JP5745759B2 - Brushless motor driving apparatus and rotorless position detection method of brushless motor - Google Patents
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Description
本発明は、センサレス制御されるブラシレスモータの駆動装置、及びブラシレスモータのロータ停止位置検出方法に関する。 The present invention relates to a sensorless controlled brushless motor drive apparatus and a rotor stop position detection method for a brushless motor.
ロータが永久磁石を有するタイプのブラシレスモータにおいて、ロータの回転位置を検出する位置センサを設けずに位置センサレスで駆動制御が行われている。このセンサレス制御を行うブラシレスモータの駆動装置においては、モータを停止した状態から始動する際に、その始動特性を向上させるためにロータ停止位置を検出し、このロータ停止位置に応じた通電パターン(巻線の励磁パターン)を選択して駆動を行っている。 In a brushless motor of the type in which the rotor has a permanent magnet, drive control is performed without a position sensor without providing a position sensor for detecting the rotational position of the rotor. In a brushless motor driving apparatus that performs this sensorless control, when starting from a state in which the motor is stopped, a rotor stop position is detected in order to improve the starting characteristics, and an energization pattern (winding) corresponding to the rotor stop position is detected. The line excitation pattern) is selected for driving.
ロータの停止位置を検出する方法としては、3相のコイルに印加される電圧を検出し、電圧の立ち上がり時間の差からコイルのインダクタンスを検出して、永久磁石の磁極と対向しているコイルを判断することがあげられる(例えば、特許文献1参照)。
他のロータ停止位置の検出方法としては、ロータが動かない程度の短いパルス電流を1つのコイルから他の2つのコイルに同時に流して3相通電を行い、電流をオフしたときに2つのコイルに発生する方形波パルス電圧のパルス幅を検出することでロータ停止位置を判定するものがある(例えば、特許文献2参照)。
As a method of detecting the stop position of the rotor, the voltage applied to the three-phase coil is detected, the inductance of the coil is detected from the difference in the rise time of the voltage, and the coil facing the magnetic pole of the permanent magnet is detected. Judgment can be given (for example, see Patent Document 1).
As another method for detecting the rotor stop position, a short pulse current that does not cause the rotor to move is simultaneously supplied from one coil to the other two coils to conduct three-phase energization. There is one that determines the rotor stop position by detecting the pulse width of the generated square wave pulse voltage (see, for example, Patent Document 2).
以下、コイルのインダクタンスを検出してロータ停止位置を検出する具体的な例について説明する。この例では、巻線(コイル)が作る磁束の方向と、マグネットの磁束の方向が同方向のときにマグネットのコアの透磁率が大きくなってインダクタンスが小さくなることに着目して停止位置を決定する。この場合、6つの停止位置判定用の通電パターンをロータが回転しない程度の時間だけ継続されるようにして3相のいずれか2相に通電する。 Hereinafter, a specific example of detecting the rotor stop position by detecting the inductance of the coil will be described. In this example, when the direction of the magnetic flux generated by the winding (coil) and the direction of the magnetic flux of the magnet are the same, the stop position is determined by focusing on the fact that the permeability of the magnet core increases and the inductance decreases. To do. In this case, six energization patterns for determining the stop position are energized in any two phases of the three phases so as to continue for a period of time that the rotor does not rotate.
図7は、停止位置判定用の通電パターン(巻線の励磁パターン)の例を示す図である。
通電パターン#1は、U相の巻線(以下、U相という)からV相の巻線(以下、U相という)に電流を流す。U相がN極磁化され、V相がS極磁化される。U、V、W相の配置及びロータ41の停止位置が図示する配置であった場合には、矢印に示すようにU相からロータ41の永久磁石42のS極、N極を順番に通り、V相に向かう磁束が形成される。
通電パターン#2は、U相からW相に電流を流す。U相がN極磁化され、W相がS極磁化される。矢印に示すようにU相からロータ41の永久磁石のS極、N極を順番に通り、W相に向かう磁束が形成される。
通電パターン#3は、V相からW相に電流を流す。V相がN極磁化され、W相がS極磁化される。矢印に示すようにV相からロータ41の永久磁石のS極、N極を順番に通り、W相に向かう磁束が形成される。
通電パターン#4は、V相からU相に電流を流す。V相がN極磁化され、U相がS極磁化される。矢印に示すようにV相からロータ41の永久磁石のS極、N極を順番に通り、U相に向かう磁束が形成される。
通電パターン#5は、W相からU相に電流を流す。W相がN極磁化され、U相がS極磁化される。矢印に示すようにW相からロータ41の永久磁石のS極、N極を順番に通り、U相に向かう磁束が形成される。
通電パターン#6は、W相からV相に電流を流す。W相がN極磁化され、V相がS極磁化される。矢印に示すようにW相からロータ41の永久磁石のS極、N極を順番に通り、V相に向かう磁束が形成される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an energization pattern (coil excitation pattern) for determining a stop position.
