JP2019135893A - Motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御装置に関し、詳しくは、レゾルバと、Ａ／Ｄコンバータと、を備えるモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device including a resolver and an A / D converter.
従来、この種のモータ制御装置としては、レゾルバと、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ／デジタルコンバータ）と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、モータをＰＷＭ制御するためのキャリア信号のピークのタイミングでＡ／Ｄコンバータを起動して電流信号（モータ電流信号）をＡＤ変換する。また、キャリア信号とは非同期のレファレンス信号（ＲＥＳ信号）のピークから若干ずれたタイミングでＡ／Ｄコンバータを起動してレゾルバ信号をＡＤ変換する。こうして変換した電流信号のデジタル値とレゾルバ信号のデジタル値とを用いてモータを制御する。これにより、Ａ／Ｄコンバータにおいて電流信号のＡＤ変換とレゾルバ信号のＡＤ変換とが競合することを抑制している。 Conventionally, as this type of motor control device, a device including a resolver and an A / D converter (analog / digital converter) has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this apparatus, the A / D converter is activated at the timing of the peak of the carrier signal for PWM control of the motor, and the current signal (motor current signal) is AD converted. Further, the A / D converter is activated at a timing slightly deviated from the peak of the reference signal (RES signal) that is asynchronous with the carrier signal, and the resolver signal is AD converted. The motor is controlled using the digital value of the current signal thus converted and the digital value of the resolver signal. This suppresses competition between AD conversion of the current signal and AD conversion of the resolver signal in the A / D converter.
上述のモータ制御装置では、レファレンス信号のピークから若干ずれたタイミングでＡ／Ｄコンバータを起動して得られたレゾルバ信号のデジタル値を用いてモータを制御している。しかし、こうしたＡＤ変換で得られるレゾルバ信号のデジタル値は、レゾルバ信号のピークでの値（極大値または極小値）からはずれた値となってしまう。そのため、Ａ／Ｄコンバータにおいて電流信号のＡＤ変換とレゾルバ信号のＡＤ変換とが競合することを回避しつつ、より適正にレゾルバ信号の極大値または極小値を取得することが望まれている。 In the motor control apparatus described above, the motor is controlled using the digital value of the resolver signal obtained by starting the A / D converter at a timing slightly deviated from the peak of the reference signal. However, the digital value of the resolver signal obtained by such AD conversion is a value deviated from the peak value (maximum value or minimum value) of the resolver signal. Therefore, it is desired to more appropriately obtain the maximum or minimum value of the resolver signal while avoiding the competition between the AD conversion of the current signal and the AD conversion of the resolver signal in the A / D converter.
本発明のモータ制御装置では、より適正にレゾルバ信号の極大値または極小値を取得することを主目的とする。 The main purpose of the motor control device of the present invention is to acquire the maximum value or the minimum value of the resolver signal more appropriately.
本発明のモータ制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The motor control device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のモータ制御装置は、
モータの回転と一定周期の交流信号であるレファレンス信号の印加に応じてｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号を含むレゾルバ信号を出力するレゾルバと、
前記レゾルバからの前記レゾルバ信号および前記モータの各相の電流信号をＡＤ変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記モータをＰＷＭ制御するためのキャリア信号に基づく第１起動タイミングで前記Ａ／Ｄコンバータを起動し、前記レファレンス信号に基づく第２起動タイミングで前記Ａ／Ｄコンバータを起動し、前記Ａ／ＤコンバータによりＡＤ変換された前記電流信号のデジタル値を用いて前記モータを制御する制御部と、
を備えるモータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記第１起動タイミングと前記Ａ／Ｄコンバータが１回のＡＤ変換に要する所要時間と前記レファレンス信号が値０となるタイミングからの経過時間とを用いて、所定数の前記第２起動タイミングを、前記第１起動タイミングおよび前記レファレンス信号の半周期において前記レファレンス信号が極大値または極小値となるタイミングとは異なるタイミングに設定し、
設定した前記所定数の前記第２起動タイミングで前記Ａ／Ｄコンバータを起動して得られた前記所定数の前記レゾルバ信号のデジタル値を用いて、前記レゾルバ信号の極大値または極小値を演算する、
ことを要旨とする。
The motor control device of the present invention is
A resolver that outputs a resolver signal including a sin signal and a cos signal in response to the rotation of the motor and the application of a reference signal that is an alternating-current signal having a constant period;
An A / D converter that AD converts the resolver signal from the resolver and the current signal of each phase of the motor;
The A / D converter is activated at a first activation timing based on a carrier signal for PWM control of the motor, the A / D converter is activated at a second activation timing based on the reference signal, and the A / D converter A control unit for controlling the motor using a digital value of the current signal AD-converted by
A motor control device comprising:
The controller is
Using the first activation timing, the time required for one AD conversion by the A / D converter, and the elapsed time from the timing when the reference signal has a value of 0, a predetermined number of the second activation timings are obtained, The reference signal is set to a timing different from the timing at which the reference signal becomes a maximum value or a minimum value in the first activation timing and the half cycle of the reference signal,
A maximum value or a minimum value of the resolver signal is calculated using a digital value of the predetermined number of resolver signals obtained by starting the A / D converter at the set predetermined number of second activation timings. ,
This is the gist.
