JP6152309B2 - Motor drive device - Google Patents

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、モータ駆動装置に関し、特に、3相ブリッジ接続されたスイッチング素子を有する3相ブリッジ駆動回路を用いて、3相交流モータを駆動するモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor drive device that drives a three-phase AC motor using a three-phase bridge drive circuit having switching elements connected in a three-phase bridge.

近年、自動車等の車両においては、信号待ち等により車両を停止させた際にエンジンを自動的に停止し、車両を再び発進させる際にエンジンを自動的に再始動する構成のいわゆるアイドリングストップ機能が採用されることが多くなってきている。かかるアイドリングストップ機能を採用することにより、アイドリング時の排気ガス及び燃料消費を抑えることができるので、環境への負荷を低減することができると共に、省エネルギ化することができる。   In recent years, in vehicles such as automobiles, there is a so-called idling stop function in which an engine is automatically stopped when the vehicle is stopped by waiting for a signal or the like, and the engine is automatically restarted when the vehicle is started again. More and more are being adopted. By adopting such an idling stop function, exhaust gas and fuel consumption during idling can be suppressed, so that the burden on the environment can be reduced and energy can be saved.

かかる状況下で、特許文献1は、エンジン始動装置に関し、エンジンを始動する際に、始動時の負荷トルクの影響を小さくするために、一旦、正規のエンジン回転方向の逆方向にスターターモータを回転させた後、正規のエンジン回転方向にスターターモータを回転させる構成を開示する。   Under such circumstances, Patent Document 1 relates to an engine starting device, and when starting the engine, in order to reduce the influence of load torque at the time of starting, the starter motor is once rotated in the direction opposite to the normal engine rotating direction. Then, a configuration for rotating the starter motor in the normal engine rotation direction is disclosed.

また、特許文献1に開示されているようなスターターモータを、3相ブリッジ駆動回路を用いて駆動制御するモータ駆動装置が提案されている。3相ブリッジ駆動回路を用いてスターターモータを駆動制御する場合には、モータにおけるコイルとマグネットとの相対位置を位相センサにより検出し、この検出結果に基づいて3相のスイッチング素子を所定の通電パターンでスイッチング制御する。かかるスターターモータを駆動する場合には、スイッチング素子のスイッチングのタイミングの位相角を進角させる際の進角量を変化させることにより、所望のトルクを得たり、又は、エンジンを所望の角度だけ回転させることができる。   In addition, a motor drive device that drives and controls a starter motor as disclosed in Patent Document 1 using a three-phase bridge drive circuit has been proposed. When the starter motor is driven and controlled using a three-phase bridge drive circuit, the relative position between the coil and the magnet in the motor is detected by a phase sensor, and a three-phase switching element is connected to a predetermined energization pattern based on the detection result. Switching control is performed with. When driving such a starter motor, a desired torque can be obtained or the engine can be rotated by a desired angle by changing the amount of advance when the phase angle of the switching timing of the switching element is advanced. Can be made.

特許文献2は、3相交流モータを3相交流発電機として用いる充電制御装置に関し、3相ブリッジ駆動回路を用いて3相交流発電機を駆動させる駆動制御装置に関し、位相角を進角させる際の進角量が60度以上になると、2相のコイルに流れる電流の方向が反転し、急激な電流の流れの変化を生じる可能性があることに対処すべく、進角量の変化を監視し、進角量が60度以上の場合に、全ての相のスイッチング素子をオフにして電流の流れをリセットすることにより、2相のコイルに流れる電流の方向が反転して急激な電流の流れの変化を生じることを防ぐ構成を開示する。   Patent Document 2 relates to a charge control device that uses a three-phase AC motor as a three-phase AC generator, and relates to a drive control device that drives a three-phase AC generator using a three-phase bridge drive circuit. Monitor the change in the advance amount in order to cope with the possibility that the direction of the current flowing in the two-phase coil reverses and a sudden change in the current flow may occur when the advance amount of the current exceeds 60 degrees. When the advance angle is 60 degrees or more, all the switching elements are turned off to reset the current flow, so that the direction of the current flowing in the two-phase coil is reversed and the current flow is abrupt. The structure which prevents producing the change of is disclosed.

特開2000−283010号公報JP 2000-283010 A 特開2012−10456号公報JP 2012-10456 A

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1及び特許文献2で各々開示される構成を組み合わせたとしても、3相ブリッジ駆動回路の各スイッチング素子の通電パターンを変更した際に、位相角の変化が所定角度以内であっても、2相のコイルに流れる電流の方向が反転する場合が考えられる。例えば、180度通電モードから120度通電モードに切り替える通電パターンの変更の際に、位相角の変化が所定角度以内であっても、2
相のコイルに流れる電流の方向が反転し、急激な電流の流れの変化を生じる場合が考えられ、かかる場合には、3相交流モータの不安定な動作や不要な動作につながる傾向があるとも考えられる。
However, according to the study of the present inventor, even if the configurations disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are combined, the phase angle is changed when the energization pattern of each switching element of the three-phase bridge drive circuit is changed. Even if the change in is within a predetermined angle, the direction of the current flowing in the two-phase coil may be reversed. For example, when the energization pattern is changed from the 180-degree energization mode to the 120-degree energization mode, even if the change in phase angle is within a predetermined angle, 2
It is conceivable that the direction of the current flowing in the phase coil is reversed, causing a sudden change in the current flow. In such a case, there is a tendency to lead to unstable or unnecessary operation of the three-phase AC motor. Conceivable.

つまり、現状では、3相ブリッジ駆動回路の各スイッチング素子に任意の通電パターンの変更を行ったとしても、電流の流れる方向に急激な変化が発生することを抑制することができる新規な構成のモータ駆動装置の実現が待望された状況にある。   In other words, at present, a motor having a novel configuration that can suppress a sudden change in the direction of current flow even if an arbitrary energization pattern is changed in each switching element of the three-phase bridge drive circuit. There is a long-awaited realization of the drive device.

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、3相ブリッジ駆動回路の各スイッチング素子に任意の通電パターンの変更を行ったとしても、電流の流れる方向に急激な変化が発生することを抑制することができるモータ駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made through the above-described studies, and suppresses a sudden change in the direction of current flow even if an arbitrary energization pattern is changed in each switching element of the three-phase bridge drive circuit. It is an object of the present invention to provide a motor drive device that can be used.

以上の目的を達成すべく、本発明は、3相交流モータを駆動させるモータ駆動装置であって、3相ブリッジ接続されたスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子の各々がスイッチング動作することにより、供給された直流電流を交流電流に変換すると共に前記交流電流を前記3相交流モータに供給する3相ブリッジ駆動回路と、所定の通電パターンで前記スイッチング素子をスイッチング動作させる制御部と、を備えたモータ駆動装置において、前記制御部は、前記通電パターンを変更する際に、前記変更前の前記スイッチング素子の通電状態と前記変更後の前記スイッチング素子の通電状態とを比較することにより、前記3相交流モータにおける前記変更前の電流の流れる方向と前記変更後の電流の流れる方向とが逆方向になる相が2相以上であるか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記逆方向になる前記相が2相以上であると判定された際に、全ての前記スイッチング素子を一時的にオフ状態にする指令部と、を備え、前記3相ブリッジ駆動回路は、前記3相交流モータの相毎に一対の前記スイッチング素子を有し、前記判定部は、前記一対のスイッチング素子の通電状態を前記相毎に2値化し、前記変更前の前記一対のスイッチング素子の通電状態を示す各々の2値と、前記変更後の前記一対のスイッチング素子の通電状態を示す各々の2値と、の前記相毎の対応関係に基づいて、前記逆方向になる前記相が2相以上であるか否かを判定することを第1の局面とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a motor drive device for driving a three-phase AC motor, having a switching element connected to a three-phase bridge, and each of the switching elements performs a switching operation. A three-phase bridge drive circuit that converts the supplied direct current into alternating current and supplies the alternating current to the three-phase alternating current motor; and a control unit that switches the switching element in a predetermined energization pattern. In the motor drive device, when the control unit changes the energization pattern, the control unit compares the energization state of the switching element before the change with the energization state of the switching element after the change. In the AC motor, there is a phase in which the direction of current flow before the change and the direction of current flow after the change are opposite to each other. A determination unit that determines whether or not the phase is greater than or equal to a phase, and when the determination unit determines that the phase that is in the opposite direction is equal to or greater than two phases, all the switching elements are temporarily turned off. The three-phase bridge drive circuit includes a pair of the switching elements for each phase of the three-phase AC motor, and the determination unit determines the energization state of the pair of switching elements in the phase. For each phase, binarized every time, each binary value indicating the energized state of the pair of switching elements before the change, and each binary value indicating the energized state of the pair of switching elements after the change based on the correspondence relationship, the phase of the opposite direction that you determine the whether two or more phases to the first aspect.

本発明の第1の局面によれば、所定の通電パターンで3相ブリッジ駆動回路のスイッチング素子をスイッチング動作させる制御部が、通電パターンを変更する際に、変更前のスイッチング素子の通電状態と変更後のスイッチング素子の通電状態とを比較することにより、3相交流モータにおける変更前の電流の流れる方向と変更後の電流の流れる方向とが逆方向になる相が2相以上であるか否かを判定する判定部と、判定部により逆方向になる相が2相以上であると判定された際に、全てのスイッチング素子を一時的にオフ状態にする指令部と、を備えることにより、3相ブリッジ駆動回路の各スイッチング素子に任意の通電パターンの変更を行ったとしても、電流の流れる方向に急激な変化が発生することを抑制することができるモータ駆動装置を実現することができる。   According to the first aspect of the present invention, when the controller that performs the switching operation of the switching element of the three-phase bridge drive circuit with the predetermined energization pattern changes the energization pattern, the energization state and change of the switching element before the change are changed. Whether or not there are two or more phases in which the direction in which the current before the change flows and the direction in which the current flows after the change are opposite in the three-phase AC motor by comparing the energization state of the subsequent switching element And a command unit that temporarily turns off all the switching elements when the determination unit determines that the number of phases in opposite directions is two or more. Even if an arbitrary energization pattern is changed in each switching element of the phase bridge drive circuit, a motor drive capable of suppressing a sudden change in the current flow direction. It is possible to realize a device.

