JP5236038B2 - Drive control device for brushless motor - Google Patents
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Description
この発明は、例えば燃料ポンプ等の動力源として用いられるブラシレスモータの駆動を制御するブラシレスモータの駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a drive control device for a brushless motor that controls the drive of a brushless motor used as a power source such as a fuel pump.
例えば特許文献1に示すような従来装置では、モータの端子電圧と基準電圧との比較結果の信号をラッチするラッチ手段が用いられる。このラッチ手段は、PWM信号のオンからオフに変化するタイミングでラッチ動作するため、高周波のPWM信号であっても、容易に位置検出信号を得ることが可能である。また、ラッチタイミングは、PWM信号がオンからオフに変化したときから所定時間遅れたタイミングに設定することが可能である。
For example, in a conventional apparatus as shown in
上記のような従来装置では、ラッチタイミングを、PWM信号のオンからオフへの立下り時点よりも所定時間遅れたタイミングとすることができるようになっている。しかしながら、予め設定されたタイミングでのみラッチ動作をするため、設定されたラッチタイミング以上の長さのノイズが誘起電圧に重畳している場合には、そのノイズの影響によって、モータが駆動しなかったり、モータの回転変動が生じたりする可能性がある。 In the conventional apparatus as described above, the latch timing can be set to a timing delayed by a predetermined time from the falling point of the PWM signal from ON to OFF. However, since the latch operation is performed only at a preset timing, if the noise longer than the preset latch timing is superimposed on the induced voltage, the motor may not drive due to the influence of the noise. There may be fluctuations in the rotation of the motor.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ブラシレスモータの誘起電圧にノイズが重畳していても、そのノイズの影響を排除することができ、ブラシレスモータの回転変動を抑制することができるブラシレスモータの駆動制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even if noise is superimposed on the induced voltage of the brushless motor, the influence of the noise can be eliminated, and the rotational fluctuation of the brushless motor can be eliminated. An object of the present invention is to obtain a drive control device for a brushless motor capable of suppressing the above.
この発明のブラシレスモータの駆動制御装置は、ブラシレスモータの複数相の固定子巻線のそれぞれに電圧を加える駆動部と、前記ブラシレスモータの各相の誘起電圧の所定の基準電圧に対する変化を監視し、これらの誘起電圧の変化に応じて、前記駆動部による前記ブラシレスモータの通電相を切り替える制御部とを備え、前記制御部は、前記ブラシレスモータの各相の誘起電圧が前記基準電圧未満となる度に所定の第1カウント値でセットされ、最後にセットされた前記第1カウント値でカウントダウンを開始する通電相切り替えタイマと、前記ブラシレスモータの下流側の通電相が切り替えられたことに応じて、所定の第2カウント値でセットされ、前記第2カウント値でカウントダウンを開始する通電相歯止めタイマとを有し、前記通電相切り替えタイマ及び前記通電相歯止めタイマのうち、早くカウントダウンが終了したタイマに合わせて、前記ブラシレスモータの通電相を切り替える。 A drive control device for a brushless motor according to the present invention monitors a change of an induced voltage of each phase of the brushless motor with respect to a predetermined reference voltage, and a drive unit that applies a voltage to each of a plurality of stator windings of the brushless motor. A control unit that switches the energized phase of the brushless motor by the drive unit according to changes in the induced voltage, and the control unit has an induced voltage of each phase of the brushless motor that is less than the reference voltage. An energized phase switching timer that is set at a predetermined first count value each time and starts counting down at the last set first count value, and the energized phase downstream of the brushless motor is switched. An energized phase pawl timer that is set at a predetermined second count value and starts counting down at the second count value, Of conductive phase switching timer and the energized phases pawl timer, in accordance with the earlier countdown is finished timer switches the energization phase of the brushless motor.
