JP4059094B2 - Computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute correction of sensor values of an electric motor control device and a rotational position sensor - Google Patents

Description

つまり、３相／２相変換部７２は、同期モータ５０の３相コイルの各相に流れる３相のモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをセンサー補正値θｈを用いてｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。そして、３相／２相変換部７２は、演算した電流値Ｉｄを減算器７４へ出力し、演算した電流値Ｉｑを減算器７５へ出力する。
【００５１】
電流指令生成部７３は、モータ駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からトルク指令値ＴＲを受け、その受けたトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成する。そして、電流指令生成部７３は、生成した電流指令Ｉｄ＊を減算器７４へ出力し、生成した電流指令Ｉｑ＊を減算器７５へ出力する。
【００５２】
減算器７４は、電流指令Ｉｄ＊と電流値Ｉｄとの偏差ΔＩｄを演算し、その演算した偏差ΔＩｄをＰＩ制御部７６へ出力する。また、減算器７５は、電流指令Ｉｑ＊と電流値Ｉｑとの偏差ΔＩｑを演算し、その演算した偏差ΔＩｑをＰＩ制御部７６へ出力する。
【００５３】
ＰＩ制御部７６は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算し、その演算した電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを２相／３相変換部７７へ出力する。
【００５４】
２相／３相変換部７７は、ＰＩ制御部７６からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを誤差補正部７１からのセンサー補正値θｈを用いて二相三相変換する。すなわち、２相／３相変換部７７は、ＰＩ制御部７６からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑおよび誤差補正部７１からのセンサー補正値θｈを次式に代入して同期モータ５０の３相コイルに印加する電圧の操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する。
【００５５】
【数２】

つまり、２相／３相変換部７７は、ｄ軸およびｑ軸に印加する電圧の操作量Ｖｄ，Ｖｑをセンサー補正値θｈを用いて同期モータ５０の３相コイルに印加する電圧の操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。
【００５６】
そして、２相／３相変換部７７は、電圧の操作量Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ生成部７８へ出力する。
【００５７】
ＰＷＭ生成部７８は、電圧の操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ３０へ出力する。
【００５８】
図２は、インバータ３０の回路図を示す。図２を参照して、インバータ３０は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ライン１とアースライン２との間に並列に設けられる。
【００５９】
Ｕ相アーム１５は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００６０】
インバータ３０の各相アームの中間点は、同期モータ５０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、同期モータ５０のＵ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００６１】
図３を参照して、誤差補正部７１におけるセンサー値θｂの補正方法について説明する。なお、図３は、回転位置センサー６０が１．０次の誤差を含むセンサー値θｂを出力する場合について示す。
【００６２】
曲線ｋ１は、タイミングＴｘとタイミングＴｙとの間の所定期間Δｔ１（「規定期間」とも言う。以下同じ。）における回転位置センサー６０からのセンサー値θｂを示す。誤差補正部７１は、タイミングＴｘにおけるＰｈａｓｅ（Ｔｘ）とタイミングＴｙにおけるＰｈａｓｅ（Ｔｙ）とを用いて、ロータの移動量の平均値ＰＨａｖを演算する。そして、誤差補正部７１は、演算した平均値ＰＨａｖに時間Δｔ１を乗算することにより直線ｋ２によって示される予測値を演算する。
【００６３】
そうすると、誤差補正部７１は、所定期間Δｔ１に隣接する所定期間Δｔ２（タイミングＴｙ〜タイミングＴｚ）において、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂ（曲線ｋ３によって示される。）と予測値ｋ２との差の絶対値、すなわち、偏差ΔＰｈを演算する。
【００６４】
そして、誤差補正部７１は、偏差ΔＰｈを許容誤差Ｐｈ＿Ｊの半分の値に相当する基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２と比較し、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さいとき、予測値ｋ２をセンサー値θｂを補正したセンサー補正値θｈとし、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも大きいとき、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂに基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加減算した値をセンサー補正値θｈとする。
【００６５】
偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも大きいとき、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの上限値（直線ｋ４によって示される。）よりも大きい場合と、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの下限値（直線ｋ５によって示される。）よりも小さい場合とが存在する。そこで、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも大きいとき、次のようにセンサー値θｂを補正する。
【００６６】
すなわち、誤差補正部７１は、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの上限値よりも大きいとき、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂから基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を減算した値θｂ−Ｐｈ＿Ｊ／２をセンサー補正値θｈとし、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの下限値よりも小さいとき、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂに基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加算した値θｂ＋Ｐｈ＿Ｊ／２をセンサー補正値θｈとする。
【００６７】
これにより、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの範囲を超える誤差を含んでいる場合でもセンサー補正値θｈは、許容誤差Ｐｈ＿Ｊ内に入る。許容誤差Ｐｈ＿Ｊの上限値（直線ｋ４によって示される。）および下限値（直線ｋ５によって示される。）は、回転位置センサー６０の出荷時に設定される基準値とコンデンサ２０に過電圧が印加されない値とを考慮して決定される。そして、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂは、設定された許容誤差Ｐｈ＿Ｊの上限値または下限値から基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を超えてずれることは殆どないので、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの上限値よりも大きいとき、センサー値θｂから基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を減算することによりセンサー補正値θｈは許容誤差Ｐｈ＿Ｊ内に入り、センサー値θｂが許容誤差Ｐｈ＿Ｊの下限値よりも小さいとき、センサー値θｂに基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加算することによりセンサー補正値θｈは許容誤差Ｐｈ＿Ｊ内に入る。
【００６８】
そうすると、タイミングＴｙからタイミングＴ１までの期間、偏差ΔＰｈは、基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さいので、タイミングＴｙからタイミングＴ１までの期間、予測値ｋ２がセンサー補正値θｈとして用いられ、タイミングＴ１以降、センサー値θｂに基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加算した値θｂ＋Ｐｈ＿Ｊ／２がセンサー補正値θｈとして用いられる。すなわち、センサー補正値θｈは、曲線ｋ６によって示される。
【００６９】
偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さいとき（タイミングＴｙからタイミングＴ１までの間）、センサー値θｂに代えて予測値（曲線ｋ３によって示される。）を用いることにしたのは、所定期間Δｔ１における平均値ＰＨａｖから演算された予測値は、センサー値θｂが時間に対してリニアに変化する特性を有するので誤差を含まないときのセンサー値に近い特性を示すと考えられ、その誤差を含まないときのセンサー値に近い予測値を用いることにより同期モータ５０の制御性を向上させるためである。
【００７０】
また、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも大きいとき（タイミングＴ１以降）、予測値ではなくセンサー値θｂを基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２により補正することにしたのは、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも大きくなる場合、予測値は同期モータ５０の実際の回転位置から大きくずれており、センサー値θｂに基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加減算した値の方が実際の回転位置に近いと考えられるからである。
【００７１】
上述したように、所定期間Δｔ１において演算された予測値に基づいて所定期間Δｔ２におけるセンサー値θｂが補正される。
【００７２】
そして、所定期間Δｔ２における予測値が上述した方法により演算され、その演算された予測値を用いて所定期間Δｔ２に隣接する所定期間においてセンサー値θｂが補正される。このように、この発明においては、ある１つの所定期間において回転位置センサー６０からのセンサー値θｂの予測値を演算し、その演算した予測値を用いて次の所定期間におけるセンサー値を補正するとともにセンサー値の予測値を演算する。そして、その演算した予測値をさらに次の所定期間におけるセンサー値の補正に用いる。
【００７３】
つまり、予測値の演算と、その演算した予測値を用いたセンサー値の補正とを順次繰返すことにより、センサー補正値θｈは許容誤差Ｐｈ＿Ｊ内に含まれるようになる。
【００７４】
したがって、この発明は、センサー補正値θｈが許容誤差Ｐｈ＿Ｊ内に入るように、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂを補正することを特徴とする。
【００７５】
また、この発明においては、好ましくは、平均値ＰＨａｖを演算するための期間Δｔ１は、同期モータ５０のロータが１８０度の整数倍回転するのに必要な時間に設定される。
【００７６】
上記においては、１．０次の誤差を含むセンサー値の補正について説明したが、０．５次の誤差または２．０次の誤差を含むセンサー値についても、上述した方法によって補正される。
【００７７】
図４を参照して、誤差補正部７１においてセンサー値θｂを補正する動作について説明する。なお、上記においては、回転位置センサー６０からのセンサー値は、θｂによって表わされたが、同期モータ５０の制御は所定のタイミングで行なわれるため、図４においては、同期モータ５０の制御タイミングにおけるセンサー値を示すものとしてＰｈａｓｅ（Ｔｎ）が用いられている。
【００７８】
一連の動作が開始されると、誤差補正部７１は、回転位置センサー６０からセンサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）を取り込む（ステップＳ１０）。そして、誤差補正部７１は、上述した方法によって規定期間Ｔｘ〜Ｔｙにおけるロータの移動量の平均値ＰＨａｖ＝［Ｐｈａｓｅ（Ｔｙ）−Ｐｈａｓｅ（Ｔｘ）］／［Ｔｙ−Ｔｘ］を演算する（ステップＳ１２）。その後、誤差補正部７１は、演算した平均値ＰＨａｖを用いて制御タイミングＴｎにおける予測値Ｐｈａｓｅ＿ｅｓｔ（Ｔｎ）＝Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ−１）＋（Ｔｎ−Ｔｎ−１）×ＰＨａｖを演算する（ステップＳ１４）。そして、誤差補正部７１は、予測値Ｐｈａｓｅ＿ｅｓｔ（Ｔｎ）とセンサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）との差の絶対値である偏差ΔＰｈを上述した方法により演算する（ステップＳ１６）。