この本発明のモータ制御装置では、第１起動タイミングとＡ／Ｄコンバータが１回のＡＤ変換に要する所要時間とレファレンス信号が値０となるタイミングからの経過時間とを用いて、所定数の第２起動タイミングを、第１起動タイミングおよびレファレンス信号の半周期においてレファレンス信号が極大値または極小値となるタイミングとは異なるタイミングに設定する。そして、設定した所定数の第２起動タイミングでＡ／Ｄコンバータを起動して得られた所定数のレゾルバ信号のデジタル値を用いて、レゾルバ信号の極大値または極小値を演算する。これにより、第１起動タイミングと第２起動タイミングとが重なることが回避され、より適正にレゾルバ信号の極大値または極小値を取得することができる。 In the motor control device according to the present invention, a predetermined number of first start timings, a time required for one AD conversion by the A / D converter, and an elapsed time from the timing when the reference signal has a value of 0 are used. The two activation timings are set to timings different from the timing at which the reference signal becomes the maximum value or the minimum value in the first activation timing and the half cycle of the reference signal. Then, the maximum value or the minimum value of the resolver signal is calculated using the digital values of the predetermined number of resolver signals obtained by starting the A / D converter at the predetermined number of second activation timings set. Thereby, it is avoided that the first activation timing and the second activation timing overlap, and the maximum value or the minimum value of the resolver signal can be acquired more appropriately.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図１は、本発明の一実施例としてのモータ制御装置２０の構成の概略を示す構成図である。モータ制御装置２０は、モータＭＧを駆動するインバータＩＮＶを制御する制御装置として構成されており、レゾルバ２２と、Ｒ／Ｄコンバータ４０と、Ａ／Ｄコンバータ４２と、ＣＰＵ４４と、を備える。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a motor control device 20 as an embodiment of the present invention. The motor control device 20 is configured as a control device that controls an inverter INV that drives the motor MG, and includes a resolver 22, an R / D converter 40, an A / D converter 42, and a CPU 44.
レゾルバ２２は、ロータ２４と、ステータ２６と、を備える周知のレゾルバとして構成されている。ロータ２４は、磁性体により楕円形状に形成されている。ロータ２４は、モータＭＧのロータに取り付けられ、モータＭＧのロータと一体に回転する。ステータ２６は、磁性体により形成されている。ステータ２６は、励磁コイル２８と、検出コイル３０，３２と、を内蔵している。励磁コイル２８には、発振回路３４からレファレンス信号（以下、「ｒｅｆ信号」という）として一定周波数の交流電流が印加される。検出コイル３０，３２は、互いに電気的に９０度ずれて（位相差が９０度となるよう）配置されている。検出コイル３０，３２の出力信号（レゾルバ信号）は、楕円形状のロータ２４の回転によって生じるロータ２４とステータ２６との間隙の変化に伴って発生する信号であり、ピーク値を補完したときにそれぞれ正弦波状，余弦波状となる信号である（以下、それぞれ「ｓｉｎ信号」，「ｃｏｓ信号」という）。図２は、ｒｅｆ信号，レゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）の時間変化の一例を示す説明図である。図中、破線は、ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号のピーク値を補完した正弦波状，余弦波状の曲線を示している。 The resolver 22 is configured as a well-known resolver including a rotor 24 and a stator 26. The rotor 24 is formed in an elliptical shape by a magnetic material. The rotor 24 is attached to the rotor of the motor MG and rotates integrally with the rotor of the motor MG. The stator 26 is made of a magnetic material. The stator 26 includes an exciting coil 28 and detection coils 30 and 32. An alternating current having a constant frequency is applied to the exciting coil 28 as a reference signal (hereinafter referred to as “ref signal”) from the oscillation circuit 34. The detection coils 30 and 32 are arranged so as to be electrically shifted from each other by 90 degrees (so that the phase difference is 90 degrees). The output signals (resolver signals) of the detection coils 30 and 32 are signals generated in accordance with the change in the gap between the rotor 24 and the stator 26 caused by the rotation of the elliptical rotor 24. The signals are sine wave and cosine wave signals (hereinafter referred to as “sin signal” and “cos signal”, respectively). FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of temporal changes of the ref signal and the resolver signal (sin signal, cos signal). In the figure, broken lines indicate sinusoidal and cosine-shaped curves obtained by complementing the peak values of the sin signal and the cos signal.
Ｒ／Ｄコンバータ４０は、周知のレゾルバデジタルコンバータとして構成されている。Ｒ／Ｄコンバータ４０は、レゾルバ２２からのレゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）を入力し、レゾルバ信号に基づいてレゾルバ角θを演算してＣＰＵ４４へ出力する。 The R / D converter 40 is configured as a well-known resolver digital converter. The R / D converter 40 receives a resolver signal (sin signal, cos signal) from the resolver 22, calculates a resolver angle θ based on the resolver signal, and outputs it to the CPU 44.
