JP6485342B2 - Motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、モータ、詳しくはセンサレス三相ブラシレス直流モータの駆動を制御するモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor, and more particularly to a motor control device that controls driving of a sensorless three-phase brushless DC motor.

例えば特許文献1には、センサレス三相ブラシレス直流モータの駆動を制御する装置が開示されている。以下、センサレス三相ブラシレス直流モータをセンサレス三相BLDCモータと記載する。この装置は、センサレス三相BLDCモータの始動時における駆動電流を狙い値に制御することにより、駆動電流値の変動に起因するトルクの変動を抑制し、センサレス三相BLDCモータの始動性能の向上を図っている。   For example, Patent Document 1 discloses an apparatus for controlling the driving of a sensorless three-phase brushless DC motor. Hereinafter, the sensorless three-phase brushless DC motor is referred to as a sensorless three-phase BLDC motor. By controlling the drive current at the start of the sensorless three-phase BLDC motor to a target value, this device suppresses torque fluctuations due to fluctuations in the drive current value and improves the startup performance of the sensorless three-phase BLDC motor. I am trying.

特開2008−148379号公報JP 2008-148379 A

しかし、上記構成においては、センサレス三相BLDCモータに流れる電流のフィードバックやロータの加速度の検出を行うための回路や制御ソフトウェアが必要であり、装置の構成が複雑化し、また、装置のコストが増加する。   However, the above configuration requires a circuit and control software for feedback of the current flowing through the sensorless three-phase BLDC motor and detection of the acceleration of the rotor, which complicates the configuration of the device and increases the cost of the device. To do.

そこで、構成の複雑化やコストの増加を抑えつつセンサレス三相BLDCモータの始動性能の向上を図ることができるモータ制御装置を提供する。   Therefore, a motor control device that can improve the starting performance of a sensorless three-phase BLDC motor while suppressing the complexity of the configuration and the increase in cost is provided.

本発明に係るモータ制御装置は、センサレス三相BLDCモータの駆動を制御する制御装置であって、前記センサレス三相BLDCモータに流れる電流を検出する電流検出回路部と、前記センサレス三相BLDCモータの駆動電流を制御する制御回路部と、を備え、前記制御回路部により、前記センサレス三相BLDCモータの始動前において前記電流検出回路部により検出される始動前電流値に基づいて、前記センサレス三相BLDCモータの始動時における前記駆動電流を調整する。   A motor control device according to the present invention is a control device that controls driving of a sensorless three-phase BLDC motor, and includes a current detection circuit unit that detects a current flowing through the sensorless three-phase BLDC motor, and a sensorless three-phase BLDC motor. A control circuit unit for controlling the drive current, and based on a current value before starting detected by the current detection circuit unit before starting the sensorless three-phase BLDC motor by the control circuit unit, the sensorless three-phase The drive current at the time of starting the BLDC motor is adjusted.

この構成によれば、センサレス三相BLDCモータに流れる電流のフィードバックやロータの加速度の検出を行うための回路や制御ソフトウェアに依らずとも、始動前の検出電流値に基づいて始動時の駆動電流を狙い値に調整することができる。よって、構成の複雑化やコストの増加を抑えつつセンサレス三相BLDCモータの始動性能の向上を図ることができる。   According to this configuration, the driving current at the time of starting is calculated based on the detected current value before starting without depending on the feedback of the current flowing through the sensorless three-phase BLDC motor and the circuit or control software for detecting the acceleration of the rotor. It can be adjusted to the target value. Therefore, it is possible to improve the starting performance of the sensorless three-phase BLDC motor while suppressing the complexity of the configuration and the increase in cost.

本実施形態に係るモータ制御装置の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the motor control apparatus which concerns on this embodiment. モータの駆動制御例を示すフローチャートFlow chart showing an example of motor drive control モータの始動前に電流を流した状態の一例を示す図The figure which shows an example of the state which sent the electric current before the start of a motor モータの駆動制御例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of motor drive control 始動前電流値に基づき補正した駆動信号のデューティを比較する図Diagram comparing duty of drive signal corrected based on current value before start モータの始動時における制御波形の一例を示す図The figure which shows an example of the control waveform at the time of the start of a motor 駆動信号のデューティの補正例を示す図(その1)The figure which shows the correction example of the duty of a drive signal (the 1) 駆動信号のデューティの補正例を示す図(その2)FIG. 2 is a diagram illustrating an example of correcting a duty of a drive signal (No. 2) 第2実施形態に係るモータ始動前における通電パターンと始動前電流値との関係例を示す図The figure which shows the example of a relationship between the electricity supply pattern before the motor start based on 2nd Embodiment, and the electric current value before a start. モータの始動時における駆動電流の制御例を示す図The figure which shows the example of control of the drive current at the time of the start of a motor 第3実施形態に係るモータの始動時における駆動電流の制御例を示す図The figure which shows the example of control of the drive current at the time of the starting of the motor which concerns on 3rd Embodiment 第4実施形態に係る電流リップル制御の一例を示す図The figure which shows an example of the current ripple control which concerns on 4th Embodiment