【００７９】
そうすると、誤差補正部７１は、演算した偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１８）。そして、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さくないとき、誤差補正部７１は、センサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）に基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加減算した値をセンサー補正値とする。
【００８０】
具体的には、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２以上であるとき、すなわち、回転位置センサー６０からのセンサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）が許容誤差Ｐｈ＿Ｊの上限値以上であるとき、センサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）から基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を減算した値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）−Ｐｈ＿Ｊ／２をセンサー補正値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）＝Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）−Ｐｈ＿Ｊ／２とする。また、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さいとき、すなわち、回転位置センサー６０からのセンサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）が許容誤差Ｐｈ＿Ｊの下限値よりも小さいとき、センサー値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）に基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２を加算した値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）＋Ｐｈ＿Ｊ／２をセンサー補正値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）＝Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）＋Ｐｈ＿Ｊ／２とする（ステップＳ２０）。
【００８１】
一方、ステップＳ１８において、偏差ΔＰｈが基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２よりも小さいと判定されたとき、誤差補正部７１は、ステップＳ１４において演算した予測値Ｐｈａｓｅ＿ｅｓｔ（Ｔｎ）をセンサー補正値Ｐｈａｓｅ（Ｔｎ）とする（ステップＳ２２）。
【００８２】
そして、ステップＳ２０またはステップＳ２２の後、一連の動作が終了する。なお、誤差補正部７１におけるセンサー値の補正は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図４に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読み出し、図４に示す各ステップを実行して回転位置センサー６０からのセンサー値を補正する。
【００８３】
したがって、ＲＯＭは、回転位置センサー６０からのセンサー値の補正をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【００８４】
再び、図１を参照して、モータ駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、回転位置センサー６０は、同期モータ５０の回転子の回転位置を検出してセンサー値θｂを制御装置７０へ出力する。電流センサー４０は、同期モータ５０に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出して制御装置７０へ出力する。
【００８５】
そうすると、制御装置７０の誤差補正部７１は、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂを上述した方法により補正し、センサー補正値θｈを３相／２相変換部７２および２相／３相変換部７７へ出力する。３相／２相変換部７２は、電流センサー４０からのモータ電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいてモータ電流Ｉｗを演算する。そして、３相／２相変換部７２は、誤差補正部７１からのセンサー補正値θｈおよびモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを式（１）に代入して電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算し、誤差補正部７１からのセンサー補正値θｈを用いてモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを同期モータ５０のｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
【００８６】
電流指令生成部７３は、外部ＥＣＵから受けたトルク指令値ＴＲに応じて、同期モータ５０がトルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を演算する。減算器７４は、電流指令生成部７３によって演算された電流指令値Ｉｄ＊から３相／２相変換部７２によって変換された電流値Ｉｄを減算し、偏差ΔＩｄを演算する。また、減算器７５は、電流指令生成部７３によって演算された電流指令値Ｉｑ＊から３相／２相変換部７２によって変換された電流値Ｉｑを減算し、偏差ΔＩｑを演算する。
【００８７】
ＰＩ制御部７６は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対してＰＩゲインを用いて同期モータ５０のモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算する。そして、２相／３相変換部７７は、誤差補正部７１からのセンサー補正値θｈおよびＰＩ制御部７６からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを式（２）に代入して電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算し、誤差補正部７１からのセンサー補正値θｈを用いてＰＩ制御部７６からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを二相三相変換する。ＰＷＭ生成部７８は、２相／３相変換部７７からの電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ３０のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００８８】
ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、信号ＰＷＭに応じてオン／オフされ、インバータ３０は、直流電源１０からの直流電圧を交流電圧に変換して同期モータ５０を駆動する。
【００８９】
これにより、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂに誤差が含まれていても、センサー値θｂを補正してコンデンサ２０に過電圧が印加されないように同期モータを駆動できる。
【００９０】
なお、誤差補正部７１は、センサー値を補正する「補正手段」を構成する。
また、３相／２相変換部７２、電流指令生成部７３、減算器７４，７５、ＰＩ制御部７６、２相／３相変換部７７およびＰＷＭ生成部７８は、誤差補正部７１によって補正されたセンサー値を用いて同期モータ５０を制御する「制御手段」を構成する。
【００９１】
さらに、電流センサー４０、回転位置センサー６０および制御装置７０は、「電動機制御装置」を構成する。
【００９２】
実施の形態１による電動機制御装置を備えたモータ駆動装置は、図５に示すモータ駆動装置１００Ａであってもよい。図５を参照して、モータ駆動装置１００Ａは、モータ駆動装置１００の制御装置７０を制御装置７０Ａに代えたものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。制御装置７０Ａは、制御装置７０の誤差補正部７１を誤差補正部７１Ａに代えたものであり、その他は、制御装置７０と同じである。
【００９３】
誤差補正部７１Ａは、誤差補正部７１の機能に加え、回転位置センサー６０が異常であるか否かを判定する機能を有する。そして、誤差補正部７１Ａは、回転位置センサー６０が異常であると判定したとき信号ＥＭＧをモータ駆動装置１００Ａの外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【００９４】
誤差補正部７１Ａは、上述した方法によって演算した偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄよりも小さいか否かを判定する。そして、誤差補正部７１Ａは、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄ以上であるとき回転位置センサー６０が故障していると判定し、信号ＥＭＧを生成する。また、誤差補正部７１Ａは、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄよりも小さいとき、上述したように、偏差ΔＰｈを基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２と比較し、その比較結果に応じてセンサー値θｂを補正する。
【００９５】
最大誤差Ｐｈ＿Ｄは、同期モータ５０の制御破綻を来すような値に設定され、より具体的には、同期モータ５０を車両に搭載した場合、車両の回転変動の最大値に設定される。
【００９６】
偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄ以上であるとき、回転位置センサー６０が故障していると判定することにしたのは、回転位置センサー６０が故障していなければ偏差ΔＰｈは最大誤差Ｐｈ＿Ｄよりも小さくなり、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄ以上になった原因は回転位置センサー６０の故障しか考えられないからである。
【００９７】
図６を参照して、誤差補正部７１Ａにおいてセンサー値θｂを補正する動作について説明する。図６に示すフローチャートは図４に示すフローチャートにステップＳ１７，Ｓ２４を追加したものであり、その他は、図４に示すフローチャートと同じである。
【００９８】
偏差ΔＰｈが演算されると（ステップＳ１６）、誤差補正部７１Ａは、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄよりも小さいとき、上述したステップＳ１８、Ｓ２０，Ｓ２２が実行される。
【００９９】
ステップＳ１７において、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄ以上であると判定されたとき、誤差補正部７１Ａは、回転位置センサー６０が故障していると判定し（ステップＳ２４）、信号ＥＭＧを生成して外部に設けられた表示器へ出力する。そしてステップＳ２０またはＳ２２またはＳ２４の後、一連の動作が終了する。
【０１００】
このように、モータ駆動装置１００Ａにおいては、回転位置センサー６０が故障しているか否かを判定し、回転位置センサー６０が故障していない場合にセンサー値θｂを補正するので、回転位置センサー６０が正常に動作していることを前提にしてセンサー値θｂの補正を正確に行なうことができる。
【０１０１】
なお、誤差補正部７１Ａにおけるセンサー値の補正は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図６に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読み出し、図６に示す各ステップを実行して回転位置センサー６０からのセンサー値を補正する。
【０１０２】
したがって、ＲＯＭは、回転位置センサー６０からのセンサー値の補正をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１０３】
モータ駆動装置１００Ａの動作は、モータ駆動装置１００の動作において誤差補正部７１の動作を上述した誤差補正部７１Ａの動作に代えたものであり、その他はモータ駆動装置１００の動作と同じである。
【０１０４】
なお、誤差補正部７１Ａは、センサー値を補正する「補正手段」を構成する。また、３相／２相変換部７２、電流指令生成部７３、減算器７４，７５、ＰＩ制御部７６、２相／３相変換部７７およびＰＷＭ生成部７８は、誤差補正部７１Ａによって補正されたセンサー値を用いて同期モータ５０を制御する「制御手段」を構成する。
【０１０５】
さらに、電流センサー４０、回転位置センサー６０および制御装置７０Ａは、「電動機制御装置」を構成する。
【０１０６】
その他は、モータ駆動装置１００に関して説明したとおりである。
実施の形態１によれば、電動機制御装置は、所定期間における回転位置センサーからのセンサー値の平均値に基づいて予測値を演算し、その演算した予測値とセンサー値との偏差を演算し、その演算した偏差が基準偏差よりも小さいとき予測値をセンサー補正値とし、偏差が基準偏差よりも大きいときセンサー値に基準偏差を加減算した値をセンサー補正値とする誤差補正部を備えるので、同期モータの制御方式に関係なく、センサー値を補正できる。
【０１０７】
［実施の形態２］
図７を参照して、実施の形態２による電動機制御装置を備えるモータ駆動装置１００Ｂは、モータ駆動装置１００の制御装置７０を制御装置７０Ｂに代えたものであり、その他は、モータ駆動装置１００と同じである。
【０１０８】
