JP5206619B2 - Drive method and drive control apparatus for brushless three-phase DC motor - Google Patents
Drive method and drive control apparatus for brushless three-phase DC motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5206619B2 JP5206619B2 JP2009181831A JP2009181831A JP5206619B2 JP 5206619 B2 JP5206619 B2 JP 5206619B2 JP 2009181831 A JP2009181831 A JP 2009181831A JP 2009181831 A JP2009181831 A JP 2009181831A JP 5206619 B2 JP5206619 B2 JP 5206619B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- rotor
- angle
- brushless
- positioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 115
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 86
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 45
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 77
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- YDLQKLWVKKFPII-UHFFFAOYSA-N timiperone Chemical compound C1=CC(F)=CC=C1C(=O)CCCN1CCC(N2C(NC3=CC=CC=C32)=S)CC1 YDLQKLWVKKFPII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950000809 timiperone Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/21—Open loop start
Description
本発明は、ブラシレス三相直流モータの駆動方法及び当該モータの駆動を制御するブラシレス三相直流モータの駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a method for driving a brushless three-phase DC motor and a drive control device for a brushless three-phase DC motor that controls the driving of the motor.
従来、ブラシレス三相直流モータでは、インバータ回路によって転流タイミングを決めて電機子への通電位相を制御する同期運転を行い、回転子の位置検出が可能な回転数に達すると回転子位置を検出して通電位相を制御するモータ駆動制御を行う。そして、当該モータ駆動制御において、同期運転前等のモータ停止状態における回転子の位置決め処理は重要な制御工程である。従来のブラシレス三相直流モータでは、回転子の磁極位置を検出するために、ホール素子を備えないセンサレス方式を採用するものが知られている(例えば特許文献1及び2参照)。
Conventionally, in brushless three-phase DC motors, the inverter circuit determines the commutation timing and performs synchronous operation to control the energization phase to the armature, and the rotor position is detected when the number of rotations that can detect the rotor position is reached. Then, motor drive control for controlling the energization phase is performed. And in the said motor drive control, the positioning process of the rotor in motor stop states, such as before synchronous operation, is an important control process. Conventional brushless three-phase DC motors are known that employ a sensorless system that does not include a Hall element in order to detect the magnetic pole position of the rotor (see, for example,
特許文献1では、センサレス方式のブラシレス三相直流モータにおいて、始動時に第1位置決めとしてある固定された相を通電して一旦回転子をある位置まで回転させ、その後第2位置決めとして残りの相を通電し、第1位置決めによって決められる停止位置とは異なった位置に回転子を固定して運転を起動する技術が開示されている。
In
次に特許文献2では、回転子の停止状態において電機子に選択された起動パターンに従った起動電流を通電し、この起動電流に応答して回転子が動くことにより発生する誘起電圧に基づいて回転子の回転方向の正逆判定を行う。そして、回転子の回転方向が正転であると判定したときは当該誘起電圧に基づいて回転子の位置を検出し、その検出された位置に応じて回転子に回転トルクが加わるように電機子のU相、V相及びW相に流す電流を定めながら回転子を駆動するデューティー100%の閉ループ駆動を行う。そして、デューティー100%の閉ループ駆動によって回転子が所定回転数に達した後は、デューティーを制御することにより、回転子の回転数を制御して起動制御を完了する。
Next, in
一方、回転子が逆転であると判定したときは回転子の回転を停止する。次に電機子に再度選択された起動パターンに従った起動電流を印加し、再度、前述のように誘起電圧に基づいて回転子の回転方向の正逆判定を行うものである。 On the other hand, when it is determined that the rotor is reverse, the rotation of the rotor is stopped. Next, a startup current is applied to the armature according to the startup pattern selected again, and the forward / reverse determination of the rotational direction of the rotor is performed again based on the induced voltage as described above.
上記特許文献1の技術では、回転子の位置決め処理が実質的に2回行われるため、モータの起動前に行う回転子の位置決め完了までの時間を要してしまうという問題がある。また、特許文献1に記載の位置決め処理は、回転子の初期位置によっては回転子の回転移動範囲が大きくなることがある。
In the technique of the above-mentioned
また、上記特許文献2の技術では、前述の回転子の正逆回転判定において逆転であると判定された場合は、再度選択された起動パターンに従った通電がなされるため、このような通電の繰り返しが行われることにより、モータの起動完了までの時間を要してしまうという問題がある。
Further, in the technique of
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの起動までに要する時間の短縮化が図れるブラシレス三相直流モータの駆動方法及びブラシレス三相直流モータの駆動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless three-phase DC motor drive method and a brushless three-phase DC motor drive control device that can shorten the time required to start the motor. There is to do.
請求項1に記載の発明は、三相巻線を有する電機子と永久磁石を有する回転子とを備えるブラシレス三相直流モータの駆動方法に係る発明であって、
ブラシレス三相直流モータの停止状態からの起動に先立ち、三相巻線を二相通電したときに非通電の相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて回転子の磁極位置を検出する位置検出ステップと、
位置検出ステップで検出された回転子の磁極位置に基づいて回転子の位置決め角度を決定する位置決定ステップと、
位置決定ステップで決定された位置決め角度に回転子を位置決めするために通電すべき相巻線に対して通電を行う位置決め処理ステップと、を有し、
位置検出ステップでは、誘起電圧と基準電圧の比較結果に応じて、誘起電圧極性が負である比較結果のときには非通電の相巻線が位置する基準位置から回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲であり、誘起電圧極性が正である比較結果のときには非通電の相巻線が位置する基準位置から逆回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲である第一の角度範囲と、回転中心について第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲とからなる推定範囲を回転子の磁極位置として検出し、
位置決定ステップでは、位置検出ステップで検出された推定範囲に含まれない角度範囲であって、電気角でπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に、回転子の位置決め角度を決定することを特徴とする。
The invention according to
Prior to starting the brushless three-phase DC motor from the stopped state, the rotor magnetic poles are based on the result of comparing the reference voltage with the induced voltage generated in the non-energized phase winding when the three-phase winding is energized in two phases. A position detecting step for detecting a position;
A position determining step for determining a positioning angle of the rotor based on the magnetic pole position of the rotor detected in the position detecting step;
A positioning process step for energizing the phase winding to be energized in order to position the rotor at the positioning angle determined in the position determining step,
In the position detection step, according to the comparison result between the induced voltage and the reference voltage, when the comparison result has a negative induced voltage polarity , the electrical angle is π / 2 radians in the rotation direction from the reference position where the non-energized phase winding is located. This is the range up to the position where the angular displacement occurs , and in the comparison result where the induced voltage polarity is positive, from the reference position where the non-energized phase winding is located to the position where the electrical angle is displaced by π / 2 radians in the reverse rotation direction detecting a first angular range in the range, the estimation range consisting of a second angular range in a relationship of the first angle range and the point symmetry about the center of rotation as the magnetic pole position of the rotor,
In the position determination step, the positioning angle of the rotor is determined within an angle range that is not included in the estimation range detected in the position detection step and is an angle of electrical angle within π / 2 radians. Features.
この発明によれば、位置検出ステップで、非通電の相巻線に対応する位置を基準として定められた所定の角度範囲を含む上記推定範囲を回転子の磁極位置として検出し、さらに位置決定ステップで当該推定範囲に含まれない角度範囲であってπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に回転子の位置決め角度を決定するため、起動前に回転子を位置決めするための位置決め角度を、停止状態である回転子の磁極位置に対して半回転に満たない回転角度に決定することができる。これにより、停止状態の初期位置から起動前の位置決め位置までの回転子の角変位量を抑制することができ、さらに当該角変位量が小さいこともあり、回転子の位置決め動作が収束し易くなる。したがって、モータの起動までに要する時間の短縮化が図れるブラシレス三相直流モータの駆動方法を提供できる。 According to the present invention, in the position detecting step, the estimated range including the predetermined angle range defined with reference to the position corresponding to the non-energized phase winding is detected as the magnetic pole position of the rotor, and the position determining step In order to determine the positioning angle of the rotor within an angle range that is not included in the estimation range and is within π / 2 radians, stop the positioning angle for positioning the rotor before starting. The rotation angle can be determined to be less than a half rotation with respect to the magnetic pole position of the rotor in the state. As a result, the angular displacement amount of the rotor from the initial position in the stopped state to the positioning position before startup can be suppressed, and the angular displacement amount can be small, so that the positioning operation of the rotor is easy to converge. . Therefore, it is possible to provide a method for driving a brushless three-phase DC motor that can shorten the time required to start the motor.
請求項2に記載の発明によると、位置決定ステップでは、位置決め角度を、二相通電したときに電機子に形成される磁極に対応する位置から回転方向又は逆回転方向のいずれか一方に電気角でπ/6ラジアン角変位する位置に決定することを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, in the position determination step, the positioning angle is changed from the position corresponding to the magnetic pole formed in the armature when the two-phase energization is performed to the electrical angle in either the rotational direction or the reverse rotational direction. The position is determined to be displaced by π / 6 radians.
