JP6297868B2 - Brushless motor control device and control method - Google Patents

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Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置及び制御方法に関し、詳しくは、3相ブラシレスモータの通電モードの切り替え判定を、センサレスで行う制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a control device and a control method for a brushless motor, and more particularly to a control device and a control method for performing sensorless switching determination of a power supply mode of a three-phase brushless motor.

従来のブラシレスモータの制御装置及び制御方法として、3相ブラシレスモータにおいて、2相にPWM(Pulse Width Modulation)信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、パルス電圧の印加中に非通電相に誘起されるパルス誘起電圧が通電モードごとに定められる閾値を横切ったときに、切り替えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional brushless motor control device and control method, in a three-phase brushless motor, an energization mode in which a pulse voltage corresponding to a PWM (Pulse Width Modulation) signal is applied to two phases is changed to a non-energized phase during application of the pulse voltage. It is known that switching is performed when the induced pulse induced voltage crosses a threshold value determined for each energization mode (see, for example, Patent Document 1).

ここで、2相にパルス電圧を印加した直後にはパルス誘起電圧が振れるため、ブラシレスモータを低速で回転させるためにPWM信号のデューティを小さくすると、パルス誘起電圧の振れ期間内でパルス誘起電圧をサンプリングすることになり、通電モードの切り替えタイミングを誤る可能性がある。   Here, since the pulse induced voltage fluctuates immediately after the pulse voltage is applied to the two phases, if the duty of the PWM signal is reduced in order to rotate the brushless motor at a low speed, the pulse induced voltage is reduced within the fluctuation period of the pulse induced voltage. Sampling is likely to occur, and the switching timing of the energization mode may be erroneous.

このため、特許文献1のブラシレスモータの制御装置及び制御方法では、PWM信号の複数周期のうち1周期(以下、「主周期」という)において非通電相のパルス誘起電圧を検出するようにして、主周期におけるPWM信号のデューティ(以下、「主周期デューティ」という)を、パルス誘起電圧が振れ期間内でサンプリングされないように制限し、また、PWM信号の複数周期のうち主周期以外の他の周期(以下、「調整周期」という)におけるPWM信号のデューティ(以下、「調整周期デューティ」という)を主周期デューティよりも小さく設定し、主周期デューティと調整周期デューティとを平均化した平均デューティが、回転速度フィードバック制御などで設定されるデューティ(以下、「設定デューティ」という)となるように調整している。   Therefore, in the brushless motor control device and control method of Patent Document 1, the pulse induced voltage of the non-conduction phase is detected in one cycle (hereinafter referred to as “main cycle”) of the plurality of cycles of the PWM signal. The duty of the PWM signal in the main period (hereinafter referred to as “main period duty”) is limited so that the pulse-induced voltage is not sampled within the fluctuation period, and other periods other than the main period among the plurality of periods of the PWM signal (Hereinafter referred to as “adjustment cycle”) PWM signal duty (hereinafter referred to as “adjustment cycle duty”) is set smaller than the main cycle duty, and the average duty obtained by averaging the main cycle duty and the adjustment cycle duty is The duty set in the rotation speed feedback control etc. (hereinafter referred to as “set duty”) It is adjusted.

特開2013−66343号公報JP 2013-66343 A

ところで、ブラシレスモータの各相に対する通電を切り替える、例えば、FET(Field Effect Transistor)などのスイッチング素子には、その制御端子に入力されるパルス信号のデューティが0に近づくとオンしなくなる不感帯が存在する。   By the way, a switching element such as an FET (Field Effect Transistor) that switches energization to each phase of a brushless motor has a dead zone that does not turn on when the duty of a pulse signal input to its control terminal approaches zero. .

このため、調整周期デューティが小さくなって0に近い領域となると、スイッチング素子の出力デューティについて主周期と調整周期とで平均化した平均デューティ(以下、「出力平均デューティ」という)は、設定デューティから乖離して、設定デューティに対してステップ状に変化してしまう。   For this reason, when the adjustment cycle duty is reduced to an area close to 0, the average duty (hereinafter referred to as “output average duty”) obtained by averaging the main duty and the adjustment cycle of the output duty of the switching element is calculated from the set duty. There is a divergence and the step changes with respect to the set duty.

したがって、回転速度のフィードバック制御を行っている場合、設定デューティを、出力平均デューティがステップ状に変化する不連続部の近傍に設定すると、出力平均デューティが振れて実際の回転速度がハンチングをおこすおそれがあった。   Therefore, when the rotational speed feedback control is performed, if the set duty is set in the vicinity of the discontinuity where the output average duty changes stepwise, the output average duty may fluctuate and the actual rotational speed may cause hunting. was there.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、設定デューティと出力平均デューティとの乖離を低減したブラシレスモータの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor control device and control method in which the difference between the set duty and the output average duty is reduced.

このため、本発明に係るブラシレスモータの制御装置及び制御方法は、3相ブラシレスモータの2相に対してスイッチング素子がPWM信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に基づいて切り替えることを前提として、PWM信号設定デューティが第1所定値未満である場合、PWM信号の連続する複数周期のうち所定の1周期を、2相のうち第1相に接続されたスイッチング素子にPWM信号を印加する周期として、所定の1周期のデューティを、パルス誘起電圧を検出する周期として第1所定値に制限し、第1所定値に制限された所定の1周期のデューティと、PWM信号の複数周期のうち所定の1周期以外の他の周期のデューティと、を平均化した平均デューティが、設定デューティとなるように、他の周期のデューティを調整し、設定デューティが第1所定値未満であって他の周期のデューティが零以上となる第2所定値以上の場合に、他の周期のデューティによるPWM信号を2相のうち第1相に接続されたスイッチング素子に印加する一方、設定デューティが他の周期のデューティが零未満となる第2所定値未満の場合に、他の周期のデューティによるPWM信号は2相のうち第2相に接続されたスイッチング素子に印加し、設定デューティが第2所定値未満である場合に、他の周期のデューティが、第2相に接続されたスイッチング素子がオンしない不感帯となる値であるときには、他の周期のデューティを不感帯から外れるように所定量で減少補正するとともに、所定の1周期のデューティを所定量で増大補正するFor this reason, in the brushless motor control device and control method according to the present invention, the energization mode in which the switching element applies a pulse voltage corresponding to the PWM signal to the two phases of the three-phase brushless motor is induced in the non-energized phase. assuming that switch based on a pulse induced voltage that, when setting the duty of the PWM signal is less than the first predetermined value, a predetermined one cycle among a plurality successive periods of the PWM signal, a first phase of the two phases As a period for applying the PWM signal to the switching element connected to the first, the duty of one predetermined period is limited to the first predetermined value as the period for detecting the pulse induced voltage, and the predetermined one is limited to the first predetermined value. The average duty obtained by averaging the duty of the cycle and the duty of a cycle other than the predetermined one of the plurality of cycles of the PWM signal is a set duty cycle. As it will be, by adjusting the duty of the other periods, when the second predetermined value or more set duty is the duty of the other period less than the first predetermined value is zero or more, the other cycle by duty While the PWM signal is applied to the switching element connected to the first phase of the two phases, when the set duty is less than a second predetermined value where the duty of the other period is less than zero, the PWM by the duty of the other period The signal is applied to the switching element connected to the second phase of the two phases, and when the set duty is less than the second predetermined value, the duty of the other period is turned on by the switching element connected to the second phase. When the value is a dead zone, the duty of the other period is decreased and corrected by a predetermined amount so as to deviate from the dead band, and the duty of a predetermined period is increased and corrected by a predetermined amount. The

本発明のブラシレスモータの制御装置及び制御方法によれば、設定デューティとスイッチング素子の出力平均デューティとの乖離を低減して、設定デューティに対する出力平均デューティの線形性を向上させているので、回転速度のフィードバック制御における回転速度のハンチングを抑制することができる。   According to the brushless motor control device and control method of the present invention, the deviation between the set duty and the output average duty of the switching element is reduced, and the linearity of the output average duty with respect to the set duty is improved. Rotation speed hunting in the feedback control can be suppressed.

エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the cooling system which cools an engine. ブラシレスモータ及びその制御装置の一例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows an example of a brushless motor and its control apparatus. 制御ユニットの一部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a part of control unit. ブラシレスモータの通電モードの一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the electricity supply mode of a brushless motor. パルス誘起電圧の検出タイミングを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the detection timing of a pulse induced voltage. パルス誘起電圧の別の検出タイミングを示すタイムチャートである。It is a time chart which shows another detection timing of a pulse induced voltage. PWM信号の主周期と調整周期を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the main period and adjustment period of a PWM signal. 電動ウォータポンプの駆動条件成立を判定するフローチャートである。It is a flowchart which determines the drive conditions establishment of an electric water pump. モータ制御処理のうちメインルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a main routine among motor control processes. センサレス制御サブルーチンの前半部を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the first half part of a sensorless control subroutine. センサレス制御サブルーチンの後半部を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the second half part of a sensorless control subroutine. 目標回転速度の演算の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the calculation of target rotational speed. 第1の印加デューティ設定を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the 1st application duty setting. 第2の印加デューティ設定を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the 2nd application duty setting. 第3の印加デューティ設定を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the 3rd applied duty setting. 設定デューティと主周期デューティ及び調整周期デューティとの関係を示す説明図であり、(a)は制御ユニットのPWM信号デューティ、(b)はスイッチング素子の出力デューティ、(c)はスイッチング素子の出力平均デューティである。It is explanatory drawing which shows the relationship between a setting duty, a main period duty, and an adjustment period duty, (a) is a PWM signal duty of a control unit, (b) is an output duty of a switching element, (c) is an output average of a switching element Duty. スイッチング素子のスイッチング特性の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the switching characteristic of a switching element. 非不感帯におけるスイッチング素子の応答性を示す説明図であり、(a)は制御ユニットのPWM信号出力、(b)はゲート電圧波形、(c)はスイッチング素子のスイッチング出力である。It is explanatory drawing which shows the responsiveness of the switching element in a dead zone, (a) is a PWM signal output of a control unit, (b) is a gate voltage waveform, (c) is a switching output of a switching element. 不感帯におけるスイッチング素子の応答性を示す説明図であり、(a)は制御ユニットのPWM信号出力、(b)はゲート電圧波形、(c)はスイッチング素子のスイッチング出力である。It is explanatory drawing which shows the responsiveness of the switching element in a dead zone, (a) is a PWM signal output of a control unit, (b) is a gate voltage waveform, (c) is a switching output of a switching element. 設定デューティと補正後の主周期デューティ及び調整周期デューティとの関係を示す説明図であり、(a)は制御ユニットのPWM信号デューティ、(b)はスイッチング素子の出力デューティ、(c)はスイッチング素子の出力平均デューティである。It is explanatory drawing which shows the relationship between the setting duty, the main period duty after correction | amendment, and adjustment period duty, (a) is the PWM signal duty of a control unit, (b) is the output duty of a switching element, (c) is a switching element Output average duty. 設定デューティと別の補正後の主周期デューティ及び調整周期デューティとの関係を示す説明図であり、(a)は制御ユニットのPWM信号デューティ、(b)はスイッチング素子の出力デューティ、(c)はスイッチング素子の出力平均デューティである。It is explanatory drawing which shows the relationship between the main period duty after correction | amendment other than a setting duty and adjustment period duty, (a) is a PWM signal duty of a control unit, (b) is an output duty of a switching element, (c) is This is the output average duty of the switching element.

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、冷媒を循環させてエンジンを冷却する冷却システムの一例を示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of a cooling system that cools an engine by circulating a refrigerant.

車両に搭載されたエンジン10のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却した冷媒としての冷却水は、第1の冷却水通路12を介して、電動式のラジエータファン14が併設されたラジエータ16に導かれる。ラジエータ16に導かれた冷却水は、フィンが取り付けられたラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。そして、ラジエータ16を通過することで温度が低下した冷却水は、第2の冷却水通路18を介してエンジン10へと戻される。なお、エンジン10を冷却する冷媒として、冷却水以外にLLC(Long Life Coolant)を用いてもよい。   Cooling water as a refrigerant that has cooled the cylinder block, cylinder head, and the like of the engine 10 mounted on the vehicle is guided to the radiator 16 provided with the electric radiator fan 14 via the first cooling water passage 12. . The cooling water guided to the radiator 16 exchanges heat with the outside air when passing through the radiator core to which the fins are attached, and the temperature thereof decreases. Then, the cooling water whose temperature has been lowered by passing through the radiator 16 is returned to the engine 10 via the second cooling water passage 18. In addition to the cooling water, LLC (Long Life Coolant) may be used as the coolant for cooling the engine 10.

また、エンジン10から排出された冷却水がラジエータ16をバイパスするように、第1の冷却水通路12と第2の冷却水通路18とは、バイパス通路20を介して連通接続されている。バイパス通路20の下流端と第2の冷却水通路18との接合箇所には、バイパス通路20の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する電制サーモスタット22が配設されている。電制サーモスタット22は、例えば、駆動回路を介してPWM信号のデューティ(デューティ比)に応じて駆動される内蔵ヒータにより、同じく内蔵されたワックスが熱膨張することを利用して弁を開閉する開閉弁として構成することができる。従って、電制サーモスタット22をデューティにより制御することで、ラジエータ16を通過する冷却水の割合を変化させることができる。   Further, the first cooling water passage 12 and the second cooling water passage 18 are connected via a bypass passage 20 so that the cooling water discharged from the engine 10 bypasses the radiator 16. An electric thermostat 22 that opens and closes the passage area of the bypass passage 20 in multiple stages or continuously from fully open to fully closed is arranged at the junction between the downstream end of the bypass passage 20 and the second coolant passage 18. It is installed. The electric thermostat 22 is an open / close valve that opens and closes a valve by utilizing the thermal expansion of the built-in wax, for example, by a built-in heater driven according to the duty (duty ratio) of the PWM signal via a drive circuit. Can be configured as a valve. Therefore, the ratio of the cooling water passing through the radiator 16 can be changed by controlling the electric control thermostat 22 with the duty.

第2の冷却水通路18の下流端と電制サーモスタット22のとの間には、エンジン10とラジエータ16との間で冷却水を強制的に循環させる、機械式ウォータポンプ24及び電動ウォータポンプ26が夫々配設されている。機械式ウォータポンプ24は、エンジン10の冷却水入口を塞ぐように取り付けられており、例えば、エンジン10のカムシャフトによって駆動される。電動ウォータポンプ26は、アイドルストップ機能によりエンジン10が停止した場合にも冷却性能を発揮あるいは暖房機能を維持できるようにすべく、エンジン10とは異なる駆動源である、後述のブラシレスモータによって駆動され、車両の電力系統は、アイドルストップ中においても、電動ウォータポンプ26を駆動できるように構成されている。   A mechanical water pump 24 and an electric water pump 26 that forcibly circulate cooling water between the engine 10 and the radiator 16 between the downstream end of the second cooling water passage 18 and the electric control thermostat 22. Are arranged respectively. The mechanical water pump 24 is attached so as to close the cooling water inlet of the engine 10 and is driven by, for example, a camshaft of the engine 10. The electric water pump 26 is driven by a brushless motor, which will be described later, which is a driving source different from the engine 10 so that the cooling performance can be exhibited or the heating function can be maintained even when the engine 10 is stopped by the idle stop function. The electric power system of the vehicle is configured to drive the electric water pump 26 even during idle stop.

