JP2017073945A - Electronic control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic control device that is able to improve response to deceleration while maintaining accuracy in stopping a rotor at a target position.SOLUTION: This electronic control device comprises: a motor having a rotor that rotates by electrically conducting a plurality of electrical conduction phases; an encoder that outputs a pulse-like encoder signal in synchronization with the rotation of the rotor; a control section that controls on and off of electrical conduction to the electrical conduction phase on the basis of a change in encoder signal; and a speed range determination section that determines which speed range among an acceleration range, a constant speed range, and a deceleration range, rotation of the rotor falls in. If the rotor is in the deceleration range, the control section exerts control such that a phase relating to off-timing of electrical conduction to the electrical conduction phase is delayed with respect to a change point of an encoder signal, and thereby force acts in a direction opposite the rotating direction of the rotor.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、モータの通電相を順次切り替えてロータを目標位置まで回転駆動する電子制御装置に関する。   The present invention relates to an electronic control device that sequentially switches energized phases of a motor and rotationally drives a rotor to a target position.

シフトバイワイヤでは、運転者の操作に応じて複数の通電相に通電してモータを駆動することでシフトチェンジ(レンジの切り替え)を実現している。運転者の操作に対する応答性と正確性を確保するため、モータ回転の高速化とともに確実な減速が求められる。これを実現するためには各相への通電精度が求められるが、インバータやインバータに駆動信号を出力する駆動回路は素子の特性や温度などの条件の影響を受けるため、駆動回路による電流制御に基づく通電精度の向上には限界がある。   In shift-by-wire, a shift change (range switching) is realized by energizing a plurality of energized phases and driving a motor in accordance with a driver's operation. In order to ensure the responsiveness and accuracy with respect to the driver's operation, a high speed rotation of the motor and a reliable deceleration are required. In order to achieve this, energization accuracy for each phase is required, but the drive circuit that outputs drive signals to the inverter and inverter is affected by conditions such as element characteristics and temperature. There is a limit to improving the energization accuracy based on this.

これに対して、特許文献1に記載のモータ制御装置では、ロータの現在位置に対する通電相の進相量である速度位相進み補正量Ksを導入し、ロータ回転速度に応じて補正量Ksを可変にしている。これにより、ロータの回転位相に対する通電相の位相進み量を、ロータの回転の状態に応じて補正することができる。例えばロータの回転初期の段階では補正量Ksを小さくすることでトルクが大きくなるようにして加速性能を向上させるとともに、ロータの回転数の上昇に伴って補正量Ksを大きくすることで安定した回転を実現できる。   On the other hand, in the motor control device described in Patent Document 1, a speed phase advance correction amount Ks that is a phase advance amount of the energized phase with respect to the current position of the rotor is introduced, and the correction amount Ks is variable according to the rotor rotational speed. I have to. Thereby, the phase advance amount of the energized phase with respect to the rotational phase of the rotor can be corrected according to the state of rotation of the rotor. For example, at the initial stage of rotation of the rotor, the correction amount Ks is reduced to increase the torque so that the acceleration performance is improved, and the correction amount Ks is increased as the rotor speed increases, thereby stabilizing the rotation. Can be realized.

特開2004−23931号公報JP 2004-23931 A

特許文献1に記載のモータ制御装置では、ロータの回転数を小さくする減速域においては補正量Ksを小さくするように制御されるが、目標位置への高精度な停止には十分に長い減速域、すなわち停止に要する時間を確保する必要があった。換言すれば、減速についての応答性は十分ではない虞があった。これは、加速に要求される電流の立ち上がりと、迅速な減速に要求される電流の立ち下がりを両立できる回路部品の選定が困難であるためである。   In the motor control device described in Patent Document 1, the correction amount Ks is controlled to be small in the deceleration region where the rotational speed of the rotor is small. However, the deceleration region is long enough for high-accuracy stopping at the target position. That is, it was necessary to secure the time required for stopping. In other words, there is a possibility that the response to deceleration is not sufficient. This is because it is difficult to select a circuit component that can achieve both the rise of current required for acceleration and the fall of current required for rapid deceleration.

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、目標位置への停止精度を保ちつつ減速時の応答性を向上することのできる電子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 the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electronic control device that can improve the responsiveness during deceleration while maintaining the accuracy of stopping at a target position.

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。   The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.

上記目的を達成するために、本発明は、複数の通電相への通電により回転するロータ(12)を有するモータ(10)と、ロータの回転に同期してパルス状のエンコーダ信号を出力するエンコーダ(20)と、エンコーダ信号の変化に基づいて通電相への通電のオンオフを制御する制御部(40)と、ロータの回転が、加速域、定速域、減速域のいずれの速度域にあるかを判定する速度域判定部(30)と、を備えている。そして、制御部は、ロータが減速域にある場合において、通電相への通電のオフタイミングに係る位相をエンコーダ信号の変化点に対して遅相することにより、ロータの回転方向に対して反対方向に力が働くように制御することを特徴としている。   To achieve the above object, the present invention provides a motor (10) having a rotor (12) that rotates by energization of a plurality of energized phases, and an encoder that outputs a pulsed encoder signal in synchronization with the rotation of the rotor. (20), the control unit (40) for controlling on / off of energization to the energized phase based on the change of the encoder signal, and the rotation of the rotor is in any of the acceleration region, constant speed region, and deceleration region. A speed range determination unit (30) for determining whether or not. Then, when the rotor is in the deceleration range, the control unit delays the phase related to the off timing of energization to the energized phase with respect to the change point of the encoder signal, so that the direction opposite to the rotation direction of the rotor It is characterized in that it is controlled so that force is exerted on.

これによれば、通電相への通電のオフに係る電流の立ち下がりが従来制御に較べて遅延するのでロータの回転方向と反対向きに力が作用させることができる。このため、ロータの空転を抑制でき、減速に係る角加速度を大きくすることができる。したがって、定速域で回転するロータが停止するまでの時間、すなわち減速域の時間を短縮することができる。つまり、減速に対する応答性を向上することができる。   According to this, since the fall of the current related to turning off the energization to the energized phase is delayed as compared with the conventional control, a force can be applied in the direction opposite to the rotation direction of the rotor. For this reason, idling of the rotor can be suppressed, and angular acceleration related to deceleration can be increased. Therefore, the time until the rotor rotating in the constant speed region stops, that is, the time in the deceleration region can be shortened. That is, the responsiveness to deceleration can be improved.

第1実施形態における電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the electronic controller in 1st Embodiment. ステータおよびロータの構成の一部を示す正面図である。It is a front view which shows a part of structure of a stator and a rotor. エンコーダの構成の一部を示す正面図である。It is a front view which shows a part of structure of an encoder. エンコーダ信号変化時における電子制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electronic control apparatus at the time of an encoder signal change. ロータの現在位置および位相進み補正量と通電する通電相とを関連付ける変換テーブルである。It is a conversion table which associates the current position and phase advance correction amount of the rotor with the energized phase to be energized. 電子制御装置による制御にかかるタイミングチャートである。It is a timing chart concerning control by an electronic control unit. 遅延タイマ満了後における電子制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electronic controller after expiration of a delay timer. ロータに印加される力の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the force applied to a rotor. 時間に対するロータの回転数の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the rotation speed of the rotor with respect to time. 第2実施形態における電子制御装置による制御にかかるタイミングチャートである。It is a timing chart concerning control by the electronic controller in a 2nd embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts.