Ａ／Ｄコンバータ４２は、周知のアナログデジタルコンバータとして構成されている。Ａ／Ｄコンバータ４２は、モータＭＧのｖ相，ｗ相電流を検出する図示しな電流センサからのｖ相，ｗ相電流Ｉｖ，Ｉｗとレゾルバ２２からのレゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）とを入力している。Ａ／Ｄコンバータ４２は、ＣＰＵ４４から第１起動信号が入力されたときに起動して、ｕ相，ｗ相電流Ｉｖ，ＩｗをＡＤ変換して得られたＡＤ値ＡＤｉｖ，ＡＤｉｗに変換して、ＣＰＵ４４に出力する。Ａ／Ｄコンバータ４２は、ＣＰＵ４４から第２起動信号が入力されたときに起動して、レゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）をＡＤ変換して得られたＡＤ値ＡＤｓｉｎ，ＡＤｃｏｓをＣＰＵ４４に出力する。 The A / D converter 42 is configured as a known analog-digital converter. The A / D converter 42 detects v-phase and w-phase currents Iv and Iw from a current sensor (not shown) that detects v-phase and w-phase currents of the motor MG, and resolver signals (sin signal and cos signal) from the resolver 22. Is entered. The A / D converter 42 is activated when the first activation signal is input from the CPU 44, converts the u-phase and w-phase currents Iv and Iw into AD values ADiv and ADiw obtained by AD conversion, It outputs to CPU44. The A / D converter 42 is activated when a second activation signal is input from the CPU 44, and outputs AD values ADsin and ADcos obtained by AD conversion of resolver signals (sin signal and cos signal) to the CPU 44. .
ＣＰＵ４４は、周知の中央処理演算装置として構成されている。ＣＰＵ４４には、Ｒ／Ｄコンバータ４０からのレゾルバ角θと、Ａ／Ｄコンバータ４２からのＡＤ値ＡＤｉｖ，ＡＤｉｗ，ＡＤｓｉｎ，ＡＤｃｏｓと、が入力されている。ＣＰＵ４４からは、インバータＩＮＶのスイッチング素子へのスイッチング制御信号やＡ／Ｄコンバータ４２への第１，第２起動信号が出力されている。 The CPU 44 is configured as a known central processing unit. Resolver angle θ from R / D converter 40 and AD values ADiv, ADiw, ADsin, ADcos from A / D converter 42 are input to CPU 44. The CPU 44 outputs a switching control signal to the switching element of the inverter INV and first and second activation signals to the A / D converter 42.
ＣＰＵ４４は、Ｒ／Ｄコンバータ４０から入力したレゾルバ角θに基づいてモータＭＧのロータの回転位置θｍを演算している。そして、ＣＰＵ４４は、モータＭＧのロータの回転位置θｍに基づいてモータＭＧの電気角θｅや回転数Ｎｍを演算している。 The CPU 44 calculates the rotational position θm of the rotor of the motor MG based on the resolver angle θ input from the R / D converter 40. Then, the CPU 44 calculates the electrical angle θe and the rotational speed Nm of the motor MG based on the rotational position θm of the rotor of the motor MG.
こうして構成されたモータ制御装置２０では、ＣＰＵ４４は、ＰＷＭ信号を用いてインバータＩＮＶをＰＷＭ制御している。 In the motor control device 20 configured in this way, the CPU 44 performs PWM control of the inverter INV using the PWM signal.
こうして構成された実施例のモータ制御装置２０では、インバータＩＮＶをＰＷＭ制御することでモータＭＧを駆動する。ＰＷＭ制御では、ＣＰＵ４４は、第１タイミングＴｂ１で第１起動信号をＡ／Ｄコンバータ４２へ出力する。第１起動信号を入力したＡ／Ｄコンバータ４２は、モータＭＧのｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換を実行して、モータＭＧのｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ値ＡＤｉｖ，ＡＤｉをＣＰＵ４４へ出力する。 In the motor control device 20 of the embodiment thus configured, the motor MG is driven by PWM control of the inverter INV. In the PWM control, the CPU 44 outputs a first activation signal to the A / D converter 42 at the first timing Tb1. The A / D converter 42 to which the first start signal is input performs AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw of the motor MG, and AD values ADiv of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw of the motor MG. , ADi are output to the CPU 44.
第１タイミングＴｂ１は、インバータＩＮＶをスイッチング制御する際のＰＷＭ信号を生成するための三角波であるキャリア信号の半周期Ｔｈｃｃ毎のタイミングである。図３は、キャリア信号と第１タイミングＴｂ１との関係を示す説明図である。図中、タイマＴｃは、キャリア信号がピーク値（極大値または極小値）となったときにリセットされて時間の計測を開始するタイマである。実施例では、第１タイミングＴｂ１は、キャリア信号がピーク値（極大値または極小値）となるタイミング（例えば、図中の時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）に設定される。なお、キャリア信号は、通常、ｒｅｆ信号と同期していないが、同期することもある。 The first timing Tb1 is a timing for each half cycle Thcc of the carrier signal, which is a triangular wave for generating a PWM signal for switching control of the inverter INV. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the carrier signal and the first timing Tb1. In the figure, the timer Tc is a timer that is reset when the carrier signal reaches a peak value (maximum value or minimum value) and starts measuring time. In the embodiment, the first timing Tb1 is set to a timing (for example, times T1, T2, and T3 in the drawing) at which the carrier signal has a peak value (maximum value or minimum value). The carrier signal is not normally synchronized with the ref signal, but may be synchronized.