ラジエータファン14、電制サーモスタット22、及び電動ウォータポンプ26の駆動を制御する制御系として、エンジン10から排出される冷却水の温度(冷却水温度)を検出する冷却水温度検出手段としての水温センサ28、車速を検出する車速センサ30、外気温を検出する温度センサ32、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ34、エンジン負荷を検出する負荷センサ36が取り付けられている。そして、水温センサ28、車速センサ30、温度センサ32、回転速度センサ34及び負荷センサ36の出力信号は、コンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット(以下、「ECU」という)38に入力され、そのROM(Read Only Memory)などに記憶された制御プログラムに従って、ラジエータファン14、電制サーモスタット22及び電動ウォータポンプ26が制御される。   A water temperature sensor as a cooling water temperature detecting means for detecting the temperature of cooling water discharged from the engine 10 (cooling water temperature) as a control system for controlling the driving of the radiator fan 14, the electric thermostat 22, and the electric water pump 26. 28, a vehicle speed sensor 30 for detecting the vehicle speed, a temperature sensor 32 for detecting the outside air temperature, a rotation speed sensor 34 for detecting the engine rotation speed, and a load sensor 36 for detecting the engine load are attached. The output signals of the water temperature sensor 28, the vehicle speed sensor 30, the temperature sensor 32, the rotational speed sensor 34, and the load sensor 36 are input to an engine control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 38 having a built-in computer, and the ROM ( The radiator fan 14, the electric thermostat 22 and the electric water pump 26 are controlled in accordance with a control program stored in a read-only memory or the like.

ECU38は、電動ウォータポンプ26を駆動させるための駆動条件が成立しているか否かを、少なくともエンジン10の運転中、繰り返し判定する。ECU38は、この駆動条件が成立していると判定した場合には、電動ウォータポンプ26に対して駆動指令信号を出力する一方、駆動条件が成立していないと判定した場合には、電動ウォータポンプ26の駆動を停止あるいは禁止する停止指令信号を出力する。   The ECU 38 repeatedly determines whether or not a driving condition for driving the electric water pump 26 is satisfied, at least during the operation of the engine 10. When the ECU 38 determines that this drive condition is satisfied, it outputs a drive command signal to the electric water pump 26, while when it determines that the drive condition is not satisfied, the electric water pump A stop command signal for stopping or prohibiting the drive 26 is output.

以上のようなエンジン10の冷却システムにおいて、エンジン10の始動時に、エンジン10及びその近傍における冷却水温度だけが上昇するホットスポットの発生を抑制してエンジン10の燃費を向上させるために、電動ウォータポンプ26により、エンジン10のフリクションに影響を与えない程度の比較的低い流量で冷却水を循環させる必要性が生じている。このため、電動ウォータポンプ26を駆動するブラシレスモータには、制御可能な回転速度範囲を低回転速度側へ拡大することが求められている。   In the cooling system of the engine 10 as described above, when the engine 10 is started, in order to improve the fuel consumption of the engine 10 by suppressing the generation of hot spots in which only the coolant temperature in the engine 10 and its vicinity increases, The pump 26 causes the need to circulate the cooling water at a relatively low flow rate that does not affect the friction of the engine 10. For this reason, the brushless motor that drives the electric water pump 26 is required to expand the controllable rotational speed range to the low rotational speed side.

なお、本実施形態では、ブラシレスモータ100は、エンジン10を冷却する冷却システムに組み込まれた電動ウォータポンプ26を駆動しているが、この他、自動変速機用の油圧ポンプシステムに組み込まれた電動オイルポンプを駆動するものであってもよく、ブラシレスモータ100が駆動する対象機器を電動ウォータポンプ26に限定するものではない。   In this embodiment, the brushless motor 100 drives an electric water pump 26 incorporated in a cooling system that cools the engine 10, but in addition, an electric motor incorporated in a hydraulic pump system for an automatic transmission. The oil pump may be driven, and the target device driven by the brushless motor 100 is not limited to the electric water pump 26.

図2は、電動ウォータポンプ26を駆動するブラシレスモータ100、及びその制御装置の一例を示す。
ブラシレスモータ100は、3相DC(Direct Current)ブラシレスモータ(3相同期電動機)であり、スター結線したU相,V相及びW相の3相巻線110u,110v,110wを、図示省略した円筒状のステータ(固定子)に備え、該ステータの中央部に形成した空間にロータ(永久磁石回転子)120を回転可能に備えている。
FIG. 2 shows an example of the brushless motor 100 that drives the electric water pump 26 and its control device.
The brushless motor 100 is a three-phase DC (Direct Current) brushless motor (three-phase synchronous motor), and is a cylinder in which U-phase, V-phase, and W-phase three-phase windings 110u, 110v, and 110w that are star-connected are not shown. A rotor (permanent magnet rotor) 120 is rotatably provided in a space formed in the center of the stator.

ブラシレスモータ100の制御装置(以下、「モータ制御装置」という)200は、駆動回路210と、マイクロコンピュータを備えた制御ユニット220と、を備え、制御ユニット220は、ECU38との間で通信を行う。モータ制御装置200は、ブラシレスモータ100の近傍に配置されるものに限られず、例えば、モータ制御装置200のうち少なくとも制御ユニット220が、ECU38あるいは他のコントロールユニットと一体的に形成されてもよい。   A control device (hereinafter referred to as “motor control device”) 200 of the brushless motor 100 includes a drive circuit 210 and a control unit 220 including a microcomputer, and the control unit 220 communicates with the ECU 38. . The motor control device 200 is not limited to the one disposed in the vicinity of the brushless motor 100. For example, at least the control unit 220 of the motor control device 200 may be formed integrally with the ECU 38 or another control unit.

駆動回路210は、逆並列のダイオード212a〜212fを含んでなるスイッチング素子214a〜214fを3相ブリッジ接続した回路と、電源回路230とを有しており、スイッチング素子214a〜214fは、例えば、FETやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)など、電力制御の用途に用いられる半導体素子で構成されている。スイッチング素子214a〜214fの制御端子(ゲート端子)は制御ユニット220に接続され、制御ユニット220は、スイッチング素子214a〜214fのオン・オフをパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)によって制御することで、ブラシレスモータ100に印加する電圧を制御している。   The drive circuit 210 includes a circuit in which switching elements 214a to 214f including antiparallel diodes 212a to 212f are connected in a three-phase bridge, and a power supply circuit 230. The switching elements 214a to 214f are, for example, FETs And an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), etc., which are composed of semiconductor elements used for power control. The control terminals (gate terminals) of the switching elements 214a to 214f are connected to the control unit 220, and the control unit 220 controls on / off of the switching elements 214a to 214f by pulse width modulation (PWM). The voltage applied to the brushless motor 100 is controlled.

PWM制御においては、三角波で設定されるキャリア信号の値(電圧レベル)と、印加電圧の指令値に基づいて設定される指示信号の値(電圧レベル)と、を比較してPWM信号を生成することで、各スイッチング素子214a〜214fをオン・オフさせるタイミングを検出している。   In PWM control, a PWM signal is generated by comparing a value (voltage level) of a carrier signal set by a triangular wave with a value (voltage level) of an instruction signal set based on a command value of an applied voltage. Thus, the timing for turning on / off each of the switching elements 214a to 214f is detected.

制御ユニット220によるブラシレスモータ100の駆動制御は、ロータ120の位置情報を検出するセンサを用いないセンサレスで行われ、更に、制御ユニット220は、センサレス駆動方式をモータ回転速度に応じて正弦波駆動方式と矩形波駆動方式とに切り替える。   The drive control of the brushless motor 100 by the control unit 220 is performed without a sensor that does not use a sensor that detects the position information of the rotor 120. Further, the control unit 220 uses a sine wave drive method according to the motor rotation speed. And switching to the rectangular wave drive system.

正弦波駆動方式は、各相に正弦波電圧を加えてブラシレスモータ100を駆動する方式である。この正弦波駆動方式では、ロータ120が回転することによって発生する誘起電圧(速度起電圧)からロータ120の位置情報を得る一方、速度起電圧による回転子位置の検出周期の間で、モータ回転速度に基づきロータ120の位置を推定し、推定したロータ120の位置とPWMデューティとから3相出力設定値を算出し、相間電圧の差で電流の向きと強さとを制御して3相交流電流を各相に流す。   The sine wave driving method is a method of driving the brushless motor 100 by applying a sine wave voltage to each phase. In this sine wave driving method, the position information of the rotor 120 is obtained from the induced voltage (speed electromotive voltage) generated by the rotation of the rotor 120, while the motor rotation speed is detected during the rotor position detection cycle based on the speed electromotive voltage. Is used to estimate the position of the rotor 120, calculate a three-phase output set value from the estimated position of the rotor 120 and the PWM duty, and control the direction and strength of the current by the difference in interphase voltage to generate a three-phase alternating current. Flow in each phase.

また、矩形波駆動方式は、3相のうちでパルス電圧を印加する2相の選択パターン(通電モード)を所定のロータ120の位置毎に順次切り替えることでブラシレスモータ100を駆動する方式である。   The rectangular wave driving method is a method of driving the brushless motor 100 by sequentially switching a selection pattern (energization mode) of two phases to which a pulse voltage is applied among the three phases for each position of a predetermined rotor 120.

この矩形波駆動方式では、通電相に対するパルス状の電圧印加によって非通電相に誘起される電圧(変圧器起電圧、パルス誘起電圧)からロータ120の位置情報を得て、通電モードの切り替えタイミングである角度位置を検出する。   In this rectangular wave driving method, the position information of the rotor 120 is obtained from the voltage (transformer induced voltage, pulse induced voltage) induced in the non-energized phase by applying a pulsed voltage to the energized phase, and at the switching timing of the energized mode. A certain angular position is detected.

ここで、正弦波駆動方式において位置検出のために検出する速度起電圧は、モータ回転速度の低下に伴って出力レベルが低下するため、低回転速度域では位置検出の精度が低下する。一方、矩形波駆動方式において位置検出のために検出するパルス誘起電圧は、モータ停止状態を含む低回転速度域においても検出可能であり、低回転速度域でも位置検出の精度を維持できる。   Here, since the output level of the speed electromotive voltage detected for position detection in the sine wave driving method decreases as the motor rotation speed decreases, the position detection accuracy decreases in the low rotation speed range. On the other hand, the pulse induced voltage detected for position detection in the rectangular wave driving method can be detected even in a low rotational speed range including the motor stop state, and the position detection accuracy can be maintained even in the low rotational speed range.

そこで、制御ユニット220は、正弦波駆動方式で位置情報を十分な精度で検出できる高回転速度域、つまり、設定回転速度よりもモータ回転速度が高い領域では、正弦波駆動方式でブラシレスモータ100を制御する、いわゆる高速センサレス制御を行う。   Therefore, the control unit 220 controls the brushless motor 100 by the sine wave drive method in a high rotation speed region where the position information can be detected with sufficient accuracy by the sine wave drive method, that is, in a region where the motor rotation speed is higher than the set rotation speed. The so-called high speed sensorless control is performed.

また、制御ユニット220は、正弦波駆動方式では十分な精度で位置情報を検出できない低回転速度域では、矩形波駆動方式でブラシレスモータ100を制御する、いわゆる、低速センサレス制御を行う。なお、正弦波駆動方式では十分な精度で位置情報を検出できない低回転速度域には、設定回転速度よりも低いモータ回転速度域、及び、モータ起動時が含まれる。   In addition, the control unit 220 performs so-called low-speed sensorless control in which the brushless motor 100 is controlled by the rectangular wave driving method in a low rotation speed range where position information cannot be detected with sufficient accuracy by the sine wave driving method. Note that the low rotational speed range in which position information cannot be detected with sufficient accuracy by the sine wave driving method includes a motor rotational speed range lower than the set rotational speed and a time when the motor is activated.

更に、制御ユニット220は、ブラシレスモータ100のPWM制御において、例えば、モータ回転速度と目標回転速度との偏差に応じてPWM制御のデューティ比を決定して、モータ回転速度を目標回転速度に近づける。   Further, in the PWM control of the brushless motor 100, the control unit 220 determines the duty ratio of the PWM control according to the deviation between the motor rotation speed and the target rotation speed, for example, and brings the motor rotation speed close to the target rotation speed.

図3は、制御ユニット220のうち、低速センサレス制御に関する部分を例示する機能ブロック図である。
制御ユニット220は、印加電圧演算部302、PWM発生部304、ゲート信号切替部306、通電モード決定部308、比較部310、電圧閾値切替部312、電圧閾値学習部314、非通電相電圧選択部316、主周期デューティ設定部318、調整周期デューティ設定部320、デューティ補正部322を備えている。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a part related to the low speed sensorless control in the control unit 220.
The control unit 220 includes an applied voltage calculation unit 302, a PWM generation unit 304, a gate signal switching unit 306, an energization mode determination unit 308, a comparison unit 310, a voltage threshold switching unit 312, a voltage threshold learning unit 314, and a non-energized phase voltage selection unit. 316, a main cycle duty setting unit 318, an adjustment cycle duty setting unit 320, and a duty correction unit 322.

印加電圧演算部302は、ブラシレスモータ100の目標回転速度とブラシレスモータ100の実際の回転速度である実回転速度とを演算し、演算された目標回転速度と実回転速度とに基づいて、印加電圧の指令値を演算する。   The applied voltage calculation unit 302 calculates the target rotation speed of the brushless motor 100 and the actual rotation speed that is the actual rotation speed of the brushless motor 100, and applies the applied voltage based on the calculated target rotation speed and the actual rotation speed. The command value of is calculated.

PWM発生部304は、印加電圧演算部302で演算された印加電圧の指令値に基づき、パルス幅変調されたPWM信号を生成する。   The PWM generator 304 generates a PWM signal that has been subjected to pulse width modulation based on the command value of the applied voltage calculated by the applied voltage calculator 302.

通電モード決定部308は、駆動回路210の通電モードを決定するモード指令信号を出力するデバイスであり、比較部310が出力するモード切替トリガ信号をトリガとして通電モードを6通りに切り替える。
通電モードとは、ブラシレスモータ100のU相、V相、W相の3相のうちでパルス電圧を印加する2相の選択パターンを示し、U相からV相に向けて電流を流す第1通電モードM1、U相からW相に向けて電流を流す第2通電モードM2、V相からW相に向けて電流を流す第3通電モードM3、V相からU相に向けて電流を流す第4通電モードM4、W相からU相に向けて電流を流す第5通電モードM5、W相からV相に向けて電流を流す第6通電モードM6の6種類の通電モードからなる。
そして、通電モード決定部308は、比較部310が出力するモード切替トリガ信号に応じて、第1通電モードM1〜第6通電モードM6のいずれか1つを指令するモード指令信号を出力する。
The energization mode determination unit 308 is a device that outputs a mode command signal for determining the energization mode of the drive circuit 210, and switches the energization mode in six ways using the mode switching trigger signal output from the comparison unit 310 as a trigger.
The energization mode refers to a two-phase selection pattern in which a pulse voltage is applied among the three phases of the U, V, and W phases of the brushless motor 100, and the first energization that allows current to flow from the U phase toward the V phase. Mode M1, a second energization mode M2 for flowing current from the U phase to the W phase, a third energization mode M3 for flowing current from the V phase to the W phase, and a fourth for flowing current from the V phase to the U phase There are six energization modes: energization mode M4, fifth energization mode M5 in which current flows from the W phase toward the U phase, and sixth energization mode M6 in which current flows from the W phase toward the V phase.
Then, the energization mode determination unit 308 outputs a mode command signal for instructing any one of the first energization mode M1 to the sixth energization mode M6 in accordance with the mode switching trigger signal output from the comparison unit 310.