また、本発明の第の局面によれば、3相ブリッジ駆動回路が、3相交流モータの相毎に一対のスイッチング素子を有し、判定部は、一対のスイッチング素子の通電状態を相毎に2値化し、変更前の一対のスイッチング素子の通電状態を示す各々の2値と、変更後の一対のスイッチング素子の通電状態を示す各々の2値と、の相毎の対応関係に基づいて、逆方向になる相が2相以上であるか否かを判定することにより、通電パターンの変更前と変更後とで3相交流モータの2相のコイルに流れる電流の方向が反転するか否かを簡便な方法により早期かつ確実に判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the three-phase bridge drive circuit has a pair of switching elements for each phase of the three-phase AC motor, and the determination unit determines the energization state of the pair of switching elements for each phase. Based on the corresponding relationship for each phase between each binary value indicating the energized state of the pair of switching elements before the change and each binary value indicating the energized state of the pair of switching elements after the change Whether or not the direction of the current flowing in the two-phase coil of the three-phase AC motor is reversed before and after the change of the energization pattern is determined by determining whether or not the opposite phase is two or more phases. This can be determined quickly and reliably by a simple method.

本発明の実施形態におけるモータ駆動装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the motor drive device in embodiment of this invention. 本実施形態におけるモータ駆動装置の動作を示す図である。ここで、図2(a)は、本実施形態におけるモータ駆動装置のタイミングチャートを示す図であり、図2(b)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態を示す図であり、また、図2(c)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更後の通電状態を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the motor drive device in this embodiment. Here, FIG. 2A is a diagram illustrating a timing chart of the motor driving device in the present embodiment, and FIG. 2B is a diagram illustrating an energization state before the change of the motor driving device in the present embodiment. Moreover, FIG.2 (c) is a figure which shows the electricity supply state after the change of the motor drive device in this embodiment. 本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態と変更後の通電状態との対応関係を示す図であり、図3(a)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態と変更後の通電状態との対応関係の第1の例を示す図であり、また、図3(b)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態と変更後の通電状態との対応関係の第2の例を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the energization state before the change of the motor drive device in this embodiment, and the energization state after a change, and Fig.3 (a) is the energization state before the change of the motor drive device in this embodiment. It is a figure which shows the 1st example of the correspondence with the energized state after a change, and FIG.3 (b) is the energized state before the change of the motor drive device in this embodiment, and the energized state after a change. It is a figure which shows the 2nd example of a correspondence. 本発明の実施形態の変形例におけるモータ駆動装置の動作を示す図である。ここで、図4(a)は、本変形例におけるモータ駆動装置のタイミングチャートを示す図であり、図4(b)は、本変形例におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態を示す図であり、また、図4(c)は、本変形例におけるモータ駆動装置の変更後の通電状態を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the motor drive device in the modification of embodiment of this invention. Here, FIG. 4A is a diagram illustrating a timing chart of the motor driving device in the present modification, and FIG. 4B is a diagram illustrating an energization state before the change of the motor driving device in the present modification. In addition, FIG. 4C is a diagram showing the energized state after the change of the motor drive device in the present modification.

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるモータ駆動装置につき、詳細に説明する。   Hereinafter, a motor drive device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

図1は、本実施形態におけるモータ駆動装置の構成を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a motor driving device according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施形態におけるモータ駆動装置10は、3相ブリッジ駆動回路20及び制御部30を備える。なお、図1では、モータ駆動装置10以外に、3相交流モータ40、位相センサ50及び電源60をも示している。   As shown in FIG. 1, the motor drive device 10 in the present embodiment includes a three-phase bridge drive circuit 20 and a control unit 30. In FIG. 1, in addition to the motor drive device 10, a three-phase AC motor 40, a phase sensor 50, and a power source 60 are also shown.

3相ブリッジ駆動回路20は、3相ブリッジ接続されたスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を有し、制御部30の制御信号に従って、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々をオン又はオフにして電源60から供給された直流電流を各々が矩形波から成る3相交流電流に変換すると共に、3相交流電流を3相交流モータ40に供給する。なお、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26は、典型的には各々トランジスタであり、図1では、一例として、N型のMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect
Transistor)として各々示している。
The three-phase bridge drive circuit 20 includes switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 that are connected in a three-phase bridge, and the switching elements 21, 22, 23, 24, 25 are controlled according to a control signal from the control unit 30. And 26 are turned on or off to convert the DC current supplied from the power supply 60 into a three-phase AC current each consisting of a rectangular wave, and supply the three-phase AC current to the three-phase AC motor 40. The switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are typically transistors. In FIG. 1, for example, an N-type MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect) is used as an example.
(Transistor).

具体的には、3相ブリッジ駆動回路20は、U相、V相及びW相の3相の各相に対して、一対のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を各々対応して有している。つまり、3相ブリッジ駆動回路20では、U相の一対のスイッチング素子21とスイッチング素子22とが電気的に接続されており、スイッチング素子21がオン状態でかつスイッチング素子22がオフ状態の場合にU相の駆動電圧をハイレベルにし、スイッチング素子21がオフ状態でかつスイッチング素子22がオン状態の場合にU相の駆動電圧をローレベルにする。また、3相ブリッジ駆動回路20では、V相の一対のスイッチング素子23とスイッチング素子24とが電気的に接続されており、スイッチング素子23がオン状態でかつスイッチング素子24がオフ状態の場合にV相の駆動電圧をハイレベルにし、スイッチング素子23がオフ状態でかつスイッチング素子24がオン状態の場合にV相の駆動電圧をローレベルにする。更に、3相ブリッジ駆動回路20では、W相の一対のスイッチング素子25とスイッチング素子26とが電気的に接続されており、スイッチン
グ素子25がオン状態かつスイッチング素子26がオフ状態の場合にW相の駆動電圧をハイレベルにし、スイッチング素子25がオフ状態かつスイッチング素子26がオン状態の場合にW相の駆動電圧をローレベルにする。
Specifically, the three-phase bridge drive circuit 20 corresponds to a pair of switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 for each of the three phases of U phase, V phase, and W phase. Have. That is, in the three-phase bridge drive circuit 20, a pair of U-phase switching elements 21 and switching elements 22 are electrically connected, and when the switching elements 21 are on and the switching elements 22 are off, U The phase driving voltage is set to the high level, and the U phase driving voltage is set to the low level when the switching element 21 is in the off state and the switching element 22 is in the on state. In the three-phase bridge drive circuit 20, the pair of switching elements 23 and the switching element 24 of the V phase are electrically connected, and when the switching element 23 is in the on state and the switching element 24 is in the off state, V When the phase driving voltage is set to the high level and the switching element 23 is in the off state and the switching element 24 is in the on state, the V phase driving voltage is set to the low level. Further, in the three-phase bridge drive circuit 20, a pair of W-phase switching elements 25 and a switching element 26 are electrically connected. When the switching element 25 is in an on state and the switching element 26 is in an off state, the W phase When the switching element 25 is in the off state and the switching element 26 is in the on state, the W-phase driving voltage is set to the low level.

スイッチング素子21は、指令部32に電気的に接続された制御端子と、電源60の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子22及び3相交流モータ40の接続端子44に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子21は、その制御端子に対して指令部32から印加される所定の制御信号に従って、オン/オフ動作し、それがオン状態のときは、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。   The switching element 21 includes a control terminal electrically connected to the command unit 32, one input terminal electrically connected to the high potential side of the power supply 60, and a connection terminal of the switching element 22 and the three-phase AC motor 40. And the other input terminal electrically connected to 44. The switching element 21 performs an on / off operation in accordance with a predetermined control signal applied to the control terminal from the command unit 32. When the switching element 21 is in an on state, a current flows from one input terminal to the other input terminal. Flows.

スイッチング素子22は、指令部32に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子21及び3相交流モータ40の接続端子44に電気的に接続された一方の入力端子と、電源60の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子22は、その制御端子に対して指令部32から印加される所定の制御信号に従って、オン/オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。   The switching element 22 includes a control terminal electrically connected to the command unit 32, one input terminal electrically connected to the connection terminal 44 of the switching element 21 and the three-phase AC motor 40, and a low potential of the power supply 60. And the other input terminal electrically connected to the side. The switching element 22 is turned on / off according to a predetermined control signal applied from the command unit 32 to the control terminal. When the switching element 22 is in the on state, a current is passed from one input terminal to the other input terminal. Flowing.

スイッチング素子23は、指令部32に電気的に接続された制御端子と、電源60の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子24及び3相交流モータ40の接続端子46に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子23は、その制御端子に対して指令部32から印加される所定の制御信号に従って、オン/オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。   The switching element 23 includes a control terminal electrically connected to the command unit 32, one input terminal electrically connected to the high potential side of the power supply 60, and a connection terminal of the switching element 24 and the three-phase AC motor 40. 46, and the other input terminal electrically connected to 46. The switching element 23 is turned on / off in accordance with a predetermined control signal applied from the command unit 32 to the control terminal. When the switching element 23 is in the on state, a current flows from one input terminal to the other input terminal. Flowing.

スイッチング素子24は、指令部32に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子23及び3相交流モータ40の接続端子46に電気的に接続された一方の入力端子と、電源60の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子24は、その制御端子に対して指令部32から印加される所定の制御信号に従って、オン/オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。   The switching element 24 includes a control terminal electrically connected to the command unit 32, one input terminal electrically connected to the connection terminal 46 of the switching element 23 and the three-phase AC motor 40, and a low potential of the power supply 60. And the other input terminal electrically connected to the side. The switching element 24 is turned on / off in accordance with a predetermined control signal applied from the command unit 32 to the control terminal. When the switching element 24 is in the on state, a current flows from one input terminal to the other input terminal. Flowing.

スイッチング素子25は、指令部32に電気的に接続された制御端子と、電源60の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子26及び3相交流モータ40の接続端子45に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子25は、その制御端子に対して指令部32から印加される所定の制御信号に従って、オン/オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。   The switching element 25 includes a control terminal electrically connected to the command unit 32, one input terminal electrically connected to the high potential side of the power supply 60, and a connection terminal of the switching element 26 and the three-phase AC motor 40. 45, and the other input terminal electrically connected to 45. The switching element 25 is turned on / off according to a predetermined control signal applied from the command unit 32 to the control terminal. When the switching element 25 is in the on state, a current is passed from one input terminal to the other input terminal. Flowing.