以下、モータ制御装置に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
図1に例示するモータ制御装置10は、インバータ回路部11と、電流検出回路部12と、制御回路部13と、ゲートドライブ回路部14とを備える。インバータ回路部11は、6個のスイッチング素子11aを3相ブリッジ接続して構成されている。インバータ回路部11には直流電源15が供給される。インバータ回路部11の各相出力端子は、ワイヤーハーネス16を介して、センサレス三相BLDCモータ17の各相固定子巻線17U,17V,17Wにそれぞれ接続されている。以下、センサレス三相BLDCモータ17を単に「モータ17」と称する。
Hereinafter, a plurality of embodiments according to a motor control device will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
A motor control device 10 illustrated in FIG. 1 includes an inverter circuit unit 11, a current detection circuit unit 12, a control circuit unit 13, and a gate drive circuit unit 14. The inverter circuit unit 11 is configured by connecting six switching elements 11a in a three-phase bridge. A DC power supply 15 is supplied to the inverter circuit unit 11. Each phase output terminal of the inverter circuit unit 11 is connected to each phase stator winding 17U, 17V, 17W of the sensorless three-phase BLDC motor 17 via a wire harness 16, respectively. Hereinafter, the sensorless three-phase BLDC motor 17 is simply referred to as “motor 17”.

電流検出回路部12は、抵抗18の端子電圧に基づいて、モータ17に流れる電流を検出する。制御回路部13は、マイクロコンピュータまたは論理回路などで構成されており、電流検出回路部12が検出する電流値をモニタしながらゲートドライブ回路部14に制御信号を出力する。制御回路部13が出力する制御信号は、PWM信号、ハイサイド側のスイッチング素子11aの駆動を制御するための制御信号、ローサイド側のスイッチング素子11aの駆動を制御するための制御信号などが含まれる。   The current detection circuit unit 12 detects the current flowing through the motor 17 based on the terminal voltage of the resistor 18. The control circuit unit 13 includes a microcomputer or a logic circuit, and outputs a control signal to the gate drive circuit unit 14 while monitoring the current value detected by the current detection circuit unit 12. The control signal output from the control circuit unit 13 includes a PWM signal, a control signal for controlling driving of the high-side switching element 11a, a control signal for controlling driving of the low-side switching element 11a, and the like. .

ゲートドライブ回路部14は、制御回路部13から入力される制御信号に基づいて駆動信号を生成し、インバータ回路部11に出力する。インバータ回路部11は、ゲートドライブ回路部14から入力される駆動信号によりスイッチング制御される。即ち、インバータ回路部11は、ゲートドライブ回路部14が出力する駆動信号に基づいて複数のスイッチング素子11aをオン/オフすることにより駆動電流を生成し、モータ17を駆動する。   The gate drive circuit unit 14 generates a drive signal based on the control signal input from the control circuit unit 13 and outputs the drive signal to the inverter circuit unit 11. The inverter circuit unit 11 is switching-controlled by a drive signal input from the gate drive circuit unit 14. That is, the inverter circuit unit 11 drives the motor 17 by generating a drive current by turning on / off the plurality of switching elements 11 a based on the drive signal output from the gate drive circuit unit 14.

次に、モータ制御装置10によるモータ17の駆動制御例について説明する。即ち、図2に例示するように、制御回路部13は、モータ17を始動する前において、モータ17の任意の相に電流を流す(S1)。このとき、電流を流す通電相のパターンは、例えば図3に示すように、ハイサイド側とローサイド側とで異なる相に電流Iを流すパターンとする。つまり、電流を流す通電相のパターンとして、ハイサイド側とローサイド側とが同相となる組み合わせのパターンは除かれる。   Next, an example of drive control of the motor 17 by the motor control device 10 will be described. That is, as illustrated in FIG. 2, the control circuit unit 13 passes a current through an arbitrary phase of the motor 17 before starting the motor 17 (S <b> 1). At this time, the pattern of the energized phase in which the current flows is a pattern in which the current I flows in different phases on the high side and the low side, for example, as shown in FIG. That is, a combination pattern in which the high-side side and the low-side side are in phase is excluded as the energized phase pattern in which current flows.

そして、制御回路部13は、電流検出回路部12により、モータ17に流れる電流値を始動前電流値として検出する(S2)。このとき、制御回路部13は、電流検出回路部12が検出する電流値をモニタし、検出電流値が安定した後に、その電流値を始動前電流値として特定する。そして、制御回路部13は、始動前電流値を特定するとモータ17への通電をオフする。   And the control circuit part 13 detects the electric current value which flows into the motor 17 as an electric current value before starting by the electric current detection circuit part 12 (S2). At this time, the control circuit unit 13 monitors the current value detected by the current detection circuit unit 12, and specifies the current value as the pre-starting current value after the detected current value is stabilized. And the control circuit part 13 will turn off the electricity supply to the motor 17, if the electric current value before start-up is specified.

そして、制御回路部13は、検出された始動前電流値に基づいて、モータ17の始動時における駆動信号のデューティを補正する(S3)。これらステップS1〜S3の処理により、始動時デューティ補正制御が構成されている。始動時デューティ補正制御は、モータ17の始動時における駆動電流を、駆動対象であるモータ17に適した狙い値に制御するために駆動信号のデューティを補正する制御である。   Then, the control circuit unit 13 corrects the duty of the drive signal when starting the motor 17 based on the detected current value before starting (S3). The duty correction control at the time of starting is configured by the processing of these steps S1 to S3. The duty correction control at the start is control for correcting the duty of the drive signal in order to control the drive current at the start of the motor 17 to a target value suitable for the motor 17 to be driven.