ゲート信号切替部306は、駆動回路210の各スイッチング素子214a〜214fがどのような動作でスイッチングするかを、通電モード決定部308の出力であるモード指令信号、及び、PWM発生部304で生成されたPWM信号に基づいて決定し、該決定に従い6つのゲートパルス信号をモータ駆動回路210に出力する。   The gate signal switching unit 306 is generated by the mode command signal that is the output of the energization mode determination unit 308 and the PWM generation unit 304 to determine how the switching elements 214a to 214f of the drive circuit 210 are switched. Based on the determined PWM signal, six gate pulse signals are output to the motor drive circuit 210 according to the determination.

電圧閾値切替部312は、通電モードの切り替えタイミングの検出に用いる電圧閾値を、通電モードに応じて順次切り替えて出力し、閾値の切り替えタイミングは、通電モード決定部308の出力であるモード指令信号に基づき決定される。   The voltage threshold switching unit 312 sequentially switches and outputs the voltage threshold used for detecting the switching timing of the energization mode according to the energization mode, and the threshold switching timing is based on the mode command signal output from the energization mode determination unit 308. To be determined.

非通電相電圧選択部316は、モード指令信号に従い、ブラシレスモータ100の3相端子電圧Vu,Vv,Vwの中から非通電相の電圧の検出値を選択し、比較部310及び電圧閾値学習部314に出力する。
なお、非通電相の端子電圧は、厳密にはグランドGND−端子間の電圧であるが、本実施形態では、中性点の電圧を検出し、この中性点の電圧とグランドGND−端子間電圧との差を求めて端子電圧Vu,Vv,Vwとする。
The non-conduction phase voltage selection unit 316 selects a detection value of the non-conduction phase voltage from the three-phase terminal voltages Vu, Vv, Vw of the brushless motor 100 according to the mode command signal, and compares the comparison unit 310 and the voltage threshold learning unit. To 314.
Although the terminal voltage of the non-conduction phase is strictly a voltage between the ground GND and the terminal, in the present embodiment, the neutral point voltage is detected, and the voltage between the neutral point and the ground GND and the terminal is detected. The terminal voltage Vu, Vv, Vw is obtained by obtaining the difference from the voltage.

比較部310は、電圧閾値切替部312が出力する閾値と、非通電相電圧選択部316が出力する非通電相の電圧検出値(パルス誘起電圧の検出値)とを比較することで、通電モードの切り替えタイミング、換言すれば、通電モードを切り替える回転子位置(磁極位置)になったか否かを検出し、切り替えタイミングを検出したときに通電モード決定部308に向けてモード切替トリガを出力する。   The comparison unit 310 compares the threshold value output by the voltage threshold value switching unit 312 with the voltage detection value (detection value of the pulse induced voltage) of the non-conduction phase voltage output by the non-conduction phase voltage selection unit 316, thereby In other words, it is detected whether or not the rotor position (magnetic pole position) for switching the energization mode is reached, and a mode switching trigger is output to the energization mode determination unit 308 when the switching timing is detected.

また、電圧閾値学習部314は、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる閾値を更新して記憶するデバイスである。
非通電相(開放相)のパルス誘起電圧は、ブラシレスモータ100の製造ばらつき、電圧検出回路の検出ばらつきなどによって変動するため、閾値として固定値を用いると通電モードの切り替えタイミングを誤って判定する可能性がある。
そこで、電圧閾値学習部314は、通電モードの切り替えを行う所定磁極位置でのパルス誘起電圧を検出し、当該検出結果に基づいて電圧閾値切替部312が記憶する閾値を修正する閾値の学習処理を実施する。
The voltage threshold learning unit 314 is a device that updates and stores a threshold used for determination of the switching timing of the energization mode.
Since the pulse-induced voltage of the non-energized phase (open phase) varies depending on manufacturing variations of the brushless motor 100, detection variations of the voltage detection circuit, etc., it is possible to erroneously determine the switching timing of the energized mode if a fixed value is used as the threshold value. There is sex.
Therefore, the voltage threshold learning unit 314 detects a pulse induced voltage at a predetermined magnetic pole position where the energization mode is switched, and performs threshold learning processing for correcting the threshold stored in the voltage threshold switching unit 312 based on the detection result. carry out.

通電モードは、前述のように6通りの通電モードM1〜M6からなり、矩形波駆動方式では、これらの通電モードM1〜M6を電気角60deg間隔で設定される切り替え角度位置で順次切り替え、3相のうちパルス電圧(パルス状の電圧)を印加する2相を順次切り替えることでブラシレスモータ100を駆動する。   The energization mode is composed of the six energization modes M1 to M6 as described above. In the rectangular wave driving method, these energization modes M1 to M6 are sequentially switched at the switching angle position set at an electrical angle interval of 60 deg. The brushless motor 100 is driven by sequentially switching the two phases to which the pulse voltage (pulse voltage) is applied.

制御ユニット220は、図4に示すように、U相のコイルの角度位置を回転子(磁極)の基準位置(角度=0deg)としたときに、回転子の角度位置(磁極位置)が30degであるときに第3通電モードM3から第4通電モードM4への切り替えを行い、回転子角度位置が90degであるときに第4通電モードM4から第5通電モードM5への切り替えを行い、回転子角度位置が150degであるときに第5通電モードM5から第6通電モードM6への切り替えを行い、回転子角度位置が210degであるときに第6通電モードM6から第1通電モードM1への切り替えを行い、回転子角度位置が270degであるときに第1通電モードM1から第2通電モードM2への切り替えを行い、回転子角度位置が330degであるときに第2通電モードM2から第3通電モードM3への切り替えを行う。   As shown in FIG. 4, when the angular position of the U-phase coil is set to the reference position (angle = 0 deg) of the rotor (magnetic pole), the control unit 220 has an angular position (magnetic pole position) of 30 deg. At a certain time, switching from the third energization mode M3 to the fourth energization mode M4 is performed, and when the rotor angular position is 90 deg, switching from the fourth energization mode M4 to the fifth energization mode M5 is performed. When the position is 150 deg, the fifth energization mode M5 is switched to the sixth energization mode M6, and when the rotor angular position is 210 deg, the sixth energization mode M6 is switched to the first energization mode M1. When the rotor angular position is 270 deg, the first energization mode M1 is switched to the second energization mode M2, and when the rotor angular position is 330 deg, the second energization mode M2 is switched to the second energization mode M2. To switch to the conduction mode M3.

制御ユニット220の電圧閾値切替部312は、通電モードの切り替えを行う回転子の角度位置での非通電相の電圧(パルス誘起電圧)を閾値として更新可能に記憶していて、そのときの通電モードに応じた閾値を出力する。   The voltage threshold value switching unit 312 of the control unit 220 stores the non-energized phase voltage (pulse induced voltage) at the angular position of the rotor that switches the energization mode as a threshold value, and can be updated, and the energization mode at that time A threshold value corresponding to is output.

比較部310は、非通電相の電圧が閾値に達したときに次の通電モードへの切り替えを実施する角度を検出したことを示す信号を出力し、係る信号に基づき通電モード決定部308は通電モードの切り替えを実行する。   The comparison unit 310 outputs a signal indicating that the angle for performing switching to the next energization mode is detected when the voltage of the non-energization phase reaches the threshold value, and the energization mode determination unit 308 is energized based on the signal. Perform mode switching.

ここで、PWM発生部304で生成されたPWM信号は、そのデューティが下限デューティ(第1所定値)未満である場合には、次の理由により、主周期デューティ設定部318、調整周期デューティ設定部320、及びデューティ補正部322を経てから、ゲート信号切替部306へ出力される。   Here, when the duty of the PWM signal generated by the PWM generator 304 is less than the lower limit duty (first predetermined value), the main cycle duty setting unit 318, the adjustment cycle duty setting unit are as follows. 320 and the duty correction unit 322, and then output to the gate signal switching unit 306.

非通電相のパルス誘起電圧は、PWM信号がオンとなってパルス電圧を2相に印加している間において検出するが、図5及び図6に示すように、パルス電圧の印加を開始した直後にはパルス誘起電圧が振れるリンギングが発生するため、ブラシレスモータ100を低速で回転させるためにPWM信号のデューティを小さくしてオン期間を短くしていくと(パルス電圧の印加時間を短くしていくと)、リンギング期間内でパルス誘起電圧をサンプリングしてしまい、これによってパルス誘起電圧を誤検出し、通電モードの切り替えタイミングを誤判定してしまう可能性があった。   The pulse-induced voltage in the non-energized phase is detected while the PWM signal is on and the pulse voltage is applied to the two phases, but as shown in FIGS. 5 and 6, immediately after the application of the pulse voltage is started. Since ringing in which the pulse induced voltage fluctuates occurs, the duty of the PWM signal is reduced to shorten the ON period in order to rotate the brushless motor 100 at a low speed (the pulse voltage application time is shortened). In other words, the pulse induced voltage is sampled within the ringing period, which may erroneously detect the pulse induced voltage and erroneously determine the switching timing of the energization mode.

そこで、主周期デューティ設定部318は、図7に示すように、PWM発生部304で生成されたPWM信号の連続する複数周期(例えば、N周期:Nは2以上の整数)のうちの所定の1周期である主周期において非通電相のパルス誘起電圧を検出すべく、主周期におけるPWM信号のデューティである主周期デューティDを、パルス誘起電圧がリンギング期間内でサンプリングされないように下限デューティDmin(第1所定値)に制限する制限手段をなす。これにより、パルス誘起電圧の検出精度を向上させて、通電モードの切り替えタイミングの判定を安定して行うようにし、ブラシレスモータ100の脱調の発生を抑制している。 Therefore, as shown in FIG. 7, the main cycle duty setting unit 318 is a predetermined one of a plurality of consecutive cycles (for example, N cycle: N is an integer of 2 or more) of the PWM signal generated by the PWM generation unit 304. to detect a pulse induced voltage in the non-energized phase in the main cycle is one cycle, a main cycle duty D 1 is the duty of the PWM signal in the main cycle, the lower limit as the pulse induced voltage is not sampled in the ringing period duty Dmin Limiting means for limiting to (first predetermined value) is provided. As a result, the detection accuracy of the pulse induced voltage is improved, the determination of the switching timing of the energization mode is performed stably, and the occurrence of step-out of the brushless motor 100 is suppressed.

また、調整周期デューティ設定部320は、図7に示すように、PWM発生部304で生成されたPWM信号の連続するN周期のうちの主周期以外の他の周期である調整周期におけるPWM信号のデューティ、すなわち、調整周期デューティD〜Dを、主周期デューティ設定部318で設定された主周期デューティD(=Dmin)よりも小さく設定し、主周期デューティDと調整周期デューティD〜Dとを平均化した平均デューティDav{=(D+D+・・・・+D)/N}が、回転速度に応じて設定されるデューティである設定デューティDtとなるように調整する調整手段をなす。これにより、主周期デューティDを下限デューティDmin以下にできない代わりに、PWM信号のN周期のうち主周期以外の他の周期である調整周期でデューティを小さくして、PWM信号のN周期で実質的に設定デューティDtを印加するようにし、電動ウォータポンプ26の作動領域を低回転速度側に拡大させている。 Further, as shown in FIG. 7, the adjustment cycle duty setting unit 320 is configured to adjust the PWM signal in the adjustment cycle, which is a cycle other than the main cycle among the N cycles of the continuous PWM signal generated by the PWM generation unit 304. The duty, that is, the adjustment cycle duty D 2 to DN is set smaller than the main cycle duty D 1 (= Dmin) set by the main cycle duty setting unit 318, and the main cycle duty D 1 and the adjustment cycle duty D 2 are set. average duty Dav to a to D N and averaged {= (D 1 + D 2 + ···· + D N) / N} is adjusted so that the set duty Dt is the duty which is set according to the rotational speed To make adjustments. Thus, the main period duty D 1 instead of being unable to below the lower limit duty Dmin, to reduce the duty adjustment cycle is another cycle other than within the main period of the N periods of the PWM signal, substantially in N periods of the PWM signal Thus, the set duty Dt is applied to increase the operating range of the electric water pump 26 toward the low rotation speed side.

さらに、デューティ補正部322は、後述するように、主周期デューティ設定部318で設定された主周期デューティD、及び調整周期デューティ設定部320で設定された調整周期デューティD〜Dを、PWM信号のデューティに対するスイッチング素子214a〜214fの応答性に応じて補正する補正手段をなす。 Further, as will be described later, the duty correction unit 322 uses the main cycle duty D 1 set by the main cycle duty setting unit 318 and the adjustment cycle duties D 2 to D N set by the adjustment cycle duty setting unit 320, Correction means for correcting according to the responsiveness of the switching elements 214a to 214f with respect to the duty of the PWM signal is made.

主周期及び調整周期の周期数を特定するNの値は、ブラシレスモータ100の実回転速度、目標回転速度、PWM信号の設定デューティDt、PWMキャリア周波数などの種々のパラメータに基づいて変更可能であるが、以下の実施形態では、便宜上、N=2と設定して、制御ユニット220が、主周期デューティDによりパルス誘起電圧の検出精度を担保し、主周期デューティDと調整周期デューティDとで設定デューティDtを実質的に印加するものとして説明する。 The value of N that specifies the number of periods of the main period and the adjustment period can be changed based on various parameters such as the actual rotational speed of the brushless motor 100, the target rotational speed, the PWM signal setting duty Dt, and the PWM carrier frequency. but, in the following embodiments, for convenience, N = 2 by setting the control unit 220, to secure the detection accuracy of the pulse induced voltage by the main period duty D 1, the main period duty D 1 and the adjustment period duty D 2 The following description assumes that the set duty Dt is substantially applied.

図8は、イグニッションキーがオンとなったことを契機として、ECU38において繰り返し行われる、ブラシレスモータ100(電動ウォータポンプ26)の駆動条件に関する処理の内容を示している。   FIG. 8 shows the contents of the process relating to the driving condition of the brushless motor 100 (electric water pump 26), which is repeatedly performed in the ECU 38 when the ignition key is turned on.

ステップ1001(図では「S1001」と略記する。以下同様)では、電動ウォータポンプ(電動WP)26、すなわち、ブラシレスモータ100の駆動条件が成立しているか否かを判断する。
例えば、ブラシレスモータ100の電源電圧が所定電圧を超えている、各種の診断処理でブラシレスモータ100や駆動回路210について異常が検出されていない、ブラシレスモータ100の電源リレーがオンになっている、電動ウォータポンプ26の駆動要求がある、エンジン10の水温又は油温が所定温度以上であるなどを、ブラシレスモータ100の駆動条件に含めることができる。
In step 1001 (abbreviated as “S1001” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the drive condition of the electric water pump (electric WP) 26, that is, the brushless motor 100 is satisfied.
For example, the power supply voltage of the brushless motor 100 exceeds a predetermined voltage, no abnormality is detected in the brushless motor 100 or the drive circuit 210 in various diagnostic processes, the power supply relay of the brushless motor 100 is turned on, The driving conditions for the brushless motor 100 may include a request for driving the water pump 26 and the water temperature or oil temperature of the engine 10 being equal to or higher than a predetermined temperature.

なお、図1に示した冷却システムの場合、電動ウォータポンプ26の駆動条件の成立/非成立は、ECU38から各種の情報を取得したモータ制御装置200(制御ユニット220)が判断する構成とすることができる。   In the case of the cooling system shown in FIG. 1, the establishment / non-establishment of the drive condition of the electric water pump 26 is determined by the motor control device 200 (control unit 220) that has acquired various types of information from the ECU 38. Can do.

