JP6451361B2 - Control device for three-phase rotating electric machine - Google Patents

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Description

本発明は、インバータを操作することで前記3相回転電機の制御量を制御する3相回転電機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a three-phase rotating electric machine that controls a control amount of the three-phase rotating electric machine by operating an inverter.

たとえば特許文献1には、3相回転電機の回転速度が低い領域においては、端子電圧から誘起電圧を検出可能なオーバーラップ量で矩形波通電を行って且つ、回転速度が高い領域においては、オーバーラップ量を増加させるセンサレス処理装置が提案されている。ここで、オーバーラップ量を増加させたときには、端子電圧から誘起電圧を検出することができない。そこで、この装置では、回転速度が高い領域において、U相上側アームのスイッチング素子をオン操作するタイミングを遅延させることで、オーバーラップ量を減らして誘起電圧を検出する。   For example, in Patent Document 1, in a region where the rotational speed of a three-phase rotating electrical machine is low, rectangular wave energization is performed with an overlap amount that can detect the induced voltage from the terminal voltage, and in a region where the rotational speed is high, Sensorless processing devices that increase the amount of lap have been proposed. Here, when the overlap amount is increased, the induced voltage cannot be detected from the terminal voltage. Therefore, in this device, in the region where the rotational speed is high, the timing of turning on the switching element of the U-phase upper arm is delayed to detect the induced voltage while reducing the overlap amount.

特開2010−252406号公報JP 2010-252406 A

ただし、上記の場合、回転速度が高い領域では誘起電圧に基づく位置検出の頻度が、「360°」に1回となり、回転速度が低い領域における位置検出の頻度である「60°」に1回と比較して低くなる。そして、位置検出の頻度が低くなると、回転変動に対する耐性が低下し、ひいては制御の安定性の低下を招くことが懸念される。   However, in the above case, the frequency of position detection based on the induced voltage is once in “360 °” in the region where the rotational speed is high, and once in “60 °” which is the frequency of position detection in the region where the rotational speed is low. It becomes low compared with. And if the frequency of position detection becomes low, the tolerance with respect to a rotation fluctuation | variation will fall, and as a result, we are anxious about causing the fall of stability of control.

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転変動に対する耐性の低下を抑制することとオーバーラップ量を確保することとの好適な両立を図ることのできる3相回転電機の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is a three-phase rotation capable of achieving a suitable balance between suppressing a decrease in resistance to rotational fluctuation and ensuring an overlap amount. The object is to provide an electric control device.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.インバータを操作することで3相回転電機の制御量を制御する3相回転電機の制御装置において、前記インバータは、直流電圧源の高電圧側および低電圧側の各電圧源端子と3相回転電機の各巻線端子との間を開閉する一対のスイッチング素子を複数備えるものであり、前記3相回転電機の3つの巻線端子のそれぞれに接続された前記高電圧側および前記低電圧側の一対のスイッチング素子のそれぞれのオン操作に先立ち、該オン操作の対象とする前記スイッチング素子に接続された巻線端子に現れる前記3相回転電機の誘起電圧の位相が所定の位相となるタイミングを検出することにより前記3相回転電機の回転角度情報を取得する処理を実行する前記3相回転電機の回転角センサレス処理部と、前記3つの巻線端子の全てで前記一対のスイッチング素子のいずれか一方がオン状態となる通電角度領域の長さであるオーバーラップ量をゼロ以上とする第1モードと、前記オーバーラップ量が前記第1モードにおける量よりも長い第2モードとを切り替える切替処理部と、を備え、前記切替処理部は、前記第2モードにおいて、前記3相回転電機の電気角加速度の絶対値が閾値以上となる場合、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
1. In the control device for a three-phase rotating electric machine that controls the control amount of the three-phase rotating electric machine by operating the inverter, the inverter includes the voltage source terminals on the high voltage side and the low voltage side of the DC voltage source, and the three-phase rotating electric machine. A plurality of a pair of switching elements for opening and closing between each of the winding terminals, and a pair of the high voltage side and the low voltage side connected to each of the three winding terminals of the three-phase rotating electrical machine Prior to each on-operation of the switching element, detecting a timing at which the phase of the induced voltage of the three-phase rotating electrical machine appearing at a winding terminal connected to the switching element to be turned on becomes a predetermined phase. The rotation angle sensorless processing unit of the three-phase rotating electric machine that executes the process of acquiring the rotation angle information of the three-phase rotating electric machine and the pair of screws at all of the three winding terminals. A first mode in which the overlap amount, which is the length of the energization angle region in which any one of the etching elements is turned on, is zero or more, and a second mode in which the overlap amount is longer than the amount in the first mode A switching processing unit that switches between the second mode and the first mode when the absolute value of the electrical angular acceleration of the three-phase rotating electrical machine is greater than or equal to a threshold value in the second mode. It is characterized by switching to.

上記構成では、3相回転電機の3つの巻線端子のそれぞれに接続された高電圧側および低電圧側の一対のスイッチング素子のそれぞれのオン操作に先立ち、上記所定の位相となるタイミングを回転角度情報として利用するために検出する処理を実行する。このため、電気角の1周期において、所定の位相となるタイミングの検出機会が6回となるため、所定の位相の検出頻度を十分に確保することができる。   In the above configuration, prior to each on operation of the pair of switching elements on the high voltage side and the low voltage side connected to each of the three winding terminals of the three-phase rotating electrical machine, the timing at which the predetermined phase is reached is defined as the rotation angle. A detection process is performed for use as information. For this reason, since the detection opportunity of the timing which becomes a predetermined phase is 6 times in one cycle of the electrical angle, the detection frequency of the predetermined phase can be sufficiently secured.

ただし、第2モードにおけるオーバーラップ量は、第1モードにおけるオーバーラップ量よりも長いため、回転角加速度の絶対値が大きくなる場合には、所定の位相を検出できないおそれが生じやすい。すなわちたとえば、直近の過去2つの所定の位相となるタイミング間における回転速度よりもその後の回転速度が上昇するなら、オン操作の対象とするスイッチング素子に接続された巻線端子の電圧から誘起電圧を検出可能となるよりも前に所定の位相が出現し、結果として所定の位相を検出できないおそれがある。そして、所定の位相を検出できない場合には、制御性が低下する。このため、第2モードにおいては第1モードにおけるよりも回転変動に対する耐性が低下するものと考えられる。この点、上記構成では、回転角加速度の絶対値が閾値以上となる場合、第2モードから第1モードに切り替えることで、回転変動に対する耐性の低下を抑制することとオーバーラップ量を確保することとの好適な両立を図ることができる。   However, since the overlap amount in the second mode is longer than the overlap amount in the first mode, there is a possibility that the predetermined phase cannot be detected when the absolute value of the rotational angular acceleration is large. That is, for example, if the subsequent rotational speed is higher than the rotational speed between the timings of the two most recent predetermined phases, the induced voltage is calculated from the voltage of the winding terminal connected to the switching element to be turned on. There is a possibility that the predetermined phase appears before detection becomes possible, and as a result, the predetermined phase cannot be detected. And when a predetermined phase cannot be detected, controllability falls. For this reason, it is considered that the second mode is less resistant to rotational fluctuations than in the first mode. In this regard, in the above configuration, when the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold, switching from the second mode to the first mode suppresses a decrease in resistance to rotational fluctuations and ensures an overlap amount. It is possible to achieve a suitable balance.

2.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記第2モードにおいて、前記所定の位相となるタイミングの過去複数回の検出結果に基づき予測される前記対象となるスイッチング素子のオン操作タイミングを前記誘起電圧の検出期間であるモニタ期間の終点に設定する設定処理部と、前記モニタ期間において誘起電圧をモニタするモニタ処理部とを備え、前記切替処理部は、前記モニタ期間に前記所定の位相を検出できなかった場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える。   2. In the control device for a three-phase rotating electrical machine according to the above 1, in the second mode, the ON operation timing of the target switching element predicted based on the detection results of the past plural times of the timing at which the predetermined phase is reached A setting processing unit configured to set an end point of a monitoring period that is a detection period of the induced voltage; and a monitor processing unit that monitors the induced voltage in the monitoring period, wherein the switching processing unit sets the predetermined phase in the monitoring period. If not detected, the second mode is switched to the first mode, assuming that the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to a threshold value.

上記のようにモニタ期間の終点を設定する場合、予測されるオン操作タイミングまでモニタ期間となることから、回転角加速度の絶対値が小さい場合には、所定の位相となるタイミングがモニタ期間に含まれると考えられる。したがって、モニタ期間に所定の位相を検出できない場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上であると判断する。   When the end point of the monitoring period is set as described above, the monitoring period is until the predicted on-operation timing. Therefore, when the absolute value of the rotational angular acceleration is small, the timing for the predetermined phase is included in the monitoring period. It is thought that. Therefore, when the predetermined phase cannot be detected during the monitoring period, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

3.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記検出される所定の位相間の時間差に基づき、前記3相回転電機の回転速度およびその相関値のいずれかである速度相当値を算出する速度算出処理部を備え、前記切替処理部は、前記速度算出処理部によって算出される速度相当値の変化速度が所定以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。   3. 2. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein a speed corresponding to a rotational speed of the three-phase rotating electrical machine and a correlation value thereof is calculated based on the detected time difference between the predetermined phases. A calculation processing unit, wherein the switching processing unit determines that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than a threshold when the change rate of the speed equivalent value calculated by the speed calculation processing unit is equal to or greater than a predetermined value. The mode is switched from the second mode to the first mode.

上記構成の場合、所定の位相は、「60°」毎に生じるものであるため、所定の位相間の時間差に基づき速度相当値を算出することができる。そして、速度相当値の変化速度は、回転角加速度に対応するため、これに基づき回転角加速度の絶対値が閾値以上であるか否かを判断する。特に、速度相当値の変化速度を用いることで、第2モードとしたのでは巻線端子の電圧のモニタを通じて誘起電圧の所定の位相を検出できなくなるか否かを早期に判断することが可能となる。そしてこの場合には、所定の位相を検出できない蓋然性を低減することができる。   In the case of the above configuration, since the predetermined phase occurs every “60 °”, the speed equivalent value can be calculated based on the time difference between the predetermined phases. Since the change speed of the speed equivalent value corresponds to the rotational angular acceleration, it is determined based on this whether or not the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than a threshold value. In particular, by using the change speed of the speed equivalent value, it is possible to determine at an early stage whether or not it becomes impossible to detect the predetermined phase of the induced voltage through the monitoring of the voltage at the winding terminal in the second mode. Become. In this case, the probability that the predetermined phase cannot be detected can be reduced.