In the
In the
In the
In the
In the
In the energization pattern # 6, a current flows from the W phase to the V phase. The W phase is N pole magnetized and the V phase is S pole magnetized. As indicated by the arrow, a magnetic flux is formed from the W phase through the S pole and the N pole of the permanent magnet of the
このロータ41の停止位置の検出においては、以下のステップ1〜6を1セットとする通電制御を行う。そして、各通電パターンによりモータ巻線に通電する場合は、巻線に流れる電流が規定電流(閾値となる電流値)に到達するまでの時間だけ通電を行い、巻線に流れる電流が規定電流(閾値となる電流値)に到達すると通電を停止するようにしている。従って、インダクタンス成分が大きいほど電流の立ち上がりが遅くなり、通電時間(通電パルス幅)が長くなる。逆に、インダクタンス成分が小さいほど電流の立ち上がりが早くなり、通電時間(通電パルス幅)が短くなる。
In detecting the stop position of the
図8は、巻線への通電状態と通電パルス幅(パルス通電時間Tc)の例を模式的に示した図である。図8において、ステップ1は、通電パターン#1(U→V通電)を選択して通電し、通電相の巻線に流れる電流が規定電流(閾値となる電流値)に到達するまでの通電時間Tcを計測する。同様にして、ステップ2では通電パターン#2(U→W通電)が用いられ、規定電流に到達するまでの通電時間Tcを計測する。ステップ3では通電パターン#3(V→W通電)で通電し、規定電流に到達するまでの通電時間Tcを計測する。
ステップ4では通電パターン#4(V→U通電)で通電して、規定電流に到達するまでの通電時間Tcを計測する。ステップ5では通電パターン#5(W→U通電)で通電し、規定電流に到達するまでの通電時間Tcを計測する。ステップ6では通電パターン#6(W→V通電)で通電し、規定電流に到達するまでの通電時間Tcを計測する。そして、規定電流に最も早く到達する通電相(電流の立ち上がり最も早い通電相)を検出することで、ロータ位置を推定する。図に示す例では、ステップ4におけるパターン#4(V→U通電)が相当する。従って、図8に示す例では、ロータ41のS極がV相巻線に対向し、N極がU相巻線に対向している状態と判定される。
FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of the energization state of the winding and the energization pulse width (pulse energization time Tc). In FIG. 8,
In
ところで、図8に示す各ステップにおいて、各通電パターンにより3相のうちのいずれか2相の巻線に通電を行う場合の電流の流れを、図9から図11に示す。図9から図11は、それぞれブラシレスモータのロータの停止位置を検出する際の電流の流れを示す模式図である。
図示するように、ブラシレスモータ1は、フライホイールダイオードを有する6個のFETのスイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)からなるインバータ3により通電される。また、直流電源4の正極側(+)とインバータの電源入力側(P)と結ぶ直流電源線にはチョークコイル(又はリアクトル)Lが挿入される。
By the way, in each step shown in FIG. 8, the flow of current when energizing any two phases of the three phases by each energization pattern is shown in FIGS. FIGS. 9 to 11 are schematic diagrams showing the flow of current when detecting the stop position of the rotor of the brushless motor.
As shown in the figure, the
このインバータ3において、例えば、図9(A)(左上の図)に示すように、通電パターン#1によりU、V相への通電を行う場合は、スイッチング素子U+とスイッチング素子V−とをON(他はすべてOFF)にすることにより、「直流電源4→チョークコイルL→スイッチング素子U+→U相巻線→V相巻線→スイッチング素子V−→直流電源4」のルートで電流が流れる。そして、この電流が所定の値(閾値)に到達した場合に、全てのスイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)をOFF(全相OFF)にする。
In this
通電パターン#1による通電終了後、スイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)を全相OFFにした場合は、図9(B)(右上の図)に示すように、今までU、V相に流れていた電流に応じて、U、V相の自己誘導作用により起電力が発生し、直流電源4側への放電電流が生じる。この放電電流は「V相巻線→スイッチング素子V+(フライホイールダイオード)→チョークコイルL→直流電源4→スイッチング素子U−(フライホイールダイオード)→U相巻線」のルートで流れる。このため、チョークコイルLに放電電流が流れることにより、磁気エネルギーが蓄積され、チョークコイルLの端子電圧VLが上昇することになる。
When the switching elements (U +, V +, W +, U−, V−, W−) are turned off after the energization by the
通電パターン#1による通電が終了すると、所定の待機時間の後に、通電パターン#2によりU、W相への通電が行われる。この通電パターン#2による電流のルートを図9(C)(左下の図)に示す。また、通電パターン#2による通電終了後、スイッチング素子が全相OFFされた場合の電流ルートを図9(D)(右下の図)に示す。図に示すように、通電パターン#2による通電終了後においても、チョークコイルLに放電電流が流れることにより、磁気エネルギーが蓄積され、チョークコイルLの端子電圧VLが上昇する。
When energization by the
同様にして、図10には、通電パターン#3および#4の通電パターンによる通電、及び通電終了後の放電電流の電流ルートを示し、図11には、通電パターン#5および#6の通電パターンによる通電時の電流ルート、及び通電終了後の放電電流の電流ルートを示している。図10及び図11に示すように、いずれのパターンの通電停止時においても、スイッチング素子を全相OFFするとブラシレスモータ1側から直流電源4に放電電流が流れ、この放電電流によりチョークコイルLに磁気エネルギーが蓄積され、チョークコイルLのインバータ3側の端子電圧VLが上昇する。すなわち、インバータ3に入力される電源電圧が上昇することになる。
Similarly, FIG. 10 shows a current route of energization by the energization patterns of the
次に、停止位置の検出における電圧及び電流の変化について説明する。図12は、ロータの停止位置を検出する際の各相における電圧と電流との波形の一例を示す図である。同図において、横軸が時間を示し、縦軸がインバータ3の電源電圧(チョークコイルLの端子電圧VL)と、相電流とを示している。
図12(A)に示すように、時刻t1において、ある通電パターンにより巻線が通電開始され、相電流が所定の閾値に到達して通電が終了し、スイッチング素子が全相OFFされると、電源電圧(チョークコイルLの端子電圧VL)はチョークコイルLに磁気エネルギーが蓄積されることにより、電圧ΔVだけ上昇することになる。時刻t2における次の通電パターンの通電停止時においても同様である。
従って、図12(B)に示すように、時刻t1からt6において、通電パターン#1から#6による巻線への通電と通電停止とを繰り返すと、電源電圧が次第に上昇する現象が発生する。図に示す例では、電源電圧Vは、通電開始前は10Vであり、最後の通電パターンによる通電停止時には14V程度まで上昇する。
Next, changes in voltage and current in detecting the stop position will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of waveforms of voltage and current in each phase when detecting the stop position of the rotor. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the power supply voltage of the inverter 3 (terminal voltage VL of the choke coil L) and the phase current.
As shown in FIG. 12 (A), at time t1, when the winding is energized by a certain energization pattern, the phase current reaches a predetermined threshold value, energization is terminated, and the switching elements are all turned OFF. The power supply voltage (terminal voltage VL of the choke coil L) is increased by the voltage ΔV as magnetic energy is accumulated in the choke coil L. The same applies when the energization of the next energization pattern is stopped at time t2.