制御回路部13は、始動時デューティ補正制御により駆動信号のデューティを補正すると、モータ始動制御に移行する。モータ始動制御では、制御回路部13は、モータ17の位置決め制御(S4)を実行し、続いて、モータ17の他制制御(S5)を実行し、続いて、モータ17の定常制御であるセンサレス駆動制御(S6)を実行する。即ち、制御回路部13は、モータ17のロータの位置決めを行うと、モータ17の誘起電圧に基づくロータの磁極位置の検出結果に無関係に通電を行なう他制制御を行い、その後、モータ17の誘起電圧に基づくロータの磁極位置の検出結果に応じた通電を行なうセンサレス駆動制御に切り換える。   When the duty of the drive signal is corrected by the start-time duty correction control, the control circuit unit 13 shifts to motor start control. In the motor start control, the control circuit unit 13 executes the positioning control (S4) of the motor 17 and subsequently executes the other control (S5) of the motor 17 and then the sensorless which is the steady control of the motor 17. Drive control (S6) is executed. That is, when the rotor of the motor 17 is positioned, the control circuit unit 13 performs other control to conduct current regardless of the detection result of the magnetic pole position of the rotor based on the induced voltage of the motor 17. Switching to sensorless drive control is performed in which energization is performed according to the detection result of the rotor magnetic pole position based on the voltage.

図4に例示するように、上述のモータ17の駆動制御例によれば、制御回路部13は、符号Aで示すように、モータ17の始動前において、まず、モータ17の任意の相に電流を流す。この場合、制御回路部13は、ハイサイド側のU相とローサイド側のW相の組み合わせとなる通電相パターンによりモータ17への通電を行っている。そして、制御回路部13は、符号Bで示すように、モータ17に流れる電流が安定した後、始動時電流値を特定する。そして、制御回路部13は、始動時電流値を特定すると、符号Cで示すように、モータ17への通電をオフする。そして、制御回路部13は、特定した始動時電流値に基づいて駆動信号のデューティを補正する。なお、図に示す電流モニタ値は、モータ117に実際に流れる電流値ではなく、電流検出回路部12により検出される電流値の波形を示している。   As illustrated in FIG. 4, according to the above-described drive control example of the motor 17, as indicated by the symbol A, the control circuit unit 13 first supplies a current to an arbitrary phase of the motor 17 before starting the motor 17. Shed. In this case, the control circuit unit 13 energizes the motor 17 with an energized phase pattern that is a combination of the U phase on the high side and the W phase on the low side. Then, as indicated by reference numeral B, the control circuit unit 13 specifies the starting current value after the current flowing through the motor 17 is stabilized. And if the control circuit part 13 specifies the electric current value at the time of a start, as shown with the code | symbol C, the electricity supply to the motor 17 will be turned off. Then, the control circuit unit 13 corrects the duty of the drive signal based on the specified starting current value. Note that the current monitor value shown in the figure is not a current value actually flowing through the motor 117 but a waveform of a current value detected by the current detection circuit unit 12.

図5に例示するように、このとき、制御回路部13は、始動前電流値が比較的大きい場合、例えば所定の閾値よりも大きい場合には、駆動信号のデューティを小さくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。一方、制御回路部13は、始動前電流値が比較的小さい場合、例えば所定の閾値よりも小さい場合には、駆動信号のデューティを大きくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。   As illustrated in FIG. 5, at this time, when the current value before starting is relatively large, for example, when the current value is larger than a predetermined threshold, the control circuit unit 13 reduces the duty of the drive signal to reduce the motor 17. Control is performed so that the drive current generated at start-up approaches or matches the target value. On the other hand, when the current value before starting is relatively small, for example, when the current value is smaller than a predetermined threshold, the control circuit unit 13 increases the duty of the driving signal and aims at the driving current generated when the motor 17 is started. Control to approach or match the value.

制御回路部13は、駆動信号のデューティを補正すると、モータ始動制御に移行してモータ17を始動する。このとき、駆動信号のデューティが補正されているため、図4に矢印D1あるいは矢印D2で示すように、始動時の駆動電流が調整されて狙い値Nに制御される。よって、位置決め制御時には、モータ17に狙い値Nの電流が流れるようになり、駆動電流値の変動に起因するトルクの変動を抑制しながらモータ17を始動することができる。なお、その後の、他制制御およびセンサレス制御においては、モータ17の回転速度の上昇により誘起電圧の振幅が増大し、駆動電流が徐々に減少していく。そして、モータ17の回転速度の上昇が止まり一定の回転速度となったときに駆動電流の減少も止まり一定の値で維持されるようになる。また、モータ始動制御においては、出力エネルギーを制御するためにいわゆるPWM制御が行われる。   When the duty of the drive signal is corrected, the control circuit unit 13 shifts to motor start control and starts the motor 17. At this time, since the duty of the drive signal is corrected, the drive current at the start is adjusted and controlled to the target value N as shown by the arrow D1 or the arrow D2 in FIG. Therefore, at the time of positioning control, a current of the target value N flows through the motor 17, and the motor 17 can be started while suppressing fluctuations in torque caused by fluctuations in the drive current value. In the other control and sensorless control thereafter, the amplitude of the induced voltage increases due to the increase in the rotational speed of the motor 17, and the drive current gradually decreases. Then, when the increase in the rotational speed of the motor 17 stops and reaches a constant rotational speed, the decrease in drive current also stops and is maintained at a constant value. In motor start control, so-called PWM control is performed in order to control output energy.

