JP5049497B2 - Method and apparatus for driving control of sensorless brushless motor - Google Patents
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Description
本発明は、センサレス・ブラシレスモータに係り、特に、起動の迅速性、静粛性、安定性等の向上を図ったものに関する。 The present invention relates to a sensorless / brushless motor, and more particularly, to an improvement in quick start-up, quietness, stability, and the like.
従来、センサレス・ブラシレスモータの起動制御方法としては、例えば、固定子巻線に生ずる誘起電圧が、基準電位(例えば、接地電位等)を過ぎる点を検出する位置検出回路の検出信号に基づいて固定子巻線への励磁を行い回転を制御するセンサレス運転に至る前、換言すれば、閉ループ運転に至る前に、いわゆる同期運転、換言すれば、開ループ運転を所定時間、又は、所定回転数行った後に、センサレス運転へ移行する方法などが提案されている(例えば、特許文献1等参照)。
また、特に、起動失敗時を考慮した技術としては、再起動時に初期位置決め相を代えて励磁を行うようにしたものが提案されている(例えば、特許文献2等参照)。
Conventionally, as a method for controlling the start of a sensorless / brushless motor, for example, fixing based on a detection signal of a position detection circuit that detects a point where an induced voltage generated in a stator winding passes a reference potential (for example, ground potential). Before reaching the sensorless operation that controls the rotation by exciting the coil winding, in other words, before the closed loop operation, so-called synchronous operation, in other words, open loop operation is performed for a predetermined time or a predetermined number of rotations. After that, a method of shifting to sensorless operation has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In particular, as a technique that takes into account the failure of startup, a technique has been proposed in which excitation is performed by changing the initial positioning phase at the time of restart (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、前者の起動制御方法にあっては、ロータ位置が確定されていない状態で回転磁界を発生させて強制的にロータの回転を促すために、正常な回転となるまでの間、ロータの摺動部分などから音を発生し、騒音の原因となるだけでなく、その音の発生に伴う振動を発生し、特に、静粛性が要求されるような用途においては、同期運転中におけるこのような騒音、振動発生を抑圧するための何らかの工夫が別途必要となるという問題がある。さらに、本来のセンサレス運転状態に至る前に必ず同期運転状態を経る必要があるために、起動から定常運転状態、すなわち、センサレス運転に至るまでに時間を要し、迅速な起動ができないという欠点がある。
また、一方、後者のような起動制御にあっては、起動の際に、例えば、何らかの原因により内部に入り込んでしまった異物がロータの回転を妨げているような場合であっても、それがロータにとって比較的軽量の機械的負荷であるような場合には、数回ほど始動制御動作を繰り返すことで始動することができる場合がある。ところが、例えば、ブラシレスモータの用途によっては、冬季にロータの回転軸などに付着した水分が凍結してしまうようなことがあり、そのような場合には、ロータの機械的負荷が大となり、単純に起動を繰り返す後者の起動制御では起動することが困難となることがあるという問題がある。
However, in the former start-up control method, a rotor magnetic field is generated in a state in which the rotor position is not fixed, and the rotor is slid until normal rotation in order to force the rotor to rotate. In addition to generating noise from moving parts and causing noise, it also generates vibrations associated with the generation of such sounds, especially in applications where quietness is required. There is a problem that some device for suppressing the generation of noise and vibration is required separately. Furthermore, since it is necessary to pass through the synchronous operation state before reaching the original sensorless operation state, it takes time from the start to the steady operation state, i.e., the sensorless operation. is there.
On the other hand, in the case of the activation control like the latter, even when a foreign object that has entered the interior for some reason is preventing the rotation of the rotor during the activation, When the mechanical load is relatively light for the rotor, it may be possible to start by repeating the start control operation several times. However, depending on the application of the brushless motor, for example, the water adhering to the rotor's rotating shaft may freeze in the winter. In such a case, the mechanical load on the rotor becomes large and simple. However, there is a problem that it may be difficult to start with the latter start control that repeatedly starts.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、低騒音、低振動の起動を可能とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、迅速な起動が可能なセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ロータが凍結状態にあっても起動を可能とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法及びその装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a drive control method and apparatus for a sensorless brushless motor that can be activated with low noise and vibration.
Another object of the present invention is to provide a drive control method and apparatus for a sensorless brushless motor that can be quickly started.
Another object of the present invention is to provide a sensorless / brushless motor drive control method and apparatus capable of starting even when the rotor is frozen.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、
次いで、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を開始するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転がなされるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなるものである。
さらに、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置が判定され、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングが制御されてロータが回転せしめられるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上にあると判定された場合には、再度、相固定励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が所定時間内に検出された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなるものである。
またさらに、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置は、
固定子巻線に誘起される電圧に基づいてロータの位置を判定し、当該判定結果に基づいて前記固定子巻線への励磁タイミングを制御してロータを回転せしめるセンサレス運転が行われるよう構成されてなるセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置であって、
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上であると判定された場合に、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を行い、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, a sensorless / brushless motor drive control device according to the present invention comprises:
The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation is performed to rotate the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
Performing a plurality of phase-fixed excitations in a predetermined order for the stator windings so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings;
Next, excitation for starting rotation of the stator winding is started.
In order to achieve the above object of the present invention, a sensorless / brushless motor drive control device according to the present invention comprises:
The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation is performed to rotate the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, Set the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating the series of operations in the event of startup failure, depending on the ambient temperature,
Next, phase fixed excitation is performed based on the setting, and then it is determined whether the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding by the phase fixed excitation, and the rotor position is detected. When it is determined that the sensorless operation is performed, the sensorless operation is started.
Furthermore, in order to achieve the object of the present invention, a drive control device for a sensorless brushless motor according to the present invention comprises:
The configuration is such that the position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, the excitation timing to the stator winding is controlled based on the determination result, and the rotor is rotated. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
A plurality of phase-fixed excitations are performed on the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, and then the ambient temperature is a predetermined low temperature. If it is determined that the ambient temperature is higher than the predetermined low temperature range, phase-fixed excitation is performed again, and the induced voltage generated in the stator winding is changed accordingly. Based on this, it is determined whether or not the rotor position is detected within a predetermined time. When the rotor position is detected within a predetermined time, the sensorless operation is started.
Furthermore, in order to achieve the above object of the present invention, a sensorless / brushless motor drive control device according to the present invention comprises:
The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation for rotating the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result is performed. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, Set the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating the series of operations in the event of startup failure, depending on the ambient temperature,
Next, phase-fixed excitation is performed based on the setting, and then, it is determined whether the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, and when it is determined that the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined low temperature range, Excitation for starting rotation is performed on the stator winding, and it is determined whether the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding in response to the excitation, and the rotor position is detected. If it is determined that the sensorless operation is performed, the sensorless operation is started.
本発明によれば、相固定励磁を複数回行って、しかる後、回転始動のための励磁を行うようにすることで、相固定励磁によりロータ位置を始動可能な確実な状態とすることができるので、従来と異なり、センサレス運転に入る前の同期運転を行うことなくセンサレス運転を開始することができるので、起動の迅速性を向上することができると共に、従来のような同期回転に起因する騒音、振動の発生がなく、静粛性を向上することができる。
また、雰囲気温度に応じて、相固定励磁の回数、駆動パルスのデューティ及び起動失敗の際に再起動を試みる回数を変えるようにすることで、画一的な従来の起動と異なり、起動時の環境条件に応じて、より確実な起動を確保することができる。特に、ロータが凍結状態にあるような場合や、ロータのベアリング部分の錆やいわゆるグリス抜けなどによりロータの静止トルクが増大しているような場合における起動の可能性を従来に比して更に確保できるので、環境条件が厳しい中での動作の信頼性向上に寄与することとなる。
さらに、相固定励磁を行った後に、雰囲気温度に応じて、同期運転のための励磁を複数回、すなわち、ロータの1回転にも満たない範囲での同期運転を行うようにすることで、従来と異なり、騒音、振動の発生原因となる同期運転を必要最小限にして、より確実に、且つ、迅速な起動を行うことができる。
According to the present invention, by performing phase-fixed excitation a plurality of times and then performing excitation for rotation start, the rotor position can be reliably started by phase-fixed excitation. Therefore, unlike conventional systems, sensorless operation can be started without performing synchronous operation before entering sensorless operation, so that the speed of startup can be improved and noise caused by synchronous rotation as in the past. In addition, there is no occurrence of vibration and quietness can be improved.
Also, by changing the number of phase-fixed excitations, the drive pulse duty, and the number of attempts to restart when startup fails according to the ambient temperature, unlike the conventional startup, More reliable start-up can be ensured according to environmental conditions. In particular, when the rotor is in a frozen state, or when the static torque of the rotor is increased due to rusting of the rotor bearings or so-called grease removal, the possibility of starting is further secured compared to the conventional case. As a result, it contributes to improving the reliability of operation under severe environmental conditions.