(第1実施形態)
最初に、図1〜図3を参照して、本実施形態に係る電子制御装置の概略構成について説明する。
(First embodiment)
Initially, with reference to FIGS. 1-3, schematic structure of the electronic controller which concerns on this embodiment is demonstrated.

この電子制御装置は車両に搭載され、自動変速機によるシフトチェンジを制御する装置である。とくに、運転者のレンジ切り替え操作に応じてECU(制御部)がステッピングモータを制御することによってレンジの切り替えを行う、いわゆるシフトバイワイヤを採用した車両に搭載される。   This electronic control device is mounted on a vehicle and is a device that controls shift changes by an automatic transmission. In particular, it is mounted on a vehicle that employs a so-called shift-by-wire, in which the ECU (control unit) switches the range by controlling the stepping motor in accordance with the driver's range switching operation.

図1に示すように、この電子制御装置100は、自動変速機を構成するモータ10と、モータ10の回転に同期してパルス状の信号を出力するエンコーダ20と、モータ10の回転の速度域を判定する速度域判定部30と、電子制御ユニット(ECU)たる制御部40と、を備えている。制御部40はモータ10に電流を供給する駆動回路50を介してモータ10の駆動を制御している。   As shown in FIG. 1, the electronic control unit 100 includes a motor 10 that constitutes an automatic transmission, an encoder 20 that outputs a pulsed signal in synchronization with the rotation of the motor 10, and a speed range of rotation of the motor 10. A speed range determination unit 30 for determining the control unit 40 and a control unit 40 as an electronic control unit (ECU). The control unit 40 controls driving of the motor 10 via a driving circuit 50 that supplies current to the motor 10.

この電子制御装置100は運転者が操作するシフト操作部200と電気的に接続されている。シフト操作部200は運転者のレンジ切り替え操作を検出して、運転者が所望するレンジ情報を制御部40に出力する。   The electronic control device 100 is electrically connected to a shift operation unit 200 operated by a driver. The shift operation unit 200 detects the driver's range switching operation and outputs range information desired by the driver to the control unit 40.

また、電子制御装置100は、エンジン300の動力をトルクおよび回転数を変更して車輪に伝達するギアボックス400に機械的に接続されている。ギアボックス400はモータ10の動力によって嵌合する歯車の組み合わせを変更し、エンジン300の動力の伝達経路を変更する。すなわち、モータ10の動力によってシフトチェンジが行われる。   The electronic control unit 100 is mechanically connected to a gear box 400 that transmits the power of the engine 300 to the wheels by changing the torque and the rotational speed. The gear box 400 changes the combination of gears to be fitted by the power of the motor 10 and changes the power transmission path of the engine 300. That is, a shift change is performed by the power of the motor 10.

本実施形態におけるモータ10は、ステッピングモータ(スイッチトリラクタンスモータ:SRモータ)が採用されている。図2に示すように、モータ10は、ステータ11とロータ12がともに突極構造をもつモータで、永久磁石が不要な簡素な構成となっている。円筒状のステータ11の内周部には、例えば12個の突極11aが等間隔に形成され、これに対して、ロータ12の外周部には、例えば8個の突極12aが等間隔に形成されている。ロータ12の回転に伴ってロータ12の突極12aがステータ11の突極11aと微小ギャップを介して順番に対向するようになっている。ステータ11の突極11aにはU相、V相、W相にそれぞれ割り当てられた巻線13が順番に巻回されている。なお、ステータ11の突極11aやロータ12の突極12aの数は適宜変更してもよい。   As the motor 10 in the present embodiment, a stepping motor (switched reluctance motor: SR motor) is employed. As shown in FIG. 2, the motor 10 is a motor in which both the stator 11 and the rotor 12 have a salient pole structure, and has a simple configuration that does not require a permanent magnet. For example, twelve salient poles 11a are formed at equal intervals on the inner peripheral portion of the cylindrical stator 11, whereas, for example, eight salient poles 12a are equally spaced on the outer peripheral portion of the rotor 12. Is formed. As the rotor 12 rotates, the salient poles 12a of the rotor 12 are sequentially opposed to the salient poles 11a of the stator 11 via a minute gap. Windings 13 respectively assigned to the U phase, the V phase, and the W phase are wound around the salient pole 11a of the stator 11 in order. Note that the number of salient poles 11a of the stator 11 and the number of salient poles 12a of the rotor 12 may be changed as appropriate.

巻線13に電流が流れるとステータ11の該当する突極11aの内部に磁束が生じて励磁される。ロータ12の突極12aが励磁された突極11aに引き寄せられることによってロータ12の回転が実現される。例えばU相、V相、W相の順で電流が流されると、ロータ12は紙面に対して時計回りに回転する。   When a current flows through the winding 13, a magnetic flux is generated inside the corresponding salient pole 11a of the stator 11 and excited. When the salient pole 12a of the rotor 12 is attracted to the magnetized salient pole 11a, the rotation of the rotor 12 is realized. For example, when current flows in the order of the U phase, the V phase, and the W phase, the rotor 12 rotates clockwise with respect to the paper surface.

エンコーダ20は、磁気式のロータリエンコーダにより構成されている。具体的には、図3に示すように、N極とS極が円周方向に交互に等ピッチで着磁された円環状のロータリマグネット21がロータ12に固定されている。ロータリマグネット21はロータ12と同軸となるように固定されておりロータ12の回転とともに回転する。本実施形態におけるロータリマグネット21はN極とS極の着磁ピッチが7.5度に設定されている。   The encoder 20 is composed of a magnetic rotary encoder. Specifically, as shown in FIG. 3, an annular rotary magnet 21 in which N poles and S poles are alternately magnetized at equal pitches in the circumferential direction is fixed to the rotor 12. The rotary magnet 21 is fixed so as to be coaxial with the rotor 12, and rotates with the rotation of the rotor 12. In the rotary magnet 21 in this embodiment, the magnetization pitch of the N pole and the S pole is set to 7.5 degrees.