この発明のブラシレスモータの駆動制御装置によれば、通電相切り替えタイマ及び通電相歯止めタイマの両方のタイマをセットすることによって、通常状態では、通電相切り替えタイマのカウントダウンの終了に応じて、ブラシレスモータの通電相を切り替えることができる。これとともに、誘起電圧にノイズが重畳した場合等には、通電相歯止めタイマのカウントダウンの終了に応じて、通電相を切り替えることができる。つまり、通電相切り替えタイマ及び通電相歯止めタイマのうち、カウントダウンが早く終了した方のタイマに合わせて、通電相の切り替えを行うことができ、ブラシレスモータの誘起電圧にノイズが重畳していても、そのノイズの影響を排除することができ、ブラシレスモータの回転変動を抑制することができる。 According to the drive control device for a brushless motor of the present invention, by setting both the energized phase switching timer and the energized phase pawl timer, in a normal state, the brushless motor according to the end of the countdown of the energized phase switching timer. The energized phase can be switched. At the same time, when noise is superimposed on the induced voltage, the energized phase can be switched according to the end of the countdown of the energized phase pawl timer. In other words, among the energized phase switching timer and energized phase pawl timer, the energized phase can be switched according to the timer whose countdown ends earlier, and even if noise is superimposed on the induced voltage of the brushless motor, The influence of the noise can be eliminated, and the rotation fluctuation of the brushless motor can be suppressed.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるブラシレスモータの駆動制御装置を示す構成図である。
図1において、制御部としての制御装置1には、駆動部としての駆動回路2と、比較手段3とが接続されている。また、制御装置1は、例えばマイコン等によって構成されている。駆動回路2は、複数のスイッチング素子4〜9を有するインバータである。また、駆動回路2は、制御装置1からの指令信号に応じて、例えばバッテリ等の直流電源からの電源電圧VEを交流電圧に変換し、その交流電圧をブラシレスモータ100の複数相の固定子巻線のそれぞれに加える。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a block diagram showing a drive control apparatus for a brushless motor according to
In FIG. 1, a
比較手段3は、駆動回路2の出力端子(a)〜(c)の端子電圧、即ちブラシレスモータ100の各相の誘起電圧と、直流電源の電源電圧VEを抵抗R1及び抵抗R2で分圧してなる基準電圧V1(所定の基準電圧)とを受ける。比較手段3は、駆動回路2の各相の端子電圧(ブラシレスモータ100の各相の誘起電圧)と基準電圧とを比較する。
The comparison means 3 divides the terminal voltage of the output terminals (a) to (c) of the
また、比較手段3は、誘起電圧(PWM信号における各パルス)が基準電圧未満である場合に、制御装置1にLレベルの検出信号を出力する。また、比較手段3は、誘起電圧(PWM信号における各パルス)が基準電圧以上である場合に、制御装置1にHレベルの検出信号を出力する。制御装置1は、検出信号における立ち下がりエッジを検出可能である。
Further, the comparison means 3 outputs an L level detection signal to the
つまり、制御装置1は、比較手段3からの検出信号を用いて、ブラシレスモータ100の各相の誘起電圧の基準電圧に対する変化を監視する。なお、出力端子(a)〜(c)の誘起電圧を合成し、1つの比較手段3によって比較すれば、制御装置1に出力する信号を1chにすることも可能である。
That is, the
ここで、制御装置1は、通電相切り替えタイマ(電気角30度タイマ:第1タイマ)1aと、通電相歯止めタイマ(電気角60度タイマ:第2タイマ)1bとを有している。通電相切り替えタイマ1aは、ブラシレスモータ100の通電相の各相の誘起電圧が基準電圧未満となる度に(即ち比較手段3の検出信号の立ち下がりエッジの度に)、第1カウント値でセットされる。なお、通電相切り替えタイマ1aは、連続的に複数回セットされた場合には、最後にセットされた時点からカウントダウンを開始する。
Here, the
通電相歯止めタイマ1bは、ブラシレスモータ100の下流側の通電相が切り替えられたことに応じて、第2カウント値でセットされ、その第2カウント値でカウントダウンを開始する。制御装置1は、通電相切り替えタイマ1a及び通電相歯止めタイマ1bのうちのいずれか一方のタイマがカウントダウンを終了したことに応じて、ブラシレスモータ100の通電相を切り替える。
The energized
次に、動作について説明する。図2は、ブラシレスモータ100の動作を示すタイミングチャートである。図2において、U相誘起電圧、V相誘起電圧及びW相誘起電圧は、図1の駆動回路2の出力端子(a)〜(c)に出力されるブラシレスモータ100の誘起電圧である。U相上流側〜W相下流側の信号は、図1の制御装置1から出力される指令信号である。また、U相上流側〜W相下流側の信号のうち、下流側の信号のみがパルス幅変調信号(PWM信号)である。
Next, the operation will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the
U相、V相、W相の各相の誘起電圧が比較手段3によって基準電圧と比較され、その比較結果を示す検出信号が制御装置1に入力される。制御装置1は、入力された検出信号から電気角360度周期を測定する。つまり、制御装置1は、基準電圧に対するブラシレスモータ100の各相の誘起電圧の周期変化から、各相の誘起電圧の変化の周期を測定する。