Furthermore, after performing phase-fixed excitation, according to the ambient temperature, excitation for synchronous operation is performed a plurality of times, that is, synchronous operation within a range of less than one rotation of the rotor is performed. Unlike the above, it is possible to perform the start-up more reliably and quickly by minimizing the synchronous operation that causes noise and vibration.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図12を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの駆動制御方法が実行されるブラシレスモータの駆動制御装置(以下、「本装置」と称する)の一構成例について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a configuration example of a brushless motor drive control apparatus (hereinafter referred to as “this apparatus”) in which the brushless motor drive control method according to the embodiment of the present invention is executed will be described with reference to FIGS. 1 and 2. I will explain.
本装置Sは、制御部(図1においては「CPU」と表記)101と、駆動回路(図1においては、「DRV」と表記)102と、位置検出回路(図1においては「SENS」と表記)103とに大別されて構成されたものとなっている。 The apparatus S includes a control unit (indicated as “CPU” in FIG. 1) 101, a drive circuit (indicated as “DRV” in FIG. 1) 102, and a position detection circuit (in FIG. 1, “SENS”). (Notation) 103 and are roughly divided.
本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ51は、公知・周知の構成を有してなるいわゆるセンサレス・ブラシレスモータであり、例えば、車両用空調装置における送風機の送風ファン(図示せず)の回転駆動などに用いられるものである。本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ51は、3相励磁となっており、固定子巻線52a〜52cと、周方向に着磁された永久磁石を用いてなる永久磁石ロータ(以下「ロータ」と称する)53を有して構成されたものとなっている。
The
位置検出回路103は、ロータ53の回転位置検出のための従来のセンサの機能を果たすもので、ブラシレスモータ51の固定子巻線52a〜52cに誘起される電圧を検出し、制御部101へ適宜なレベルで入力するよう構成されたものである。
制御部101は、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータを用いてなるものであり、マイクロコンピュータ内の図示されない記憶領域又は記憶素子にブラシレスモータ51の駆動制御を行うための数々のプログラムが記憶されており、適宜それらが実行されるようになっている。
The
The
具体的には、制御部101は、位置検出回路103からの検出信号に基づいてロータ53位置を判定すると共に、判定されたロータ位置と、外部から入力される所望回転数信号とに基づいて、ブラシレスモータ51の固定子巻線52a〜52cへの駆動パルス信号を出力する駆動回路102に対する制御信号を生成、出力するようになっている。なお、制御部101による駆動回路102を介してのブラシレスモータ51の駆動制御は、具体的には、公知・周知のいわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御となっており、所望する回転数に応じて駆動回路102から出力される駆動パルス信号のデューティを決定し、位置検出回路103からの検出信号に応じて、駆動パルス信号の切り換えタイミングを制御して固定子巻線52a〜52cへの通電制御を行うものとなっている。なお、本発明の実施の形態において、駆動パルス信号の「デューティ」は、駆動パルス信号の繰り返し周期に対する駆動パルス信号が論理値Highとなる時間の割合を百分率で表したものである。
また、駆動回路102の終段部分は、公知・周知のスイッチング回路が構成されており、車両用バッテリ1の電圧値の駆動パルス信号が固定子巻線52a〜52へ印加されるようになっている。
Specifically, the
Further, a known and well-known switching circuit is configured at the final stage of the
また、ブラシレスモータ51の適宜な位置には、ブラシレスモータ51近傍の雰囲気温度を検出するために温度センサ11が設けられており、その検出信号は、制御部101へ入力されるようになっている。なお、この温度センサ11は、後述する4つの駆動制御例の内、第2乃至第4の駆動制御例において必要となるものであるが、第1の駆動制御例においては必須のものではない。
Further, a
図2には、位置検出回路103の具体回路構成例が示されており、以下、この具体回路構成例について、同図を参照しつつ説明する。
この位置検出回路103は、固定子巻線52a〜52cに対応して設けられた3つのコンパレータ41a〜41cと、それぞれのコンパレータ41a〜41cの前段に形成されたフィルタ回路40a〜40cとを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
コンパレータ41a〜41cのそれぞれの前段に設けられたフィルタ回路40a〜40cは、いずれも基本的に同一の構成を有してなるもので、その構成自体は公知・周知の構成のものであるので、ここでは、以下に構成要素を示すに留め、その詳細な構成の説明については省略することとする。
FIG. 2 shows a specific circuit configuration example of the
The
Each of the
まず、第1のフィルタ回路40aは、抵抗器1a,2aとコンデンサ4aとにより積分回路が構成されており、第2のフィルタ回路40bは、抵抗器1b,2bとコンデンサ4bとにより積分回路が構成されており、第3のフィルタ回路40cは、抵抗器1c,2cとコンデンサ4cとにより積分回路が構成されたものとなっている。
なお、この構成例においては、第1のフィルタ回路40aには、U相となる固定子巻線52aの誘起電圧が、第2のフィルタ回路40bにはV相となる固定子巻線52bの誘起電圧が、第3のフィルタ回路40cにはW相となる固定子巻線52cの誘起電圧が、それぞれ印加されるようになっている。
First, in the
In this configuration example, the
そして、それぞれのフィルタ回路40a〜40cの出力側、すなわち、第1のフィルタ回路40aにあっては、抵抗器1a,2aとコンデンサ4aとの相互の接続点、第2のフィルタ回路40bにあっては、抵抗器1b,2bとコンデンサ4bとの相互の接続点、第3のフィルタ回路40cにあっては、抵抗器1c,2cとコンデンサ4cとの相互の接続点が、それぞれ対応するコンパレータ41a〜41cの非反転入力端子に接続されたものとなっている。
また、各々のコンパレータ41a〜41cの反転入力端子と非反転入力端子との間には、コンパレータ41a〜41cの比較動作における基準電圧を設定するための抵抗器3a、3b、3cがそれぞれ接続されると共に、各コンパレータ41a〜41cの反転入力端子は相互に接続されて、同一電位に維持されるようになっている。このため、コンパレータ41a〜41cにより、フィルタ回路40a〜40cの出力電圧が基準電圧(例えば、零電位)を過ぎる点(零クロス点)の検出ができるようになっている。
The output side of each of the
Further,
ここで、位置検出回路103に入力される誘起電圧と位置検出回路103の出力信号との関係について、より具体的に図3を参照しつつ説明することとする
図3(A)は、駆動パルス信号が印加されていない固定子巻線52a〜52bにおいて、ロータ53の磁界が過ぎることで発生する誘起電圧(相誘起電圧)の例を示すもので、同図において、EUは、固定子巻線52aにおける誘起電圧を、EVは、固定子巻線52bにおける誘起電圧を、EWは、固定子巻線52cにおける誘起電圧を、それぞれ示している。
Here, the relationship between the induced voltage input to the
この誘起電圧が中点電位を過ぎる点、換言すれば、正極から負極へ変化する点、又は、逆に負極から正極に変化する点(例えば、図3(A)のA点参照)は、ロータ53の周方向に着磁された磁極の境界部分が固定子巻線52a〜52cを過ぎる結果生ずるものとなっている。したがって、この点を検出することでロータ53の位置検出が可能となる。
The point at which this induced voltage passes the midpoint potential, in other words, the point at which the positive electrode changes to the negative electrode, or the point at which the negative electrode changes to the positive electrode (see, for example, point A in FIG. 3A) is the rotor. The boundary portion of the magnetic poles magnetized in the
一方、フィルタ回路40a〜40cは、遅延特性を有しており、その遅延量は、入力信号の繰り返し周期、換言すれば、ブラシレスモータ51の回転速度の増大に伴い大きくなる特性となっており、最大で出力信号は入力信号に対して90度の位相遅れを生ずるものとなっている。
図3(B)は、図3(A)に示された誘起電圧が入力された場合のフィルタ回路40a〜40cの出力信号を示すもので、各出力信号は、入力信号に対して位相遅れΦsを有して出力されることが示されている。例えば、図3(A)におけるV相の誘起電圧EVのA点は、図3(B)のA´点に対応し、同じく図3(A)におけるU相の誘起電圧EUのB点は、B´点に対応している。
なお、本発明の実施の形態においては、Φsは、例えば、ブラシレスモータ51が1000rpmの回転において電気角で60度となっている。
On the other hand, the
FIG. 3B shows output signals of the
In the embodiment of the present invention, Φs is, for example, 60 degrees in electrical angle when the
フィルタ回路40a〜40cの出力信号は、それぞれ対応するコンパレータ41a〜41cにおける比較動作に供され、その結果、コンパレータ41a〜41cからは、図3(C)〜図3(E)に示されたように、フィルタ回路40a〜40cの出力信号が正極から負極へ変化しながら仮想中点電位を過ぎる時点で論理値LowからHighとなる一方、フィルタ回路40a〜40cの出力信号が負極から正極へ変化しながら仮想中点電位を過ぎる時点で論理値LowからHighとなる信号が出力されることとなる。
The output signals of the
このコンパレータ41a〜41cの出力信号は、その立ち上がり、立ち下がりが誘起電圧の零クロス点に同期したものとなっており、この零クロス点は、先に述べたようにロータ53位置に対応して生ずるものであるので、制御部101においては、入力されたコンパレータ41a〜41cの出力信号の論理値LowからHighへの立ち上がり、論理値HighからLowへの立ち下がりを判断することで、ロータ位置の検出が可能となる。
The output signals of the
次に、制御部101により実行される駆動制御について、図4乃至図12を参照しつつ説明する。
最初に、第1の駆動制御の例について、図4に示されたフローチャート及び図5の説明図を参照しつつ説明する。
この第1の駆動制御は、従来のような同期運転を行わずに起動を行うようにしたもので、制御部101による処理が開始されると、まず、第1回目の相固定(以下「相固定1」と称する)と共に位置検出回路103の初期化が行われる(図4のステップS100参照)。
相固定は、固定子巻線52a〜52cの内、予め定めた巻線を励磁状態に固定するもので、それによって、ロータ53を対応する位置に固定させるため行うものである。
Next, drive control executed by the
First, an example of the first drive control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 and the explanatory diagram of FIG.