Therefore, as shown in FIG. 12 (B), when the energization of the windings by
前述したように、ロータ停止位置の検出処理においては、インダクタンスを検出するために、通電時の相電流が所定の電流値(閾値)まで到達する時間(通電パルス幅)を計測している。このため、電源電圧が上昇すると、相電流の立ち上がり早くなり、通電パルス幅が短くなってしまう。図に示す例では、本来は時刻t1における通電パターンにおいて電流の立ち上がりが最も早く、通電パルス幅が最短となるべきものである。しかしながら、時刻t6においては電源電圧が上昇した状態で通電しているため、時刻t6において電流の立ち上がりが最も早くなり最短の通電パルス幅となってしまう。このため、ロータ停止位置の誤検出が生じることになる。 As described above, in the rotor stop position detection process, in order to detect the inductance, the time (energization pulse width) for the phase current during energization to reach a predetermined current value (threshold value) is measured. For this reason, when the power supply voltage rises, the phase current rises earlier and the energization pulse width becomes shorter. In the example shown in the figure, the current rise should be the fastest in the energization pattern at time t1, and the energization pulse width should be the shortest. However, since power is supplied with the power supply voltage increased at time t6, the current rises at the earliest time at time t6, resulting in the shortest current pulse width. For this reason, erroneous detection of the rotor stop position occurs.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ロータ停止位置を検出するために、複数の種類の通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、通電停止の際に巻線に流れていた電流が直流電源側に流れることにより生じるインバータの入力電源電圧の変動を抑制でき、ロータ停止位置の検出精度の向上を図ることができる、ブラシレスモータの駆動装置、及びブラシレスモータのロータ停止位置検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in order to detect a rotor stop position, when energizing a motor winding and stopping energization are alternately repeated using a plurality of types of energization patterns. In the brushless motor, it is possible to suppress fluctuations in the input power supply voltage of the inverter caused by the current flowing in the winding when the energization is stopped flowing to the DC power supply side, and to improve the detection accuracy of the rotor stop position. It is an object of the present invention to provide a drive device and a method for detecting a rotor stop position of a brushless motor.
上記課題を解決する本発明の請求項1に係るブラシレスモータの駆動装置は、ロータと複数相の巻線が巻装されたステータとを備えるブラシレスモータを駆動させるブラシレスモータの駆動装置であって、高電位側のスイッチング素子及び低電位側のスイッチング素子を直列接続しブラシレスモータの各相の巻線に対応した直列回路を有し、各直列回路の両端が直流電源に接続され、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子との接続点が前記ブラシレスモータの各相の巻線に接続されたインバータと、前記インバータに流れる電流を検出するように前記インバータと前記直流電源の負極側端子との間に設けられた電流検出回路と、前記インバータと前記直流電源の正極側端子との間に接続されたチョークコイルと、前記複数相の巻線のうち2相の巻線への通電を行うよう、予め定められた複数の通電パターンを順次用いて前記インバータの前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて前記ブラシレスモータの各相の巻線に通電を行う第1の制御と、前記直流電源から前記ブラシレスモータの各相の巻線への通電を停止させる際に前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて巻線の自己誘導により生じる電流を、前記インバータ内において該巻線に還流させて前記チョークコイルに流れないようにする第2の制御とを交互に行う通電パルス生成部と、前記通電パルス生成部の前記第1の制御により前記ブラシレスモータの各相の巻線に流れる電流を検出して、前記第1の制御による通電を開始してから前記電流検出回路により検出される電流値が所定の閾値に達するまでの時間を通電パルス幅として検出し、該通電パルス幅が最小となる通電パターンから前記ブラシレスモータのロータの位置を検出するロータ位置推定部とを備えることを特徴とする。
このブラシレスモータの駆動装置では、ブラシレスモータのロータ停止位置を検出するために、複数の通電パターンを用いてブラシレスモータの各巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、この通電停止の際に巻線に流れていた電流を、直流電源側に流すことなくインバータ内で還流させる。
これにより、ロータ停止位置を検出するために複数の種類の通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、通電停止の際に巻線に流れていた電流が直流電源側に流れることにより生じるインバータの入力電源電圧の変動を抑制でき、ロータ停止位置の検出精度の向上を図ることができる。
The brushless motor drive device according to
In this brushless motor drive device, in order to detect the rotor stop position of the brushless motor, when the energization and deactivation of each winding of the brushless motor are alternately repeated using a plurality of energization patterns, At this time, the current flowing in the winding is recirculated in the inverter without flowing to the DC power source side.
As a result, in order to detect the rotor stop position, when a plurality of types of energization patterns are used to alternately repeat energization and deenergization of the motor winding, the current flowing in the winding at the time of deenergization is Variations in the input power supply voltage of the inverter caused by flowing to the DC power supply side can be suppressed, and the detection accuracy of the rotor stop position can be improved.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載のブラシレスモータの駆動装置であって、前記通電パルス生成部が、前記ブラシレスモータのロータ停止位置を検出するために、前記ブラシレスモータの各相のうちのいずれか2相の巻線を順次選択し、該選択した巻線に対応する通電パターンにより前記スイッチング素子のオンとオフとを切り替えて該選択した巻線に通電し、前記選択した巻線への通電を停止する際に、前記選択した巻線に対応する直列回路の前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて、前記選択した巻線に流れる電流を還流させることを特徴とする。
このブラシレスモータの駆動装置では、ブラシレスモータが有する各相の巻線のうちいずれか2相の巻線を順番に選択し、該選択した巻線に対応する通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、通電停止の際に巻線に流れる電流を直流電源側に流すことなく、インバータ内のスイッチング素子を用いて還流させる。
これにより、通電停止の際に巻線に流れる電流をインバータ内で還流させることにより、巻線により消費させて、次回の通電の際のインバータの入力電源電圧の変動を抑制し、ロータ停止位置の検出精度の向上を図ることができる。
The invention according to
In this brushless motor drive device, any two-phase winding is sequentially selected from the windings of each phase of the brushless motor, and the motor winding is applied to the selected winding by using an energization pattern corresponding to the selected winding. When the energization and the energization stop are alternately repeated, the current flowing through the winding when the energization is stopped is caused to flow back using the switching element in the inverter without flowing to the DC power source side.
As a result, the current that flows in the winding when the energization is stopped is recirculated in the inverter, so that it is consumed by the winding and the fluctuation of the input power supply voltage of the inverter at the next energization is suppressed. The detection accuracy can be improved.