制御装置７０Ｂは、制御装置７０に誤差検出部７９を追加したものであり、その他は、制御装置７０と同じである。
【０１０９】
誤差検出部７９は、回転位置センサー６０からセンサー値θｂを受け、その受けたセンサー値θｂに含まれる誤差の種類（０．５次の誤差、１．０次の誤差、および２．０次の誤差のいずれか）を検出する。
【０１１０】
図８を参照して、誤差の種類の検出方法について説明する。誤差検出部７９は、同期モータ５０のロータが３６０度回転したときのセンサー値θｂを回転位置センサー６０から受ける。また、誤差検出部７９は、ロータが３６０度回転するために必要な時間ｔ１を内蔵したタイマーにより測定する。そして、誤差検出部７９は、３６０度を時間ｔ１で除算してロータの平均回転速度を演算し、その演算した平均回転速度を用いて直線ｋ７を決定する。
【０１１１】
図８において、曲線ｋ８は０．５次の誤差を表わし、曲線ｋ９は１．０次の誤差を表わし、曲線ｋ１０は２．０次の誤差を表わす。誤差検出部７９は、センサー値θｂと直線ｋ７との差の絶対値、すなわち、偏差Δθｂを演算する。
【０１１２】
センサー値θｂが０．５次の誤差ｋ８を含んでいるとき、偏差Δθｂのデータは、２個の「０」を含み、センサー値θｂが１．０次の誤差ｋ９を含んでいるとき、偏差Δθｂのデータは、３個の「０」を含み、センサー値θｂが２．０次の誤差ｋ１０を含んでいるとき、５個の「０」を含む。したがって、誤差検出部７９は、偏差Δθｂのデータに含まれる「０」の個数によりセンサー値θｂに含まれる誤差の種類を検出する。
【０１１３】
そして、誤差検出部７９は、センサー値θｂに含まれる誤差の種類として０．５次の誤差を検出したとき、同期モータ５０のロータが１８０度の整数倍回転するために必要な時間を規定期間ＴＤ１として誤差補正部７１へ出力する。また、誤差検出部７９は、センサー値θｂに含まれる誤差の種類として１．０次の誤差を検出したとき、同期モータ５０のロータが９０度の整数倍回転するために必要な時間を規定期間ＴＤ２として誤差補正部７１へ出力する。さらに、誤差検出部７９は、センサー値θｂに含まれる誤差の種類として２．０次の誤差を検出したとき、同期モータ５０のロータが４５度の整数倍回転するために必要な時間を規定期間ＴＤ３として誤差補正部７１へ出力する。
【０１１４】
０．５次の誤差がセンサー値θｂに含まれる場合、ロータが１８０度の整数倍回転するために必要な時間を規定期間とするのは、ロータが１８０度の整数倍回転したとき、０．５次の誤差が最も大きくなるからである。また、１．０次の誤差がセンサー値θｂに含まれる場合、ロータが９０度の整数倍回転するために必要な時間を規定期間とするのは、ロータが９０度の整数倍回転したとき、１．０次の誤差が最も大きくなるからである。さらに、２．０次の誤差がセンサー値θｂに含まれる場合、ロータが４５度の整数倍回転するために必要な時間を規定期間とするのは、ロータが４５度の整数倍回転したとき、２．０次の誤差が最も大きくなるからである。
【０１１５】
したがって、この発明は、ロータがセンサー値θｂの誤差が最大になる角度まで回転するために必要な時間を規定期間として設定することを特徴とする。
【０１１６】
誤差補正部７１は、誤差検出部７９からの規定期間（ＴＤ１〜３のいずれか）において、上述した平均値ＰＨａｖを演算し、その演算した平均値ＰＨａｖを用いて予測値を演算する。そして、誤差補正部７１は、演算した予測値を用いて上述した方法により回転位置センサー６０からのセンサー値θｂを補正する。
【０１１７】
図９を参照して、誤差補正部７１および誤差検出部７９においてセンサー値θｂを補正する動作について説明する。図９に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートにステップＳ６，Ｓ８を追加したものであり、その他は、図４に示すフローチャートと同じである。
【０１１８】
一連の動作が開始されると、誤差検出部７９は、回転位置センサー６０からセンサー値θｂを受け、上述した方法によってセンサー値θｂに含まれる誤差の種類を検出する（ステップＳ６）。そして、誤差検出部７９は、検出した誤差の種類に応じて規定時間Ｔｘ〜Ｔｙ（規定期間ＴＤ１〜ＴＤ３のいずれか）を決定し、その決定した規定時間Ｔｘ〜Ｔｙを誤差補正部７１へ出力する。
【０１１９】
その後、上述したステップＳ１０〜Ｓ２２が実行されてセンサー値θｂが補正される。
【０１２０】
このように、実施の形態２においては、センサー値θｂに含まれる誤差の種類が検出され、その検出された誤差の種類に応じて決定された所定期間において平均値ＰＨａｖおよび予測値が演算されてセンサー値θｂが補正される。
【０１２１】
なお、誤差補正部７１および誤差検出部７９におけるセンサー値の補正は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図９に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読み出し、図９に示す各ステップを実行して回転位置センサー６０からのセンサー値を補正する。
【０１２２】
したがって、ＲＯＭは、回転位置センサー６０からのセンサー値の補正をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１２３】
モータ駆動装置１００Ｂの動作は、モータ駆動装置１００の動作に誤差検出部７９の動作を追加したものであり、その他はモータ駆動装置１００の動作と同じである。
【０１２４】
なお、誤差補正部７１および誤差検出部７９は、センサー値を補正する「補正手段」を構成する。
【０１２５】
また、３相／２相変換部７２、電流指令生成部７３、減算器７４，７５、ＰＩ制御部７６、２相／３相変換部７７およびＰＷＭ生成部７８は、誤差補正部７１および誤差検出部７９によって補正されたセンサー値を用いて同期モータ５０を制御する「制御手段」を構成する。
【０１２６】
さらに、電流センサー４０、回転位置センサー６０および制御装置７０Ｂは、「電動機制御装置」を構成する。
【０１２７】
その他は、モータ駆動装置１００に関して説明したとおりである。
実施の形態２による電動機制御装置を備えるモータ駆動装置は、図１０に示すモータ駆動装置１００Ｃであってもよい。
【０１２８】
図１０を参照して、モータ駆動装置１００Ｃは、モータ駆動装置１００Ａの制御装置７０Ａを制御装置７０Ｃに代えたものであり、その他は、モータ駆動装置１００Ａと同じである。
【０１２９】
制御装置７０Ｃは、制御装置７０Ａに誤差検出部７９を追加したものであり、その他は、制御装置７０Ａと同じである。
【０１３０】
誤差検出部７９は、上述した方法により、センサー値θｂに含まれる誤差の種類を検出し、その検出した誤差の種類に応じた所定期間（ＴＤ１〜３のいずれか）を設定して誤差補正部７１Ａへ出力する。
【０１３１】
誤差補正部７１Ａは、誤差検出部７９からの所定期間（ＴＤ１〜３のいずれか）における平均値ＰＨａｖおよび予測値を演算し、その演算した予測値を用いて偏差ΔＰｈを演算する。そして、誤差補正部７１Ａは、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄよりも小さいとき、偏差ΔＰｈと基準偏差Ｐｈ＿Ｊ／２との比較結果に応じてセンサー値θｂを補正する。また、誤差補正部７１Ａは、偏差ΔＰｈが最大誤差Ｐｈ＿Ｄ以上であるとき、回転位置センサー６０が故障していると判定し、信号ＥＭＧを生成して外部に設けられた表示器（図示せず）へ出力する。
【０１３２】
図１１を参照して、誤差補正部７１Ａおよび誤差検出部７９においてセンサー値θｂを補正する動作について説明する。図１１に示すフローチャートは図６に示すフローチャートにステップＳ６，Ｓ８を追加したものであり、その他は、図６に示すフローチャートと同じである。
【０１３３】
また、ステップＳ６，Ｓ８は、図９に示すフローチャートにおいて説明したとおりである。
【０１３４】
なお、誤差補正部７１Ａおよび誤差検出部７９におけるセンサー値の補正は、実際にはＣＰＵによって実行され、ＣＰＵは、図１１に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読み出し、図１１に示す各ステップを実行して回転位置センサー６０からのセンサー値を補正する。
【０１３５】
したがって、ＲＯＭは、回転位置センサー６０からのセンサー値の補正をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３６】
モータ駆動装置１００Ｃの動作は、モータ駆動装置１００Ａの動作に誤差検出部７９の動作を追加したものであり、その他はモータ駆動装置１００Ａの動作と同じである。
【０１３７】
なお、誤差補正部７１Ａおよび誤差検出部７９は、センサー値を補正する「補正手段」を構成する。
【０１３８】
また、３相／２相変換部７２、電流指令生成部７３、減算器７４，７５、ＰＩ制御部７６、２相／３相変換部７７およびＰＷＭ生成部７８は、誤差補正部７１Ａおよび誤差検出部７９によって補正されたセンサー値を用いて同期モータ５０を制御する「制御手段」を構成する。
【０１３９】
さらに、電流センサー４０、回転位置センサー６０および制御装置７０Ｃは、「電動機制御装置」を構成する。
【０１４０】
その他は、モータ駆動装置１００Ａに関して説明したとおりである。
上述したように、実施の形態２においては、センサー値θｂに含まれる誤差の種類を検出し、その検出した誤差の種類に応じて設定された所定期間（ＴＤ１〜３のいずれか）を設定してセンサー値θｂを補正することを特徴とする。
【０１４１】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、電動機制御装置は、回転位置センサーからのセンサー値に含まれる誤差の種類に応じて所定期間を設定する誤差検出部と、誤差検出部により設定された所定期間における回転位置センサーからのセンサー値の平均値に基づいて予測値を演算し、その演算した予測値とセンサー値との偏差を演算し、その演算した偏差が基準偏差よりも小さいとき予測値をセンサー補正値とし、偏差が基準偏差よりも大きいときセンサー値に基準偏差を加減算した値をセンサー補正値とする誤差補正部を備えるので、センサー値に含まれる誤差に応じてセンサー値を補正できる。
【０１４２】
なお、上述したモータ駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、ハイブリッド自動車または電気自動車に搭載され、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動する駆動モータを駆動する。そして、モータ駆動装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、回転位置センサー６０からのセンサー値θｂの誤差が許容誤差に入るようにセンサー値θｂを補正し、その補正したセンサー補正値θｈに基づいて駆動モータを駆動する。したがって、安定して駆動モータを駆動でき、ハイブリッド自動車または電気自動車はスムーズに走行できる。
【０１４３】
また、上記においては、ＰＷＭ制御方式のものについて説明したが、この発明は、回転位置センサーにより検出されたセンサー値に基づいて予測値を演算し、その演算した予測値を用いてセンサー値を補正するため、ＰＷＭ制御方式のものに限らず、種々の制御方式、たとえば、過変調制御方式、矩形（１パルス）制御方式等の電動機制御方式に適用可能である。
【０１４４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１による電動機制御装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】 図１に示すインバータの回路図である。
【図３】 図１に示す回転位置センサーからのセンサー値の補正方法を説明するための図である。
【図４】 図１に示す誤差補正部においてセンサー値を補正する動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】 実施の形態１による電動機制御装置を備えたモータ駆動装置の他の概略ブロック図である。
【図６】 図５に示す誤差補正部においてセンサー値を補正する動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による電動機制御装置を備えたモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図８】 回転位置センサーからのセンサー値に含まれる誤差の種類を検出する方法を説明するための図である。
【図９】 図７に示す誤差補正部および誤差検出部においてセンサー値を補正する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 実施の形態２による電動機制御装置を備えたモータ駆動装置の他の概略ブロック図である。
【図１１】 図１０に示す誤差補正部および誤差検出部においてセンサー値を補正する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電源ライン、２ アースライン、１０ 直流電源、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２０ コンデンサ、３０ インバータ、４０ 電流センサー、５０ 同期モータ、６０ 回転位置センサー、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ 制御装置、７１，７１Ａ 誤差補正部、７２ ３相／２相変換部、７３ 電流指令生成部、７４，７５ 減算器、７６ ＰＩ制御部、７７ ２相／３相変換部、７８ ＰＷＭ生成部、７９ 誤差検出部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ モータ駆動装置、Ｑ３〜Ｑ８ ＮＰＮトランジスタ、Ｄ３〜Ｄ８ ダイオード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor control device that controls an electric motor by correcting an output of a resolver, and a computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to correct a sensor value of a rotational position sensor.