そして、モータＭＧの電気角θｅとｖ相電流，ｗ相電流のＡＤ値ＡＤｉｖ，ＡＤｉｗとを用いて、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の相電流Ｉｕ（＝０−ＡＤｉｖ−ＡＤｉｗ），Ｉｖ（=ＡＤｉｖ），Ｉｗ（＝ＡＤｉｗ）をｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換（３相−２相変換）する。続いて、モータＭＧのトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定し、ｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊および電流Ｉｄ，Ｉｑを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定する。そして、モータＭＧ２の電気角θｅを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に座標変換（２相−３相変換）し、各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と三角波（キャリア信号）との比較によりインバータＩＮＶの図示しない複数のトランジスタのＰＷＭ信号を生成する。こうして複数のトランジスタのＰＷＭ信号を生成すると、そのＰＷＭ信号を用いて複数のトランジスタのスイッチングを行なう。 Then, using the electrical angle θe of the motor MG and the AD values ADiv and ADiw of the v-phase current and the w-phase current, the phase currents Iu (= 0−ADiv−ADiw), Iv ( = ADiv) and Iw (= ADiw) are coordinate-converted (three-phase to two-phase conversion) into d-axis and q-axis currents Id and Iq. Subsequently, d-axis and q-axis current commands Id * and Iq * are set based on the torque command Tm * of the motor MG, and the d-axis and q-axis current commands Id * and Iq * and the currents Id and Iq are used. D-axis and q-axis voltage commands Vd * and Vq * are set. Then, using the electrical angle θe of the motor MG2, the coordinate conversion (two-phase to three-phase conversion) of the voltage commands Vd * and Vq * of the d-axis and q-axis into the voltage commands Vu *, Vv * and Vw * of each phase is performed. The PWM signals of a plurality of transistors (not shown) of the inverter INV are generated by comparing the voltage commands Vu *, Vv *, Vw * of each phase with a triangular wave (carrier signal). When the PWM signals of the plurality of transistors are generated in this manner, the plurality of transistors are switched using the PWM signal.
モータ制御装置２０では、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常を検出する異常検出処理を実行する。異常検出処理では、ｒｅｆ信号がピークとなるタイミングにおけるレゾルバ２２からのレゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）のＡＤ値ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを演算し、演算したＡＤ値ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを用いてレゾルバ角φを演算する。そいて演算したレゾルバ角φと、Ｒ／Ｄコンバータから入力したレゾルバ角θとを比較して、レゾルバ角φとレゾルバ角θとの差の絶対値が値０近傍の所定値を超えているときには、Ｒ／Ｄコンバータ４０の異常を判定する。 The motor control device 20 executes an abnormality detection process for detecting an abnormality of the R / D converter 40. In the abnormality detection process, the AD values ADsinp and ADcosp of the resolver signal (sin signal and cos signal) from the resolver 22 at the timing when the ref signal reaches a peak are calculated, and the resolver angle φ is calculated using the calculated AD values ADsinp and ADcosp. Calculate. Then, when the calculated resolver angle φ and the resolver angle θ input from the R / D converter are compared, the absolute value of the difference between the resolver angle φ and the resolver angle θ exceeds a predetermined value near zero. The abnormality of the R / D converter 40 is determined.
次に、こうして構成されたモータ制御装置２０の動作、特に、ＡＤ値ＡＤｓｉｎｃ，ＡＤｃｏｓｃを演算する際の動作について説明する。図４は、実施例のＣＰＵ４４に実行される演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、ｒｅｆ信号が負の値から値０となる度に実行される。 Next, the operation of the motor control device 20 configured as described above, particularly the operation when calculating the AD values ADsinc and ADcosc will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an arithmetic processing routine executed by the CPU 44 of the embodiment. This routine is executed every time the ref signal changes from a negative value to a value of 0.
本ルーチンが実行されると、ＣＰＵ４４は、最初に、カウンタｎを値１に設定する処理を実行する（ステップＳ１００）。 When this routine is executed, the CPU 44 first executes a process of setting the counter n to a value 1 (step S100).
次に、カウンタｎが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。カウンタｎが値１であるとき、すなわち、ｒｅｆ信号が負の値から値０となって最初にステップＳ１１０を実行するときには、タイマＴｃを入力し（ステップＳ１４０）、タイマＴｃが判定用閾値Ｔｒｅｆより大きいか否かを判定する（ステップＳ１５０）。判定用閾値Ｔｒｅｆは、キャリア信号がピーク値（極大値または極小値）となるタイミングである上述の第１タイミングＴｂ１と近いか否かを判定するための閾値であり、例えば、第１タイミングＴｂ１からＡ／Ｄコンバータ４２が１回のＡＤ変換に要する時間（例えば、１．２３μｓｅｃ，１．２５μｓｅｃ，１．２７μｓｅｃなど）の２倍の時間、すなわち、Ａ／Ｄコンバータ４２が２回のＡＤ変換に要する時間を減じた値として設定されている。ＣＰＵ４４は、第１タイミングＴｂ１で第１起動信号をＡ／Ｄコンバータ４２へ出力する。第１起動信号を入力したＡ／Ｄコンバータ４２は、モータＭＧのｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換を実行する。したがって、第１タイミングＴｂ１に近いタイミングでレゾルバ信号のＡＤ変換を実行すると、ｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換と競合してしまう。ステップＳ１５０は、レゾルバ信号のＡＤ変換を実行すると、相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換と競合するタイミングであるか否かを判定する処理となっている。 Next, it is determined whether or not the counter n is 1 (step S110). When the counter n has a value 1, that is, when the ref signal changes from a negative value to a value 0 and executes step S110 for the first time, the timer Tc is input (step S140), and the timer Tc is greater than the determination threshold Tref. It is determined whether it is larger (step S150). The determination threshold Tref is a threshold for determining whether or not the carrier signal is close to the first timing Tb1 that is the timing at which the peak value (maximum value or minimum value) is reached. For example, from the first timing Tb1 Time required for one AD conversion by the A / D converter 42 (for example, 1.23 μsec, 1.25 μsec, 1.27 μsec, etc.), that is, the A / D converter 42 performs two AD conversions. It is set as a value obtained by reducing the time required. The CPU 44 outputs a first activation signal to the A / D converter 42 at the first timing Tb1. The A / D converter 42 to which the first activation signal is input performs AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw of the motor MG. Therefore, if the AD conversion of the resolver signal is executed at a timing close to the first timing Tb1, it will compete with the AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw. Step S150 is a process for determining whether or not it is the timing of competing with the AD conversion of the phase current Iv and the w-phase current Iw when the AD conversion of the resolver signal is executed.