この発明によれば、位置決定ステップにおける回転子の位置決め角度は、二相通電したときの電機子の磁極に対応する位置から回転方向又は逆回転方向のいずれか一方にπ/6ラジアン角変位する位置に決定する。これにより、回転子の磁極は三相巻線への通電によって容易に形成される磁極位置に位置決めされるため、その回転動作の収束性が向上し、当該位置決めの位置に収束するまでの時間をさらに短時間にすることができる。したがって、さらにモータの起動までに要する時間の短縮化の向上が図れる。 According to this invention, the positioning angle of the rotor in the position determination step is displaced by π / 6 radians from the position corresponding to the magnetic pole of the armature when the two-phase energization is performed in either the rotational direction or the reverse rotational direction. Determine the position. As a result, the magnetic poles of the rotor are positioned at the magnetic pole positions that are easily formed by energizing the three-phase windings, so that the convergence of the rotating operation is improved and the time until convergence to the positioning positions is increased. Further, it can be shortened. Therefore, it is possible to further shorten the time required for starting the motor.
請求項3に記載の発明によると、位置検出ステップの前に行われる二相通電に先立って、三相巻線に対して所定の方向に電流を流す予備通電を位置決め処理ステップで実施される通電時間よりも短時間で行う予備通電ステップを有することを特徴とする。 According to the third aspect of the invention, prior to the two-phase energization performed before the position detection step, the energization performed in the positioning processing step is the pre-energization for flowing current in a predetermined direction to the three-phase winding. It has a preliminary energization step that is performed in a shorter time than the time.
この発明によれば、当該二相通電の前に予備通電を実施して回転子を停止状態から少しでも回転させることにより、二相通電の開始時に回転子の回転負荷が大きく回転子が回転し難い場合であっても、予備通電により回転子が回転し始めて当該回転負荷が軽減するため、二相通電時に非通電相の誘起電圧の検知を確実に行うことができる。したがって、回転子の磁極位置の検出確度が向上し、モータ起動までの時間短縮に寄与することができる。 According to the present invention, preliminary energization is performed before the two-phase energization and the rotor is rotated from the stopped state even a little, so that the rotor rotates with a large rotational load at the start of the two-phase energization. Even in a difficult case, the rotor starts to rotate by pre-energization and the rotational load is reduced, so that the induced voltage of the non-energized phase can be reliably detected during two-phase energization. Therefore, the detection accuracy of the magnetic pole position of the rotor is improved, which can contribute to shortening the time until the motor is started.
請求項4に記載の発明によると、位置決め処理ステップの前に、三相巻線に対して所定の方向に電流を流す予備通電を位置決め処理ステップで実施される通電時間よりも短時間で行う予備通電ステップを有することを特徴とする。 According to the fourth aspect of the present invention, the preliminary energization in which current is supplied to the three-phase winding in a predetermined direction before the positioning process step is performed in a shorter time than the energization time performed in the positioning process step. It has an energization step.
この発明によれば、当該位置決め処理の前に予備通電を実施して回転子を停止状態から少しでも回転させることにより、二相通電の開始時に回転子の回転負荷が大きく回転子が回転し難い場合であっても、予備通電により回転子が回転し始めて当該回転負荷が軽減するため、位置決め処理時に回転子の回転動作を確実、かつ円滑に行うことができる。したがって、回転子の位置決め処理の迅速化及び位置決め確度が向上し、モータ起動までの時間短縮に寄与することができる。 According to the present invention, preliminary energization is performed before the positioning process, and the rotor is rotated as little as possible from the stopped state, so that the rotor load is large at the start of the two-phase energization and the rotor is difficult to rotate. Even in this case, the rotor starts to rotate due to the preliminary energization and the rotational load is reduced. Therefore, the rotor can be rotated reliably and smoothly during the positioning process. Therefore, the speed of the rotor positioning process and the positioning accuracy are improved, which can contribute to shortening the time until the motor is started.
請求項5に記載の発明によると、位置検出ステップでは、二相通電をパルス幅変調制御によって行う場合には、パルス幅変調制御がオンしてから所定時間が経過した後、誘起電圧を検出することを特徴とする。この発明によれば、PWM制御がONした直後に発生しやすい振動波形を回避した誘起電圧の検出ができるため、円滑かつ迅速な回転子の位置検出を実施できる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によると、位置検出ステップでは、二相通電をパルス幅変調制御によって行う場合には、パルス幅変調制御に基づくゲート信号がオンからオフになった直後に、誘起電圧を検出することを特徴とする。この発明によれば、ゲート信号に対して実際の端子電圧波形の応答遅れを回避した誘起電圧の検出ができるため、円滑かつ迅速な回転子の位置検出を実施できる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によると、基準電圧は仮想中性点電圧又は電源電圧の半分に相当する電圧であることを特徴とする。 According to the invention described in claim 7, the reference voltage is a virtual neutral point voltage or a voltage corresponding to half of the power supply voltage.
請求項9に記載の発明は、三相巻線を有する電機子と永久磁石を有する回転子とを備えるブラシレス三相直流モータの駆動を制御するブラシレス三相直流モータの駆動制御装置に係る発明であって、
ブラシレス三相直流モータの停止状態からの起動に先立ち、三相巻線を二相通電したときに非通電の相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段によって検出された回転子の磁極位置に基づいて回転子の位置決め角度を決定する位置決定手段と、位置決定手段によって決定された位置決め角度に回転子を位置決めするために通電すべき相巻線に対して通電を行う位置決め処理手段と、を備え、
位置検出手段は、誘起電圧と基準電圧の比較結果に応じて、誘起電圧極性が負である比較結果のときには非通電の相巻線が位置する基準位置から回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲であり、誘起電圧極性が正である比較結果のときには非通電の相巻線が位置する基準位置から逆回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲である第一の角度範囲と、回転中心について第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲とからなる推定範囲を、回転子の磁極位置として検出し、
位置決定手段は、検出された推定範囲に含まれない角度範囲であって、電気角でπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に、回転子の位置決め角度を決定することを特徴とする。
The invention according to claim 9 is an invention relating to a drive control device for a brushless three-phase DC motor that controls the driving of a brushless three-phase DC motor including an armature having a three-phase winding and a rotor having a permanent magnet. There,
Prior to starting the brushless three-phase DC motor from the stopped state, the rotor magnetic poles are based on the result of comparing the reference voltage with the induced voltage generated in the non-energized phase winding when the three-phase winding is energized in two phases. Position detecting means for detecting the position; position determining means for determining the rotor positioning angle based on the magnetic pole position of the rotor detected by the position detecting means; and the rotor at the positioning angle determined by the position determining means. Positioning processing means for energizing the phase winding to be energized for positioning, and
In accordance with the comparison result between the induced voltage and the reference voltage, the position detection means is π / 2 radians in electrical rotation direction from the reference position where the non-energized phase winding is positioned when the comparison result has a negative induced voltage polarity. This is the range up to the position where the angular displacement occurs , and in the comparison result where the induced voltage polarity is positive, from the reference position where the non-energized phase winding is located to the position where the electrical angle is displaced by π / 2 radians in the reverse rotation direction An estimated range consisting of a first angle range that is a range and a second angle range that is point-symmetric with the first angle range with respect to the rotation center, is detected as the magnetic pole position of the rotor;
The position determining means determines the positioning angle of the rotor within an angular range that is not included in the detected estimated range and is an electrical angle within a range of π / 2 radians.
この発明によれば、位置検出手段は非通電の相巻線に対応する位置を基準として定められた所定の角度範囲を含む上記推定範囲を回転子の磁極位置として検出し、さらに位置決定手段は当該推定範囲に含まれない角度範囲であってπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に回転子の位置決め角度を決定する。このため、起動前に回転子を位置決めするための位置決め角度を、停止状態である回転子の磁極位置に対して半回転に満たない回転角度に決定することができる。これにより、停止状態の初期位置から起動前の位置決め位置までの回転子の角変位量を抑制することができ、さらに当該角変位量が小さいこともあり、回転子の位置決め動作が収束し易くなる。したがって、モータの起動までに要する時間の短縮化が図れるブラシレス三相直流モータの駆動制御装置を提供できる。 According to this invention, the position detecting means detects the estimated range including the predetermined angle range defined with reference to the position corresponding to the non-energized phase winding as the magnetic pole position of the rotor, and the position determining means The positioning angle of the rotor is determined within an angle range that is not included in the estimation range and is an angle range within π / 2 radians. For this reason, the positioning angle for positioning the rotor before activation can be determined to be a rotation angle that is less than half a rotation with respect to the magnetic pole position of the rotor in the stopped state. As a result, the angular displacement amount of the rotor from the initial position in the stopped state to the positioning position before startup can be suppressed, and the angular displacement amount can be small, so that the positioning operation of the rotor is easy to converge. . Therefore, it is possible to provide a drive control device for a brushless three-phase DC motor that can shorten the time required to start the motor.
請求項10に記載の発明によると、位置決定手段は、位置決め角度を、二相通電したときに電機子に形成される磁極に対応する位置から回転方向又は逆回転方向のいずれか一方に電気角でπ/6ラジアン角変位する位置に決定することを特徴とする。 According to the tenth aspect of the present invention, the position determining means sets the positioning angle from the position corresponding to the magnetic pole formed in the armature when the two-phase energization is performed to the electrical angle in either the rotational direction or the reverse rotational direction. The position is determined to be displaced by π / 6 radians.
この発明によれば、位置決定手段による回転子の位置決め角度は、二相通電したときの電機子の磁極に対応する位置から回転方向又は逆回転方向のいずれか一方にπ/6ラジアン角変位する位置に決定される。これにより、回転子の磁極は三相巻線への通電によって容易に形成される磁極位置に位置決めされるため、その回転動作の収束性が向上し、当該位置決めの位置に収束するまでの時間をさらに短時間にすることができる。したがって、さらにモータの起動までに要する時間の短縮化の向上が図れる。 According to this invention, the positioning angle of the rotor by the position determining means is displaced by π / 6 radians in either the rotational direction or the reverse rotational direction from the position corresponding to the magnetic pole of the armature when the two-phase energization is performed. Determined to position. As a result, the magnetic poles of the rotor are positioned at the magnetic pole positions that are easily formed by energizing the three-phase windings, so that the convergence of the rotating operation is improved and the time until convergence to the positioning positions is increased. Further, it can be shortened. Therefore, it is possible to further shorten the time required for starting the motor.