This first drive control is performed without starting synchronous operation as in the prior art, and when the processing by the
The phase locking is performed to fix a predetermined winding among the
また、本発明の実施の形態における位置検出回路103は、先に説明したようにコンデンサを有する構成であるため、センサレス運転を開始するにあたっては、その入力電位を所定電位に初期化(換言すれば、位置検出回路103の出力電圧を所定電位に初期化)しておく必要があるが、上述のように相固定を行うことは、位置検出回路103の所定の入力端における入力電位の初期化を行うことになり、相固定は位置検出回路103の初期化を兼ねることとなる。
In addition, since the
この相固定1及び相固定1に伴う位置検出回路103の初期化(以下「位置検出回路初期化1」と称する)は、予め設定された所定時間の間行われる(図4のステップS102参照)。そして、所定時間経過したと判定されると、次いで、同様にして相固定2及び相固定2に伴う位置検出回路103の初期化(以下「位置検出回路初期化2」と称する)が所定時間の間行われる(図4のステップS104,S106参照)。
この相固定2は、相固定1に次いで、固定子巻線52a〜52cの予め定められた相について励磁を固定状態とするものである。そして、相固定1で説明したように、この相固定2に伴って位置検出回路初期化2が行われることとなる。なお、ここで、相固定1を行う所定時間と、相固定2を行う所定時間は、同一であってもよく、また、それぞれ異なる時間であってもいずれでもよい。
そして、相固定2及び位置検出回路初期化2が所定時間行われたと判定されると(図4のステップS106参照)、スタート通電が開始され、同時に位置検出回路103による誘起電圧の検出が開始されることとなる(図4のステップS108参照)。
Initialization of the
This
When it is determined that the phase fixing 2 and the position
ここで、スタート通電は、これ以後、センサレス運転を開始する際の固定子巻線52a〜52cへ対する最初の通電をいう。
図5には、上述した相固定1、2及びスタート通電を経てセンサレス通電に至る際の、固定子巻線52a〜52cへの駆動パルス信号の状態、位置検出回路103の入力状態の変化の一例を示した説明図が示されており、以下、同図を参照しつつこの例について説明する。
Here, the start energization refers to the first energization to the
FIG. 5 shows an example of changes in the state of the drive pulse signal to the
同図において、左欄の「出力」の表記は、U相、V相、W相、すなわち、本発明の実施の形態においては、固定子巻線52a、52b、52cへ対する駆動回路102からの出力信号、換言すれば、駆動パルス信号を意味する。そして、その行方向には、先に述べた「相固定1」、「相固定2」及び「スタート通電」並びに、スタート通電を行った直後の「センサレス運転」の順で、それぞれにおける駆動パルス信号のレベルに対応する論理値が表示されている。なお、同図において、「H」は、論理値Highを、「L」は、論理値Lowを、それぞれ意味するものとする。
In the figure, the notation of “output” in the left column is the U-phase, V-phase, W-phase, that is, in the embodiment of the present invention, from the
また、図5において、その左欄の「入力」の表記は、位置検出回路103の入力信号の意味である。本発明の実施の形態においては、先に位置検出回路103についての説明の箇所で説明したように、固定子巻線52a〜52cのU相、V相、W相における電圧がそれぞれ印加されるものとなっている。そして、同図においては、「入力」と表記されたその行方向には、「相固定1」、「相固定2」及び「スタート通電」並びに、スタート通電を行った直後の「センサレス運転」の順で、位置検出回路103への入力信号のレベルに対応する論理値が表示されている。
In FIG. 5, the notation “input” in the left column indicates the input signal of the
この図5に示された例では、相固定1においては、V相からU相へ励磁電流が流れるようにV相が論理値High、U相が論理値Lowとされ、次いで、相固定2では、W相からU相へ励磁電流が流れるようにW相が論理値High、U相が論理値Lowとされる。
一方、位置検出回路103の入力段は、上述した相固定1及び相固定2における固定子巻線52a〜52cの論理値と同一の論理値状態となる(図5参照)。
In the example shown in FIG. 5, in the phase fixed 1, the V phase is set to the logical value High and the U phase is set to the logical value Low so that the excitation current flows from the V phase to the U phase. The W phase is set to the logical value High and the U phase is set to the logic value Low so that the excitation current flows from the W phase to the U phase.
On the other hand, the input stage of the
次に、スタート通電においては、W相からV相へ励磁電流が流れるようにW相が論理値High、V相が論理値Lowとされ、その際、位置検出回路103においては、W相及びV相に対応する入力段は、それぞれW相、V相への駆動回路102からの出力レベルと同一の論理状態となる。そして、この場合、U相は非励磁相であるため、相固定2からスタート通電への励磁の変化に伴いロータ53が回転をすることに対応して、ロータ53が正常状態、すなわち、何らかの原因によりロックされたり、異物等の混入などにより円滑に回転しない状態などでは無い状態であれば、位置検出回路103のU相に対応する入力段にもその誘起電圧が印加されることとなる(図5において「誘起電圧」と表記された部分参照)。
Next, in the start energization, the W phase is set to the logical value High and the V phase is set to the logic value Low so that the excitation current flows from the W phase to the V phase. The input stage corresponding to the phase is in the same logic state as the output level from the
ここで、再び図4の説明に戻れば、ステップS108において上述のようにスタート通電がなされることによって、位置検出回路103には固定子巻線52a〜52cからの誘導電圧が入力されることとなり、位置検出回路による誘起電圧の検出が開始されることとなる。そして、制御部101において、位置検出回路103からの信号に基づいてロータ位置検出が行われ、所定時間内にロータ位置が検出されたか否かが判定されることとなる(図4のステップS110)。
すなわち、先に図3を参照しつつ説明したように固定子巻線52a〜52cからの正常な誘起電圧に対応した信号が位置検出回路103から制御部101に入力されることで、制御部101においては、その論理値の変化を判定することでロータ位置の判定が可能となる。
Returning to the description of FIG. 4 again, the start energization is performed as described above in step S108, whereby the
That is, as described above with reference to FIG. 3, a signal corresponding to a normal induced voltage from the
そして、ステップS110において、所定時間内にロータ位置が検出されたと判定されると(YESの場合)、センサレス運転に移行することとなる(図4のステップ112参照)。すなわち、制御部101において判定されたロータ位置を基に、スタート通電時の励磁状態を基準として次に励磁されるべき相が決定されると共に、その励磁タイミング、すなわち駆動パルス信号の出力タイミングが決定され、駆動回路102を介して駆動パルス信号が固定子巻線52a〜52cへ印加されることとなる。そして、以後、位置検出回路103から入力される信号に基づき判定されたロータ位置に基づいて、上述したように励磁相が順次切り換えられてゆくこととなる。
If it is determined in step S110 that the rotor position has been detected within a predetermined time (in the case of YES), the operation proceeds to sensorless operation (see step 112 in FIG. 4). That is, based on the rotor position determined by the
一方、スタート通電が行われてもステップS110において、所定時間内にロータ位置が検出されないと判定された場合(NOの場合)、例えば、ロータ53が何らかの原因によりロックされた状態にあったり、また、回転はするものの間欠的な動きであるため等により、本来の誘起電圧が生じない場合には、先のステップS100の処理へ戻り再び一連の処理が行われることとなる(図4のステップS110参照)。
On the other hand, if it is determined in step S110 that the rotor position is not detected within a predetermined time (NO), for example, the
なお、上述の実施の形態においては、相固定を2回行うようにしたが、勿論これに限定される必要はなく、それ以上の回数行うようにしても良いが、その場合、起動の確実性のさらなる向上を図ることはできるが、その一方であまり相固定回数を増すことは、その分、起動の迅速性を犠牲にすることになるので、双方の要求のバランスを考慮して定めるのが好適である。 In the above-described embodiment, the phase fixing is performed twice. However, the present invention is not limited to this, and may be performed more than that. However, if the number of phase fixations is increased too much, the speed of start-up will be sacrificed accordingly. Is preferred.
