurement circuit 5 measures the temperature of the FET drive circuit 3, the guaranteed temperature of the parts of the FET drive circuit 3 is set as the temperature threshold. When the temperature measurement circuit 5 measures the temperature of the motor M, the upper limit temperature of the operating temperature range of the motor M may be set as the temperature threshold value.

固着判定部16は、外部から入力された目標とする位置情報と、位置算出部12から入力されたモータMの現在の位置とを比較して、位置偏差を算出する。固着判定部16は、算出した位置偏差が偏差閾値より小さいならモータMは正常に動作していると判定し、算出した位置偏差が偏差閾値以上ならモータMが固着していると判定し、判定結果を目標電流算出部17に入力する。
ここで、偏差閾値とは、モータMが固着している状態とみなす位置偏差の値であり、固着判定部16に予め設定されている。
The sticking determination unit 16 compares the target position information input from the outside with the current position of the motor M input from the position calculation unit 12, and calculates a position deviation. The sticking determination unit 16 determines that the motor M is operating normally if the calculated position deviation is smaller than the deviation threshold, and determines that the motor M is stuck if the calculated position deviation is greater than or equal to the deviation threshold. The result is input to the target current calculation unit 17.
Here, the deviation threshold is a position deviation value that is regarded as a state in which the motor M is fixed, and is set in advance in the fixing determination unit 16.

目標電流算出部17は、目標速度算出部14から入力された目標速度と、速度算出部13から入力されたモータMの現在の速度とを比較して、モータMに供給する電流の目標値(以下、目標電流と呼ぶ)を算出する。速度から目標電流を算出する方法は、公知の技術を用いればよいので詳細な説明を省略する。
さらに、目標電流算出部17は、算出した目標電流を、温度判定部15と固着判定部16とからそれぞれ入力された判定結果に基づいて調整し、調整後の目標電流を目標Duty算出部18に入力する。目標電流の調整方法は後述する。
The target current calculation unit 17 compares the target speed input from the target speed calculation unit 14 with the current speed of the motor M input from the speed calculation unit 13 and compares the target value of the current supplied to the motor M ( Hereinafter, the target current is calculated. Since the method for calculating the target current from the speed may use a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
Further, the target current calculation unit 17 adjusts the calculated target current based on the determination results respectively input from the temperature determination unit 15 and the sticking determination unit 16, and the adjusted target current is supplied to the target duty calculation unit 18. input. A method for adjusting the target current will be described later.

目標Duty算出部18は、目標電流算出部17から入力された目標電流と、位相算出部11から入力されたモータMの位相とに基づいて、FET駆動回路3のFETの目標Duty(つまり、モータ相の目標電圧)を算出し、FET駆動回路3に入力する。   The target duty calculation unit 18 is based on the target current input from the target current calculation unit 17 and the phase of the motor M input from the phase calculation unit 11. Phase target voltage) is calculated and input to the FET drive circuit 3.

次に、図2のフローチャートを用いて、モータ制御装置1の動作、特に目標電流の調整方法を説明する。
ステップST1において、目標電流算出部17が目標電流を算出する。つまり、位相算出部11がモータMの位相を算出し、位置算出部12が位相からモータMの位置を算出し、目標速度算出部14がモータMの位置と目標とする位置情報とから目標速度を算出し、目標電流算出部17が目標速度と現在の速度とから目標電流を算出する。
ステップST2において、目標Duty算出部18が目標電流から目標Dutyを算出し、FET駆動回路3が目標Dutyに従って動作することによりモータMへ電流を供給する。
Next, the operation of the motor control device 1, particularly the method for adjusting the target current will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step ST1, the target current calculation unit 17 calculates a target current. That is, the phase calculator 11 calculates the phase of the motor M, the position calculator 12 calculates the position of the motor M from the phase, and the target speed calculator 14 calculates the target speed from the position of the motor M and the target position information. The target current calculation unit 17 calculates the target current from the target speed and the current speed.
In step ST2, the target duty calculation unit 18 calculates the target duty from the target current, and the FET drive circuit 3 operates according to the target duty to supply current to the motor M.