また、エンコーダ20は、ロータリマグネット21に対向する位置にホール素子等の磁気検出素子22,23を有している。磁気検出素子22はエンコーダ信号のうちA信号を出力する。一方、磁気検出素子23はエンコーダ信号のうちB信号を出力する。各磁気検出素子22,23の出力するエンコーダ信号は、それぞれの磁気検出素子22,23がロータリマグネット21のN極に対向したときにHighとなり、S極と対向したときLowとなる。すなわち、エンコーダ信号は、ロータ12およびロータリマグネット21が7.5度回転するごとにHighとLowを周期的に繰り返すように出力される。磁気検出素子22と磁気検出素子23とは回転方向に互いに48.75度を離れて配置されている。このため、A信号とB信号の位相差は、ロータ12の回転角にして3.75度となる。換言すれば、B信号はA信号に対して1/4周期だけ遅相して出力される。エンコーダ20はA信号およびB信号を制御部40に出力している。制御部40はA信号およびB信号の立ち下がりおよび立ち下がりの変化点、すなわち信号のエッジをカウントしてロータ12の回転角を検出するとともに、通電するべき通電相を切り替えている。上記したように、A信号とB信号の位相差は、ロータ12の回転角にして3.75度であるから、エンコーダ信号を1カウントする間にロータ12は3.75度回転する。カウント数はロータ12が正回転するときカウントアップし、逆回転するときカウントダウンするようになっているので、カウンタの初期値が分かっていればカウント数によってロータ12の現在位置を一意に決めることができる。   The encoder 20 has magnetic detection elements 22 and 23 such as Hall elements at positions facing the rotary magnet 21. The magnetic detection element 22 outputs an A signal among the encoder signals. On the other hand, the magnetic detection element 23 outputs a B signal among the encoder signals. The encoder signals output from the magnetic detection elements 22 and 23 are High when the magnetic detection elements 22 and 23 face the N pole of the rotary magnet 21, and are Low when the magnetic detection elements 22 and 23 face the S pole. That is, the encoder signal is output so as to periodically repeat High and Low every time the rotor 12 and the rotary magnet 21 rotate 7.5 degrees. The magnetic detection element 22 and the magnetic detection element 23 are arranged 48.75 degrees apart from each other in the rotation direction. For this reason, the phase difference between the A signal and the B signal is 3.75 degrees in terms of the rotation angle of the rotor 12. In other words, the B signal is output with a phase delay of ¼ period with respect to the A signal. The encoder 20 outputs the A signal and the B signal to the control unit 40. The control unit 40 detects the rotation angle of the rotor 12 by counting the falling edge of the A signal and the B signal and the change point of the falling edge, that is, the edge of the signal, and switches the energized phase to be energized. As described above, since the phase difference between the A signal and the B signal is 3.75 degrees as the rotation angle of the rotor 12, the rotor 12 rotates 3.75 degrees while counting one encoder signal. Since the count number is incremented when the rotor 12 rotates forward and counts down when the rotor 12 rotates backward, the current position of the rotor 12 can be uniquely determined by the count number if the initial value of the counter is known. it can.

速度域判定部30は、ロータ12の現在位置の回転角と目標位置の回転角との角度差分Xに基づいて速度域を判定する。速度域には、角度差分Xが所定の閾値P以上(X≧P)の場合である加速域と、Xが所定の閾値Pより小さく閾値Q以上(Q≦X<P)の場合である定速域と、Xが閾値Qより小さい(X<Q)の場合である減速域とがある。速度域判定部30は、角度差分Xと閾値P,Qの関係に基づいて速度域を判定している。なお、ロータ12の回転角とカウント数は一対一に対応するので、X、P、Qの各値はカウント数に置き換えて考えても良い。   The speed range determination unit 30 determines the speed range based on the angle difference X between the rotation angle of the current position of the rotor 12 and the rotation angle of the target position. The speed range includes an acceleration range where the angle difference X is greater than or equal to a predetermined threshold P (X ≧ P) and a constant range where X is smaller than the predetermined threshold P and greater than or equal to the threshold Q (Q ≦ X <P). There is a speed range and a deceleration range where X is smaller than the threshold value Q (X <Q). The speed range determination unit 30 determines the speed range based on the relationship between the angle difference X and the threshold values P and Q. Since the rotation angle of the rotor 12 and the count number correspond one-to-one, each value of X, P, and Q may be replaced with the count number.

なお、速度域の判定はモータ10の回転に係る角加速度を検出して判定しても良い。ロータ12の角加速度が正でありロータ12の回転が加速している状態であれば加速域である。また、ロータ12の角加速度がゼロでありロータ12の角速度がほぼ一定の状態でれば定速域である。また、ロータ12の角加速度が負でありロータ12の回転が減少している状態でれば減速域である。具体的には、速度域判定部30は、例えばA信号のカウントアップまたはカウントダウンの間隔が時間に応じて短くなっている場合は加速域であると判定する。また、カウントアップまたはダウンの間隔が一定である場合は定速域であると判定する。また、カウントアップまたはダウンの間隔が時間に応じて長くなっている場合は減速域であると判定する。   Note that the speed range may be determined by detecting angular acceleration related to the rotation of the motor 10. If the angular acceleration of the rotor 12 is positive and the rotation of the rotor 12 is accelerating, it is an acceleration region. Further, if the angular acceleration of the rotor 12 is zero and the angular velocity of the rotor 12 is substantially constant, the speed is in a constant speed range. Further, if the angular acceleration of the rotor 12 is negative and the rotation of the rotor 12 is decreasing, it is a deceleration region. Specifically, the speed region determination unit 30 determines that the acceleration region is an acceleration region when, for example, the A signal count-up or count-down interval is shortened according to time. Further, when the count-up or down interval is constant, it is determined that the speed is in the constant speed range. Further, when the count-up or down interval becomes longer according to time, it is determined that the vehicle is in the deceleration range.

ロータ12の現在位置および角加速度の検出にはエンコーダ20が出力するエンコーダ信号を用いることができる。速度域判定部30は、ロータ12がいずれの速度域にあるかを判定して、その速度域を示す情報を制御部40に出力している。   An encoder signal output from the encoder 20 can be used to detect the current position of the rotor 12 and the angular acceleration. The speed range determination unit 30 determines which speed range the rotor 12 is in, and outputs information indicating the speed range to the control unit 40.

制御部40は、例えばシフトバイワイヤECUである。制御部40は駆動回路50を構成するインバータを制御している。駆動回路50は制御部40の指示に基づいてU相、V相、W相の各通電相に電流を流すようになっている。制御部40はエンコーダ20により出力されるエンコーダ信号に基づいてロータ12の回転数を算出する。そして、制御部40は、速度域判定部30により入力されるロータ12の速度域と回転数に基づいて通電するべき通電相を決定している。なお、位相進み補正を考慮しない場合の通電は、U相→UV相→V相→VW相→W相→WU相→U相のように一巡するとエンコーダ信号のエッジのカウント数は12となり、ロータ12が45度回転する。また、本実施形態における制御部40は、通電相への通電のオフタイミングを本来のオフタイミングよりも遅延させるように駆動回路を制御できるようになっている。制御部40による制御の詳細は後述する。   The control unit 40 is, for example, a shift-by-wire ECU. The control unit 40 controls the inverter that constitutes the drive circuit 50. The drive circuit 50 allows current to flow through the energized phases of the U phase, the V phase, and the W phase based on instructions from the control unit 40. The control unit 40 calculates the rotation speed of the rotor 12 based on the encoder signal output from the encoder 20. The control unit 40 determines an energized phase to be energized based on the speed range and the rotational speed of the rotor 12 input by the speed range determination unit 30. When the phase lead correction is not taken into account, energization is performed in the order of U phase → UV phase → V phase → VW phase → W phase → WU phase → U phase. 12 rotates 45 degrees. In addition, the control unit 40 in the present embodiment can control the drive circuit so that the off timing of energization to the energized phase is delayed from the original off timing. Details of the control by the control unit 40 will be described later.

駆動回路50は、一般的に知られた3相駆動のインバータ回路である。駆動回路50は図示しない3対のインバータ回路を有し、各インバータ回路が制御部40の指示に基づいてU相、V相、W相の各通電相に電流を供給する。   The drive circuit 50 is a generally known three-phase drive inverter circuit. The drive circuit 50 has three pairs of inverter circuits (not shown), and each inverter circuit supplies current to each of the U-phase, V-phase, and W-phase energized phases based on instructions from the control unit 40.

次に、図4〜図7を参照して、本実施形態にかかる電子制御装置100の制御について説明する。なお、図4に記載のフローはエンコーダ信号が変化した際に実行され、制御部40がどの通電相に電流を流すのかを指示する通電指示値を出力までのフローである。   Next, control of the electronic control apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the flow shown in FIG. 4 is executed when the encoder signal changes, and the flow until the controller 40 outputs an energization instruction value for instructing which energization phase the current flows.