図6に例示するように、モータ始動制御の位置決め制御では、制御回路部13は、ハイサイド側の任意の相のスイッチング素子11aをオンし、ローサイド側のハイサイド側で選択した相以外の相のスイッチング素子11aをオンし、その他のスイッチング素子11aをオフする。これにより、ハイサイド側とローサイド側とで異なる相に電流を流す通電相パターンにより、モータ17への通電が行われる。   As illustrated in FIG. 6, in the positioning control of the motor start control, the control circuit unit 13 turns on the switching element 11 a of the arbitrary phase on the high side and selects a phase other than the phase selected on the high side on the low side. The switching element 11a is turned on, and the other switching elements 11a are turned off. Thereby, the motor 17 is energized by an energized phase pattern in which current flows in different phases on the high side and the low side.

この場合、制御回路部13は、位置決め制御を2回行う。1回目の位置決め制御では、例えば、ハイサイド側のU相のスイッチング素子11aおよびローサイド側のW相のスイッチング素子11aをオンし、その他のスイッチング素子11aをオフする。そして、この通電によりモータ17のロータが動いて誘起電圧が発生する。そのため、駆動電流に正弦波状の振動が発生する。その後、ロータの動作が収束するにつれて駆動電流の振幅が徐々に小さくなり、ロータが停止すると駆動電流の振動が無くなる。その後は、モータ17への印加電圧とモータインピーダンスにより決まる電流がモータ17に流れる。   In this case, the control circuit unit 13 performs positioning control twice. In the first positioning control, for example, the high-side U-phase switching element 11a and the low-side W-phase switching element 11a are turned on, and the other switching elements 11a are turned off. And by this energization, the rotor of the motor 17 moves and an induced voltage is generated. Therefore, a sinusoidal vibration is generated in the drive current. Thereafter, as the operation of the rotor converges, the amplitude of the drive current gradually decreases, and when the rotor stops, the drive current does not oscillate. Thereafter, a current determined by the voltage applied to the motor 17 and the motor impedance flows to the motor 17.

次に、2回目の位置決め制御では、制御回路部13は、1回目と2回目の通電位相差が電気角で0degおよび180deg以外となるように通電相を設定する。この場合、1回目の位置決め制御における通電相は、ハイサイド側がU相、ローサイド側がW相であった。そのため、2回目の位置決め制御では、電気角で例えば60deg離れたハイサイド側がV相、ローサイド側がW相となる通電相パターンにより、モータ17への通電を行う。   Next, in the second positioning control, the control circuit unit 13 sets the energization phase so that the first and second energization phase differences are other than 0 deg and 180 deg in electrical angle. In this case, the energization phase in the first positioning control was the U phase on the high side and the W phase on the low side. Therefore, in the second positioning control, the motor 17 is energized by an energized phase pattern in which the high side, which is 60 deg away from the electrical angle, is the V phase and the low side is the W phase.

次に、他制制御では、制御回路部13は、予め決められた通電相パターン、PWMデューティ、通電時間によりモータ17を通電してロータを回転させる。このとき、制御回路部13は、2回目の位置決め制御における通電相パターンによる通電状態から所望の回転方向へトルクを発生させるように通電相を設定する。この場合、2回目の位置決め制御における通電相は、ハイサイド側がV相、ローサイド側がW相であった。そのため、制御回路部13は、他制制御の初期の通電相を、電気角で例えば60deg離れたハイサイド側がV相、ローサイド側がU相となる通電相パターンに切り換えて、モータ17への通電を行う。   Next, in other control, the control circuit unit 13 energizes the motor 17 with a predetermined energization phase pattern, PWM duty, and energization time to rotate the rotor. At this time, the control circuit unit 13 sets the energized phase so as to generate torque in the desired rotation direction from the energized state by the energized phase pattern in the second positioning control. In this case, the energization phase in the second positioning control was the V phase on the high side and the W phase on the low side. Therefore, the control circuit unit 13 switches the initial energization phase of the other control to an energization phase pattern in which, for example, the high side separated by 60 degrees in the electrical angle is the V phase and the low side is the U phase, and energizes the motor 17. Do.

その後、制御回路部13は、所望の回転方向へトルクを発生させるように通電相を順次切り換えていくが、このとき、通電相の位相差が電気角で例えば60degとなるように切り換えていく。この場合、2回目の位置決め制御における通電相は、ハイサイド側がV相、ローサイド側がW相であり、他制制御の通電相は、ハイサイド側がV相、ローサイド側がU相であった。そのため、制御回路部13は、続くフェーズでは、ハイサイド側がW相、ローサイド側がU相となる通電相パターンに切り換え、続いて、ハイサイド側がW相、ローサイド側がV相となる通電相パターンに切り換えていく。その後、制御回路部13は、ロータの位置が検出できたタイミングでセンサレス制御に移行する。そして、制御回路部13は、ロータの位置を検出しながら、その検出位置に応じて通電相を切り換えてロータの回転制御を行う。なお、通電相の位相差は、電気角で0degおよび180deg以外であれば、60degに限ることなく変更することができる。   Thereafter, the control circuit unit 13 sequentially switches the energized phases so as to generate torque in a desired rotation direction. At this time, the control circuit unit 13 switches so that the phase difference between the energized phases is, for example, 60 degrees in terms of electrical angle. In this case, the energization phase in the second positioning control was the V phase on the high side and the W phase on the low side, and the energization phase in the other control was the V phase on the high side and the U phase on the low side. Therefore, in the subsequent phase, the control circuit unit 13 switches to the energized phase pattern in which the high side is the W phase and the low side is the U phase, and then switches to the energized phase pattern in which the high side is the W phase and the low side is the V phase. To go. Thereafter, the control circuit unit 13 shifts to sensorless control at the timing when the position of the rotor can be detected. The control circuit unit 13 controls the rotation of the rotor by switching the energized phase according to the detected position while detecting the position of the rotor. The phase difference between the energized phases can be changed without being limited to 60 degrees as long as the electrical angle is other than 0 deg and 180 deg.