また、請求項3に係る発明は、請求項2に記載のブラシレスモータの駆動装置であって、前記高電位側のスイッチング素子と、前記低電位側のスイッチング素子とそれぞれには並列にフライホイールダイオードが接続され、前記通電パルス生成部が、前記巻線への通電を停止する際に、前記高電位側のスイッチング素子の全てをオンにし、低電位側のスイッチング素子の全てをオフにする、或いは、高電位側のスイッチング素子の全てをオフにし、低電位側のスイッチング素子の全てをオンにすることを特徴とする。
このブラシレスモータの駆動装置では、ロータ停止位置の検出を行うために、ブラシレスモータが有する各相の巻線のうちいずれか2相の巻線を順番に選択し、該選択した巻線に対応する通電パターンにより通電と通電停止を交互に繰り返す場合において、通電停止の際に巻線に流れている電流を直流電源側に流すことなくインバータ内で還流させ、直流電源とインバータとの間に挿入されたチョークコイルに電流を流さないようにする。
これにより、チョークコイルの自己誘導作用により発生する起電力の影響を受けてインバータの入力電源電圧の変動を抑制することができ、インバータの入力電源電圧の変動による巻線電流の立ち上がりの速さの変化をなくし、ロータ停止位置の検出精度の向上を図ることができる。
Further, the invention is a drive device for a brushless motor according to
In this brushless motor drive device, in order to detect the rotor stop position, any two-phase windings among the windings of each phase of the brushless motor are selected in order, and the corresponding windings are selected. When energizing and de-energizing are repeated alternately according to the energizing pattern, the current flowing in the winding at the time of de-energizing is recirculated in the inverter without flowing to the DC power source side, and inserted between the DC power source and the inverter. Do not pass current through the choke coil.
As a result, fluctuations in the input power supply voltage of the inverter can be suppressed under the influence of the electromotive force generated by the self-induction action of the choke coil, and the speed of the winding current rise due to fluctuations in the input power supply voltage of the inverter It is possible to eliminate the change and improve the detection accuracy of the rotor stop position.
また、請求項4に係るブラシレスモータのロータ停止位置検出方法は、高電位側のスイッチング素子及び低電位側のスイッチング素子を直列接続しブラシレスモータの各相の巻線に対応した直列回路を有し、各直列回路の両端が直流電源に接続され、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子との接続点が前記ブラシレスモータの各相の巻線に接続されたインバータと、前記インバータに流れる電流を検出するように前記インバータと前記直流電源の負極側端子との間に設けられた電流検出回路と、前記インバータと前記直流電源の正極側端子との間に接続されたチョークコイルとを備え、ロータと複数相の巻線が巻装されたステータとを備えるブラシレスモータの駆動装置におけるブラシレスモータのロータ停止位置検出方法であって、前記複数相の巻線のうち2相の巻線への通電を行うよう、予め定められた複数の通電パターンを順次用いて前記インバータの前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて前記ブラシレスモータの各相の巻線に順次通電を行う第1の制御と、前記直流電源から前記ブラシレスモータの各相の巻線への通電を停止させる際に前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて巻線の自己誘導により生じる電流を、前記インバータ内において該巻線に還流させて前記チョークコイルに流れないようにする第2の制御を交互に行う通電過程と、前記通電過程の第1の制御における前記ブラシレスモータの各相の巻線に流れる電流を検出して、前記第1の制御による通電を開始してから前記電流検出回路により検出される電流値が所定の閾値に達するまでの時間を通電パルス幅として検出し、該通電パルス幅が最小となる通電パターンから前記ブラシレスモータのロータの位置を検出するロータ位置推定過程とを備えることを特徴とする。
これにより、ロータ停止位置を検出するために複数の種類の通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、通電停止の際に巻線に流れていた電流が直流電源側に流れることにより生じるインバータの入力電源電圧の変動を抑制でき、ロータ停止位置の検出精度の向上を図ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a brushless motor rotor stop position detecting method comprising a series circuit corresponding to a winding of each phase of a brushless motor by connecting a high potential side switching element and a low potential side switching element in series. And both ends of each series circuit are connected to a DC power source, and an inverter in which a connection point between the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side is connected to a winding of each phase of the brushless motor; A current detection circuit provided between the inverter and the negative terminal of the DC power supply so as to detect a current flowing through the inverter, and a choke coil connected between the inverter and the positive terminal of the DC power supply with the door, rotor stop of the brushless motor in a brushless motor driving device Ru and a stator winding is wound in the rotor and a plurality of phases A置検out method, to perform the energization of the two phases of the windings of the plurality phase windings, a plurality of switching elements of the current pattern sequentially with the high-potential side of the inverter and a predetermined A first control for sequentially energizing the windings of each phase of the brushless motor by switching on and off the switching element on the low potential side; and from the DC power source to the windings of each phase of the brushless motor. When the energization is stopped, the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side are switched on and off, and the current generated by the self-induction of the winding is returned to the winding in the inverter. energizing process of performing a second control that does not flow into the choke coils alternately, the flow to each phase winding of the brushless motor in the first control of the energizing process The time from when the current is detected and the energization by the first control is started until the current value detected by the current detection circuit reaches a predetermined threshold is detected as the energization pulse width. And a rotor position estimating process for detecting a position of the rotor of the brushless motor from a minimum energization pattern.
As a result, in order to detect the rotor stop position, when a plurality of types of energization patterns are used to alternately repeat energization and deenergization of the motor winding, the current flowing in the winding at the time of deenergization is Variations in the input power supply voltage of the inverter caused by flowing to the DC power supply side can be suppressed, and the detection accuracy of the rotor stop position can be improved.
本発明のブラシレスモータの駆動装置では、ブラシレスモータのロータ停止位置を検出するために、複数の種類の通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、この通電停止の際に巻線に流れていた電流を、直流電源側に流すことなくインバータ内で還流させる。
これにより、ロータ停止位置を検出するために複数の種類の通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返す場合において、通電停止の際に巻線に流れていた電流が直流電源側に流れることにより生じるインバータの入力電源電圧の変動を抑制し、ロータ停止位置の検出精度の向上を図ることができる。
In the brushless motor driving device of the present invention, in order to detect the rotor stop position of the brushless motor, this energization is performed when the energization to the motor winding and the energization stop are alternately repeated using a plurality of energization patterns. The current that was flowing in the winding at the time of stoppage is recirculated in the inverter without flowing to the DC power supply side.