図4に示すように、まずステップS1が実行される。ステップS1は、制御部40がロータ12の回転数を検出するステップである。エンコーダ20はエンコーダ信号を出力しているが、エンコーダ信号のHighとLowの相互遷移は7.5度の位相差をもって成される。本実施形態におけるエンコーダ信号はA信号とB信号とがあり互いの位相差は3.75度であるから、前回のエンコーダ信号の変化点と今回のエンコーダ信号の変化点とが検出される角度差は3.75度である。すなわち、エンコーダ信号のエッジを1カウントする間にロータ12は3.75度回転する。制御部40は前回のエンコーダ信号の変化点と今回のエンコーダ信号の変化点とが検出される時間差に基づいて角速度、すなわち回転数を検出する。   As shown in FIG. 4, step S1 is first executed. Step S <b> 1 is a step in which the control unit 40 detects the rotational speed of the rotor 12. The encoder 20 outputs an encoder signal, but the mutual transition of High and Low of the encoder signal is made with a phase difference of 7.5 degrees. Since the encoder signal in this embodiment has an A signal and a B signal and the phase difference between them is 3.75 degrees, the angle difference at which the change point of the previous encoder signal and the change point of the current encoder signal are detected. Is 3.75 degrees. That is, the rotor 12 rotates 3.75 degrees while counting one edge of the encoder signal. The control unit 40 detects the angular velocity, that is, the rotational speed based on the time difference at which the change point of the previous encoder signal and the change point of the current encoder signal are detected.

次いでステップS2が実行される。ステップS2は、速度域判定部30がロータ12の速度域を判定するステップである。上記したように、速度域には加速域、定速域、減速域がある。速度域判定部30は、ロータ12の現在位置の回転角と目標位置の回転角との角度差分Xに基づいて速度域を判定する。速度域判定部30は、角度差分Xが所定の閾値P以上(X≧P)の場合に加速域と判定する。また、Xが所定の閾値Pより小さく閾値Q以上(Q≦X<P)の場合は定速域と判定する。Xが閾値Qより小さい(X<Q)の場合は減速域と判定する。   Step S2 is then executed. Step S <b> 2 is a step in which the speed range determination unit 30 determines the speed range of the rotor 12. As described above, the speed range includes an acceleration range, a constant speed range, and a deceleration range. The speed range determination unit 30 determines the speed range based on the angle difference X between the rotation angle of the current position of the rotor 12 and the rotation angle of the target position. The speed region determination unit 30 determines that the acceleration region is an acceleration region when the angle difference X is equal to or greater than a predetermined threshold value P (X ≧ P). Further, when X is smaller than the predetermined threshold value P and equal to or more than the threshold value Q (Q ≦ X <P), it is determined as the constant speed range. When X is smaller than the threshold value Q (X <Q), it is determined as a deceleration region.

次いでステップS3が実行される。ステップS3は、制御部40が位相進み補正量Ksを算出するステップである。位相進み補正量Ksは、ステップS1において算出されたロータ12の回転数と、ステップS2において算出されたロータ12の速度域とに基づいて算出される。ロータ12を回転駆動するトルクを発生させるためにはロータ12の回転位相に対して通電相の位相を進める必要がある。駆動開始後にロータ12の回転速度が上昇するのに伴ってエンコーダ信号のエッジのカウント数の変化速度が早くなるので通電相の切り替えタイミングも速くなる。ロータ12の回転数が大きくなると通電相の切り替えタイミングがロータ12の回転に追従できずに駆動トルクが低下する虞がある。この問題を解消するために、制御部40は、ロータ12の回転数と速度域に応じて通電する通電相を予めロータ12の回転位相に対して先行させるように制御する。先行させる量は回転数と速度域に依存する。この先行させる量が位相進み補正量Ksである。なお、位相進み補正量Ksは7.5度を単位とする角度に相当するが、本実施形態ではカウント数に換算してもよい。   Step S3 is then executed. Step S3 is a step in which the control unit 40 calculates the phase advance correction amount Ks. The phase advance correction amount Ks is calculated based on the rotation speed of the rotor 12 calculated in step S1 and the speed range of the rotor 12 calculated in step S2. In order to generate torque for rotationally driving the rotor 12, it is necessary to advance the phase of the energized phase with respect to the rotational phase of the rotor 12. As the rotational speed of the rotor 12 increases after the start of driving, the changing speed of the count number of the edge of the encoder signal becomes faster, so the switching timing of the energized phase also becomes faster. When the rotational speed of the rotor 12 increases, the switching timing of the energized phase cannot follow the rotation of the rotor 12 and the drive torque may decrease. In order to solve this problem, the control unit 40 controls the energized phase to be energized beforehand in advance of the rotational phase of the rotor 12 according to the rotational speed and speed range of the rotor 12. The amount to be preceded depends on the rotation speed and speed range. This preceding amount is the phase advance correction amount Ks. The phase advance correction amount Ks corresponds to an angle with 7.5 degrees as a unit, but may be converted into a count number in the present embodiment.

ロータ12の回転数が大きいほど位相進み補正量Ksは大きくなる。また、制御部40は、ロータ12が加速域にあれば位相進み補正量Ksを時間に応じて増加させるように制御する。反対に、ロータ12が減速域にある場合には位相進み補正量Ksを減少させるように制御する。なお、位相進み補正量Ksの算出については特開2004−23931号公報に詳しい。   The phase advance correction amount Ks increases as the rotational speed of the rotor 12 increases. Further, the control unit 40 controls the phase advance correction amount Ks so as to increase with time if the rotor 12 is in the acceleration region. On the other hand, when the rotor 12 is in the deceleration region, control is performed so as to decrease the phase advance correction amount Ks. The calculation of the phase advance correction amount Ks is detailed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-23931.

次いでステップS4が実行される。ステップS4は、制御部40が通電すべき通電相を決定するステップである。制御部40は、ロータ12の現在位置N(カウント数)、位相進み補正量Ks(カウント数)および図5に示す変換テーブルに基づいて通電相を決定する。本実施形態における通電相への通電がU相→UV相→V相→VW相→W相→WU相のように一巡すると、カウント数は12だけ増減する。よって、現在位置Nと位相進み補正量Ksとの和M(=D+Ks)を12で割った剰余は通電相を決定するファクタとなる。図5では、この剰余をM mod12と記載している。   Step S4 is then executed. Step S4 is a step in which the controller 40 determines an energized phase to be energized. The controller 40 determines the energized phase based on the current position N (count number) of the rotor 12, the phase advance correction amount Ks (count number), and the conversion table shown in FIG. When the energization to the energized phase in this embodiment is made a cycle such as U phase → UV phase → V phase → VW phase → W phase → WU phase, the count number increases or decreases by 12. Therefore, the remainder obtained by dividing the sum M (= D + Ks) of the current position N and the phase advance correction amount Ks by 12 is a factor for determining the energized phase. In FIG. 5, this remainder is described as M mod12.

なお、ステップS4において決定された通電相は、通電指示値(U,V,W)として算出される。通電指示値は該当する通電相が通電される場合に1となり、非通電の場合に0となる。例えば、M mod12=3であれば(U,V,W)=(0,0,1)である。また別の例では、M mod12=8であれば(U,V,W)=(1,1,0)である。 In addition, the energization phase determined in step S4 is calculated as an energization instruction value (U i , V i , W i ). The energization instruction value becomes 1 when the corresponding energization phase is energized, and becomes 0 when the energization is not energized. For example, if M mod 12 = 3, (U i , V i , W i ) = (0, 0, 1). In another example, if M mod 12 = 8, (U i , V i , W i ) = (1, 1, 0 ).