次に、第2の駆動制御の例について、図6及び図7に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
この第2の駆動制御は、特に、冬季、ブラシレスモータ51の回転部分、すなわち、例えば、軸受け部分(図示せず)に付着した水滴などの凍結や、何らかの原因によりロータ53と、ブラシレスモータ51の他の部位との間に入り込んだ異物などによりロータ53に機械的な負荷がある場合の起動を容易とするために好適なものである。
以下、具体的に説明すれば、制御部101による処理が開始されると、まず、変数や定数などの初期化が行われる(図6のステップS200参照)。
次いで、温度センサ11により検出された雰囲気温度の読み込みが行われ(図6のステップS202参照)、雰囲気温度が予め定められた低温域未満であるか、低温域以上であるか否かが判定される(図6のステップS204参照)。ここで、低温域は、ある温度範囲に設定しても良いし、また、特定の温度としてもいずれでも良い。例えば、本発明の実施の形態においては、0℃未満を低温域と設定している。
Next, an example of the second drive control will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
This second drive control is performed especially in winter when the rotation of the
Hereinafter, specifically, when processing by the
Next, the ambient temperature detected by the
そして、ステップS204において、雰囲気温度は所定の低温域未満ではないと判定された場合(NOの場合)、換言すれば、0℃以上であると判定された場合には、ブラシレスモータ51の回転部分が凍結状態である可能性は極めて低いとして、相固定回数nが所定回数n1に設定されることとなる(図6のステップS208参照)。
次いで、起動の際の駆動パルス信号のデューティ(duty)が所定値w1%に設定されて(図6のステップS214参照)、次のステップS220の処理へ進み、この起動処理が失敗した際に再度一連の起動処理を繰り返す場合の繰り返し回数の上限値、すなわち、最大リトライ回数Rnが所定値αに設定されることとなる。
In step S204, if it is determined that the ambient temperature is not lower than the predetermined low temperature range (in the case of NO), in other words, if it is determined that the ambient temperature is 0 ° C. or higher, the rotating portion of the
Next, the duty of the drive pulse signal at the time of activation is set to a predetermined value w1% (see step S214 in FIG. 6), and the process proceeds to the next step S220, and again when this activation process fails. The upper limit value of the number of repetitions when repeating a series of activation processes, that is, the maximum retry number Rn is set to the predetermined value α.
一方、先のステップS204において、雰囲気温度は予め定められた低温域未満であると判定された場合(YESの場合)には、雰囲気温度は予め定められた極低温域以下であるか否かが判定されることとなる(図6のステップS206参照)。ここで、極低温域は、ある温度範囲に設定しても良いし、また、特定の温度としてもいずれでも良い。例えば、本発明の実施の形態においては、−20℃未満を極低温域としており、これを越える温度、すなわち、0℃未満〜−20℃までは極低温域ではないと判定するようにしてある。
そして、ステップS204において、雰囲気温度は所定の極低温域未満ではないと判定された場合(NOの場合)、すなわち、換言すれば、本発明の実施例の場合、雰囲気温度は0℃未満〜−20℃にあるとして、この場合、ブラシレスモータ51の回転部分が凍結状態である可能性が比較的高いと推定されることから、相固定回数nが所定回数n2(n2>n1)に設定されることとなる(図6のステップS210参照)。
On the other hand, if it is determined in the previous step S204 that the ambient temperature is lower than the predetermined low temperature range (in the case of YES), whether or not the ambient temperature is equal to or lower than the predetermined cryogenic temperature range is determined. The determination is made (see step S206 in FIG. 6). Here, the cryogenic temperature range may be set to a certain temperature range, or may be a specific temperature. For example, in the embodiment of the present invention, a temperature lower than −20 ° C. is set as a very low temperature region, and a temperature exceeding this, that is, a temperature lower than 0 ° C. to −20 ° C. is determined not to be a very low temperature range. .
In step S204, when it is determined that the ambient temperature is not lower than the predetermined cryogenic temperature range (in the case of NO), that is, in the case of the embodiment of the present invention, the ambient temperature is less than 0 ° C. In this case, it is estimated that the rotating portion of the
次いで、起動の際の駆動パルス信号のデューティ(duty)が所定値w2%(w2>w1)に設定されて(図6のステップS216参照)、次のステップS222の処理へ進み、この起動処理が失敗した際に再度一連の起動処理を繰り返す場合の繰り返し回数の上限値、すなわち、最大リトライ回数Rnが所定値βに設定されることとなる。 Next, the duty of the drive pulse signal at the time of activation is set to a predetermined value w2% (w2> w1) (see step S216 in FIG. 6), and the process proceeds to the next step S222. The upper limit value of the number of repetitions when the series of start-up processes is repeated again upon failure, that is, the maximum retry number Rn is set to the predetermined value β.
一方、先のステップS206において、雰囲気温度が予め定められた極低温域未満であると判定された場合(YESの場合)、すなわち、この例の場合、雰囲気温度が−20℃未満であると判定された場合には、ブラシレスモータ51の回転部分が凍結状態である可能性が極めて高いと推定されることから、相固定回数nが所定回数n3(n3>n2>n1)に設定されることとなる(図6のステップS212参照)。
次いで、起動の際の駆動パルス信号のデューティ(duty)が所定値w3%(w3>w2>w1)に設定されて(図6のステップS218参照)、次のステップS224の処理へ進み、この起動処理が失敗した際に再度一連の起動処理を繰り返す場合の繰り返し回数の上限値、すなわち、最大リトライ回数Rnが所定値γに設定されることとなる。
On the other hand, when it is determined in the previous step S206 that the ambient temperature is lower than the predetermined cryogenic temperature range (in the case of YES), that is, in this example, it is determined that the ambient temperature is lower than −20 ° C. In this case, it is estimated that there is a very high possibility that the rotating part of the
Next, the duty of the drive pulse signal at the time of activation is set to a predetermined value w3% (w3>w2> w1) (see step S218 in FIG. 6), and the process proceeds to the next step S224, and this activation When the process fails, the upper limit value of the number of repetitions when the series of activation processes is repeated again, that is, the maximum retry number Rn is set to the predetermined value γ.
そして、上述のステップS220、S222、S224のいずれかの処理が実行された後、相固定が行われる(図6のステップS226参照)。なお、相固定については、先の第1の駆動制御の例で説明した通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
この相固定は、予め設定された所定時間の間行われ(図6のステップS228参照)、所定時間経過したと判定されると、この時点における相固定回数計数用変数Nに1が加算されて変数Nが更新され(図6のステップS230参照)、次いで、Nの値が設定値nに等しいか否かが判定される(図6のステップS232参照)。
なお、ここで、変数Nは、先に述べた初期化(図6のステップS200参照)の際に零にリセットされるので、初回の相固定(ステップS224)の直後は、N=0+1=1となる。
Then, after any of the above-described steps S220, S222, and S224 is executed, phase locking is performed (see step S226 in FIG. 6). Note that phase locking is as described in the first example of drive control, and thus detailed description thereof is omitted here.
This phase locking is performed for a predetermined time set in advance (see step S228 in FIG. 6), and when it is determined that the predetermined time has elapsed, 1 is added to the phase fixing number counting variable N at this time. The variable N is updated (see step S230 in FIG. 6), and then it is determined whether the value of N is equal to the set value n (see step S232 in FIG. 6).
Here, since the variable N is reset to zero at the time of the initialization described above (see step S200 in FIG. 6), N = 0 + 1 = 1 immediately after the first phase locking (step S224). It becomes.
そして、ステップS232において、N=nではないと判定された場合(NOの場合)、すなわち、相固定が未だ所定回数n行われていないと判定された場合には、先のステップS226へ戻り、それ以後の一連の処理が繰り返されることとなる。
一方、ステップS232において、N=nであると判定された場合(YESの場合)、すなわち、相固定が所定回数n行われたと判定された場合には、ロータ位置が検出されたか否かが判定されることとなる(図7のステップS234参照)。すなわち、位置検出回路103によって固定子巻線52a〜52cからの誘起電圧が検出されると、制御部101においては、この位置検出回路103の出力信号を基にロータ53の位置判定が可能となり、ロータ位置の判定が行われることとなる。このようにしてロータ位置が検出されたと判定された場合(YESの場合)には、センサレス運転が開始されることとなる(図7のステップS242参照)。なお、センサレス運転については、先の第1の駆動制御の例で説明した通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
If it is determined in step S232 that N = n is not satisfied (in the case of NO), that is, if it is determined that the phase fixing has not yet been performed n times, the process returns to the previous step S226, A series of subsequent processes will be repeated.