4.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記3相回転電機を流れる電流を検出する電流検出処理部を備え、前記切替処理部は、前記電流検出処理部によって検出される電流の検出値の変動量が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。   4). 2. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a current detection processing unit that detects a current flowing through the three-phase rotating electrical machine, wherein the switching processing unit is a detection value of a current detected by the current detection processing unit. When the amount of variation of the electric field acceleration is equal to or greater than a threshold value, the second mode is switched to the first mode, assuming that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

3相回転電機を流れる電流は、3相回転電機のトルクと相関を有する。このため、電流の検出値の変動量が大きい場合には、トルクの変動量が大きくなると考えられ、ひいては回転角加速度が大きくなるおそれがある状況であると考えられる。上記構成では、この点に鑑み、電流の検出値の変動量が閾値以上となる場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上であると判断する。   The current flowing through the three-phase rotating electric machine has a correlation with the torque of the three-phase rotating electric machine. For this reason, when the fluctuation amount of the detected current value is large, the fluctuation amount of the torque is considered to be large, and as a result, the rotational angular acceleration may be increased. In the above configuration, in view of this point, when the fluctuation amount of the detected current value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

5.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記切替処理部は、前記インバータの入力電圧の検出値の変動量が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。   5. In the control device for a three-phase rotating electrical machine according to 1 above, the switching processing unit assumes that the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to the threshold when the amount of change in the detected value of the input voltage of the inverter is greater than or equal to the threshold. The second mode is switched to the first mode.

上記入力電圧が高い場合には低い場合よりもインバータが3相回転電機の巻線端子に印加する電圧が高くなる。このため、入力電圧が高い場合には低い場合よりも3相回転電機の回転速度が上昇する。このため、入力電圧の検出値の変動量が大きい場合、3相回転電機の回転速度の変動量が大きくなる。この点に鑑み、上記構成では、入力電圧の検出値に基づき、電気角加速度の絶対値が閾値以上であるか否かを判断する。特に、入力電圧の変動は、回転角加速度を変化させる原因となるものであるため、入力電圧の検出値を用いることで、第2モードによっては所定の位相を検出できないおそれがある状況下、迅速に第1モードに切り替えることも可能となる。   When the input voltage is high, the voltage applied by the inverter to the winding terminals of the three-phase rotating electrical machine is higher than when the input voltage is low. For this reason, when the input voltage is high, the rotational speed of the three-phase rotating electrical machine is higher than when the input voltage is low. For this reason, when the fluctuation amount of the detected value of the input voltage is large, the fluctuation amount of the rotation speed of the three-phase rotating electrical machine becomes large. In view of this point, in the above configuration, it is determined whether or not the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to the threshold value based on the detected value of the input voltage. In particular, since fluctuations in the input voltage cause changes in the rotational angular acceleration, using the detected value of the input voltage allows rapid detection in situations where the predetermined phase may not be detected depending on the second mode. It is also possible to switch to the first mode.

6.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記3相回転電機を流れる電流を検出する電流検出処理部と、前記検出された電流を電流指令値に制御する電流フィードバック処理部とを備え、前記切替処理部は、前記電流検出処理部によって検出される電流の検出値と前記電流指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。   6). In the control device for a three-phase rotating electrical machine according to the above-described item 1, the apparatus includes a current detection processing unit that detects a current flowing through the three-phase rotating electrical machine, and a current feedback processing unit that controls the detected current to a current command value. When the absolute value of the difference between the detected current value detected by the current detection processing unit and the current command value is greater than or equal to a threshold value, the switching processing unit assumes that the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to the threshold value. The second mode is switched to the first mode.

電流の検出値と電流指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、電流フィードバック処理部によって、この差を縮めるように制御がなされることから、電流の変動量が大きくなると考えられる。そして、電流の変動量が大きくなると3相回転電機のトルクの変動量が大きくなることから、回転角加速度の絶対値が大きくなる可能性が高い。上記構成では、この点に鑑み、電流の検出値と電流指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上となる場合であると判断する。   If the absolute value of the difference between the detected current value and the current command value is greater than or equal to the threshold value, the current feedback processing unit is controlled to reduce this difference, so that the amount of current fluctuation is considered to increase. When the current fluctuation amount increases, the torque fluctuation amount of the three-phase rotating electrical machine increases, and therefore the absolute value of the rotational angular acceleration is likely to increase. In the above configuration, in view of this point, when the absolute value of the difference between the detected current value and the current command value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

7.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記3相回転電機を流れる電流を検出する電流検出処理部を備え、前記切替処理部は、前記電流検出処理部によって検出される電流の絶対値が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。   7). 2. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to the above item 1, further comprising a current detection processing unit that detects a current flowing through the three-phase rotating electrical machine, wherein the switching processing unit is an absolute value of the current detected by the current detection processing unit. When is greater than or equal to a threshold, the absolute value of the electrical angular acceleration is assumed to be greater than or equal to the threshold, and the second mode is switched to the first mode.

3相回転電機の回転軸に加わるトルクの想定される範囲から、3相回転電機を流れる電流の絶対値についても想定される範囲が存在すると考えられる。このため、3相回転電機を流れる電流の絶対値が過度に大きい場合には、3相回転電機の回転状態が定常的な回転状態から大きく離れて、回転角加速度が大きくなると考えられる。上記構成では、この点に鑑み、電流の絶対値が閾値以上となる場合、電気角加速度の絶対値が閾値以上となると判断する。   From the assumed range of torque applied to the rotating shaft of the three-phase rotating electrical machine, it is considered that there is an assumed range for the absolute value of the current flowing through the three-phase rotating electrical machine. For this reason, when the absolute value of the current flowing through the three-phase rotating electrical machine is excessively large, the rotational state of the three-phase rotating electrical machine is greatly deviated from the steady rotational state, and the rotational angular acceleration is increased. In the above configuration, in view of this point, when the absolute value of the current is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

8.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記検出される所定の位相間の時間差に基づき、前記3相回転電機の回転速度およびその相関値のいずれかである速度相当値を算出する速度算出処理部と、前記算出された速度相当値を速度指令値にフィードバック制御する速度フィードバック処理部と、を備え、前記切替処理部は、前記速度相当値と前記速度指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする。   8). 2. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein a speed corresponding to a rotational speed of the three-phase rotating electrical machine and a correlation value thereof is calculated based on the detected time difference between the predetermined phases. A calculation processing unit, and a speed feedback processing unit that feedback-controls the calculated speed equivalent value to a speed command value, wherein the switching processing unit is an absolute value of a difference between the speed equivalent value and the speed command value When is greater than or equal to a threshold, the absolute value of the electrical angular acceleration is assumed to be greater than or equal to the threshold, and the second mode is switched to the first mode.

速度相当値と速度指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、速度フィードバック処理部によって、この差を縮めるように制御がなされることから、回転角加速度の絶対値が大きくなると考えられる。上記構成では、この点に鑑み、速度相当値と速度指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上となる場合と判断する。   When the absolute value of the difference between the speed equivalent value and the speed command value is greater than or equal to the threshold value, the speed feedback processing unit is controlled to reduce this difference, so the absolute value of the rotational angular acceleration is considered to increase. . In the above configuration, in view of this point, when the absolute value of the difference between the speed equivalent value and the speed command value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

9.上記1記載の3相回転電機の制御装置において、前記検出される所定の位相間の時間差に基づき、前記3相回転電機の回転速度およびその相関値のいずれかである速度相当値を算出する速度算出処理部を備え、前記切替処理部は、前記速度相当値が規定速度以下である場合、前記第2モードから第1モードに切り替えることを特徴とする。   9. 2. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein a speed corresponding to a rotational speed of the three-phase rotating electrical machine and a correlation value thereof is calculated based on the detected time difference between the predetermined phases. A switching processing unit is provided, and the switching processing unit switches from the second mode to the first mode when the speed equivalent value is equal to or lower than a specified speed.

3相回転電機の回転速度が過度に低い場合、3相回転電機の回転状態が安定しない傾向にある。上記構成では、この点に鑑み、速度相当値が規定速度以下である場合、第1モードに切り替えることで、所定の位相を検出できる可能性を高め、ひいては回転状態が不安定となることを抑制する。   When the rotational speed of the three-phase rotating electrical machine is excessively low, the rotational state of the three-phase rotating electrical machine tends to be unstable. In the above configuration, in view of this point, when the speed equivalent value is equal to or less than the specified speed, switching to the first mode increases the possibility that a predetermined phase can be detected, thereby suppressing the rotation state from becoming unstable. To do.

10.上記1〜9のいずれか1項に記載の3相回転電機の制御装置において、前記所定の位相の検出に基づくことなく、前記インバータを操作することで前記3相回転電機を起動する起動処理部を備え、前記切替処理部は、前記起動処理部の処理の完了後、所定期間にわたって、前記第1モードを選択することを特徴とする。   10. 10. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to any one of 1 to 9, wherein the start-up processing unit starts the three-phase rotating electrical machine by operating the inverter without being based on detection of the predetermined phase. The switching processing unit selects the first mode over a predetermined period after the processing of the activation processing unit is completed.