The induced voltage of each phase of U phase, V phase, and W phase is compared with the reference voltage by the comparison unit 3, and a detection signal indicating the comparison result is input to the
そして、制御装置1は、測定した電気角360度周期に基づいて、第1カウント値及び第2カウント値を算出する。続いて、制御装置1は、通電相切り替えタイマ1a及び通電相歯止めタイマ1bの各カウント値をセットする。これにより、各タイマ1a,1bがカウントダウンを開始する。この後、制御装置1は、いずれか一方のタイマのカウントダウンが終了したことに応じて、通電相の切り替えを行う。
And the
次に、電気角360度周期(T)、第1カウント値及び第2カウント値の算出方法について説明する。電気角360度周期(T)は、図2に示すように、減少方向の誘起電圧と基準電圧との交点から、1回前の減少方向の誘起電圧と基準電圧との交点間の時間を測定することによって算出することが可能である。 Next, a method of calculating the electrical angle 360 ° period (T), the first count value, and the second count value will be described. As shown in FIG. 2, the electrical angle 360 degree period (T) measures the time between the intersection of the induced voltage in the decreasing direction and the reference voltage one time before the intersection of the induced voltage in the decreasing direction and the reference voltage. It is possible to calculate by doing.
また、電気角360度周期を算出することができれば、第1カウント値の電気角30度(T/12)と、第2カウント値の電気角60度(T/6)も、電気角360度周期(T)を基に算出することが可能である。これらの3つの周期演算については、制御装置1によって、U相、V相、W相の各相について独立して行われる。
If the period of electrical angle 360 degrees can be calculated, the electrical angle 30 degrees (T / 12) of the first count value and the electrical angle 60 degrees (T / 6) of the second count value are also 360 degrees. It is possible to calculate based on the period (T). These three period calculations are performed independently by the
次に、通電相切り替えタイマ1a(電気角30度タイマ)及び通電相歯止めタイマ1b(電気角60度タイマ)をセットするタイミングについて説明する。通電相切り替えタイマ1a(電気角30度タイマ:T/12)は、下流側の通電相切り替えタイミングを基点として、比較手段3の検出信号の立ち下がりタイミング毎にセットされる。また、通電相切り替えタイマ1aは、カウントダウンが終了するまでに、再度セットされた場合には、新たにセットされた時点から新たに第1カウント値のカウントダウンを開始する。
Next, the timing for setting the energized
即ち、通電相切り替えタイマ1aがセットされる最終的なタイミングは、上昇方向の誘起電圧と基準電圧との交点となる。従って、通電相切り替えタイマ1aがセットされるタイミングについては、下流側の通電相切り替えタイミングから所定時間遅れた検出信号の立ち下がりタイミングとすることも可能である。
That is, the final timing when the energized
また、通電相歯止めタイマ1b(電気角60度タイマ)をセットするタイミングについて説明する。通電相歯止めタイマ1bは、図2に示すように、下流側の通電相が切り替わるタイミングでセットされる。このセットのタイミングは、例えば、U相PWMからW相PWMの切り替えタイミングである。なお、通電相歯止めタイマ1bの第2カウント値は、電気角60度以上であれば、何度に設定してもよい。
The timing for setting the energized
次に、ブラシレスモータ100の誘起電圧にノイズが重畳することによる影響について、図3を用いて説明する。図3は、ブラシレスモータ100の誘起電圧にノイズが重畳した場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。ブラシレスモータ100の誘起電圧にノイズが重畳することによって、基準電圧と誘起電圧との比較結果を示す検出信号が比較手段3から制御装置1に入力される。
Next, the influence of noise superimposed on the induced voltage of the
このノイズが重畳した誘起電圧が比較手段3を介して制御装置1に入力されることによって、通電相切り替えタイマ1a(電気角30度タイマ)がノイズ波形によって余計にセットされる。このため、ブラシレスモータ100の回転が不安定になる可能性がある。この場合、通電相歯止めタイマ1b(電気角60度タイマ)が事前にセットされていることによって、通電相歯止めタイマ1bのカウントダウンが終了すれば、通電相の切り替えを行うことが可能である。
When the induced voltage on which the noise is superimposed is input to the
以上のように、実施の形態1によれば、通電相切り替えタイマ1a及び通電相歯止めタイマ1bの両方のタイマをセットすることによって、通常状態では、通電相切り替えタイマ1a(電気角30度タイマ)のカウントダウンの終了に応じて、ブラシレスモータ100の通電相を切り替えることができる。これとともに、誘起電圧にノイズが重畳した場合等には、通電相歯止めタイマ1bのカウントダウンの終了に応じて、通電相を切り替えることができる。つまり、通電相切り替えタイマ1a及び通電相歯止めタイマ1bのうち、カウントダウンが早く終了した方のタイマに合わせて、通電相の切り替えを行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, by setting both the energized