次に、駆動信号のデューティの補正例について説明する。図7に例示する第1補正例では、制御回路部13は、1つの閾値Tを基準に駆動信号のデューティを補正する。即ち、制御回路部13は、始動前電流値が所定の閾値Tより大きい場合には、駆動信号のデューティを小さくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。一方、制御回路部13は、始動前電流値が所定の閾値Tより小さい場合には、駆動信号のデューティを大きくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。   Next, an example of correcting the duty of the drive signal will be described. In the first correction example illustrated in FIG. 7, the control circuit unit 13 corrects the duty of the drive signal based on one threshold value T. That is, when the current value before starting is larger than the predetermined threshold value T, the control circuit unit 13 decreases the duty of the driving signal to bring the driving current generated when starting the motor 17 close to the target value, or Control to match. On the other hand, when the current value before starting is smaller than the predetermined threshold T, the control circuit unit 13 increases the duty of the driving signal to bring the driving current generated when starting the motor 17 close to the target value, or Control to match.

始動時における駆動信号のデューティ、つまり、補正後の駆動信号のデューティは、例えば下記の式(1)に基づいて、始動前電流値と閾値Tとの比に基づいて算出することができる。
始動時のデューティ=始動時のデューティ基準値×閾値/始動前電流値・・・(1)
The duty of the drive signal at the time of start-up, that is, the duty of the drive signal after correction, can be calculated based on the ratio between the current value before start-up and the threshold T based on the following equation (1), for example.
Duty at start-up = Duty reference value at start-up x threshold value / current value before start-up (1)

なお、始動時のデューティ基準値は、所定の条件下、例えば、所定の電源電圧が印加されている条件下、実際の電流経路のインピーダンスの条件下などにおいて、モータ17の始動時における駆動電流が予め決められた狙い値に一致するようなデューティ比である。また、始動時における駆動信号のデューティは、例えば、始動前電流値と閾値Tの差に基づいて算出してもよい。   It should be noted that the duty reference value at the start is determined by the drive current at the start of the motor 17 under a predetermined condition, for example, a condition where a predetermined power supply voltage is applied, an impedance condition of an actual current path, or the like. The duty ratio matches a predetermined target value. Further, the duty of the drive signal at the start may be calculated based on, for example, the difference between the pre-start current value and the threshold value T.

図8に例示する第2補正例では、制御回路部13は、2つの閾値Tmax,Tminを基準に駆動信号のデューティを補正する。即ち、制御回路部13は、始動前電流値が所定の上限閾値Tmaxより大きい場合には、駆動電流を生成するための駆動信号のデューティを小さくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。一方、制御回路部13は、始動前電流値が所定の下限閾値Tminより小さい場合には、駆動信号のデューティを大きくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。なお、制御回路部13は、始動前電流値が上限閾値Tmaxと下限閾値Tminとの間に収まっている場合には、駆動信号のデューティを補正することなく、そのまま維持する。即ち、始動前電流値が上限閾値Tmaxと下限閾値Tminとの間である場合には、始動時における駆動信号のデューティは、始動時のデューティ基準値となる。これにより、モータ17の始動時における駆動電流が所定の狙い範囲内に収まる。なお、この所定の狙い範囲を図8に符号Rで例示している。   In the second correction example illustrated in FIG. 8, the control circuit unit 13 corrects the duty of the drive signal based on the two threshold values Tmax and Tmin. That is, when the current value before starting is larger than the predetermined upper limit threshold Tmax, the control circuit unit 13 reduces the duty of the driving signal for generating the driving current and generates the driving current generated when starting the motor 17. Is controlled so that it approaches or matches the target value. On the other hand, when the current value before starting is smaller than the predetermined lower limit threshold Tmin, the control circuit unit 13 increases the duty of the driving signal to bring the driving current generated when starting the motor 17 closer to the target value, or , Control to match. Note that when the pre-starting current value is within the upper limit threshold Tmax and the lower limit threshold Tmin, the control circuit unit 13 maintains the drive signal without correcting the duty. That is, when the current value before starting is between the upper limit threshold value Tmax and the lower limit threshold value Tmin, the duty of the drive signal at the time of starting becomes the duty reference value at the time of starting. As a result, the drive current at the start of the motor 17 falls within a predetermined target range. The predetermined target range is illustrated by a symbol R in FIG.

モータ制御装置10によれば、モータ17に流れる電流のフィードバックやロータの加速度の検出を行うための回路や制御ソフトウェアに依らずとも、始動前の検出電流値に基づいて始動時の駆動電流を狙い値に近似あるいは一致させるように調整することができる。よって、構成の複雑化やコストの増加を抑えつつ、トルクの変動を抑制することができ、モータ17の始動性能の向上を図ることができる。   According to the motor control device 10, the drive current at the start is aimed based on the detected current value before the start, without depending on the feedback of the current flowing through the motor 17 or the circuit or control software for detecting the acceleration of the rotor. It can be adjusted to approximate or match the value. Therefore, torque fluctuations can be suppressed while suppressing the complexity of the configuration and cost increase, and the starting performance of the motor 17 can be improved.