起動処理部による処理の完了後間もない期間は、回転速度が安定しない傾向がある。上記構成では、この点に鑑み、完了後、所定期間にわたって第1モードを選択することで、回転速度が安定しない状況において、所定の位相を検出できる可能性を高め、ひいては回転状態が不安定となることを抑制する。   There is a tendency that the rotation speed is not stable during a period immediately after the completion of the processing by the activation processing unit. In the above configuration, in view of this point, by selecting the first mode over a predetermined period after completion, the possibility that a predetermined phase can be detected in a situation where the rotational speed is not stable is increased, and thus the rotational state is unstable. To suppress.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. (a)および(b)は、同実施形態にかかる第1モードおよび第2モードを示すタイムチャート。(A) And (b) is a time chart which shows the 1st mode and 2nd mode concerning the embodiment. (a)および(b)は、同実施形態にかかる電流フィードバック制御による操作量の推移を示すタイムチャート。(A) And (b) is a time chart which shows transition of the operation amount by the current feedback control concerning the embodiment. オーバーラップ量とトルクリップルとの関係を示すタイムチャート。The time chart which shows the relationship between overlap amount and torque ripple. オーバーラップ量とトルクリップルとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between overlap amount and torque ripple. 上記実施形態にかかるモータの駆動処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the drive process of the motor concerning the said embodiment. 同実施形態にかかる回転速度の算出処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the rotational speed concerning the embodiment. 同実施形態にかかるモード切替処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the mode switching process concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかるシステム構成図。The system block diagram concerning 2nd Embodiment. (a)および(b)は、同実施形態にかかる速度フィードバック制御による操作量の推移を示すタイムチャート。(A) And (b) is a time chart which shows transition of the operation amount by the speed feedback control concerning the embodiment. 同実施形態にかかるモード切替処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the mode switching process concerning the embodiment.

<第1の実施形態>
以下、3相回転電機の制御装置の第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a control device for a three-phase rotating electrical machine will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。図1に示すモータ10は、表面磁石同期電動機(SPMSM)である。また、モータ10は、3個のステータコイル同士がY結線されたものである。モータ10は、車両の駆動系に備えられるCVT(無段変速装置)14にオイルを吐出するオイルポンプ12に内蔵されている。モータ10には、インバータINVを介してバッテリ(直流電圧源)16が接続されている。インバータINVは、バッテリ16の高電圧側の電圧源端子および低電圧側の電圧源端子のそれぞれとモータ10の3個の巻線端子のそれぞれとの間を開閉する回路である。なお、巻線端子とは、ステータコイルの端子であって、モータ10の外部の部材とステータコイルとを接続する部分である。   FIG. 1 shows a system configuration according to the present embodiment. The motor 10 shown in FIG. 1 is a surface magnet synchronous motor (SPMSM). Further, the motor 10 is obtained by Y-connecting three stator coils. The motor 10 is built in an oil pump 12 that discharges oil to a CVT (continuously variable transmission) 14 provided in the drive system of the vehicle. A battery (DC voltage source) 16 is connected to the motor 10 via an inverter INV. The inverter INV is a circuit that opens and closes between each of the high voltage side voltage source terminal and the low voltage side voltage source terminal of the battery 16 and each of the three winding terminals of the motor 10. The winding terminal is a terminal of the stator coil and is a portion that connects a member outside the motor 10 and the stator coil.

なお、図1においては、インバータINVを構成するスイッチング素子(MOS電界効果トランジスタ)の符号のうちモータ10の3個の巻線端子のそれぞれに接続されるものに、「u,v,w」のそれぞれを付与し、また、上側アームに「p」を、下側アームに「n」を付与している。なお、以下では、「u,v,w」を総括して「¥」と表記し、「p,n」を総括して「#」と表記する。すなわち、インバータINVは、バッテリ16の高電圧側の電圧源端子とモータ10の巻線端子との間を開閉するスイッチング素子S¥pと、バッテリ16の低電圧側の電圧源端子とモータ10の巻線端子との間を開閉するスイッチング素子S¥nとの直列接続体を備えて構成されている。なお、これらスイッチング素子S¥#のそれぞれにはダイオードD¥#が逆並列接続されている。   In FIG. 1, among the symbols of the switching elements (MOS field effect transistors) constituting the inverter INV, those connected to each of the three winding terminals of the motor 10 are “u, v, w”. In addition, “p” is given to the upper arm and “n” is given to the lower arm. In the following, “u, v, w” are collectively expressed as “¥”, and “p, n” are collectively expressed as “#”. That is, the inverter INV includes a switching element S ¥ p that opens and closes between the high voltage side voltage source terminal of the battery 16 and the winding terminal of the motor 10, and the low voltage side voltage source terminal of the battery 16 and the motor 10. A series connection body with a switching element S ¥ n that opens and closes between the winding terminals is provided. A diode D ¥ # is connected in antiparallel to each of the switching elements S ¥ #.

バッテリ16の高電圧側の電圧源端子および低電圧側の電圧源端子に接続されるインバータINVの一対の入力端子の間には、電圧センサ18が設けられており、電圧センサ18によってインバータINVの入力電圧Vdcが検出される。また、インバータINVの低電圧側の入力端子とバッテリ16の低電圧側の電圧源端子との間(低電圧側の直流母線)には、シャント抵抗20が設けられている。そしてシャント抵抗20の両端の電圧降下は、電圧センサ22によって検出される。電圧センサ22は、電圧降下の検出によって、直流母線を流れる電流Iを検出する。   A voltage sensor 18 is provided between a pair of input terminals of the inverter INV connected to the voltage source terminal on the high voltage side and the voltage source terminal on the low voltage side of the battery 16. An input voltage Vdc is detected. Further, a shunt resistor 20 is provided between the input terminal on the low voltage side of the inverter INV and the voltage source terminal on the low voltage side of the battery 16 (DC bus on the low voltage side). The voltage drop across the shunt resistor 20 is detected by the voltage sensor 22. Voltage sensor 22 detects current I flowing through the DC bus by detecting a voltage drop.

制御装置30は、位相検出回路32と、制御部34とを備えている。ここで、位相検出回路32は、モータ10の端子電圧V¥に誘起電圧が現れるときに、同誘起電圧の所定の位相を検出するものである。本実施形態では、所定の位相を、各巻線端子に現れる誘起電圧の符号が反転する位相とする。換言すれば、誘起電圧のゼロクロスが生じる位相とする。位相検出回路32の構成としては、周知技術を適用すればよい。具体的には、たとえば、中性点の電圧と各端子電圧V¥との大小の反転タイミングをゼロクロスタイミングとして検出するものや、インバータINVの入力電圧の「1/2」と各端子電圧V¥との大小の反転タイミングをゼロクロスタイミングとして検出するもの等を採用することができる。   The control device 30 includes a phase detection circuit 32 and a control unit 34. Here, the phase detection circuit 32 detects a predetermined phase of the induced voltage when the induced voltage appears in the terminal voltage V ¥ of the motor 10. In the present embodiment, the predetermined phase is a phase in which the sign of the induced voltage appearing at each winding terminal is inverted. In other words, the phase is such that an induced voltage zero-cross occurs. A known technique may be applied as the configuration of the phase detection circuit 32. Specifically, for example, detecting the inversion timing of the neutral point voltage and each terminal voltage V ¥ as the zero cross timing, or “1/2” of the input voltage of the inverter INV and each terminal voltage V ¥ It is possible to employ one that detects the small and large inversion timing as zero cross timing.

制御部34は、中央処理装置(CPU)と記憶装置とを備え、記憶装置に格納されたプログラムをCPUによって実行することで、モータ10の制御量を制御すべく、インバータINVを操作する。すなわち、インバータINVのスイッチング素子S¥#に操作信号g¥#を出力することで、インバータINVを操作する。なお、操作信号g¥#を出力するに際しては、制御部34にドライブ回路を備え、CPUからの信号をドライブ回路を介してインバータINVに出力するようにしてもよい。   The control unit 34 includes a central processing unit (CPU) and a storage device, and operates the inverter INV to control the control amount of the motor 10 by executing a program stored in the storage device by the CPU. That is, the inverter INV is operated by outputting the operation signal g ¥ # to the switching element S ¥ # of the inverter INV. When outputting the operation signal g ¥ #, the control unit 34 may be provided with a drive circuit, and a signal from the CPU may be output to the inverter INV via the drive circuit.

図2に、本実施形態にかかるインバータINVのスイッチング操作パターンを示す。図2において、スイッチング素子S¥#が記載されている角度領域は、スイッチング素子S¥#のオン操作が許可される領域(オン操作許可領域)を示す。ここで、上側アームのスイッチング素子S¥pについては、オン操作許可領域の間、スイッチング素子S¥#が常時オン状態とされる。これに対し、下側アームのスイッチング素子S¥nについては、オン操作許可期間の間、スイッチング素子S¥nがオン・オフ操作される。ここで、スイッチング素子S¥#のオン・オフ操作の一周期に対するオン操作時間の時比率(Duty)は、モータ10の制御量としての電流Iを、制御装置30に外部から入力される電流指令値I*にフィードバック制御するうえでの操作量である。   FIG. 2 shows a switching operation pattern of the inverter INV according to the present embodiment. In FIG. 2, the angle region in which the switching element S ¥ # is written indicates a region where the on operation of the switching element S ¥ # is permitted (on operation permission region). Here, as for the switching element S ¥ p of the upper arm, the switching element S ¥ # is always in the ON state during the ON operation permission region. On the other hand, for the switching element S ¥ n of the lower arm, the switching element S ¥ n is turned on / off during the on-operation permission period. Here, the duty ratio of the ON operation time with respect to one cycle of the ON / OFF operation of the switching element S ¥ # is a current command input from the outside to the control device 30 as the current I as the control amount of the motor 10. This is the operation amount for feedback control to the value I *.

図3に、電流フィードバック制御する際の時比率を例示する。図3(a)と図3(b)とは、入力電圧Vdcが同一である場合において、電流指令値I*が大きい場合と小さい場合との時比率を対比して例示したものである。図示されるように、時比率を大きくすることで、電流Iを大きくすることができるため、電流指令値I*が大きい場合、時比率が大きくなる傾向がある。   FIG. 3 exemplifies a duty ratio when performing current feedback control. FIG. 3A and FIG. 3B illustrate the time ratios when the current command value I * is large and small when the input voltage Vdc is the same. As shown in the figure, since the current I can be increased by increasing the duty ratio, the duty ratio tends to increase when the current command value I * is large.