On the other hand, if it is determined in step S232 that N = n (in the case of YES), that is, if it is determined that the phase fixing has been performed n times, it is determined whether or not the rotor position has been detected. (See step S234 in FIG. 7). That is, when the induced voltage from the
一方、ステップS234において、ロータ位置検出がなされていないと判定された場合(NOの場合)には、この時点におけるリトライ回数計数用変数Nrに1が加算されて変数Nrが更新されて(図7のステップS236参照)、次いで、Nrの値が設定値Rnに等しいか否かが判定される(図7のステップS238参照)。そして、まだNrは所定値Rnに達していないと判定された場合(NOの場合)には、先のステップS226へ戻り、それ以後の一連の処理が繰り返されることとなる。一方、ステップS238において、Nrが所定値Rnに達したと判定された場合(YESの場合)には、何らかの異常等の原因により起動の可能性が無いとして駆動が中止されることとなる(図7のステップS240参照)。 On the other hand, if it is determined in step S234 that the rotor position has not been detected (in the case of NO), 1 is added to the retry count counting variable Nr at this time, and the variable Nr is updated (FIG. 7). Next, it is determined whether or not the value of Nr is equal to the set value Rn (see step S238 of FIG. 7). When it is determined that Nr has not yet reached the predetermined value Rn (in the case of NO), the process returns to the previous step S226, and a series of subsequent processes are repeated. On the other hand, if it is determined in step S238 that Nr has reached the predetermined value Rn (in the case of YES), the drive is stopped because there is no possibility of activation due to some abnormality or the like (FIG. 7 step S240).
上述した第2の駆動制御例においては、雰囲気温度が低下するに応じて相固定の回数を増やすようにし、しかも、駆動パルス信号のデューティを増すようにしたことで、雰囲気温度が低下するに応じて相固定による固定子巻線52a〜52cにおける発熱量を増大させることができ、それ故、雰囲気温度に応じたその発熱によって、凍結のある場合にその部分の解凍を促すことができ、凍結状態にある場合にもブラシレスモータ51を起動することができる。
また、第2の駆動制御例においては、起動に失敗した場合に、雰囲気温度に応じて定められる回数、起動のための一連の処理が繰り返されるため、ブラシレスモータ51の回転部分が凍結状態には無くとも、例えば、ロータ53の図示されない回転軸を支持するベアリングにおける錆の発生や、グリス抜けなどにより静止トルクが増大して、一度起動に失敗しても、リトライされるため、それによる起動の可能性が大となり、従来に比してより信頼性の高い起動制御が実現できるものとなっている。
なお、駆動中止(図7のステップS240参照)を行う場合、これと同時に、又は、駆動中止とすることに代えて、警報音の発生や、警報灯の点灯などの警報動作を行うようにしても良い。
In the second drive control example described above, the number of phase fixations is increased as the ambient temperature decreases, and the duty of the drive pulse signal is increased, so that the ambient temperature decreases. Thus, the amount of heat generated in the
Further, in the second drive control example, when the start-up fails, a series of processes for start-up is repeated a number of times determined according to the ambient temperature, so that the rotating portion of the
When stopping driving (see step S240 in FIG. 7), an alarm operation such as generation of an alarm sound or lighting of an alarm lamp is performed at the same time or instead of stopping driving. Also good.
次に、第3の駆動制御の例について、図8及び図9に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
この第3の駆動制御は、特に、第2の駆動制御同様、冬季におけるブラシレスモータ51の回転部分の凍結状態や、回転部分のグリスの粘性低下による静止トルクの増大が生じている場合などにおける起動を確実に行うために好適なものである。
以下、具体的に説明すれば、制御部101による処理が開始されると、まず、第1回目の相固定(図8においては「相固定1」と表記)が所定時間の間行われ(図8のステップS300及びステップS302参照)、相固定の開始から所定時間経過したと判定されると、第2回目の相固定(図8においては「相固定2」と表記)が所定時間行われる(図8のステップS304及びステップ306参照)。
なお、第1の駆動制御例で説明したように、相固定を行うことは同時に位置検出回路103の初期化を行うことにもなることは先の例と同様である。
Next, an example of the third drive control will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
This third drive control is activated in particular when the rotating part of the
Specifically, when the processing by the
Note that, as described in the first drive control example, performing phase locking also simultaneously initializes the
そして、相固定2の開始から所定時間経過したと判定されると(図8のステップS306参照)、温度センサ11により検出された雰囲気温度の読み込みが行われ(図8のステップS308参照)、次いで、雰囲気温度が予め定められた低温域以下であるか、低温域を越える温度であるか否かが判定される(図8のステップS310参照)。この雰囲気温度が所定の低温域未満であるか否かの判定は、先に図6を参照しつつ説明した第2の駆動制御におけるステップS204の処理と基本的に同一であり、この例においても、先の第2の駆動制御例と同様に、0℃未満を低温域と設定している。
When it is determined that a predetermined time has elapsed from the start of phase fixing 2 (see step S306 in FIG. 8), the ambient temperature detected by the
しかして、ステップS310において、雰囲気温度は所定の低温域未満ではないと判定された場合(NOの場合)、換言すれば、0℃以上であると判定された場合には、第3回目の相固定が行われることとなる(図8のステップS314参照)。
一方、先のステップS310において、雰囲気温度が予め定められた低温域未満であると判定された場合(YESの場合)には、さらに雰囲気温度が予め定められた極低温域未満であるか否かが判定されることとなる(図8のステップS312参照)。この雰囲気温度が所定の極低温域未満であるか否かの判定は、先に図6を参照しつつ説明した第2の駆動制御におけるステップS206の処理と基本的に同一であり、この例においても、先の第2の駆動制御例と同様に、−20℃未満を極低温域と設定している。
Therefore, if it is determined in step S310 that the ambient temperature is not lower than the predetermined low temperature range (in the case of NO), in other words, if it is determined that the ambient temperature is 0 ° C. or higher, the third phase. Fixing is performed (see step S314 in FIG. 8).
On the other hand, if it is determined in step S310 that the ambient temperature is lower than the predetermined low temperature range (in the case of YES), whether or not the ambient temperature is further lower than the predetermined cryogenic temperature range. Is determined (see step S312 in FIG. 8). The determination as to whether or not the ambient temperature is lower than a predetermined cryogenic temperature region is basically the same as the process of step S206 in the second drive control described above with reference to FIG. In the same manner as in the second example of drive control, a temperature of less than −20 ° C. is set as the extremely low temperature range.
そして、ステップS312において、雰囲気温度は所定の極低温域未満ではないと判定された場合(NOの場合)、換言すれば、雰囲気温度は、0度未満〜−20℃までにあると判定された場合には、同期運転としての固定子巻線52a〜52cへの第1回目の励磁(図8においては「同期運転1」と表記)が行われ(図8のステップS316参照)、次いで、同期運転としての第2回目の励磁(図8においては「同期運転2」と表記)が行われる(図8におけるステップS318参照)。なお、この実施の形態における同期運転としての励磁は、駆動パルス信号のデューティとその繰り返し周波数は、起動のために予め定めた値に固定されて行われるものとなっている。
In step S312, when it is determined that the ambient temperature is not lower than the predetermined cryogenic temperature range (in the case of NO), in other words, the ambient temperature is determined to be less than 0 ° C. to −20 ° C. In this case, the first excitation (noted as “
また、一方、ステップS312において、雰囲気温度は所定の極低温域未満であると判定された場合(YESの場合)、すなわち、この例の場合、雰囲気温度が−20℃未満であると判定された場合には、同期運転としての固定子巻線52a〜52cへの励磁が、先の雰囲気温度が0℃未満〜−20℃までにあると判定された場合と同様に行われることとなるが、この場合、励磁は4回行われることとなる(図8のステップS320〜S326参照)。なお、この場合の励磁も、先のステップS316,S318で説明したと同様に、駆動パルス信号のデューティ、繰り返し周期は所定値に固定して行われるものとなっている。
On the other hand, when it is determined in step S312 that the ambient temperature is lower than a predetermined cryogenic temperature range (in the case of YES), that is, in this example, it is determined that the ambient temperature is lower than −20 ° C. In this case, excitation to the
そして、上述のステップS314、S318,S326のいずれかの処理が実行されると、所定時間内にロータ位置が検出されたか否かが判定される(図9のステップS328参照)。すなわち、先に第2の駆動制御におけるステップS234で説明したように、位置検出回路103の出力信号に基づいて制御部101において、ロータ位置の判定が行われることとなり、ロータ位置が判定された場合には、ロータ位置が検出されたとしてセンサレス運転に移行することとなる(図9のステップS330参照)。
一方、ステップS328において、所定時間内にロータ位置が検出されないと判定された場合(NOの場合)には、先のステップS300へ戻り一連の処理が再度繰り返されることとなる。
Then, when any of the above-described steps S314, S318, and S326 is executed, it is determined whether or not the rotor position has been detected within a predetermined time (see step S328 in FIG. 9). That is, when the rotor position is determined by the
On the other hand, when it is determined in step S328 that the rotor position is not detected within a predetermined time (in the case of NO), the process returns to the previous step S300 and the series of processes is repeated again.