[0002]
[Prior art]
In order to continuously rotate the rotor of the motor by the rotating magnetic field, the position of the rotor is detected. The position of the rotor is detected by a resolver attached to the rotating shaft.
[0003]
In other words, the resolver detects the position of the rotating rotor and outputs a position signal corresponding to each position of the rotor as an analog signal. A CPU (Central Processing Unit) of the computer converts an analog signal from the resolver into a digital signal, and an alternating current for generating a rotating magnetic field is provided on the outer periphery of the rotor based on the converted digital signal. A drive signal to be passed through the stator coil (usually composed of a three-phase coil) is generated and output to the inverter. The inverter causes a predetermined alternating current to flow through each phase of the stator coil at a predetermined timing based on a drive signal from the CPU. Thereby, a stator coil produces | generates a rotating magnetic field and a rotor rotates with the rotating magnetic field from a stator coil.
[0004]
However, since the resolver usually generates errors such as a 0.5th order error, a first order error, and a second order error, the output from the resolver does not exhibit a characteristic that the rotation angle increases linearly with time.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-315381 discloses a technique for estimating the rotational speed Vm of the motor and energizing the motor coil based on the estimated rotational speed Vm. That is, the signal change period tn in which the output states of the position detection signals Sa to Sc output from the plurality of position detection elements change according to the rotor position of the brushless motor is measured. Then, the change rate Rt of the output state of the position detection signals Sa to Sc in the signal change period tn is calculated, and the calculated change rate Rt is compared with a predetermined value.
[0006]
As a result, the rotation speed Vm is estimated based on the latest signal change period tn when the rate of change Rt is greater than a predetermined value, and when the rate of change Rt is equal to or less than the predetermined value, the signal change period tn to tn-5. Estimated based on average value.
[0007]
Based on the estimated rotation speed Vm, the coil of the brushless motor is energized.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-315381 A
[0009]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-168629
[0010]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-211698
[0011]
[Patent Document 4]
JP 2001-165707 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the motor control method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-315381 is a control method based on PWM control, and has a problem that it cannot be applied to other control methods.
[0013]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an electric motor control device capable of correcting an error of a rotational position sensor regardless of a control method.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to correct the sensor value of the rotational position sensor is recorded regardless of the control method.
[0015]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  According to this invention, the electric motor control device includes the rotational position sensor, the control means, and the correction means. The rotational position sensor detects the rotational position of the rotor included in the electric motor. The control means controls the drive device that drives the electric motor using the sensor correction value obtained by correcting the sensor value detected by the rotational position sensor. The correction means calculates a predicted value of the sensor value detected by the rotational position sensor, corrects the sensor value detected by the rotational position sensor based on the calculated predicted value, and uses the corrected sensor value as a sensor correction value. To the control means.The correcting means calculates an average value of the sensor value output from the rotational position sensor for a predetermined period, and calculates a predicted value based on the calculated average value.
[0016]
Preferably, the correction means calculates a deviation that is an absolute value of a difference between the sensor value detected by the rotational position sensor and the calculated predicted value, and detects the calculated deviation according to a comparison result obtained by comparing the calculated deviation with a reference deviation. Correct the sensor value.
[0017]
Preferably, when the deviation is smaller than the reference deviation, the correction means sets the calculated predicted value as a sensor correction value, and when the deviation is larger than the reference deviation, the sensor correction is performed by adding and subtracting the reference deviation to the detected sensor value. Value.
[0018]
Preferably, when the sensor value is larger than the upper limit value of the allowable error, the correction means sets the value obtained by subtracting the reference deviation from the detected sensor value as the sensor correction value, and when the sensor value is smaller than the lower limit value of the allowable error A value obtained by adding a reference deviation to the detected sensor value is defined as a sensor correction value.
[0020]
Preferably, the predetermined period is a time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 180 degrees.
[0021]
Preferably, the motor control device further includes error detection means. The error detection means detects the type of error included in the sensor value and sets a predetermined period according to the detected type of error. Then, the correction means calculates an average value for a predetermined period set by the error detection means.
[0022]
Preferably, the error detecting means sets, as a predetermined period, a time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 180 degrees when a 0.5th order error is detected as the error type.
[0023]
Preferably, the error detecting means sets a time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 90 degrees as a predetermined period when a 1.0th order error is detected as the error type.
[0024]
Preferably, the error detecting means sets, as a predetermined period, a time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 45 degrees when a 2.0th order error is detected as the error type.
[0025]
Preferably, the motor control device further includes a failure determination unit. The failure determination means determines that the rotational position sensor has failed when the deviation calculated by the correction means is larger than the maximum error.
[0026]
  Also, this inventionOther aspects ofAccording to the correction of the sensor value of the rotational position sensor that detects the rotational position of the rotor included in the electric motorprocessingA computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to executeIt is. Correction processIs a first step of calculating a predicted value of the sensor value detected by the rotational position sensor, and calculates a deviation which is an absolute value of a difference between the calculated predicted value and the sensor value detected by the rotational position sensor A second step of comparing the calculated deviation with a reference deviation, and a fourth step of correcting the sensor value according to the comparison result.Including. The first step includes a first sub-step for calculating an average value of sensor values output from the rotational position sensor over a predetermined period, and a second sub-step for calculating the predicted value based on the calculated average value. Including.
[0027]
Preferably, in the fourth step, when the deviation is smaller than the reference deviation, the calculated predicted value is set as a sensor correction value obtained by correcting the sensor value.
[0028]
Preferably, in the fourth step, when the deviation is larger than the reference deviation, a value obtained by adding or subtracting the reference deviation to the detected sensor value is set as a sensor correction value obtained by correcting the sensor value.
[0029]
Preferably, in the fourth step, when the sensor value is larger than the upper limit value of the allowable error, a value obtained by subtracting the reference deviation from the detected sensor value is set as a sensor correction value, and the sensor value is lower than the lower limit value of the allowable error. When the value is small, a value obtained by adding a reference deviation to the detected sensor value is set as a sensor correction value.
[0031]
Preferably, in the first sub-step, an average value is calculated by setting a time required for the rotor to rotate an integral multiple of 180 degrees as a predetermined period.
[0032]
Preferably, the program further causes the computer to execute a fifth step of detecting an error type included in the sensor value, and the first sub-step is performed in a predetermined period determined according to the detected error type. Calculate the average value.
[0033]
Preferably, in the first sub-step, when a 0.5th order error is detected as an error type, an average value is calculated by setting a time required for the rotor to rotate an integral multiple of 180 degrees as a predetermined period. .
[0034]
Preferably, in the first sub-step, when a 1.0-order error is detected as an error type, an average value is calculated by setting a time required for the rotor to rotate an integral multiple of 90 degrees as a predetermined period. .
[0035]
Preferably, in the first sub-step, when a 2.0th order error is detected as an error type, an average value is calculated by setting a time required for the rotor to rotate an integer multiple of 45 degrees as a predetermined period. .
[0036]
Preferably, the program further causes the computer to execute a sixth step of determining that the rotational position sensor has failed when the calculated deviation is greater than the maximum error.
[0037]
In this invention, the predicted value of the sensor value indicating the rotational position of the rotor of the electric motor is calculated, and the sensor value is corrected based on the calculated predicted value.
[0038]
Therefore, according to the present invention, the sensor value can be corrected regardless of the control method of the electric motor.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[0040]
[Embodiment 1]
Referring to FIG. 1, a motor drive device 100 including an electric motor control device according to Embodiment 1 of the present invention includes a DC power supply 10, a capacitor 20, an inverter 30, a current sensor 40, a rotational position sensor 60, And a control device 70.
[0041]
The power supply line 1 is connected to the positive electrode of the DC power supply 10, and the ground line 2 is connected to the negative electrode of the DC power supply 10. Capacitor 20 is connected between power supply line 1 and earth line 2. Capacitor 20 smoothes the DC voltage from DC power supply 10 and supplies the smoothed DC voltage to inverter 30.
[0042]
Inverter 30 receives a DC voltage via capacitor 20, converts the received DC voltage into an AC voltage by signal PWM from control device 70, and drives synchronous motor 50.