図2に示されるように、制御部34は、モータ10の3個の巻線端子のそれぞれに接続されたステータコイルのうちの2個に電流を流す期間を設けてモータ10を駆動する。ここで、通電対象となる2個のステータコイルは、それらへの通電によって生成される磁束の合成ベクトルが、磁極に直交する方向を中心として進角側および遅角側に等しい幅を有する角度領域となるものとする。この角度領域を、本実施形態では、図2(a)に示す第1モードでは、「120°」の角度領域とし、図2(b)に示す第2モードでは、「130〜140°」の所定の角度領域とする。   As shown in FIG. 2, the control unit 34 drives the motor 10 by providing a period for current to flow through two of the stator coils connected to each of the three winding terminals of the motor 10. Here, the two stator coils to be energized have an angular region in which the combined vector of magnetic flux generated by energizing them has an equal width on the advance side and the retard side with respect to a direction orthogonal to the magnetic pole. It shall be In the present embodiment, this angle region is set to an angle region of “120 °” in the first mode shown in FIG. 2A, and “130 to 140 °” in the second mode shown in FIG. A predetermined angle region is set.

第1モードおよび第2モードにおけるスイッチング素子S¥#のオン操作は、次のようにして実行される。図2に示すように、上側アームのスイッチング素子S¥pと下側アームのスイッチング素子S¥nとの双方がオフ状態となっている巻線端子には、誘起電圧e¥が現れる。このため、制御部34は、モータ10の各巻線端子について、双方がオフ状態となっている期間に基づき誘起電圧の検出期間であるモニタ期間を設定し、モニタ期間に位相検出回路32が検出した誘起電圧e¥のゼロクロスタイミングを回転角度情報として用いてスイッチング素子S¥#をオン操作する。なお、図2には、ゼロクロスタイミングを破線にて示している。   The on operation of the switching element S ¥ # in the first mode and the second mode is executed as follows. As shown in FIG. 2, an induced voltage e ¥ appears at the winding terminal where both the upper arm switching element S ¥ p and the lower arm switching element S ¥ n are off. For this reason, the control unit 34 sets a monitoring period, which is a detection period of the induced voltage, based on a period in which both of the winding terminals of the motor 10 are off, and the phase detection circuit 32 detects the monitoring period. The switching element S ¥ # is turned on using the zero cross timing of the induced voltage e ¥ as the rotation angle information. In FIG. 2, the zero cross timing is indicated by a broken line.

具体的には、まず、過去の一対のゼロクロスタイミング間の時間差に基づき、モータ10の回転速度が一定である場合の次回のゼロクロスタイミングの前後の所定の角度幅を予測し、この予測された期間をモニタ期間とする。ここで、所定の角度幅は、第1モードでは、「30°」である。次に、モニタ期間においてゼロクロスタイミングが検出されることで、そのゼロクロスタイミングと直前のゼロクロスタイミングとの時間差に基づき、今回のゼロクロスタイミングからモータ10が上記所定の角度幅だけ回転するまでの時間を算出し、その時間の経過時にスイッチング素子S¥#をオン操作する。ちなみに、こうした設定によれば、モニタ期間の終点は、上記過去一対のゼロクロスタイミング間の時間差に基づき予測されるスイッチング素子S¥#のオン操作タイミングとなる。このため、本実施形態では、第1モードにおいて、モニタ期間にゼロクロスタイミングを検出できない場合、モニタ期間の終了時にスイッチング素子S¥#をオン操作する。   Specifically, first, based on a time difference between a pair of past zero cross timings, a predetermined angular width before and after the next zero cross timing when the rotational speed of the motor 10 is constant is predicted, and this predicted period Is the monitoring period. Here, the predetermined angular width is “30 °” in the first mode. Next, by detecting the zero cross timing in the monitoring period, the time from the current zero cross timing to the rotation of the motor 10 by the predetermined angle width is calculated based on the time difference between the zero cross timing and the previous zero cross timing. When the time elapses, the switching element S ¥ # is turned on. Incidentally, according to such setting, the end point of the monitoring period is the ON operation timing of the switching element S ¥ # predicted based on the time difference between the pair of past zero cross timings. For this reason, in this embodiment, in the first mode, when the zero cross timing cannot be detected in the monitoring period, the switching element S ¥ # is turned on at the end of the monitoring period.

図2(b)に示すように、第2モードでは、モータ10の3つの巻線端子の全てで上側アームのスイッチング素子S¥pおよび下側アームのスイッチング素子S¥nのうちのいずれか一方がオン状態となる通電角度領域の長さであるオーバーラップ量がゼロよりも大きく設定されている。第2モードは、モータ10のトルクリップルを低減し、オイルポンプ12の歯打ち音や振動を抑制することを狙って設けられたものである。図4に、オーバーラップ量とトルクリップルとの関係を示す。   As shown in FIG. 2B, in the second mode, any one of the switching element S ¥ p of the upper arm and the switching element S ¥ n of the lower arm at all three winding terminals of the motor 10. The overlap amount, which is the length of the energization angle region where is turned on, is set to be larger than zero. The second mode is provided with the aim of reducing torque ripple of the motor 10 and suppressing rattling noise and vibration of the oil pump 12. FIG. 4 shows the relationship between the overlap amount and torque ripple.

図4に示す曲線faは、オーバーラップ量がゼロとなる第1モードのトルク波形を示し、曲線fb,fcは、それぞれオーバーラップ量が「5°」と「10°」であるときのトルク波形を示す。図5は、トルクリップルをリップル量として定量化し、オーバーラップ量がゼロの時に対するトルクリップルの低減比率を求めたものである。図5において、トルクリップルは、トルクの平均値に対する、同平均値および瞬時値の差分の絶対値に関する最大値の割合として定量化されている。   The curve fa shown in FIG. 4 shows the torque waveform in the first mode in which the overlap amount is zero, and the curves fb and fc are the torque waveforms when the overlap amount is “5 °” and “10 °”, respectively. Indicates. FIG. 5 quantifies the torque ripple as a ripple amount and obtains the reduction ratio of the torque ripple with respect to when the overlap amount is zero. In FIG. 5, the torque ripple is quantified as the ratio of the maximum value with respect to the absolute value of the difference between the average value and the instantaneous value to the average value of the torque.

図4および図5に示すように、オーバーラップ量を増加させることでトルクリップルを低減することができる。そこで、第2モードでは、モニタ期間を確保しつつもトルクリップルを効果的に低減できるオーバーラップ量を設定している。   As shown in FIGS. 4 and 5, torque ripple can be reduced by increasing the overlap amount. Therefore, in the second mode, an overlap amount that can effectively reduce the torque ripple is set while securing the monitoring period.

ただし、図2(a)と図2(b)との対比からもわかるように、オーバーラップ量の増加は、モニタ期間の短縮をもたらす。そしてモニタ期間が短縮される場合、回転変動に対する耐性が低下する。すなわち、上述したように、本実施形態では、モニタ期間を、過去のゼロクロスタイミングに基づき、予測されるゼロクロスタイミングの前後の期間に設定しているため、回転変動が生じると、実際のゼロクロスタイミングがモニタ期間から外れやすくなる。   However, as can be seen from the comparison between FIG. 2A and FIG. 2B, the increase in the overlap amount shortens the monitoring period. And when a monitoring period is shortened, the tolerance with respect to a rotation fluctuation falls. That is, as described above, in the present embodiment, the monitoring period is set to a period before and after the predicted zero-cross timing based on the past zero-cross timing. It becomes easy to get out of the monitoring period.

そこで本実施形態では、モータ10の回転角加速度の絶対値が大きくなる場合、モニタ期間にゼロクロスタイミングを検出できないおそれがあるとして、第2モードから第1モードに切り替える。以下、これについて詳述する。   Therefore, in the present embodiment, when the absolute value of the rotational angular acceleration of the motor 10 becomes large, the second mode is switched to the first mode because the zero cross timing may not be detected during the monitoring period. This will be described in detail below.

図6に、本実施形態にかかるモータ10の駆動処理の手順を示す。この処理は、制御部34においてたとえば所定周期で繰り返し実行される。
図6に示す一連の処理において、制御部34は、まずモータ10の作動指令が出されたか否かを判断する(S10)。そして制御部34は、作動指令が出されたと判断する場合(S10:YES)、モータ10の起動処理を実行する(S12)。ここで、モータ10の回転速度が低い場合には、誘起電圧e¥の絶対値が小さいことから、誘起電圧e¥に基づくセンサレス処理を行う代わりに、図2(a)に示したスイッチングパターンにてスイッチング素子S¥#を所定の周波数で操作する。続いて制御部34では、誘起電圧e¥のゼロクロスタイミングを検出できるか否かを判断する(S14)。この処理は、誘起電圧e¥に基づくセンサレス処理を実行できるか否かを判断するためのものである。なお、ここでは、モニタ期間に誘起電圧e¥の絶対値が所定以上となって且つ、符号の反転が検知される場合に、実行できると判断すればよい。
FIG. 6 shows a procedure for driving the motor 10 according to the present embodiment. This process is repeatedly executed in the control unit 34 at a predetermined cycle, for example.
In the series of processes shown in FIG. 6, the control unit 34 first determines whether or not an operation command for the motor 10 has been issued (S10). When determining that the operation command has been issued (S10: YES), the control unit 34 executes a startup process of the motor 10 (S12). Here, when the rotational speed of the motor 10 is low, the absolute value of the induced voltage e ¥ is small. Therefore, instead of performing sensorless processing based on the induced voltage e ¥, the switching pattern shown in FIG. The switching element S ¥ # is operated at a predetermined frequency. Subsequently, the control unit 34 determines whether or not the zero cross timing of the induced voltage e ¥ can be detected (S14). This process is for determining whether the sensorless process based on the induced voltage e ¥ can be executed. Here, it may be determined that it can be executed when the absolute value of the induced voltage e ¥ is greater than or equal to a predetermined value during the monitoring period and sign inversion is detected.