次いでステップS5が実行される。ステップS5は、制御部40がロータ12の速度域が減速域であるか否かを判定するステップである。制御部40は速度域判定部30から入力される速度域の情報に基づいて、ロータ12が減速域にあればYES判定とし、ロータ12が加速域あるいは定速域にあればNO判定とする。   Step S5 is then executed. Step S5 is a step in which the controller 40 determines whether or not the speed range of the rotor 12 is a deceleration range. Based on the speed range information input from the speed range determination unit 30, the control unit 40 determines YES if the rotor 12 is in the deceleration range, and determines NO if the rotor 12 is in the acceleration range or the constant speed range.

ステップS5においてYES判定となった場合、すなわちロータ12が減速域にある場合はステップS6に進む。   If YES is determined in step S5, that is, if the rotor 12 is in the deceleration region, the process proceeds to step S6.

ステップS6は、制御部40が通電のオフタイミングを遅延させる通電相を算出するステップである。オフタイミングを遅延させないときオフタイミングはエンコーダ信号のエッジに同期するため、オフタイミングを遅延させるとは、通電相への通電のオフタイミングに係る位相をエンコーダ信号の変化点(エッジ)に対して遅相することを意味する。   Step S6 is a step in which the controller 40 calculates an energized phase that delays the energization off timing. When the off timing is not delayed, the off timing is synchronized with the edge of the encoder signal. Therefore, delaying the off timing means that the phase related to the off timing of energization to the energized phase is delayed with respect to the change point (edge) of the encoder signal. It means to be compatible.

制御部40は、切り替え前の前回の通電相と、ステップS4により算出された今回の通電相を参照して指示値が1→0のように変化した相を遅相させる通電相として決定する。例えば、前回の通電相がU相とV相であると仮定する。すなわち、(Ui−1,Vi−1,Wi−1)=(1,1,0)であると仮定する。そして、ステップS4によって算出された今回の通電相がV相であるとする。すなわち、(U,V,W)=(0,1,0)であるとする。指示値が1→0のように変化した通電相はU相であるから、制御部40は通電のオフタイミングを遅相する通電相としてU相を選択する。 The control unit 40 refers to the previous energized phase before switching and the current energized phase calculated in step S4 and determines the energized phase to delay the phase in which the indicated value has changed as 1 → 0. For example, it is assumed that the previous energized phases are the U phase and the V phase. That is, it is assumed that (U i−1 , V i−1 , W i−1 ) = ( 1 , 1 , 0 ). The current energized phase calculated in step S4 is assumed to be the V phase. That is, (U i , V i , W i ) = (0, 1, 0). Since the energized phase whose instruction value has changed from 1 to 0 is the U phase, the control unit 40 selects the U phase as the energized phase that delays the off timing of energization.

次いでステップS7が実行される。ステップS7は、制御部40が、ステップS6で算出された通電相におけるオフタイミングの遅延時間を算出するステップである。つまり、遅延される通電相におけるオフタイミングの、エンコーダ信号のエッジに対する遅相量を算出するステップである。エンコーダ信号はロータ12の回転数に依存するので、ここで云う遅延時間はロータ12の回転数を介して換算でき、遅相量と同義である。   Step S7 is then executed. Step S7 is a step in which the control unit 40 calculates the delay time of the off timing in the energized phase calculated in step S6. In other words, this is a step of calculating the amount of delay with respect to the edge of the encoder signal at the off timing in the energized phase that is delayed. Since the encoder signal depends on the rotation speed of the rotor 12, the delay time referred to here can be converted through the rotation speed of the rotor 12, and is synonymous with the amount of delay phase.

遅延時間(遅相量)について図6を参照して説明する。図6はエンコーダ信号であるA信号およびB信号と、各通電相の指示値と、各通電相に流れる電流の時間変化を示したタイミングチャートである。実線はオフタイミングを遅相した後のチャートを示し、破線は遅相が行われない従来の制御におけるチャートを示している。説明を簡単にするため、図6では位相進み補正量が適用されていない例を図示している。   The delay time (delay amount) will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a timing chart showing the A signal and B signal, which are encoder signals, the indicated values of each energized phase, and the time variation of the current flowing through each energized phase. A solid line shows a chart after delaying the off timing, and a broken line shows a chart in the conventional control in which the delay phase is not performed. In order to simplify the explanation, FIG. 6 shows an example in which the phase advance correction amount is not applied.

ステップS6における例示を踏襲し、前回の通電相がU相とV相であると仮定し、今回の通電相がV相であると仮定する。通電のオフタイミングが遅相される通電相はU相である。このとき、図6に示すように、U相の通電指示値の遅相に伴ってU相に流れる電流の立ち下がりの開始は遅延する。これにより、U相に流れる電流がゼロになる前に、次に初めてオンする通電相であるW相の通電が開始されて電流が流れ始める。すなわち、U相の通電のオフに係る電流の立ち下がりと、U相のオフタイミングの後に初めてオンするW相の通電オンに係る電流の立ち上がりとの間隔が狭くなる。あるいはU相の立ち下がりとW相の立ち上がりとがオーバーラップする。逆に言えば、遅相量は、通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりとの間隔が狭くなる、あるいはオーバーラップするように設定される。   Following the example in step S6, it is assumed that the previous energized phase is the U phase and the V phase, and the current energized phase is the V phase. The energized phase whose energization off timing is delayed is the U phase. At this time, as shown in FIG. 6, the start of the fall of the current flowing in the U phase is delayed with the delay of the U phase energization instruction value. Thereby, before the current flowing in the U phase becomes zero, energization of the W phase, which is the energized phase that is turned on for the first time, is started and the current begins to flow. That is, the interval between the fall of the current related to turning off the U-phase energization and the rise of the current related to energization of the W-phase that is turned on for the first time after the U-phase off timing is narrowed. Alternatively, the fall of the U phase and the rise of the W phase overlap. In other words, the delay amount is such that the interval between the fall of the current related to turning off the energization and the rise of the current related to turning on of another energized phase that is turned on for the first time after the off timing is narrowed or overlapped. Is set as follows.

このため、遅相量は電流の立ち下がりにおけるスルーレートや、立ち下がり開始時の電流の値に依存する。ここで、電流のスルーレートはステータ11の突極11aに巻回された巻線13のリアクタンスや抵抗値に依存する。また、立ち下がり開始時の電流の値は巻線13に電流を供給する電源電圧に依存する。よって、遅相量として、基準となる巻線13のリアクタンスおよび抵抗値、基準となる電源電圧の条件下で、基準となる基準遅相量θが予め設定されている。すなわち、ステップS7において算出される遅延時間(遅相量)は、基準となる巻線13のリアクタンスおよび抵抗値、基準となる電源電圧の条件下では基準遅相量θに相当する。そして、この条件下では通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりとの間隔を狭くする、あるいはオーバーラップさせることができる。   For this reason, the amount of delay phase depends on the slew rate at the fall of the current and the current value at the start of the fall. Here, the slew rate of the current depends on the reactance and resistance value of the winding 13 wound around the salient pole 11 a of the stator 11. The value of the current at the start of falling depends on the power supply voltage that supplies current to the winding 13. Therefore, as a delay amount, a reference delay amount θ serving as a reference is set in advance under the conditions of the reactance and resistance value of the winding 13 serving as a reference and the power supply voltage serving as a reference. That is, the delay time (delay amount) calculated in step S7 corresponds to the reference delay amount θ under the conditions of the reactance and resistance value of the reference winding 13 and the reference power supply voltage. Under this condition, it is possible to narrow or overlap the interval between the fall of the current related to turning off energization and the rise of the current related to turning on of another energized phase that is turned on for the first time after the off timing.