また、モータ制御装置10によれば、モータ17の始動前における実際の電流値に基づいて始動時の駆動電流を調整する。従って、例えば、モータ17、スイッチング素子11aなどといった装置内の各素子、ワイヤーハーネス16などの個体差や、温度特性に起因するインピーダンスの変化、ワイヤーハーネス16を含む電流経路の長さの違いに起因するインピーダンスの変化などに拘らず、モータ制御装置10やモータ17を含むモータ制御システム全体の構成に適した駆動電流によりモータ17を始動することができる。   Further, the motor control device 10 adjusts the drive current at the start based on the actual current value before the start of the motor 17. Therefore, for example, each element in the device such as the motor 17 and the switching element 11a, the wire harness 16, and the like, the change in impedance due to the temperature characteristics, and the difference in the length of the current path including the wire harness 16 are caused. The motor 17 can be started by a driving current suitable for the configuration of the entire motor control system including the motor control device 10 and the motor 17 regardless of the change in impedance to be performed.

また、モータ制御装置10によれば、1つの閾値Tを基準に駆動信号のデューティを補正することにより、始動時の駆動電流を一定にすることができ、モータ17の始動性能をより安定させることができる。
また、モータ制御装置10によれば、2つの閾値Tmax,Tminを基準に駆動信号のデューティを補正することにより、始動時の駆動電流を一定範囲内に収めることができ、モータ17の始動性能をより安定させることができる。
Further, according to the motor control device 10, by correcting the duty of the drive signal based on one threshold value T, the drive current at the start can be made constant, and the start performance of the motor 17 can be made more stable. Can do.
Further, according to the motor control device 10, by correcting the duty of the drive signal with reference to the two threshold values Tmax and Tmin, the drive current at the start can be kept within a certain range, and the start performance of the motor 17 can be reduced. It can be made more stable.

(第2実施形態)
図9に例示するように、本実施形態では、制御回路部13は、モータ17の始動前に複数の通電相パターンPuv〜Pwvによりモータ17を通電する。この場合、制御回路部13は、ハイサイド側がU相、ローサイド側がV相となる通電相パターンPuv、ハイサイド側がU相、ローサイド側がW相となる通電相パターンPuw、ハイサイド側がV相、ローサイド側がU相となる通電相パターンPvu、ハイサイド側がV相、ローサイド側がW相となる通電相パターンPvw、ハイサイド側がW相、ローサイド側がU相となる通電相パターンPwu、ハイサイド側がW相、ローサイド側がV相となる通電相パターンPwvの6パターンによりモータ17を順次通電する。そして、制御回路部13は、各通電相パターンPuv〜Pwvによる通電時にそれぞれ電流検出回路部12により検出された始動前電流値Iuv〜Iwvを検出する。
(Second Embodiment)
As illustrated in FIG. 9, in the present embodiment, the control circuit unit 13 energizes the motor 17 with a plurality of energized phase patterns Puv to Pwv before the motor 17 is started. In this case, the control circuit unit 13 includes the energized phase pattern Puv in which the high side is the U phase and the low side is the V phase, the energized phase pattern Puw in which the high side is the U phase and the low side is the W phase, the high side is the V phase, and the low side. Energized phase pattern Pvu whose side is the U phase, the high side is the V phase, the energized phase pattern Pvw where the low side is the W phase, the high side is the W phase, the energized phase pattern Pwu where the low side is the U phase, the high side is the W phase, The motor 17 is energized sequentially by 6 patterns of energized phase patterns Pwv in which the low side is the V phase. Then, the control circuit unit 13 detects pre-starting current values Iuv to Iwv detected by the current detection circuit unit 12 when energized by the energized phase patterns Puv to Pwv, respectively.

そして、図10に例示するように、制御回路部13は、始動前電流値Iuv〜Iwvの平均値を算出する。そして、制御回路部13は、算出した平均値に基づいて、モータ17の始動時における駆動電流を調整する。即ち、例えば、制御回路部13は、平均値が比較的大きい場合には、駆動信号のデューティを小さくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。一方、制御回路部13は、平均値が比較的小さい場合には、駆動信号のデューティを大きくして、モータ17の始動時に生成される駆動電流を狙い値に近付ける、または、一致させるように制御する。   Then, as illustrated in FIG. 10, the control circuit unit 13 calculates an average value of the current values Iuv to Iwv before starting. Then, the control circuit unit 13 adjusts the drive current when the motor 17 is started based on the calculated average value. That is, for example, when the average value is relatively large, the control circuit unit 13 reduces the duty of the drive signal so that the drive current generated when the motor 17 is started approaches or matches the target value. To control. On the other hand, when the average value is relatively small, the control circuit unit 13 increases the duty of the drive signal and controls the drive current generated when the motor 17 is started to approach or match the target value. To do.