請求項8又は請求項11に記載の発明によると、ブラシレス三相直流モータはフューエルポンプのアクチュエータであることを特徴とする。 According to invention of Claim 8 or Claim 11, a brushless three-phase DC motor is an actuator of a fuel pump, It is characterized by the above-mentioned.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 A plurality of modes for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly shown unless there is a problem with the combination. It is also possible.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態におけるブラシレス三相直流モータの駆動制御装置の概略構成を示す回路図である。本実施形態のブラシレス三相直流モータの駆動制御装置は、各種アクチュエータに用いることができるが、ここでは車載用フューエルポンプのアクチュエータに用いるものとする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a drive control device for a brushless three-phase DC motor in the first embodiment. The drive control device for the brushless three-phase DC motor of this embodiment can be used for various actuators, but here it is used for the actuator of an in-vehicle fuel pump.
図1に示すように、ブラシレス三相直流モータの駆動制御装置1(以下、単に「ブラシレスモータの駆動制御装置1」ともいう)は、モータ10に電圧を印加する電圧印加部20、インバータ回路70のスイッチング素子を駆動する駆動回路30、駆動回路30を介してインバータ回路70を制御する制御回路50、及び回転子15の磁極位置を検知するための位置検知手段40を備えている。
As shown in FIG. 1, a brushless three-phase DC motor drive control device 1 (hereinafter also simply referred to as “brushless motor
電圧印加部20は、電源60及びインバータ回路70を備えており、モータ10への電圧印加を行うとともに、例えば、モータ10の起動前に通電すべき相巻線に対して通電を行って回転子15を位置決めする位置決め処理手段でもある。電源60は車載用のバッテリである。
The
モータ10は、三相のブラシレス直流モータであり、電機子14と、電機子14に対して回転する回転子15を備えるとともに、回転子15の位置検出のためのホール素子等を備えないセンサレス方式のモータである。回転子15は磁極を有する円盤状部材であり、例えば表面に永久磁石が貼付されている。電機子14に形成されたブラシレス直流モータの三相(U相巻線11、V相巻線12、W相巻線13)には、インバータ回路70が接続されている。
The
インバータ回路70は、三相インバータ回路であり、電源60側の電圧をモータ10の三相のそれぞれへの印加を切り換えるものである。インバータ回路70は、電界効果トランジスタの一種である6個のMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)71,72,73,74,75,76(以下、単に「FET71,72,73,74,75,76」とする)を備えている。これらFET71〜76は、スイッチング素子として機能し、ゲートの電位により、ドレン−ソース間がONまたはOFFされて導通または遮断される。以下、FET71,72,73,74,75,76は、それぞれSU+,SV+,SW+,SU−,SV−,SW−と表現することもある。FET71〜76の各ゲートは、駆動回路30の出力端子に接続されている。これらの構成により、制御回路50は、駆動回路30を経由してFET71〜76のそれぞれのON,OFFを切り換え可能である。
The
位置検知手段40は、3つのコンパレータ41,42,43及び抵抗44,45,46,47,48,49から構成されて、回転子15の磁極位置を検知するための信号を制御回路50に出力する。モータ10の各相巻線11,12,13の一端は、抵抗44,45,46にそれぞれ接続されており、抵抗44がコンパレータ41の入力端子(+側端子)に、抵抗45がコンパレータ42の入力端子(+側端子)に、抵抗46がコンパレータ43の入力端子(+側端子)に、それぞれ接続されている。さらに、モータ10の各相巻線11,12,13の一端は、それぞれ抵抗47,48,49を介して共通の1点に接続されており、この共通接続点が仮想中性点となっている。コンパレータ41,42,43の各反転入力端子は、この仮想中性点に接続されている。そして、各コンパレータ41,42,43は、入力端子に入力される各相の誘起電圧と、基準電圧に採用する上記仮想中性点の電圧とを比較して、比較結果(誘起電圧と基準電圧との差)を回転子15の位置検知信号として出力するように構成されている。この構成により、いわゆる二相通電が実行された場合には、通電が行われていない開放相に対応するコンパレータは、当該開放相に発生する誘起電圧から基準電圧を差し引いた結果得られる正負いずれかの極性(誘起電圧極性)を位置検知信号として制御回路50に出力するものである。
The position detection means 40 includes three
制御回路50は、駆動回路30を介してインバータ回路70のFET71〜76のスイッチングを制御することでモータ10の出力を制御する。制御回路50は、モータ10の停止状態からの起動前に、位置検出手段40のコンパレータ41,42,43から入力される回転子15の位置検知信号に基づいて回転子15の磁極位置の推定範囲を検出する。さらに制御回路50は、当該推定範囲に応じて予め対応づけされている位置決め角度に、当該モータ起動前の回転子15の位置を決定する。このように制御回路50は、回転子15の磁極位置の推定範囲を検出する位置検出手段として機能し、モータ起動前の回転子15の位置決め角度を決定する位置決定手段としても機能する。また、制御回路50には、インバータ回路70(すなわちモータ10)に流れる電流を示す検出信号が入力されるようになっている。
The
また上記構成において、回転子15が停止しているときは電機子14の巻線11〜13から誘起電圧が発生していないから回転子15の位置が検知できない。このため、制御回路50は、ある一定周期で強制転流を行う。そして、回転子15が回り始めると、電機子14の各相巻線11〜13から発生する誘起電圧に基づいてコンパレータ41〜43から位置検知信号が出力されるようになり、制御回路50は、この位置検知信号をもとに次回の転流タイミング、すなわち通電相の切換タイミングを決定し、この当該タイミングで転流を実行し、いわゆるセンサレス駆動制御が行われる。さらに制御回路50は、PWM制御(パルス幅変調制御)のデューティーを増加させてモータ10の回転速度を上げるようになっている。また制御回路50は、PWM制御のデューティーを制御することにより、当該回転速度を制御することができる。そして、制御回路50は、上記の位置検知信号に基づいて回転速度を検出し、モータ10が設定された回転速度になるようにPWM制御のデューティーをフィードバック制御するものである。
Further, in the above configuration, when the
また、上記のブラシレスモータの駆動制御装置1の他の例として、図2に示すようなブラシレス三相直流モータの駆動制御装置1A(以下、単に「ブラシレスモータの駆動制御装置1A」ともいう)を採用してもよい。この場合にはブラシレスモータの駆動制御装置1Aは、ブラシレスモータの駆動制御装置1と異なり、基準電圧として電源電圧VDCの半分の電圧値である1/2VDCを採用し、これに伴い図2に示す位置検知手段40Aを備える構成となっている。
As another example of the
位置検知手段40Aは、3つのコンパレータ41,42,43と、抵抗44,45,46と、同じ抵抗値である2個の抵抗81,82から構成された分圧回路とから構成されている。抵抗81は正側の直流電源母線に接続され、抵抗82は負側の直流電源母線に接続されて、両抵抗の間の分圧点が共通の1点(共通接続点)に接続されている。この共通接続点はコンパレータ41,42,43の各反転入力端子に接続されており、電源60により印加される直流電圧VDCの半分の電圧値(1/2VDC)が基準電圧として各コンパレータ41〜43の反転入力端子に出力されるようになっている。そして、各コンパレータ41,42,43は、入力端子に入力される各相の誘起電圧と、基準電圧に採用する上記の1/2VDCとを比較して、比較結果(誘起電圧と基準電圧との差)を回転子15の位置検知信号として出力するものである。なお、ブラシレスモータの駆動制御装置1Aは、その他の各構成部品、これらの作動、及び後述する起動処理については、ブラシレスモータの駆動制御装置1と同様である。
The position detection means 40A includes three
次に、本実施形態のブラシレスモータの駆動制御装置1,1Aにおいてモータ10の起動前に先立ち行われる起動制御を図3にしたがって説明する。図3は、ブラシレス三相直流モータの起動制御処理を説明するフローチャートである。制御回路50を主体として実行される本起動制御は、イグニッションスイッチがON操作されるとスタートし、まず所定の二相巻線に対して二相通電を実行する(ステップ10)。ステップ10で実行される二相通電は、制御回路50等に記憶された予め定められた相巻線に対して通電するものである。以下に説明する二相通電は、U相巻線11からV相巻線12へ電流を流す二相通電(以下、「U→Vの二相通電」ともいう)を例に挙げている。U→Vの二相通電処理では、制御回路50は駆動回路30を介してFET71(SU+)をONしFET75(SV−)をONするようにスイッチング制御する。これにより、例えば図4(a)に示すように、電機子14にはU相を基準としてU相からV相、W相を順に角変位する回転方向Xに330度(11π/6ラジアン)角変位した位置にS極が形成されるようになる。この通電が形成する磁界により、回転子15は回転して非通電の開放相であるW相に誘起電圧が発生する。
Next, start control performed prior to the start of the
次にステップ20で、制御回路50は開放相に生じる誘起電圧と基準電圧(仮想中性点の電圧または1/2VDC)との差によって求められる誘起電圧極性を位置検知信号として取得する。具体的には、コンパレータ43はW相に生じる誘起電圧と当該基準電圧との差による誘起電圧極性を位置検知信号として制御回路50に出力する。
Next, at
そして、制御回路50は回転子15の磁極位置を検出する(ステップ25)。この磁極位置の検出は、磁極位置が誘起電圧極性に応じて予め定められる推定範囲に存在するものとして求められる。例えば上記の誘起電圧極性が負である場合には、磁極位置は、開放相(W相)が位置する基準位置から回転方向Xに90度(π/2ラジアン)角変位する位置までの第一の角度範囲(図5(a)の斜線部分、すなわちθが240度〜330度の範囲)と、回転中心についてこの第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲(図4(a)の斜線部分、すなわちθが60度〜150度の範囲)とからなる推定範囲に存在するものとして検出される。また、上記の誘起電圧極性が正である場合には、磁極位置は、開放相(W相)が位置する基準位置から逆回転方向Yに90度(π/2ラジアン)角変位する位置までの第一の角度範囲(図7(a)の斜線部分、すなわちθが150度〜240度の範囲)と、回転中心についてこの第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲(図6(a)の斜線部分、すなわちθが0度〜60度の範囲及び330度〜360度の範囲)とからなる推定範囲に存在するものとして検出される。
The
次に、ステップ30で回転子15の磁極位置範囲の判定(誘起電圧極性の正負判定)とともに、当該判定に対応する位置決め角度を決定する。次に、制御回路50は、決定された位置決め角度に回転子15を位置決めするために通電すべき相巻線に対して通電を行う位置決め処理を実行する(位置決め処理ステップに対応するステップ40,50)。
Next, at