制御部34は、ゼロクロスタイミングの検出が可能となる場合(S14:YES)、ゼロクロスタイミングに基づき、第1モードでのセンサレス処理を実行する(S16)。ここで第1モードを選択するのは、起動処理の完了直後においては、回転速度の変動が大きいと考えられるためである。すなわち、ステップS16の処理に移行する以前においては、モータ10の回転角度を把握することなく図2(a)に示したスイッチングパターンでスイッチング操作をするために、モータ10によって生成されるトルクが十分ではなく、ステップS16の処理が定常的になされる場合と比較して回転速度が低い。このため、ステップS16の処理に移行することで、モータ10の回転速度が上昇すると考えられる。   When the zero cross timing can be detected (S14: YES), the control unit 34 performs sensorless processing in the first mode based on the zero cross timing (S16). Here, the reason why the first mode is selected is that the fluctuation of the rotation speed is considered to be large immediately after the start-up process is completed. That is, before shifting to the process of step S16, the torque generated by the motor 10 is sufficient to perform the switching operation with the switching pattern shown in FIG. 2A without grasping the rotation angle of the motor 10. Instead, the rotational speed is low compared to the case where the process of step S16 is performed constantly. For this reason, it is thought that the rotational speed of the motor 10 increases by shifting to the process of step S16.

その後、制御部34は、回転速度が安定したか否かを判断する(S18)。そして、制御部34は、回転速度が安定したと判断する場合(S18:YES)、ゼロクロスタイミングに基づく第2モードでのセンサレス処理を実行する(S20)。   Thereafter, the control unit 34 determines whether or not the rotation speed is stable (S18). If the controller 34 determines that the rotation speed is stable (S18: YES), the controller 34 performs sensorless processing in the second mode based on the zero cross timing (S20).

なお、制御部34は、ステップS10において否定判断する場合や、ステップS20の処理が完了する場合には、図6に示した処理を一旦終了する。
上述したように、制御部34は、ゼロクロスタイミングに基づくセンサレス処理時に、一対のゼロクロスタイミング間の時間差を算出する処理を実行する。特に、本実施形態では、モータ10の回転速度(電気角速度)ωを算出する処理を行う。
Note that if the control unit 34 makes a negative determination in step S10 or if the process of step S20 is completed, the process shown in FIG. 6 is temporarily terminated.
As described above, the control unit 34 performs a process of calculating a time difference between a pair of zero cross timings at the time of sensorless processing based on the zero cross timings. In particular, in the present embodiment, processing for calculating the rotational speed (electrical angular speed) ω of the motor 10 is performed.

図7に、回転速度ωの算出処理の手順を示す。この処理は、ゼロクロスタイミングに基づくセンサレス処理の実行中に、制御部34によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 7 shows the procedure for calculating the rotational speed ω. This process is repeatedly executed by the control unit 34, for example, at a predetermined cycle during the execution of the sensorless process based on the zero cross timing.

この一連の処理において、制御部34は、まず、ゼロクロスタイミングを検出したか否かを判断する(S30)。そして制御部34は、ゼロクロスタイミングを検出した場合(S30:YES)、今回のゼロクロスタイミングと前回のゼロクロスタイミングとの時間差ΔTを算出する(S32)。そして制御部34は、時間差ΔTに基づき、回転速度ωを算出する(S34)。   In this series of processing, the control unit 34 first determines whether or not zero cross timing is detected (S30). When detecting the zero cross timing (S30: YES), the control unit 34 calculates a time difference ΔT between the current zero cross timing and the previous zero cross timing (S32). Then, the control unit 34 calculates the rotation speed ω based on the time difference ΔT (S34).

なお制御部34は、ステップS34の処理が完了する場合や、ステップS30において否定判断する場合には、図7に示す一連の処理を一旦終了する。
図8に、本実施形態にかかる第1モードと第2モードとの切替処理の手順を示す。この処理は、制御部34によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
Note that when the process of step S34 is completed or when a negative determination is made in step S30, the control unit 34 temporarily ends the series of processes shown in FIG.
FIG. 8 shows a procedure for switching processing between the first mode and the second mode according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control unit 34, for example, at a predetermined cycle.

図8に示す一連の処理において、制御部34は、まずゼロクロスタイミングに基づくセンサレス処理が実行されているか否かを判断する(S40)。そして、制御部34は、ステップS40において肯定判断する場合、以下の条件の論理和が真であるか否かを判断する(S42)。この処理は、第1モードに移行するか否かを判断するためのものである。   In the series of processes shown in FIG. 8, the control unit 34 first determines whether or not a sensorless process based on the zero cross timing is being executed (S40). Then, when making a positive determination in step S40, the control unit 34 determines whether or not the logical sum of the following conditions is true (S42). This process is for determining whether or not to shift to the first mode.

(ア)モニタ期間にゼロクロスタイミングを検出できない旨の条件。上述したように、モニタ期間は、過去のゼロクロスタイミング間の時間差に基づき、予測されるゼロクロスタイミングを挟む所定の角度幅に設定される。ここで、回転角加速度の絶対値が小さい場合には、ゼロクロスタイミングがモニタ期間に含まれると考えられる。したがって、モニタ期間にゼロクロスタイミングを検出できない場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上であると判断する。   (A) A condition that the zero cross timing cannot be detected during the monitoring period. As described above, the monitoring period is set to a predetermined angular width sandwiching the predicted zero cross timing based on the time difference between the past zero cross timings. Here, when the absolute value of the rotational angular acceleration is small, it is considered that the zero cross timing is included in the monitoring period. Therefore, when the zero cross timing cannot be detected during the monitoring period, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

(イ)回転速度ωが規定速度ωth以下である旨の条件。この条件は、モータ10の回転速度が過度に低い場合、モータ10の回転状態が安定しない傾向にあることに鑑みて設けられたものである。この場合、第1モードに移行させることで、ゼロクロスタイミングを検出できる可能性を高め、ひいては回転状態が不安定となることを抑制する。   (A) A condition that the rotational speed ω is equal to or less than the specified speed ωth. This condition is provided in view of the fact that the rotational state of the motor 10 tends to be unstable when the rotational speed of the motor 10 is excessively low. In this case, by shifting to the first mode, the possibility that the zero-cross timing can be detected is increased, and as a result, the rotational state is prevented from becoming unstable.

(ウ)回転速度ωの変化速度Δω(回転角加速度の検出値)が閾値Δωth以上となる旨の条件。
(エ)電流Iの変動量ΔIが閾値ΔIth1以上である旨の条件。モータ10を流れる電流Iは、モータ10のトルクと相関を有する。このため、電流Iの変動量ΔIが大きい場合には、トルクの変動量が大きくなると考えられ、ひいては回転角加速度が大きくなるおそれがある状況であると考えられる。なお、ここで、変動量ΔIとは、所定期間における電流Iの最小値と最大値との差の絶対値とする。
(C) A condition that the change speed Δω of the rotational speed ω (the detected value of the rotational angular acceleration) is equal to or greater than the threshold value Δωth.
(D) A condition that the fluctuation amount ΔI of the current I is equal to or greater than the threshold value ΔIth1. The current I flowing through the motor 10 has a correlation with the torque of the motor 10. For this reason, when the fluctuation amount ΔI of the current I is large, it is considered that the fluctuation amount of the torque is increased, and as a result, the rotational angular acceleration may be increased. Here, the fluctuation amount ΔI is an absolute value of a difference between the minimum value and the maximum value of the current I in a predetermined period.

(オ)入力電圧Vdcの変動量ΔVdcが閾値ΔVth以上である旨の条件。上記入力電圧Vdcが高い場合には低い場合よりもインバータINVがモータ10の巻線端子に印加する電圧が大きくなる。このため、入力電圧Vdcが高い場合には低い場合よりもモータ10の回転速度が上昇する。したがって、入力電圧Vdcの変動量ΔVdcが大きい場合、回転速度の変動量が大きくなる。この点に鑑み、入力電圧Vdcが閾値ΔVth以上である場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上となる場合であると判断する。   (E) A condition that the fluctuation amount ΔVdc of the input voltage Vdc is equal to or greater than the threshold value ΔVth. When the input voltage Vdc is high, the voltage applied to the winding terminal of the motor 10 by the inverter INV is larger than when the input voltage Vdc is low. For this reason, when the input voltage Vdc is high, the rotational speed of the motor 10 increases compared to when the input voltage Vdc is low. Therefore, when the fluctuation amount ΔVdc of the input voltage Vdc is large, the fluctuation amount of the rotation speed becomes large. In view of this point, when the input voltage Vdc is equal to or greater than the threshold value ΔVth, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

(カ)電流Iと電流指令値I*との差の絶対値が閾値ΔIth2以上である旨の条件。電流Iと電流指令値I*との差の絶対値が閾値ΔIth2以上となる場合、電流フィードバック制御によって、この差を縮めるように制御がなされることから、電流の変動量が大きくなると考えられる。そして、電流の変動量が大きくなるとモータ10のトルクの変動量が大きくなることから、回転角加速度の絶対値が大きくなる可能性が高い。この点に鑑み、電流Iと電流指令値I*との差の絶対値が閾値ΔIth2以上となる場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上となると判断する。   (F) A condition that the absolute value of the difference between the current I and the current command value I * is equal to or greater than the threshold value ΔIth2. When the absolute value of the difference between the current I and the current command value I * is equal to or greater than the threshold value ΔIth2, the current feedback control is performed so as to reduce this difference. When the current fluctuation amount increases, the torque fluctuation amount of the motor 10 increases, so that the absolute value of the rotational angular acceleration is likely to increase. In view of this point, when the absolute value of the difference between the current I and the current command value I * is equal to or greater than the threshold value ΔIth2, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

(キ)電流Iが閾値Ith以上である旨の条件。モータ10の回転軸に加わるトルクの想定される範囲から、モータ10を流れる電流Iについても想定される範囲が存在すると考えられる。このため、モータ10を流れる電流Iが過度に大きい場合には、モータ10の回転状態が定常的な回転状態から大きく離れて、回転角加速度が大きくなると考えられる。この点に鑑み、電流Iが閾値Ith以上となる場合、電気角加速度の絶対値が閾値以上となると判断する。   (G) A condition that the current I is greater than or equal to the threshold value Ith. From the assumed range of torque applied to the rotating shaft of the motor 10, it is considered that there is an assumed range for the current I flowing through the motor 10. For this reason, when the current I flowing through the motor 10 is excessively large, it is considered that the rotational state of the motor 10 deviates greatly from the steady rotational state and the rotational angular acceleration increases. In view of this point, when the current I is equal to or greater than the threshold value Ith, it is determined that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than the threshold value.