As a result, in order to detect the rotor stop position, when a plurality of types of energization patterns are used to alternately repeat energization and deenergization of the motor winding, the current flowing in the winding at the time of deenergization is It is possible to suppress the fluctuation of the input power supply voltage of the inverter caused by flowing to the DC power supply side and improve the detection accuracy of the rotor stop position.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、ブラシレスモータが、3相ブラシレスモータの場合について説明する。
図1は、本実施形態のブラシレスモータ1の駆動装置2の構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、ブラシレスモータシステムは、ブラシレスモータ1と、ブラシレスモータ1の回転駆動を制御する駆動装置2とを有する。
ブラシレスモータ1は、永久磁石を有するロータとステータを有し、ステータには3相(U、V、W)の巻線(コイル)が周方向に順番に巻装されている。各相の巻線は、一端が共通接続され、他端が駆動装置2に接続された星型結線されている。なお、このブラシレスモータシステムは、ロータ位置を検出するセンサを有しないセンサレスタイプのシステムである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a case where the brushless motor is a three-phase brushless motor will be described.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a
The
駆動装置2は、マイコン(マイクロコントローラ等)などから構成される制御装置21と、制御装置21とインバータ3の間に、Hi側プリドライバ11及びLo側プリドライバ12と、電流検出回路13とが設けられている。
インバータ3は、フライホイールダイオードを有する6個のFET等のスイッチング素子を直流電源4の正負両端子間に2個ずつブリッジ接続して構成される回路であって、直流電源4から供給された直流電圧を制御装置21から入力されるパルス幅変調信号(駆動信号)に基づく交流電圧に変換し、ブラシレスモータ1の各相に印加する。具体的には、2つのスイッチング素子を直列に接続した直列回路が、ブラシレスモータ1の各相(U、V、W)の巻線に対応して設けられ、直流電源4の正負両端子間に3つ並列に接続されている。また、直列回路におけるスイッチング素子の接続点が対応する巻線の他端に接続されている。
なお、インバータ3とグランドレベルの間には、シャント抵抗3Aが設けられている。シャント抵抗3Aを用いてインバータ3に流れる電流、つまりブラシレスモータ1に入力される電流は、電流検出回路13を用いて検出される。
The
The
A shunt resistor 3A is provided between the
また、直流電源(バッテリ)4の正極側端子B+とインバータ3の電源入力端子Pとの間には、交流成分や高周波分のフィルタとなるチョークコイルLが挿入されている。このチョークコイルLは、直流電源4からインバータ3側に瞬時的な過電流(突入電流)が流れことを抑制するとともに、インバータ3のスイッチング動作により発生するノイズ電流成分が直流電源4側に流れることを防いでいる。また、チョークコイルL及びインバータ3の電源入力端子Pを接続する直流電源線DCLと、グランドレベルとの間には、過電圧抑制用のZNR(酸化亜鉛バリスタ)及びコンデンサCが挿入されている。ZNRはインバータ3のスイッチング動作により直流電源線DCLに過電圧が発生すること防いでいる。また、コンデンサCは、インバータ3側から発生する高周波ノイズを吸収する。
A choke coil L serving as a filter for AC components and high frequency is inserted between the positive terminal B + of the DC power source (battery) 4 and the power input terminal P of the
制御装置21は、通電制御部31と、通電パルス幅検出部23と、ロータ位置推定部24とを備えている。通電制御部31は、ブラシレスモータ1の巻線への通電を行うための制御部であり、この通電制御部31内には、ロータ停止位置を検出するためのロータ停止位置検出部32が含まれる。
このロータ停止位置検出部32は、ロータ停止位置を検出するための通電パルス信号を発生する通電パルス生成部33を有し、また、ロータ停止位置を検出する際に使用される停止位置検出用通電パターン34と、この通電パターンによる通電を停止する際に使用されるスイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)の通電停止時OFFパターン35とが記憶されている。
The
The rotor stop
励磁電圧出力部22は、ブラシレスモータ1の巻線に励磁電圧を印加するか否かを示す信号をHi側プリドライバ11及びLo側プリドライバ12に出力する。この励磁電圧出力部22は、通電パルス生成部33から入力した通電パルス信号に応じて、各スイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)ごとにオンとオフとを切り替えるパルス信号(u+、v+、w+、u−、v−、w−)を生成してHi側プリドライバ11及びLo側プリドライバ12に出力する。Hi側プリドライバ11は、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)のオンとオフとを切り替えるドライバである。Lo側プリドライバ12は、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)のオンとオフとを切り替えるドライバである。
The excitation voltage output unit 22 outputs a signal indicating whether to apply an excitation voltage to the winding of the
このHi側プリドライバ11は、励磁電圧出力部22から入力したオンとオフとを示すパルス信号(u+、v+、w+)を基に、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)のゲートを駆動するゲート信号(Gu+、Gv+、Gw+)を生成する。また、Lo側プリドライバ12は、励磁電圧出力部22から入力したオンとオフとを示すパルス信号(u−、v−、w−)から、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)のゲートを駆動するゲート信号(Gu−、Gv−、Gw−)を生成する。
This Hi-
通電パルス幅検出部23は、電流検出回路13から入力される電流信号(モータ巻線に流れる電流の信号)を基に、通電開始からモータ巻線に流れる電流値が所定の値(閾値)に到達するまでの時間を、通電パルス幅として計測する。この通電パルス幅検出部23は、メモリなどの記憶部23Aを有し、検出した通電パルス幅の情報を記憶する。
ロータ位置推定部24は、通電パルス幅検出部23内の記憶部23Aに記憶された各通電パターンごとの通電パルス幅の情報を基に、最小の通電パルス幅を示した通電パターンを判定してロータ停止位置を推定する。
The energization pulse
The rotor
上記構成において、通電パルス生成部33は、停止位置検出用通電パターン34に記憶された通電パターン#1から#6を順番に読み出し、この通電パターンに応じたパルス信号を励磁電圧出力部22に出力する。励磁電圧出力部22は、通電パルス生成部33から入力したパルス信号に応じて、各スイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)ごとにオンとオフとを示すパルス信号(u+、v+、w+、u−、v−、w−)を生成してHi側プリドライバ11及びLo側プリドライバ12に出力する。
In the above configuration, the
そして、通電パルス生成部33は、通電パターン#1から#6のいずれかによる通電を開始した後に、通電パルス幅検出部23から相電流が所定の閾値に到達したことを示す信号Idetが入力されると、その通電パターンによる通電を停止する。この通電停止の際に、通電パルス生成部33では、通電停止時OFFパターン35を読み出し、このOFFパターンに従い、励磁電圧出力部22、Hi側プリドライバ11、及びLo側プリドライバ12を介して、スイッチング素子(U+、V+、W+、U−、V−、W−)のオンとオフとを切り替える制御することにより、巻線への通電を停止する。
The
この通電停止時OFFパターン35は、図2(A)に示すように、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括してONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括してOFFにするパターンである。又は、図2(B)に示すように、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括してOFFにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括してONにするパターンである。
As shown in FIG. 2 (A), when the energization is stopped, the
以下、通電停止時において、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括してONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括してOFFにする際の動作について説明する。
図3は、本実施形態における通電パターン#1及び通電パターン#2により通電を行った後に、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括ONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括OFFにして通電を停止させる場合の電流の流れるルートを示す図である。
Hereinafter, when the energization is stopped, the high-potential side switching elements (U +, V +, W +) are collectively turned ON, and the low-potential side switching elements (U−, V−, W−) are collectively OFF. The operation at that time will be described.