スイッチング素子26は、指令部32に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子25及び3相交流モータ40の接続端子45に電気的に接続された一方の入力端子と、電源60の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子26は、その制御端子に対して指令部32から印加される所定の制御信号に従って、オン/オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。   The switching element 26 includes a control terminal electrically connected to the command unit 32, one input terminal electrically connected to the connection terminal 45 of the switching element 25 and the three-phase AC motor 40, and a low potential of the power supply 60. And the other input terminal electrically connected to the side. The switching element 26 is turned on / off in accordance with a predetermined control signal applied from the command unit 32 to the control terminal. When the switching element 26 is in the on state, a current flows from one input terminal to the other input terminal. Flowing.

制御部30は、判定部31及び指令部32を機能ブロックとして有し、3相交流モータ40におけるU相のコイル41、V相のコイル42及びW相のコイル43が設けられた図示を省略するロータの回転角(回転位置)の情報を担持する位相センサ50の検出信号に基づいて、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々のオン状態と
オフ状態とを切り替えるスイッチング制御を行う。なお、判定部31及び指令部32を機能ブロックとして機能させるプログラムは、図示を省略するメモリ中に予め記憶されている。
The control unit 30 includes a determination unit 31 and a command unit 32 as functional blocks, and a U-phase coil 41, a V-phase coil 42, and a W-phase coil 43 in the three-phase AC motor 40 are not illustrated. Switching control for switching between the ON state and the OFF state of each of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 based on the detection signal of the phase sensor 50 that carries information on the rotation angle (rotation position) of the rotor. Do. A program that causes the determination unit 31 and the command unit 32 to function as functional blocks is stored in advance in a memory that is not illustrated.

判定部31は、位相センサ50で検出した検出信号から、3相交流モータ40のいずれも図示を省略するマグネット群が設けられたステータに対するロータの位相角、つまり3相交流モータ40の位相角を判別すると共に、これらに基づいて、3相交流モータ40の次の位相角の範囲におけるスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出する。   Based on the detection signal detected by the phase sensor 50, the determination unit 31 determines the phase angle of the rotor with respect to the stator provided with a magnet group (not shown) in each of the three-phase AC motors 40, that is, the phase angle of the three-phase AC motor 40. Based on these, the energization pattern of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 in the next phase angle range of the three-phase AC motor 40 is determined, and the determination result is sent to the command unit 32. Send the signal to carry.

具体的には、判定部31は、180度通電モードにおいて、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンにおける各々の通電状態を、3相交流モータ40の位相角で60度毎に決定すると共に、所定のタイミングになると、それらの通電パターンを3相交流モータ40の位相角で90度ほど進角させるための新たな通電パターンにおける各々の通電状態を決定する。ここで、180度通電モードとは、U相のコイル41、V相のコイル42及びW相のコイル43に各々印加される駆動電圧が3相交流モータ40の位相角で180度ずつ対応して連続してハイレベルになる通電モードをいう。   Specifically, the determination unit 31 determines the respective energization states in the energization patterns of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 in the 180-degree energization mode with the phase angle of the three-phase AC motor 40 being 60 degrees. In addition, each energization state in a new energization pattern for advancing those energization patterns by 90 degrees at the phase angle of the three-phase AC motor 40 is determined at a predetermined timing. Here, the 180-degree energization mode corresponds to the drive voltage applied to the U-phase coil 41, the V-phase coil 42, and the W-phase coil 43 being 180 degrees in terms of the phase angle of the three-phase AC motor 40, respectively. An energization mode that is continuously high.

更に、判定部31は、所定のタイミングで、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを3相交流モータ40の位相角で90度ほど進角させるための新たな通電パターンを決定する際に、変更前である現在のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々の通電状態と、変更後の新たな通電パターンにおけるスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々の通電状態と、を比較することにより、通電パターンの変更前における3相交流モータ40の各々の相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向に対して、通電パターンの変更後における3相交流モータ40の各々の相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向が逆方向になる相が、2相以上あるか否かを判定し、逆方向になる相が2相以上あると判定した場合に、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にすることを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出する。   Further, the determination unit 31 has a new energization pattern for advancing the energization pattern of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 by 90 degrees with the phase angle of the three-phase AC motor 40 at a predetermined timing. When determining the current state of each of the current switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 before the change, and the switching elements 21, 22, 23, 24 in the new current pattern after the change, By comparing the respective energization states of 25 and 26, the energization pattern with respect to the direction of the drive current flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40 before the energization pattern is changed. Whether there are two or more phases in which the directions of the drive currents flowing in the coils 41, 42 and 43 of the respective phases of the three-phase AC motor 40 after the change of the phase are reversed When it is determined that there are two or more phases that are in opposite directions, it is determined that all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are temporarily turned off, and the command A signal carrying the determination result is sent to the unit 32.

指令部32は、各スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の制御端子に電気的に接続され、判定部31からの送出信号に従って、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の制御端子に対してハイレベル及びローレベルから成る制御信号を各々印加することにより、これらを対応してオン/オフ動作させる。   The command unit 32 is electrically connected to the control terminals of the respective switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26, and the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and By applying control signals having a high level and a low level to the 26 control terminals, they are turned on / off correspondingly.

3相交流モータ40は、U相のコイル41と、V相のコイル42と、W相のコイル43と、の3相のコイルと、をロータ側に有すると共に、これらの周囲のステータ側に配列されたマグネット群を有し、3相ブリッジ駆動回路20から3相交流電流の供給を受けて駆動される。   The three-phase AC motor 40 has a three-phase coil of a U-phase coil 41, a V-phase coil 42, and a W-phase coil 43 on the rotor side, and is arranged on the stator side around these. And is driven by receiving a three-phase alternating current from the three-phase bridge drive circuit 20.

U相のコイル41は、U相のスイッチング素子21の他方の端子と、U相のスイッチング素子22の一方の端子と、に電気的に接続する接続端子44を有している。V相のコイル42は、V相のスイッチング素子23の他方の端子と、V相のスイッチング素子24の一方の端子と、に電気的に接続する接続端子45を有している。W相のコイル43は、W相のスイッチング素子25の他方の端子と、W相のスイッチング素子26の一方の端子と、に電気的に接続する接続端子45を有している。   The U-phase coil 41 has a connection terminal 44 that is electrically connected to the other terminal of the U-phase switching element 21 and one terminal of the U-phase switching element 22. The V-phase coil 42 has a connection terminal 45 electrically connected to the other terminal of the V-phase switching element 23 and one terminal of the V-phase switching element 24. The W-phase coil 43 has a connection terminal 45 electrically connected to the other terminal of the W-phase switching element 25 and one terminal of the W-phase switching element 26.

位相センサ50は、典型的にはホール素子や磁気抵抗素子を用いた磁気センサであり、3相交流モータ40のマグネット群が設けられたステータに対するロータの回転角(回転位置)を時系列に変化する電圧信号として検出し、その検出信号を制御部30の判定部3
1に送出する。かかる検出信号は、ロータの回転角で典型的には180度毎にハイレベル及びローレベルの電圧レベルが交互に現れる電圧信号であり、ロータに設けられたU相のコイル41、V相のコイル42、及びW相のコイル43の各々の回転位置に応じて位相の異なる3相の電圧信号を含む。
The phase sensor 50 is typically a magnetic sensor using a Hall element or a magnetoresistive element, and changes the rotation angle (rotation position) of the rotor with respect to the stator provided with the magnet group of the three-phase AC motor 40 in time series. As a voltage signal to be detected, and the detection signal is determined by the determination unit 3
1 to send. Such a detection signal is a voltage signal in which high level and low level voltage levels appear alternately every 180 degrees, typically at the rotation angle of the rotor, and a U-phase coil 41 and a V-phase coil provided in the rotor. 42 and a three-phase voltage signal having different phases according to the rotational position of each of the W-phase coils 43.

電源60は、直流電源であり、直流電流を3相ブリッジ駆動回路20に供給する。   The power source 60 is a DC power source and supplies a DC current to the three-phase bridge drive circuit 20.

次に、以上の構成を有する本実施形態におけるモータ駆動装置10の動作につき、更に図2及び図3をも参照しながら、詳細に説明する。   Next, the operation of the motor drive device 10 according to the present embodiment having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、本実施形態におけるモータ駆動装置の動作を示す図である。ここで、図2(a)は、本実施形態におけるモータ駆動装置のタイミングチャートを示す図であり、図2(b)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態を示す図であり、また、図2(c)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更後の通電状態を示す図である。図3は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態と変更後の通電状態との対応関係を示す図であり、図3(a)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態と変更後の通電状態との対応関係の第1の例を示す図であり、また、図3(b)は、本実施形態におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態と変更後の通電状態との対応関係の第2の例を示す図である。なお、図2(b)及び(c)では、各スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の制御端子に対する電気的な接続配線の図示を省略している。   FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the motor drive device according to the present embodiment. Here, FIG. 2A is a diagram illustrating a timing chart of the motor driving device in the present embodiment, and FIG. 2B is a diagram illustrating an energization state before the change of the motor driving device in the present embodiment. Moreover, FIG.2 (c) is a figure which shows the electricity supply state after the change of the motor drive device in this embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a correspondence relationship between the energized state before the change of the motor drive device and the energized state after the change in the present embodiment, and FIG. 3A is a diagram before the change of the motor drive device in the present embodiment. FIG. 3B is a diagram illustrating a first example of the correspondence relationship between the energized state and the changed energized state, and FIG. 3B illustrates the energized state before and after the change of the motor drive device according to the present embodiment. It is a figure which shows the 2nd example of a corresponding relationship with an energized state. 2B and 2C, illustration of electrical connection wirings for the control terminals of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 is omitted.