制御部34は、上記論理和が真であると判断する場合(S42:YES)、第1モードによるセンサレス処理を実行する(S44)。ここでは、現時点で第2モードによるセンサレス処理を実行していた場合には、第1モードに移行する。これに対し、現時点で第1モードによるセンサレス処理を実行していた場合には、そのまま第1モードによるセンサレス処理を継続する。一方、制御部34は、上記論理和が偽であると判断する場合(S42:NO)、第2モードによるセンサレス処理を実行する(S46)。ここでは、現時点で第1モードによるセンサレス処理を実行していた場合には、第2モードに移行する。これに対し、現時点で第2モードによるセンサレス処理を実行していた場合には、そのまま第2モードによるセンサレス処理を継続する。   When it is determined that the logical sum is true (S42: YES), the control unit 34 performs sensorless processing in the first mode (S44). Here, when the sensorless process in the second mode is currently being executed, the process shifts to the first mode. On the other hand, if the sensorless process in the first mode is currently being executed, the sensorless process in the first mode is continued as it is. On the other hand, when the controller 34 determines that the logical sum is false (S42: NO), the controller 34 performs sensorless processing in the second mode (S46). Here, when the sensorless process in the first mode is being executed at this time, the mode is shifted to the second mode. On the other hand, if the sensorless process in the second mode is currently being executed, the sensorless process in the second mode is continued as it is.

なお、制御部34は、ステップS40において否定判断する場合や、ステップS44,S46の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
次に、本実施形態の作用を説明する。
In addition, the control part 34 once complete | finishes this series of processes, when it makes a negative determination in step S40, or when the process of step S44, S46 is completed.
Next, the operation of this embodiment will be described.

制御部34は、モータ10の作動指令に応じて図6に示した手順にてモータ10を起動し、第2モードによるセンサレス処理を実行する。その後、制御部34は、図8のステップS42の処理によって、論理和が真となるか否かを判断する。そして、制御部34は、論理和が真となる場合、第1モードによるセンサレス処理に移行する。これにより、モータ10の回転角加速度の絶対値が閾値以上となるなど、モニタ期間にゼロクロスタイミングを検出することが困難となる状況下、第2モードから第1モードに移行する。第1モードでは、第2モードと比較して、モニタ期間が長いため、第2モードを継続する場合と比較して、ゼロクロスタイミングを検出できる可能性が向上する。   The control unit 34 activates the motor 10 according to the procedure shown in FIG. 6 according to the operation command of the motor 10, and executes sensorless processing in the second mode. Thereafter, the control unit 34 determines whether or not the logical sum is true by the process of step S42 in FIG. Then, when the logical sum is true, the control unit 34 shifts to the sensorless process in the first mode. As a result, the second mode is shifted to the first mode in a situation where it is difficult to detect the zero-cross timing during the monitoring period, such as when the absolute value of the rotational angular acceleration of the motor 10 is greater than or equal to the threshold value. In the first mode, since the monitoring period is longer than that in the second mode, the possibility that the zero cross timing can be detected is improved as compared with the case where the second mode is continued.

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)第2モードにおいて回転角加速度の絶対値が閾値以上となる場合、第1モードに移行した。これにより、第2モードを継続する場合と比較してゼロクロスタイミングを検出できる可能性が向上することから、回転変動に対する耐性の低下を抑制することとオーバーラップ量を確保することとの好適な両立を図ることができる。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the second mode, when the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold value, the mode is shifted to the first mode. This improves the possibility that the zero-cross timing can be detected as compared with the case where the second mode is continued. Therefore, suitable coexistence of suppressing a decrease in resistance to rotational fluctuation and ensuring an overlap amount is achieved. Can be achieved.

(2)モータ10の起動処理において、第1モードと同一のスイッチングパターンによってスイッチング素子S¥#を操作した。これにより、第2モードと同一のスイッチングパターンによってスイッチング素子S¥#を操作する場合と比較して、モニタ期間を伸長させることができ、ひいてはゼロクロスタイミングに基づくセンサレス処理に迅速に移行することができる。   (2) In the starting process of the motor 10, the switching element S ¥ # is operated by the same switching pattern as in the first mode. As a result, the monitoring period can be extended as compared with the case where the switching element S ¥ # is operated by the same switching pattern as in the second mode, and therefore, the sensorless processing based on the zero cross timing can be promptly shifted. .

<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

本実施形態では、制御部34は、電流Iを電流指令値I*にフィードバック制御する代わりに、回転速度ωをその指令値(速度指令値ω*)にフィードバック制御する。
図9に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図9において、図1に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。
In the present embodiment, the control unit 34 feedback-controls the rotational speed ω to the command value (speed command value ω *) instead of feedback-controlling the current I to the current command value I *.
FIG. 9 shows a system configuration according to the present embodiment. In FIG. 9, components corresponding to those shown in FIG.

図9に示すように、本実施形態では、外部から制御装置30に速度指令値ω*が入力される。そして、制御部34では、モータ10の制御量としての回転速度ωを速度指令値ω*にフィードバック制御するために、下側アームのスイッチング素子S¥nの時比率を操作する。これにより、入力電圧Vdcが同一の大きさである場合、図10(a)に示すように速度指令値ω*が大きい場合の方が図10(b)に示すように速度指令値ω*が小さい場合よりもトルクが必要であることから、時比率が大きい値に設定される傾向がある。   As shown in FIG. 9, in this embodiment, a speed command value ω * is input to the control device 30 from the outside. Then, the control unit 34 manipulates the time ratio of the switching element S ¥ n of the lower arm in order to feedback control the rotational speed ω as the control amount of the motor 10 to the speed command value ω *. As a result, when the input voltage Vdc has the same magnitude, as shown in FIG. 10B, the speed command value ω * is greater when the speed command value ω * is larger as shown in FIG. Since torque is required as compared with the case where it is small, the duty ratio tends to be set to a large value.

図11に、本実施形態にかかる第1モードと第2モードとの切替処理の手順を示す。この処理は、制御部34によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図11において、図8に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 11 shows a procedure for switching processing between the first mode and the second mode according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the control unit 34, for example, at a predetermined cycle. In FIG. 11, processes corresponding to the processes shown in FIG. 8 are given the same step numbers for convenience.

図11に示すように、制御部34は、ステップS42に代えて、ステップS42aにおいて、上記(ア)〜(オ)、(キ)の条件と、下記の(ク)の条件との論理和が真であるか否かを判断する。   As shown in FIG. 11, in place of step S42, the control unit 34 performs a logical sum of the above conditions (a) to (e) and (g) and the following condition (c) in step S42a. Determine whether it is true.

(ク)回転速度ωと速度指令値ω*との差の絶対値が閾値Δωth2以上である旨の条件。回転速度ωと速度指令値ω*との差の絶対値が閾値以上となる場合、この差を縮めるようにフィードバック制御がなされることから、回転角加速度の絶対値が大きくなると考えられる。この点に鑑み、回転速度ωと速度指令値ω*との差の絶対値が閾値以上となる場合、回転角加速度の絶対値が閾値以上となる場合と判断する。   (H) A condition that the absolute value of the difference between the rotational speed ω and the speed command value ω * is equal to or greater than a threshold value Δωth2. When the absolute value of the difference between the rotational speed ω and the speed command value ω * is equal to or greater than the threshold value, feedback control is performed so as to reduce the difference, and thus the absolute value of the rotational angular acceleration is considered to increase. In view of this point, when the absolute value of the difference between the rotational speed ω and the speed command value ω * is equal to or greater than the threshold, it is determined that the absolute value of the rotational angular acceleration is equal to or greater than the threshold.

<その他の実施形態>
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも1つを、以下のように変更してもよい。なお、下記において、「課題を解決するための手段」に記載した各事項と上記実施形態との代表的な対応関係を符号や図番によって記載するが、この記載に、対応関係を例示した符号や図番に対応するものに上記各事項を限定する意図はない。ちなみに、「課題を解決するための手段」に記載した電流フィードバック処理部は、図1の制御装置30によって実現される(図3を併せ参照)。また、速度フィードバック処理部は、図9の制御装置30によって実現される(図10を併せ参照)。
<Other embodiments>
In addition, you may change at least 1 of each matter of the said embodiment as follows. In the following, typical correspondence between each item described in “Means for Solving the Problem” and the above-described embodiment will be described with reference numerals and figure numbers. There is no intention to limit each of the above items to those corresponding to or figure numbers. Incidentally, the current feedback processing unit described in “Means for Solving the Problems” is realized by the control device 30 of FIG. 1 (see also FIG. 3). Further, the speed feedback processing unit is realized by the control device 30 of FIG. 9 (see also FIG. 10).

・「第1モードについて」
上側アームまたは下側アームのスイッチング素子S¥#のオン操作許可領域を「120°」とするものに限らない。たとえば、「118°」等、モータ10の3つの巻線端子のうちの1つの巻線端子に接続される1つのスイッチング素子のみがオン操作許可領域となる期間を含むものであってもよい。またオーバーラップ量がゼロとなるものに限らない。要は、第2モードよりもオーバーラップ量が小さいものであればよい。
・ About the first mode
The ON operation permission region of the switching element S ¥ # of the upper arm or the lower arm is not limited to “120 °”. For example, it may include a period in which only one switching element connected to one of the three winding terminals of the motor 10 is in the ON operation permission region, such as “118 °”. The overlap amount is not limited to zero. The point is that the overlap amount is smaller than that in the second mode.

・「第2モードについて」
上側アームまたは下側アームのスイッチング素子S¥#のオン操作許可領域を「130〜140°」とするものに限らない。たとえば、「140°」よりも大きくしてもよい。さらに、第1モードのオーバーラップ量よりも第2モードのオーバーラップ量の方が長くなるなら、「130°」未満であってもよい。
・ About the second mode
The ON operation permission region of the switching element S ¥ # of the upper arm or the lower arm is not limited to “130 to 140 °”. For example, it may be larger than “140 °”. Further, if the overlap amount in the second mode is longer than the overlap amount in the first mode, it may be less than “130 °”.