ブラシレスモータ100の駆動条件が成立していると判定された場合には、ステップ1002に進み、駆動フラグFを、駆動条件が成立していることを意味する値(例えば1)に設定して、RAM(Random Access Memory)などの書き込み可能な記憶装置に記憶する(Yes)。一方、ブラシレスモータ100の駆動条件が成立していないと判定された場合には、ステップ1003に進み、駆動フラグFを、駆動条件が成立していないことを意味する値(例えば0)に設定してRAMなどに記憶する(No)。   If it is determined that the drive condition of the brushless motor 100 is satisfied, the process proceeds to step 1002, and the drive flag F is set to a value (for example, 1) indicating that the drive condition is satisfied, The data is stored in a writable storage device such as a RAM (Random Access Memory) (Yes). On the other hand, if it is determined that the driving condition of the brushless motor 100 is not satisfied, the process proceeds to step 1003 and the driving flag F is set to a value (for example, 0) that means that the driving condition is not satisfied. Is stored in RAM (No).

次に、図9は、イグニッションキーがオンとなったことを契機として、制御ユニット220により繰り返し行われる、ブラシレスモータ100(電動オイルポンプ26)の制御のメインルーチンを示す。
ステップ2001では、駆動フラグFが0から1に変化したか否か、すなわち、ブラシレスモータ100の駆動条件が非成立状態から成立状態へ変化したか否かを判定する。駆動フラグFが0から1に変化したと判定された場合には、ステップ2003へ進み(Yes)、駆動フラグFが0若しくは1のまま、または駆動フラグFが1から0に変化した場合には、ステップ2002へ進む(No)。
Next, FIG. 9 shows a main routine for controlling the brushless motor 100 (electric oil pump 26) repeatedly performed by the control unit 220 when the ignition key is turned on.
In step 2001, it is determined whether or not the driving flag F has changed from 0 to 1, that is, whether or not the driving condition of the brushless motor 100 has changed from the non-established state to the established state. If it is determined that the drive flag F has changed from 0 to 1, the process proceeds to step 2003 (Yes). If the drive flag F remains 0 or 1, or if the drive flag F has changed from 1 to 0, The process proceeds to step 2002 (No).

ステップ2002では、後述するブラシレスモータ100のセンサレス制御を行う必要があるか否かを判断すべく、駆動フラグFが0であるか否かを判定する。駆動フラグFが0である場合には、ブラシレスモータ100の駆動条件が成立していないので、ブラシレスモータ100のセンサレス制御を省略すべく、本制御処理を終了する(Yes)。一方、駆動フラグFが1である場合には、ブラシレスモータ100の駆動条件が成立しているので、センサレス制御を実行すべく、ステップ2005へ進む(No)。   In step 2002, it is determined whether or not the drive flag F is 0 in order to determine whether or not it is necessary to perform sensorless control of the brushless motor 100 described later. When the drive flag F is 0, the drive condition of the brushless motor 100 is not satisfied, and thus this control process is terminated to omit the sensorless control of the brushless motor 100 (Yes). On the other hand, when the drive flag F is 1, since the drive condition of the brushless motor 100 is satisfied, the process proceeds to step 2005 to execute the sensorless control (No).

制御ユニット220は、ステップ2001で駆動条件が非成立状態から成立状態へ変化したと判定された場合、ステップ2003において、ブラシレスモータ100の初期位置(駆動開始時点での磁極位置)の推定処理を実施する条件が成立しているか否かを判断する。   When it is determined in step 2001 that the drive condition has changed from the non-established state to the established state, the control unit 220 performs an estimation process of the initial position (magnetic pole position at the start of driving) of the brushless motor 100 in step 2003. It is determined whether or not a condition to perform is satisfied.

例えば、ブラシレスモータ100が慣性回転している途中で駆動指令が生じた場合、推定処理の開始から完了までの間に初期位置の推定に影響を与えるほどにブラシレスモータ100が回転してしまうことがないように、推定処理は、ブラシレスモータ100の回転速度が所定速度以下であること、換言すれば、ロータ120が回転することによって発生する誘起電圧(速度起電圧)が所定電圧以下であることを条件とする。   For example, when a drive command is generated during the inertial rotation of the brushless motor 100, the brushless motor 100 may rotate so as to affect the estimation of the initial position between the start and completion of the estimation process. Therefore, the estimation process indicates that the rotational speed of the brushless motor 100 is equal to or lower than a predetermined speed, in other words, the induced voltage (speed electromotive voltage) generated by the rotation of the rotor 120 is equal to or lower than the predetermined voltage. Condition.

つまり、上記の初期位置推定処理における所定速度は、初期位置の推定誤差を許容範囲内とすることができるモータ回転速度の上限値であり、前記所定電圧は、上限回転速度のときに発生する誘起電圧(速度起電圧)である。
ここで、所定速度は、所定速度≧0rpmとすることができ、モータ停止状態若しくは推定処理に要する時間での磁極位置の変化が十分に小さい低速回転状態で、初期位置の推定処理を実施する。
In other words, the predetermined speed in the initial position estimation process is an upper limit value of the motor rotation speed that can make the estimation error of the initial position within an allowable range, and the predetermined voltage is an induction generated at the upper limit rotation speed. Voltage (speed electromotive force).
Here, the predetermined speed can be a predetermined speed ≧ 0 rpm, and the initial position estimation process is performed in a motor stopped state or in a low-speed rotation state in which the change of the magnetic pole position in the time required for the estimation process is sufficiently small.

制御ユニット220は、ステップ2003において初期位置の推定処理を実施する条件が成立していないと判断した場合、つまり、モータ回転速度が所定速度を超えている場合にはステップ2003の処理を繰り返し、実施条件が成立していると判断すると(モータ回転速度≦所定速度が成立すると)ステップ2004へ進む。
なお、制御ユニット220は、ステップ2003において初期位置の推定処理を実施する条件が成立していないと判断した場合、初期位置の推定が不能であると判断し、ブラシレスモータ100を所定位置まで回転させて固定する位置決め処理を実施することができる。
If the control unit 220 determines in step 2003 that the conditions for executing the initial position estimation process are not satisfied, that is, if the motor rotation speed exceeds the predetermined speed, the control unit 220 repeats the process in step 2003 and executes it. If it is determined that the condition is satisfied (motor rotational speed ≦ predetermined speed is satisfied), the routine proceeds to step 2004.
If the control unit 220 determines in step 2003 that the conditions for performing the initial position estimation process are not satisfied, the control unit 220 determines that the initial position cannot be estimated, and rotates the brushless motor 100 to a predetermined position. Positioning processing can be performed.

ステップ2004で、制御ユニット220は、ブラシレスモータ100の初期位置を推定する処理を実施し、当該推定処理で推定した初期位置に応じて駆動を開始するときの通電モードを決定し、当該決定に基づいてブラシレスモータ100の駆動を開始する。   In step 2004, the control unit 220 performs a process of estimating the initial position of the brushless motor 100, determines an energization mode for starting driving according to the initial position estimated in the estimation process, and based on the determination. Then, driving of the brushless motor 100 is started.

初期位置推定処理の概略を説明すると、ブラシレスモータ100を回転させないようにして各通電モードでの通電を順次行い、各通電モードで非通電相(開放相)に誘起されるパルス誘起電圧を取得する。
そして、所定の組み合わせで通電モード間でのパルス誘起電圧の差を求め、当該差のレベルを相互に比較することで、ブラシレスモータ100の初期位置を検出する。ブラシレスモータ100の初期位置(停止位置)が検出されれば、その初期位置から駆動を開始するのに最適な通電モードが決まることになる。
The outline of the initial position estimation process will be described. Energization is sequentially performed in each energization mode without rotating the brushless motor 100, and a pulse induced voltage induced in a non-energized phase (open phase) is acquired in each energization mode. .
Then, the initial position of the brushless motor 100 is detected by obtaining a difference in pulse induced voltage between the energization modes in a predetermined combination and comparing the level of the difference with each other. When the initial position (stop position) of the brushless motor 100 is detected, an optimum energization mode for starting driving from the initial position is determined.

ブラシレスモータ100が回転を開始すると、制御ユニット220は、ステップ2005へ進み、前述したセンサレス制御、つまり、低速域では矩形波駆動方式、高速域では正弦波駆動方式でブラシレスモータ100を駆動する。   When the brushless motor 100 starts rotating, the control unit 220 proceeds to step 2005, and drives the brushless motor 100 by the sensorless control described above, that is, the rectangular wave driving method in the low speed region and the sine wave driving method in the high speed region.

次に、図10及び図11のフローチャートは、図9のフローチャートのステップ2005における回転速度フィードバックによるセンサレス制御の内容を示すサブルーチンである。   Next, the flowcharts of FIGS. 10 and 11 are subroutines showing the contents of sensorless control by rotational speed feedback in step 2005 of the flowchart of FIG.

ステップ3001では、印加電圧演算部302がブラシレスモータ100の目標回転速度を演算する。
本実施形態の電動オイルポンプ26を回転駆動するブラシレスモータ100では、例えば、図12に示すように、冷却システムの第1の冷却水通路12、第2の冷却水通路18、またはバイパス通路20内を通過する冷却水の温度が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定することができる。ブラシレスモータ100が自動変速機などに油圧を供給する油圧ポンプを駆動する場合には、オイル温度(ATF(Automatic Transmission Fluid)油温)が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定する。
In step 3001, the applied voltage calculation unit 302 calculates the target rotation speed of the brushless motor 100.
In the brushless motor 100 that rotationally drives the electric oil pump 26 of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 12, in the first cooling water passage 12, the second cooling water passage 18, or the bypass passage 20 of the cooling system. The target rotational speed can be set to a higher rotational speed as the temperature of the cooling water passing through is higher. When the brushless motor 100 drives a hydraulic pump that supplies hydraulic pressure to an automatic transmission or the like, the target rotational speed is set to a higher rotational speed as the oil temperature (ATF (Automatic Transmission Fluid) oil temperature) is higher.

なお、目標回転速度は、図1の冷却システムでは、モータ制御装置200(制御ユニット220)において、ECU38からの通信により入力した冷却水温度情報に基づいて演算されるが、これに代えて、ECU38で目標回転速度を演算した後、通信により、モータ制御装置200(制御ユニット220)に目標回転速度の信号が入力されるようにしてもよい。   In the cooling system of FIG. 1, the target rotation speed is calculated based on the coolant temperature information input by communication from the ECU 38 in the motor control device 200 (control unit 220). Instead, the ECU 38 After calculating the target rotational speed, the signal of the target rotational speed may be input to the motor control device 200 (control unit 220) by communication.

ステップ3002では、印加電圧演算部302が通電モードの切り替え周期に基づいて、ブラシレスモータ100の実回転速度を演算する。具体的には、印加電圧演算部302が、比較部310から出力されるモード切替トリガを用いて、通電モードの切り替えが行われる時間間隔を計測し、この時間間隔から回転速度を演算する。例えば、ブラシレスモータ100の極対数が3である場合、回転速度は、「回転速度=60/3/時間間隔」という式から求めることができる。   In step 3002, the applied voltage calculation unit 302 calculates the actual rotational speed of the brushless motor 100 based on the switching period of the energization mode. Specifically, the applied voltage calculation unit 302 uses the mode switching trigger output from the comparison unit 310 to measure the time interval during which the energization mode is switched, and calculates the rotation speed from this time interval. For example, when the number of pole pairs of the brushless motor 100 is 3, the rotation speed can be obtained from the equation “rotation speed = 60/3 / time interval”.

ステップ3003では、印加電圧演算部302が、ステップ3001で演算した目標回転速度とステップ3002で演算した実回転速度とに基づいて印加電圧(入力電圧)の指令値を演算する。   In step 3003, the applied voltage calculation unit 302 calculates a command value for the applied voltage (input voltage) based on the target rotation speed calculated in step 3001 and the actual rotation speed calculated in step 3002.

例えば、目標回転速度と実回転速度との偏差に基づく比例積分制御(PI制御)によって、下式に従って印加電圧(入力電圧)の指令値を決定する。
印加電圧=回転速度偏差*比例ゲイン+回転速度偏差積分値*積分ゲイン
回転速度偏差=目標回転速度−実回転速度
For example, the command value of the applied voltage (input voltage) is determined according to the following equation by proportional-integral control (PI control) based on the deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed.
Applied voltage = Rotational speed deviation * Proportional gain + Rotational speed deviation integrated value * Integral gain Rotational speed deviation = Target rotational speed-Actual rotational speed

ただし、印加電圧の指令値の決定方法を、目標回転速度に基づくものに限定するものではなく、例えば、電動オイルポンプ26の目標吐出圧と実吐出圧との偏差に基づき、印加電圧の指令値を決定する方法や、要求トルクに基づき印加電圧の指令値を決定する方法など、公知の決定方法を適宜採用できる。また、目標値に実際値を近づけるための印加電圧の演算処理を、比例積分制御に限定するものではなく、比例積分微分制御(PID制御)など公知の演算処理方法を適宜採用できる。   However, the method for determining the command value of the applied voltage is not limited to the method based on the target rotational speed. For example, the command value of the applied voltage is based on the deviation between the target discharge pressure of the electric oil pump 26 and the actual discharge pressure. Known determination methods such as a method for determining the value of the applied voltage and a method for determining the command value of the applied voltage based on the required torque can be appropriately employed. Further, the calculation processing of the applied voltage for bringing the actual value closer to the target value is not limited to proportional integral control, and a known calculation processing method such as proportional integral differentiation control (PID control) can be appropriately employed.

ステップ3004では、PWM発生部304により、ステップ3003で決定した印加電圧(入力電圧)に基づいて、ブラシレスモータ100に印加するために設定される設定デューティDtを演算する。具体的には、設定デューティDt(%)を以下の式から算出する。
設定デューティDt=印加電圧/電源電圧*100
In step 3004, the PWM generator 304 calculates a set duty Dt that is set to be applied to the brushless motor 100 based on the applied voltage (input voltage) determined in step 3003. Specifically, the set duty Dt (%) is calculated from the following equation.
Setting duty Dt = applied voltage / power supply voltage * 100

ステップ3005では、PWM発生部304により、設定デューティDt≧下限デューティDminが成立するか否かを判定する。
ここで、下限デューティDminは、前述のように、リンギングの影響を受けずに非通電相のパルス誘起電圧を検出できるパルス電圧の印加時間、すなわちPWM信号がオンとなるデューティの下限値(>0)であり、リンギング期間やサンプリング時間などの実測値に基づいて演算されるか、あるいはROM(Read Only Memory)などに予め記憶されている。
In step 3005, the PWM generator 304 determines whether or not the set duty Dt ≧ the lower limit duty Dmin is satisfied.
Here, as described above, the lower limit duty Dmin is the pulse voltage application time during which the pulse induced voltage of the non-energized phase can be detected without being affected by ringing, that is, the lower limit value of the duty at which the PWM signal is turned on (> 0). And is calculated based on actually measured values such as a ringing period and a sampling time, or stored in advance in a ROM (Read Only Memory) or the like.