図2(a)において、上段の(1)は、位相センサ50で検出したU相、V相及びW相の各相の検出電圧値の経時変化を示している。中段の(2)は、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを示しており、時刻t1以降においては90度進角させた場合のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを示している。但し、便宜上、中段の(2)は、時刻t1の直後の60度の位相角の範囲に相当する各欄に、各スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態を全てオフに切り替える内容も示している。また、下段の(3)は、3相交流モータ40のU相のコイル41、V相のコイル42、及びW相のコイル43に各々印加される駆動電圧値の経時変化を示しており、時刻t1以降においては90度進角させた場合の3相交流モータ40のU相のコイル41、V相のコイル42、及びW相のコイル43に各々印加される駆動電圧値の経時変化を示している。   In FIG. 2A, (1) in the upper stage shows changes with time in detected voltage values of the U phase, V phase, and W phase detected by the phase sensor 50. The middle part (2) shows the energization pattern of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26, and after the time t1, the switching elements 21, 22, 23, and 24 are advanced by 90 degrees. , 25 and 26 are shown. However, for convenience, (2) in the middle row turns off all the energization states of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 in the columns corresponding to the phase angle range of 60 degrees immediately after the time t1. The contents to be switched to are also shown. Further, (3) in the lower stage shows changes with time in drive voltage values applied to the U-phase coil 41, the V-phase coil 42, and the W-phase coil 43 of the three-phase AC motor 40, respectively. After t1, the time-dependent changes in the drive voltage values applied to the U-phase coil 41, V-phase coil 42, and W-phase coil 43 of the three-phase AC motor 40 when advanced by 90 degrees are shown. Yes.

図3(a)は、1つのスイッチング素子がオン状態である場合を「1」とし、1つのスイッチング素子がオフ状態である場合を「0」としてかかる状態を2値化して表し、各相の一対のスイッチング素子における変更前の通電状態のパターンを「0」「0」、「0」「1」及び「1」「0」の2進数の組み合わせで、最も左側の列に示し、かつ、かかる各相の一対のスイッチング素子における変更後の通電状態のパターンを「0」「0」、「0」「1」及び「1」「0」の2進数の組み合わせで、最も上側の行に対応して示した真理値表である。具体的には、最も左側の列及び最も上側の行においては、左側の「0」又は「1」が、ハイ側のスイッチング素子21、23、25の通電状態に対応しており、右側の「0」又は「1」が、ロー側のスイッチング素子22、24及び26の通電状態に対応している。なお、ここでは、3相交流モータ40を駆動制御する際に、各相の一対のスイッチング素子の両方がオンであることはあり得ないため、通電状態として「1」「1」の組み合わせを設定していない。   FIG. 3A shows a binarized state of “1” when one switching element is in an on state and “0” when one switching element is in an off state. The pattern of the energization state before the change in the pair of switching elements is shown in the leftmost column in a binary combination of “0”, “0”, “0”, “1”, and “1” “0”. The pattern of the energized state after the change in the pair of switching elements of each phase is a combination of binary numbers “0” “0”, “0” “1” and “1” “0”, and corresponds to the uppermost row. It is a truth table shown. Specifically, in the leftmost column and the uppermost row, “0” or “1” on the left corresponds to the energization state of the high-side switching elements 21, 23, and 25, and “ “0” or “1” corresponds to the energization state of the low-side switching elements 22, 24 and 26. It should be noted that here, when controlling the driving of the three-phase AC motor 40, it is impossible for both of the pair of switching elements of each phase to be on, so the combination of “1” and “1” is set as the energization state. Not done.

ここで、図3(a)における最も左側の列及び最も上側の行に挟まれた領域には、かかる各相の一対のスイッチング素子を変更前の通電状態から変更後の通電状態に切り替える際に、対応する各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の向きの変化パターン
を示しており、対応する各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の向きが変わらないものを、「0」「0」、「0」「1」及び「1」「0」の2進数の組み合わせで示し、対応する各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の向きが変わるものを、「1」「1」の2進数の組み合わせで示している。つまり、このように、最も左側の列に示す2進数の組み合わせと最も上側の行に示す2進数の組み合わせとから、これらに挟まれた領域に示す2進数の組み合わせを得る論理演算は、排他的論理和演算である。
Here, in the region sandwiched between the leftmost column and the uppermost row in FIG. 3A, when switching the pair of switching elements of each phase from the current state before change to the current state after change. , Shows a change pattern of the direction of the drive current flowing in the corresponding coils 41, 42 and 43 of each phase, and the direction of the drive current flowing in the corresponding coils 41, 42 and 43 of each phase does not change. “0”, “0”, “0”, “1”, and “1” “0”, which are indicated by a combination of binary numbers, and the direction of the drive current flowing in the corresponding coils 41, 42, and 43 of each phase changes. It is indicated by a binary combination of “1” and “1”. That is, in this way, the logical operation for obtaining the combination of the binary numbers shown in the region sandwiched between the combination of the binary numbers shown in the leftmost column and the combination of the binary numbers shown in the uppermost row is exclusive. It is a logical OR operation.

また、図3(b)は、図3(a)と同じ情報を有するテーブルであるが、図3(b)における最も左側の列及び最も上側の行に挟まれた領域には、かかる各相の一対のスイッチング素子を変更前の通電状態から変更後の通電状態に切り替える際に、対応する各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の向きの変化パターンを、図3(a)よりも簡略化して示しており、対応する各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の向きが変わらないものを、「OK」の表記で示し、対応する各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の向きが変わるものを、「NG」の表記で示している。つまり、図3(b)は、図3(a)の真理値表を元にして作成したテーブルデータであり、図示を省略するメモリ中に予め記憶されている。   FIG. 3B is a table having the same information as that in FIG. 3A. However, the region between the leftmost column and the uppermost row in FIG. FIG. 3A shows a change pattern of the direction of the drive current flowing in the corresponding coils 41, 42 and 43 of each phase when the pair of switching elements are switched from the pre-change energization state to the post-change energization state. Are shown in a simplified manner, and the direction of the drive current flowing in the corresponding coils 41, 42, and 43 of each phase does not change is indicated by “OK”, and the corresponding coils 41, 42, and 43 of each phase. A change in the direction of the drive current flowing through the capacitor is indicated by “NG”. That is, FIG. 3B is table data created based on the truth table of FIG. 3A and is stored in advance in a memory not shown.

具体的には、時刻t1以前においては、制御部30の判定部31は、図2(a)の上段の(1)に示すロータに設けられた各相のコイル41、42及び43の回転角(回転位置)に応じた位相センサ50の検出信号に基づいて、図2(a)の中段の(2)に示す次の位相角の範囲の60度におけるスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを決定する。制御部30の指令部32は、判定部31が決定した通電パターンに従って、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々を対応してオン状態又はオフ状態にするスイッチング制御を行う。これにより、各相のコイル41、42及び43において、図2(a)の下段の(3)に示す駆動電圧波形が得られる。この際、各相におけるローレベルとハイレベルとの電位差をVで示す。   Specifically, before time t1, the determination unit 31 of the control unit 30 rotates the rotation angles of the coils 41, 42, and 43 of each phase provided in the rotor shown in (1) in the upper part of FIG. Based on the detection signal of the phase sensor 50 according to (rotational position), the switching elements 21, 22, 23, 24 at 60 degrees in the range of the next phase angle shown in (2) in the middle of FIG. The energization patterns 25 and 26 are determined. The command unit 32 of the control unit 30 performs switching control to turn on or off each of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 according to the energization pattern determined by the determination unit 31. Thereby, in the coils 41, 42 and 43 of each phase, the drive voltage waveform shown in (3) in the lower part of FIG. At this time, the potential difference between the low level and the high level in each phase is denoted by V.

つまり、時刻t1以前においては、判定部31は、3相交流モータ40の位相角の60度毎に、位相センサ50の検出信号に基づいて、U相の一対のスイッチング素子21、22のうちの一方のスイッチング素子をオン状態にすると共に他方のスイッチング素子をオフ状態にし、V相の一対のスイッチング素子23、24のうちの一方のスイッチング素子をオン状態にすると共に他方のスイッチング素子をオフ状態にし、W相の一対のスイッチング素子25及び26のうちの一方のスイッチング素子をオン状態にすると共に何れか他方のスイッチング素子をオフ状態にすることを決定して、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の所定の通電パターンを設定する。   That is, before the time t1, the determination unit 31 is based on the detection signal of the phase sensor 50 for every 60 degrees of the phase angle of the three-phase AC motor 40. One switching element is turned on and the other switching element is turned off, and one switching element of the pair of V-phase switching elements 23 and 24 is turned on and the other switching element is turned off. The switching elements 21, 22, 23, 24 are determined by turning on one of the pair of switching elements 25 and 26 in the W phase and turning off one of the other switching elements. , 25 and 26 are set.

そして、時刻t1直前の区間R1においては、図2(a)の中段の(2)に示すように、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態は、各々オフ、オン、オン、オフ、オン及びオフの状態になっており、図2(b)に示すように、3相交流モータ40には、V相及びW相からU相に向かって駆動電流が流れる。具体的には、電源60から供給される駆動電流は、オン状態であるスイッチング素子23から3相交流モータ40のV相のコイル42に流れると共に、オン状態であるスイッチング素子25から3相交流モータ40のW相のコイル43に流れ、3相交流モータ40のV相のコイル42及びW相のコイル43を経てU相のコイル41に流れて、U相のコイル41を経てオン状態であるスイッチング素子22を流れて電源60に戻る。   In the section R1 immediately before time t1, the energization states of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are off, on, As shown in FIG. 2B, a drive current flows from the V phase and the W phase toward the U phase as shown in FIG. 2B. Specifically, the drive current supplied from the power supply 60 flows from the switching element 23 in the on state to the V-phase coil 42 of the three-phase AC motor 40 and from the switching element 25 in the on state to the three-phase AC motor. 40 flows through the W-phase coil 43, flows through the V-phase coil 42 and the W-phase coil 43 of the three-phase AC motor 40, flows into the U-phase coil 41, and is switched on via the U-phase coil 41. It flows through the element 22 and returns to the power source 60.

ここで、図2(a)に示すように、制御部30は、180度通電モードで3相交流モータ40を駆動している時刻t1において、その通電パターンの位相を90度進角させることになる。   Here, as shown in FIG. 2A, the control unit 30 advances the phase of the energization pattern by 90 degrees at time t1 when the three-phase AC motor 40 is driven in the 180-degree energization mode. Become.

この際、判定部31は、時刻t1において、かかる通電パターンの進角を実際に行う前に、仮にかかる通電パターンの進角を行うならば、3相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン進角前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン進角後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上あるか否かの判定処理を行う必要がある。   At this time, if the determination unit 31 performs advance of the energization pattern before actually performing advance of the energization pattern at time t1, the coils 41 and 42 of each phase of the three-phase AC motor 40 are assumed. And 43, the direction of the drive current flowing in the coils 41, 42 and 43 of each phase before the energization pattern advance angle, and the direction of the drive current flowing in the coils 41, 42 and 43 of each phase after the energization pattern advance angle, It is necessary to determine whether or not there are two or more phases in the opposite directions.