ステップ30で誘起電圧極性が負であると判定すると、制御回路50は、駆動回路30を介してFET71〜76のスイッチングを制御して各相巻線の通電状態を制御することにより、330度〜360度の範囲及び0〜60度の範囲の位置決め角度に含まれる任意の角度にS極を形成するようにする。この位置決め角度は、誘起電圧極性が負であるときに求められる推定範囲に含まれない角度範囲であって、90度(π/2ラジアン)以内の角度からなる範囲に設定される。この決定された位置決め角度を満たす通電処理の一例として、制御回路50は、ステップ40で電流がU相巻線11からV相巻線12及びW相巻線13に流れるように通電(以下、「U→V,Wの通電」ともいう)することにより、0度(U相巻線11に対応する位置)にS極を形成することが回転子15の磁極位置の早期収束性の点から好ましい。なお、U→V,Wの通電処理では、制御回路50は駆動回路30を介してFET71(SU+)、FET75(SV−)及びFET76(SW−)をONするようにスイッチング制御する。
If it is determined in
一方、ステップ30で誘起電圧極性が正であると判定すると、制御回路50は、駆動回路30を介してFET71〜76のスイッチングを制御して各相巻線の通電状態を制御することにより、240度〜330度の範囲の位置決め角度に含まれる任意の角度にS極を形成するようにする。この位置決め角度は、誘起電圧極性が正であるときに求められる推定範囲に含まれない角度範囲であって、90度(π/2ラジアン)以内の角度からなる範囲に設定される。この決定された位置決め角度を満たす通電処理の一例として、制御回路50は、ステップ50で電流がU相巻線11及びW相巻線13からV相巻線12に流れるように通電(以下、「U,W→Vの通電」ともいう)することにより、U相の位置から回転方向Xに300度(5π/3ラジアン)角変位した位置にS極を形成することが回転子15の磁極位置の早期収束性の点から好ましい。なお、U,W→Vの通電処理では、制御回路50は駆動回路30を介してFET71(SU+)、FET73(SW+)及びFET75(SV−)をONするようにスイッチング制御する。
On the other hand, if it is determined in
ステップ40及びステップ50の各処理は、慣性により回転し続けようとする回転子15が決定された位置決め角度にロックされるまでの時間を考慮して、所定時間実施するものである。なお、図3の制御処理のようにU→Vの二相通電処理を実行した場合に求められる推定範囲及び位置決め角度は、図8に示す図表の上段に記載する通りである。本起動制御においては、このような推定範囲及び位置決め角度の決定により、回転子15の無駄な挙動を抑制してモータ10の起動までの時間の短縮化を実現する。
Each processing of
ステップ40又は50のように回転子15の位置決め処理を行った後は、ステップ60でインバータ回路70によって転流タイミングを決めて電機子14への通電位相を制御する同期運転を開始する。さらに引き続き、回転子15の位置検出が可能な回転数に達すると、回転子15の位置検出を行うとともに(ステップ70)、通電位相を制御する。回転子15の回転数が所定値に到達後は、デューティー制御により回転数制御を実行してセンサレス駆動制御を起動し(ステップ80)、モータ10の起動制御を終了する。
After performing the positioning process of the
次に、回転子15の磁極位置検出及び位置決め処理時の回転子15の挙動について図4〜図7を参照して説明する。なお、図4(b)、図5(b)、図6(b)及び図7(b)に示すシミュレーション条件は、電源電圧12V、通電時間5msec、基準電圧を直流電圧VDCの1/2電圧としたものである。
Next, the behavior of the
U→Vの二相通電を実施した場合に、図4(a),(c)は誘起電圧極性が負であるときであって推定範囲が60度〜150度(π/3〜5π/6ラジアン)のときの回転子15の挙動を示し、図5(a),(c)は誘起電圧極性が負であるときであって推定範囲が240度〜330度(4π/3〜11π/6ラジアン)のときの回転子15の挙動を示している。またU→Vの二相通電時には、図4(a)及び図5(a)に示すように回転子15の外側に位置する電機子14にはN極が150度に、S極が330度に形成される。そして、U→Vの二相通電により、図4(a)の回転子15のN極は60度〜150度に含まれる位置から逆回転方向YにW相から遠ざかるように回転し、図5(a)の回転子15のN極は、240度〜330度に含まれる位置から回転方向XにW相から遠ざかるように回転して、図4(b)及び図5(b)に示すように基準電圧が開放相(W相)の誘起電圧よりも大きい負の誘起電圧極性が検出される。
4A and 4C show the case where the induced voltage polarity is negative when U → V two-phase energization is performed, and the estimated range is 60 degrees to 150 degrees (π / 3 to 5π / 6). 5A and 5C show the behavior of the
次に、回転子15の位置決め角度は0度〜60度及び330度〜360度の範囲に決定するため、この位置決め角度に電機子14のS極が形成されることにより、図4(c)の回転子15は引き続き逆回転方向Yに回転し、図5(c)の回転子15は引き続き回転方向Xに回転する。特に、図4(c)及び図5(c)ではU→V,Wに通電して、位置決め角度を0度の位置に設定するため、図4(c)の回転子15は位置決め処理時に逆回転方向Yの破線矢印分回転移動し、図5(c)の回転子15は位置決め処理時に回転方向Xの破線矢印分回転移動することになる。したがって、黒丸で示す回転子15の磁極(N極)は、図4(a)の場合に最大でも150度分の回転移動により位置決めされ、図5(a)の場合に最大でも120度分の回転移動により位置決めされることになる。
Next, since the positioning angle of the
次に、U→Vの二相通電を実施した場合に、図6(a),(c)は誘起電圧極性が正であるときであって推定範囲が330度〜360度及び0度〜60度の場合(11π/6〜2πラジアン及び0〜π/3ラジアン)のときの回転子15の挙動を示し、図7(a),(c)は誘起電圧極性が正であるときであって推定範囲が150度〜240度(5π/6〜4π/3ラジアン)のときの回転子15の挙動を示している。またU→Vの二相通電時には、図6(a)及び図7(a)に示すように回転子15の外側に位置する電機子14にはN極が150度に、S極が330度に形成される。そして、U→Vの二相通電により、図6(a)の回転子15のN極は上記推定範囲の位置から逆回転方向YにW相に近づくように回転し、図7(a)の回転子15のN極は、上記推定範囲の位置から回転方向XにW相に近づくように回転して、図6(b)及び図7(b)に示すように基準電圧が開放相(W相)の誘起電圧よりも小さい正の誘起電圧極性が検出される。
Next, in the case where U → V two-phase energization is performed, FIGS. 6A and 6C are when the induced voltage polarity is positive, and the estimated ranges are 330 degrees to 360 degrees and 0 degrees to 60 degrees. FIG. 7A and FIG. 7C show the behavior of the
次に、回転子15の位置決め角度は240度〜330度の範囲に決定するため、この位置決め角度に電機子14のS極が形成されることにより、図6(c)の回転子15は引き続き逆回転方向Yに回転し、図7(c)の回転子15は引き続き回転方向Xに回転する。特に、図6(c)及び図7(c)ではU,W→Vに通電して、位置決め角度を300度の位置に設定するため、図6(c)の回転子15は位置決め処理時に逆回転方向Yの破線矢印分回転移動し、図7(c)の回転子15は位置決め処理時に回転方向Xの破線矢印分回転移動することになる。したがって、黒丸で示す回転子15の磁極(N極)は、図6(a)の場合に最大でも120度分の回転移動により位置決めされ、図7(a)の場合に最大でも150度分の回転移動により位置決めされることになる。
Next, since the positioning angle of the
なお、U→Vの二相通電を行った際に、回転子15のN極が150度付近の位置にある場合には、誘起電圧極性は正負のいずれかに判定される。ステップ30で誘起電圧極性が正と判定されたときはステップ50の位置決め処理がなされ、誘起電圧極性が負と判定されたときはステップ40の位置決め処理がなされるので、いずれにしても、位置決め処理が確実に行われる。上記の特許文献1に記載の位置決め処理は回転子の初期位置によっては回転子の回転移動範囲が大きくなることがあり、これに対して本実施形態では回転子15は最大でも150度(5π/6ラジアン)の回転移動であるため、回転子15の回転移動範囲を抑制した効率的な位置決め処理が行われる。
When the two-phase energization of U → V is performed, if the N pole of the
ここまで、二相通電の例として、U相巻線11からV相巻線12に通電し開放相がW相である場合の推定範囲及び位置決め角度について説明してきたが、本発明に係るブラシレス三相直流モータの駆動方法は、他の二相通電の形態によっても実施可能な方法であることはいうまでもない。図8に示す図表は、実施可能な各種二相通電と回転子15の推定範囲及び位置決め処理の範囲との対応関係したものである。
So far, as an example of two-phase energization, the estimated range and positioning angle when the U-phase winding 11 is energized from the V-phase winding 12 and the open phase is the W-phase have been described. Needless to say, the method of driving the phase DC motor is a method that can be implemented by other two-phase energization modes. The chart shown in FIG. 8 shows the correspondence between various two-phase energizations that can be performed, the estimated range of the
図8に示すように、U→Wの二相通電の場合、電機子14に形成されるS極は30度の位置で、開放相はV相であり、誘起電圧極性が正のときの推定範囲は300度〜360度、0度〜30度及び120〜210度で、位置決め角度は30度〜120度の範囲に設定される。また、誘起電圧極性が負のときの推定範囲は30度〜120度及び210度〜300度で、位置決め角度は300度〜360度及び0度〜30度の範囲に設定される。
As shown in FIG. 8, in the case of U → W two-phase energization, the S pole formed in the
また、V→Wの二相通電の場合、電機子14に形成されるS極は90度の位置で、開放相はU相であり、誘起電圧極性が正のときの推定範囲は90度〜180度及び270度〜360度で、位置決め角度は0度〜90度の範囲に設定される。また、誘起電圧極性が負のときの推定範囲は0度〜90度及び180度〜270度で、位置決め角度は90度〜180度の範囲に設定される。
In the case of two-phase energization of V → W, the S pole formed in the
また、V→Uの二相通電の場合、電機子14に形成されるS極は150度の位置で、開放相はW相であり、誘起電圧極性が正のときの推定範囲は60度〜150度及び240度〜330度で、位置決め角度は150度〜240度の範囲に設定される。また、誘起電圧極性が負のときの推定範囲は330度〜360度、0度〜60度及び150度〜240度で、位置決め角度は60度〜150度の範囲に設定される。
In the case of two-phase energization of V → U, the S pole formed in the
また、W→Uの二相通電の場合、電機子14に形成されるS極は210度の位置で、開放相はV相であり、誘起電圧極性が正のときの推定範囲は30度〜120度及び210度〜300度で、位置決め角度は120度〜210度の範囲に設定される。また、誘起電圧極性が負のときの推定範囲は300度〜360度、0度〜30度及び120度〜210度で、位置決め角度は210度〜300度の範囲に設定される。