以降は、制御部40が、通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりをオーバーラップさせるように制御する例として説明する。   Hereinafter, an example will be described in which the control unit 40 performs control so as to overlap the falling of the current related to turning off energization and the rising of the current related to turning on of another energized phase that is turned on for the first time after the off timing.

上記したように、電流のスルーレートは巻線13のリアクタンスや抵抗値に依存し、電流がゼロになるまでの時間は電源電圧に依存する。このため、ステップS7において、遅相量の補正量δθを導入することが好ましい。   As described above, the current slew rate depends on the reactance and the resistance value of the winding 13, and the time until the current becomes zero depends on the power supply voltage. For this reason, it is preferable to introduce a correction amount δθ of the slow phase amount in step S7.

スルーレートは巻線13ひいてはモータ10の温度が高いほど大きくなり、電流がゼロになるまでの時間が短くなる。従って、制御部40は、モータ10の温度が基準となる温度に較べて高い条件下ではδθ>0として遅相量を大きく設定する。これにより、通電のオフに係る電流がゼロになる前に、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流が立ち上がるので、両者をオーバーラップさせることができる。   The slew rate increases as the temperature of the winding wire 13 and the motor 10 increases, and the time until the current becomes zero becomes shorter. Therefore, the control unit 40 sets a large amount of delay with δθ> 0 under the condition that the temperature of the motor 10 is higher than the reference temperature. Thereby, before the current related to turning off energization becomes zero, the current related to turning on another energized phase that is turned on for the first time after the off timing rises, so that both can be overlapped.

また、巻線13を流れる電流がゼロになるまでの時間は電源電圧が小さいほど短くなる。従って、制御部40は、電源電圧が基準となる電源電圧に較べて低下している条件下ではδθ>0として遅相量を大きく設定する。これにより、通電のオフに係る電流がゼロになる前に、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流が立ち上がるので、両者をオーバーラップさせることができる。   Further, the time until the current flowing through the winding 13 becomes zero becomes shorter as the power supply voltage becomes smaller. Therefore, the control unit 40 sets a large amount of delay with δθ> 0 under the condition that the power supply voltage is lower than the reference power supply voltage. Thereby, before the current related to turning off energization becomes zero, the current related to turning on another energized phase that is turned on for the first time after the off timing rises, so that both can be overlapped.

さらに、エンコーダ信号の変化点に対して遅相した通電オフのタイミングが、エンコーダ信号の次の変化点よりも前に設定されるように、遅相量に上限を設けることが好ましい。これは、遅相した通電オフのタイミングが、エンコーダ信号の次の変化点を越えると通電パターンが崩れて脱調する虞があるためである。本実施形態においては、制御部40は、θ+δθ<3.75°を満たすようにδθを設定することが好ましい。エンコーダ信号の変化はロータ12の回転数に依存するため、遅相量は遅延時間に言い換えることができる。つまり、制御部40は、オフタイミングの遅延時間をロータ12が3.75度回転する前に通電指示値が0になるように設定することが好ましい。   Furthermore, it is preferable to set an upper limit on the amount of delay so that the energization-off timing delayed with respect to the encoder signal change point is set before the next change point of the encoder signal. This is because the energization pattern may collapse and step out when the delayed energization off timing exceeds the next change point of the encoder signal. In the present embodiment, the control unit 40 preferably sets δθ so as to satisfy θ + δθ <3.75 °. Since the change in the encoder signal depends on the rotation speed of the rotor 12, the amount of delay phase can be restated as a delay time. That is, it is preferable that the control unit 40 sets the delay time of the off timing so that the energization instruction value becomes 0 before the rotor 12 rotates 3.75 degrees.

次いでステップS8が実行される。ステップS8は、制御部40が、ステップS7により算出された遅延時間に基づいて、制御部40内に設けられ一般的に知られたタイマ回路によって遅延タイマを設定するステップである。この遅延タイマが満了するまで、指示値が1→0のように変化した通電相への通電が継続されることになる。上記例においては、U相の通電が継続されることになる。   Next, step S8 is executed. Step S8 is a step in which the control unit 40 sets a delay timer by a generally known timer circuit provided in the control unit 40 based on the delay time calculated in step S7. Until the delay timer expires, the energization of the energized phase whose instruction value has changed from 1 to 0 is continued. In the above example, energization of the U phase is continued.

次いでステップS9が実行される。ステップS9は、制御部40がオフタイミングの遅相を考慮した通電指示値(U,V,W)を算出して出力するステップである。遅相を考慮した通電指示値は、前回の通電指示値(Ui−1,Vi−1,Wi−1)と今回の通電指示値(U,V,W)の論理和となる。すなわち、(U,V,W)=(Ui−1|U,|Vi−1|V,|Wi−1|W)である。上記例では、(Ui−1,Vi−1,Wi−1)=(1,1,0)であり、(U,V,W)=(0,1,0)であるから、(U,V,W)=(1,1,0)である。この例では、実質、前回の通電指示値が継続して出力されることになる。なお、ステップS9において算出された通電指示値は遅延タイマが満了するまで有効である。 Step S9 is then executed. Step S9 is a step in which the control unit 40 calculates and outputs energization instruction values (U j , V j , W j ) in consideration of the delay timing of the off timing. The energization instruction value considering the slow phase is the logical sum of the previous energization instruction value (U i−1 , V i−1 , W i−1 ) and the current energization instruction value (U i , V i , W i ). It becomes. That is, (U j , V j , W j ) = (U i−1 | U i , | V i−1 | V i , | W i−1 | W i ). In the above example, (U i−1 , V i−1 , W i−1 ) = ( 1 , 1 , 0) and (U i , V i , W i ) = (0, 1, 0) Therefore, (U j , V j , W j ) = (1, 1, 0). In this example, the previous energization instruction value is substantially continuously output. Note that the energization instruction value calculated in step S9 is valid until the delay timer expires.

このように、ロータ12が減速域にある場合には、遅相を考慮した通電指示値(U,V,W)が制御部40から出力され、通電指示値に基づいて駆動回路50が駆動する。 Thus, when the rotor 12 is in the deceleration region, the energization instruction values (U j , V j , W j ) taking into account the slow phase are output from the control unit 40 and the drive circuit 50 is based on the energization instruction values. Drive.

一方、ステップS5において、ロータ12が加速域あるいは定速域にあればNO判定となる。ステップS5においてNO判定となった場合には、図4に示すように、ステップS10が実行される。ステップS10は、制御部40が、ステップS4において算出された今回の通電指示値(U,V,W)を出力するステップである。そして、この通電指示値に基づいて駆動回路50が駆動する。すなわち、オフタイミングの遅相が行われることなく、通電相の切り替えが実行される。 On the other hand, if the rotor 12 is in the acceleration region or the constant speed region in step S5, the determination is NO. If NO is determined in step S5, step S10 is executed as shown in FIG. Step S10 is a step in which the control unit 40 outputs the current energization instruction values (U i , V i , W i ) calculated in step S4. Then, the drive circuit 50 is driven based on the energization instruction value. That is, the energized phase is switched without delaying the off timing.