具体的には、仮にかかる通電パターンの進角を行うとすれば、図2(a)の中段の(2)に示すように、時刻t1直前の区間R1及び時刻t1直後の区間R2においては、U相においてスイッチング素子21をオフ状態からオン状態に切り替えると共にスイッチング素子22をオン状態からオフ状態に切り替える。また、V相においてスイッチング素子23をオン状態からオフ状態に切り替えると共にスイッチング素子24をオフ状態からオン状態に切り替える。また、W相においてスイッチング素子25をオン状態のまま切り替えないと共にスイッチング素子26をオフ状態のまま切り替えない。   Specifically, if advancement of the energization pattern is performed, as shown in (2) in the middle of FIG. 2A, in the section R1 immediately before time t1 and the section R2 immediately after time t1, In the U phase, the switching element 21 is switched from the off state to the on state, and the switching element 22 is switched from the on state to the off state. In the V phase, the switching element 23 is switched from the on state to the off state, and the switching element 24 is switched from the off state to the on state. Further, in the W phase, the switching element 25 is not switched in the on state and the switching element 26 is not switched in the off state.

これより、かかる通電パターンの進角後においては、図2(c)に示すように、U相のコイル41及びW相のコイル43からV相のコイル42に向かって駆動電流が流れる。具体的には、電源60から供給される電流は、オン状態となるスイッチング素子21から3相交流モータ40のU相のコイル41に流れると共に、オン状態となるスイッチング素子25から3相交流モータ40のW相のコイル43に流れ、3相交流モータ40のU相のコイル41及びW相のコイル43を経て3相交流モータ40のV相のコイル42に流れ、更に、V相のコイル42を経てオン状態であるスイッチング素子24を流れて電源60に戻ることになる。   Thus, after the advancement of the energization pattern, as shown in FIG. 2C, the drive current flows from the U-phase coil 41 and the W-phase coil 43 toward the V-phase coil 42. Specifically, the current supplied from the power supply 60 flows from the switching element 21 in the on state to the U-phase coil 41 of the three-phase AC motor 40 and from the switching element 25 in the on state to the three-phase AC motor 40. To the W-phase coil 43, the U-phase coil 41 of the three-phase AC motor 40 and the W-phase coil 43 to the V-phase coil 42 of the three-phase AC motor 40. After that, it flows through the switching element 24 in the on state and returns to the power source 60.

つまり、かかる場合には、図2(b)に示す各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、図2(c)に示す各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、を比較すると、U相のコイル41及びV相のコイル42を流れる各々の駆動電流の方向が逆転していることが分かる。   That is, in such a case, the direction of the drive current that flows through the coils 41, 42, and 43 of each phase shown in FIG. 2B and the drive that flows through the coils 41, 42, and 43 of each phase shown in FIG. Comparing the current direction, it can be seen that the directions of the drive currents flowing through the U-phase coil 41 and the V-phase coil 42 are reversed.

かかる判定部31の判定処理は、まとめれば、図3(a)の真理値表に基づいて行われていることになる。   In summary, the determination process of the determination unit 31 is performed based on the truth table of FIG.

つまり、図3(a)においては、時刻t1直前の区間R1におけるU相では、スイッチング素子21がオフ状態であると共にスイッチング素子22がオン状態であるため、その通電状態を示す2値の組み合わせは「0」「1」になり、時刻t1直後の区間R2におけるU相では、スイッチング素子21がオン状態であると共にスイッチング素子22がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「1」「0」になる。従って、判定部31は、図3(a)の真理値表から、スイッチング素子21の通電パターン進角前後の通電状態を示す「0」「1」とスイッチング素子22の通電パターン進角前後の通電状態を示す「1」「0」とから、通電パターンの進角に伴うU相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求まる。つまり、これは、スイッチング素子21の通電パターン進角前後の通電状態を示す「0」と「1」とを排他的論理和演算して「1」を求めると共に、スイッチング素子22の通電パターン進角前後の通電状態を示す「1」と「0」とを排他的論理和演算して「1」を求めることにより、通電パターンの進角に伴うU相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求めたのと同義である。   That is, in FIG. 3A, since the switching element 21 is in the OFF state and the switching element 22 is in the ON state in the U phase in the section R1 immediately before the time t1, the binary combination indicating the energization state is In the U phase in the section R2 immediately after the time t1, the switching element 21 is in the on state and the switching element 22 is in the off state. Therefore, the binary combination indicating the energized state is “1”. “0”. Accordingly, the determination unit 31 determines “0” and “1” indicating the energization state before and after the energization pattern advance angle of the switching element 21 and energization before and after the energization pattern advance angle of the switching element 22 from the truth table of FIG. From “1” and “0” indicating the state, a binary combination indicating the state of the U phase accompanying the advance angle of the energization pattern is obtained as “1” and “1”. That is, this is obtained by performing an exclusive OR operation on “0” and “1” indicating the energization state before and after the energization pattern advance angle of the switching element 21 to obtain “1”, and at the same time, the energization pattern advance angle of the switching element 22. By calculating the exclusive OR of “1” and “0” indicating the previous and subsequent energization states to obtain “1”, the binary combination indicating the U-phase state accompanying the advance angle of the energization pattern is “1”. "It is synonymous with" 1 ".

また、図3(a)においては、時刻t1直前の区間R1におけるV相では、スイッチング素子23がオン状態であると共にスイッチング素子24がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「1」「0」になり、時刻t1直後の区間R2におけるV相では、スイッチング素子21がオフ状態であると共にスイッチング素子22がオン状態で
あるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「0」「1」になる。従って、判定部31は、図3(a)の真理値表から、スイッチング素子23の通電パターン進角前後の通電状態を示す「1」「0」とスイッチング素子24の通電パターン進角前後の通電状態を示す「0」「1」とから、通電パターンの進角に伴うV相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求まる。つまり、これは、スイッチング素子23の通電パターン進角前後の通電状態を示す「1」と「0」とを排他的論理和演算して「1」を求めると共に、スイッチング素子24の通電パターン進角前後の通電状態を示す「0」と「1」とを排他的論理和演算して「1」を求めることにより、通電パターンの進角に伴うV相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求めたのと同義である。
In FIG. 3A, in the V phase in the section R1 immediately before the time t1, the switching element 23 is in the on state and the switching element 24 is in the off state. 1 ”and“ 0 ”, and in the V phase in the section R2 immediately after the time t1, the switching element 21 is in the OFF state and the switching element 22 is in the ON state. Therefore, the binary combination indicating the energized state is“ 0 ”. It becomes “1”. Accordingly, the determination unit 31 determines from the truth table of FIG. 3A that “1” and “0” indicate the energization state before and after the energization pattern advance angle of the switching element 23 and energization before and after the energization pattern advance angle of the switching element 24. From “0” and “1” indicating the state, a binary combination indicating the state of the V phase accompanying the advance angle of the energization pattern is obtained as “1” and “1”. In other words, this obtains “1” by performing an exclusive OR operation on “1” and “0” indicating the energization state before and after the energization pattern advance angle of the switching element 23, and at the same time, the energization pattern advance angle of the switching element 24. “1” is obtained by performing an exclusive OR operation on “0” and “1” indicating the previous and subsequent energization states, thereby obtaining a combination of two values indicating the V-phase state accompanying the advance angle of the energization pattern “1”. "It is synonymous with" 1 ".

更に、図3(a)においては、時刻t1直前の区間R1におけるW相では、スイッチング素子25がオン状態であると共にスイッチング素子26がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「1」「0」になり、時刻t1直後の区間R2におけるW相では、スイッチング素子25がオン状態であると共にスイッチング素子26がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「1」「0」になる。従って、判定部31は、図3(a)の真理値表から、スイッチング素子25の通電パターン進角前後の通電状態を示す「1」「1」とスイッチング素子26の通電パターン進角前後の通電状態を示す「0」「0」とから、通電パターンの進角に伴うW相の状態を示す2値を「0」「0」として求まる。つまり、これは、スイッチング素子25の通電パターン進角前後の通電状態を示す「1」と「1」とを排他的論理和演算して「0」を求めると共に、スイッチング素子26の通電パターン進角前後の通電状態を示す「0」と「0」とを排他的論理和演算して「0」を求めることにより、通電パターンの進角に伴うW相の状態を示す2値の組み合わせを「0」「0」として求めたのと同義である。   Furthermore, in FIG. 3A, in the W phase in the section R1 immediately before time t1, the switching element 25 is in the on state and the switching element 26 is in the off state, so the binary combination indicating the energized state is “ 1 ”and“ 0 ”, and in the W phase in the section R2 immediately after the time t1, the switching element 25 is in the on state and the switching element 26 is in the off state. Therefore, the binary combination indicating the energized state is“ 1 ”. It becomes “0”. Therefore, from the truth table in FIG. 3A, the determination unit 31 indicates “1” “1” indicating the energization state before and after the energization pattern advance angle of the switching element 25 and energization before and after the energization pattern advance angle of the switching element 26. From “0” and “0” indicating the state, two values indicating the state of the W phase accompanying the advance angle of the energization pattern are obtained as “0” and “0”. In other words, this obtains “0” by performing an exclusive OR operation on “1” and “1” indicating energization states before and after the energization pattern advance angle of the switching element 25, and at the same time, obtains “0” as the energization pattern advance angle of the switching element 26. By calculating the exclusive OR of “0” and “0” indicating the previous and subsequent energization states to obtain “0”, a binary combination indicating the state of the W phase accompanying the advance angle of the energization pattern is set to “0”. "It is synonymous with" 0 ".

この結果、判定部31は、通電パターンを進角する際の時刻t1において、「1」「1」となる相がU相及びV相の2相存在するため、3相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン進角前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン進角後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上あると判定し、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にすることを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出することになる。   As a result, the determination unit 31 has two phases of “1” and “1” at the time t1 when the energization pattern is advanced. In the coils 41, 42 and 43, the direction of the drive current flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase before the energization pattern advance and the drive flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase after the advance of the energization pattern It is determined that there are two or more phases opposite to the direction of the current, and it is determined that all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are temporarily turned off, and the command A signal carrying the determination result is sent to the unit 32.