In the case of W → U two-phase energization, the S pole formed in the
また、W→Vの二相通電の場合、電機子14に形成されるS極は270度の位置で、開放相はU相であり、誘起電圧極性が正のときの推定範囲は0度〜90度及び180度〜270度で、位置決め角度は270度〜360度の範囲に設定される。また、誘起電圧極性が負のときの推定範囲は90度〜180度及び270度〜360度で、位置決め角度は180度〜270度の範囲に設定される。
Further, in the case of W → V two-phase energization, the S pole formed in the
このように、ブラシレス三相直流モータの駆動方法及び駆動制御装置は、上記6通りの二相通電処理を実施することが可能である。そして、上記の図3を参照して説明する起動制御は、上記6通りの二相通電処理のいずれについても、図8に示す推定範囲及び位置決め角度にしたがうことを条件に適用可能である。 As described above, the brushless three-phase DC motor driving method and the driving control apparatus can perform the six types of two-phase energization processes. The start control described with reference to FIG. 3 can be applied to any of the above-described six two-phase energization processes on the condition that the estimated range and positioning angle shown in FIG. 8 are followed.
図9は、PWM制御を実施しない場合の開放相の端子電圧VW、仮想中性点電圧VN及び直流電圧VDCの1/2電圧の関係を示す電圧波形である。本実施形態においては、各種の二相通電はPWM制御によって実施するものであるが、例えばPWM制御を実施しないときには、図9に示す各電圧波形から、上記のステップ20における誘起電圧、基準電圧の検知は任意のタイミングで行ってもなんら問題はない。
FIG. 9 is a voltage waveform showing the relationship between the terminal voltage VW of the open phase, the virtual neutral point voltage VN, and a half voltage of the DC voltage VDC when the PWM control is not performed. In the present embodiment, various two-phase energizations are performed by PWM control. For example, when PWM control is not performed, the induced voltage and the reference voltage in
一方、二相通電においてPWM制御を実施する場合には、基準電圧が仮想中性点の電圧であれば誘起電圧、基準電圧は、原則、任意のタイミングで検知可能である。ただし、PWM制御がONした直後にはリンギング(振動波形)が発生するため、ステップ20においてPWM制御がONしてから所定時間が経過した後、コンパレータは誘起電圧及び基準電圧を検知し、制御回路50に位置検知信号を出力するように処理を実行する。所定時間は、PWM制御がONした後、端子電圧の振動が収束する時からPWM制御がOFFに変化する時までの範囲内で設定する。これによれば、PWM制御がONした直後に発生しやすい振動波形を回避した誘起電圧の検出ができるため、回転子15の位置検出を円滑かつ迅速に実施できる。
On the other hand, when the PWM control is performed in the two-phase energization, the induced voltage and the reference voltage can be detected at an arbitrary timing as long as the reference voltage is a virtual neutral voltage. However, since ringing (vibration waveform) occurs immediately after the PWM control is turned on, the comparator detects the induced voltage and the reference voltage after a predetermined time has elapsed since the PWM control was turned on in
PWM制御の場合には、インバータ回路70によりPWM制御されたゲート信号がONした直後にはリンギングが発生する。このため、図10(b)のようにステップ20においてゲート信号がONからOFFになった直後(ONからOFFに切り替わって即時)に、コンパレータは誘起電圧及び基準電圧を検知し、制御回路に位置検知信号を出力するように処理を実行するのが好ましい。これは、端子電圧の検知可能なタイミングがゲート信号のONに対して遅れるため、ゲート信号の当該OFF直後は端子電圧の検知が可能となるからである。したがって、ゲート信号に対して実際の端子電圧波形の応答遅れを回避した誘起電圧の検出ができるため、回転子15の位置検出を円滑かつ迅速に実施できる。
In the case of PWM control, ringing occurs immediately after the gate signal PWM-controlled by the
二相通電においてPWM制御を実施する場合で基準電圧として直流電圧VDCの1/2電圧を採用するときには、誘起電圧、基準電圧は各相の端子電圧がONのときのみ検知可能である。ただし、上記と同様に、PWM制御を行う場合にはPWM制御がONした直後にはリンギング(振動波形)が発生するため、ステップ20においてPWM制御がONしてから上記の所定時間の経過後、コンパレータは誘起電圧及び基準電圧を検知し、制御回路50に位置検知信号を出力するように処理を実行する。所定時間は、PWM制御がONした後、端子電圧の振動が収束する時からPWM制御がOFFに変化する時までの範囲内で設定する。さらに、基準電圧として直流電圧VDCの1/2電圧を採用するときにも、上記と同様に、ステップ20においてゲート信号がONからOFFになった直後(ONからOFFに切り替わって即時)に、コンパレータは誘起電圧及び基準電圧を検知し、制御回路50に位置検知信号を出力するように処理を実行するのが好ましい。
When the PWM control is performed in the two-phase energization and the half voltage of the DC voltage VDC is adopted as the reference voltage, the induced voltage and the reference voltage can be detected only when the terminal voltage of each phase is ON. However, similarly to the above, when PWM control is performed, ringing (vibration waveform) occurs immediately after the PWM control is turned on. Therefore, after the predetermined time elapses after the PWM control is turned on in
以上の第1実施形態がもたらす効果を以下に述べる。ブラシレス三相直流モータの駆動方法において、ステップ20,25に対応する位置検出ステップでは、誘起電圧と基準電圧の比較結果に応じて、非通電の相巻線(W相巻線13)が位置する基準位置から回転方向X又は逆回転方向Yのいずれか一方にπ/2ラジアン角変位する位置までの第一の角度範囲と、回転中心について第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲とからなる推定範囲を回転子15の磁極位置として検出する。さらにステップ30に対応する位置決定ステップでは、検出された推定範囲に含まれない角度範囲であって、π/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に、回転子15の位置決め角度を決定する。
The effects brought about by the first embodiment will be described below. In the brushless three-phase DC motor driving method, in the position detection step corresponding to
これによれば、位置検出ステップで、非通電の相巻線に対応する位置を基準として定められた所定の角度範囲を含む上記推定範囲を回転子15の磁極位置として検出し、さらに位置決定ステップで当該推定範囲に含まれない角度範囲であってπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に回転子15の位置決め角度を決定する。このため、起動前に回転子15を位置決めするための位置決め角度を、停止状態である回転子15の磁極位置に対して半回転に満たない回転角度(例えば、最大で150度)に決定することができる。これにより、停止状態の初期位置から起動前の位置決め位置までの回転子15の角変位量を抑制することができる。このように回転子15の角変位量が小さいことで、回転子15の位置決め動作が迅速に収束するようになる。したがって、モータ10の起動までに要する時間の短縮化が図れる駆動方法が得られる。
According to this, in the position detection step, the estimated range including the predetermined angle range defined with reference to the position corresponding to the non-energized phase winding is detected as the magnetic pole position of the
また、上記特許文献1に記載の従来技術によれば、2回の位置決め処理が確実に行われるため、位置決め処理における回転子の回転角度量は大きくなる場合がある。そこで、本実施形態によれば、推定範囲に基づく適切な位置決め角度を決定するため、前述のように位置決め処理における回転子の回転角度量は小さく、最大でも150度程度に抑えられる。したがって、モータの起動前の処理時間を格段に短時間化できる。
In addition, according to the prior art described in
また、停止状態における回転子15の初期位置が位置決めする位置に対して180度ずれている場合(デッドポイントの場合)等、回転子15に一定以上の回転負荷が生じ回転し難い条件であっても、回転子15の位置決め処理は、当該初期位置から半回転に満たない回転角度(本実施形態では、最大で150度)の回転変位量によって実施可能である。
In addition, when the initial position of the
また、上記の位置決定ステップでは、位置決め角度を二相通電したときに電機子に形成される磁極に対応する位置から回転方向X又は逆回転方向Yのいずれか一方にπ/6ラジアン角変位する位置に決定するものである。なお、当該電機子14に形成される磁極は、前述の実施形態ではS極であるが、N極であってもよい。
Further, in the position determination step described above, the positioning angle is displaced by π / 6 radians from the position corresponding to the magnetic pole formed in the armature when the two-phase energization is performed in either the rotational direction X or the reverse rotational direction Y. The position is determined. In addition, although the magnetic pole formed in the said