FIG. 3 shows that the
図3(A)(左上の図)に示すように、通電パターン#1によりU、V相巻線への通電を行う場合は、高電位側のスイッチング素子U+と、低電位側のスイッチング素子V−とをON(他はすべてOFF)にすることにより、「直流電源4→チョークコイルL→高電位側のスイッチング素子U+→U相巻線→V相巻線→低電位側のスイッチング素子V−→直流電源4」のルートで電流が流れる。そして、この電流が所定の値(閾値)に到達した場合に、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括ONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)をOFFにして、直流電源4からU、V相巻線への通電を停止する。
As shown in FIG. 3A (upper left diagram), when energizing the U-phase and V-phase windings by
そして、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括ONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括OFFにすると、今までU、V相巻線に流れていた電流は、図3(B)(右上の図)に示すように、「V相巻線→高電位側のスイッチング素子V+(フライホイールダイオード)→高電位側のスイッチング素子U+→U相巻線」のルートで、インバータ3内を還流する。このため、チョークコイルLにU、V巻線側からの放電電流が流れることはなく、チョークコイルLには磁気エネルギーが蓄積されず、チョークコイルLの端子電圧VLが上昇することがなくなる。
When the high-potential side switching elements (U +, V +, W +) are collectively turned on and the low-potential side switching elements (U−, V−, W−) are collectively turned off, the U and V-phase windings have been performed so far. As shown in FIG. 3 (B) (upper right figure), the current flowing in “V-phase winding → high potential side switching element V + (flywheel diode) → high potential side switching element U + → U The
通電パターン#1による通電が終了すると、所定の待機時間の後に、通電パターン#2によるU、W相巻線への通電が行われる。通電パターン#2によりU、W相巻線への通電を行う場合は、高電位側のスイッチング素子U+と、低電位側のスイッチング素子W−とをON(他はすべてOFF)にすることにより、図3(C)(左下の図)に示すように、「直流電源4→チョークコイルL→高電位側のスイッチング素子U+→U相巻線→W相巻線→低電位側のスイッチング素子W−→直流電源4」のルートで電流が流れる。そして、この電流が所定の値(閾値)に到達した場合に、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括ONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)をOFFにし、U、W相巻線への通電を停止する。
When the energization by the
そして、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括ONにし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括OFFにすると、今までU、W相に流れていた電流は、図3(D)(右下の図)に示すように、「W相巻線→高電位側のスイッチング素子W+(フライホイールダイオード)→高電位側のスイッチング素子U+→U相巻線」のルートで、インバータ3内を還流する。このため、チョークコイルLに放電電流が流れることはなく、チョークコイルLには磁気エネルギーが蓄積されず、チョークコイルLの端子電圧VLが上昇することがなくなる。
When the high-potential side switching elements (U +, V +, W +) are turned on all at once and the low-potential side switching elements (U-, V-, W-) are turned off all at once, the current flows to the U and W phases. As shown in FIG. 3 (D) (lower right figure), the current that has been transferred is “W-phase winding → high potential side switching element W + (flywheel diode) → high potential side switching element U + → U phase. The inside of the
図4は、本実施形態における通電パターン#3および#4による通電時、及び通電停止後に流れる電流ルートを示す図である。図5は、通電パターン#5および#6による通電時、及び通電停止後に流れる電流ルートを示す図である。図4及び図5に示すように、いずれの通電パターンによる通電停止時においても、通電停止後にブラシレスモータ1の各相の巻線の自己誘導作用で生じる起電力による電流が各相の巻線に還流するようにしたので、チョークコイルLに放電電流が流れることはなく、チョークコイルLには磁気エネルギーが蓄積されず、チョークコイルLの端子電圧VLが上昇することがなくなる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a current route that flows during energization by the
図6は、本実施形態におけるロータの停止位置を検出する際の各相における電圧と電流との波形の一例を示す図である。同図において、横軸が時間を示し、縦軸がインバータ3の電源電圧(チョークコイルLの端子電圧VL)と、相電流とを示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of waveforms of voltage and current in each phase when detecting the stop position of the rotor in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the power supply voltage of the inverter 3 (terminal voltage VL of the choke coil L) and the phase current.
図6(A)に示すように、従来の場合は、時刻t1において、ある通電パターンによる通電が終了し、スイッチング素子が全相OFFされると、モータ巻線から開放されるエネルギーがチョークコイルLに蓄積され、電源電圧(インバータ3の入力電圧)が電圧ΔV上昇する。また、チョークコイルLに蓄積されたエネルギーが放出され、電圧ΔV上昇した電源電圧が時刻t2においてスイッチング素子をオフにする前の電圧に戻るまで150msの時間を要していた。
一方、図6(B)に示す本実施形態の場合は、モータ巻線に通電する制御の後にモータ巻線の自己誘導により生じる電流をインバータ3で還流させる制御を行い、放電電流をインバータ3とブラシレスモータ1との間で還流させて各相の巻線で消費させるようにしたので、チョークコイルLにブラシレスモータ1側からの放電電流が流れなくなり、電圧の上昇を抑制するとともに、スイッチング素子をオフにする前の電圧に戻るまでの時間が8msに短縮されている。これにより、通電パターンを切り替える際に電源電圧が安定するまでの待機時間を短縮することができ、ロータ停止位置検出に要する時間を短縮することができる。
As shown in FIG. 6A, in the conventional case, when energization by a certain energization pattern is completed at time t1 and all phases of the switching element are turned off, the energy released from the motor winding is reduced to the choke coil L. And the power supply voltage (input voltage of the inverter 3) rises by a voltage ΔV. Further, it takes 150 ms for the energy accumulated in the choke coil L to be released and for the power supply voltage increased by the voltage ΔV to return to the voltage before turning off the switching element at time t2.