[0043]
Current sensor 40 detects motor currents Iu and Iv flowing through synchronous motor 50, and outputs the detected motor currents Iu and Iv to control device 70. In FIG. 1, only two current sensors 40 are shown. This is because when the synchronous motor 50 is a three-phase synchronous motor, if the motor currents Iu and Iv flowing in the two phases are detected, the motor current Iw flowing in the remaining phases is determined based on the detected motor currents Iu and Iv. It is because it can calculate. Therefore, when the motor currents Iu, Iv, and Iw flowing in each of the three phases are detected independently, three current sensors 40 may be provided.
[0044]
Synchronous motor 50 is a three-phase synchronous motor including a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil as stator coils.
[0045]
The rotational position sensor 60 detects the rotational position of the rotor of the synchronous motor 50 and outputs a sensor value θb indicating the detected rotational position to the control device 70.
[0046]
The control device 70 includes an error correction unit 71, a three-phase / two-phase conversion unit 72, a current command generation unit 73, subtracters 74 and 75, a PI control unit 76, and a two-phase / three-phase conversion unit 77. PWM generator 78.
[0047]
The error correction unit 71 receives the sensor value θb from the rotational position sensor 60 and corrects the received sensor value θb by a method described later. Then, the error correction unit 71 outputs the corrected sensor correction value θh to the 3-phase / 2-phase conversion unit 72 and the 2-phase / 3-phase conversion unit 77.
[0048]
The three-phase / two-phase converter 72 receives motor currents Iu and Iv from the two current sensors 40 and 40. Then, the three-phase / two-phase converter 72 calculates a motor current Iw = −Iu−Iv based on the motor currents Iu and Iv.
[0049]
Then, the three-phase / two-phase converter 72 converts the motor currents Iu, Iv, and Iw into three-phase to two-phase using the sensor value θh from the error corrector 71. That is, the three-phase / two-phase converter 72 calculates the current values Id, Iq by substituting the motor currents Iu, Iv, Iw and the sensor correction value θh into the following equation.
[0050]
[Expression 1]

That is, the three-phase / two-phase conversion unit 72 uses the three-phase motor currents Iu, Iv, Iw flowing in the respective phases of the three-phase coil of the synchronous motor 50 to flow in the d-axis and the q-axis using the sensor correction value θh. Convert to values Id and Iq. Then, the three-phase / two-phase conversion unit 72 outputs the calculated current value Id to the subtractor 74 and outputs the calculated current value Iq to the subtractor 75.
[0051]
The current command generation unit 73 receives a torque command value TR from an ECU (Electrical Control Unit) provided outside the motor drive device 100, and outputs a torque specified by the received torque command value TR. Id * and Iq * are generated. Then, the current command generator 73 outputs the generated current command Id * to the subtracter 74 and outputs the generated current command Iq * to the subtractor 75.
[0052]
The subtractor 74 calculates a deviation ΔId between the current command Id * and the current value Id, and outputs the calculated deviation ΔId to the PI control unit 76. Subtractor 75 calculates deviation ΔIq between current command Iq * and current value Iq, and outputs the calculated deviation ΔIq to PI control unit 76.
[0053]
The PI control unit 76 calculates the voltage operation amounts Vd and Vq for adjusting the motor current using the PI gain with respect to the deviations ΔId and ΔIq, and the calculated voltage operation amounts Vd and Vq are two-phase / three-phase conversion units. Output to 77.
[0054]
The two-phase / three-phase conversion unit 77 performs two-phase three-phase conversion on the voltage operation amounts Vd and Vq from the PI control unit 76 using the sensor correction value θh from the error correction unit 71. That is, the two-phase / three-phase converter 77 substitutes the voltage manipulated variables Vd and Vq from the PI controller 76 and the sensor correction value θh from the error corrector 71 into the following formula to the three-phase coil of the synchronous motor 50. The operation amounts Vu, Vv, Vw of the applied voltage are calculated.
[0055]
[Expression 2]

In other words, the two-phase / three-phase conversion unit 77 uses the operation amounts Vd and Vq of the voltage applied to the d-axis and the q-axis to the operation amount Vu of the voltage applied to the three-phase coil of the synchronous motor 50 using the sensor correction value θh. , Vv, Vw.
[0056]
Then, the two-phase / three-phase converter 77 outputs the voltage manipulated variables Vu, Vv, Vw to the PWM generator 78.
[0057]
The PWM generator 78 generates a signal PWM based on the voltage manipulated variables Vu, Vv, and Vw, and outputs the generated signal PWM to the inverter 30.
[0058]
FIG. 2 shows a circuit diagram of the inverter 30. Referring to FIG. 2, inverter 30 includes a U-phase arm 15, a V-phase arm 16, and a W-phase arm 17. U-phase arm 15, V-phase arm 16 and W-phase arm 17 are provided in parallel between power supply line 1 and earth line 2.
[0059]
The U-phase arm 15 includes NPN transistors Q3 and Q4 connected in series, the V-phase arm 16 includes NPN transistors Q5 and Q6 connected in series, and the W-phase arm 17 includes NPN transistors connected in series. It consists of transistors Q7 and Q8. Further, diodes D3 to D8 that flow current from the emitter side to the collector side are connected between the collectors and emitters of the NPN transistors Q3 to Q8, respectively.
[0060]
An intermediate point of each phase arm of inverter 30 is connected to each phase end of each phase coil of synchronous motor 50. That is, the other end of the U-phase coil of the synchronous motor 50 is at the intermediate point of the NPN transistors Q3 and Q4, the other end of the V-phase coil is at the intermediate point of the NPN transistors Q5 and Q6, and the other end of the W-phase coil is the NPN transistor Q7. , Q8, respectively.
[0061]
A method for correcting the sensor value θb in the error correction unit 71 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a case where the rotational position sensor 60 outputs a sensor value θb including a 1.0th order error.
[0062]
A curve k1 indicates a sensor value θb from the rotational position sensor 60 in a predetermined period Δt1 (also referred to as “specified period”, hereinafter the same) between the timing Tx and the timing Ty. The error correction unit 71 calculates the average value PHav of the movement amount of the rotor using Phase (Tx) at the timing Tx and Phase (Ty) at the timing Ty. Then, the error correction unit 71 calculates the predicted value indicated by the straight line k2 by multiplying the calculated average value PHav by the time Δt1.
[0063]
Then, the error correction unit 71 determines the difference between the sensor value θb (indicated by the curve k3) from the rotational position sensor 60 and the predicted value k2 in a predetermined period Δt2 (timing Ty to timing Tz) adjacent to the predetermined period Δt1. Is calculated, that is, the deviation ΔPh is calculated.
[0064]
Then, the error correction unit 71 compares the deviation ΔPh with a reference deviation Ph_J / 2 corresponding to half the allowable error Ph_J. When the deviation ΔPh is smaller than the reference deviation Ph_J / 2, the error correction unit 71 calculates the predicted value k2 as the sensor value θb. Is a sensor correction value θh, and when the deviation ΔPh is larger than the reference deviation Ph_J / 2, a value obtained by adding / subtracting the reference deviation Ph_J / 2 to the sensor value θb from the rotational position sensor 60 is set as a sensor correction value θh.
[0065]
When the deviation ΔPh is larger than the reference deviation Ph_J / 2, the sensor value θb is larger than the upper limit value of the allowable error Ph_J (indicated by the straight line k4), and the sensor value θb is lower limit of the allowable error Ph_J (the straight line k5). Less than). Therefore, when the deviation ΔPh is larger than the reference deviation Ph_J / 2, the sensor value θb is corrected as follows.
[0066]
That is, when the sensor value θb is larger than the upper limit value of the allowable error Ph_J, the error correction unit 71 performs sensor correction on a value θb−Ph_J / 2 obtained by subtracting the reference deviation Ph_J / 2 from the sensor value θb from the rotational position sensor 60. When the sensor value θb is smaller than the lower limit value of the allowable error Ph_J, the value θb + Ph_J / 2 obtained by adding the reference deviation Ph_J / 2 to the sensor value θb from the rotational position sensor 60 is set as the sensor correction value θh.
[0067]
Thereby, even when the sensor value θb includes an error that exceeds the range of the allowable error Ph_J, the sensor correction value θh falls within the allowable error Ph_J. The upper limit value (indicated by a straight line k4) and the lower limit value (indicated by a straight line k5) of the allowable error Ph_J are a reference value set at the time of shipment of the rotational position sensor 60 and a value at which no overvoltage is applied to the capacitor 20. Decided in consideration. Since the sensor value θb from the rotational position sensor 60 hardly deviates from the set upper limit value or lower limit value of the allowable error Ph_J beyond the reference deviation Ph_J / 2, the sensor value θb exceeds the upper limit of the allowable error Ph_J. When the sensor value θb is smaller than the lower limit value of the allowable error Ph_J, the sensor correction value θh falls within the allowable error Ph_J by subtracting the reference deviation Ph_J / 2 from the sensor value θb. By adding the reference deviation Ph_J / 2, the sensor correction value θh falls within the allowable error Ph_J.
[0068]
Then, since the deviation ΔPh from the timing Ty to the timing T1 is smaller than the reference deviation Ph_J / 2, the predicted value k2 is used as the sensor correction value θh from the timing Ty to the timing T1, and after the timing T1, A value θb + Ph_J / 2 obtained by adding the reference deviation Ph_J / 2 to the sensor value θb is used as the sensor correction value θh. That is, the sensor correction value θh is indicated by the curve k6.
[0069]
When the deviation ΔPh is smaller than the reference deviation Ph_J / 2 (between timing Ty and timing T1), it is decided to use the predicted value (indicated by the curve k3) instead of the sensor value θb for a predetermined period Δt1. The predicted value calculated from the average value PHav at is considered to exhibit characteristics close to the sensor value when the sensor value θb does not include an error because the sensor value θb has a characteristic that changes linearly with respect to time, and does not include the error. This is because the controllability of the synchronous motor 50 is improved by using a predicted value close to the sensor value at that time.