下限デューティDminは、例えば、図5に示されるように、非通電相のパルス誘起電圧のサンプリング(A/D変換)を開始するタイミングを、PWM制御においてキャリア周期毎に増減を繰り返すキャリア信号の谷、換言すれば、PWM信号のパルス幅の中央付近とする場合、リンギング期間にサンプリングが行われることを抑制し、かつ、サンプリング中に2相に対するパルス電圧の印加が停止してしまうことを抑制すべく、下式で示されるように、リンギング期間とサンプリング時間との長い方の2倍としてもよい。
Dmin=max(リンギング期間、サンプリング時間)*2/キャリア周期*100
For example, as shown in FIG. 5, the lower limit duty Dmin is a carrier signal valley that repeats increase / decrease for each carrier period in PWM control at the timing of starting sampling (A / D conversion) of the pulse-induced voltage of the non-energized phase. In other words, in the case of the vicinity of the center of the pulse width of the PWM signal, the sampling is suppressed during the ringing period, and the application of the pulse voltage to the two phases during the sampling is suppressed. Therefore, as shown by the following equation, it may be twice the longer of the ringing period and the sampling time.
Dmin = max (ringing period, sampling time) * 2 / carrier cycle * 100

また、下限デューティDminは、例えば、図6に示されるように、前述のように、リンギング期間が経過した直後からサンプリングを開始させる場合、リンギング期間にサンプリングが行われることを抑制し、かつ、サンプリング中に2相に対するパルス電圧の印加が停止してしまうことを抑制すべく、下限デューティDminを下式で示されるように算出してもよい。
Dmin=(リンギング期間+サンプリング時間)/キャリア周期*100
Further, as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. 6, the lower limit duty Dmin suppresses the sampling during the ringing period and starts the sampling immediately after the ringing period elapses. The lower limit duty Dmin may be calculated as shown by the following equation in order to prevent the application of the pulse voltage to the two phases from stopping.
Dmin = (ringing period + sampling time) / carrier cycle * 100

なお、非通電相のパルス誘起電圧は、パルス電圧のデューティによって大きさが変化し、デューティが小さいと、電圧検出の分解能を下回る電圧になってしまい、通電モードの切り替えタイミングの判定が不能になってしまう可能性があるため、必要に応じて、電圧検出の分解能を上回るパルス誘起電圧を発生させるデューティの最小値を下限デューティDminとしてもよい。   Note that the pulse-induced voltage of the non-energized phase changes depending on the duty of the pulse voltage, and if the duty is small, the voltage becomes lower than the resolution of voltage detection, making it impossible to determine the switching timing of the energized mode. Therefore, if necessary, the minimum duty value for generating a pulse induced voltage exceeding the resolution of voltage detection may be set as the lower limit duty Dmin.

ステップ3005において、設定デューティDt≧下限デューティDminが成立すると判定された場合には、ステップ3006へ進む(Yes)。一方、設定デューティDt≧下限デューティDminが成立しない、すなわち、設定デューティDt<下限デューティDminであると判定された場合には、パルス誘起電圧をリンギング期間内でサンプリングしないようにすべく、ステップ3007へ進む(No)。   When it is determined in step 3005 that the set duty Dt ≧ the lower limit duty Dmin is established, the process proceeds to step 3006 (Yes). On the other hand, if it is determined that the set duty Dt ≧ the lower limit duty Dmin does not hold, that is, it is determined that the set duty Dt <the lower limit duty Dmin, go to Step 3007 to avoid sampling the pulse induced voltage within the ringing period. Proceed (No).

ステップ3006では、PWM発生部304が、ステップ3004で演算された設定デューティDtを、スイッチング素子に実際に印加するPWM信号のデューティである第1の印加デューティDAとして設定して、第1の印加デューティDA(=Dt)のPWM信号をゲート信号切替部306へ伝達する。   In step 3006, the PWM generator 304 sets the set duty Dt calculated in step 3004 as the first applied duty DA that is the duty of the PWM signal that is actually applied to the switching element, and the first applied duty. The PWM signal of DA (= Dt) is transmitted to the gate signal switching unit 306.

このような第1の印加デューティDAの設定により、図13に示すように、3相のうちの2相に通電する、すなわち、電流方向で上流側の相に接続されたスイッチング素子(SW素子)のうち上段側のもの(以下、「上流上段側スイッチング素子」という。以下同様)をオンにし、かつ、下流下段側スイッチング素子をオン・オフする任意の通電モードにおいて、下流下段側スイッチング素子の制御端子に、オン時間の比率を設定デューティDtで特定したPWM信号をゲート信号として印加する。例えば、V相に接続された上段側のスイッチング素子214cをオンにし、かつ、W相に接続された下段側のスイッチング素子214fをオン・オフする通電モードM3では、スイッチング素子214fの制御端子に、設定デューティDtのPWM信号をゲート信号として印加する。   With such setting of the first applied duty DA, as shown in FIG. 13, two of the three phases are energized, that is, switching elements (SW elements) connected to the upstream phase in the current direction. Control of the downstream lower switching element in any energization mode in which the upper one (hereinafter referred to as “upstream upper switching element”, hereinafter the same) is turned on and the downstream lower switching element is turned on / off. A PWM signal whose ON time ratio is specified by a set duty Dt is applied to the terminal as a gate signal. For example, in the energization mode M3 in which the upper switching element 214c connected to the V phase is turned on and the lower switching element 214f connected to the W phase is turned on / off, the control terminal of the switching element 214f A PWM signal having a set duty Dt is applied as a gate signal.

ここで、PWM発生部304は、上流相から下流相に向けて電流を流すために、下流下段側スイッチング素子をPWM信号に従ってオン・オフさせるだけでなく、相補PWM方式でPWM信号を生成する。すなわち、図13に示すように、下流下段側スイッチング素子がオンであるとき下流上段側スイッチング素子がオフとなり、下流下段側スイッチング素子がオフであるとき下流上段側スイッチング素子がオンとなるように、下流上段側スイッチング素子について、下流下段側スイッチング素子に印加するPWM信号と逆位相のPWM信号を生成する。例えば、通電モードM3では、W相の下段側のスイッチング素子214fに印加するPWM信号と逆位相のPWM信号をW相の上段側のスイッチング素子214eに印加する。   Here, the PWM generator 304 not only turns on / off the downstream lower switching element according to the PWM signal but also generates a PWM signal by a complementary PWM method in order to flow current from the upstream phase toward the downstream phase. That is, as shown in FIG. 13, when the downstream lower stage switching element is on, the downstream upper stage switching element is off, and when the downstream lower stage switching element is off, the downstream upper stage switching element is on. For the downstream upper switching element, a PWM signal having a phase opposite to that of the PWM signal applied to the downstream lower switching element is generated. For example, in the energization mode M3, a PWM signal having a phase opposite to that applied to the W-phase lower switching element 214f is applied to the W-phase upper switching element 214e.

相補PWM方式を採用するのは、通電モードM3を例として説明すると、下流側であるW相の下段側のスイッチング素子214fがオンからオフになったとき、電流は、それまで流れていた方向に流れようとするため、W相の上段側のスイッチング素子214eに逆並列に接続されたダイオード212eを通るが、スイッチング素子214eのスイッチング部におけるオン抵抗よりもダイオード212eの順方向抵抗の方が大きいため、スイッチング素子214eをオンにしておけば、電流は、スイッチング素子212eのスイッチング部(例えば、FETのチャネルなど)を流れて電流損失を低減できるからである。   The complementary PWM method is adopted as an example of the energization mode M3. When the switching element 214f on the lower side of the W phase, which is the downstream side, is turned from on to off, the current flows in the direction that has been flowing until then. In order to flow, it passes through the diode 212e connected in reverse parallel to the switching element 214e on the upper side of the W phase, but the forward resistance of the diode 212e is larger than the on-resistance in the switching portion of the switching element 214e. This is because if the switching element 214e is turned on, the current flows through the switching portion of the switching element 212e (for example, the channel of the FET) to reduce the current loss.

また、図13に示すように、下流上段側スイッチング素子と下流下段側スイッチング素子とが同時にオンとなって生じる地絡・短絡を回避するために、下流下段側スイッチング素子に印加するPWM信号のオン時間よりも下流上段側スイッチング素子に印加するPWM信号のオフ時間が長くなるように、下流上段側スイッチング素子及び下流下段側スイッチング素子がいずれもオフとなるデッドタイムZを設けている。   Further, as shown in FIG. 13, the PWM signal applied to the downstream lower switching element is turned on in order to avoid a ground fault / short circuit that occurs when the downstream upper switching element and the downstream lower switching element are simultaneously turned on. A dead time Z in which both the downstream upper switching element and the downstream lower switching element are turned off is provided so that the OFF time of the PWM signal applied to the downstream upper switching element becomes longer than the time.

図13に示すように、下流下段側スイッチング素子に印加するPWM信号は、下段キャリア信号の値と、下流側のスイッチング素子に印加するPWM信号を生成するための下流側指示信号の値と、を比較して生成し、下流上段側スイッチング素子に印加するPWM信号は、デッドタイムを設けるために下段キャリア信号の電位レベルをオフセットした上段キャリア信号の値と、下流側指示信号の値と、を比較して生成することができる。   As shown in FIG. 13, the PWM signal applied to the downstream lower switching element includes the value of the lower carrier signal and the value of the downstream instruction signal for generating the PWM signal applied to the downstream switching element. The PWM signal generated by comparison and applied to the downstream upper switching element compares the value of the upper carrier signal obtained by offsetting the potential level of the lower carrier signal with the value of the downstream instruction signal to provide a dead time. Can be generated.

前述した、相補PWM方式の採用、デッドタイムの設定、及びPWM信号の生成方法については、以下で説明する第2の印加デューティ設定及び第3の印加デューティ設定においても同様に実施するものとして説明を省略する。   The above-described complementary PWM method, dead time setting, and PWM signal generation method will be described in the same manner in the second applied duty setting and the third applied duty setting described below. Omitted.

ステップ3007では、PWM発生部304が、設定デューティDt≧Dmin/2が成立するか否かを判定する。なお、下限デューティDminを2で除算しているのは、前述のように、主周期及び調整周期の周期数を特定するNの値をN=2と設定しているためであるが、設定デューティDt=Dmin/2(第2所定値)が成立するのは、Dt=(D+D)/2=(Dmin+D)/2という関係式において、調整周期デューティDが0となるときである。 In step 3007, the PWM generator 304 determines whether or not the set duty Dt ≧ Dmin / 2 is satisfied. Note that the reason why the lower limit duty Dmin is divided by 2 is that, as described above, the value of N that specifies the number of periods of the main period and the adjustment period is set to N = 2. dt = Dmin / 2 to (second predetermined value) is satisfied, in dt = (D 1 + D 2 ) / 2 = (Dmin + D 2) / 2 that equation, when to be adjusted periodically duty D 2 0 is there.

ステップ3007において、設定デューティDt≧下限デューティDmin/2が成立すると判定された場合には、ステップ3008へ進む(Yes)。一方、設定デューティDt≧下限デューティDmin/2が成立しない、すなわち、設定デューティDt<下限デューティDmin/2であると判定された場合には、ステップ3009へ進む(No)。   If it is determined in step 3007 that the set duty Dt ≧ the lower limit duty Dmin / 2 is established, the process proceeds to step 3008 (Yes). On the other hand, if it is determined that the set duty Dt ≧ the lower limit duty Dmin / 2 is not satisfied, that is, it is determined that the set duty Dt <the lower limit duty Dmin / 2, the process proceeds to step 3009 (No).

ステップ3008では、主周期デューティ設定部318及び調整周期デューティ設定部320が、それぞれ、主周期デューティD及び調整周期デューティDからなる第2の印加デューティDBを設定して、第2の印加デューティDBのPWM信号をデューティ補正部322へ伝達する。 In step 3008, the main period duty setting unit 318 and the adjustment cycle duty setting portion 320, respectively, by setting the second applied duty DB consisting of primary cycle duty D 1 and adjustment period duty D 2, the second applied duty The PWM signal of DB is transmitted to the duty correction unit 322.

ここで、主周期デューティDは下限デューティDminに設定されて、パルス誘起電圧をリンギング期間内でサンプリングしないようにしている。また、調整周期デューティDは、0≦D≦Dminを満たす範囲で、設定デューティDtに応じて求められる(D=2×Dt−Dmin)。 Here, the main period duty D 1 is set to the lower limit duty Dmin, so that no sampled pulse induced voltage in the ringing period. The adjustment period duty D 2 is in a range satisfying 0 ≦ D 2 ≦ Dmin, ( D 2 = 2 × Dt-Dmin) obtained in accordance with the set duty Dt.

このような第2の印加デューティDBの設定により、図14に示すように、任意の通電モードにおいて、主周期で下流下段側スイッチング素子の制御端子に、オン時間の比率を下限デューティDminで特定したPWM信号をゲート信号として印加する一方、調整周期では、下流側指示信号の値を変化させて、下流下段側スイッチング素子の制御端子に、オン時間の比率をD(=2×Dt−Dmin)で特定したPWM信号をゲート信号として印加する。例えば、V相に接続された上段側のスイッチング素子214cをオンにし、かつ、W相に接続された下段側のスイッチング素子214fをオン・オフにする通電モードM3では、主周期において、スイッチング素子214fの制御端子に、下限デューティDminのPWM信号をゲート信号として印加し、調整周期において、同じくスイッチング素子214fの制御端子に、D(=2×Dt−Dmin)で特定したPWM信号をゲート信号として印加する。 With such setting of the second applied duty DB, as shown in FIG. 14, in any energization mode, the on-time ratio is specified by the lower limit duty Dmin at the control terminal of the downstream lower switching element in the main cycle. While the PWM signal is applied as a gate signal, in the adjustment period, the value of the downstream instruction signal is changed, and the on-time ratio is set to D 2 (= 2 × Dt−Dmin) at the control terminal of the downstream lower switching element. The PWM signal specified in (1) is applied as a gate signal. For example, in the energization mode M3 in which the upper switching element 214c connected to the V phase is turned on and the lower switching element 214f connected to the W phase is turned on / off, in the main period, the switching element 214f The PWM signal having the lower limit duty Dmin is applied as a gate signal to the control terminal of the same, and the PWM signal specified by D 2 (= 2 × Dt−Dmin) is similarly applied to the control terminal of the switching element 214f in the adjustment period as the gate signal. Apply.

したがって、第2の印加デューティDBでは、主周期において、通電モードの切り替えにより意図される回転方向である正回転方向にトルクを発生させる一方、調整周期において、主周期で流れていた電流を減少させて、主周期と同じ正回転方向に発生するトルクを減少させ、下限デューティDmin/2以上の設定デューティDtで特定されたPWM信号を印加できるようにする、いわば正側のデューティ調整を行っている。   Therefore, in the second applied duty DB, torque is generated in the positive rotation direction, which is the intended rotation direction by switching the energization mode, in the main cycle, while the current flowing in the main cycle is reduced in the adjustment cycle. Therefore, the torque generated in the same positive rotation direction as the main cycle is reduced so that the PWM signal specified by the set duty Dt equal to or higher than the lower limit duty Dmin / 2 can be applied, so to speak, the positive duty adjustment is performed. .

ステップ3009では、主周期デューティ設定部318及び調整周期デューティ設定部320が、それぞれ、下限デューティDminに等しい主周期デューティDと、−Dmin≦D<0を満たす、すなわち、−Dminを最小値とするマイナス値の調整周期デューティDと、からなる第3の印加デューティDCを設定して、第3の印加デューティDCのPWM信号をデューティ補正部322へ伝達する。 In step 3009, the main period duty setting unit 318 and the adjustment cycle duty setting unit 320, respectively, a main period duty D 1 equal to the lower limit duty Dmin, satisfy -Dmin ≦ D 2 <0, i.e., minimizing the -Dmin value A third applied duty DC consisting of a negative adjustment cycle duty D 2 is set, and a PWM signal of the third applied duty DC is transmitted to the duty correction unit 322.

このような第3の印加デューティDCの設定により、図15に示すように、任意の通電モードにおいて、主周期では、下流側指示信号を下段キャリア信号及び上段キャリア信号と交差しない値にしつつ、上流側指示信号を下段キャリア信号及び上段キャリア信号と交差する値に変化させて、下流下段側スイッチング素子の制御端子に、オン時間の比率を下限デューティDminで特定したPWM信号をゲート信号として印加する。   With such setting of the third applied duty DC, as shown in FIG. 15, in any energization mode, in the main period, the downstream instruction signal is set to a value that does not intersect the lower carrier signal and the upper carrier signal, and upstream. The side instruction signal is changed to a value that intersects the lower carrier signal and the upper carrier signal, and a PWM signal in which the on-time ratio is specified by the lower limit duty Dmin is applied to the control terminal of the downstream lower switching element as a gate signal.