これによれば、位置決定ステップにおける回転子15の位置決め角度は、二相通電したときの電機子14の磁極(S極又はN極)に対応する位置から回転方向X又は逆回転方向Yのいずれか一方にπ/6ラジアン角変位する位置に決定される。これにより、回転子15の磁極は三相巻線への通電によって容易に形成される磁極位置に位置決めされるため、その回転動作の迅速な収束が図れ、当該位置決めの位置に収束するまでの時間をさらに短時間にすることができる。
According to this, the positioning angle of the
ブラシレス三相直流モータの駆動制御装置1,1Aは、ブラシレス三相直流モータの停止状態からの起動に先立ち、三相巻線を二相通電したときに非通電の相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて回転子15の磁極位置を検出する位置検出手段(制御回路50)と、位置検出手段によって検出された回転子15の磁極位置に基づいて回転子の位置決め角度を決定する位置決定手段(制御回路50)と、位置決定手段によって決定された位置決め角度に回転子15を位置決めするために通電すべき相巻線11,12,13に対して通電を行う位置決め処理手段(電圧印加部20)と、を備える。
The
さらに位置検出手段(制御回路50)は、誘起電圧と基準電圧の比較結果に応じて、非通電の相巻線が位置する基準位置から回転方向X又は逆回転方向Yのいずれか一方にπ/2ラジアン角変位する位置までの第一の角度範囲と、回転中心について第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲とからなる推定範囲を、回転子15の磁極位置として検出する。さらに位置決定手段(制御回路50)は、検出された推定範囲に含まれない角度範囲であって、π/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に、回転子15の位置決め角度を決定する。
Further, the position detection means (control circuit 50) changes π / in either the rotational direction X or the reverse rotational direction Y from the reference position where the non-energized phase winding is located according to the comparison result of the induced voltage and the reference voltage. An estimated range including a first angle range up to a position where the angle is displaced by 2 radians and a second angle range that is point-symmetric with the first angle range about the rotation center is detected as the magnetic pole position of the
これによれば、位置検出手段は非通電の相巻線に対応する位置を基準として定められた所定の角度範囲を含む上記推定範囲を回転子15の磁極位置として検出し、さらに位置決定手段は当該推定範囲に含まれない角度範囲であってπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に回転子15の位置決め角度を決定する。このため、起動前に回転子15を位置決めするための位置決め角度を、停止状態である回転子15の磁極位置に対して最大でも150度の半回転に満たない回転角度に決定することができる。これにより、上記の特許文献1の技術による半回転を超えるときの回転子の回転変位量に対して、停止状態の初期位置から起動前の位置決め位置までの回転子15の角変位量を抑制することができ、さらに当該角変位量が従来技術に対して小さいこともあり、回転子15の位置決め動作が収束し易くなる。したがって、ブラシレス三相直流モータの駆動制御装置1,1Aによればモータの起動までに要する時間の短縮化が図れる。
According to this, the position detecting means detects the estimated range including the predetermined angle range determined with reference to the position corresponding to the non-energized phase winding as the magnetic pole position of the
また、当該位置決定手段(制御回路50)は、位置決め角度を、二相通電したときに電機子14に形成される磁極に対応する位置から回転方向X又は逆回転方向Yのいずれか一方にπ/6ラジアン角変位する位置に決定する。なお、当該電機子14に形成される磁極は、前述の実施形態ではS極であるが、N極であってもよい。
Further, the position determining means (control circuit 50) sets the positioning angle to either the rotational direction X or the reverse rotational direction Y from the position corresponding to the magnetic pole formed on the
これによれば、位置決定手段による回転子15の位置決め角度は、二相通電したときの電機子14の磁極(S極又はN極)に対応する位置から回転方向X又は逆回転方向Yのいずれか一方にπ/6ラジアン角変位する位置に決定される。これにより、回転子15の磁極は三相巻線への通電によって容易に形成される磁極位置に位置決めされるため、その回転動作の迅速な収束が図れ、当該位置決めの位置に収束するまでの時間をさらに短時間にすることができる。
According to this, the positioning angle of the
(第2実施形態)
第2実施形態では、図3にしたがって第1実施形態において説明したブラシレス三相直流モータの起動制御処理に対する変形例を図11を参照して説明する。図11は第2実施形態におけるブラシレス三相直流モータの起動処理を説明するフローチャートである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a modification to the startup control process of the brushless three-phase DC motor described in the first embodiment according to FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart for explaining start-up processing of the brushless three-phase DC motor in the second embodiment.
本実施形態の起動制御のフローは、第1実施形態で図3にしたがって説明したフローに対して、ステップ10の二相通電処理の前に予備通電処理であるステップ5を実行する点が異なっている。図11において図3と同じ番号を付したステップは同じ処理を実行するものである。
The start control flow of the present embodiment differs from the flow described with reference to FIG. 3 in the first embodiment in that
図11に示すように、ステップ5は二相通電処理(ステップ10)の前に行われる予備通電処理である。この予備通電処理では、電機子14にU相から回転方向Xに60度(π/3ラジアン)角変位した位置にS極が形成されるように、U相巻線11及びV相巻線12からW相巻線13へ電流を流す通電(U,V→Wの通電)を実行する。U,V→Wの通電処理では、制御回路50は駆動回路30を介してFET71(SU+)、FET72(SV+)及びFET76(SW−)をONするようにスイッチング制御する。この通電が形成する磁界により、回転子15の磁極(N極)は停止状態の初期位置から60度の位置に向けて回転し始める。さらにこのステップ5における通電時間は、ステップ40及びステップ50の位置決め処理に伴う通電時間よりも短く、かつ極力短時間で行うものである。このように短時間で行うのは、ステップ5は後の二相通電で形成されるS極の所定位置に向けて回転子15が回転し易くなるために行う前処理だからである。したがって、ステップ5の予備通電は、回転子15がわずかでも回転始めればその役割を果たすものである。
As shown in FIG. 11,
なお、ステップ5の予備通電におけるスイッチング素子のON,OFF制御は、後の二相通電で設定されるS極の位置に対応して、回転子15が当該S極の位置に向かうように設定されるものである。また、二相通電前のステップ5のような予備通電は、複数回行い、かつ1回当たりさらに短時間で行うようにしてもよい。
Note that the ON / OFF control of the switching element in the preliminary energization in
第2実施形態のブラシレス三相直流モータの駆動方法によれば、二相通電処理(ステップ10)の前に、三相巻線に対して所定の方向に電流を流す予備通電を位置決め処理ステップ(ステップ40及びステップ50)で実施される通電時間よりも短時間で行う予備通電ステップ(ステップ5)を有する。
According to the driving method of the brushless three-phase DC motor of the second embodiment, prior to the two-phase energization process (step 10), the pre-energization for supplying a current in a predetermined direction to the three-phase winding is performed in the positioning process step ( There is a preliminary energization step (step 5) performed in a shorter time than the energization time performed in
これによれば、当該二相通電処理の前に予備通電を実施して回転子15を停止状態から少しでも回転させることにより、二相通電の開始時に回転子15の回転負荷が大きく回転子が回転し難い場合(例えば、磁極位置が磁界の働き難いデットポイントにある場合)であっても、予備通電処理により回転子15が回転し始めて当該回転負荷が軽減するため、二相通電処理時に回転子15の回転動作を確実、かつ円滑に行うことができる。よって、回転子15の位置検出処理の迅速化及び位置決め確度が向上し、モータ起動までの時間短縮に貢献できる。
According to this, by carrying out preliminary energization before the two-phase energization processing and rotating the
(第3実施形態)
第3実施形態では、図3にしたがって第1実施形態において説明したブラシレス三相直流モータの起動制御処理に対する変形例を図12を参照して説明する。図12は第3実施形態におけるブラシレス三相直流モータの起動処理を説明するフローチャートである。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a modification to the startup control process of the brushless three-phase DC motor described in the first embodiment according to FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart for explaining start-up processing of the brushless three-phase DC motor in the third embodiment.