ステップＳ１５０でタイマＴｃが判定用閾値Ｔｒｅｆより大きいときには、レゾルバ信号のＡＤ変換を実行すると、ｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換と競合してしまうと判断して、本ルーチンを終了する。こうした処理により、Ａ／Ｄコンバータ４２において、ｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換とレゾルバ信号のＡＤ変換との競合を回避することができる。 If the timer Tc is larger than the determination threshold value Tref in step S150, it is determined that the AD conversion of the resolver signal will compete with the AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw, and this routine is terminated. . By such processing, the A / D converter 42 can avoid competition between AD conversion of the v-phase current Iv and w-phase current Iw and AD conversion of the resolver signal.
ステップＳ１５０でタイマＴｃが判定用閾値Ｔｒｅｆ以下であるときには、レゾルバ信号のＡＤ変換を実行しても、ｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換とレゾルバ信号のＡＤ変換との競合は発生しないと判断して、Ａ／Ｄコンバータ４２へ第２起動信号を出力する（ステップＳ１６０）。第２起動信号を入力したＡ／Ｄコンバータ４２は、起動してレゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）をＡＤ変換し、得られたＡＤ値ＡＤｓｉｎ，ＡＤｃｏｓをＣＰＵ４４に出力する。このように、第１タイミングＴｂ１付近のタイミングとは異なるタイミングでＡ／Ｄコンバータ４２を起動するから、ｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換とレゾルバ信号のＡＤ変換との競合を回避することができる。 When the timer Tc is equal to or less than the determination threshold Tref in step S150, even if the AD conversion of the resolver signal is executed, the competition between the AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw and the AD conversion of the resolver signal does not occur. And the second activation signal is output to the A / D converter 42 (step S160). The A / D converter 42 to which the second activation signal is input activates and performs AD conversion on the resolver signal (sin signal, cos signal), and outputs the obtained AD values ADsin and ADcos to the CPU 44. As described above, since the A / D converter 42 is started at a timing different from the timing near the first timing Tb1, the competition between the AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw and the AD conversion of the resolver signal is avoided. be able to.
続いて、ＣＰＵ４４は、ステップＳ１６０でＡ／Ｄコンバータ４２から出力されたＡＤ値ＡＤｓｉｎ，ＡＤｃｏｓを入力して（ステップＳ１７０）、タイマＴｔの値に値ｎを乗じたものを演算用時刻ｔ（ｎ）に設定すると共に、ＡＤ値ＡＤｓｉｎ，ＡＤｃｏｓをそれぞれ演算用ＡＤ値Ａｓ（ｎ），Ａｃ（ｎ）に設定する（ステップＳ１７０）。今、カウンタｎが値１であるから、タイマＴｔの値を演算用時刻ｔ（１）に設定することになる。ステップＳ１６０で入力したＡＤ値ＡＤｓｉｎ，ＡＤｃｏｓを演算用ＡＤ値Ａｓ（１），Ａｃ（１）に設定することになる。 Subsequently, the CPU 44 inputs the AD values ADsin and ADcos output from the A / D converter 42 in step S160 (step S170), and multiplies the value of the timer Tt by the value n to calculate time t (n ) And the AD values ADsin and ADcos are set to the arithmetic AD values As (n) and Ac (n), respectively (step S170). Since the counter n is now 1, the value of the timer Tt is set to the calculation time t (1). The AD values ADsin and ADcos input in step S160 are set to the arithmetic AD values As (1) and Ac (1).
次に、カウンタｎが値３であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。今、カウンタｎが値３でないときには、カウンタｎを値１だけカウントアップして値２として（ステップＳ２００）、タイマＴｔをリセットして（ステップＳ２１０）、ステップＳ１１０へ戻る。タイマＴｔについては後述する。 Next, it is determined whether or not the counter n is 3 (step S190). If the counter n is not a value 3, the counter n is incremented by a value 1 to a value 2 (step S200), the timer Tt is reset (step S210), and the process returns to step S110. The timer Tt will be described later.
そして、カウンタｎが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１９０でカウンタｎを値２としているから、次に、タイマＴｔをスタートし（ステップＳ１２０）、タイマＴｔが起動間隔Ｔｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。起動間隔Ｔｂは、Ａ／Ｄコンバータ４２へ第２起動信号を出力して、Ａ／Ｄコンバータ４２を起動する時間間隔である。起動間隔Ｔｂは、実施例では、ｒｅｆ信号の半周期Ｔｈｃｒを値３で除した時間、すなわち、ｒｅｆ信号の半周期Ｔｈｃｒにおいて３回Ａ／Ｄコンバータ４２を起動するように、起動間隔Ｔｂが設定されるのである。 Then, it is determined whether or not the counter n is 1 (step S110). Since the counter n is set to the value 2 in step S190, next, the timer Tt is started (step S120), and it is determined whether or not the timer Tt is equal to or greater than the activation interval Tb (step S130). The activation interval Tb is a time interval for outputting the second activation signal to the A / D converter 42 and activating the A / D converter 42. In the embodiment, the activation interval Tb is set such that the A / D converter 42 is activated three times in the time obtained by dividing the half cycle Thcr of the ref signal by the value 3, that is, in the half cycle Thcr of the ref signal. It is done.