[0070]
Further, when the deviation ΔPh is larger than the reference deviation Ph_J / 2 (after timing T1), the reason why the sensor value θb is corrected by the reference deviation Ph_J / 2 instead of the predicted value is that the deviation ΔPh is the reference deviation Ph_J / 2. The predicted value is greatly deviated from the actual rotational position of the synchronous motor 50, and the value obtained by adding or subtracting the reference deviation Ph_J / 2 to the sensor value θb is considered to be closer to the actual rotational position. is there.
[0071]
As described above, the sensor value θb in the predetermined period Δt2 is corrected based on the predicted value calculated in the predetermined period Δt1.
[0072]
Then, the predicted value in the predetermined period Δt2 is calculated by the method described above, and the sensor value θb is corrected in the predetermined period adjacent to the predetermined period Δt2 using the calculated predicted value. As described above, in the present invention, the predicted value of the sensor value θb from the rotational position sensor 60 is calculated in a certain predetermined period, and the sensor value in the next predetermined period is corrected using the calculated predicted value. Calculate the predicted value of the sensor value. The calculated predicted value is further used for correcting the sensor value in the next predetermined period.
[0073]
That is, the sensor correction value θh is included in the allowable error Ph_J by sequentially repeating the calculation of the predicted value and the correction of the sensor value using the calculated predicted value.
[0074]
Therefore, the present invention is characterized in that the sensor value θb from the rotational position sensor 60 is corrected so that the sensor correction value θh falls within the allowable error Ph_J.
[0075]
In the present invention, preferably, the period Δt1 for calculating the average value PHav is set to a time required for the rotor of the synchronous motor 50 to rotate by an integral multiple of 180 degrees.
[0076]
In the above description, the correction of the sensor value including the 1.0th order error has been described. However, the sensor value including the 0.5th order error or the 2.0th order error is also corrected by the above-described method.
[0077]
With reference to FIG. 4, the operation | movement which correct | amends sensor value (theta) b in the error correction part 71 is demonstrated. In the above description, the sensor value from the rotational position sensor 60 is represented by θb. However, since the control of the synchronous motor 50 is performed at a predetermined timing, in FIG. Phase (Tn) is used to indicate the sensor value.
[0078]
When a series of operations is started, the error correction unit 71 takes in the sensor value Phase (Tn) from the rotational position sensor 60 (step S10). Then, the error correction unit 71 calculates the average value PHav = [Phase (Ty) −Phase (Tx)] / [Ty−Tx] of the movement amount of the rotor in the specified periods Tx to Ty by the method described above (step S12). ). Thereafter, the error correction unit 71 calculates the predicted value Phase_est (Tn) = Phase (Tn−1) + (Tn−Tn−1) × PHav at the control timing Tn using the calculated average value PHav (step S14). . Then, the error correction unit 71 calculates the deviation ΔPh, which is the absolute value of the difference between the predicted value Phase_est (Tn) and the sensor value Phase (Tn), by the method described above (step S16).
[0079]
Then, the error correction unit 71 determines whether or not the calculated deviation ΔPh is smaller than the reference deviation Ph_J / 2 (Step S18). When the deviation ΔPh is not smaller than the reference deviation Ph_J / 2, the error correction unit 71 sets a value obtained by adding or subtracting the reference deviation Ph_J / 2 to the sensor value Phase (Tn) as a sensor correction value.
[0080]
Specifically, when the deviation ΔPh is equal to or larger than the reference deviation Ph_J / 2, that is, when the sensor value Phase (Tn) from the rotational position sensor 60 is equal to or larger than the upper limit value of the allowable error Ph_J, the sensor value Phase (Tn). A value Phase (Tn) −Ph_J / 2 obtained by subtracting the reference deviation Ph_J / 2 from the sensor correction value Phase (Tn) = Phase (Tn) −Ph_J / 2. When the deviation ΔPh is smaller than the reference deviation Ph_J / 2, that is, when the sensor value Phase (Tn) from the rotational position sensor 60 is smaller than the lower limit value of the allowable error Ph_J, the sensor value Phase (Tn) has a reference deviation. A value Phase (Tn) + Ph_J / 2 obtained by adding Ph_J / 2 is set as a sensor correction value Phase (Tn) = Phase (Tn) + Ph_J / 2 (step S20).
[0081]
On the other hand, when it is determined in step S18 that the deviation ΔPh is smaller than the reference deviation Ph_J / 2, the error correction unit 71 sets the predicted value Phase_est (Tn) calculated in step S14 as the sensor correction value Phase (Tn). (Step S22).
[0082]
And a series of operation | movement is complete | finished after step S20 or step S22. The correction of the sensor value in the error correction unit 71 is actually executed by the CPU. The CPU reads a program including each step shown in FIG. 4 from a ROM (Read Only Memory), and performs each step shown in FIG. This is executed to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0083]
Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that records a program for causing the computer (CPU) to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0084]
Again, the operation of the motor drive device 100 will be described with reference to FIG. When a series of operations is started, the rotational position sensor 60 detects the rotational position of the rotor of the synchronous motor 50 and outputs the sensor value θb to the control device 70. The current sensor 40 detects motor currents Iu and Iv flowing through the synchronous motor 50 and outputs them to the control device 70.
[0085]
Then, the error correction unit 71 of the control device 70 corrects the sensor value θb from the rotational position sensor 60 by the method described above, and converts the sensor correction value θh into the three-phase / two-phase conversion unit 72 and the two-phase / three-phase conversion unit. Output to 77. The three-phase / two-phase converter 72 calculates the motor current Iw based on the motor currents Iu and Iv from the current sensor 40. Then, the 3-phase / 2-phase conversion unit 72 calculates the current values Id and Iq by substituting the sensor correction value θh and the motor currents Iu, Iv, and Iw from the error correction unit 71 into the equation (1), and corrects the error. Motor currents Iu, Iv, Iw are converted into current values Id, Iq flowing in the d-axis and q-axis of synchronous motor 50 using sensor correction value θh from unit 71.
[0086]
Current command generator 73 calculates current command values Id * and Iq * for synchronous motor 50 to output the torque specified by torque command value TR in accordance with torque command value TR received from the external ECU. The subtracter 74 subtracts the current value Id converted by the three-phase / two-phase converter 72 from the current command value Id * calculated by the current command generator 73 to calculate a deviation ΔId. The subtractor 75 subtracts the current value Iq converted by the three-phase / two-phase converter 72 from the current command value Iq * calculated by the current command generator 73 to calculate a deviation ΔIq.
[0087]
The PI control unit 76 calculates the voltage operation amounts Vd and Vq for adjusting the motor current of the synchronous motor 50 using the PI gain with respect to the deviations ΔId and ΔIq. Then, the 2-phase / 3-phase conversion unit 77 substitutes the sensor correction value θh from the error correction unit 71 and the voltage manipulated variables Vd and Vq from the PI control unit 76 into the expression (2) to generate voltages Vu, Vv, and Vw. And the voltage manipulated variables Vd and Vq from the PI control unit 76 are subjected to two-phase to three-phase conversion using the sensor correction value θh from the error correction unit 71. The PWM generator 78 generates a signal PWM based on the voltages Vu, Vv, and Vw from the 2-phase / 3-phase converter 77 and outputs the generated signal PWM to the NPN transistors Q3 to Q8 of the inverter 30.
[0088]
NPN transistors Q3 to Q8 are turned on / off in response to signal PWM, and inverter 30 converts a DC voltage from DC power supply 10 into an AC voltage to drive synchronous motor 50.
[0089]
Thereby, even if the sensor value θb from the rotational position sensor 60 includes an error, the synchronous motor can be driven so that the sensor value θb is corrected and an overvoltage is not applied to the capacitor 20.
[0090]
The error correction unit 71 constitutes “correction means” for correcting the sensor value.
Further, the three-phase / two-phase conversion unit 72, the current command generation unit 73, the subtractors 74 and 75, the PI control unit 76, the two-phase / three-phase conversion unit 77, and the PWM generation unit 78 are corrected by the error correction unit 71. The “control means” is configured to control the synchronous motor 50 using the sensor value.
[0091]
Furthermore, the current sensor 40, the rotational position sensor 60, and the control device 70 constitute a “motor control device”.
[0092]
The motor drive device provided with the electric motor control device according to Embodiment 1 may be motor drive device 100A shown in FIG. Referring to FIG. 5, motor drive device 100 </ b> A is the same as motor drive device 100 except that control device 70 of motor drive device 100 is replaced with control device 70 </ b> A. The control device 70A is the same as the control device 70 except that the error correction unit 71 of the control device 70 is replaced with an error correction unit 71A.
[0093]
In addition to the function of the error correction unit 71, the error correction unit 71A has a function of determining whether or not the rotational position sensor 60 is abnormal. When it is determined that the rotational position sensor 60 is abnormal, the error correction unit 71A outputs a signal EMG to a display (not shown) provided outside the motor driving device 100A.
[0094]
The error correction unit 71A determines whether or not the deviation ΔPh calculated by the method described above is smaller than the maximum error Ph_D. Then, the error correction unit 71A determines that the rotational position sensor 60 has failed when the deviation ΔPh is equal to or greater than the maximum error Ph_D, and generates a signal EMG. Further, when the deviation ΔPh is smaller than the maximum error Ph_D, the error correction unit 71A compares the deviation ΔPh with the reference deviation Ph_J / 2 as described above, and corrects the sensor value θb according to the comparison result.
[0095]
The maximum error Ph_D is set to a value that causes the control failure of the synchronous motor 50. More specifically, when the synchronous motor 50 is mounted on a vehicle, the maximum error Ph_D is set to the maximum value of the rotational fluctuation of the vehicle.
[0096]
When the deviation ΔPh is greater than or equal to the maximum error Ph_D, it is determined that the rotational position sensor 60 has failed. If the rotational position sensor 60 has not failed, the deviation ΔPh is smaller than the maximum error Ph_D. The reason why the deviation ΔPh becomes greater than or equal to the maximum error Ph_D is that only the failure of the rotational position sensor 60 can be considered.