ここで、通電相歯止めタイマ1b(電気角60度タイマ)のみを用いた構成では、誘起電圧の電気角360度周期が変動した場合に、その周期の変動に対する追従性が低下することが想定される。これに対して、上記の実施の形態1では、通電相切り替えタイマ1a及び通電相歯止めタイマ1b(電気角30度タイマ及び電気角60度タイマ)を併用するため、通電相切り替えタイマ1aによる電気角360度周期に対する高い追従性を確保することができ、ブラシレスモータ100の回転に同調して通電相を切り替えることができる。これとともに、ブラシレスモータ100の誘起電圧にノイズが重畳した場合であっても、通電相歯止めタイマ1bによって通電相が切り替わる。この結果、ブラシレスモータ100の誘起電圧にノイズが重畳していても、そのノイズの影響を排除することができ、ブラシレスモータ100が停止したり、ブラシレスモータ100の回転変動が生じたりしないようにすることができ、安定してブラシレスモータ100を回転させることができる。
Here, in the configuration using only the energized
1 制御装置(制御部)、1a 通電相切り替えタイマ、1b 通電相歯止めタイマ、2 駆動回路(駆動部)、3 比較手段、4〜9 スイッチング素子、100 ブラシレスモータ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ブラシレスモータの各相の誘起電圧の所定の基準電圧に対する変化を監視し、これらの誘起電圧の変化に応じて、前記駆動部による前記ブラシレスモータの通電相を切り替える制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記ブラシレスモータの各相の誘起電圧が前記基準電圧未満となる度に所定の第1カウント値でセットされ、最後にセットされた前記第1カウント値でカウントダウンを開始する通電相切り替えタイマと、
前記ブラシレスモータの下流側の通電相が切り替えられたことに応じて、所定の第2カウント値でセットされ、前記第2カウント値でカウントダウンを開始する通電相歯止めタイマと
を有し、
前記通電相切り替えタイマ及び前記通電相歯止めタイマのうち、早くカウントダウンが終了したタイマに合わせて、前記ブラシレスモータの通電相を切り替える
ことを特徴とするブラシレスモータの駆動制御装置。 A drive unit for applying a voltage to each of a plurality of stator windings of a brushless motor;
A controller that monitors the change of the induced voltage of each phase of the brushless motor with respect to a predetermined reference voltage, and switches the energized phase of the brushless motor by the drive unit according to the change of the induced voltage; and
The controller is
An energized phase switching timer that is set at a predetermined first count value each time the induced voltage of each phase of the brushless motor becomes less than the reference voltage, and starts counting down at the last set first count value;
An energized phase pawl timer that is set at a predetermined second count value and starts counting down at the second count value in response to switching of the energized phase downstream of the brushless motor;
A drive control device for a brushless motor, wherein the energized phase of the brushless motor is switched according to a timer whose countdown has been completed earlier among the energized phase switching timer and the energized phase pawl timer.
ことを特徴とする請求項1記載のブラシレスモータの駆動制御装置。 The drive control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the set timing of the energized phase switching timer is a downstream energized phase switching timing or a timing delayed by a predetermined time from the downstream energized phase switching timing. .
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータの駆動制御装置。 The control unit measures the period of change in the induced voltage of each phase from the period change of the induced voltage of each phase of the brushless motor with respect to the reference voltage, and obtains a value obtained by dividing the measured period by 12 The drive control device for a brushless motor according to claim 1 or 2, wherein the first count value is used.
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のブラシレスモータの駆動制御装置。 The control unit measures the period of change in the induced voltage of each phase from the period change of the induced voltage of each phase of the brushless motor relative to the reference voltage, and obtains a value obtained by dividing the measured period by 6 The drive control device for a brushless motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the second count value is used.
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