本実施形態の起動制御のフローは、第1実施形態で図3にしたがって説明したフローに対して、ステップ40の位置決め処理の前に予備通電処理であるステップ31を実行するとともに、ステップ50の位置決め処理の前に予備通電処理であるステップ32を実行する点が異なっている。図12において図3と同じ番号を付したステップは同じ処理を実行するものである。
The activation control flow of the present embodiment is the same as the flow described with reference to FIG. 3 in the first embodiment, except that step 31 which is a preliminary energization process is executed before the positioning process of
図12に示すように、ステップ31は位置決め処理(ステップ40)の前に行われる予備通電処理である。ステップ31の予備通電処理では、電機子14にU相から回転方向Xに60度(π/3ラジアン)角変位した位置にS極が形成されるように、U相巻線11及びV相巻線12からW相巻線13へ電流を流す通電(U,V→Wの通電)を実行する。U,V→Wの通電処理では、制御回路50は駆動回路30を介してFET71(SU+)、FET72(SV+)及びFET76(SW−)をONするようにスイッチング制御する。この通電が形成する磁界により、回転子15の磁極(N極)は停止状態の初期位置から60度の位置に向けて回転し始める。さらにこのステップ31における通電時間は、ステップ40の位置決め処理に伴う通電時間よりも短く、かつ極力短時間で行うものである。このように短時間で行うのは、ステップ31は後の位置決め処理で形成されるS極の所定位置に向けて回転子15を回し始めるために行う前処理だからである。したがって、ステップ31の予備通電は、回転子15がわずかでも回転始めればその役割を果たすものである。なお、位置決め処理前のステップ31のような予備通電は、複数回行い、かつ1回当たりさらに短時間で行うようにしてもよい。
As shown in FIG. 12, step 31 is a preliminary energization process performed before the positioning process (step 40). In the pre-energization process in step 31, the U-phase winding 11 and the V-phase winding are formed so that the S pole is formed at a position where the
同様に、ステップ32は位置決め処理(ステップ50)の前に行われる予備通電処理である。ステップ32の予備通電処理では、電機子14にU相から回転方向Xに240度(4π/3ラジアン)角変位した位置にS極が形成されるように、W相巻線13からU相巻線11及びV相巻線12へ電流を流す通電(W→U,Vの通電)を実行する。W→U,Vの通電処理では、制御回路50は駆動回路30を介してFET73(SW+)、FET74(SU+)及びFET75(SV−)をONするようにスイッチング制御する。この通電が形成する磁界により、回転子15の磁極(N極)は停止状態の初期位置から300度の位置に向けて回転し始める。さらにこのステップ32における通電時間は、ステップ50の位置決め処理に伴う通電時間よりも短く、かつ極力短時間で行うものである。このように短時間で行うのは、ステップ32は後の位置決め処理で形成されるS極の所定位置に向けて回転子15を回し始めるために行う前処理だからである。したがって、ステップ32の予備通電は、回転子15がわずかでも回転始めればその役割を果たすものである。なお、位置決め処理前のステップ32のような予備通電は、複数回行い、かつ1回当たりさらに短時間で行うようにしてもよい。
Similarly, step 32 is a preliminary energization process performed before the positioning process (step 50). In the pre-energization process in step 32, the U-phase winding 13 is wound from the W-phase winding 13 so that the S pole is formed at a position displaced by 240 degrees (4π / 3 radians) in the rotational direction X from the U-phase. Energization (W → U, V energization) is performed to pass current through the
第3実施形態のブラシレス三相直流モータの駆動方法によれば、位置決め処理ステップ(ステップ40及び50)の前に、三相巻線に対して所定の方向に電流を流す予備通電を位置決め処理ステップで実施される通電時間よりも短時間で行う予備通電ステップ(ステップ31及び32)を有する。
According to the driving method of the brushless three-phase DC motor of the third embodiment, prior to the positioning process steps (
これによれば、当該位置決め処理の前に予備通電を実施して回転子15を停止状態から少しでも回転させることにより、位置決め処理の開始時に回転子15の回転負荷が大きく回転子が回転し難い場合(例えば、磁極位置が磁界の働き難いデットポイントにある場合)であっても、予備通電により回転子15が回転し始めて当該回転負荷が軽減するため、位置決め処理時に回転子15の回転動作を確実、かつ円滑に行うことができる。よって、回転子15の位置決め処理の迅速化及び位置決め確度が向上し、モータ起動までの時間短縮に貢献できる。
According to this, preliminary energization is performed before the positioning process, and the
(他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態で説明するブラシレス三相直流モータは、フューエルポンプの他、各種の電動ファン、空調装置の送風機、ハードディスクドライブ、CD(compact disc)ドライブ、DVD(digital versatile disc)ドライブ等に適用することができる。 The brushless three-phase DC motor described in the above embodiment is applied to various electric fans, air conditioner blowers, hard disk drives, CD (compact disc) drives, DVD (digital versatile disc) drives, etc. in addition to fuel pumps. Can do.
フューエルポンプにおいては、イグニッションスイッチONからの起動、アイドリングストップからの再起動に、クランクシャフトが90度回転する前に燃料圧力を上昇させる必要がある。センサレス駆動制御を行うブラシレス三相直流モータでは、起動前の位置決めに失敗すると、エンジンを始動するのに時間を要してしまう。そこで、上記実施形態のブラシレス三相直流モータの駆動方法及び駆動制御装置によれば、短時間かつ確実な位置決めが可能になり、適切なフューエルポンプの起動及びアイドリングストップからの再起動を実現できる。 In the fuel pump, it is necessary to increase the fuel pressure before the crankshaft rotates 90 degrees in order to start from the ignition switch ON and restart from the idling stop. In a brushless three-phase DC motor that performs sensorless drive control, if positioning before starting fails, it takes time to start the engine. Therefore, according to the brushless three-phase DC motor driving method and drive control apparatus of the above embodiment, positioning can be performed in a short time and with certainty, and appropriate fuel pump activation and restart from an idling stop can be realized.
各種の電動ファン、空調装置の送風機においては、低騒音及び安定した始動が要求されている。そこで、上記実施形態のブラシレス三相直流モータの駆動方法及び駆動制御装置によれば、短時間かつ確実な位置決めが可能になり、低騒音及び安定的始動の要求を満たすことができる。 In various electric fans and blowers of air conditioners, low noise and stable starting are required. Therefore, according to the brushless three-phase DC motor driving method and drive control apparatus of the above embodiment, positioning can be performed in a short time and with certainty, and requirements for low noise and stable starting can be satisfied.
ハードディスクドライブ、CDドライブ、DVDドライブにおいては、応答性の高い駆動が要求されている。そこで、上記実施形態のブラシレス三相直流モータの駆動方法及び駆動制御装置によれば、短時間かつ確実な位置決めが可能になり、高い応答性及び高速処理性能を図ることができる。 A hard disk drive, a CD drive, and a DVD drive are required to drive with high responsiveness. Therefore, according to the brushless three-phase DC motor drive method and drive control apparatus of the above embodiment, positioning can be performed in a short time and with high reliability, and high responsiveness and high-speed processing performance can be achieved.
なお、上記実施形態に係るブラシレスモータの駆動方法等は、三相直流のモータについて言及したものであるが、四相以上のモータにも同様の技術思想を適用することができるものである。このように、四相以上のモータに適用する場合には、位置検出ステップでは、四相以上の巻線のうち、二相以上の相巻線に対して通電して残りの一相以上の通電しない相巻線を形成し、非通電の相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて回転子の磁極位置の推定範囲を検出することができる。さらに、位置決定ステップでは、推定範囲に基づいて、所定範囲の角度に回転子の位置決め角度を決定することができる。 Note that the brushless motor driving method and the like according to the above embodiment refer to a three-phase DC motor, but the same technical idea can be applied to a motor having four or more phases. As described above, when applied to a motor having four or more phases, in the position detection step, energization is performed for two or more phase windings among the four or more windings and energization for the remaining one or more phases. The estimated range of the magnetic pole position of the rotor can be detected based on the result of comparing the induced voltage generated in the non-energized phase winding and the reference voltage. Furthermore, in the position determination step, the positioning angle of the rotor can be determined to an angle within a predetermined range based on the estimated range.