ステップST3において、固着判定部16は、目標とする位置と実際のモータMの位置との偏差が、偏差閾値未満の値に収束するか確認する。位置偏差が偏差閾値より小さくなれば(ステップST3“NO”)、固着判定部16はモータMが正常に動作していると判定し、モータ制御装置1はステップST1〜ST3の処理を繰り返す。   In step ST3, the sticking determination unit 16 confirms whether the deviation between the target position and the actual position of the motor M converges to a value less than the deviation threshold. If the position deviation is smaller than the deviation threshold value (step ST3 “NO”), the sticking determination unit 16 determines that the motor M is operating normally, and the motor control device 1 repeats the processes of steps ST1 to ST3.

一方、所定時間が経過しても位置偏差が偏差閾値未満の値に収束せず、または偏差閾値以上の値から変化せず、位置偏差が偏差閾値以上のままなら(ステップST3“YES”)、固着判定部16はモータMが固着状態であると判定し、判定結果を目標電流算出部17に入力する。続くステップST4において、温度判定部15が温度測定値と温度閾値を比較する。温度測定値が温度閾値より小さい場合(ステップST4“YES”)、温度判定部15は、FET駆動回路3が異常発熱していないと判定し、判定結果を目標電流算出部17に入力する。   On the other hand, if the position deviation does not converge to a value less than the deviation threshold even after the predetermined time has elapsed or does not change from a value greater than or equal to the deviation threshold, and the position deviation remains greater than the deviation threshold (step ST3 “YES”), The sticking determination unit 16 determines that the motor M is in a sticking state, and inputs the determination result to the target current calculation unit 17. In subsequent step ST4, the temperature determination unit 15 compares the temperature measurement value with the temperature threshold value. When the measured temperature value is smaller than the temperature threshold value (step ST4 “YES”), the temperature determination unit 15 determines that the FET drive circuit 3 does not generate abnormal heat, and inputs the determination result to the target current calculation unit 17.

モータMが固着状態であって、FET駆動回路3が異常発熱していない場合、目標電流算出部17は、モータMを固着状態から脱出させるために、目標電流を連続的または段階的に大きくしていく調整を行って、トルクを徐々に増大させる。具体的には、目標電流算出部17が目標電流を一段階大きくし(ステップST5)、目標Duty算出部18が調整後の目標電流から目標Dutyを算出し、FET駆動回路3がその目標Dutyに基づく電流をモータMへ供給する(ステップST6)。続いて、固着判定部16が、調整後のモータMの位置に基づいて固着状態か否かを判定する(ステップST7)。固着状態が続いている場合(ステップST7“YES”)、温度判定部15が温度を判定した後(ステップST4“YES”)、目標電流算出部17が調整後の目標電流をさらに一段階大きくし(ステップST5)、トルクを増大させる。ステップST4〜ST7の処理を繰り返すことにより、モータMのトルクが徐々に増大していき、その途中で固着状態から脱出できる。固着状態から脱出すると、位置偏差が偏差閾値より小さくなるので(ステップST7“NO”)、ステップST1〜ST3の通常制御に戻る。従って、固着状態から脱出するために必要なトルクを最小限にすることができる。   When the motor M is in the fixed state and the FET drive circuit 3 is not abnormally heated, the target current calculation unit 17 increases the target current continuously or stepwise in order to cause the motor M to escape from the fixed state. The torque is gradually increased by making adjustments. Specifically, the target current calculation unit 17 increases the target current by one step (step ST5), the target duty calculation unit 18 calculates the target duty from the adjusted target current, and the FET drive circuit 3 sets the target duty to the target duty. A current based on this is supplied to the motor M (step ST6). Subsequently, the sticking determination unit 16 determines whether or not the sticking state is established based on the adjusted position of the motor M (step ST7). When the fixed state continues (step ST7 “YES”), after the temperature determination unit 15 determines the temperature (step ST4 “YES”), the target current calculation unit 17 further increases the adjusted target current by one step. (Step ST5), the torque is increased. By repeating the processes of steps ST4 to ST7, the torque of the motor M gradually increases, and it is possible to escape from the fixed state on the way. When the fixed state is escaped, the positional deviation becomes smaller than the deviation threshold value (step ST7 “NO”), and the routine returns to the normal control of steps ST1 to ST3. Therefore, it is possible to minimize the torque required to escape from the fixed state.