ここで、かる判定部31の判定処理は、図3(b)のテーブルデータを参照して論理演算結果を検索することが、その効率上はより好ましい。判定部31が図3(b)のテーブルを参照して判定する場合には、通電パターンを進角する際の時刻t1において、「NG」となる相がU相及びV相の2相存在するため、判定部31は、3相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン進角前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン進角後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上あると判定し、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にすることを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出する。   Here, it is more preferable in terms of efficiency that the determination process of the determination unit 31 is to retrieve a logical operation result with reference to the table data of FIG. When the determination unit 31 determines with reference to the table of FIG. 3B, there are two phases of “NG” at the time t1 when the energization pattern is advanced, that is, U phase and V phase. Therefore, in the coils 41, 42, and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40, the determination unit 31 determines the direction of the drive current that flows in the coils 41, 42, and 43 of each phase before the energization pattern advance, It is determined that there are two or more phases in which the direction of the drive current flowing in the coils 41, 42 and 43 of each phase after the corner is opposite, and all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 is temporarily turned off, and a signal carrying the determination result is sent to the command unit 32.

そして、指令部32は、判定部31からのかかる送出信号に従って、区間R2において、スイッチング素子21、24及び26をオフ状態のまま維持すると共に、スイッチング素子22、23及び25をオン状態からオフ状態に切り替えることにより、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を、一時的にオフにする制御を行う。   Then, the command unit 32 maintains the switching elements 21, 24, and 26 in the OFF state in the section R2 according to the transmission signal from the determination unit 31, and switches the switching elements 22, 23, and 25 from the ON state to the OFF state. By switching to, all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are controlled to be temporarily turned off.

その後、判定部31は、同様の処理を繰り返し、3相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン進角前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン進角後における各相のコイル41、42及び
43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上ないことを確認して、3相交流モータ40の通電パターンの位相を90度進角させることになる。なお、必要に応じて、かかる処理を繰り返さずに、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を、一時的にオフにした後、3相交流モータ40の通電パターンの位相を90度進角することを選択してもよいし、従前の3相交流モータ40の180度通電パターンを引き続き実行してもかまわない。
After that, the determination unit 31 repeats the same processing, and in each of the coils 41, 42, and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40, the drive current flowing through the coils 41, 42, and 43 of each phase before the energization pattern advance angle is determined. It is confirmed that there are no two or more phases in which the direction and the direction of the drive current flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase after the energization pattern advance angle are opposite to each other. The phase of the energization pattern is advanced by 90 degrees. In addition, after switching off all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 temporarily without repeating this process as needed, the phase of the energization pattern of the three-phase AC motor 40 is changed. The advance of 90 degrees may be selected, or the 180-degree conduction pattern of the conventional three-phase AC motor 40 may be continuously executed.

次に、本実施形態の変形例におけるモータ駆動装置10の動作につき、更に図4をも参照しながら、詳細に説明する。なお、本変形例におけるモータ駆動装置10の構成は、以上説明した実施形態におけるものと同一であり、その動作のみが異なっている。   Next, the operation of the motor drive device 10 according to the modification of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. The configuration of the motor drive device 10 in this modification is the same as that in the above-described embodiment, and only the operation is different.

図4は、本発明の実施形態の変形例におけるモータ駆動装置の動作を示す図であり、その態様は図3と同様である。ここで、図4(a)は、本変形例におけるモータ駆動装置のタイミングチャートを示す図であり、図4(b)は、本変形例におけるモータ駆動装置の変更前の通電状態を示す図であり、また、図4(c)は、本変形例におけるモータ駆動装置の変更後の通電状態を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing the operation of the motor drive device according to a modification of the embodiment of the present invention, and the mode is the same as that of FIG. Here, FIG. 4A is a diagram illustrating a timing chart of the motor driving device in the present modification, and FIG. 4B is a diagram illustrating an energization state before the change of the motor driving device in the present modification. In addition, FIG. 4C is a diagram showing the energized state after the change of the motor drive device in the present modification.

具体的には、判定部31は、180度通電モードにおいて、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンにおける各々の通電状態を、3相交流モータ40の位相角で60度毎に決定すると共に、所定のタイミングになると、それらの通電パターンを120度通電パターンに変更するための各々の通電状態を決定する。ここで、120度通電モードとは、U相のコイル41、V相のコイル42及びW相のコイル43に各々印加される駆動電圧が3相交流モータ40の位相角で120度ずつ対応して連続してハイレベルになる通電モードをいい、その120度の区間に前後して、ハイレベルとローレベルとの中間レベルの駆動電圧が設定されている。   Specifically, the determination unit 31 determines the respective energization states in the energization patterns of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 in the 180-degree energization mode with the phase angle of the three-phase AC motor 40 being 60 degrees. In addition, each energization state for changing the energization pattern to a 120-degree energization pattern is determined at a predetermined timing. Here, the 120-degree energization mode corresponds to the drive voltages applied to the U-phase coil 41, the V-phase coil 42, and the W-phase coil 43, respectively, 120 degrees at the phase angle of the three-phase AC motor 40. This is an energization mode in which the level is continuously high, and an intermediate level drive voltage between the high level and the low level is set around the 120 degree interval.

更に、判定部31は、所定のタイミングで、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを変更するための新たな通電パターンを決定する際に、変更前である現在のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々の通電状態と、変更後の新たな通電パターンにおけるスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々の通電状態と、を比較することにより、通電パターンの変更前における3相交流モータ40の各々の相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向に対して、通電パターンの変更後における3相交流モータ40の各々の相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向が逆方向になる相が、2相以上あるか否かを判定し、逆方向になる相が2相以上あると判定した場合に、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にすることを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出する。   Furthermore, when the determination unit 31 determines a new energization pattern for changing the energization pattern of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 at a predetermined timing, the current switching before the change is determined. Compare the energization state of each of the elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 with the energization state of each of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 in the new energization pattern after the change. Thus, each phase of the three-phase AC motor 40 after the change of the energization pattern is compared with the direction of the drive current flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40 before the change of the energization pattern. It is determined whether there are two or more phases in which the directions of the drive currents flowing in the coils 41, 42 and 43 are reversed, and there are two or more phases in the opposite direction. And if it is determined, it decided to temporarily turned off all the switching elements 21, 22 and 26, and sends a signal carrying the result of the determination to the command unit 32.

具体的には、時刻t1以前においては、制御部30の判定部31は、図4(a)の上段の(1)に示すロータに設けられた各相のコイル41、42及び43の回転角(回転位置)に応じた位相センサ50の検出信号に基づいて、図4(a)の中段の(2)に示す次の位相角の範囲の60度におけるスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電パターンを決定する。制御部30の指令部32は、判定部31が決定した通電パターンに従って、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の各々を対応してオン状態又はオフ状態にするスイッチング制御を行う。これにより、各相のコイル41、42及び43において、図4(a)の下段の(3)に示す駆動電圧波形が得られる。   Specifically, before time t1, the determination unit 31 of the control unit 30 rotates the rotation angles of the coils 41, 42, and 43 of each phase provided in the rotor shown in (1) in the upper part of FIG. Based on the detection signal of the phase sensor 50 according to (rotational position), the switching elements 21, 22, 23, 24 at 60 degrees in the range of the next phase angle shown in (2) of the middle stage of FIG. The energization patterns 25 and 26 are determined. The command unit 32 of the control unit 30 performs switching control to turn on or off each of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 according to the energization pattern determined by the determination unit 31. Thereby, in the coils 41, 42 and 43 of each phase, the drive voltage waveform shown in (3) in the lower stage of FIG.

そして、時刻t1直前の区間R1においては、図4(a)の中段の(2)に示すように、スイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態は、各々オフ、オフ、オフ、オン、オン及びオフの状態になっており、図4(b)に示すように、3相交流
モータ40には、W相からV相及びU相に向かって駆動電流が流れる。具体的には、電源60から供給される電流は、オン状態であるスイッチング素子25から3相交流モータ40のW相のコイル43に流れ、3相交流モータ40のW相のコイル43を経てU相のコイル41及びV相のコイル42に流れて、U相のコイル41及びオン状態であるスイッチング素子22を経て電源60に戻ると共に、V相のコイル42及びオン状態であるスイッチング素子24を経て電源60に戻る。
In the section R1 immediately before the time t1, the energization states of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are off, off, As shown in FIG. 4B, a drive current flows from the W phase to the V phase and the U phase as shown in FIG. 4B. Specifically, the current supplied from the power supply 60 flows from the switching element 25 in the on state to the W-phase coil 43 of the three-phase AC motor 40, and then passes through the W-phase coil 43 of the three-phase AC motor 40. It flows through the phase coil 41 and the V-phase coil 42, returns to the power source 60 through the U-phase coil 41 and the switching element 22 in the on state, and passes through the V-phase coil 42 and the switching element 24 in the on state. Return to power supply 60.

ここで、図4(a)に示すように、制御部30は、180度通電モードで3相交流モータ40を駆動している時刻t1において、その通電パターンを120度通電モードに変更することになる。   Here, as shown in FIG. 4A, the control unit 30 changes the energization pattern to the 120-degree energization mode at time t1 when the three-phase AC motor 40 is driven in the 180-degree energization mode. Become.

この際、判定部31は、時刻t1において、かかる通電パターンの変更を実際に行う前に、仮にかかる通電パターンの変更を行うならば、3相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン変更前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン変更後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上あるか否かの判定処理を行う必要がある。   At this time, if the determination unit 31 changes the energization pattern before actually changing the energization pattern at time t1, the coils 41, 42, and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40 are temporarily changed. , The direction of the drive current flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase before the energization pattern change and the direction of the drive current flowing through the coils 41, 42 and 43 of each phase after the energization pattern change are opposite to each other It is necessary to determine whether there are two or more phases.

具体的には、仮にかかる通電パターンの変更を行うとすれば、図4(a)の中段の(2)に示すように、時刻t1直前の区間R1及び時刻t1直後の区間R2においては、U相においてスイッチング素子21をオフ状態からオン状態に切り替えると共にスイッチング素子22をオン状態からオフ状態に切り替える。また、V相においてスイッチング素子23をオフ状態のまま切り替えないと共にスイッチング素子24をオン状態からオフ状態に切り替える。また、W相においてスイッチング素子25をオン状態からオフ状態に切り替えると共にスイッチング素子26をオフ状態からオン状態に切り替える。   Specifically, if the energization pattern is changed, as shown in (2) in the middle of FIG. 4A, in the section R1 immediately before time t1 and the section R2 immediately after time t1, U In the phase, switching element 21 is switched from the OFF state to the ON state, and switching element 22 is switched from the ON state to the OFF state. Further, in the V phase, the switching element 23 is not switched in the off state, and the switching element 24 is switched from the on state to the off state. In the W phase, the switching element 25 is switched from the on state to the off state, and the switching element 26 is switched from the off state to the on state.