ステップＳ１３０でタイマＴｔが起動間隔Ｔｂ未満であるときには、タイマＴｔが起動間隔Ｔｂ以上となるまで、ステップＳ１２０，Ｓ１３０を繰り返し実行する。したがって、ステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理は、タイマＴｔが起動間隔Ｔｂとなるまで待つ処理となる。 When the timer Tt is less than the activation interval Tb in step S130, steps S120 and S130 are repeatedly executed until the timer Tt becomes equal to or greater than the activation interval Tb. Therefore, the processes in steps S120 and S130 are processes that wait until the timer Tt reaches the activation interval Tb.
ステップＳ１３０でタイマＴｔが起動間隔Ｔｂ以上になったときには、ステップＳ１４０，Ｓ１５０を実行する。そして、ステップＳ１５０でタイマＴｃが判定用閾値Ｔｒｅｆ以下であるときには、ステップＳ１６０〜Ｓ１８０を実行して、Ａ／Ｄコンバータ４２を起動して、演算用時刻ｔ（２）を設定すると共に、入力したＡＤ値Ａｓｉｎ，Ａｃｏｓを演算用ＡＤ値Ａｓ（２），Ａｃ（２）を設定する。次に、ステップＳ１９０でカウンタｎが値３であるか否かを判定する。今、カウンタｎが値２であるから、カウンタｎを値１だけカウントアップして値３として（ステップＳ２００）、タイマＴｔをリセットして（ステップＳ２１０）、ステップＳ１１０へ戻る。こうした処理により、ステップＳ１５０でタイマＴｃが判定用閾値Ｔｒｅｆ以下であるときには、カウンタｎが値３になるまで、Ａ／Ｄコンバータ４２を起動して、演算用時刻ｔ（ｎ）と、演算用ＡＤ値Ａｓ（ｎ），Ａｃ（ｎ）を設定する。すなわち、演算用時刻ｔ（１）〜（３）と、演算用ＡＤ値Ａｓ（１）〜Ａｓ（３），Ａｃ（１）〜Ａｃ（３）と、をセットで設定するのである。図５は、ｒｅｆ信号とｓｉｎ信号とＡ／Ｄコンバータ４２の起動タイミングとの関係を説明するための説明図である。起動間隔Ｔｂは、図示するように、実施例では、ｒｅｆ信号の半周期Ｔｈｃｒを値３で除した時間であることから、演算用時刻ｔ（１）〜（３）はｒｅｆ信号のピーク値とは異なるタイミングとなっている。したがって、Ａ／Ｄコンバータ４２は、第１タイミングＴｂ１およびｒｅｆ信号がピーク値となるタイミングと異なるタイミングで起動することになる。 When the timer Tt becomes equal to or longer than the activation interval Tb in step S130, steps S140 and S150 are executed. When the timer Tc is equal to or smaller than the determination threshold value Tref in step S150, steps S160 to S180 are executed to start the A / D converter 42 and set and input the calculation time t (2). The AD values As (2) and Ac (2) are set for the AD values Asin and Acos. Next, it is determined whether or not the counter n is a value 3 in step S190. Since counter n is now value 2, counter n is counted up by value 1 to value 3 (step S200), timer Tt is reset (step S210), and the process returns to step S110. By such processing, when the timer Tc is equal to or smaller than the determination threshold Tref in step S150, the A / D converter 42 is activated until the counter n reaches the value 3, and the calculation time t (n) and the calculation AD The values As (n) and Ac (n) are set. That is, the calculation times t (1) to (3) and the calculation AD values As (1) to As (3) and Ac (1) to Ac (3) are set as a set. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the relationship among the ref signal, the sin signal, and the start timing of the A / D converter 42. As shown in the figure, the activation interval Tb is a time obtained by dividing the half cycle Thcr of the ref signal by the value 3 in the embodiment, so that the calculation times t (1) to (3) are the peak value of the ref signal. Are at different times. Therefore, the A / D converter 42 is started at a timing different from the timing at which the first timing Tb1 and the ref signal become peak values.