上記説明では、目標電流算出部17が、目標電流が連続的または段階的に大きくなるよう調整したが、これに限定されるものではなく、例えば一度の調整で、FET駆動回路3の異常発熱を引き起こさない程度まで目標電流を大きくしてもよい。   In the above description, the target current calculation unit 17 is adjusted so that the target current increases continuously or stepwise. However, the target current calculation unit 17 is not limited to this. The target current may be increased to such an extent that it does not cause it.

一方、温度測定値が温度閾値以上の場合(ステップST4“NO”)、FET駆動回路3を熱から保護するために、モータMのトルクを小さくして発熱量を減らす。具体的には、目標電流算出部17が目標電流を小さくし(ステップST8)、目標Duty算出部18が調整後の目標電流から目標Dutyを算出し、FET駆動回路3がその目標Dutyに基づく電流をモータMへ供給する(ステップST9)。このステップST8では、目標電流を0AにしてモータMを停止させてもかまわない。この調整により、FET駆動回路3の発熱量を減少させる。   On the other hand, when the measured temperature value is equal to or higher than the temperature threshold value (step ST4 “NO”), in order to protect the FET drive circuit 3 from heat, the torque of the motor M is reduced to reduce the heat generation amount. Specifically, the target current calculation unit 17 decreases the target current (step ST8), the target duty calculation unit 18 calculates the target duty from the adjusted target current, and the FET drive circuit 3 uses the current based on the target duty. Is supplied to the motor M (step ST9). In step ST8, the motor M may be stopped by setting the target current to 0A. By this adjustment, the heat generation amount of the FET drive circuit 3 is reduced.

なお、ステップST9の制御では、ステップST2の通常制御よりモータMのトルクが小さいので、固着状態からの脱出は難しい。そこで、例えばFET駆動回路3が冷えるまでの時間が経過した後に演算部10がモータ制御装置1をリセットして、再びステップST1から処理を開始することにより、モータMが固着状態から脱出できる。   In the control of step ST9, since the torque of the motor M is smaller than that in the normal control of step ST2, it is difficult to escape from the fixed state. Therefore, for example, after the time until the FET drive circuit 3 cools, the arithmetic unit 10 resets the motor control device 1 and starts the process again from step ST1, whereby the motor M can escape from the fixed state.

以上より、実施の形態1によれば、モータ制御装置1は、目標Dutyに従って動作することによりモータMへ電流を供給するFET駆動回路3と、モータMの回転位置に基づいてモータMが固着状態か否かを判定する固着判定部16と、モータMまたはFET駆動回路3の温度が閾値以下か否かを判定する温度判定部15と、FET駆動回路3がモータMへ供給した電流およびモータMの回転位置に基づいてモータMへ供給する目標電流を算出し、モータMが固着状態の場合、モータMまたはFET駆動回路3の温度が閾値以下のときに目標電流を大きくし、当該温度が閾値より大きいときに目標電流を小さくする目標電流算出部17と、目標電流算出部17が算出した目標電流に基づいて目標Dutyを算出し、FET駆動回路3へ出力する目標Duty算出部18とを備える構成にした。
このように、モータ制御装置1は、モータMへ供給する電流を制御するので、モータMの抵抗値および温度変化に影響されずに、モータトルクを精度よく制御することができる。
また、モータMが固着状態の場合かつモータMまたはFET駆動回路3の温度が閾値以下の場合に、固着状態から脱出するために目標電流を大きくするようにしたので、モータMまたはFET駆動回路3の限界温度となる電流まで上昇させることができ、トルクを最大限出力することができる。さらに、モータMが固着状態の場合かつモータMまたはFET駆動回路3の温度が閾値より大きい場合は、目標電流を小さくするようにしたので、モータMまたはFET駆動回路3の発熱を抑制することができる。
As described above, according to the first embodiment, the motor control device 1 is in the state where the motor M is fixed based on the FET drive circuit 3 that supplies current to the motor M by operating according to the target duty and the rotational position of the motor M. A determination unit 16 for determining whether or not the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3 is equal to or lower than a threshold value, a current supplied to the motor M by the FET drive circuit 3 and the motor M The target current supplied to the motor M is calculated based on the rotation position of the motor M. When the motor M is in a fixed state, the target current is increased when the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3 is equal to or lower than the threshold, A target current calculation unit 17 that reduces the target current when larger than the target current, and calculates a target duty based on the target current calculated by the target current calculation unit 17 and outputs the target duty to the FET drive circuit 3 That was configured to include a target Duty calculator 18.
Thus, since the motor control apparatus 1 controls the current supplied to the motor M, the motor torque can be accurately controlled without being affected by the resistance value and temperature change of the motor M.
In addition, when the motor M is in the fixed state and the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3 is equal to or lower than the threshold value, the target current is increased in order to escape from the fixed state. It is possible to increase the current up to the limit temperature, and to output the maximum torque. Further, when the motor M is in the fixed state and the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3 is higher than the threshold value, the target current is reduced, so that the heat generation of the motor M or the FET drive circuit 3 can be suppressed. it can.