電流経路のインピーダンスは、厳密には、モータ17への通電相パターン、つまり、モータ17にどのように電流が流れているのかによって変動する場合がある。本実施形態によれば、複数の通電相パターンPuv〜Pwvの通電時における検出電流値Iuv〜Iwvの平均値を用いて駆動電流を補正する。そのため、異なる通電相パターンPuv〜Pwvを通電する場合に生じる電流経路のインピーダンスの変動を吸収することができ、始動時の駆動電流が狙い値から大幅にずれてしまうことを回避することができる。   Strictly speaking, the impedance of the current path may vary depending on the energization phase pattern to the motor 17, that is, how the current flows through the motor 17. According to the present embodiment, the drive current is corrected using the average value of the detected current values Iuv to Iwv when the plurality of energized phase patterns Puv to Pwv are energized. Therefore, it is possible to absorb fluctuations in the impedance of the current path that occurs when different energized phase patterns Puv to Pwv are energized, and it is possible to avoid the drive current at the time of starting from deviating significantly from the target value.

(第3実施形態)
図11に例示するように、本実施形態では、制御回路部13は、モータ17の始動前に複数の通電相パターンPuv〜Pwvによりモータ17を通電する。そして、制御回路部13は、一の通電相パターンによる通電時に電流検出回路部12により検出される始動前電流値に基づいて、モータ17の始動時において同じ通電相パターンによりモータ17を通電するときの駆動電流を調整する。即ち、制御回路部13は、モータ17の始動時において、ハイサイド側がU相、ローサイド側がV相となる通電相パターンPuvにより通電するときには、モータ17の始動前において同じ通電相パターンPuvにより通電したときに検出された始動前電流値Iuvに基づいて駆動電流を調整する。
(Third embodiment)
As illustrated in FIG. 11, in the present embodiment, the control circuit unit 13 energizes the motor 17 with a plurality of energized phase patterns Puv to Pwv before the motor 17 is started. The control circuit unit 13 energizes the motor 17 with the same energized phase pattern when starting the motor 17 based on the current value before starting detected by the current detection circuit unit 12 when energizing with one energized phase pattern. Adjust the drive current. That is, when the motor 17 is started, when the energization phase pattern Puv in which the high side is the U phase and the low side is the V phase is energized, the energization is performed with the same energization phase pattern Puv before the motor 17 is started. The drive current is adjusted based on the current value Iuv before starting that is sometimes detected.

本実施形態によれば、複数の通電相パターンPuv〜Pwvの通電時における検出電流値Iuv〜Iwvを用いて、始動時において同じ通電相パターンPuv〜Pwvで通電されるときの駆動電流を補正する。そのため、異なる通電相パターンPuv〜Pwvを通電する場合に生じる電流経路のインピーダンスの変動を吸収することができ、始動時において複数の通電相パターンPuv〜Pwvによりモータ17を通電する場合において、それぞれの通電時に駆動電流が狙い値から大幅にずれてしまうことを回避することができる。   According to the present embodiment, using the detected current values Iuv to Iwv when energizing a plurality of energized phase patterns Puv to Pwv, the drive current when energized with the same energized phase patterns Puv to Pwv at the start is corrected. . Therefore, it is possible to absorb fluctuations in the impedance of the current path that occurs when energizing different energized phase patterns Puv to Pwv, and when energizing the motor 17 with a plurality of energized phase patterns Puv to Pwv at the start, It can be avoided that the drive current greatly deviates from the target value during energization.

なお、制御回路部13は、始動前に検出した複数の始動前電流値Iuv〜Iwvのうち何れか1つを選択し、その始動前電流値に基づいて、始動時において異なる通電相パターンによりモータ17を通電する場合の駆動電流を調整するように構成してもよい。即ち、例えば、始動前において通電相パターンPuvの通電時に検出された始動前電流値Iuvに基づいて、始動時において通電相パターンPuvによりモータ17を通電する場合のほか、通電相パターンPuw〜Pwvによりモータ17を通電する場合の駆動電流も調整するように構成してもよい。   The control circuit unit 13 selects any one of a plurality of pre-starting current values Iuv to Iwv detected before starting, and based on the pre-starting current values, the motors have different energized phase patterns at starting. You may comprise so that the drive current at the time of energizing 17 may be adjusted. That is, for example, based on the pre-starting current value Iuv detected when the energized phase pattern Puv is energized before starting, the motor 17 is energized with the energizing phase pattern Puv at the start, and the energized phase patterns Puw to Pwv are used. You may comprise so that the drive current at the time of energizing the motor 17 may also be adjusted.

(第4実施形態)
図12に例示するように、本実施形態では、制御回路部13は、電流検出回路部12により始動前電流値を検出するときには、駆動電流を生成するための駆動信号の周期Tmonを所定の周期Tsenよりも短くする。なお、周期Tsenは、モータ17の始動時におけるデフォルトの駆動信号の周期、または、モータ17の定常駆動時のおける駆動信号の周期である。
(Fourth embodiment)
As illustrated in FIG. 12, in the present embodiment, when the current detection circuit unit 12 detects the pre-starting current value, the control circuit unit 13 sets the cycle Tmon of the drive signal for generating the drive current to a predetermined cycle. Shorter than Tsen. Note that the cycle Tsen is a cycle of a default drive signal when the motor 17 is started or a cycle of a drive signal when the motor 17 is in steady driving.