図10には、上述した起動制御における固定子巻線52a〜52cへ対する励磁例が示されており、同図は、特に、同期運転としての2回の励磁を行ってセンサレス運転に入る場合の例、すなわち、図8のステップS300、S306を経た後、ステップS316、S318が実行されてセンサレス運転に至る場合の固定子巻線52a〜52cへの駆動パルス信号の状態、位置検出回路103の入力状態の変化の一例を示したものである。
FIG. 10 shows an example of excitation for the
同図において、左欄の「出力」の表記は、U相、V相、W相、すなわち、本発明の実施の形態においては、固定子巻線52a、52b、52cへ対する駆動回路102からの出力信号、換言すれば、駆動パルス信号を意味する。そして、その行方向には、先に述べた「相固定1」及び「相固定2」、「同期運転1」及び「同期運転2」並びにその後の「センサレス運転」の順で、それぞれにおける駆動パルス信号のレベルに対応する論理値が表示されている。なお、同図において、「H」は、論理値Highを、「L」は、論理値Lowを、それぞれ意味するものとする。
In the figure, the notation of “output” in the left column is the U-phase, V-phase, W-phase, that is, in the embodiment of the present invention, from the
また、図10において、その左欄の「入力」の表記は、位置検出回路103の入力信号の意味である。本発明の実施の形態においては、先に位置検出回路103についての説明の箇所で説明したように、固定子巻線52a〜52cのU相、V相、W相における電圧がそれぞれ印加されるものとなっている。そして、同図においては、「入力」と表記されたその行方向には、各励磁段階における位置検出回路103への入力信号のレベルに対応する論理値が表示されている。
なお、図10において、「相固定」、「同期運転」「センサレス運転」の各励磁段階を表す文字の下部に表記された括弧書きの番号は、相固定1からの順番を表す番号である。
Further, in FIG. 10, the notation “input” in the left column means the input signal of the
In FIG. 10, the numbers in parentheses written below the letters representing the excitation phases of “phase fixing”, “synchronous operation”, and “sensorless operation” are numbers indicating the order from phase fixing 1.
この図10に示された例では、最初の励磁である相固定(図8のステップS300の相固定1)において、V相からU相へ励磁電流が流れるようにV相が論理値High、U相が論理値Lowとされ、続く二回目の相固定(図8のステップS304の相固定2)では、W相からU相へ励磁電流が流れるようにW相がHigh、U相が論理値Lowとされる。
次に、第2回目の相固定の励磁状態を基準として同期運転による第1回目の励磁が行われることとなり、W相からV相へ励磁電流が流れるようにW相が論理値High、V相が論理値Lowとされる。次いで、同期運転に基づくタイミングで同期運転としての2回目の励磁がなされ、U相からV相へ励磁電流が流れるようにU相が論理値High、V相が論理値Lowとされる。
In the example shown in FIG. 10, in the phase fixing that is the first excitation (phase fixing 1 in step S <b> 300 in FIG. 8), the V phase has logical values High and U so that the excitation current flows from the V phase to the U phase. In the second phase fixing (phase fixing 2 in step S304 in FIG. 8), the W phase is high and the U phase is the logical value Low so that the excitation current flows from the W phase to the U phase. It is said.
Next, the first excitation by the synchronous operation is performed on the basis of the second phase-fixed excitation state, and the W phase has the logical values High and V phase so that the excitation current flows from the W phase to the V phase. Is the logical value Low. Next, the second excitation as the synchronous operation is performed at the timing based on the synchronous operation, and the U phase is set to the logical value High and the V phase is set to the logical value Low so that the excitation current flows from the U phase to the V phase.
そして、同期運転としての第2回目の励磁が行われるまでは、固定子巻線52a〜52cには誘起電圧が発生しないため、位置検出回路103に入力される信号は、駆動パルス信号と同一の論理レベルとなる(図10の参照)。
2回目の同期運転による励磁がなされた後は、ロータ53の回転を阻害する要因がなければロータ53が回転を始めるため、センサレス運転としての最初の励磁が行われることとなる(図10において「センサレス運転(5)」の列参照)。すなわち、直前の同期運転における励磁を基準として、U相が論理値High、W相が論理値Lowとされる。そして、この場合、位置検出回路103のV相に対応する入力段には、固定子巻線52bへ誘起された誘起電圧が入力されることとなり、次のセンサレス運転としての励磁(図10において「センサレス運転(6)」と表記された列参照)のタイミングは、位置検出回路103によって制御部101へ読み込まれたそのV相の誘起電圧に基づいて決定されて、V相が論理値High、W相が論理値Lowとされる。以下同様にしてセンサレス運転が継続されてゆくこととなる(図10において「センサレス運転(7)」と表記された列参照)。
Since no induced voltage is generated in the
After the excitation by the second synchronous operation, the
上述した第3の駆動制御例においては、雰囲気温度が所定の低温域以上である場合には、相固定の後にセンサレス運転へ移行する一方、低温域未満の場合には、その温度に応じて同期運転を経てセンサレス運転へ移行するが、同期運転の期間は励磁回数にして数回程度であるので、ロータ53の1回転にも満たず、この点、起動時に数十回転の同期運転を行う従来の起動制御に比して、迅速な起動が可能となるだけでなく、同期回転が1回転にも満たないため、従来、数十回転に渡る同期回転により生じていた振動や騒音に起因する使用者における不快感の惹起という問題が解消されることとなる。
In the above-described third drive control example, when the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, the phase shifts to the sensorless operation, while when the ambient temperature is lower than the low temperature range, synchronization is performed according to the temperature. The operation shifts to the sensorless operation after the operation, but the period of the synchronous operation is about several times as the number of excitations. Therefore, the rotation of the
次に、第4の駆動制御の例について、図11及び図12に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
この第4の駆動制御は、概括的には、先の第2及び第3の駆動制御の機能を併せもったものである。なお、図11及び図12においては、先の図6、図7及び図8に示されたステップの処理と同一の処理を行うステップについては、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
以下、具体的に説明すれば、制御部101による処理が開始されると、先に図6を参照しつつ説明した第2の駆動制御例と同様に、初期化(図11のステップS200参照)に次いで、雰囲気温度の読み込みが行われ(図11のステップS202参照)、雰囲気温度に応じて所定回数の相固定が実行される(図11のステップS204〜ステップS232参照)。
Next, an example of the fourth drive control will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
This fourth drive control generally has the functions of the second and third drive controls. In FIG. 11 and FIG. 12, steps that perform the same processing as the steps shown in FIG. 6, FIG. 7 and FIG. Omitted, the following description will focus on differences.
Hereinafter, specifically, when the processing by the
雰囲気温度に応じた所定回数の相固定が行われた後は、再度、雰囲気温度が判定され、その判定結果に応じて、スタート通電又は所定回数の同期運転が行われることとなる(図12のステップS310〜S326参照)。
ここで、この駆動制御では、ステップS310において、雰囲気温度が所定の低温域未満ではないと判定された場合(NOの場合)、スタート通電が行われる(図12のステップS314A参照)。このスタート通電は、先に図4を参照しつつ説明した第1の駆動制御例のステップS108におけるスタート通電と同一のものであり、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
After a predetermined number of phases are fixed according to the ambient temperature, the ambient temperature is determined again, and start energization or a predetermined number of synchronous operations are performed according to the determination result (FIG. 12). Steps S310 to S326).
Here, in this drive control, when it is determined in step S310 that the ambient temperature is not lower than the predetermined low temperature range (in the case of NO), start energization is performed (see step S314A in FIG. 12). This start energization is the same as the start energization in step S108 of the first drive control example described above with reference to FIG. 4, and detailed description thereof is omitted here.
上述のようにして、スタート通電(図12のステップS314A)又は雰囲気温度に応じた同期運転(図12のステップS316及びS318、ステップS320〜S326参照)が行われた後、ロータ位置が検出されたか否かが判定され(図12のステップS234参照)、ロータ位置が検出された場合には、センサレス運転へ移行することとなる(図12のステップS242参照)。一方、ステップS234において、ロータ位置は未だ検出されていないと判定された場合(NOの場合)には、先のステップS226以降の処理が所定回数繰り返されることとなり(図12のステップS236及びステップS238参照)、それでもなおもロータ位置検出がなされない場合には、何らかの異常等の原因により起動の可能性が無いとして駆動が中止されることとなる(図7のステップS240参照)。 As described above, after the start energization (step S314A in FIG. 12) or the synchronous operation according to the ambient temperature (see steps S316 and S318 in FIG. 12, steps S320 to S326), is the rotor position detected? It is determined whether or not (see step S234 in FIG. 12), and if the rotor position is detected, the operation proceeds to sensorless operation (see step S242 in FIG. 12). On the other hand, if it is determined in step S234 that the rotor position has not yet been detected (in the case of NO), the processing after step S226 is repeated a predetermined number of times (steps S236 and S238 in FIG. 12). However, if the rotor position is still not detected, the drive is stopped because there is no possibility of starting due to some abnormality or the like (see step S240 in FIG. 7).