これにより、かかる通電パターンの変更後においては、図4(c)に示すように、U相のコイル41からW相のコイル43に向かって駆動電流が流れる。具体的には、電源60から供給される電流は、オン状態となるスイッチング素子21から3相交流モータ40のU相のコイル41に流れ、3相交流モータ40のU相のコイル41を経て3相交流モータ40のW相のコイル43に流れ、更に、W相のコイル43を経てオン状態であるスイッチング素子26を流れて電源60に戻ることになる。   As a result, after the energization pattern is changed, a drive current flows from the U-phase coil 41 toward the W-phase coil 43 as shown in FIG. Specifically, the current supplied from the power source 60 flows from the switching element 21 that is turned on to the U-phase coil 41 of the three-phase AC motor 40 and passes through the U-phase coil 41 of the three-phase AC motor 40. The electric current flows through the W-phase coil 43 of the phase AC motor 40, and further flows through the switching element 26 in the ON state via the W-phase coil 43 to return to the power supply 60.

つまり、かかる場合には、図4(b)に示す各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、図4(c)に示す各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、を比較すると、U相のコイル41及びW相のコイル43を流れる各々の駆動電流の方向が逆転していることが分かる。   That is, in such a case, the direction of the drive current that flows through the coils 41, 42, and 43 of each phase shown in FIG. 4B and the drive that flows through the coils 41, 42, and 43 of each phase shown in FIG. Comparing the current directions, it can be seen that the directions of the drive currents flowing through the U-phase coil 41 and the W-phase coil 43 are reversed.

かかる判定部31の判定処理は、まとめれば、図3(a)の真理値表に基づいて行われていることになる。   In summary, the determination process of the determination unit 31 is performed based on the truth table of FIG.

つまり、図3(a)においては、時刻t1直前の区間R1におけるU相では、スイッチング素子21がオフ状態であると共にスイッチング素子22がオン状態であるため、その通電状態を示す2値の組み合わせは「0」「1」になり、時刻t1直後の区間R2におけるU相では、スイッチング素子21がオン状態であると共にスイッチング素子22がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「1」「0」になる。従って、判定部31は、図3(a)の真理値表から、スイッチング素子21の通電パターン変更前後の通電状態を示す「0」「1」とスイッチング素子22の通電パターン変更前後の通電状態を示す「1」「0」とから、通電パターンの変更に伴うU相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求まる。つまり、これは、スイッチング素子21の通電パターン
変更前後の通電状態を示す「0」と「1」とを排他的論理和演算して「1」を求めると共に、スイッチング素子22の通電パターン変更前後の通電状態を示す「1」と「0」とを排他的論理和演算して「1」を求めることにより、通電パターンの変更に伴うU相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求めたのと同義である。
That is, in FIG. 3A, since the switching element 21 is in the OFF state and the switching element 22 is in the ON state in the U phase in the section R1 immediately before the time t1, the binary combination indicating the energization state is In the U phase in the section R2 immediately after the time t1, the switching element 21 is in the on state and the switching element 22 is in the off state. Therefore, the binary combination indicating the energized state is “1”. “0”. Therefore, from the truth table of FIG. 3A, the determination unit 31 indicates “0” “1” indicating the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 21 and the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 22. From the “1” and “0” shown, a binary combination indicating the state of the U phase accompanying the change of the energization pattern is obtained as “1” and “1”. That is, this is obtained by performing an exclusive OR operation on “0” and “1” indicating the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 21 to obtain “1”, and before and after the energization pattern of the switching element 22 is changed. By calculating the exclusive OR of “1” and “0” indicating the energization state to obtain “1”, the combination of the binary values indicating the state of the U phase accompanying the change of the energization pattern is “1” and “1”. It is synonymous with "

また、図3(a)においては、時刻t1直前の区間R1におけるV相では、スイッチング素子23がオフ状態であると共にスイッチング素子24がオン状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「0」「1」になり、時刻t1直後の区間R2におけるV相では、スイッチング素子21がオフ状態であると共にスイッチング素子22がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「0」「0」になる。従って、判定部31は、図3(a)の真理値表から、スイッチング素子23の通電パターン変更前後の通電状態を示す「0」「1」とスイッチング素子24の通電パターン変更前後の通電状態を示す「0」「0」とから、通電パターンの変更に伴うV相の状態を示す2値の組み合わせを「0」「1」として求まる。つまり、これは、スイッチング素子23の通電パターン変更前後の通電状態を示す「0」と「0」とを排他的論理和演算して「0」を求めると共に、スイッチング素子24の通電パターン変更前後の通電状態を示す「1」と「0」とを排他的論理和演算して「1」を求めることにより、通電パターンの変更に伴うV相の状態を示す2値の組み合わせを「0」「1」として求めたのと同義である。   In FIG. 3A, in the V phase in the section R1 immediately before time t1, the switching element 23 is in the off state and the switching element 24 is in the on state. In the V phase in the section R2 immediately after the time t1, the switching element 21 is in the off state and the switching element 22 is in the off state. Therefore, the binary combination indicating the energized state is “0”. It becomes “0”. Therefore, from the truth table in FIG. 3A, the determination unit 31 indicates “0” and “1” indicating the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 23 and the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 24. From the “0” and “0” shown, a binary combination indicating the state of the V phase accompanying the change of the energization pattern is obtained as “0” and “1”. That is, this is obtained by performing an exclusive OR operation on “0” and “0” indicating the energization state before and after the energization pattern change of the switching element 23 to obtain “0” and before and after the energization pattern change of the switching element 24. By calculating the exclusive OR of “1” and “0” indicating the energization state to obtain “1”, the binary combination indicating the state of the V phase accompanying the change of the energization pattern is “0” and “1”. It is synonymous with "

更に、図3(a)においては、時刻t1直前の区間R1におけるW相では、スイッチング素子25がオン状態であると共にスイッチング素子26がオフ状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「1」「0」になり、時刻t1直後の区間R2におけるW相では、スイッチング素子25がオフ状態であると共にスイッチング素子26がオン状態であるため、通電状態を示す2値の組み合わせは「0」「1」になる。従って、判定部31は、図3(a)の真理値表から、スイッチング素子25の通電パターン変更前後の通電状態を示す「1」「0」とスイッチング素子26の通電パターン変更前後の通電状態を示す「0」「1」とから、通電パターンの変更に伴うW相の状態を示す2値を「1」「1」として求まる。これは、スイッチング素子25の通電パターン変更前後の通電状態を示す「1」と「0」とを排他的論理和演算して「1」を求めると共に、スイッチング素子26の通電パターン変更前後の通電状態を示す「0」と「1」とを排他的論理和演算して「1」を求めることにより、通電パターンの変更に伴うW相の状態を示す2値の組み合わせを「1」「1」として求めたのと同義である。   Furthermore, in FIG. 3A, in the W phase in the section R1 immediately before time t1, the switching element 25 is in the on state and the switching element 26 is in the off state, so the binary combination indicating the energized state is “ 1 ”and“ 0 ”, and in the W phase in the section R2 immediately after the time t1, the switching element 25 is in the OFF state and the switching element 26 is in the ON state, so the binary combination indicating the energized state is“ 0 ”. It becomes “1”. Therefore, from the truth table of FIG. 3A, the determination unit 31 indicates “1” “0” indicating the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 25 and the energization state before and after the change of the energization pattern of the switching element 26. From the “0” and “1” shown, the binary value indicating the state of the W phase accompanying the change of the energization pattern is obtained as “1” and “1”. This is an exclusive OR operation of “1” and “0” indicating the energization state before and after the energization pattern change of the switching element 25 to obtain “1” and the energization state before and after the energization pattern change of the switching element 26. By calculating the exclusive OR of “0” and “1” indicating “1” to obtain “1”, the binary combination indicating the state of the W phase accompanying the change of the energization pattern is set to “1” and “1” It is synonymous with what I asked for.

この結果、判定部31は、通電パターンを変更する際の時刻t1において、「1」「1」となる相がU相及びW相の2相存在するため、三相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン変更前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン変更後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上あると判定し、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にすることを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出することになる。   As a result, at the time t1 when the energization pattern is changed, the determination unit 31 has two phases of “1” and “1”, the U phase and the W phase. In the coils 41, 42 and 43, the direction of the drive current flowing in the coils 41, 42 and 43 of each phase before the energization pattern change, and the direction of the drive current flowing in the coils 41, 42 and 43 of each phase after the energization pattern change It is determined that there are two or more phases in opposite directions, and it is determined that all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 are temporarily turned off, and the command unit 32 is A signal carrying the determination result is transmitted.

ここで、かる判定部31の判定処理は、図3(b)のテーブルデータを参照して論理演算結果を検索することが、その効率上はより好ましい。判定部31が図3(b)のテーブルを参照して判定する場合には、通電パターンを変更する際の時刻t1において、「NG」となる相がU相及びW相の2相存在するため、判定部31は、三相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン変更前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン変更後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上あると判定し、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にすることを決定し、指令部32にその決定結果を担持する信号を送出する。   Here, it is more preferable in terms of efficiency that the determination process of the determination unit 31 is to retrieve a logical operation result with reference to the table data of FIG. When the determination unit 31 determines with reference to the table of FIG. 3B, there are two phases of “NG” at time t1 when the energization pattern is changed, that is, U phase and W phase. In the coils 41, 42, and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40, the determination unit 31 determines the direction of the drive current that flows through the coils 41, 42, and 43 of each phase before the energization pattern change, and after the change of the energization pattern It is determined that there are two or more phases in which the directions of the drive currents flowing in the coils 41, 42, and 43 of each phase are opposite to each other, and all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are temporarily To turn it off, and sends a signal carrying the determination result to the command unit 32.