On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 6B, after the control for energizing the motor winding, the control is performed to return the current generated by the self-induction of the motor winding by the
また、図6(C)に示す従来の場合は、時刻t1からt6において、通電パターン#1から#6による巻線への通電を繰り返すと、チョークコイルLに生じる起電力が上昇することで、電源電圧が次第に上昇する現象が発生する。この例では、電源電圧は、通電開始前は10Vであり、最後の通電パターンによる通電停止時には14V程度まで上昇する。
これに対して、図6(D)に示す本実施形態の通電では、放電電流をインバータ3とブラシレスモータ1とで還流させるようにしたので、チョークコイルLにブラシレスモータ1側から放電電流が流れなくなり、図6(C)と比較して、電源電圧の変動が大幅に少なくなる。これにより、最短の通電パルス幅となる通電パターンを誤りなく検出することができ、ロータ停止位置の検出精度を向上させることができる。
このとき、ロータ位置推定部24は、時刻t1における通電パターンによる電流値の通電パルス幅が最小であることを判定し、当該通電パターンに対応するロータの停止位置を検出する。
Further, in the conventional case shown in FIG. 6C, when the energization of the windings by the
In contrast, in the energization of the present embodiment shown in FIG. 6D, the discharge current is caused to flow back through the
At this time, the rotor
なお、図3乃至図5に示した例では、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括ONし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括OFFする例について説明したが、これに限定されない。例えば、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)を一括OFFし、低電位側のスイッチング素子(U−、V−、W−)を一括ONするようにしてもよい。
さらには、図3乃至図5に示した例において、一括ONにされる高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)のうちの、電流が流れないスイッチング素子については、ONであってもOFFであってもよい。例えば、図3(B)に示す例では、一括ONにされる高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)のうち、高電位側のスイッチング素子V+(フライホイールダイオードには電流が流れる)、W+については、OFFであってもよい。すなわち、電流の流れるルートに応じて(通電パターンに応じて)、高電位側のスイッチング素子(U+、V+、W+)のいずれか1つのスイッチング素子のみを選択してONにするようにしてもよい。
In the example shown in FIGS. 3 to 5, the high potential side switching elements (U +, V +, W +) are collectively turned on, and the low potential side switching elements (U−, V−, W−) are collectively turned off. Although the example to do was demonstrated, it is not limited to this. For example, the high-potential side switching elements (U +, V +, W +) may be turned OFF collectively, and the low-potential side switching elements (U−, V−, W−) may be turned ON collectively.
Further, in the examples shown in FIGS. 3 to 5, among the switching elements (U +, V +, W +) on the high potential side that are collectively turned on, the switching elements that do not flow current may be turned on. It may be OFF. For example, in the example shown in FIG. 3B, among the high potential side switching elements (U +, V +, W +) that are collectively turned on, the high potential side switching element V + (current flows through the flywheel diode). , W + may be OFF. That is, only one of the switching elements (U +, V +, W +) on the high potential side may be selected and turned on according to the route through which the current flows (according to the energization pattern). .
以上説明したように、本実施形態のブラシレスモータの駆動装置においては、3相のうちいずれか2相の巻線を順番に選択し、該選択した巻線に対応する通電パターンを用いてモータ巻線への通電と通電停止とを交互に繰り返し、各通電パターンにおいて直流電源4側から巻線に流れる電流を検出する場合に、通電停止時に巻線に流れていた電流を直流電源4側に流すことなく、インバータ3内のスイッチング素子を用いて還流させる。これにより、通電停止時において、直流電源4とインバータ3との間に挿入されたチョークコイルLに電流を流さないようにする。
これにより、チョークコイルLの影響によりインバータ3の入力電源電圧が変動することを抑制することができる。このため、インバータ3の入力電源電圧の変動により巻線電流の立ち上がり早さが変化することがなくなり、ロータ停止位置の検出精度の向上が図れる。
As described above, in the brushless motor driving apparatus according to the present embodiment, any two phases of the three phases are sequentially selected, and the motor winding is performed using the energization pattern corresponding to the selected winding. When the energization to the wire and the energization stop are alternately repeated to detect the current flowing from the
Thereby, it is possible to suppress the fluctuation of the input power supply voltage of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明のブラシレスモータの駆動装置は、上述の図示する例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、実施形態では、3相ブラシレスモータの場合について説明したが、2相ブラシレスモータであってもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the brushless motor driving apparatus of the present invention is not limited to the above-described examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course you get. For example, in the embodiment, the case of a three-phase brushless motor has been described, but a two-phase brushless motor may be used.