[0097]
With reference to FIG. 6, the operation of correcting the sensor value θb in the error correction unit 71A will be described. The flowchart shown in FIG. 6 is the same as the flowchart shown in FIG. 4 except that steps S17 and S24 are added to the flowchart shown in FIG.
[0098]
When the deviation ΔPh is calculated (step S16), the error correction unit 71A determines whether or not the deviation ΔPh is smaller than the maximum error Ph_D (step S17). When the deviation ΔPh is smaller than the maximum error Ph_D, steps S18, S20, and S22 described above are executed.
[0099]
When it is determined in step S17 that the deviation ΔPh is greater than or equal to the maximum error Ph_D, the error correction unit 71A determines that the rotational position sensor 60 is out of order (step S24), generates a signal EMG, and outputs the signal EMG to the outside. Output to the provided display. And a series of operation | movement is complete | finished after step S20 or S22 or S24.
[0100]
As described above, in the motor drive device 100A, it is determined whether or not the rotational position sensor 60 has failed. When the rotational position sensor 60 has not failed, the sensor value θb is corrected. The sensor value θb can be accurately corrected on the assumption that the sensor is operating normally.
[0101]
The correction of the sensor value in the error correction unit 71A is actually executed by the CPU. The CPU reads a program including each step shown in FIG. 6 from the ROM, and executes each step shown in FIG. The sensor value from the sensor 60 is corrected.
[0102]
Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that records a program for causing the computer (CPU) to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0103]
The operation of the motor drive device 100A is the same as the operation of the motor drive device 100 except that the operation of the error correction unit 71 in the operation of the motor drive device 100 is replaced with the operation of the error correction unit 71A described above.
[0104]
The error correction unit 71A constitutes “correction means” for correcting the sensor value. Further, the three-phase / two-phase conversion unit 72, the current command generation unit 73, the subtractors 74 and 75, the PI control unit 76, the two-phase / three-phase conversion unit 77, and the PWM generation unit 78 are corrected by the error correction unit 71A. The “control means” is configured to control the synchronous motor 50 using the sensor value.
[0105]
Furthermore, the current sensor 40, the rotational position sensor 60, and the control device 70A constitute a “motor control device”.
[0106]
Others are as described regarding the motor driving device 100.
According to the first embodiment, the motor control device calculates a predicted value based on an average value of sensor values from the rotational position sensor in a predetermined period, calculates a deviation between the calculated predicted value and the sensor value, Since the calculated deviation is smaller than the standard deviation, an error correction unit is provided that uses the predicted value as the sensor correction value, and when the deviation is larger than the standard deviation, the sensor correction value is obtained by adding or subtracting the standard deviation to the sensor value. The sensor value can be corrected regardless of the motor control method.
[0107]
[Embodiment 2]
Referring to FIG. 7, motor drive device 100B including the motor control device according to the second embodiment is obtained by replacing control device 70 of motor drive device 100 with control device 70B. The same.
[0108]
The control device 70B is obtained by adding an error detection unit 79 to the control device 70, and is otherwise the same as the control device 70.
[0109]
The error detection unit 79 receives the sensor value θb from the rotational position sensor 60, and the type of error included in the received sensor value θb (0.5th order error, 1.0th order error, and 2.0th order error). Detect one of the errors).
[0110]
The error type detection method will be described with reference to FIG. Error detector 79 receives sensor value θb from rotational position sensor 60 when the rotor of synchronous motor 50 rotates 360 degrees. The error detector 79 measures the time t1 necessary for the rotor to rotate 360 degrees with a built-in timer. Then, the error detection unit 79 calculates 360 degrees of average rotation speed by dividing 360 degrees by time t1, and determines the straight line k7 using the calculated average rotation speed.
[0111]
In FIG. 8, curve k8 represents a 0.5th order error, curve k9 represents a 1.0th order error, and curve k10 represents a 2.0th order error. The error detector 79 calculates the absolute value of the difference between the sensor value θb and the straight line k7, that is, the deviation Δθb.
[0112]
When the sensor value θb includes a 0.5th order error k8, the deviation Δθb data includes two “0”, and when the sensor value θb includes a 1.0th order error k9, the deviation The data of Δθb includes three “0”, and includes five “0” when the sensor value θb includes a 2.0th-order error k10. Therefore, the error detection unit 79 detects the type of error included in the sensor value θb based on the number of “0” included in the data of the deviation Δθb.
[0113]
When the error detection unit 79 detects a 0.5th-order error as the type of error included in the sensor value θb, the error detection unit 79 sets the time required for the rotor of the synchronous motor 50 to rotate by an integral multiple of 180 degrees for a specified period. The result is output to the error correction unit 71 as TD1. Further, when the error detection unit 79 detects a 1.0-order error as the type of error included in the sensor value θb, the error detection unit 79 sets a time required for the rotor of the synchronous motor 50 to rotate by an integral multiple of 90 degrees for a specified period. The result is output to the error correction unit 71 as TD2. Furthermore, when the error detection unit 79 detects a 2.0th order error as the type of error included in the sensor value θb, the error detection unit 79 sets the time required for the rotor of the synchronous motor 50 to rotate by an integral multiple of 45 degrees for a specified period. The result is output to the error correction unit 71 as TD3.
[0114]
When the 0.5th-order error is included in the sensor value θb, the time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 180 degrees is set as the specified period when the rotor rotates by an integral multiple of 180 degrees. This is because the fifth-order error is the largest. In addition, when a 1.0-order error is included in the sensor value θb, the time required for the rotor to rotate by an integer multiple of 90 degrees is set as the specified period when the rotor rotates by an integer multiple of 90 degrees. This is because the 1.0th order error is the largest. Furthermore, when a 2.0th order error is included in the sensor value θb, the time required for the rotor to rotate an integer multiple of 45 degrees is set as the specified period when the rotor rotates an integer multiple of 45 degrees. This is because the 2.0th order error is the largest.
[0115]
Therefore, the present invention is characterized in that the time required for the rotor to rotate to an angle at which the error of the sensor value θb is maximized is set as the specified period.
[0116]
The error correction unit 71 calculates the average value PHav described above during the specified period (any one of TD1 to TD3) from the error detection unit 79, and calculates the predicted value using the calculated average value PHav. Then, the error correction unit 71 corrects the sensor value θb from the rotational position sensor 60 by the method described above using the calculated predicted value.
[0117]
The operation of correcting the sensor value θb in the error correction unit 71 and the error detection unit 79 will be described with reference to FIG. The flowchart shown in FIG. 9 is obtained by adding steps S6 and S8 to the flowchart shown in FIG. 4, and is otherwise the same as the flowchart shown in FIG.
[0118]
When a series of operations is started, the error detection unit 79 receives the sensor value θb from the rotational position sensor 60, and detects the type of error included in the sensor value θb by the method described above (step S6). Then, the error detection unit 79 determines the specified times Tx to Ty (any of the specified periods TD1 to TD3) according to the detected error type, and outputs the determined specified times Tx to Ty to the error correction unit 71. To do.
[0119]
Thereafter, steps S10 to S22 described above are executed to correct the sensor value θb.
[0120]
As described above, in the second embodiment, the type of error included in the sensor value θb is detected, and the average value PHav and the predicted value are calculated in a predetermined period determined according to the detected type of error. The sensor value θb is corrected.
[0121]
The correction of the sensor value in the error correction unit 71 and the error detection unit 79 is actually executed by the CPU, and the CPU reads a program including each step shown in FIG. 9 from the ROM, and performs each step shown in FIG. This is executed to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0122]
Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that records a program for causing the computer (CPU) to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0123]
The operation of the motor driving device 100B is the same as the operation of the motor driving device 100 except that the operation of the error detection unit 79 is added to the operation of the motor driving device 100.
[0124]
The error correction unit 71 and the error detection unit 79 constitute a “correction unit” that corrects the sensor value.
[0125]
In addition, the three-phase / two-phase converter 72, the current command generator 73, the subtractors 74 and 75, the PI controller 76, the two-phase / three-phase converter 77, and the PWM generator 78 are the error corrector 71 and the error detector. A “control unit” that controls the synchronous motor 50 using the sensor value corrected by the unit 79 is configured.
[0126]
Furthermore, the current sensor 40, the rotational position sensor 60, and the control device 70B constitute a “motor control device”.
[0127]
Others are as described regarding the motor driving device 100.
The motor drive device provided with the electric motor control device according to Embodiment 2 may be motor drive device 100C shown in FIG.
[0128]
Referring to FIG. 10, motor drive device 100C is the same as motor drive device 100A except that control device 70A of motor drive device 100A is replaced with control device 70C.
[0129]
The control device 70C is obtained by adding an error detection unit 79 to the control device 70A, and is otherwise the same as the control device 70A.
[0130]
The error detection unit 79 detects the type of error included in the sensor value θb by the method described above, sets a predetermined period (any one of TD1 to TD3) according to the detected error type, and an error correction unit. Output to 71A.
[0131]
The error correction unit 71A calculates an average value PHav and a predicted value in a predetermined period (any of TD1 to TD3) from the error detection unit 79, and calculates a deviation ΔPh using the calculated predicted value. When the deviation ΔPh is smaller than the maximum error Ph_D, the error correction unit 71A corrects the sensor value θb according to the comparison result between the deviation ΔPh and the reference deviation Ph_J / 2. Further, when the deviation ΔPh is equal to or greater than the maximum error Ph_D, the error correction unit 71A determines that the rotational position sensor 60 has failed, generates a signal EMG, and an indicator (not shown) provided outside. Output to.
[0132]
With reference to FIG. 11, the operation of correcting the sensor value θb in the error correction unit 71A and the error detection unit 79 will be described. The flowchart shown in FIG. 11 is obtained by adding steps S6 and S8 to the flowchart shown in FIG. 6, and is otherwise the same as the flowchart shown in FIG.