そして、指令部32は、判定部31からのかかる送出信号に従って、区間R2において、スイッチング素子21、22、23及び26をオフ状態のまま維持すると共に、スイッチング素子24及び25をオン状態からオフ状態に切り替えることにより、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を、一時的にオフにする制御を行う。   The command unit 32 maintains the switching elements 21, 22, 23, and 26 in the OFF state in the section R2 according to the transmission signal from the determination unit 31, and switches the switching elements 24 and 25 from the ON state to the OFF state. By switching to, all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are controlled to be temporarily turned off.

その後、判定部31は、同様の処理を繰り返し、三相交流モータ40の各相のコイル41、42及び43において、通電パターン変更前における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、通電パターン変更後における各相のコイル41、42及び43に流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相が、2相以上ないことを確認して、三相交流モータ40の通電パターンを120度通電モードに変更することになる。なお、必要に応じて、かかる処理を繰り返さずに、三相交流モータ40の通電パターンを120度通電モードに変更することを選択してもよいし、従前の三相交流モータ40の180度通電パターンを引き続き実行してもかまわない。   Thereafter, the determination unit 31 repeats the same processing, and in the coils 41, 42, and 43 of each phase of the three-phase AC motor 40, the direction of the drive current that flows in the coils 41, 42, and 43 of each phase before the energization pattern is changed. And the energization pattern of the three-phase AC motor 40 by confirming that there are no two or more phases in which the directions of the drive currents flowing through the coils 41, 42 and 43 of the respective phases after the energization pattern change are opposite. Is changed to the 120-degree energization mode. If necessary, it may be selected to change the energization pattern of the three-phase AC motor 40 to the 120-degree energization mode without repeating such processing, or the 180-degree energization of the previous three-phase AC motor 40 may be selected. You can continue to run the pattern.

なお、以上の変形例を含む本実施形態においては、モータ駆動装置10は、通電モードの位相を90度以外の所望の角度で進角又は遅角させてもよいし、そのように進角又は遅角させる通電モードは180度通電モード以外のものであってもよい。また、モータ駆動装置10は、通電モードを120度通電モード以外の所望の位相角範囲で通電させる通電モードに変更してもよいし、その変更前の通電モードは180度通電モード以外のものであってもよい。   In the present embodiment including the above-described modifications, the motor driving device 10 may advance or retard the phase of the energization mode by a desired angle other than 90 degrees, and advance or retard as such. The energization mode for retarding may be other than the 180-degree energization mode. Further, the motor drive device 10 may change the energization mode to an energization mode for energizing in a desired phase angle range other than the 120-degree energization mode, and the energization mode before the change is other than the 180-degree energization mode. There may be.

また、図3(a)で示す真理値表を作成する際には、通電パターン変更前における各相のコイルに流れる駆動電流の方向と、通電パターン変更後における各相のコイルに流れる駆動電流の方向と、が逆方向になる相を明確に規定できるものであれば、排他的論理和演算を用いる以外に、論理和演算や算術加算等のその他の演算則を用いてもかまわない。   Further, when creating the truth table shown in FIG. 3A, the direction of the drive current flowing through the coil of each phase before the energization pattern change and the drive current flowing through the coil of each phase after the energization pattern change are made. As long as the phase in which the direction is opposite can be clearly defined, other arithmetic rules such as logical sum operation and arithmetic addition may be used in addition to the exclusive OR operation.

以上の本実施形態の構成によれば、所定の通電パターンで3相ブリッジ駆動回路20のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26をスイッチング動作させる制御部30が、通電パターンを変更する際に、変更前のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態と変更後のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態とを比較することにより、3相交流モータ40における変更前の電流の流れる方向と変更後の電流の流れる方向とが逆方向になる相が2相以上であるか否かを判定する判定部31と、判定部31により逆方向になる相が2相以上であると判定された際に、全てのスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を一時的にオフ状態にする指令部32と、を備えることにより、3相ブリッジ駆動回路20の各スイッチング素子21、22、23、24、25及び26に任意の通電パターンの変更を行ったとしても、電流の流れる方向に急激な変化が発生することを抑制することができるモータ駆動装置10を実現することができる。   According to the configuration of the present embodiment described above, the control unit 30 that switches the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 of the three-phase bridge drive circuit 20 with a predetermined energization pattern changes the energization pattern. At this time, by comparing the energized state of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 before the change with the energized state of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 after the change, 3 In the phase AC motor 40, a determination unit 31 that determines whether or not the phase in which the current flow direction before the change and the current flow direction after the change are in opposite directions is two or more, and the determination unit 31 reverses the reverse direction. And a command unit 32 that temporarily turns off all the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 when it is determined that the number of phases becomes two or more. As a result, even if an arbitrary energization pattern is changed in each of the switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 of the three-phase bridge drive circuit 20, a sudden change occurs in the direction of current flow. It is possible to realize the motor drive device 10 that can suppress the above.

また、本実施形態の構成によれば、3相ブリッジ駆動回路20が、3相交流モータ40の相毎に一対のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26を有し、判定部31は、一対のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態を相毎に2値化し、変更前の一対のスイッチング素21、22、23、24、25及び26子の通電状態を示す各々の2値と、変更後の一対のスイッチング素子21、22、23、24、25及び26の通電状態を示す各々の2値と、の相毎の対応関係に基づいて、逆方向になる相が2相以上であるか否かを判定することにより、通電パターンの変更前と変更後とで3相交流モータ40の2相のコイル41、41及び43に流れる電流の方向が反転するか否かを簡便な方法により早期かつ確実に判定することができる。   Further, according to the configuration of the present embodiment, the three-phase bridge drive circuit 20 includes a pair of switching elements 21, 22, 23, 24, 25, and 26 for each phase of the three-phase AC motor 40, and the determination unit 31. The binarization of the energization state of the pair of switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 for each phase, and the energization state of the pair of switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 before change In the opposite direction based on the corresponding relationship for each phase between each of the binary values indicating the energized state of the pair of switching elements 21, 22, 23, 24, 25 and 26 after the change. By determining whether or not there are two or more phases, the direction of the current flowing in the two-phase coils 41, 41 and 43 of the three-phase AC motor 40 is reversed before and after the energization pattern is changed. Whether or not And it can be reliably determined.

なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。   In the present invention, the type, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiments, and the constituent elements thereof are appropriately replaced with those having the same operational effects, and the gist of the invention is not deviated. Of course, it can be appropriately changed within the range.

以上のように、本発明においては、3相ブリッジ駆動回路の各スイッチング素子に任意の通電パターンの変更を行ったとしても、電流の流れる方向に急激な変化が発生することを抑制することができるモータ駆動装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から車両等のモータ駆動装置に広範に適用され得るものと期待される。   As described above, according to the present invention, even if an arbitrary energization pattern is changed in each switching element of the three-phase bridge drive circuit, it is possible to suppress a sudden change in the current flowing direction. A motor drive device can be provided, and is expected to be widely applicable to motor drive devices such as vehicles because of its general-purpose universal character.

10…モータ駆動装置
20…3相ブリッジ駆動回路
21…スイッチング素子
22…スイッチング素子
23…スイッチング素子
24…スイッチング素子
25…スイッチング素子
26…スイッチング素子
30…制御部
31…判定部
32…指令部
40…3相駆動モータ
41…U相のコイル
42…V相のコイル
43…W相のコイル
50…位相センサ
60…電源
R1、R11…モード変更直前区間
R2、R12…モード変更直後区間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor drive device 20 ... Three-phase bridge drive circuit 21 ... Switching element 22 ... Switching element 23 ... Switching element 24 ... Switching element 25 ... Switching element 26 ... Switching element 30 ... Control part 31 ... Determination part 32 ... Command part 40 ... Three-phase drive motor 41 ... U-phase coil 42 ... V-phase coil 43 ... W-phase coil 50 ... Phase sensor 60 ... Power supply R1, R11 ... Section immediately before mode change R2, R12 ... Section immediately after mode change

Claims (1)

3相交流モータを駆動させるモータ駆動装置であって、
3相ブリッジ接続されたスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子がスイッチング動作することにより、供給された直流電流を交流電流に変換すると共に前記交流電流を前記3相交流モータに供給する3相ブリッジ駆動回路と、
所定の通電パターンで前記スイッチング素子をスイッチング動作させる制御部と、
を備えたモータ駆動装置において、
前記制御部は、
前記通電パターンを変更する際に、前記変更前の前記スイッチング素子の通電状態と前記変更後の前記スイッチング素子の通電状態とを比較することにより、前記3相交流モータにおける前記変更前の電流の流れる方向と前記変更後の電流の流れる方向とが逆方向になる相が2相以上であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記逆方向になる前記相が2相以上であると判定された際に、全ての前記スイッチング素子を一時的にオフ状態にする指令部と、
を備え
前記3相ブリッジ駆動回路は、前記3相交流モータの相毎に一対の前記スイッチング素子を有し、前記判定部は、前記一対のスイッチング素子の通電状態を前記相毎に2値化し、前記変更前の前記一対のスイッチング素子の通電状態を示す各々の2値と、前記変更後の前記一対のスイッチング素子の通電状態を示す各々の2値と、の前記相毎の対応関係に基づいて、前記逆方向になる前記相が2相以上であるか否かを判定することを特徴とするモータ駆動装置。
A motor driving device for driving a three-phase AC motor,
A three-phase bridge drive having a switching element connected to a three-phase bridge, wherein the switching element performs a switching operation to convert the supplied direct current into an alternating current and supply the alternating current to the three-phase alternating current motor. Circuit,
A control unit for switching the switching element in a predetermined energization pattern;
In a motor drive device comprising:
The controller is
When changing the energization pattern, by comparing the energization state of the switching element before the change and the energization state of the switching element after the change, the current before the change flows in the three-phase AC motor A determination unit that determines whether or not the phase in which the direction and the direction in which the current flows after the change is opposite is two or more;
A command unit that temporarily turns off all the switching elements when the determination unit determines that the phase in the opposite direction is two or more phases; and
Equipped with a,
The three-phase bridge drive circuit has a pair of switching elements for each phase of the three-phase AC motor, and the determination unit binarizes the energization state of the pair of switching elements for each phase, and Based on the corresponding relationship for each phase of each binary value indicating the energized state of the pair of switching elements before and each binary value indicating the energized state of the pair of switching elements after the change, It is determined whether the said phase which becomes a reverse direction is two or more phases, The motor drive device characterized by the above-mentioned .
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