一方、調整周期では、下流側指示信号を下段キャリア信号及び上段キャリア信号と交差しない値に変化させる代わりに、上流側指示信号を下段キャリア信号及び上段キャリア信号と交差する値に変化させて、下流下段側スイッチング素子ではなく、上流下段側スイッチング素子の制御端子に、オン時間の比率を|D|(=|2×Dt−Dmin|)で特定したPWM信号をゲート信号として印加する。このとき、下流上段側スイッチング素子の制御端子には、前述の相補PWM方式により、オン状態のPWM信号が印加されているので、下流上段側スイッチング素子は上流側となり、上流下段側スイッチング素子は下流側となり、主周期と調整周期とでは、通電相に印加する電圧が逆となる。 On the other hand, in the adjustment cycle, instead of changing the downstream instruction signal to a value that does not cross the lower carrier signal and the upper carrier signal, the upstream instruction signal is changed to a value that intersects the lower carrier signal and the upper carrier signal, and A PWM signal whose on-time ratio is specified by | D 2 | (= | 2 × Dt−Dmin |) is applied as a gate signal to the control terminal of the upstream lower switching element instead of the lower switching element. At this time, since the ON PWM signal is applied to the control terminal of the downstream upper switching element by the above-described complementary PWM method, the downstream upper switching element is the upstream side, and the upstream lower switching element is the downstream side. The voltage applied to the energized phase is reversed between the main period and the adjustment period.

したがって、第3の印加デューティDCでは、主周期において、通電モードの切り替えにより意図される回転方向である正回転方向にトルクを発生させる一方、調整周期において、正回転方向と逆の負回転方向にトルクを発生させ、下限デューティDmin/2未満の設定デューティDtで特定されるPWM信号を印加できるようにする、いわば負側のデューティ調整を行っている。   Therefore, at the third applied duty DC, torque is generated in the positive rotation direction that is the intended rotation direction by switching the energization mode in the main cycle, while in the negative rotation direction opposite to the positive rotation direction in the adjustment cycle. Torque is generated so that the PWM signal specified by the set duty Dt less than the lower limit duty Dmin / 2 can be applied, that is, negative duty adjustment is performed.

ステップ3010では、デューティ補正部322が、ステップ3008で設定された第2の印加デューティDBを、PWM信号のデューティに対するスイッチング素子214a〜214fの応答性に応じて補正する。   In step 3010, the duty correction unit 322 corrects the second applied duty DB set in step 3008 according to the responsiveness of the switching elements 214a to 214f with respect to the duty of the PWM signal.

また、ステップ3011では、デューティ補正部322が、ステップ3009で設定された第3の印加デューティDCを、PWM信号のデューティに対するスイッチング素子214a〜214fの応答性に応じて補正する。   In Step 3011, the duty correction unit 322 corrects the third applied duty DC set in Step 3009 according to the responsiveness of the switching elements 214 a to 214 f with respect to the duty of the PWM signal.

ここで、デューティ補正部322が、第2の印加デューティDB及び第3の印加デューティDCを補正する意義について説明する。
図16(a)に示すように、制御ユニット220(ゲート信号切替部306)からスイッチング素子214a〜214fの制御端子に向けて出力されるPWM信号において、第2の印加デューティDB及び第3の印加デューティDCは、下限デューティDminに制限された主周期デューティDと調整周期デューティDとを平均化した平均デューティDavが設定デューティDtに正比例するように、調整周期デューティDを調整して、PWM信号の主周期及び調整周期の2周期で実質的に設定デューティDtを印加できるようにしたものである。
Here, the significance of the duty correction unit 322 correcting the second applied duty DB and the third applied duty DC will be described.
As shown in FIG. 16A, in the PWM signal output from the control unit 220 (gate signal switching unit 306) to the control terminals of the switching elements 214a to 214f, the second application duty DB and the third application duty DC, as average duty Dav that was limited to the lower limit duty Dmin main cycle duty D 1 and adjustment period duty D 2 averaged is directly proportional to the preset duty cycle Dt, by adjusting the adjustment period duty D 2, The set duty Dt can be applied substantially in two periods of the main period and the adjustment period of the PWM signal.

しかし、図17に示すように、スイッチング素子214a〜214fは、制御ユニット220からスイッチング素子214a〜214fへ出力されたPWM信号のデューティの0%〜X%の範囲においてオンしない、すなわち、スイッチング部(例えば、FETのチャネルなど)を通して電流を流さない不感帯を有している。また、第3の印加デューティDCの設定において負側のデューティ調整を行う場合にも、スイッチング素子214a〜214fは、制御ユニット220から出力されるPWM信号のデューティの−X%〜0%の範囲において、同様の不感帯を有している。   However, as shown in FIG. 17, the switching elements 214a to 214f do not turn on in the range of 0% to X% of the duty of the PWM signal output from the control unit 220 to the switching elements 214a to 214f. For example, it has a dead zone in which no current flows through the FET channel. In addition, when the negative duty adjustment is performed in the setting of the third applied duty DC, the switching elements 214a to 214f are within the range of -X% to 0% of the duty of the PWM signal output from the control unit 220. Have a similar dead zone.

したがって、図16(a)及び(b)に示すように、スイッチング素子214a〜214fのスイッチング出力において、出力調整周期デューティD21は、同じ設定デューティDtに対して、制御ユニット220から出力されるPWM信号の調整周期デューティDと同じ値となるべきところ、調整周期デューティDがスイッチング素子214a〜214fの不感帯−X%〜X%となる範囲、すなわち、設定デューティDtで{(Dmin−X)/2}から{(Dmin+X)/2}の範囲で、スイッチング素子214a〜214fがオンしない0[%]に固定される。このため、図16(c)に示すように、スイッチング素子214a〜214fの出力平均デューティは、設定デューティDtに対して、図16(a)の平均デューティDavのように線形変化せずにステップ状に変化してしまう。 Therefore, as shown in FIGS. 16A and 16B, in the switching outputs of the switching elements 214a to 214f, the output adjustment cycle duty D 21 is PWM output from the control unit 220 with respect to the same set duty Dt. Where the adjustment cycle duty D 2 should be the same value as the signal adjustment cycle duty D 2 , the adjustment cycle duty D 2 is within the range where the switching elements 214 a to 214 f are in the dead zone −X% to X%, ie, the set duty Dt {(Dmin−X) / 2} to {(Dmin + X) / 2}, the switching elements 214a to 214f are fixed to 0 [%] at which they are not turned on. Therefore, as shown in FIG. 16C, the output average duty of the switching elements 214a to 214f does not change linearly with respect to the set duty Dt like the average duty Dav in FIG. Will change.

そこで、制御ユニット220から出力されるPWM信号のうち、第2の印加デューティDB及び第3の印加デューティDCを、PWM信号のデューティに対するスイッチング素子214a〜214fの応答性に応じて補正して、スイッチング素子214a〜214fの出力平均デューティを平均デューティDavに合致させるようにしている。   Therefore, among the PWM signals output from the control unit 220, the second applied duty DB and the third applied duty DC are corrected in accordance with the responsiveness of the switching elements 214a to 214f with respect to the duty of the PWM signal to perform switching. The output average duty of the elements 214a to 214f is made to match the average duty Dav.

なお、スイッチング素子214a〜214fが不感帯を有するのは以下の理由による。
スイッチング素子が、例えば、MOSFET(Metal Oxide Field-Effect Transistor:金属酸化物電界効果トランジスタ)の場合、図18(b)に示すように、n型のときのソースに対するゲート電圧、あるいは、p型のときのドレインに対するゲート電圧が所定のしきい値電圧THを上回ったときに、図18(c)に示すようにスイッチング素子214a〜214fがオンとなって電流が流れ、図18(b)に示すように、ゲート電圧が所定のしきい値電圧THを下回ったときにスイッチング素子214a〜214fがオフとなって電流が遮断される。
The switching elements 214a to 214f have dead zones for the following reasons.
When the switching element is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Field-Effect Transistor), as shown in FIG. 18 (b), the gate voltage with respect to the source when n-type or p-type When the gate voltage with respect to the drain exceeds a predetermined threshold voltage TH, the switching elements 214a to 214f are turned on as shown in FIG. 18 (c), and a current flows, as shown in FIG. 18 (b). As described above, when the gate voltage falls below the predetermined threshold voltage TH, the switching elements 214a to 214f are turned off to interrupt the current.

図18(a)に示すように、制御ユニット220からスイッチング素子214a〜214fのゲート端子へ出力されるPWM信号のデューティが不感帯の0%〜X%の範囲にない、すなわち、X%よりも大きい場合には、ゲート電圧が所定のしきい値電圧THを上回るまでの時間を考慮しても、図18(c)に示すように、スイッチング素子214a〜214fがオンとなって電流が流れる時間は確保される。   As shown in FIG. 18A, the duty of the PWM signal output from the control unit 220 to the gate terminals of the switching elements 214a to 214f is not in the range of 0% to X% of the dead zone, that is, larger than X%. In this case, even when the time until the gate voltage exceeds the predetermined threshold voltage TH is taken into consideration, as shown in FIG. 18C, the time during which the switching elements 214a to 214f are turned on and the current flows is as follows. Secured.

しかし、図19(a)に示すように、制御ユニット220からスイッチング素子214a〜214fへ出力されるPWM信号のデューティが不感帯の0%〜X%である場合には、図19(b)に示すように、ゲート電圧が所定のしきい値電圧THを上回る前に、制御ユニット220から出力されるPWM信号がハイ(high)レベルからロー(low)レベルとなってしまうので、スイッチング素子214a〜214fはオンされずに電流を流すことができない。このため、スイッチング素子214a〜214fは、その制御端子に入力されるPWM信号のデューティが0に近づくとオンしなくなる不感帯を有している。   However, as shown in FIG. 19 (a), when the duty of the PWM signal output from the control unit 220 to the switching elements 214a to 214f is 0% to X% of the dead zone, it is shown in FIG. 19 (b). As described above, the PWM signal output from the control unit 220 changes from the high level to the low level before the gate voltage exceeds the predetermined threshold voltage TH, so that the switching elements 214a to 214f. Cannot be turned on and no current can flow. For this reason, the switching elements 214a to 214f have a dead zone that does not turn on when the duty of the PWM signal input to the control terminal approaches zero.

ステップ3010及びステップ3011において、デューティ補正部322が第2の印加デューティDB及び第3の印加デューティDCを補正する方法としては、例えば、図20(a)に示すように、制御ユニット220から出力されるPWM信号のうち、調整周期デューティDが0未満となる、すなわち、設定デューティDtがDmin/2(第2所定値)未満となる範囲で、調整周期デューティDがスイッチング素子214a〜214fの不感帯である−X[%]〜0[%]の範囲に含まれないようにすべく、調整周期デューティDをX[%]減少させた補正調整周期デューティD20に補正する。そして、かかる補正に応じて、主周期デューティDをX[%]だけ増大させた補正主周期デューティD10に補正し、これにより、補正主周期デューティD10と補正調整周期デューティD20とを平均化した平均デューティDavが設定デューティDtとなるよう調整している。 In step 3010 and step 3011, as a method in which the duty correction unit 322 corrects the second applied duty DB and the third applied duty DC, for example, as shown in FIG. that of the PWM signal, the adjustment period duty D 2 is less than 0, i.e., in the range of setting the duty Dt is less than Dmin / 2 (second predetermined value), the adjustment period duty D 2 is of the switching element 214a~214f in order to not be included in the scope of the -X [%] ~0 [%] is a dead zone, corrects the adjustment period duty D 2 to X [%] correction adjustment period duty D 20 with reduced. Then, in accordance with such correction, the main period duty D 1 is corrected to a corrected main period duty D 10 that is increased by X [%], and thereby the corrected main period duty D 10 and the correction adjustment period duty D 20 are changed. The averaged duty Dav averaged is adjusted to be the set duty Dt.

また、補正主周期デューティD10では、主周期デューティDを、設定デューティDtがDmin/2から(Dmin+x)/2へ増大するに従って、設定デューティDtに対する調整周期デューティDの変化率と同じ変化率で増大させる。 Further, the correction main periodic duty D 10, the main period duty D 1, according to the setting duty Dt increases from Dmin / 2 to (Dmin + x) / 2, the same change the adjustment period duty D 2 rate of change with respect to setting the duty Dt Increase in rate.

このような補正によれば、図20(b)に示すように、スイッチング素子の出力デューティにおいて、出力主周期デューティD11は、スイッチング素子214a〜214fの不感帯に影響を受けないため、補正主周期デューティD10に対して変化せず、また、出力調整周期デューティD21は、補正調整周期デューティD20がスイッチング素子214a〜214fの不感帯である−X[%]〜X[%]の範囲に含まれないように補正されているので、設定デューティDtでDmin/2未満となる範囲で補正調整周期デューティD20から変化していない。このため、スイッチング素子の出力平均デューティは、図20(c)に示すように、設定デューティDtがDmin/2未満となる範囲では、平均デューティDavと同じく設定デューティDtに対して線形変化して、出力平均デューティと設定デューティDtとが1対1の関係となる。 According to the correction, because as shown in FIG. 20 (b), the output duty of the switching element, the output main cycle duty D 11 is not affected by the dead zone of the switching elements 214a-214f, the correction main cycle The output adjustment cycle duty D 21 does not change with respect to the duty D 10 , and the correction adjustment cycle duty D 20 is included in the range of −X [%] to X [%] in which the correction adjustment cycle duty D 20 is the dead zone of the switching elements 214 a to 214 f. because it is corrected so as not to be unchanged from correction adjustment period duty D 20 in the range of less than Dmin / 2 by the preset duty cycle Dt. For this reason, as shown in FIG. 20C, the output average duty of the switching element linearly changes with respect to the set duty Dt in the same manner as the average duty Dav in the range where the set duty Dt is less than Dmin / 2. The output average duty and the set duty Dt have a one-to-one relationship.

また、図20(b)に示すように、スイッチング素子214a〜214fの出力デューティのうち、出力調整周期デューティD21は、設定デューティDtでDmin/2から(Dmin+X)/2の範囲において、スイッチング素子214a〜214fの有する不感帯の影響を受けて0に固定され、調整周期デューティDから減少しているものの、設定デューティDtがDmin/2以上となる範囲の補正によれば、調整周期デューティDの減少分を補正主周期デューティD10で増大補正して、出力主周期デューティD11と出力調整周期デューティD21とを平均化した平均デューティDavが設定デューティDtとなるようにしているので、スイッチング素子214a〜214fの出力平均デューティは、図20(c)に示すように、設定デューティDtがDmin/2以上となる範囲では、平均デューティDavと同じく設定デューティDtに対して線形変化して、出力平均デューティと設定デューティDtとが1対1の関係となる。 Further, as shown in FIG. 20 (b), among the output duty of the switching elements 214a-214f, output adjustment period duty D 21 is in the range of from Dmin / 2 of (Dmin + X) / 2 by the preset duty cycle Dt, the switching element is fixed to 0 under the influence of the dead zone having the 214a-214f, although reduced from the adjustment period duty D 2, according to the correction range setting duty Dt is Dmin / 2 or more, the adjustment period duty D 2 a decrease increase correction to the correction main cycle duty D 10, the average duty Dav the output main periodic duty D 11 and output adjustment period duty D 21 averaged is set to be set duty Dt, switching The average output duty of the elements 214a to 214f is set as shown in FIG. In the range where the duty Dt is Dmin / 2 or more, linearly changes with respect to similarly set the duty Dt and the average duty Dav, the output average duty and setting the duty Dt is one-to-one relationship.