こうして演算用時刻ｔ（１）〜（３），演算用ＡＤ値Ａｓ（１）〜Ａｓ（３），Ａｃ（１）〜Ａｃ（３）を設定すると、演算用時刻ｔ（１）〜（３），演算用ＡＤ値Ａｓ（１）〜Ａｓ（３），Ａｃ（１）〜Ａｃ（３）を用いて、レゾルバ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）のピーク値であるＡＤ値ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを演算して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ＡＤ値ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐは、図２に例示したｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号のピーク値を含む半周期の波形を２次式で近似することにより、設定する。より具体的には、次式（１）と演算用時刻ｔ（１）〜（３），演算用ＡＤ値Ａｓ（１）〜Ａｓ（３）とを用いて、連立方程式により次式（１）の定数ａ１，ｂ１，ｃ１を求める。ここで、次式（１）は、時刻ｔの２次式を表している。そして、求めた定数ａ１，ｂ１，ｃ１と次式（２）とにより、ＡＤ値ＡＤｓｉｎｐを演算する。次式（３）と演算用時刻ｔ（１）〜（３），演算用ＡＤ値Ａｃ（１）〜Ａｃ（３）とを用いて、連立方程式により定数ａ２，ｂ２，ｃ２を求める。そして、求めた定数ａ２，ｂ２，ｃ２と次式（４）とにより、ＡＤ値ＡＤｃｏｓｐを演算する。このように、第１タイミングＴｂ１およびｒｅｆ信号がピーク値となるタイミングと異なるタイミングでＡ／Ｄコンバータ４２を起動して得られる演算用ＡＤ値Ａｓ（１）〜Ａｓ（３），Ａｃ（１）〜Ａｃ（３）を用いて，ＡＤ値ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを算出するから、Ａ／Ｄコンバータ４２においてｖ相電流Ｉｖ，ｗ相電流ＩｗのＡＤ変換とレゾルバ信号のＡＤ変換とが競合することを回避することができ、適正にＡＤ値ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを演算することができる。 When the calculation times t (1) to (3), the calculation AD values As (1) to As (3), and Ac (1) to Ac (3) are thus set, the calculation times t (1) to (3) ), AD values ADsinp and ADcosp which are peak values of the resolver signal (sin signal, cos signal) are calculated using the AD values for calculation As (1) to As (3) and Ac (1) to Ac (3). (Step S220), and this routine is finished. The AD values ADsinp and ADcosp are set by approximating a half-cycle waveform including the peak values of the sine signal and the cosine signal illustrated in FIG. 2 by a quadratic expression. More specifically, using the following equation (1), the calculation times t (1) to (3), and the calculation AD values As (1) to As (3), the following equation (1) Constants a1, b1, and c1 are obtained. Here, the following equation (1) represents a quadratic equation at time t. Then, the AD value ADsinp is calculated from the obtained constants a1, b1, c1 and the following equation (2). Constants a2, b2, and c2 are obtained by simultaneous equations using the following equation (3), calculation times t (1) to (3), and calculation AD values Ac (1) to Ac (3). Then, the AD value ADcosp is calculated from the obtained constants a2, b2, c2 and the following equation (4). As described above, the arithmetic AD values As (1) to As (3), Ac (1) obtained by starting the A / D converter 42 at a timing different from the timing at which the first timing Tb1 and the ref signal become peak values. Since the AD values ADsinp and ADcosp are calculated using ~ Ac (3), it is avoided that the AD conversion of the v-phase current Iv and the w-phase current Iw competes with the AD conversion of the resolver signal in the A / D converter 42. The AD values ADsinp and ADcosp can be calculated appropriately.
As(n)=a1・t(n)2+b1・t(n)＋c1 (1)
ADsinp=-(b12-4・a1・c1)/（4・a1） (2)
Ac(n)=a2・t(n)2+b2・t(n)＋c2 (3)
ADcosp=-(b22-4・a2・c2)/（4・a2） (4)
As (n) = a1 ・ t (n) 2 + b1 ・ t (n) ＋ c1 (1)
ADsinp =-(b1 2 -4 ・ a1 ・ c1) / (4 ・ a1) (2)
Ac (n) = a2 ・ t (n) 2 + b2 ・ t (n) + c2 (3)
ADcosp =-(b2 2 -4 ・ a2 ・ c2) / (4 ・ a2) (4)
以上説明した実施例のモータ制御装置２０によれば、タイマＴｔが起動間隔Ｔｂ以上となり、且つ、タイマＴｃが判定用閾値Ｔｒｅｆ以下であるタイミング、つまり、第１タイミングＴｂ１およびｒｅｆ信号がピーク値となるタイミングと異なるタイミングでＡ／Ｄコンバータ４２を起動して得られた演算用ＡＤ値Ａｓ（１）〜（３），Ａｃ（１）〜Ａｃ（３）を用いて，レゾルバ信号のピーク値（極大値または極小値）ＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを演算するから、適正にＡＤｓｉｎｐ，ＡＤｃｏｓｐを取得することができる。 According to the motor control device 20 of the embodiment described above, the timing at which the timer Tt is equal to or greater than the activation interval Tb and the timer Tc is equal to or less than the determination threshold Tref, that is, the first timing Tb1 and the ref signal are the peak values. Using the arithmetic AD values As (1) to (3) and Ac (1) to Ac (3) obtained by starting the A / D converter 42 at different timings, the peak value of the resolver signal ( (Maximum value or minimum value) ADsinp and ADcosp are calculated, so that ADsinp and ADcosp can be acquired appropriately.