さて、ステップS8においてセットされた遅延タイマが満了すると、制御部40は図7に示すフローに従って通電指示値を出力する。すなわち、ステップS11が実行される。ステップS11は、制御部40が、ステップS4において算出された今回の通電指示値(U,V,W)を出力するステップである。そして、この通電指示値に基づいて駆動回路50が駆動する。すなわち、遅延タイマが満了したことを条件に、オフタイミングの遅相が終了して、目的とする通電相への通電が実行される。 When the delay timer set in step S8 expires, the control unit 40 outputs an energization instruction value according to the flow shown in FIG. That is, step S11 is executed. Step S11 is a step in which the control unit 40 outputs the current energization instruction value (U i , V i , W i ) calculated in step S4. Then, the drive circuit 50 is driven based on the energization instruction value. That is, on the condition that the delay timer has expired, the off-phase delay phase ends, and energization to the target energized phase is executed.

次に、本実施形態に係る電子制御装置100を採用することによる作用効果について説明する。   Next, the effect by employ | adopting the electronic control apparatus 100 which concerns on this embodiment is demonstrated.

例えばUV相→V相→VW相のように通電相が遷移することを仮定する。UV相通電の状態からV相通電に移行する際には、U相の通電がオフされてU相通電に起因する引力が消失するのでロータ12の突極12aはV相通電に起因する引力によって引き寄せられる。これによりロータ12は回転する。本実施形態では、ロータ12の回転が減速域にある場合、従来の通電相の切り替えに較べてU相通電のオフタイミングを遅延させるため、図8に示すように、従来U相通電に起因する引力が消失するタイミングでも当該引力が残存する。このため、減速にかかるロータ12の角加速度を大きくすることができる。   For example, it is assumed that the energized phase transitions in the order of UV phase → V phase → VW phase. When shifting from the UV-phase energization state to the V-phase energization, the U-phase energization is turned off and the attractive force due to the U-phase energization disappears, so that the salient pole 12a of the rotor 12 is attracted by the attractive force due to the V-phase energization. Gravitate. Thereby, the rotor 12 rotates. In the present embodiment, when the rotation of the rotor 12 is in the deceleration region, the OFF timing of the U-phase energization is delayed as compared with the conventional switching of the energized phase. Therefore, as shown in FIG. The attractive force remains even when the attractive force disappears. For this reason, the angular acceleration of the rotor 12 concerning deceleration can be enlarged.

とくに、本実施形態では、U相通電による電流が、次に通電されるW相の電流の立ち上がりにオーバーラップするため、V相のみの通電の期間においてもU相通電に起因する引力が残存する。よって、V相通電の間も確実に回転方向と反対に向く力をロータ12に作用させ続けることができる。このため、ロータ12の回転が停止するまでの時間を短縮することができる。   In particular, in the present embodiment, the current due to the U-phase energization overlaps with the rise of the W-phase current that is energized next time, and therefore the attractive force due to the U-phase energization remains even during the energization period of only the V-phase. . Accordingly, it is possible to continue to apply a force directed to the direction opposite to the rotation direction to the rotor 12 even during the V-phase energization. For this reason, time until rotation of the rotor 12 stops can be shortened.

従来のように位相進み補正量を導入してロータ12を駆動する方式は、ロータ12の加速域において定速域に至るまでの時間を短縮でき、運転者のレンジ切り替え操作に対する応答性を向上することを実現した。一方、減速域においては位相進み補正量をほぼ無くした状態で減速する以外になかった。これに対して、本実施形態における電子制御装置100は、通電相への通電のオフタイミングを遅延させることによって引力を残存させることができるので、図9に示すように、同一のロータ回転量を実現するために要する時間を短縮することができる。すなわち、運転者の操作に対する応答性を向上することができる。   The conventional method of driving the rotor 12 by introducing the phase advance correction amount can shorten the time to reach the constant speed region in the acceleration region of the rotor 12 and improve the responsiveness of the driver to the range switching operation. Realized that. On the other hand, in the deceleration region, there was no other way than to decelerate with the phase advance correction amount almost eliminated. On the other hand, the electronic control unit 100 according to the present embodiment can retain the attractive force by delaying the off timing of energization to the energized phase, and therefore, as shown in FIG. It is possible to reduce the time required for the realization. That is, the responsiveness to the driver's operation can be improved.

なお、本実施形態では、通電のオフに係る電流の立ち下がりと、オフタイミングの後に初めてオンする別の通電相のオンに係る電流の立ち上がりとがオーバーラップする例を説明したが、必ずしもオーバーラップしていなくても良い。通電のオフに係る電流の立ち下がりを従来制御に較べて遅延するようにすれば、ロータ12の回転方向に対して反対方向の力が働くので、減速にかかるロータ12の角加速度を大きくすることができる。   In this embodiment, an example has been described in which the falling of the current related to turning off energization overlaps the rising of the current related to turning on of another energized phase that is turned on for the first time after the off timing. You don't have to. If the falling of the current related to turning off the current is delayed as compared with the conventional control, a force in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 12 acts, so that the angular acceleration of the rotor 12 for deceleration is increased. Can do.

(第2実施形態)
通電相への通電のオフ時、すなわち通電指示値が1→0のように変化する時点において、通電指示値をPWM制御することによって、通電相に流れる電流の立ち下がりにかかるスルーレートを精度よく制御することができる。なお、電子制御装置100を構成する要素は第1実施形態と同様であり、ロータ12の回転数の算出や速度域の判定、オフタイミングを遅延させる通電相の算出等の制御は第1実施形態における説明に準ずるので、詳しい説明を省略する。本実施形態における制御部40は、オフタイミングを遅延する通電相における通電指示値の出力を第1実施形態とは異なる方法で行う。
(Second Embodiment)
When the energization phase is turned off, that is, when the energization instruction value changes from 1 to 0, the energization instruction value is PWM controlled to accurately determine the slew rate related to the fall of the current flowing in the energization phase. Can be controlled. Elements constituting the electronic control device 100 are the same as those in the first embodiment, and controls such as calculation of the number of rotations of the rotor 12, determination of the speed range, calculation of energized phase that delays off timing, and the like are performed in the first embodiment. Therefore, the detailed description is omitted. The control unit 40 in the present embodiment outputs the energization instruction value in the energization phase that delays the off timing by a method different from that in the first embodiment.

図10に示すように、本実施形態における制御部40は、遅延タイマが有効である期間において、通電指示値をPWM制御して出力するようになっている。図10は、UV相通電の状態からV相通電の状態に遷移する際にU相のオフタイミングが遅延する様子を示している。通電相の電流についてのグラフは、実線が本実施形態における電流の挙動を示し、破線は第1実施形態における電流の挙動を示す。第1実施形態において説明したように、U相のオフタイミングが遅延した状態は図4におけるステップS8でセットされた遅延タイマが有効な期間である。本実施形態における制御部40は遅延タイマが有効となっている期間において、その全体あるいは一部の期間で通電指示値をPWM制御する。図10では、U相通電時のW相の遅延期間においてW相の通電指示値がPWM制御されている。また、V相通電時のU相の遅延期間においてU相の通電指示値がPWM制御されている。   As shown in FIG. 10, the control unit 40 in the present embodiment is configured to output the energization instruction value by PWM control during a period in which the delay timer is valid. FIG. 10 shows how the U-phase off timing is delayed when the UV phase energization state transitions to the V phase energization state. In the graph regarding the current of the energized phase, the solid line indicates the behavior of the current in the present embodiment, and the broken line indicates the behavior of the current in the first embodiment. As described in the first embodiment, the state in which the off timing of the U phase is delayed is a period in which the delay timer set in step S8 in FIG. 4 is valid. In the present embodiment, the control unit 40 performs PWM control of the energization instruction value during the entire period or a part of the period during which the delay timer is valid. In FIG. 10, the W-phase energization instruction value is PWM-controlled during the W-phase delay period during U-phase energization. In addition, the U-phase energization instruction value is PWM-controlled during the U-phase delay period during V-phase energization.