モータ17に電流を流す場合には、モータ17の定格電流を超えないように駆動信号のデューティを設定する必要がある。このとき、例えば駆動信号のデューティが100%よりも小さい状態でPWM制御によりスイッチング素子11aをオン/オフさせると、オン時に電流が上昇し、この上昇の傾きはオンから時間が経つにつれて小さくなる。そして、オフになると電流が下降していき、この下降の傾きはオフから時間が経つにつれて小さくなる。よって、電流リップルVsenが発生し、電流検出回路部12による電流検知のタイミングにより、検出される電流値に電流リップルVsenによる差異が発生する。   When a current is passed through the motor 17, it is necessary to set the duty of the drive signal so as not to exceed the rated current of the motor 17. At this time, for example, if the switching element 11a is turned on / off by PWM control in a state where the duty of the drive signal is smaller than 100%, the current increases at the time of turning on, and the slope of this increase becomes smaller as time passes from on. Then, when it is turned off, the current decreases, and the slope of this decrease becomes smaller as time passes from off. Therefore, the current ripple Vsen is generated, and a difference due to the current ripple Vsen occurs in the detected current value depending on the timing of current detection by the current detection circuit unit 12.

そこで、本実施形態では、駆動信号の周期Tmonを周期Tsenよりも短くする。これにより、電流リップルVsenを電流リップルVmonまで小さくすることができ、電流リップルによる検出電流値の差異を抑制することができる。よって、本実施形態によれば、電流のリップルによる検出電流値のばらつきを抑えることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
Therefore, in the present embodiment, the cycle Tmon of the drive signal is made shorter than the cycle Tsen. Thereby, the current ripple Vsen can be reduced to the current ripple Vmon, and the difference in the detected current value due to the current ripple can be suppressed. Therefore, according to the present embodiment, variation in the detected current value due to current ripple can be suppressed.
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

図面中、10はモータ制御装置、12は電流検出回路部、13は制御回路部を示す。   In the drawings, 10 is a motor control device, 12 is a current detection circuit unit, and 13 is a control circuit unit.

Claims (6)

モータに流れる電流を検出する電流検出回路部(12)と、
前記モータの駆動電流を制御する制御回路部(13)と、を備え、
前記制御回路部は、前記モータの始動前において前記電流検出回路部により検出される始動前電流値に基づいて、前記モータの始動時における前記駆動電流を調整するモータ制御装置。
A current detection circuit section (12) for detecting a current flowing through the motor;
A control circuit unit (13) for controlling the drive current of the motor,
The control circuit unit is a motor control device that adjusts the driving current when starting the motor based on a current value before starting detected by the current detection circuit unit before starting the motor.
前記制御回路部は、前記始動前電流値が所定の閾値より大きい場合は前記駆動電流を生成するための駆動信号のデューティを小さくし、前記始動前電流値が前記閾値より小さい場合は前記駆動信号のデューティを大きくする請求項1に記載のモータ制御装置。   The control circuit unit reduces the duty of the drive signal for generating the drive current when the pre-start current value is greater than a predetermined threshold, and the drive signal when the pre-start current value is less than the threshold. The motor control device according to claim 1, wherein the duty of the motor is increased. 前記制御回路部は、前記始動前電流値が所定の上限閾値より大きい場合は前記駆動電流を生成するための駆動信号のデューティを小さくし、前記始動前電流値が所定の下限閾値より小さい場合は前記駆動信号のデューティを大きくし、前記始動前電流値が前記上限閾値と前記下限閾値との間である場合は前記駆動信号のデューティを維持する請求項1に記載のモータ制御装置。   The control circuit unit reduces the duty of the drive signal for generating the drive current when the pre-start current value is larger than a predetermined upper limit threshold, and when the pre-start current value is smaller than a predetermined lower limit threshold The motor control device according to claim 1, wherein the duty of the drive signal is increased, and the duty of the drive signal is maintained when the pre-starting current value is between the upper limit threshold and the lower limit threshold. 前記制御回路部は、前記モータの始動前に複数の通電相パターンにより前記モータを通電し、各通電相パターンによる通電時にそれぞれ前記電流検出回路部により検出される複数の始動前電流値の平均値に基づいて、前記モータの始動時における前記駆動電流を調整する請求項1から3の何れか1項に記載のモータ制御装置。   The control circuit unit energizes the motor with a plurality of energized phase patterns before starting the motor, and an average value of a plurality of pre-starting current values detected by the current detection circuit unit when energized with each energized phase pattern, respectively. 4. The motor control device according to claim 1, wherein the drive current at the time of starting the motor is adjusted based on the motor. 前記制御回路部は、前記モータの始動前に複数の通電相パターンにより前記モータを通電し、一の通電相パターンによる通電時に前記電流検出回路部により検出される始動前電流値に基づいて、前記モータの始動時において同じ通電相パターンにより前記モータを通電するときの前記駆動電流を調整する請求項1から3の何れか1項に記載のモータ制御装置。   The control circuit unit energizes the motor with a plurality of energized phase patterns before starting the motor, and based on a pre-starting current value detected by the current detection circuit unit when energized with one energized phase pattern, 4. The motor control device according to claim 1, wherein the drive current is adjusted when the motor is energized with the same energization phase pattern when the motor is started. 5. 前記制御回路部は、前記電流検出回路部により前記始動前電流値を検出するときには、前記駆動電流を生成するための駆動信号の周期を、前記モータの始動時または前記モータの定常駆動時のおける周期よりも短くする請求項1から5の何れか1項に記載のモータ制御装置。   When the current detection circuit unit detects the pre-starting current value, the control circuit unit can set a cycle of a driving signal for generating the driving current when starting the motor or during steady driving of the motor. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is shorter than the cycle.
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