11…温度センサ
51…ブラシレスモータ
52a〜52c…固定子巻線
53…ロータ
101…制御部
102…駆動回路
103…位置検出回路
DESCRIPTION OF
Claims (39)
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を開始することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。 A sensorless / brushless motor drive control method that determines the position of the rotor based on the voltage induced in the stator winding, and controls the excitation timing to the stator winding based on the determination result. There,
A plurality of phase-fixed excitations are performed on the stator winding in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator winding, and then the stator winding On the other hand, a drive control method for a sensorless / brushless motor, wherein excitation for starting rotation is started.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行うステップと、
回転のための最初の励磁を行うステップと、
前記回転のための最初の励磁の後、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
前記ステップにおいて、ロータ位置が検出されたと判定された場合、以後、検出されたロータ位置に基づくセンサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation is performed to rotate the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result. A sensorless / brushless motor drive control program executed in a sensorless / brushless motor drive control apparatus comprising:
Performing a plurality of phase-fixed excitations in a predetermined order with respect to the stator windings such that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings;
Performing initial excitation for rotation;
After the first excitation for the rotation, determining whether the rotor position is detected within a predetermined time based on the induced voltage generated in the stator winding in response to the excitation;
In the step, if it is determined that the rotor position is detected, then starting sensorless operation based on the detected rotor position;
A drive control program for a sensorless brushless motor, comprising:
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、
次いで、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation is performed to rotate the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
Performing a plurality of phase-fixed excitations in a predetermined order for the stator windings so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings;
Next, the sensorless / brushless motor drive control device is configured to start excitation for starting rotation of the stator winding.
回転開始のための励磁開始後、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合、以後、当該ロータ位置に基づくセンサレス運転に移行するよう構成されてなることを特徴とする請求項6記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
After starting excitation for rotation, it was determined whether the rotor position was detected within a predetermined time based on the induced voltage generated in the stator winding in response to the excitation, and it was determined that the rotor position was detected. In this case, the sensorless / brushless motor drive control device according to claim 6, wherein the driveless sensor is configured to shift to a sensorless operation based on the rotor position.
回転開始のための励磁開始後、所定時間内にロータ位置が検出されない場合、再度、相固定励磁から処理が繰り返されるよう構成されてなることを特徴とする請求項7記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
8. The sensorless brushless motor according to claim 7, wherein when the rotor position is not detected within a predetermined time after the excitation for starting the rotation, the process is repeated again from the phase-fixed excitation. Drive control device.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出された場合に、以後、検出されるロータ位置に基づいて前記固定子巻線へ対する励磁を切り換えてゆくセンサレス運転を開始することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。 A sensorless / brushless motor drive control method that determines the position of the rotor based on the voltage induced in the stator winding, and controls the excitation timing to the stator winding based on the determination result. There,
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, Set the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating the series of operations in the event of startup failure, depending on the ambient temperature,
Next, phase-fixed excitation is performed based on the setting, and after that, when the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding by the phase-fixed excitation, the detected rotor position is thereafter set. A sensorless / brushless motor drive control method, wherein a sensorless operation is started based on switching of excitation to the stator winding.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを、外部入力された雰囲気温度に応じてそれぞれ設定するステップと、
前記ステップにおいて設定された励磁回数で相固定励磁を行うステップと、
設定された励磁回数で相固定励磁がなされた後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたと判定された場合に、以後、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 The configuration is such that the position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, the excitation timing to the stator winding is controlled based on the determination result, and the rotor is rotated. A sensorless / brushless motor drive control program executed in a sensorless / brushless motor drive control apparatus,
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, A step of setting the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating a series of operations in the case of startup failure according to the externally input ambient temperature;
Performing phase-fixed excitation with the number of excitations set in the step;
Determining whether or not the rotor position has been detected based on the induced voltage generated in the stator winding by the phase-fixed excitation after the phase-fixed excitation has been performed with the set number of excitations;
When it is determined that the rotor position has been detected based on the induced voltage generated in the stator winding by phase-fixed excitation, the step of starting sensorless operation thereafter;
A drive control program for a sensorless brushless motor, comprising:
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、前記相固定励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づいてロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation is performed to rotate the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, Set the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating the series of operations in the event of startup failure, depending on the ambient temperature,
Next, phase fixed excitation is performed based on the setting, and then it is determined whether the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding by the phase fixed excitation, and the rotor position is detected. A sensorless / brushless motor drive control device configured to start sensorless operation when it is determined that the sensorless operation has been performed.
設定された励磁回数の相固定励磁を行った後に、当該相固定励磁により固定子巻線に生ずる誘起電圧に基づくロータ位置が検出されたか否かの判定において、ロータ位置が検出されないと判定された場合、設定された励磁回数の相固定励磁を、設定された繰り返し回数を限度として、前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すよう構成されてなることを特徴とする請求項15記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
After performing phase-fixed excitation for the set number of excitations, it was determined that the rotor position was not detected in determining whether the rotor position was detected based on the induced voltage generated in the stator winding by the phase-fixed excitation. 16. The sensorless brushless device according to claim 15, wherein the phase-fixed excitation of the set number of excitations is repeated until the rotor position is detected up to the set number of repetitions. Motor drive control device.
設定された励磁回数の相固定励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止するよう構成されてなることを特徴とする請求項16記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
17. The sensorless brushless motor according to claim 16, wherein the driving is stopped when the rotor position is not detected even if the fixed number of times of the set number of excitations is repeated a predetermined number of times. Drive control device.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にある場合には、再度、相固定励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出された場合、センサレス運転を開始することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。 The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation for rotating the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result is performed. A sensorless / brushless motor drive control method,
A plurality of phase-fixed excitations are performed on the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, and then the ambient temperature is a predetermined low temperature. If the rotor position is above the range, phase-fixed excitation is performed again, and if the rotor position is detected within a predetermined time based on the induced voltage generated in the stator winding in response to this, sensorless operation is started. A sensorless / brushless motor drive control method.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行うステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定するステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上にあると判定された場合、再度、相固定励磁を行うステップと、
前記再度行われた相固定励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 The configuration is such that the position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, the excitation timing to the stator winding is controlled based on the determination result, and the rotor is rotated. A sensorless / brushless motor drive control program executed in a sensorless / brushless motor drive control apparatus,
Performing a plurality of phase-fixed excitations in a predetermined order with respect to the stator windings such that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings;
Determining whether the ambient temperature is above a predetermined low temperature range; and
When it is determined that the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, a step of performing phase-fixed excitation again,
Determining whether the rotor position is detected within a predetermined time based on the induced voltage generated in the stator winding in response to the phase-fixed excitation performed again;
A step of starting sensorless operation when it is determined that the rotor position is detected;
A drive control program for a sensorless brushless motor, comprising:
雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第1の所定回数行うステップと、
前記第1の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項20記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 In determining whether or not the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, if it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined low temperature range, whether or not the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined extreme temperature range. A determining step;
When it is determined that the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined cryogenic temperature, performing a first predetermined number of excitations for synchronous operation;
Determining whether a rotor position has been detected within a predetermined time based on an induced voltage generated in a stator winding by excitation for the first predetermined number of times of synchronous operation;
A step of starting sensorless operation when it is determined that the rotor position is detected;
21. The drive control program for a sensorless brushless motor according to claim 20, comprising:
前記第2の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項21記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 In determining whether or not the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined extreme temperature range, when it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined extremely low temperature range, excitation for synchronous operation is performed for the first predetermined range. Performing a second predetermined number of times greater than the number of times;
Determining whether a rotor position has been detected within a predetermined time based on an induced voltage generated in the stator winding by excitation for the second predetermined number of times of synchronous operation;
A step of starting sensorless operation when it is determined that the rotor position is detected;
The drive control program for a sensorless / brushless motor according to claim 21, comprising:
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で複数回の相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上にあると判定された場合には、再度、相固定励磁を行い、それに応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が所定時間内に検出された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The configuration is such that the position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, the excitation timing to the stator winding is controlled based on the determination result, and the rotor is rotated. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
A plurality of phase-fixed excitations are performed on the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, and then the ambient temperature is a predetermined low temperature. If it is determined that the ambient temperature is higher than the predetermined low temperature range, phase-fixed excitation is performed again, and the induced voltage generated in the stator winding is changed accordingly. It is determined whether the rotor position is detected within a predetermined time based on this, and when the rotor position is detected within the predetermined time, the sensorless brushless motor is configured to start the sensorless operation. Control device.