これによれば、PWM制御を用いずに通電指示値を1→0のように遷移させる場合に較べて、電流の立ち下がりにかかるスルーレートを高精度に制御することができる。これは、ロータ12の回転を妨げる向きに働く引力を高精度の制御することと同義であるから、ロータ12の停止位置や停止までに要する減速域の時間を高精度に制御することができる。   According to this, it is possible to control the slew rate related to the fall of the current with higher accuracy than in the case where the energization instruction value is changed as 1 → 0 without using the PWM control. This is synonymous with controlling the attractive force acting in the direction that prevents the rotation of the rotor 12 with high accuracy, so that the stop position of the rotor 12 and the time in the deceleration region required for stopping can be controlled with high accuracy.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記した各実施形態において、ステータ11における突極11aの数を12、ロータ12における突極12aの数を8として説明したが、各突極の数は任意に設定可能であることは言うまでもない。また、エンコーダ20におけるロータリマグネット21に着磁される極のピッチも7.5度に限定されるものではない。さらに、上記した各実施形態における通電相はU相、V相、W相の3相であったが、通電相の数も3相に限定されない。   In each of the above embodiments, the number of salient poles 11a in the stator 11 is 12 and the number of salient poles 12a in the rotor 12 is 8. However, it goes without saying that the number of salient poles can be arbitrarily set. Further, the pitch of the poles magnetized by the rotary magnet 21 in the encoder 20 is not limited to 7.5 degrees. Furthermore, although the energized phases in each of the above-described embodiments are the three phases of the U phase, the V phase, and the W phase, the number of energized phases is not limited to three.

また、図4において説明したステップS1について、ロータ12の回転数の検出をエンコーダ信号に基づいて行う例を示したが、エンコーダ20を介することなく、別途回転数センサを用意してもよい。同様に、ステップS2における速度域の判定についても、別途回転角センサ等を用意して判定するようにしてもよい。   Further, although the example in which the rotation speed of the rotor 12 is detected based on the encoder signal is shown in step S1 described in FIG. 4, a separate rotation speed sensor may be prepared without using the encoder 20. Similarly, the determination of the speed range in step S2 may be performed by separately preparing a rotation angle sensor or the like.

また、第2実施形態において、PWM制御が実施される期間について、遅延タイマが有効になっている一部の期間で通電指示値がPWM制御される例を説明したが、遅延タイマの有効期間すべてにおいて通電指示値がPWM制御されるようになっていてもよい。また、第2実施形態においてはPWM制御中におけるデューティ比について言及していないが、時間の経過とともにデューティ比を小さくするようにすれば、通電相の通電オフにかかる電流の立ち下がりを略線形にでき、より高精度にロータ12の減速を制御することができる。   In the second embodiment, the example in which the energization instruction value is PWM controlled in a part of the period in which the delay timer is valid has been described for the period in which the PWM control is performed. The energization instruction value may be PWM controlled. In the second embodiment, the duty ratio during PWM control is not mentioned. However, if the duty ratio is reduced with the passage of time, the falling of the current applied to turn off the energized phase becomes substantially linear. Thus, the deceleration of the rotor 12 can be controlled with higher accuracy.

10…モータ,20…エンコーダ,30…速度域判定部,40…制御部,50…駆動回路,100…電子制御装置,200…シフト操作部,300…エンジン,400…ギアボックス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor, 20 ... Encoder, 30 ... Speed range determination part, 40 ... Control part, 50 ... Drive circuit, 100 ... Electronic control unit, 200 ... Shift operation part, 300 ... Engine, 400 ... Gear box

Claims (6)

複数の通電相への通電により回転するロータ(12)を有するモータ(10)と、
前記ロータの回転に同期してパルス状のエンコーダ信号を出力するエンコーダ(20)と、
前記エンコーダ信号の変化に基づいて前記通電相への通電のオンオフを制御する制御部(40)と、
前記ロータの回転が、加速域、定速域、減速域のいずれの速度域にあるかを判定する速度域判定部(30)と、を備え、
前記制御部は、前記ロータが減速域にある場合において、前記通電相への通電のオフタイミングに係る位相を前記エンコーダ信号の変化点に対して遅相することにより、前記ロータの回転方向に対して反対方向に力が働くように制御する電子制御装置。
A motor (10) having a rotor (12) that rotates upon energization of a plurality of energized phases;
An encoder (20) for outputting a pulsed encoder signal in synchronization with the rotation of the rotor;
A control unit (40) for controlling on / off of energization to the energized phase based on a change in the encoder signal;
A speed range determination unit (30) for determining whether the rotation of the rotor is in an acceleration range, a constant speed range, or a deceleration range,
When the rotor is in a deceleration region, the control unit delays the phase related to the off timing of energization to the energized phase with respect to the rotation direction of the rotor by delaying the phase with respect to the change point of the encoder signal. Electronic control device that controls the force to work in the opposite direction.
前記制御部は、前記通電相への通電のオフタイミングに係る位相を前記エンコーダ信号の変化点に対して遅相することにより、
通電のオフに係る電流の立ち下がりと、前記オフタイミングの後に初めてオンする別の前記通電相のオンに係る電流の立ち上がりとがオーバーラップするように制御する請求項1に記載の電子制御装置。
The control unit delays the phase related to the off timing of energization to the energized phase with respect to the change point of the encoder signal,
2. The electronic control unit according to claim 1, wherein control is performed so that a fall of a current related to energization off and a rise of a current related to on of another energized phase that is turned on for the first time after the off timing overlap each other.
前記制御部は、前記オフタイミングにおける通電をPWM制御して、前記通電相に流れる電流の立ち下がりにおける電流量を制御する請求項1または請求項2に記載の電子制御装置。   3. The electronic control device according to claim 1, wherein the control unit performs PWM control of energization at the off timing to control a current amount at a falling edge of a current flowing in the energization phase. 前記エンコーダ信号の変化点に対して遅相した通電オフのタイミングは、前記エンコーダ信号の次の変化点よりも前に設定される請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子制御装置。   4. The electronic control device according to claim 1, wherein the energization-off timing delayed in phase with respect to the change point of the encoder signal is set before the next change point of the encoder signal. 前記制御部は、前記通電相への通電に係る電源電圧が小さいほど、前記エンコーダ信号の変化点に対する前記オフタイミングの遅相量を大きくする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子制御装置。   5. The electron according to claim 1, wherein the control unit increases a delay amount of the off timing with respect to a change point of the encoder signal as a power supply voltage related to energization to the energized phase is smaller. Control device. 前記制御部は、前記モータの温度が高いほど、前記エンコーダ信号の変化点に対する前記オフタイミングの遅相量を大きくする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子制御装置。   6. The electronic control device according to claim 1, wherein the control unit increases a delay amount of the off timing with respect to a change point of the encoder signal as the temperature of the motor is higher.
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