また、実施の形態1によれば、モータ制御装置1は温度測定回路5を備え、温度測定回路5は、モータMまたはFET駆動回路3の温度を測定する構成にした。このように、温度測定回路5が、モータMまたはFET駆動回路3の温度を直接測定するので、正確な温度を容易に得ることができる。また、正確な温度に基づいて部品を熱から保護できる。   According to the first embodiment, the motor control device 1 includes the temperature measurement circuit 5, and the temperature measurement circuit 5 is configured to measure the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3. Thus, since the temperature measurement circuit 5 directly measures the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3, an accurate temperature can be easily obtained. Also, components can be protected from heat based on accurate temperature.

また、実施の形態1によれば、目標電流算出部17は、モータMが固着状態の場合かつモータMまたはFET駆動回路3の温度が閾値以下の場合、FET駆動回路3からモータMへ供給する電流およびモータMの回転位置に基づいて算出した目標電流を、連続的または段階的に大きくする構成にした。このため、モータMのトルクを徐々に上げて固着状態から脱出させることができる。また、脱出に必要なトルクを最小限にすることができる。   Further, according to the first embodiment, the target current calculation unit 17 supplies the motor M from the FET drive circuit 3 when the motor M is in the fixed state and the temperature of the motor M or the FET drive circuit 3 is equal to or lower than the threshold value. The target current calculated based on the current and the rotational position of the motor M is configured to increase continuously or stepwise. For this reason, the torque of the motor M can be gradually increased to escape from the fixed state. Moreover, the torque required for escape can be minimized.

実施の形態2.
上記実施の形態1では、温度測定回路5を用いてFET駆動回路3またはモータMの温度を実測したが、実施の形態2では推定する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the temperature of the FET drive circuit 3 or the motor M is measured using the temperature measurement circuit 5, but is estimated in the second embodiment.

図3は、実施の形態2に係るモータ制御装置1の構成を示すブロック図である。図3のモータ制御装置1は、温度測定回路5の代わりに、温度推定部20を備えている。また、図3のモータ制御装置1は、新たに電流推定部21を備えている。その外の構成は図1と同様であるため、同一の符号を付し説明を省略する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the motor control device 1 according to the second embodiment. The motor control device 1 of FIG. 3 includes a temperature estimation unit 20 instead of the temperature measurement circuit 5. Further, the motor control device 1 of FIG. 3 newly includes a current estimation unit 21. Since the other configuration is the same as that of FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

図4は、FET駆動回路3(またはモータM)の温度と目標電流との関係を表すグラフの一例である。縦軸は温度、横軸は目標電流の通電時間である。FET駆動回路3(またはモータM)の温度は、目標電流が大きいほど、また、目標電流の通電時間が長いほど、高くなる。   FIG. 4 is an example of a graph showing the relationship between the temperature of the FET drive circuit 3 (or the motor M) and the target current. The vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents the energization time of the target current. The temperature of the FET drive circuit 3 (or the motor M) becomes higher as the target current is larger and the energization time of the target current is longer.