図20(a)の補正を別の表現で言い換えると、要するに、調整周期デューティDがスイッチング素子214a〜214fの不感帯に含まれないように調整周期デューティDを調整周期デューティD20に補正するとともに、かかる補正に応じて、主周期デューティDと調整周期デューティDとを平均化した平均デューティDavが設定デューティDtに対して線形関係となる(正比例する)ように、主周期デューティDを補正主周期デューティD10に補正する。そして、一部の設定デューティDtにおいて、調整周期デューティDがスイッチング素子214a〜214fの不感帯に含まれているとしても、スイッチング素子214a〜214fの出力デューティにおける出力調整周期デューティD21がどのような値となるかを予め予測して、出力主周期デューティD11と出力調整周期デューティD21とを平均化した、スイッチング素子214a〜214fの出力平均デューティが、設定デューティDtに対して線形関係となる(正比例する)ように主周期デューティDを補正主周期デューティD10に補正する。 In other words In other words the correction of FIG. 20 (a), in short, the adjustment period duty D 2 is corrected to adjust the period duty D 20 the adjustment period duty D 2 so that they are not included in the dead zone of the switching element 214a~214f together, depending on the correction, the average duty Dav of the main period duty D 1 and the adjustment period duty D 2 by averaging becomes linear relationship with respect to the set duty Dt (directly proportional) manner, the main period duty D 1 correcting the correction main cycle duty D 10 a. Then, in some settings duty Dt, also the adjustment period duty D 2 is included in the dead zone of the switching elements 214a-214f, such as which output adjustment period duty D 21 at the output duty of the switching elements 214a-214f is predict whether a value in advance, the output main periodic duty D 11 and output adjustment period duty D 21 are averaged, the average output duty of the switching element 214a~214f becomes a linear relationship with respect to the set duty Dt (directly proportional) manner to correct the main cycle duty D 1 to the correction main cycle duty D 10.

ステップ3010及びステップ3011において、デューティ補正部322が第2の印加デューティDB及び第3の印加デューティDCを補正する別の方法としては、例えば、図21(a)に示すように、制御ユニット220から出力されるPWM信号において、調整周期デューティDがスイッチング素子214a〜214fの不感帯である−X[%]〜0[%]の範囲に含まれないようにすべく、設定デューティDtが(Dmin+X)/2以下となる範囲で、調整周期デューティDを、X[%]の2倍すなわち2X[%]減少させた補正調整周期デューティD20に補正する。そして、かかる補正に応じて、設定デューティDtが(Dmin+X)/2以下となる範囲で、主周期デューティDを、2X[%]だけ増大させた補正主周期デューティD10に補正し、これにより、補正主周期デューティD10と補正調整周期デューティD20とを平均化した平均デューティDavが設定デューティDtとなるようにしている。 In step 3010 and step 3011, another method for the duty correction unit 322 to correct the second applied duty DB and the third applied duty DC is, for example, from the control unit 220 as shown in FIG. in PWM signal output, to be such adjustment period duty D 2 is not included in the range of -X [%] ~0 [%] is a dead zone of the switching element 214a-214f, setting the duty Dt (Dmin + X) / 2 or less scope, the adjustment period duty D 2, 2-fold i.e. 2X [%] of the X [%] is corrected to correction adjustment period duty D 20 with reduced. Then, in accordance with such correction, the main cycle duty D 1 is corrected to a corrected main cycle duty D 10 increased by 2X [%] in a range where the set duty Dt is (Dmin + X) / 2 or less, thereby , average duty Dav obtained by averaging the correction main periodic duty D 10 and a correction adjustment period duty D 20 is set to be set duty Dt.

図21(a)の補正を別の表現で言い換えると、要するに、調整周期デューティDがスイッチング素子214a〜214fの不感帯に含まれないように調整周期デューティDを調整周期デューティD20に補正するとともに、かかる補正に応じて、主周期デューティDと調整周期デューティDとを平均化した平均デューティDavが設定デューティDtに対して線形関係となる(正比例する)ように、主周期デューティDを補正主周期デューティD10に補正する。主周期デューティDは、調整周期デューティDの補正に応じて補正するだけである。 In other words the correction of another representation of FIG. 21 (a), the short, adjustment period duty D 2 is corrected to adjust the period duty D 20 the adjustment period duty D 2 so that they are not included in the dead zone of the switching element 214a~214f together, depending on the correction, the average duty Dav of the main period duty D 1 and the adjustment period duty D 2 by averaging becomes linear relationship with respect to the set duty Dt (directly proportional) manner, the main period duty D 1 correcting the correction main cycle duty D 10 a. The main period duty D 1 is only corrected in accordance with the correction of the adjustment period duty D 2.

このような補正によれば、図21(b)に示すように、スイッチング素子の出力デューティにおいて、出力主周期デューティD11は、スイッチング素子214a〜214fの不感帯に影響を受けないため、補正主周期デューティD10に対して変化せず、また、出力調整周期デューティD21は、補正調整周期デューティD20がスイッチング素子214a〜214fの不感帯である−X[%]〜X[%]の範囲に含まれないように補正されているので、補正調整周期デューティD20から変化していない。このため、図21(c)に示すように、スイッチング素子214a〜214fの出力平均デューティは、平均デューティDavと同じく設定デューティDtに対して線形変化して、出力平均デューティと設定デューティDtとが1対1の関係となる。 According to the correction, because as shown in FIG. 21 (b), the output duty of the switching element, the output main cycle duty D 11 is not affected by the dead zone of the switching elements 214a-214f, the correction main cycle The output adjustment cycle duty D 21 does not change with respect to the duty D 10 , and the correction adjustment cycle duty D 20 is included in the range of −X [%] to X [%] in which the correction adjustment cycle duty D 20 is the dead zone of the switching elements 214 a to 214 f. because it is corrected so as not to be unchanged from correction adjustment period duty D 20. For this reason, as shown in FIG. 21 (c), the output average duty of the switching elements 214a to 214f changes linearly with respect to the set duty Dt similarly to the average duty Dav, and the output average duty and the set duty Dt are 1 It becomes a one-to-one relationship.

なお、制御ユニット220から出力されるPWM信号の補正が必要ない場合、例えば、図20(a)及び図21(a)において設定デューティDtが(Dmin+X)/2〜Dminとなる範囲では、デューティ補正部322は、主周期デューティ設定部318及び調整周期デューティ設定部320から伝達されたPWM信号について、その主周期デューティD及び調整周期デューティDを何ら補正することなくゲート信号切替部306に伝達する。 When correction of the PWM signal output from the control unit 220 is not necessary, for example, in the range where the set duty Dt is (Dmin + X) / 2 to Dmin in FIGS. 20 (a) and 21 (a), the duty correction is performed. part 322 transmits, for PWM signal transmitted from the main cycle duty setting unit 318 and the adjustment cycle duty setting section 320, the gate signal switching unit 306 without correcting the primary cycle duty D 1 and adjustment period duty D 2 any To do.

ステップ3102では、非通電相電圧選択部316が、本ステップを実行しているときの通電モードにおける非通電相のパルス誘起電圧を検出する。具体的には、通電モードM1及びM4の場合はW相の電圧Vwを検出し、通電モードM2及びM5の場合はV相の電圧Vvを検出し、通電モードM3及びM6の場合はU相の電圧Vuを検出する。   In step 3102, the non-energized phase voltage selection unit 316 detects the pulse induced voltage of the non-energized phase in the energized mode when executing this step. Specifically, the W-phase voltage Vw is detected in the energization modes M1 and M4, the V-phase voltage Vv is detected in the energization modes M2 and M5, and the U-phase voltage is detected in the energization modes M3 and M6. The voltage Vu is detected.

通電モードの切り替え直後は、転流電流が発生し、かかる転流電流の発生区間で検出した電圧を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤判断することになってしまう。そこで、通電モード切替直後の電圧検出値については、初回から設定回にわたって切り替えタイミングの判断には用いないようにすることができる。前記設定回は、ブラシレスモータ100の実回転速度、及び、ブラシレスモータ100に実際に流れる電流(モータ負荷)に応じて可変に設定することができ、実回転速度が高く、実際に流れる電流が高いほど、前記設定回を大きな値に設定することができる。   Immediately after switching the energization mode, a commutation current is generated, and if the voltage detected in the commutation current generation section is used, the switching timing of the energization mode is erroneously determined. Therefore, the voltage detection value immediately after the energization mode switching can be prevented from being used for determining the switching timing from the first time to the set number of times. The set times can be variably set according to the actual rotational speed of the brushless motor 100 and the current (motor load) that actually flows through the brushless motor 100, and the actual rotational speed is high and the current that actually flows is high. The set times can be set to a large value.

ステップ3013では、低速センサレス制御の実施条件であるか否かを判断する。
具体的には、ブラシレスモータ100の実回転速度が、低速センサレス制御及び高速センサレス制御のいずれを実施するかの選択基準となる設定回転速度よりも高いか否かに基づいて判断する。設定回転速度は、速度起電圧をトリガとする切り替え判断を行える実回転速度の最小値であり、予め実験やシミュレーションによって決定して記憶しておく。なお、設定回転速度として、例えば、低速センサレス制御への移行を判断する第1設定回転速度と、低速センサレス制御の停止を判断する第2設定回転速度(>第1設定回転速度)とを設定し、センサレス制御の切り替えが短時間で繰り返されることを抑制することが好ましい。
In step 3013, it is determined whether or not the execution condition for the low speed sensorless control is satisfied.
Specifically, the determination is made based on whether or not the actual rotational speed of the brushless motor 100 is higher than a set rotational speed that is a selection criterion for performing either the low speed sensorless control or the high speed sensorless control. The set rotational speed is the minimum value of the actual rotational speed at which switching determination can be performed using the speed electromotive force as a trigger, and is determined and stored in advance through experiments and simulations. As the set rotation speed, for example, a first set rotation speed for determining the shift to the low-speed sensorless control and a second set rotation speed (> first set rotation speed) for determining the stop of the low-speed sensorless control are set. It is preferable to suppress the switching of the sensorless control from being repeated in a short time.

ステップ3013において、低速センサレス制御の実施条件であると判断した場合、換言すれば、ブラシレスモータ100の実回転速度が設定回転速度未満である場合には、ステップ3014へ進み、比較部310が、非通電相電圧選択部316からの非通電相のパルス誘起電圧と、電圧閾値切替部312からの閾値と、を比較し、非通電相のパルス誘起電圧が閾値を横切ったと判定したときに、通電モードの切り替えタイミングであると判断してステップ3015へ進み、通電モード決定部308が次の通電モードを決定して、通電モードの切り替えを実施する。   If it is determined in step 3013 that the low-speed sensorless control is performed, in other words, if the actual rotational speed of the brushless motor 100 is less than the set rotational speed, the process proceeds to step 3014, where the comparison unit 310 When the pulse induced voltage of the non-energized phase from the energized phase voltage selection unit 316 is compared with the threshold value from the voltage threshold value switching unit 312, and it is determined that the pulse induced voltage of the non-energized phase crosses the threshold value, the energization mode When it is determined that it is the switching timing, the process proceeds to step 3015, where the energization mode determination unit 308 determines the next energization mode and switches the energization mode.

一方、ステップ3013で、低速センサレス制御の実施条件ではないと判断した場合、換言すれば、ブラシレスモータ100の実回転速度が設定速度よりも高い場合には、ステップ3016へ進み、非通電相のパルス誘起電圧が零レベルを横切った時点から更に30deg回転したと判断した時点を、次の通電モードへの切り替えタイミングとして検出する、高速センサレス制御を実施する。   On the other hand, when it is determined in step 3013 that the low-speed sensorless control is not performed, in other words, when the actual rotational speed of the brushless motor 100 is higher than the set speed, the process proceeds to step 3016 and the pulse of the non-energized phase is performed. High-speed sensorless control is performed in which the time point at which it is determined that the induced voltage has further rotated by 30 deg from the time point when the induced voltage crosses the zero level is detected as the switching timing to the next energization mode.

詳細には、30degをそのときのモータ回転速度に基づいて時間に換算し、ゼロクロス時点から30degに相当する時間が経過した時点で、次の通電モードへの切り替えタイミングを判定し、ステップ3015へ進んで、次の通電モードに切り替える。   Specifically, 30 deg is converted into time based on the motor rotation speed at that time, and when the time corresponding to 30 deg has elapsed from the time of zero crossing, the timing for switching to the next energization mode is determined, and the process proceeds to step 3015. Then, switch to the next energization mode.

このようなモータ制御装置200によれば、主周期デューティD及び調整周期デューティDを、PWM信号のデューティに対するスイッチング素子214a〜214fの応答性に応じて、すなわち、不感帯によりスイッチング素子がオンしないPWM信号のデューティ範囲を考慮して、補正している。このため、スイッチング素子214a〜214fの出力平均デューティは、調整周期デューティDが0近辺の値となる設定デューティDtにおいて、設定デューティDtからの乖離が低減して、平均デューティDavと同様、設定デューティDtに対して線形変化し、出力平均デューティと設定デューティDtとが1対1の関係となる。
したがって、調整周期デューティDが0近辺となるときの設定デューティDtで回転速度のフィードバック制御を行っても、出力平均デューティが顕著に振れることがなく、ブラシレスモータ100の実回転速度がハンチングを起こす可能性を低減することができる。
According to such a motor controller 200, a main period duty D 1 and adjustment period duty D 2, according to the response of the switching element 214a~214f respect to the duty of the PWM signal, i.e., the switching element is not turned on by the dead zone Correction is performed in consideration of the duty range of the PWM signal. Accordingly, the output average duty of the switching element 214a~214f, in setting the duty Dt for adjusting period duty D 2 becomes a value near 0, by reducing the deviation from the preset duty cycle Dt, similar to the average duty Dav, set duty It changes linearly with respect to Dt, and the output average duty and the set duty Dt have a one-to-one relationship.
Therefore, even if the feedback control of the rotational speed setting duty Dt when adjusting period duty D 2 becomes near 0, without output average duty swings significantly, the actual rotational speed of the brushless motor 100 causes hunting The possibility can be reduced.

なお、前述の実施形態では、1周期の主周期と(N−1)周期の調整周期とで構成されるPWM信号のN周期について、説明の便宜上、N=2としたが、これに代えて、Nの値を2より大なる整数としてもよく、主周期デューティD及び調整周期デューティD〜Dについて、前述の補正と同様に補正を行うことができる。 In the above-described embodiment, the N period of the PWM signal composed of one main period and (N-1) adjustment period is set to N = 2 for convenience of explanation. , N may be an integer greater than 2, and the main cycle duty D 1 and the adjustment cycle duties D 2 to DN can be corrected in the same manner as the above-described correction.

ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。   Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiment will be described together with effects.