・「第1モードと第2モードとの切替」
たとえば図8のステップS42において肯定判断される場合に第2モードから第1モードに移行して且つ、否定判断される状態が所定時間継続することで第1モードに移行してもよい。また、たとえば、ステップS42において、第1モードから第2モードへの移行条件に関する上記(イ)〜(キ)の判定に用いる値を、第1モードへの移行時とは相違させることでヒステリシスを設けてもよい。具体的には、たとえば上記(イ)の規定速度ωthを、第1モードへの移行時の値よりも大きい値とするなどしてもよい。
・ "Switching between 1st mode and 2nd mode"
For example, when an affirmative determination is made in step S42 of FIG. 8, the mode may be shifted from the second mode to the first mode, and the negative determination may be continued for a predetermined time to shift to the first mode. Also, for example, in step S42, the hysteresis is reduced by making the values used for the determinations (a) to (g) related to the transition condition from the first mode to the second mode different from those at the transition to the first mode. It may be provided. Specifically, for example, the specified speed ωth in (b) may be set to a value larger than the value at the time of shifting to the first mode.

・「回転角センサレス処理部について」
オン操作の対象とするスイッチング素子S¥#に接続された巻線端子の電圧V¥をモニタすることでゼロクロスタイミングを検出し、これに基づき、オン操作の対象とするスイッチング素子S¥#をオン操作するものに限らない。たとえば、スイッチング素子Sunのオン操作に先立って検出される誘起電圧euのゼロクロスタイミングに基づき、スイッチング素子Sunの次にオン操作の対象となるスイッチング素子Swpをオン操作してもよい。
・ "Rotation angle sensorless processing part"
The zero cross timing is detected by monitoring the voltage V ¥ of the winding terminal connected to the switching element S ¥ # to be turned on, and based on this, the switching element S ¥ # to be turned on is turned on. It is not restricted to what is operated. For example, on the basis of the zero cross timing of the induced voltage eu detected prior to turning on the switching element Sun, the switching element Swp to be turned on next to the switching element Sun may be turned on.

ステータコイルに流れる電流が生成する磁界の方向が磁極の方向に直交するタイミングの前後に互いに等しい所定の角度幅を有する角度領域を、オン操作許可領域とするものに限らない。たとえば高回転領域においては、この角度領域に対して所定量だけ進角させる処理をしてもよい。ただし、この場合、ゼロクロスを検出する可能性を高めるうえでは第1モードとすることが望ましい。   An angle region having a predetermined angular width that is equal to before and after the timing at which the direction of the magnetic field generated by the current flowing in the stator coil is orthogonal to the direction of the magnetic pole is not limited to the ON operation permission region. For example, in a high rotation area, a process of advancing a predetermined amount with respect to this angle area may be performed. However, in this case, the first mode is desirable in order to increase the possibility of detecting the zero cross.

フィードバック制御量を電流Iおよび回転速度ωのいずれかとするものに限らない。たとえばそれら双方としてもよい。
制御量である電流Iや回転速度ωを制御するための操作量としては、下側アームのスイッチング素子S¥nの時比率に限らない。たとえば、上側アームのスイッチング素子S¥pの時比率であってもよい。もっとも、時比率を可変とするものに限らない。
The feedback control amount is not limited to the current I or the rotational speed ω. For example, both of them may be used.
The operation amount for controlling the current I and the rotational speed ω, which are control amounts, is not limited to the time ratio of the switching element S ¥ n of the lower arm. For example, the duty ratio of the switching element S ¥ p of the upper arm may be used. Of course, the duty ratio is not limited to variable.

・「切替処理部(S42,S42a)について」
図8のステップS42における処理において、たとえば、上記(ア)〜(キ)の全ての条件の論理和が真であるか否かを判断するものに限らず、少なくとも1つの条件が成立するか否かを判断するものであってもよい。すなわちたとえば、上記(ア)および(ウ)の条件の論理和が真であるか否かを判断する処理としてもよく、またたとえば上記(ウ)の条件が成立するか否かを判断する処理としてもよい。
・ "About switching processing unit (S42, S42a)"
In the processing in step S42 in FIG. 8, for example, it is not limited to determining whether the logical sum of all the conditions (A) to (K) is true, and whether or not at least one condition is satisfied. It may be a thing to judge. That is, for example, a process for determining whether the logical sum of the above conditions (a) and (c) is true or a process for determining whether the condition (c) is satisfied, for example. Also good.

図11のステップS42aにおける処理において、たとえば、上記(ア)〜(オ)、(キ)、(ク)の全ての条件の論理和が真であるか否かを判断するものに限らず、少なくとも1つの条件が成立するか否かを判断するものであってもよい。すなわちたとえば、上記(ア)および(ウ)の条件の論理和が真であるか否かを判断する処理としてもよく、またたとえば上記(ウ)の条件が成立するか否かを判断する処理としてもよい。   In the process in step S42a in FIG. 11, for example, the process is not limited to determining whether the logical sum of all the conditions (A) to (E), (K), and (K) is true, It may be determined whether one condition is satisfied. That is, for example, a process for determining whether the logical sum of the above conditions (a) and (c) is true or a process for determining whether the condition (c) is satisfied, for example. Also good.

またたとえば、回転角センサレス処理部が電流Iおよび回転速度ωの双方をフィードバック制御量とするものであるなら、上記(カ)および(ク)の条件の論理和が真であるか否かを判断してもよい。   For example, if the rotation angle sensorless processing unit uses both the current I and the rotation speed ω as feedback control amounts, it is determined whether the logical sum of the above conditions (f) and (c) is true. May be.

・「速度算出処理部(図7)について」
図7においては、速度相当値として回転速度ωを算出したが、これに限らない。たとえば、時間差ΔT自体を速度相当値として、これを算出するものであってもよい。
・ "Speed calculation processing unit (Fig. 7)"
In FIG. 7, the rotational speed ω is calculated as the speed equivalent value, but the present invention is not limited to this. For example, the time difference ΔT itself may be calculated as a speed equivalent value.

・「電流検出処理部について」
上記実施形態では、シャント抵抗20の電圧降下を検出する電圧センサ22の検出値をサンプリングする処理を、制御部34による電流検出処理(電流検出処理部による処理)としたが、これに限らない。たとえば、シャント抵抗20の両端の電位のそれぞれをサンプリングする処理と、それらサンプリングされた一対の電位の値に基づき、電流Iを算出する処理とを実行するものを電流検出処理としてもよい。
・ About the current detection processing unit
In the above embodiment, the process of sampling the detection value of the voltage sensor 22 that detects the voltage drop of the shunt resistor 20 is the current detection process by the control unit 34 (process by the current detection processing unit), but is not limited thereto. For example, the current detection process may be a process that performs a process of sampling each of the potentials at both ends of the shunt resistor 20 and a process of calculating the current I based on the values of the paired sampled potentials.

また、シャント抵抗としては、低電圧側の直流母線に設けられるものに限らず、たとえば高電圧側の直流母線に設けられるものであってもよい。またたとえば、各レッグにシャント抵抗を備えるものであってもよい。これは、たとえばバッテリ16の低電圧側の電圧源端子とスイッチング素子Sun,Svn,Swnのそれぞれとの間に設けられるものであってもよく、またたとえば、バッテリ16の高電圧側に設けられるものであってもよい。   Further, the shunt resistor is not limited to the one provided on the DC bus on the low voltage side, and may be provided on the DC bus on the high voltage side, for example. For example, each leg may be provided with a shunt resistor. This may be provided, for example, between the voltage source terminal on the low voltage side of the battery 16 and each of the switching elements Sun, Svn, Swn, or provided on the high voltage side of the battery 16, for example. It may be.

・「起動処理部(S12)について」
上記実施形態では、ゼロクロスを検出することができるようになることで「起動処理部による処理の完了」としたが、これに限らない。たとえば予め定められた長さを有する時間の経過時としてもよい。
・ About “Startup Processing Unit (S12)”
In the above-described embodiment, since “zero cross” can be detected, “completion of processing by the activation processing unit” is described, but the present invention is not limited thereto. For example, it may be at the elapse of time having a predetermined length.

スイッチングパターンの1周期におけるオン操作許可領域の割合を第1モードと同一とするものに限らない。たとえば、それよりも割合を低下させてもよい。これにより、ゼロクロスをより早期に検出することができる。   The ratio of the ON operation permission area in one cycle of the switching pattern is not limited to the same as that in the first mode. For example, the ratio may be lowered. Thereby, the zero cross can be detected earlier.

また、スイッチングパターンの1周期の時間間隔を固定するものに限らず、たとえば徐々に短くするものであってもよい。
・「所定期間について」
上記実施形態では、起動処理部による処理の完了後、第2モードに移行する所定期間を、回転速度ωが安定するまでの期間としたが、これに限らない。たとえば、予め定められた長さを有する時間としてもよい。
Moreover, it is not limited to fixing the time interval of one cycle of the switching pattern, but may be gradually shortened, for example.
・ About "predetermined period"
In the above embodiment, the predetermined period for shifting to the second mode after the completion of the processing by the activation processing unit is the period until the rotation speed ω is stabilized, but is not limited thereto. For example, it may be a time having a predetermined length.

・「3相回転電機について」
モータ10内蔵のオイルポンプ12のオイルの吐出先である変速機としては、CVT14に限らず、たとえば有段変速機であってもよい。また、オイルポンプ12のオイルの吐出先としては、変速機に限らず、たとえば内燃機関であってもよい。
・ "About 3-phase rotating electrical machines"
The transmission that is the oil discharge destination of the oil pump 12 built in the motor 10 is not limited to the CVT 14 and may be, for example, a stepped transmission. Further, the oil discharge destination of the oil pump 12 is not limited to the transmission, and may be, for example, an internal combustion engine.

3相回転電機としては、SPMSMに限らず、たとえば埋込磁石同期電動機(IPMSM)であってもよい。また、3相回転電機としては、3相電動機に限らず、たとえば3相発電機であってもよい。さらに、3個のステータコイル同士がY結線されたものに限らず、たとえばΔ結線されたものであってもよい。   The three-phase rotating electrical machine is not limited to SPMSM, and may be, for example, an embedded magnet synchronous motor (IPMSM). Further, the three-phase rotating electrical machine is not limited to a three-phase motor, and may be, for example, a three-phase generator. Further, the three stator coils are not limited to Y-connected, but may be Δ-connected, for example.