[0133]
Steps S6 and S8 are as described in the flowchart shown in FIG.
[0134]
The sensor value correction in the error correction unit 71A and the error detection unit 79 is actually executed by the CPU. The CPU reads a program including each step shown in FIG. 11 from the ROM, and performs each step shown in FIG. This is executed to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0135]
Therefore, the ROM corresponds to a computer (CPU) readable recording medium that records a program for causing the computer (CPU) to correct the sensor value from the rotational position sensor 60.
[0136]
The operation of the motor drive device 100C is the same as the operation of the motor drive device 100A except that the operation of the error detection unit 79 is added to the operation of the motor drive device 100A.
[0137]
The error correction unit 71A and the error detection unit 79 constitute a “correction unit” that corrects the sensor value.
[0138]
The three-phase / two-phase converter 72, the current command generator 73, the subtractors 74 and 75, the PI controller 76, the two-phase / three-phase converter 77, and the PWM generator 78 include an error correction unit 71A and error detection. A “control unit” that controls the synchronous motor 50 using the sensor value corrected by the unit 79 is configured.
[0139]
Furthermore, the current sensor 40, the rotational position sensor 60, and the control device 70C constitute a “motor control device”.
[0140]
Others are as described regarding the motor drive device 100A.
As described above, in the second embodiment, the type of error included in the sensor value θb is detected, and a predetermined period (any one of TD1 to TD3) set in accordance with the detected type of error is set. Then, the sensor value θb is corrected.
[0141]
Others are the same as in the first embodiment.
According to the second embodiment, the electric motor control device includes an error detection unit that sets a predetermined period according to the type of error included in the sensor value from the rotational position sensor, and rotation in the predetermined period that is set by the error detection unit. Calculates the predicted value based on the average value of the sensor values from the position sensor, calculates the deviation between the calculated predicted value and the sensor value, and calculates the predicted value as the sensor correction value when the calculated deviation is smaller than the reference deviation. And an error correction unit that uses a value obtained by adding / subtracting the reference deviation to / from the sensor value when the deviation is larger than the reference deviation as a sensor correction value, the sensor value can be corrected according to the error included in the sensor value.
[0142]
The motor drive devices 100, 100A, 100B, and 100C described above are mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle, and drive a drive motor that drives a drive wheel of the hybrid vehicle or the electric vehicle. The motor driving devices 100, 100A, 100B, and 100C correct the sensor value θb so that the error of the sensor value θb from the rotational position sensor 60 falls within an allowable error, and drive based on the corrected sensor correction value θh. Drive the motor. Therefore, the drive motor can be driven stably, and the hybrid vehicle or electric vehicle can run smoothly.
[0143]
In the above description, the PWM control method is described. However, the present invention calculates a predicted value based on the sensor value detected by the rotational position sensor, and corrects the sensor value using the calculated predicted value. Therefore, the present invention is not limited to the PWM control method but can be applied to various control methods such as an electric motor control method such as an overmodulation control method and a rectangular (one pulse) control method.
[0144]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a motor drive device including an electric motor control device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of the inverter shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method for correcting a sensor value from a rotational position sensor shown in FIG. 1;
4 is a flowchart for explaining an operation of correcting a sensor value in the error correction unit shown in FIG.
FIG. 5 is another schematic block diagram of a motor drive device including the motor control device according to the first embodiment.
6 is a flowchart for explaining an operation of correcting a sensor value in the error correction unit shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic block diagram of a motor drive device including an electric motor control device according to a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of detecting the type of error included in a sensor value from a rotational position sensor.
9 is a flowchart for explaining an operation of correcting a sensor value in the error correction unit and the error detection unit shown in FIG.
FIG. 10 is another schematic block diagram of a motor drive device including an electric motor control device according to a second embodiment.
11 is a flowchart for explaining an operation of correcting a sensor value in the error correction unit and the error detection unit shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 power line, 2 ground line, 10 DC power supply, 15 U-phase arm, 16 V-phase arm, 17 W-phase arm, 20 capacitor, 30 inverter, 40 current sensor, 50 synchronous motor, 60 rotational position sensor, 70, 70A, 70B, 70C control device, 71, 71A error correction unit, 72 3-phase / 2-phase conversion unit, 73 current command generation unit, 74, 75 subtractor, 76 PI control unit, 77 2-phase / 3-phase conversion unit, 78 PWM Generator, 79 error detector, 100, 100A, 100B, 100C motor drive, Q3-Q8 NPN transistor, D3-D8 diode.

Claims (20)

A rotational position sensor for detecting the rotational position of the rotor included in the electric motor;
Control means for controlling a driving device for driving the electric motor using a sensor correction value obtained by correcting the sensor value detected by the rotational position sensor;
A predicted value of the sensor value detected by the rotational position sensor is calculated, the sensor value detected by the rotational position sensor is corrected based on the calculated predicted value, and the corrected sensor value is used as the sensor correction value. Correction means for outputting to the control means ,
The electric motor control device , wherein the correction unit calculates an average value of sensor values output from the rotational position sensor in a predetermined period, and calculates the predicted value based on the calculated average value .   The correction means calculates a deviation which is an absolute value of a difference between the sensor value detected by the rotational position sensor and the calculated predicted value, and compares the calculated deviation with a reference deviation according to a comparison result. The motor control device according to claim 1, wherein the detected sensor value is corrected.   The correction means uses the calculated predicted value as the sensor correction value when the deviation is smaller than the reference deviation, and sets the reference deviation to the detected sensor value when the deviation is larger than the reference deviation. The motor control device according to claim 2, wherein a value obtained by addition / subtraction is used as the sensor correction value.   When the sensor value is larger than the upper limit value of the allowable error, the correction unit sets a value obtained by subtracting the reference deviation from the detected sensor value as the sensor correction value, and the sensor value is the lower limit value of the allowable error. 4. The motor control device according to claim 3, wherein a value obtained by adding the reference deviation to the detected sensor value is used as the sensor correction value. The electric motor control device according to claim 1 , wherein the predetermined period is a time required for the rotor to rotate an integral multiple of 180 degrees. Further comprising error detection means for detecting an error type included in the sensor value and setting the predetermined period according to the detected error type;
The motor control apparatus according to claim 1 , wherein the correction unit calculates the average value in a predetermined period set by the error detection unit. It said error detection means, upon detection of a 0.5 order error as the type of the error, setting the rotor time required to integer multiple rotation 180 degrees as the predetermined period, to claim 6 The motor control device described. Said error detection means, upon detection of a 1.0 order error as the type of the error, setting the rotor time required to integer multiple 90 degrees of rotation as the predetermined period, to claim 6 The motor control device described. It said error detection means, upon detection of a 2.0 order error as the type of the error, setting the time required to an integral multiple rotation of the rotor 45 degrees as the predetermined period, to claim 6 The motor control device described. Wherein when said deviation calculated by the correction means is greater than the maximum error, further comprising determining failure determining means and the rotational position sensor has a failure, according to claims 2 to any one of claims 4 Electric motor control device. A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute correction processing of a sensor value of a rotational position sensor that detects a rotational position of a rotor included in an electric motor,
The correction process includes
A first step of calculating a predicted value of a sensor value detected by the rotational position sensor;
A second step of calculating a deviation which is an absolute value of a difference between the calculated predicted value and a sensor value detected by the rotational position sensor;
A third step of comparing the calculated deviation with a reference deviation;
And a fourth step of correcting the sensor value according to the comparison result ,
The first step includes
A first sub-step of calculating an average value of sensor values output from the rotational position sensor over a predetermined period;
And a second sub-step of calculating the predicted value based on the calculated average value . The program for causing a computer to execute the computer according to claim 11 , wherein when the deviation is smaller than the reference deviation, the fourth step uses the calculated predicted value as a sensor correction value obtained by correcting the sensor value. A recorded computer-readable recording medium. Said fourth step, when the deviation is larger than the reference deviation, and the sensor correction value a value obtained by subtracting the reference deviation of the detected sensor values obtained by correcting the sensor value, according to claim 11 A computer-readable recording medium on which a program to be executed by a computer is recorded. In the fourth step, when the sensor value is larger than an upper limit value of the allowable error, a value obtained by subtracting the reference deviation from the detected sensor value is set as the sensor correction value, and the sensor value is the allowable error. 14. A computer-readable record recording a program for causing a computer to execute according to claim 13 , wherein a value obtained by adding the reference deviation to the detected sensor value is used as the sensor correction value when the value is smaller than a lower limit value. Medium. The program for causing a computer to execute the computer according to claim 11 , wherein the first sub-step calculates the average value by using a time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 180 degrees as the predetermined period. A recorded computer-readable recording medium. Causing the computer to further execute a fifth step of detecting the type of error included in the sensor value;
12. The computer readable recording program for causing the computer to execute according to claim 11 , wherein the first sub-step calculates the average value in a predetermined period determined according to the type of the detected error. Recording medium. In the first sub-step, when a 0.5th order error is detected as the type of error, the average value is determined by setting the time required for the rotor to rotate an integral multiple of 180 degrees as the predetermined period. The computer-readable recording medium which recorded the program for making the computer of Claim 16 perform an operation. In the first sub-step, when a 1.0-order error is detected as the error type, the average value is determined by setting the time required for the rotor to rotate by an integral multiple of 90 degrees as the predetermined period. The computer-readable recording medium which recorded the program for making the computer of Claim 16 perform an operation. In the first sub-step, when a 2.0th-order error is detected as the error type, the average value is determined by setting the time required for the rotor to rotate an integral multiple of 45 degrees as the predetermined period. The computer-readable recording medium which recorded the program for making the computer of Claim 16 perform an operation. The computer according to any one of claims 11 to 19 , further causing a computer to execute a sixth step of determining that the rotational position sensor has failed when the calculated deviation is larger than a maximum error. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program to be executed by the computer.

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