(イ)3相ブラシレスモータの2相に対してスイッチング素子がPWM信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に基づいて切り替えるブラシレスモータの制御装置であって、
設定されたPWM信号のデューティである設定デューティが第1所定値未満である場合、前記PWM信号の連続する複数周期のうち所定の1周期を、前記パルス誘起電圧を検出する主周期として、前記第1所定値に制限する制限手段と、
前記主周期のデューティと、前記PWM信号の複数周期のうち前記主周期以外の他の周期(調整周期)のデューティと、を平均化した平均デューティが、前記設定デューティとなるように、前記調整周期のデューティを調整する調整手段と、
前記PWM信号のデューティに対する前記スイッチング素子の応答性に応じて、前記主周期のデューティ又は前記調整周期のデューティを補正する補正手段と、
を含んで構成されるブラシレスモータの制御装置。
(B) A brushless motor control device that switches the energization mode in which the switching element applies a pulse voltage corresponding to the PWM signal to the two phases of the three-phase brushless motor based on the pulse induced voltage induced in the non-energized phase. There,
When the set duty, which is the duty of the set PWM signal, is less than a first predetermined value, the predetermined one period among a plurality of consecutive periods of the PWM signal is set as the main period for detecting the pulse induced voltage. 1 limiting means for limiting to a predetermined value;
The adjustment cycle such that an average duty obtained by averaging the duty of the main cycle and the duty of other cycle (adjustment cycle) other than the main cycle among the plurality of cycles of the PWM signal becomes the set duty. Adjusting means for adjusting the duty of
Correction means for correcting the duty of the main period or the duty of the adjustment period according to the response of the switching element to the duty of the PWM signal;
A control device for a brushless motor, comprising:

このようにすれば、設定デューティが下限デューティ(第1所定値)未満となった場合に、非通電相のパルス誘起電圧が振れ期間内でサンプリングされないように主周期デューティを下限デューティに制限するとともに、調整周期デューティを主周期デューティよりも小さく設定し、主周期デューティと調整周期デューティとを平均化した平均デューティが設定デューティとなるように調整するブラシレスモータの制御装置は、PWM信号のデューティに対するスイッチング素子の応答性に応じて、主周期デューティ及び調整周期デューティを補正することがきできる。
これにより、設定デューティとスイッチング素子の出力平均デューティとの乖離を低減して、設定デューティに対する出力平均デューティの線形性を向上させているので、回転速度のフィードバック制御における回転速度のハンチングを抑制することができる。
In this way, when the set duty becomes less than the lower limit duty (first predetermined value), the main cycle duty is limited to the lower limit duty so that the pulse induced voltage of the non-energized phase is not sampled within the fluctuation period. The control device for the brushless motor that sets the adjustment cycle duty smaller than the main cycle duty and adjusts the average duty obtained by averaging the main cycle duty and the adjustment cycle duty to be the set duty The main cycle duty and the adjustment cycle duty can be corrected according to the responsiveness of the element.
As a result, the deviation between the set duty and the output average duty of the switching element is reduced and the linearity of the output average duty with respect to the set duty is improved, so that hunting of the rotational speed in the rotational speed feedback control is suppressed. Can do.

(ロ)前記補正手段は、前記調整周期のデューティの補正内容に基づいて、前記主周期のデューティを補正することを特徴とする、(イ)に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、調整周期デューティを補正しても、主周期デューティ及び調整周期デューティの平均による平均化デューティが設定デューティとなるように主周期デューティを補正することができる。
(B) The brushless motor control device according to (A), wherein the correction unit corrects the duty of the main cycle based on the correction content of the duty of the adjustment cycle.
In this way, even if the adjustment cycle duty is corrected, it is possible to correct the main cycle duty so that the average duty by the average of the main cycle duty and the adjustment cycle duty becomes the set duty.

(ハ)前記補正手段は、前記スイッチング素子がオンしないPWM信号のデューティである不感帯に前記調整周期のデューティが含まれる場合に、前記主周期のデューティ又は前記調整周期のデューティを補正することを特徴とする(イ)又は(ロ)に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、調整周期デューティがスイッチング素子の不感帯に含まれないように調整周期デューティを補正するか、あるいは、調整周期デューティを補正しなくても、調整周期デューティに対してスイッチング素子の出力デューティにおける出力調整周期デューティが変化することを予め予測して主周期デューティを補正することができる。
(C) The correction means corrects the duty of the main period or the duty of the adjustment period when the dead band of the PWM signal that does not turn on the switching element includes the duty of the adjustment period. The brushless motor control device according to (a) or (b).
In this way, the adjustment cycle duty is corrected so that the adjustment cycle duty is not included in the dead zone of the switching element, or the output of the switching element is output with respect to the adjustment cycle duty without correcting the adjustment cycle duty. The main cycle duty can be corrected by predicting in advance that the output adjustment cycle duty in the duty changes.

(ニ)前記補正手段は、前記スイッチング素子がオンしないPWM信号のデューティである不感帯に前記調整周期のデューティが含まれないように、前記調整周期デューティを補正することを特徴とする(ハ)に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、調整周期デューティに対して、スイッチング素子の出力デューティにおける出力調整周期デューティが変化しないようにすることができる。
(D) The correction means corrects the adjustment cycle duty so that the dead band of the PWM signal that does not turn on the switching element does not include the duty of the adjustment cycle. The brushless motor control device described.
In this way, the output adjustment cycle duty at the output duty of the switching element can be prevented from changing with respect to the adjustment cycle duty.

(ホ)前記補正手段は、前記調整周期デューティを前記不感帯の半分の幅の整数倍で補正することを特徴とする(ハ)又は(ニ)に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、調整周期デューティが不感帯に含まれないようにすることができる。
(E) The control unit for the brushless motor according to (c) or (d), wherein the correction unit corrects the adjustment cycle duty by an integral multiple of a half width of the dead zone.
In this way, the adjustment cycle duty can be prevented from being included in the dead zone.

(ヘ)前記補正手段は、前記設定デューティが前記下限デューティよりも小さい第2所定値未満である場合に、前記調整周期のデューティを補正することを特徴とする、(イ)〜(ホ)に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、調整周期のディーティの一部はスイッチング素子の不感帯に含まれなくなるので、設定デューティに対するスイッチング素子の出力平均デューティの線形性が向上する。
(F) The correction means corrects the duty of the adjustment cycle when the set duty is less than a second predetermined value smaller than the lower limit duty. The brushless motor control device described.
In this way, part of the duty of the adjustment period is not included in the dead zone of the switching element, so that the linearity of the output average duty of the switching element with respect to the set duty is improved.

(ト)前記第2所定値は、前記他の周期のデューティが0となる場合のデューティであることを特徴とする、(ホ)に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、調整周期のデューティがマイナスである場合に、調整周期のデューティがスイッチング素子の不感帯に含まれないように補正することができる。
(G) The control device for a brushless motor according to (e), wherein the second predetermined value is a duty when the duty of the other period becomes zero.
In this way, when the duty of the adjustment cycle is negative, it can be corrected so that the duty of the adjustment cycle is not included in the dead zone of the switching element.

(チ)前記補正手段は、前記主周期のデューティを増大補正し、前記調整周期のデューティを減少補正することを特徴とする(イ)〜(ト)のいずれか1つに記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、下限デューティに制限された主周期のデューティを減少補正することがなく、非通電相におけるパルス誘起電圧の検出精度が担保される。このように主周期デューティを減少補正することはできず、増大補正することしかできないが、調整周期のデューティを減少補正するようにすることで、主周期デューティと調整周期デューティとを平均化した平均デューティを設定デューティに一致させることができる。
(H) The correction means increases and corrects the duty of the main period, and decreases and corrects the duty of the adjustment period. (B) The brushless motor according to any one of (a) to (g), Control device.
In this way, the duty of the main period limited to the lower limit duty is not corrected for reduction, and the detection accuracy of the pulse induced voltage in the non-energized phase is ensured. In this way, the main cycle duty cannot be reduced and can only be increased, but by reducing the adjustment cycle duty, the average of the main cycle duty and the adjustment cycle duty is averaged. The duty can be matched with the set duty.

100…ブラシレスモータ、110u…U相、110v…V相、110w…W相、120…ロータ、200…モータ制御装置、210…駆動回路、212a〜212f…スイッチング素子、302…印加電圧演算部、304…PWM発生部、306…ゲート信号切替部、308…通電モード決定部、310…比較部、312…電圧閾値切替部、316…非通電相電圧選択部、318…主周期デューティ設定部、320…調整周期デューティ設定部、322…デューティ補正部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Brushless motor, 110u ... U phase, 110v ... V phase, 110w ... W phase, 120 ... Rotor, 200 ... Motor controller, 210 ... Drive circuit, 212a-212f ... Switching element, 302 ... Applied voltage calculating part, 304 ... PWM generation unit, 306 ... gate signal switching unit, 308 ... energization mode determination unit, 310 ... comparison unit, 312 ... voltage threshold switching unit, 316 ... non-energization phase voltage selection unit, 318 ... main cycle duty setting unit, 320 ... Adjustment cycle duty setting unit, 322... Duty correction unit

Claims (4)

3相ブラシレスモータの2相に対してスイッチング素子がパルス幅変調信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に基づいて切り替えるブラシレスモータの制御装置であって、
前記パルス幅変調信号設定デューティが第1所定値未満である場合、前記パルス幅変調信号の連続する複数周期のうち所定の1周期を、前記2相のうち第1相に接続されたスイッチング素子にパルス幅変調信号を印加する周期として、前記所定の1周期のデューティを、前記パルス誘起電圧を検出する周期として前記第1所定値に制限する制限手段と、
前記第1所定値に制限された前記所定の1周期のデューティと、前記パルス幅変調信号の複数周期のうち前記所定の1周期以外の他の周期のデューティと、を平均化した平均デューティが前記設定デューティとなるように、前記他の周期のデューティを調整するものであって、前記設定デューティが前記第1所定値未満であって前記他の周期のデューティが零以上となる第2所定値以上の場合に、前記他の周期のデューティによるパルス幅変調信号は前記第1相に接続されたスイッチング素子に印加される一方、前記設定デューティが前記他の周期のデューティが零未満となる前記第2所定値未満の場合に、前記他の周期のデューティによるパルス幅変調信号は前記2相のうち第2相に接続されたスイッチング素子に印加される、調整手段と、
前記設定デューティが前記第2所定値未満である場合に、前記他の周期のデューティが、前記第2相に接続されたスイッチング素子がオンしない不感帯となる値であるときには、前記他の周期のデューティを前記不感帯から外れるように第1の所定量で減少補正するとともに、前記所定の1周期のデューティを前記第1の所定量で増大補正する、補正手段と、
を含んで構成されるブラシレスモータの制御装置。
A control device for a brushless motor that switches an energization mode in which a switching element applies a pulse voltage corresponding to a pulse width modulation signal to two phases of a three-phase brushless motor based on a pulse induced voltage induced in a non-energized phase. And
When the set duty of the pulse width modulation signal is less than a first predetermined value, a switching element connected to a predetermined one of a plurality of consecutive periods of the pulse width modulation signal and the first phase of the two phases Limiting means for limiting the duty of the predetermined one period to the first predetermined value as a period of detecting the pulse induced voltage as a period of applying the pulse width modulation signal to
An average duty obtained by averaging the duty of the predetermined one period limited to the first predetermined value and the duty of a period other than the predetermined one of the plurality of periods of the pulse width modulation signal is A duty of the other period is adjusted so as to become a set duty, and the set duty is less than the first predetermined value and the duty of the other period is equal to or greater than a second predetermined value. In this case, the pulse width modulation signal with the duty of the other period is applied to the switching element connected to the first phase, while the set duty becomes the duty of the other period less than zero. If it is less than the predetermined value, the pulse width modulation signal according to the duty of the other period is applied to the switching element connected to the second phase of the two phases, and adjusting means
When the set duty is less than the second predetermined value, when the duty of the other period is a value that becomes a dead zone in which the switching element connected to the second phase is not turned on, the duty of the other period Correction means for correcting the decrease by a first predetermined amount so as to deviate from the dead zone, and for increasing the duty of the predetermined one period by the first predetermined amount ;
A control device for a brushless motor, comprising:
前記補正手段は、前記設定デューティが前記第2所定値以上である場合に、前記他の周期のデューティが、前記第1相に接続されたスイッチング素子がオンしない不感帯となる値であるときには、前記他の周期のデューティを前記不感帯から外れるように第2の所定量で減少補正するとともに、前記所定の1周期のデューティを前記第2の所定量で増大補正す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制御装置。 When the set duty is equal to or greater than the second predetermined value , the correction means is configured such that when the duty of the other period is a value that is a dead zone in which the switching element connected to the first phase is not turned on. The duty of another period is corrected to be decreased by a second predetermined amount so as to deviate from the dead zone, and the duty of the predetermined period is increased to be corrected by the second predetermined amount. The control device of the brushless motor described in 1. 前記補正手段は、前記設定デューティが前記第2所定値以上である場合に、前記他の周期のデューティが、前記第1相に接続されたスイッチング素子がオンしない不感帯となる値であるときには、前記所定の1周期のデューティに前記他の周期のデューティを加算して前記所定の1周期のデューティを補正す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制御装置。 When the set duty is equal to or greater than the second predetermined value , the correction means is configured such that when the duty of the other period is a value that is a dead zone in which the switching element connected to the first phase is not turned on. The brushless motor control device according to claim 1 , wherein the duty of the predetermined cycle is corrected by adding the duty of the other cycle to the duty of the predetermined cycle. 3相ブラシレスモータの2相に対してスイッチング素子がパルス幅変調信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に基づいて切り替えるブラシレスモータのコントロールユニットが、
前記パルス幅変調信号の設定デューティが第1所定値未満である場合、前記パルス幅変調信号の連続する複数周期のうち所定の1周期を、前記2相のうち第1相に接続されたスイッチング素子にパルス幅変調信号を印加する周期として、前記所定の1周期のデューティを、前記パルス誘起電圧を検出する周期として前記第1所定値に制限し、
前記第1所定値に制限された前記所定の1周期のデューティと、前記パルス幅変調信号の複数周期のうち前記所定の1周期以外の他の周期のデューティと、を平均化した平均デューティが、前記設定デューティとなるように、前記他の周期のデューティを調整し、
前記設定デューティが前記第1所定値未満であって前記他の周期のデューティが零以上となる第2所定値以上の場合に、前記他の周期のデューティによるパルス幅変調信号を前記2相のうち前記第1相に接続されたスイッチング素子に印加する一方、前記設定デューティが前記他の周期のデューティが零未満となる前記第2所定値未満の場合に、前記他の周期のデューティによるパルス幅変調信号を前記2相のうち第2相に接続されたスイッチング素子に印加し、
前記設定デューティが前記第2所定値未満である場合に、前記他の周期のデューティが、前記第2相に接続されたスイッチング素子がオンしない不感帯となる値であるときには、前記他の周期のデューティを前記不感帯から外れるように所定量で減少補正するとともに、前記所定の1周期のデューティを前記所定量で増大補正する、
ブラシレスモータの制御方法。
A control unit for a brushless motor that switches an energization mode in which a switching element applies a pulse voltage corresponding to a pulse width modulation signal to two phases of a three-phase brushless motor based on a pulse induced voltage induced in a non-energized phase.
When the set duty of the pulse width modulation signal is less than a first predetermined value, a switching element connected to a predetermined one of a plurality of consecutive periods of the pulse width modulation signal and the first phase of the two phases As a period for applying the pulse width modulation signal to the predetermined period, the duty of the predetermined period is limited to the first predetermined value as a period for detecting the pulse induced voltage,
An average duty obtained by averaging the duty of the predetermined one period limited to the first predetermined value and the duty of a period other than the predetermined one of the plurality of periods of the pulse width modulation signal, Adjust the duty of the other period to be the set duty,
When the set duty is less than the first predetermined value and the duty of the other period is equal to or greater than a second predetermined value that is equal to or greater than zero, a pulse width modulation signal with the duty of the other period is selected from the two phases. When the setting duty is applied to the switching element connected to the first phase and the set duty is less than the second predetermined value where the duty of the other period is less than zero, the pulse width modulation by the duty of the other period Applying a signal to the switching element connected to the second phase of the two phases;
When the set duty is less than the second predetermined value, when the duty of the other period is a value that becomes a dead zone in which the switching element connected to the second phase is not turned on, the duty of the other period Is reduced by a predetermined amount so as to deviate from the dead zone, and the duty of the predetermined cycle is increased by the predetermined amount.
Brushless motor control method.
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