・「処理を実行するコンピュータについて」
上記実施形態では、制御部34がCPUと、CPUによって実行されるプログラムの記憶装置とを備え、図6〜図8、図11の処理をCPUによるプログラムの実行によって実現したが、これに限らない。たとえば図6〜図8、図11の処理の少なくとも一部をASIC(特定用途向け集積回路)等のハードウェア処理としてもよい。換言すれば、図6〜図8、図11の処理の少なくとも一部を実行するコンピュータを、ソフトウェア処理を実行するハードウェアとするのではなく、専用のハードウェアとしてもよい。
・ About the computer that executes the process
In the above embodiment, the control unit 34 includes a CPU and a storage device for a program executed by the CPU, and the processes of FIGS. 6 to 8 and FIG. 11 are realized by the execution of the program by the CPU. . For example, at least a part of the processing in FIGS. 6 to 8 and 11 may be hardware processing such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit). In other words, the computer that executes at least a part of the processes of FIGS. 6 to 8 and 11 may not be hardware that executes software processing, but may be dedicated hardware.

・「そのほか」
インバータINVを介してモータ10の各巻線端子に接続される直流電圧源としては、バッテリ16に限らず、たとえばコンデンサ等であってもよい。
·"others"
The DC voltage source connected to each winding terminal of the motor 10 via the inverter INV is not limited to the battery 16 and may be, for example, a capacitor.

10…モータ、12…オイルポンプ、14…CVT、16…バッテリ、18…電圧センサ、20…シャント抵抗、22…電圧センサ、30…制御装置、32…位相検出回路、34…制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor, 12 ... Oil pump, 14 ... CVT, 16 ... Battery, 18 ... Voltage sensor, 20 ... Shunt resistance, 22 ... Voltage sensor, 30 ... Control apparatus, 32 ... Phase detection circuit, 34 ... Control part.

Claims (10)

インバータを操作することで3相回転電機の制御量を制御する3相回転電機の制御装置において、
前記インバータは、直流電圧源の高電圧側および低電圧側の各電圧源端子と3相回転電機の各巻線端子との間を開閉する一対のスイッチング素子を複数備えるものであり、
前記3相回転電機の3つの巻線端子のそれぞれに接続された前記高電圧側および前記低電圧側の一対のスイッチング素子のそれぞれのオン操作に先立ち、該オン操作の対象とする前記スイッチング素子に接続された巻線端子に現れる前記3相回転電機の誘起電圧の位相が所定の位相となるタイミングを検出することにより前記3相回転電機の回転角度情報を取得する処理を実行する前記3相回転電機の回転角センサレス処理部と、
前記3つの巻線端子の全てで前記一対のスイッチング素子のいずれか一方がオン状態となる通電角度領域の長さであるオーバーラップ量をゼロ以上とする第1モードと、前記オーバーラップ量が前記第1モードにおける量よりも長い第2モードとを切り替える切替処理部と、を備え、
前記切替処理部は、前記第2モードにおいて、前記3相回転電機の電気角加速度の絶対値が閾値以上となる場合、前記第2モードから前記第1モードに切り替えることを特徴とする3相回転電機の制御装置。
In a control device for a three-phase rotating electrical machine that controls the control amount of the three-phase rotating electrical machine by operating an inverter,
The inverter includes a plurality of pairs of switching elements that open and close between the voltage source terminals on the high voltage side and the low voltage side of the DC voltage source and the winding terminals of the three-phase rotating electrical machine,
Prior to turning on each of the pair of switching elements on the high voltage side and the low voltage side connected to each of the three winding terminals of the three-phase rotating electrical machine, the switching element to be turned on The three-phase rotation for executing processing for obtaining rotation angle information of the three-phase rotating electric machine by detecting a timing at which the phase of the induced voltage of the three-phase rotating electric machine appearing at the connected winding terminal becomes a predetermined phase An electrical rotation angle sensorless processing unit;
A first mode in which an overlap amount, which is a length of an energization angle region in which any one of the pair of switching elements is turned on in all of the three winding terminals, is equal to or greater than zero; A switching processing unit that switches between a second mode longer than the amount in the first mode,
The switching processing unit switches from the second mode to the first mode when the absolute value of the electrical angular acceleration of the three-phase rotating electrical machine is equal to or greater than a threshold value in the second mode. Electric control device.
前記第2モードにおいて、前記所定の位相となるタイミングの過去複数回の検出結果に基づき予測される前記対象となるスイッチング素子のオン操作タイミングを前記誘起電圧の検出期間であるモニタ期間の終点に設定する設定処理部と、前記モニタ期間において誘起電圧をモニタするモニタ処理部とを備え、
前記切替処理部は、前記モニタ期間に前記所定の位相を検出できなかった場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
In the second mode, the ON operation timing of the target switching element that is predicted based on the detection results of the past multiple times of the predetermined phase timing is set as the end point of the monitoring period that is the detection period of the induced voltage A setting processing unit for monitoring, and a monitoring processing unit for monitoring the induced voltage in the monitoring period,
The switch processing unit switches from the second mode to the first mode, assuming that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than a threshold value when the predetermined phase cannot be detected during the monitoring period. A control device for a three-phase rotating electric machine.
前記検出される所定の位相間の時間差に基づき、前記3相回転電機の回転速度およびその相関値のいずれかである速度相当値を算出する速度算出処理部を備え、
前記切替処理部は、前記速度算出処理部によって算出される速度相当値の変化速度が所定以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
A speed calculation processing unit that calculates a speed equivalent value that is one of a rotational speed of the three-phase rotating electrical machine and a correlation value thereof based on the detected time difference between the predetermined phases;
When the change speed of the speed equivalent value calculated by the speed calculation processing unit is greater than or equal to a predetermined value, the switching processing unit determines that the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to a threshold value and the first mode from the second mode. The control device for a three-phase rotating electric machine according to claim 1, wherein the controller is switched to a mode.
前記3相回転電機を流れる電流を検出する電流検出処理部を備え、
前記切替処理部は、前記電流検出処理部によって検出される電流の検出値の変動量が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
A current detection processing unit for detecting a current flowing through the three-phase rotating electrical machine;
The switching processing unit determines that the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to the threshold when the fluctuation amount of the detected current value detected by the current detection processing unit is greater than or equal to the threshold. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein the control device switches to one mode.
前記切替処理部は、前記インバータの入力電圧の検出値の変動量が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。   The switching processing unit switches from the second mode to the first mode on the assumption that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than a threshold when the amount of change in the detected value of the input voltage of the inverter is equal to or greater than the threshold. Item 3. A control device for a three-phase rotating electrical machine according to Item 1. 前記3相回転電機を流れる電流を検出する電流検出処理部と、
前記検出された電流を電流指令値に制御する電流フィードバック処理部とを備え、
前記切替処理部は、前記電流検出処理部によって検出される電流の検出値と前記電流指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
A current detection processing unit for detecting a current flowing through the three-phase rotating electrical machine;
A current feedback processing unit for controlling the detected current to a current command value;
When the absolute value of the difference between the detected current value detected by the current detection processing unit and the current command value is greater than or equal to a threshold value, the switching processing unit assumes that the absolute value of the electrical angular acceleration is greater than or equal to the threshold value. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein the control is switched from the second mode to the first mode.
前記3相回転電機を流れる電流を検出する電流検出処理部を備え、
前記切替処理部は、前記電流検出処理部によって検出される電流の絶対値が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
A current detection processing unit for detecting a current flowing through the three-phase rotating electrical machine;
When the absolute value of the current detected by the current detection processing unit is equal to or greater than a threshold value, the switching processing unit determines that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than the threshold value, and changes from the second mode to the first mode. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1 to be switched.
前記検出される所定の位相間の時間差に基づき、前記3相回転電機の回転速度およびその相関値のいずれかである速度相当値を算出する速度算出処理部と、
前記算出された速度相当値を速度指令値にフィードバック制御する速度フィードバック処理部と、を備え、
前記切替処理部は、前記速度相当値と前記速度指令値との差の絶対値が閾値以上となる場合、前記電気角加速度の絶対値が閾値以上となるとして、前記第2モードから前記第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
Based on the detected time difference between the predetermined phases, a speed calculation processing unit that calculates a speed equivalent value that is one of the rotation speed of the three-phase rotating electrical machine and its correlation value;
A speed feedback processing unit that feedback-controls the calculated speed equivalent value to a speed command value,
When the absolute value of the difference between the speed equivalent value and the speed command value is equal to or greater than a threshold value, the switching processing unit determines that the absolute value of the electrical angular acceleration is equal to or greater than the threshold value, from the second mode to the first The control device for a three-phase rotating electric machine according to claim 1, wherein the controller is switched to a mode.
前記検出される所定の位相間の時間差に基づき、前記3相回転電機の回転速度およびその相関値のいずれかである速度相当値を算出する速度算出処理部を備え、
前記切替処理部は、前記速度相当値が規定速度以下である場合、前記第2モードから第1モードに切り替える請求項1記載の3相回転電機の制御装置。
A speed calculation processing unit that calculates a speed equivalent value that is one of a rotational speed of the three-phase rotating electrical machine and a correlation value thereof based on the detected time difference between the predetermined phases;
2. The control device for a three-phase rotating electrical machine according to claim 1, wherein the switching processing unit switches from the second mode to the first mode when the speed equivalent value is equal to or less than a specified speed.
前記所定の位相の検出に基づくことなく、前記インバータを操作することで前記3相回転電機を起動する起動処理部を備え、
前記切替処理部は、前記起動処理部の処理の完了後、所定期間にわたって、前記第1モードを選択する請求項1〜9のいずれか1項に記載の3相回転電機の制御装置。
Without starting based on the detection of the predetermined phase, comprising a startup processing unit that starts the three-phase rotating electrical machine by operating the inverter,
The control device for a three-phase rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the switching processing unit selects the first mode over a predetermined period after the processing of the activation processing unit is completed.
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