温度推定部20は、図4に示したグラフの温度と目標電流との関係に基づいて、目標電流算出部17が算出した目標電流に対応するFET駆動回路3(またはモータM)の温度を推定し、温度推定値として温度判定部15に入力する。温度判定部15は、温度推定部20から入力された温度推定値と温度閾値とを比較して、FET駆動回路3(またはモータM)の異常発熱を判定する。   The temperature estimation unit 20 estimates the temperature of the FET drive circuit 3 (or the motor M) corresponding to the target current calculated by the target current calculation unit 17 based on the relationship between the temperature and the target current in the graph shown in FIG. And it inputs into the temperature determination part 15 as a temperature estimated value. The temperature determination unit 15 compares the estimated temperature value input from the temperature estimation unit 20 with the temperature threshold value, and determines abnormal heat generation of the FET drive circuit 3 (or the motor M).

温度の推定方法は、上記の方法に限定されるものではない。
例えば、温度推定部20は、FET駆動回路3のFETに印加される電圧(または、FET駆動回路3がモータMに印加する電圧)に基づいて、FET駆動回路3(またはモータM)の温度を推定する。FET駆動回路3が有するFETの抵抗値(またはモータMの抵抗値)が既知なので、温度推定部20は抵抗値と印加電圧とから電流を求め、求めた電流に対応する温度を図4のグラフから推定する。
The temperature estimation method is not limited to the above method.
For example, the temperature estimation unit 20 calculates the temperature of the FET drive circuit 3 (or motor M) based on the voltage applied to the FET of the FET drive circuit 3 (or the voltage applied to the motor M by the FET drive circuit 3). presume. Since the FET drive circuit 3 has a known resistance value (or resistance value of the motor M), the temperature estimation unit 20 obtains a current from the resistance value and the applied voltage, and shows the temperature corresponding to the obtained current in the graph of FIG. Estimated from

また例えば、温度推定部20は、FET駆動回路3が動作する目標Dutyに基づいて、FET駆動回路3(またはモータM)の温度を推定する。電源装置2の電源電圧が既知なので、温度推定部20は電源電圧と目標Dutyとから印加電圧を求め、求めた印加電圧と既知の抵抗値とから電流を求め、求めた電流に対応する温度を図4のグラフから推定する。   Further, for example, the temperature estimation unit 20 estimates the temperature of the FET drive circuit 3 (or the motor M) based on the target duty at which the FET drive circuit 3 operates. Since the power supply voltage of the power supply device 2 is known, the temperature estimation unit 20 obtains an applied voltage from the power supply voltage and the target duty, obtains a current from the obtained applied voltage and a known resistance value, and calculates a temperature corresponding to the obtained current. It is estimated from the graph of FIG.

また例えば、温度推定部20は、温度と電流との関係を表した図4のグラフの代わりに、温度と消費電力との関係を表したグラフを用いてもよい。
温度推定部20は、グラフをテーブル化したデータを使用して温度を推定してもよいし、グラフを数式化した関数を演算して温度を推定してもよい。
For example, the temperature estimation unit 20 may use a graph representing the relationship between temperature and power consumption instead of the graph of FIG. 4 representing the relationship between temperature and current.
The temperature estimation unit 20 may estimate the temperature using data obtained by tabulating the graph, or may calculate the temperature by calculating a function obtained by formulating the graph.

上記実施の形態1では、電流測定回路4が三相それぞれの電流を測定したが、実施の形態2では、電流測定回路4が三相のうちのいずれか一相の電流を測定し、電流推定部21が当該一相の電流測定値を用いて残り二相の電流を推定する。   In the first embodiment, the current measurement circuit 4 measures the current of each of the three phases. However, in the second embodiment, the current measurement circuit 4 measures the current of any one of the three phases and estimates the current. The unit 21 estimates the remaining two-phase current using the one-phase current measurement value.