雰囲気温度が所定の低温域未満であると判定された場合には、雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第1の所定回数行い、当該第1の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項23記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
When it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined low temperature range, it is determined whether the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined extreme temperature range, and the ambient temperature is determined to be equal to or higher than the predetermined cryogenic temperature. In this case, excitation for synchronous operation is performed a first predetermined number of times, and the rotor position is within a predetermined time based on the induced voltage generated in the stator winding by the first predetermined number of excitations for synchronous operation. 24. The sensorless brushless motor drive control device according to claim 23, wherein the sensorless brushless motor drive control device is configured to start sensorless operation when it is determined whether or not the rotor position has been detected.
雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度は、予め定められた極低温域未満であると判定された場合、同期運転のための励磁を第1の所定回数より大きい第2の所定回数行うステップと、
前記第2の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が所定時間内に検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項24記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
In determining whether or not the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined extreme temperature range, when it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined extremely low temperature range, excitation for synchronous operation is performed for the first predetermined range. Performing a second predetermined number of times greater than the number of times;
Determining whether a rotor position has been detected within a predetermined time based on an induced voltage generated in the stator winding by excitation for the second predetermined number of times of synchronous operation;
25. The sensorless / brushless motor drive control device according to claim 24, wherein the sensorless operation is started when it is determined that the rotor position is detected.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上にある場合に、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を行い、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出された場合、以後、センサレス運転に移行することを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御方法。 The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation for rotating the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result is performed. A sensorless / brushless motor drive control method,
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, Set the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating the series of operations in the event of startup failure, depending on the ambient temperature,
Next, phase-fixed excitation is performed based on the setting. Thereafter, when the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, excitation for starting rotation is performed on the stator winding, and according to the excitation. When the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding, the sensorless / brushless motor drive control method is shifted to sensorless operation thereafter.
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを、外部入力された雰囲気温度に応じてそれぞれ設定するステップと、
前記ステップにおいて設定された励磁回数で相固定励磁を行うステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上にあるか否かを判定するステップと、
雰囲気温度が所定の低温域以上であると判定された場合、前記固定子巻線へ対して回転開始のための励磁を行うステップと、
回転開始のための励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 The configuration is such that the position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, the excitation timing to the stator winding is controlled based on the determination result, and the rotor is rotated. A sensorless / brushless motor drive control program executed in a sensorless / brushless motor drive control apparatus,
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, A step of setting the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating a series of operations in the case of startup failure according to the externally input ambient temperature;
Performing phase-fixed excitation with the number of excitations set in the step;
Determining whether the ambient temperature is above a predetermined low temperature range; and
When it is determined that the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, exciting the stator winding for starting rotation;
Determining whether the rotor position is detected based on an induced voltage generated in the stator winding in response to excitation for starting rotation;
A step of starting sensorless operation when it is determined that the rotor position is detected;
A drive control program for a sensorless brushless motor, comprising:
雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第1の所定回数行うステップと、
前記第1の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項30記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 In determining whether or not the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, if it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined low temperature range, whether or not the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined extreme temperature range. A determining step;
When it is determined that the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined cryogenic temperature, performing a first predetermined number of excitations for synchronous operation;
Determining whether a rotor position has been detected based on an induced voltage generated in the stator winding by excitation for the first predetermined number of times of synchronous operation;
A step of starting sensorless operation when it is determined that the rotor position is detected;
31. A drive control program for a sensorless brushless motor according to claim 30, comprising:
前記第2の所定回数の同期運転のための励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定するステップと、
ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するステップと、
を具備してなることを特徴とする請求項30記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御プログラム。 In determining whether or not the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined extreme temperature range, when it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined extremely low temperature range, excitation for synchronous operation is performed for the first predetermined range. Performing a second predetermined number of times greater than the number of times;
Determining whether a rotor position is detected based on an induced voltage generated in a stator winding by excitation for the second predetermined number of times of synchronous operation;
A step of starting sensorless operation when it is determined that the rotor position is detected;
31. A drive control program for a sensorless brushless motor according to claim 30, comprising:
当該駆動制御装置は、
前記ロータが励磁された固定子巻線に対応して固定されるよう前記固定子巻線に対して予め定められた順で励磁を行う相固定励磁の回数と、当該相固定励磁の際に前記固定子巻線へ印加される駆動パルス信号のデューティと、起動失敗の際に一連の動作を繰り返す繰り返し回数とを雰囲気温度に応じてそれぞれ設定し、
次いで、前記設定に基づいて相固定励磁を行い、しかる後、雰囲気温度が所定の低温域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が所定の低温域以上であると判定された場合に、前記固定子巻線に対して回転開始のための励磁を行い、当該励磁に応じて固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The position of the rotor is determined based on the voltage induced in the stator winding, and the sensorless operation for rotating the rotor by controlling the excitation timing to the stator winding based on the determination result is performed. A sensorless / brushless motor drive control device,
The drive control device
The number of phase-fixed excitations for exciting the stator windings in a predetermined order so that the rotor is fixed corresponding to the excited stator windings, Set the duty of the drive pulse signal applied to the stator winding and the number of repetitions of repeating the series of operations in the event of startup failure, depending on the ambient temperature,
Next, phase-fixed excitation is performed based on the setting, and then, it is determined whether the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, and when it is determined that the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined low temperature range, Excitation for starting rotation is performed on the stator winding, and it is determined whether the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding in response to the excitation, and the rotor position is detected. A sensorless / brushless motor drive control device configured to start sensorless operation when it is determined that the sensorless operation has been performed.
雰囲気温度が所定の低温域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度が所定の低温域未満であると判定された場合は、雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かを判定し、雰囲気温度が予め定めた極低温以上であると判定された場合、同期運転のための励磁を第1の所定回数行い、当該励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項35記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
In the determination of whether or not the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined low temperature range, if it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined low temperature range, whether or not the ambient temperature is equal to or higher than a predetermined extreme temperature range. If the ambient temperature is determined to be equal to or higher than a predetermined cryogenic temperature, excitation for synchronous operation is performed a first predetermined number of times, and the rotor position is determined based on the induced voltage generated in the stator winding by the excitation. 36. The drive control device for a sensorless brushless motor according to claim 35, wherein it is configured to start sensorless operation when it is determined whether or not a rotor position has been detected. .
雰囲気温度が予め定めた極温度域以上であるか否かの判定において、雰囲気温度は、予め定められた極低温域未満であると判定された場合、同期運転のための励磁を第1の所定回数より大きい第2の所定回数行い、当該励磁によって固定子巻線に生じた誘起電圧に基づきロータ位置が検出されたか否かを判定し、ロータ位置が検出されたと判定された場合に、センサレス運転を開始するよう構成されてなることを特徴とする請求項35記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
In determining whether or not the ambient temperature is equal to or higher than the predetermined extreme temperature range, when it is determined that the ambient temperature is lower than the predetermined extremely low temperature range, excitation for synchronous operation is performed for the first predetermined range. A second predetermined number of times greater than the number of times, and it is determined whether or not the rotor position is detected based on the induced voltage generated in the stator winding by the excitation, and when it is determined that the rotor position is detected, the sensorless operation is performed. 36. The drive control device for a sensorless brushless motor according to claim 35, wherein the drive control device is configured to start the motor.
固定子巻線へ対する回転開始のための励磁、 第1の所定回数の同期運転のための励磁、又は、第2の所定回数の同期運転のための励磁のいずれかが実行された後におけるロータ位置が検出されたか否かの判定において、ロータ位置が検出されないと判定された場合、雰囲気温度に応じて設定された繰り返し回数を限度として、相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を前記ロータ位置の検出がなされるまで繰り返すよう構成されてなることを特徴とする請求項35、36又は37記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
The rotor after the excitation for starting rotation of the stator winding, the excitation for the first predetermined number of times of synchronous operation, or the excitation for the second predetermined number of times of synchronous operation is executed In the determination of whether or not the position has been detected, if it is determined that the rotor position is not detected, up to the number of repetitions set according to the ambient temperature, phase-fixed excitation and excitation for the subsequent rotation start or 38. The sensorless / brushless motor drive control device according to claim 35, 36, or 37, wherein excitation for synchronous operation according to an ambient temperature is repeated until the rotor position is detected.
相固定励磁と、その後の回転開始のための励磁又は雰囲気温度に応じた同期運転のための励磁を、所定の繰り返し回数行ってもロータ位置の検出がなされない場合、駆動を中止するよう構成されてなることを特徴とする請求項38記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device
If the rotor position is not detected even after a predetermined number of repetitions of phase-fixed excitation and excitation for the start of subsequent rotation or synchronous operation according to the ambient temperature, the drive is stopped. 39. The sensorless / brushless motor drive control device according to claim 38.
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