実施例のモータ制御装置２０では、ｒｅｆ信号の半周期に３回Ａ／Ｄコンバータ４２が起動するように起動間隔Ｔｂが設定されている。しかし、ｒｅｆ信号の半周期にＡ／Ｄコンバータ４２を起動する回数は、ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号のピーク値を含む半周期の波形を近似する式の次数に応じて変更してもよい。この場合、近似式が時間ｔのｍ次式（ｍは、自然数）で近似するときには、半周期に（ｍ＋１）回Ａ／Ｄコンバータ４２が起動するように起動間隔Ｔｂを設定すればよい。なお、値（ｍ＋１）が偶数であるときには、Ａ／Ｄコンバータ４２を起動するタイミングが、ｒｅｆ信号がピーク値となるタイミング（１／４周期の時刻）となる。この場合、Ａ／Ｄコンバータ４２を起動するタイミングを、ｒｅｆ信号がピーク値となるタイミングと異なるタイミングになるように、起動間隔Ｔｂを適宜調整すればよい。 In the motor control device 20 of the embodiment, the activation interval Tb is set so that the A / D converter 42 is activated three times in a half cycle of the ref signal. However, the number of times that the A / D converter 42 is activated in the half cycle of the ref signal may be changed according to the order of the equation that approximates the half cycle waveform including the peak values of the sin signal and the cos signal. In this case, when the approximate expression is approximated by an m-th order expression (m is a natural number) at time t, the activation interval Tb may be set so that the A / D converter 42 is activated (m + 1) times in a half cycle. When the value (m + 1) is an even number, the timing at which the A / D converter 42 is activated is the timing at which the ref signal reaches a peak value (time of a quarter cycle). In this case, the activation interval Tb may be adjusted as appropriate so that the timing at which the A / D converter 42 is activated is different from the timing at which the ref signal has a peak value.
実施例のモータ制御装置２０では、ステップＳ１５０で判定用閾値Ｔｒｅｆを、第１タイミングＴｂ１からＡ／Ｄコンバータ４２が２回のＡＤ変換に要する時間を減じた値として設定している。しかしながらが、判定用閾値Ｔｒｅｆは、第１タイミングＴｂ１とＡ／Ｄコンバータ４２が１回のＡＤ変換に要する時間とを用いて第１タイミングＴｂ１と異なるタイミングとなるように設定すればよいから、例えば、第１タイミングＴｂ１からＡ／Ｄコンバータ４２が３回のＡＤ変換に要する時間を減じた値として設定してもよい。 In the motor control device 20 of the embodiment, the determination threshold value Tref is set as a value obtained by subtracting the time required for the AD conversion by the A / D converter 42 from the first timing Tb1 in step S150. However, the determination threshold Tref may be set to be different from the first timing Tb1 using the first timing Tb1 and the time required for the A / D converter 42 to perform one AD conversion. The A / D converter 42 may be set as a value obtained by subtracting the time required for three AD conversions from the first timing Tb1.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、レゾルバ２２が「レゾルバ」に相当し、Ａ／Ｄコンバータ４２が「Ａ／Ｄコンバータ」に相当し、ＣＰＵ４４が「制御部」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the resolver 22 corresponds to a “resolver”, the A / D converter 42 corresponds to an “A / D converter”, and the CPU 44 corresponds to a “control unit”.
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、モータ制御装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the motor control device manufacturing industry.
２０ モータ制御装置、２２ レゾルバ、２４ ロータ、２６ ステータ、２８ 励磁コイル、３０，３２ 検出コイル、３４ 発振回路、４０ Ｒ／Ｄコンバータ、４２ Ａ／Ｄコンバータ、４４ ＣＰＵ、ＩＮＶ インバータ、ＭＧ モータ。 20 motor control device, 22 resolver, 24 rotor, 26 stator, 28 excitation coil, 30, 32 detection coil, 34 oscillation circuit, 40 R / D converter, 42 A / D converter, 44 CPU, INV inverter, MG motor.
Claims (1)
前記レゾルバからの前記レゾルバ信号および前記モータの各相の電流信号をＡＤ変換するＡ／Ｄコンバータと、
前記モータをＰＷＭ制御するためのキャリア信号に基づく第１起動タイミングで前記Ａ／Ｄコンバータを起動し、前記レファレンス信号に基づく第２起動タイミングで前記Ａ／Ｄコンバータを起動し、前記Ａ／ＤコンバータによりＡＤ変換された前記電流信号のデジタル値を用いて前記モータを制御する制御部と、
を備えるモータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記第１起動タイミングと前記Ａ／Ｄコンバータが１回のＡＤ変換に要する所要時間と前記レファレンス信号が値０となるタイミングからの経過時間とを用いて、所定数の前記第２起動タイミングを、前記第１起動タイミングおよび前記レファレンス信号の半周期において前記レファレンス信号が極大値または極小値となるタイミングとは異なるタイミングに設定し、
設定した前記所定数の前記第２起動タイミングで前記Ａ／Ｄコンバータを起動して得られた前記所定数の前記レゾルバ信号のデジタル値を用いて、前記レゾルバ信号の極大値または極小値を演算する、
モータ制御装置。 A resolver that outputs a resolver signal including a sin signal and a cos signal in response to the rotation of the motor and the application of a reference signal that is an alternating-current signal having a constant period;
An A / D converter that AD converts the resolver signal from the resolver and the current signal of each phase of the motor;
The A / D converter is activated at a first activation timing based on a carrier signal for PWM control of the motor, the A / D converter is activated at a second activation timing based on the reference signal, and the A / D converter A control unit for controlling the motor using a digital value of the current signal AD-converted by
A motor control device comprising:
The controller is
Using the first activation timing, the time required for one AD conversion by the A / D converter, and the elapsed time from the timing when the reference signal has a value of 0, a predetermined number of the second activation timings are obtained, The reference signal is set to a timing different from the timing at which the reference signal becomes a maximum value or a minimum value in the first activation timing and the half cycle of the reference signal,
A maximum value or a minimum value of the resolver signal is calculated using a digital value of the predetermined number of resolver signals obtained by starting the A / D converter at the set predetermined number of second activation timings. ,
Motor control device.
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