以上より、実施の形態2によれば、モータ制御装置1は温度推定部20を備え、温度推定部20は、目標Duty、モータMまたはFET駆動回路3に印加される電圧、およびモータMまたはFET駆動回路3に流れる電流のうちの少なくとも1つに基づいて、モータMまたはFET駆動回路3の温度を推定する構成にした。このため、温度測定回路5(図1に示す)の設置が不要となり、その分のスペース確保および価格低減が可能となる。   As described above, according to the second embodiment, the motor control device 1 includes the temperature estimation unit 20, and the temperature estimation unit 20 includes the target duty, the voltage applied to the motor M or the FET drive circuit 3, and the motor M or FET. The temperature of the motor M or the FET drive circuit 3 is estimated based on at least one of the currents flowing through the drive circuit 3. For this reason, it is not necessary to install the temperature measurement circuit 5 (shown in FIG. 1), and the space can be secured and the price can be reduced accordingly.

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. .

1 モータ制御装置、2 電源装置、3 FET駆動回路、4 電流測定回路、5 温度測定回路、6 位置検出回路、10 演算部、11 位相算出部、12 位置算出部、13 速度算出部、14 目標速度算出部、15 温度判定部、16 固着判定部、17 目標電流算出部、18 目標Duty算出部、20 温度推定部、21 電流推定部、M モータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor control apparatus, 2 Power supply device, 3 FET drive circuit, 4 Current measurement circuit, 5 Temperature measurement circuit, 6 Position detection circuit, 10 Calculation part, 11 Phase calculation part, 12 Position calculation part, 13 Speed calculation part, 14 Target Speed calculation unit, 15 temperature determination unit, 16 sticking determination unit, 17 target current calculation unit, 18 target duty calculation unit, 20 temperature estimation unit, 21 current estimation unit, M motor.

Claims (4)

目標Dutyに従って動作することによりモータへ電流を供給する駆動回路と、
前記モータの回転位置に基づいて前記モータが固着状態か否かを判定する固着判定部と、
前記モータまたは前記駆動回路の温度が閾値以下か否かを判定する温度判定部と、
前記駆動回路が前記モータへ供給した電流および前記モータの回転位置に基づいて前記モータへ供給する目標電流を算出し、前記モータが固着状態の場合、前記モータまたは前記駆動回路の温度が前記閾値以下のときに前記目標電流を大きくし、当該温度が前記閾値より大きいときに前記目標電流を小さくする目標電流算出部と、
前記目標電流算出部が算出した前記目標電流に基づいて前記目標Dutyを算出し、前記駆動回路に出力する目標Duty算出部とを備えるモータ制御装置。
A drive circuit for supplying current to the motor by operating in accordance with the target duty;
A fixing determination unit that determines whether or not the motor is in a fixed state based on a rotational position of the motor;
A temperature determination unit for determining whether the temperature of the motor or the drive circuit is equal to or lower than a threshold;
The target current supplied to the motor is calculated based on the current supplied to the motor by the drive circuit and the rotational position of the motor. When the motor is in a fixed state, the temperature of the motor or the drive circuit is equal to or less than the threshold value. A target current calculation unit that increases the target current at the time, and decreases the target current when the temperature is higher than the threshold;
A motor control device comprising: a target duty calculation unit that calculates the target duty based on the target current calculated by the target current calculation unit and outputs the target duty to the drive circuit.
前記モータまたは前記駆動回路の温度を測定する温度測定回路を備えることを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, further comprising a temperature measurement circuit that measures a temperature of the motor or the drive circuit. 前記目標Duty、前記モータまたは前記駆動回路に印加される電圧、および前記モータまたは前記駆動回路に流れる電流のうちの少なくとも1つに基づいて、前記モータまたは前記駆動回路の温度を推定する温度推定部を備えることを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。   A temperature estimation unit that estimates the temperature of the motor or the drive circuit based on at least one of the target duty, a voltage applied to the motor or the drive circuit, and a current flowing through the motor or the drive circuit. The motor control device according to claim 1, further comprising: 前記目標電流算出部は、前記モータが固着状態の場合かつ前記モータまたは前記駆動回路の温度が前記閾値以下の場合、前記駆動回路から前記モータへ供給する電流および前記モータの回転位置に基づいて算出した前記目標電流を、連続的または段階的に大きくすることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のモータ制御装置。   The target current calculation unit calculates a current supplied from the drive circuit to the motor and a rotational position of the motor when the motor is in a fixed state and the temperature of the motor or the drive circuit is equal to or lower than the threshold 4. The motor control device according to claim 1, wherein the target current is increased continuously or stepwise.
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