1…ブラシレスモータ、2…駆動装置、3…インバータ、3A…シャント抵抗、4…直流電源、11…Hi側プリドライバ、12…Lo側プリドライバ、13…電流検出回路、21…制御装置、22…励磁電圧出力部、23…通電パルス幅検出部、23A…記憶部、24…ロータ位置推定部、31…通電制御部、32…ロータ停止位置検出部、33…通電パルス生成部、34…停止位置検出用通電パターン、35…通電停止時OFFパターン、L…チョークコイル、U+…高電位側のスイッチング素子、V+…高電位側のスイッチング素子、W+…高電位側のスイッチング素子、U−…低電位側のスイッチング素子、V−…低電位側のスイッチング素子、W−…低電位側のスイッチング素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
高電位側のスイッチング素子及び低電位側のスイッチング素子を直列接続しブラシレスモータの各相の巻線に対応した直列回路を有し、各直列回路の両端が直流電源に接続され、前記高電位側のスイッチング素子と前記低電位側のスイッチング素子との接続点が前記ブラシレスモータの各相の巻線に接続されたインバータと、
前記インバータに流れる電流を検出するように前記インバータと前記直流電源の負極側端子との間に設けられた電流検出回路と、
前記インバータと前記直流電源の正極側端子との間に接続されたチョークコイルと、
前記複数相の巻線のうち2相の巻線への通電を行うよう、予め定められた複数の通電パターンを順次用いて前記インバータの前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて前記ブラシレスモータの各相の巻線に通電を行う第1の制御と、前記直流電源から前記ブラシレスモータの各相の巻線への通電を停止させる際に前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて巻線の自己誘導により生じる電流を、前記インバータ内において該巻線に還流させて前記チョークコイルに流れないようにする第2の制御とを交互に行う通電パルス生成部と、
前記通電パルス生成部の前記第1の制御により前記ブラシレスモータの各相の巻線に流れる電流を検出して、前記第1の制御による通電を開始してから前記電流検出回路により検出される電流値が所定の閾値に達するまでの時間を通電パルス幅として検出し、該通電パルス幅が最小となる通電パターンから前記ブラシレスモータのロータの位置を検出するロータ位置推定部と
を備えることを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。 A brushless motor drive device for driving a brushless motor comprising a rotor and a stator on which a plurality of phase windings are wound,
A high-potential side switching element and a low-potential side switching element are connected in series to have a series circuit corresponding to the winding of each phase of the brushless motor, and both ends of each series circuit are connected to a DC power source, A connection point between the switching element and the switching element on the low potential side is connected to a winding of each phase of the brushless motor; and
A current detection circuit provided between the inverter and a negative terminal of the DC power supply so as to detect a current flowing through the inverter;
A choke coil connected between the inverter and the positive terminal of the DC power source;
The high-potential side switching element and the low-potential side switching element of the inverter are sequentially used in order to energize the two-phase winding of the plurality of phase windings. The first control for energizing the windings of each phase of the brushless motor by switching between on and off, and the high power when the energization of the windings of each phase of the brushless motor from the DC power supply is stopped. The current generated by the self-induction of the winding by switching on and off the switching element on the potential side and the switching element on the low potential side is returned to the winding in the inverter so as not to flow to the choke coil. An energization pulse generator that alternately performs the second control
The current detected by the current detection circuit after detecting the current flowing through the winding of each phase of the brushless motor by the first control of the energization pulse generation unit and starting energization by the first control A rotor position estimating unit that detects a time until the value reaches a predetermined threshold as an energization pulse width, and detects a position of the rotor of the brushless motor from an energization pattern that minimizes the energization pulse width. Brushless motor drive device.
前記ブラシレスモータのロータ停止位置を検出するために、前記ブラシレスモータの各相のうちのいずれか2相の巻線を順次選択し、該選択した巻線に対応する通電パターンにより前記スイッチング素子のオンとオフとを切り替えて該選択した巻線に通電し、
前記選択した巻線への通電を停止する際に、前記選択した巻線に対応する直列回路の前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて、前記選択した巻線に流れる電流を還流させる
ことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの駆動装置。 The energization pulse generator is
In order to detect the rotor stop position of the brushless motor, any two phase windings of the brushless motor phases are sequentially selected, and the switching element is turned on by an energization pattern corresponding to the selected winding. Switch between and off to energize the selected winding,
When stopping energization to the selected winding, switching the high-potential side switching element and the low-potential side switching element of the series circuit corresponding to the selected winding on and off, The brushless motor driving device according to claim 1, wherein a current flowing through the selected winding is circulated.
前記通電パルス生成部が、前記巻線への通電を停止する際に、前記高電位側のスイッチング素子の全てをオンにし、低電位側のスイッチング素子の全てをオフにする、或いは、高電位側のスイッチング素子の全てをオフにし、低電位側のスイッチング素子の全てをオンにする
ことを特徴とする請求項2に記載のブラシレスモータの駆動装置。 A flywheel diode is connected in parallel to each of the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side,
When the energization pulse generator stops energizing the winding, it turns on all of the high-potential side switching elements and turns off all of the low-potential side switching elements, or on the high-potential side The brushless motor drive device according to claim 2, wherein all of the switching elements are turned off and all of the low potential side switching elements are turned on.
前記複数相の巻線のうち2相の巻線への通電を行うよう、予め定められた複数の通電パターンを順次用いて前記インバータの前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて前記ブラシレスモータの各相の巻線に順次通電を行う第1の制御と、前記直流電源から前記ブラシレスモータの各相の巻線への通電を停止させる際に前記高電位側のスイッチング素子及び前記低電位側のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて巻線の自己誘導により生じる電流を、前記インバータ内において該巻線に還流させて前記チョークコイルに流れないようにする第2の制御を交互に行う通電過程と、
前記通電過程の第1の制御における前記ブラシレスモータの各相の巻線に流れる電流を検出して、前記第1の制御による通電を開始してから前記電流検出回路により検出される電流値が所定の閾値に達するまでの時間を通電パルス幅として検出し、該通電パルス幅が最小となる通電パターンから前記ブラシレスモータのロータの位置を検出するロータ位置推定過程と
を備えることを特徴とするブラシレスモータのロータ停止位置検出方法。 A high-potential side switching element and a low-potential side switching element are connected in series to have a series circuit corresponding to the winding of each phase of the brushless motor, and both ends of each series circuit are connected to a DC power source, An inverter connected to a winding of each phase of the brushless motor, and a negative electrode of the inverter and the DC power supply so as to detect a current flowing through the inverter A stator having a current detection circuit provided between the side terminal and a choke coil connected between the inverter and a positive side terminal of the DC power source, and a rotor and a plurality of phases of windings wound thereon a rotor stop position detection method of a brushless motor in the driving device for a brushless motor Ru with bets,
The high-potential side switching element and the low-potential side switching element of the inverter are sequentially used in order to energize the two-phase winding of the plurality of phase windings. A first control for sequentially energizing the windings of each phase of the brushless motor by switching between on and off, and when stopping energization of the windings of each phase of the brushless motor from the DC power source The current generated by the self-induction of the winding by switching on and off the switching element on the high potential side and the switching element on the low potential side is returned to the winding in the inverter so as not to flow to the choke coil. and energizing process are executed alternately second control that,
The current value detected by the current detection circuit after the current flowing in the windings of each phase of the brushless motor in the first control of the energization process is detected and the energization by the first control is started is predetermined. And a rotor position estimating step of detecting a rotor position of the brushless motor from an energization pattern that minimizes the energization pulse width. Rotor stop position detection method.
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