10…モータ(ブラシレス三相直流モータ)
11…U相巻線(三相巻線)
12…V相巻線(三相巻線)
13…W相巻線(三相巻線)
14…電機子
15…回転子
20…電圧印加部(位置決め処理手段)
40…位置検知手段
50…制御回路(位置検出手段、位置決定手段)
10 ... Motor (Brushless three-phase DC motor)
11 ... U-phase winding (three-phase winding)
12 ... V-phase winding (three-phase winding)
13 ... W phase winding (three phase winding)
DESCRIPTION OF
40: position detection means 50 ... control circuit (position detection means, position determination means)
Claims (11)
前記ブラシレス三相直流モータの停止状態からの起動に先立ち、前記三相巻線を二相通電したときに非通電の相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて前記回転子の磁極位置を検出する位置検出ステップと、
当該検出された前記回転子の磁極位置に基づいて前記回転子の位置決め角度を決定する位置決定ステップと、
当該決定された位置決め角度に前記回転子を位置決めするために通電すべき相巻線に対して通電を行う位置決め処理ステップと、
を有し、
前記位置検出ステップでは、前記誘起電圧と前記基準電圧の前記比較結果に応じて、誘起電圧極性が負である前記比較結果のときには前記非通電の相巻線が位置する基準位置から回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲であり、誘起電圧極性が正である前記比較結果のときには前記非通電の相巻線が位置する基準位置から逆回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲である第一の角度範囲と、回転中心について前記第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲とからなる推定範囲を前記回転子の磁極位置として検出し、
前記位置決定ステップでは、前記検出された推定範囲に含まれない角度範囲であって、電気角でπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に、前記回転子の位置決め角度を決定することを特徴とするブラシレス三相直流モータの駆動方法。 A method for driving a brushless three-phase DC motor comprising an armature having a three-phase winding and a rotor having a permanent magnet,
Prior to starting the brushless three-phase DC motor from a stopped state, the rotation is based on a result of comparing a reference voltage with an induced voltage generated in a non-energized phase winding when the three-phase winding is energized in two phases. A position detecting step for detecting the magnetic pole position of the child;
A position determining step for determining a positioning angle of the rotor based on the detected magnetic pole position of the rotor;
A positioning process step of energizing the phase winding to be energized to position the rotor at the determined positioning angle;
Have
Wherein in the position detecting step, in response to said induced voltage and the reference voltage the comparison result, when the induced voltage polarity of the comparison result is negative electricity rotational direction from a reference position phase windings of the non-energized is located In the case of the comparison result in which the induced voltage polarity is positive in the range up to the position where the angle is displaced by π / 2 radians , the electrical angle is π / in the reverse rotation direction from the reference position where the non-energized phase winding is located. An estimated range consisting of a first angle range that is a range up to a position where the angle is displaced by 2 radians and a second angle range that is point-symmetric with the first angle range with respect to the rotation center is a magnetic pole of the rotor Detect as position,
In the position determining step, the positioning angle of the rotor is determined within an angular range that is not included in the detected estimation range and is an electrical angle within an angle of π / 2 radians. The brushless three-phase DC motor drive method.
前記ブラシレス三相直流モータの起動に先立ち、前記三相巻線を二相通電したときに非通電の相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて前記回転子の磁極位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出された前記回転子の磁極位置に基づいて前記回転子の位置決め角度を決定する位置決定手段と、
前記位置決定手段によって決定された前記位置決め角度に前記回転子を位置決めするために通電すべき相巻線に対して通電を行う位置決め処理手段と、
を備え、
前記位置検出手段は、前記誘起電圧と前記基準電圧の前記比較結果に応じて、誘起電圧極性が負である前記比較結果のときには前記非通電の相巻線が位置する基準位置から回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲であり、誘起電圧極性が正である前記比較結果のときには前記非通電の相巻線が位置する基準位置から逆回転方向に電気角でπ/2ラジアン角変位する位置までの範囲である第一の角度範囲と、回転中心について前記第一の角度範囲と点対称の関係にある第二の角度範囲とからなる推定範囲を、前記回転子の磁極位置として検出し、
前記位置決定手段は、前記検出された推定範囲に含まれない角度範囲であって、電気角でπ/2ラジアン以内の角度からなる範囲内に、前記回転子の位置決め角度を決定することを特徴とするブラシレス三相直流モータの駆動制御装置。 A drive control device for a brushless three-phase DC motor for controlling the driving of a brushless three-phase DC motor comprising an armature having a three-phase winding and a rotor having a permanent magnet,
Prior to starting the brushless three-phase DC motor, the magnetic pole position of the rotor is based on the result of comparing the induced voltage generated in the non-energized phase winding and the reference voltage when the three-phase winding is energized in two phases. Position detecting means for detecting
Position determining means for determining a positioning angle of the rotor based on a magnetic pole position of the rotor detected by the position detecting means;
Positioning processing means for energizing a phase winding to be energized to position the rotor at the positioning angle determined by the position determining means;
With
Said position detecting means, in response to the comparison result of the induced voltage and the reference voltage, when the induced voltage polarity is negative is that the comparison result electrically in the direction of rotation from the reference position phase windings of the non-energized is located In the case of the comparison result in which the induced voltage polarity is positive in the range up to the position where the angle is displaced by π / 2 radians , the electrical angle is π / in the reverse rotation direction from the reference position where the non-energized phase winding is located. An estimated range consisting of a first angle range that is a range up to a position where the angle is displaced by 2 radians and a second angle range that is point-symmetric with the first angle range with respect to the rotation center, Detect as magnetic pole position,
The position determining means determines the positioning angle of the rotor within an angular range that is not included in the detected estimation range and is an electrical angle within an angle of π / 2 radians. A brushless three-phase DC motor drive controller.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009181831A JP5206619B2 (en) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Drive method and drive control apparatus for brushless three-phase DC motor |
DE102010038844A DE102010038844A1 (en) | 2009-08-04 | 2010-08-03 | A method of driving a three-phase brushless DC motor and drive control apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009181831A JP5206619B2 (en) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Drive method and drive control apparatus for brushless three-phase DC motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011036083A JP2011036083A (en) | 2011-02-17 |
JP5206619B2 true JP5206619B2 (en) | 2013-06-12 |
Family
ID=43430339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009181831A Active JP5206619B2 (en) | 2009-08-04 | 2009-08-04 | Drive method and drive control apparatus for brushless three-phase DC motor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5206619B2 (en) |
DE (1) | DE102010038844A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013183550A (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Brushless motor drive unit |
JP5709933B2 (en) * | 2012-12-21 | 2015-04-30 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. | Back electromotive force detection circuit and motor drive control device using the same |
JP5820446B2 (en) | 2013-09-13 | 2015-11-24 | Thk株式会社 | Linear motor control device and control method |
JP5929876B2 (en) | 2013-11-12 | 2016-06-08 | 株式会社デンソー | Drive control device and fuel pump using the same |
JP5920438B2 (en) | 2013-11-12 | 2016-05-18 | 株式会社デンソー | Drive control device and fuel pump drive system |
JP6176222B2 (en) | 2014-10-23 | 2017-08-09 | 株式会社デンソー | Drive control device and motor drive system |
JP2017192203A (en) | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 株式会社デンソー | Motor controller |
JP2018014812A (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 株式会社デンソー | Motor drive control device |
JP7318188B2 (en) * | 2018-08-31 | 2023-08-01 | 株式会社アドヴィックス | motor controller |
JP7415864B2 (en) | 2020-09-22 | 2024-01-17 | 株式会社デンソー | Motor control system and control method |
CN113789634A (en) * | 2021-10-11 | 2021-12-14 | 海信(山东)冰箱有限公司 | Motor control method and device and washing machine |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5519147B2 (en) * | 1973-06-11 | 1980-05-23 | ||
JPH01308192A (en) * | 1988-06-02 | 1989-12-12 | Fujitsu General Ltd | Starting method for sensorless brushless motor |
JPH04312390A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Starter for brushless motor |
JPH08205579A (en) * | 1995-01-19 | 1996-08-09 | Fujitsu General Ltd | Method for controlling brushless motor |
JPH09294391A (en) * | 1996-04-25 | 1997-11-11 | Aichi Electric Co Ltd | Speed controller for sensorless brushless dc motor |
JPH09327194A (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Fujitsu General Ltd | Control method for brushless motor |
JP3586628B2 (en) * | 2000-08-30 | 2004-11-10 | Necエレクトロニクス株式会社 | Sensorless DC motor and method of starting sensorless DC motor |
-
2009
- 2009-08-04 JP JP2009181831A patent/JP5206619B2/en active Active
-
2010
- 2010-08-03 DE DE102010038844A patent/DE102010038844A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011036083A (en) | 2011-02-17 |
DE102010038844A1 (en) | 2011-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5206619B2 (en) | Drive method and drive control apparatus for brushless three-phase DC motor | |
JP5410690B2 (en) | Brushless motor control device and brushless motor | |
JP4906369B2 (en) | Method and apparatus for controlling synchronous motor | |
JP7016762B2 (en) | Semiconductor devices, motor drive systems, and motor control programs | |
JP4801773B2 (en) | Brushless motor, brushless motor control system, and brushless motor control method | |
JP2007166695A (en) | Control device of motor | |
JPH11356088A (en) | Driver of brushless motor | |
JP3416494B2 (en) | DC brushless motor control device and DC brushless motor control method | |
JP2008301588A (en) | Driving device for brushless motor | |
JP5724977B2 (en) | Brushless motor control system | |
JP2010045941A (en) | Motor control circuit, fan driver for vehicle and motor control method | |
JP2005245058A (en) | Parallel drive method of dc brushless motor | |
JP5857825B2 (en) | Motor control device | |
JP5087411B2 (en) | Motor drive device | |
JP5653264B2 (en) | Synchronous motor drive device | |
JP5292060B2 (en) | Brushless motor drive device | |
JP5923437B2 (en) | Synchronous motor drive system | |
JP5745955B2 (en) | Driving apparatus and driving method | |
WO2018037830A1 (en) | Motor control device | |
JP5384908B2 (en) | Brushless motor starting method and control device | |
JP2013236431A (en) | Control method and control apparatus for brushless motor | |
JP4291976B2 (en) | Starting method of brushless / sensorless DC motor | |
JP2013183550A (en) | Brushless motor drive unit | |
JP2007174747A (en) | Sensorless control method for brushless motor, and sensorless controller for brushless motor | |
JP2017041992A (en) | Motor controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101126 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120912 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120918 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121031 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130204 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5206619 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |