JP6493067B2 - Motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、モータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device.

ブラシレスDCモータ(以下、「モータ」と称する)等の同期モータの巻線に印加する電圧を生成するための制御には種々の方式が存在し、目的に応じて使い分けられる場合がある。   There are various types of control for generating a voltage to be applied to the winding of a synchronous motor such as a brushless DC motor (hereinafter referred to as “motor”), and there are cases where they are properly used depending on the purpose.

特許文献1には、モータの巻線の電流の位相を進角させる場合には矩形波状の電圧を生成する矩形波制御を行い、モータの巻線の位相を進角させる必要がない場合には、正弦波波形の電圧を生成するPWM(Pulse Width Modulation)制御を行う交流電動機の駆動制御装置が開示されている。   In Patent Document 1, when the phase of the motor winding current is advanced, rectangular wave control for generating a rectangular wave voltage is performed, and when it is not necessary to advance the phase of the motor winding. An AC motor drive control device that performs PWM (Pulse Width Modulation) control for generating a voltage having a sine wave waveform is disclosed.

特許第3683135号公報Japanese Patent No. 3683135

しかしながら、電圧を生成する制御の方式が異なれば、生成される電圧及び電流は同一ではない。特許文献1に記載の発明では、モータが回転中に電圧生成の駆動方式を変更するので、駆動方式の変更の際に、生成される電圧及び電流に差異が生じ、その結果、モータの回転速度が意に反して変動するおそれがあるという問題点があった。   However, if the control method for generating the voltage is different, the generated voltage and current are not the same. In the invention described in Patent Document 1, since the drive system for generating voltage is changed while the motor is rotating, a difference occurs in the generated voltage and current when the drive system is changed. As a result, the rotational speed of the motor is changed. However, there was a problem that it may fluctuate unexpectedly.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、回転速度に応じて電圧生成の駆動方式を変更する場合に、モータの回転速度の変動を抑制し得るモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a motor control device that can suppress fluctuations in the rotation speed of the motor when the voltage generation drive system is changed according to the rotation speed.

前記課題を解決するために、請求項1に記載のモータ制御装置は、異なる2つの駆動方式での制御が可能で、制御されることによって生成した電圧を三相モータの巻線に印加する駆動回路と、印加された電圧に応じて前記三相モータの巻線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記三相モータの始動前に、所定の指令信号に基づいて一方の駆動方式で前記駆動回路を制御した後に、該所定の指令信号に基づいて他方の駆動方式で前記駆動回路を制御して、異なる2つの駆動方式の各々で電圧を生成するように前記駆動回路を制御し、前記他方の駆動方式で生成された電圧が前記三相モータの巻線に印加されることにより前記電流検出部で検出された電流が、前記一方の駆動方式で生成した電圧が前記三相モータの巻線に印加されることにより前記電流検出部で検出された電流と一致するように該所定の指令信号を変化させ、該所定の指令信号と該変化させた指令信号との差異に基づいて、前記2つの駆動方式の前記一方の駆動方式から前記他方の駆動方式に変更する場合の補正値を算出すると共に、前記三相モータの始動後、前記駆動回路の駆動方式を変更する場合に、入力された指令信号を前記補正値に基づいて補正し、前記2つの異なる駆動方式のいずれか一方で補正した指令信号を用いて前記駆動回路を制御する駆動回路制御部と、を含んでいる。
In order to solve the above-mentioned problem, the motor control device according to claim 1 can be controlled by two different drive systems, and is a drive that applies a voltage generated by the control to the windings of the three-phase motor. A circuit, a current detection unit for detecting a current flowing in the winding of the three-phase motor according to an applied voltage, and the driving method based on a predetermined command signal before starting the three-phase motor. after controlling the driving circuit, based on the predetermined command signal by controlling the drive circuit in the other drive system, controls the drive circuit to generate a voltage at each of two different drive schemes, the When the voltage generated by the other driving method is applied to the winding of the three-phase motor, the current detected by the current detecting unit is changed to the voltage generated by the one driving method. Applied to the wire Said changing said predetermined command signal to match the current detected by the current detection unit, based on the difference between said predetermined command signal and the command signal obtained by said change, the one of the two drive systems calculates a correction value when the drive system is changed to the other drive system, after the start of the three-phase motor, when changing the driving method of the driving circuit, the correction value input command signal And a drive circuit control unit that controls the drive circuit using a command signal corrected by one of the two different drive methods.

このモータ制御装置によれば、他方の駆動方式で生成した電圧が三相モータの巻線に印加されることにより検出された電流が、一方の駆動方式で生成した電圧が三相モータの巻線に印加されることにより検出された電流と一致するように指令信号を変化させている。変化前と変化後との指令信号の差異に基づいて補正値を算出し、指令信号を算出した補正値で補正することにより、電圧生成の駆動方式を変更する場合に、モータの回転速度の変動を抑制できる。   According to this motor control device, the current detected by applying the voltage generated by the other driving method to the winding of the three-phase motor is changed to the voltage generated by one driving method being the winding of the three-phase motor. The command signal is changed so as to coincide with the current detected by being applied to. When the voltage generation drive system is changed by calculating a correction value based on the difference between the command signal before and after the change and correcting the command signal with the calculated correction value, the fluctuation of the rotation speed of the motor Can be suppressed.

請求項に記載のモータ制御装置は、請求項1記載のモータ制御装置において、前記駆動回路制御部は、前記三相モータの始動前に、前記一方の駆動方式で前記駆動回路を制御して第1相の巻線から第2相の巻線を介して接地領域に通電させた後に、前記他方の駆動方式で前記駆動回路を制御して前記第1相の巻線から前記第2相の巻線を介して接地領域に通電させることにより、前記三相モータのロータを回転させずに前記補正値を算出する。
The motor control device according to claim 2 is the motor control device according to claim 1, wherein the drive circuit control unit, before the start of the three-phase motor, the drive circuit controlled by the one drive system After the first phase winding is energized to the ground region via the second phase winding, the drive circuit is controlled by the other driving method to control the second phase from the first phase winding. The correction value is calculated without rotating the rotor of the three-phase motor by energizing the grounding region through the winding.

このモータ制御装置によれば、三相モータのロータを回転させないようにすることにより、電流検出部で検出される電流の変動を抑制するので、補正値の算出が容易になる。   According to this motor control device, by preventing the rotor of the three-phase motor from rotating, the fluctuation of the current detected by the current detection unit is suppressed, so that the correction value can be easily calculated.

請求項に記載のモータ制御装置は、請求項1又は2に記載のモータ制御装置において、前記駆動回路制御部は、前記三相モータの初回の始動時に先行して前記補正値を算出して記憶し、初回以後の前記三相モータの始動では該記憶した補正値に基づいて前記指令信号を補正する。
According to a third aspect of the present invention , in the motor control device according to the first or second aspect, the drive circuit control unit calculates the correction value prior to the first start of the three-phase motor. When the three-phase motor is started after the first time, the command signal is corrected based on the stored correction value.

このモータ制御装置によれば、記憶した補正値を用いることにより、三相モータの始動毎に補正値を算出することを要しないので、三相モータの制御を簡易迅速化できる。   According to this motor control device, by using the stored correction value, it is not necessary to calculate a correction value every time the three-phase motor is started, so that the control of the three-phase motor can be simplified and speeded up.

請求項に記載のモータ制御装置は、請求項1又は2に記載のモータ制御装置において、前記駆動回路制御部は、前記三相モータの所定回数の始動毎に前記補正値を算出して記憶し、該記憶した補正値に基づいて前記指令信号を補正する。
According to a fourth aspect of the present invention , in the motor control device according to the first or second aspect, the drive circuit control unit calculates and stores the correction value every time the three-phase motor is started a predetermined number of times. Then, the command signal is corrected based on the stored correction value.

このモータ制御装置によれば、所定の始動毎に補正値を再算出することにより、三相モータの経時変化に対応した補正値を用いて三相モータを制御することができる。   According to this motor control device, the three-phase motor can be controlled using the correction value corresponding to the temporal change of the three-phase motor by recalculating the correction value at every predetermined start.

請求項に記載のモータ制御装置は、請求項1〜のいずれか1項記載のモータ制御装置において、前記2つの駆動方式は、ロータの回転位置に応じていずれか1相の巻線を無通電にし、他の2相の巻線の一方の巻線から他方の巻線に通電されるように前記駆動回路を制御する第1駆動方式と、ロータの回転位置に応じていずれか1相の巻線を無通電にし、他の2相の巻線の一方の巻線から他方の巻線に通電された後、前記一方の巻線から前記他方の巻線に流れる電流を減衰させる通電がされるように前記駆動回路を制御する第2駆動方式と、を含む。
The motor control device according to claim 5, in the motor control apparatus according to any one of claims 1-4, wherein the two drive schemes, the winding of any one phase in accordance with the rotational position of the rotor Is turned off and one of the other two-phase windings is energized from one winding to the other, and the driving circuit is controlled according to the rotational position of the rotor. Energizing the windings of the phases to de-energize, and after the current from one winding of the other two-phase windings to the other winding, the current flowing from the one winding to the other winding is attenuated And a second driving method for controlling the driving circuit so as to be performed.

このモータ制御装置によれば、第2駆動方式では通電した巻線に残留する電流を減衰させる通電をしている。かかる通電により、無通電の相の誘起電圧に生じるノイズを軽減でき、低速回転時に誘起電圧に基づくロータの位置の検出が容易となる。   According to this motor control device, in the second drive method, energization is performed to attenuate the current remaining in the energized winding. Such energization can reduce noise generated in the induced voltage of the non-energized phase, and facilitates detection of the rotor position based on the induced voltage during low-speed rotation.

請求項に記載のモータ制御装置は、請求項5に記載のモータ制御装置において、前記駆動回路制御部は、前記三相モータの回転速度が高速の場合には前記第1駆動方式で、前記三相モータの回転速度が低速の場合には前記第2駆動方式で、前記駆動回路を各々制御する。 The motor control device according to claim 6 is the motor control device according to claim 5 , wherein the drive circuit control unit uses the first drive method when the rotation speed of the three-phase motor is high. When the rotational speed of the three-phase motor is low, each of the drive circuits is controlled by the second drive method.

このモータ制御装置によれば、三相モータの回転速度が低速の場合にはロータの位置検出が容易な第2駆動方式を用い、三相モータの回転速度が高速の場合には駆動回路のスイッチング動作が少ない第1駆動方式を用いることにより、回転速度に応じて三相モータの制御を最適化できる。   According to this motor control device, when the rotational speed of the three-phase motor is low, the second drive method that allows easy detection of the rotor position is used, and when the rotational speed of the three-phase motor is high, the drive circuit is switched. By using the first driving method with less operation, the control of the three-phase motor can be optimized according to the rotational speed.

本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the motor control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるPWM DUTY指令(指令信号)、インバータFETのゲートに印加される信号、U相電圧、V相電圧の一例を示した概略図であり、(A)は片側PWM駆動の場合、(B)は平衡駆動の場合を各々示している。It is the schematic which showed an example of the PWM duty command (command signal), the signal applied to the gate of inverter FET, the U-phase voltage, and the V-phase voltage in the motor control apparatus which concerns on embodiment of this invention, (A) Indicates the case of one-side PWM drive, and (B) indicates the case of balanced drive. モータのU相コイルからV相コイルへの通電におけるインバータ回路の動作を示した概略図であり、(A)は片側PWM駆動の場合、(B)は平衡PWM駆動の場合を各々示している。It is the schematic which showed the operation | movement of the inverter circuit in the electricity supply to the V phase coil from the U phase coil of a motor, (A) shows the case of one-side PWM drive, (B) has shown the case of balanced PWM drive, respectively. 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるモータの始動のセンサレス制御の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the sensorless control of the starting of the motor in the motor control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施の形態に係るセンサレス駆動のフローチャートである。It is a flowchart of the sensorless drive which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る位置決め制御の一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the positioning control which concerns on this Embodiment. 本発明の実施の形態における位置決め制御におけるロータの回転速度、モータ電流、指令信号であるPWM DUTY、U相端子電圧、V相端子電圧、U−V相間の平均電圧の各々の変化を記したタイミングチャートの一例である。Timing describing each change in rotor rotational speed, motor current, command duty PWM duty, U-phase terminal voltage, V-phase terminal voltage, and average voltage between U and V phases in the positioning control in the embodiment of the present invention It is an example of a chart.

図1は、本実施の形態に係るモータ制御装置100の一例を示す概略図である。インバータ回路114は、イグニッションスイッチ124がオンになり、車載のバッテリ120から供給された電力をスイッチングし、三相モータであるモータ118のステータの巻線(コイル)に印加する電圧を生成する。例えば、インバータFET114A,44DはU相のコイルに、インバータFET114B,44EはV相のコイルに、インバータFET114C,44FはW相のコイルに、各々印加する電圧を生成するスイッチングを行う。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a motor control device 100 according to the present embodiment. In the inverter circuit 114, the ignition switch 124 is turned on, the electric power supplied from the in-vehicle battery 120 is switched, and a voltage to be applied to the stator winding (coil) of the motor 118 that is a three-phase motor is generated. For example, the inverters FET 114A and 44D perform switching to generate a voltage to be applied to a U-phase coil, the inverters FET 114B and 44E to a V-phase coil, and the inverters FET 114C and 44F to a W-phase coil.

インバータFET114A,114B,114Cの各々のドレインは車載のバッテリ120の正極に接続されている。また、インバータFET114D,114E,114Fの各々のソースはバッテリ120の負極に接続されている。   The drains of the inverters FETs 114A, 114B, and 114C are connected to the positive electrode of the on-vehicle battery 120. The sources of the inverters FET 114D, 114E, and 114F are connected to the negative electrode of the battery 120.

本実施の形態では、モータ118のロータが回転によって生じる誘起電圧によりロータの回転速度及び位置(回転位置)を検出する。誘起電圧は、ロータの回転に応じて変化する正弦波状のアナログ信号であるが、本実施の形態では、コンパレータを含む位置検出回路116により、矩形波状のパルス信号に変換してマイコン110に入力する。   In the present embodiment, the rotational speed and position (rotational position) of the rotor are detected by an induced voltage generated by the rotation of the rotor of the motor 118. The induced voltage is a sinusoidal analog signal that changes according to the rotation of the rotor. In the present embodiment, the induced voltage is converted into a rectangular wave pulse signal by the position detection circuit 116 including a comparator and input to the microcomputer 110. .

マイコン110は、位置検出回路116から入力された信号からロータの位置を算出し、算出したロータの位置と上位の制御装置であるECU122から入力された信号とに基づいて、インバータ回路114のスイッチングの制御に係るPWM制御のデューティ比を算出する。   The microcomputer 110 calculates the position of the rotor from the signal input from the position detection circuit 116, and based on the calculated position of the rotor and the signal input from the ECU 122, which is a higher-level control device, the switching of the inverter circuit 114 is performed. The duty ratio of PWM control related to the control is calculated.

マイコン110によって算出されたデューティ比の信号は、プリドライバ112を介してインバータ回路114に出力され、インバータ回路114は当該デューティ比に基づいて電圧を生成し、モータ118のコイルに印加する。   The duty ratio signal calculated by the microcomputer 110 is output to the inverter circuit 114 via the pre-driver 112, and the inverter circuit 114 generates a voltage based on the duty ratio and applies it to the coil of the motor 118.

インバータ回路114とバッテリ120の負極との間には、抵抗値が0.2mΩ〜数Ω程度のシャント抵抗126が設けられ、シャント抵抗126の両端には電流検出回路128が接続されている。電流検出回路128は、シャント抵抗126の両端の電位差を増幅してシャント抵抗126の電流に比例する電圧値を信号として出力する。電流検出回路128が出力した信号は、マイコン110に入力され、マイコン110は、電流検出回路128が出力した信号に基づいて、インバータ回路114の電流をモータ電流として算出する。   A shunt resistor 126 having a resistance value of about 0.2 mΩ to several Ω is provided between the inverter circuit 114 and the negative electrode of the battery 120, and a current detection circuit 128 is connected to both ends of the shunt resistor 126. The current detection circuit 128 amplifies the potential difference between both ends of the shunt resistor 126 and outputs a voltage value proportional to the current of the shunt resistor 126 as a signal. The signal output from the current detection circuit 128 is input to the microcomputer 110, and the microcomputer 110 calculates the current of the inverter circuit 114 as a motor current based on the signal output from the current detection circuit 128.

後述するように、本実施の形態では、PWM制御の方式を変更した場合のモータ電流の変化に基づいて補正値を算出する。そして、モータが回転中にPWM制御の方式を変更する場合には、算出した補正値によってデューティ比の補正をすることにより、PWM制御の方式変更によるモータの回転速度の変動を抑制する。   As will be described later, in this embodiment, the correction value is calculated based on the change in the motor current when the PWM control method is changed. When changing the PWM control method while the motor is rotating, the duty ratio is corrected by the calculated correction value, thereby suppressing fluctuations in the rotation speed of the motor due to the PWM control method change.

図2は、本実施の形態に係るモータ制御装置100におけるPWM DUTY指令(指令信号)、インバータFET114A,114B,114D,114Eのゲートに印加される信号、U相電圧154U、V相電圧154Vの一例を示した概略図であり、(A)は片側PWM駆動の場合、(B)は平衡駆動の場合を各々示している。図2のPWM周期Tは、1のコイルから他のコイルを介して接地領域への通電するためのPWM制御に必要な周期で、図2では、U相コイルからV相コイルを介して接地領域に1パルスを通電するためのPWM制御に要する周期である。本実施の形態では、PWM周期Tは、略50μ秒である。   FIG. 2 shows an example of a PWM duty command (command signal), signals applied to the gates of the inverters FETs 114A, 114B, 114D, and 114E, a U-phase voltage 154U, and a V-phase voltage 154V in the motor control device 100 according to the present embodiment. (A) shows a case of one-side PWM drive, and (B) shows a case of balanced drive. The PWM period T in FIG. 2 is a period necessary for PWM control for energizing the ground region from one coil to another, and in FIG. 2, the ground region from the U-phase coil to the ground region via the V-phase coil. This is a period required for PWM control for energizing one pulse. In the present embodiment, the PWM cycle T is approximately 50 μsec.

図2(A)の「U相上段FETゲート波形」に示したように、U相コイルへの通電に係るインバータFET114Aのゲートには連続的にハイレベルの信号が印加され、インバータFET114AはPWM周期Tにおいて連続的にオンになっている。また、図2(A)の「V相下段FETゲート波形」に示したように、V相コイルの通電に係るインバータFET114Eのゲートには指令信号に基づいて周期Tのハイレベル信号が印加されてインバータFET114Eがオンになる。その結果、U相コイル18U及びV相コイル18Vが通電され、周期Tにおいて、U相電圧154Uはバッテリ120の正極の電圧であるV、V相電圧154Vは0となってU相コイルとV相コイルとに電位差が生じる。 As shown in the “U-phase upper FET gate waveform” in FIG. 2A, a high level signal is continuously applied to the gate of the inverter FET 114A related to the energization of the U-phase coil, and the inverter FET 114A has a PWM cycle. Continuously on at T. Further, as shown in "V-phase lower FET gate waveform" in FIG. 2 (A), the high level signal having a period T 1 in accordance with a command signal is applied to the gate of the inverter FET114E according to energization of the V-phase coil Thus, the inverter FET 114E is turned on. As a result, U-phase coil 18U and the V-phase coil 18V is energized, the period T 1, the U-phase voltage 154U is a U-phase coil becomes V b, V-phase voltage 154V is 0 is the voltage of the positive electrode of the battery 120 A potential difference is generated between the V-phase coil.

図2(A)に示したように、U相コイル18Uに通電するためのスイッチングを行うインバータFETを連続的にオンにする一方で、V相コイル18Vに通電するためのスイッチングを行うインバータFETをPWM制御でオンオフさせているので、本実施の形態では、図2(A)のような場合を片側PWM駆動と呼称する。   As shown in FIG. 2A, the inverter FET that performs switching for energizing the U-phase coil 18U is continuously turned on, while the inverter FET that performs switching for energizing the V-phase coil 18V is performed. In the present embodiment, the case shown in FIG. 2A is referred to as one-side PWM drive because the PWM control is used to turn on and off.

なお、図2(A)に示したように、インバータFET114Eのスイッチング動作の影響により、V相電圧154Vの波形は完全な矩形波ではなく略台形状を呈する。   As shown in FIG. 2A, due to the influence of the switching operation of the inverter FET 114E, the waveform of the V-phase voltage 154V exhibits a substantially trapezoidal shape instead of a complete rectangular wave.

周期T経過後の周期TではインバータFET114Eはオフになるので、U相電圧154Uはバッテリ120の正極の電圧であるV、V相電圧154VはV以上の電圧を示す。周期TにおいてV相電圧154VがV以上の電圧を示すのは、オフになっているインバータFET114Bの寄生ダイオードを介して電流が流れるためである。当該寄生ダイオードの順電圧がVであれば、周期TにおいてV相電圧154VはVよりも順電圧V高い電圧を示す。 In the period T 2 after the elapse of the period T 1 , the inverter FET 114E is turned off, so that the U-phase voltage 154U indicates the positive voltage V b of the battery 120, and the V-phase voltage 154V indicates a voltage equal to or higher than V b . Indicate V-phase voltage 154V is V b voltage higher than in the period T 2 are, because the current flows through the parasitic diode of the inverter FET114B is turned off. If the forward voltage is V F of the parasitic diode, V-phase voltage 154V in period T 2 are showing the forward voltage V F voltage higher than V b.

片側PWM駆動のPWM周期TにおけるU−V線間電圧は、U相電圧154UとV相電圧154Vとの差であるから、以下の式(1)によって算出される。
U−V線間電圧=(V×T/T)+(−V×T/T) …(1)
Since the U-V line voltage in the PWM period T of the one-side PWM drive is a difference between the U-phase voltage 154U and the V-phase voltage 154V, it is calculated by the following equation (1).
U−V line voltage = (V b × T 1 / T) + (− V F × T 2 / T) (1)

なお、片側PWM駆動では、図2(A)に例示した以外にも、周期Tで、インバータFET114B,114Eを同時にオフにするデッドタイムを設けた後、「V相上段FETゲート波形」をハイレベルにして、インバータFET114Bをオンにする場合もある。かかる場合には周期Tにおいて順電圧Vの影響は周期T後にインバータFET114Bがオフになっているデットタイムの際に主に及び、その結果、U−V線間電圧は式(1)の場合よりもわずかに大きくなる。 In the one-way PWM driving, high other than those illustrated in FIG. 2 (A), in the period T 2, the inverter FET114B, after providing the dead time to simultaneously turn off the 114E, the "V-phase upper FET gate waveform" In some cases, the inverter FET 114B is turned on at a level. In the period T 2 are in such a case the influence of the forward voltage V F is primarily Oyobi during dead time inverter FET114B is turned off after the period T 1, as a result, U-V line voltage has the formula (1) Slightly larger than the case.

図2(B)の「U相上段FETゲート波形」に示したように、平衡駆動では、指令信号のエッジが立ち上がってからデッドタイム152の経過後にU相コイルへの通電に係るインバータFET114Aがオンになる。同時に図2(B)の「V相下段FETゲート波形」に示したように、V相コイルへの通電に係るインバータFET114Eのゲートにハイレベル信号が印加されてインバータFET114Eがオンになる。その結果、周期T"において、U相電圧156Uはバッテリ120の正極の電圧であるV、V相電圧156Vは0となってU相コイルとV相コイルとに電位差が生じる。なお、デッドタイム152は、直列に接続されたインバータFETが同時にオンにならないようにするために設けられた時間である。 As shown in the “U-phase upper FET gate waveform” in FIG. 2B, in the balanced drive, the inverter FET 114A related to energization to the U-phase coil is turned on after the dead time 152 has elapsed after the rising edge of the command signal. become. At the same time, as shown in “V-phase lower stage FET gate waveform” in FIG. 2B, a high level signal is applied to the gate of the inverter FET 114E related to energization to the V-phase coil, and the inverter FET 114E is turned on. As a result, in the cycle T ″ 1 , the U-phase voltage 156U is V b , which is the positive voltage of the battery 120, and the V-phase voltage 156V is 0, causing a potential difference between the U-phase coil and the V-phase coil. The time 152 is a time provided to prevent the inverter FETs connected in series from being turned on at the same time.

その後、図2(B)の「U相上段FETゲート波形」及び「V相下段FETゲート波形」に示したように、指令信号のエッジが立ち下がるとインバータFET114A及びインバータFET114Eは同時にオフになる。そして、デッドタイム152が経過した後に、図2(B)の「U相下段FETゲート波形」及び「V相上段FETゲート波形」に示したように、インバータFET114B及びインバータFET114Dのゲートにハイレベル信号が印加されて、インバータFET114B及びインバータFET114Dがオンになる。その結果、周期T"において、周期T"の通電によって生じたU相コイル18U及びV相コイル18Vの電流を減衰させる。 Thereafter, as shown in “U-phase upper FET gate waveform” and “V-phase lower FET gate waveform” in FIG. 2B, when the edge of the command signal falls, inverter FET 114A and inverter FET 114E are simultaneously turned off. Then, after the dead time 152 has elapsed, as shown in “U-phase lower FET gate waveform” and “V-phase upper FET gate waveform” in FIG. 2B, a high level signal is applied to the gates of the inverter FET 114B and the inverter FET 114D. Is applied, and the inverter FET 114B and the inverter FET 114D are turned on. As a result, in the cycle T ″ 2 , the currents of the U-phase coil 18U and the V-phase coil 18V generated by energization of the cycle T ″ 1 are attenuated.

図2(B)の場合は、周期T"で通電した電流を周期T"で減衰させることにより、インバータ回路114及びモータ118のコイルの電位を平衡にする。本実施の形態では、図2(B)に示した場合を平衡駆動と呼称する。 In the case of FIG. 2B, the current supplied in the cycle T ″ 1 is attenuated in the cycle T ″ 2 , thereby balancing the potentials of the inverter circuit 114 and the motor 118 coil. In this embodiment, the case shown in FIG. 2B is referred to as balanced drive.

図2(B)の場合において、平衡PWM駆動のPWM周期TにおけるU−V線間電圧は、U相電圧156UとV相電圧156Vとの差であるから、以下の式(2)によって算出される。
U−V線間電圧
={V×(T"−T"−2T/T)}+(−V×2T/T)…(2)
In the case of FIG. 2 (B), the U-V line voltage in the PWM cycle T of balanced PWM drive is the difference between the U-phase voltage 156U and the V-phase voltage 156V, and is calculated by the following equation (2). The
U-V line voltage = {V b × (T " 1 -T" 2 -2T d / T)} + (- V F × 2T d / T) ... (2)

図3は、モータ118のU相コイル18UからV相コイル18Vへの通電におけるインバータ回路114の動作を示した概略図であり、(A)は片側PWM駆動の場合、(B)は平衡PWM駆動の場合を各々示している。   3A and 3B are schematic diagrams showing the operation of the inverter circuit 114 when the motor 118 is energized from the U-phase coil 18U to the V-phase coil 18V. FIG. 3A is a one-side PWM drive, and FIG. 3B is a balanced PWM drive. Each case is shown.

図3(A)に示した片側PWM駆動の場合は、モータ118に印加する電圧のデューティ比を大きくする場合である。図3(A)では、バッテリ120から供給された電力を、インバータFET114AをオンにしてU相コイル18Uに印加し、V相コイル18VとインバータFET114Eとを経由して接地させている。   The one-side PWM drive shown in FIG. 3A is a case where the duty ratio of the voltage applied to the motor 118 is increased. In FIG. 3A, the power supplied from the battery 120 is applied to the U-phase coil 18U with the inverter FET 114A turned on, and grounded via the V-phase coil 18V and the inverter FET 114E.

図3(A)の下段の表は上から順に、U相コイル18Uに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114A及びインバータFET114Dのスイッチング概念、V相コイル18Vに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114B及びインバータFET114Eのスイッチング概念、W相コイル18Wの電圧の変化を示している。   The lower table of FIG. 3 (A) is, in order from the top, the switching concept of the inverter FET 114A and the inverter FET 114D for switching to energize the U-phase coil 18U, the inverter FET 114B for switching to energize the V-phase coil 18V, and The switching concept of inverter FET114E and the change of the voltage of W phase coil 18W are shown.

図3(A)表のU相コイル18Uに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114A及びインバータFET114Dのスイッチング概念では、インバータFET114Aが連続的にオンになっていることを示している。また、V相コイル18Vに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114B及びインバータFET114Eのスイッチング概念では、インバータFET114EをPWM制御により断続的にオンオフさせていることを示している。   The switching concept of the inverter FET 114A and the inverter FET 114D that performs switching for energizing the U-phase coil 18U in the table of FIG. 3A indicates that the inverter FET 114A is continuously turned on. In addition, the switching concept of the inverter FET 114B and the inverter FET 114E that performs switching for energizing the V-phase coil 18V indicates that the inverter FET 114E is intermittently turned on and off by PWM control.

図3(A)において、電流140はインバータFET114Eがオンになった場合の電流である。電流140は、連続的にオンになっているインバータFET114Aを介してU相コイル18Uに流れ、さらにV相コイル18VとインバータFET114Eとを経由して接地領域に流れている。   In FIG. 3A, a current 140 is a current when the inverter FET 114E is turned on. The current 140 flows to the U-phase coil 18U via the inverter FET 114A that is continuously turned on, and further flows to the ground region via the V-phase coil 18V and the inverter FET 114E.

図3(A)において、電流142は、インバータFET114Eがオフになった場合の電流である。電流142は、電流140が流れた影響によるものであり、インバータFET114Eがオフになっても、直前に流れた電流140の影響により、電流140と同一方向、すなわちU相コイル18UからV相コイル18Vへ電流を流そうとする起電力によるものである。   In FIG. 3A, a current 142 is a current when the inverter FET 114E is turned off. The current 142 is due to the effect of the current 140 flowing. Even if the inverter FET 114E is turned off, the current 140 flows in the same direction as the current 140, that is, from the U-phase coil 18U to the V-phase coil 18V. This is due to an electromotive force that tries to pass a current through.

電流142は、インバータFET114Eがオフになっているので、接地領域には流れず、U相コイル18U、V相コイル18V、インバータFET114Bの寄生ダイオード、インバータFET114Aで構成された回路を循環するに留まる。しかしながら、後述するように、電流140,142によって、W相コイル18Wに生じる誘起電圧が影響されるというおそれがある。   Since the inverter FET 114E is turned off, the current 142 does not flow to the ground region, but only circulates in a circuit constituted by the U-phase coil 18U, the V-phase coil 18V, the parasitic diode of the inverter FET 114B, and the inverter FET 114A. However, as will be described later, the induced voltage generated in the W-phase coil 18W may be affected by the currents 140 and 142.

図3(A)の場合、W相コイル18Wにはバッテリ120の電力は通電されていないので、図3(A)表の最下段の波形は、W相コイル18Wに発生した誘起電圧によるものである。   In the case of FIG. 3A, since the power of the battery 120 is not energized in the W-phase coil 18W, the waveform at the bottom of the table in FIG. 3A is due to the induced voltage generated in the W-phase coil 18W. is there.

本実施の形態に係るモータ118は、前述のようにホール素子を用いず、バッテリ120の電力が通電されていない相のコイルに生じた誘起電圧を検出して、ロータの位置を検出する。しかしながら、図3(A)表の最下段のW相コイル18Wの電圧は、電流140,142の影響等により、パルス状のノイズが生じ、ロータの位置検出に至適な信号が抽出可能なタイミングが限られるおそれがある。   As described above, the motor 118 according to the present embodiment detects the induced voltage generated in the coil of the phase where the power of the battery 120 is not energized without using the Hall element, and detects the position of the rotor. However, the voltage of the W-phase coil 18W in the lowermost stage in the table of FIG. 3A generates pulse-like noise due to the influence of the currents 140 and 142, etc., and the timing at which a signal optimal for rotor position detection can be extracted. May be limited.

ロータの位置検出に至適な信号が抽出可能なタイミングが限られると、モータ118の回転速度が低速な場合ほどロータの位置検出が困難になりやすい。モータ118の回転速度が小さくなるほど、図3(A)に示したW相コイル18Wのような無通電のコイルが出現するタイミングが単位時間に対して少なくなるからである。従って、モータ118の回転速度が小さい場合には、図3(B)に示した平衡PWM駆動によるPWM制御を要する。   If the timing at which an optimal signal for rotor position detection can be extracted is limited, the rotor position detection is more difficult as the rotation speed of the motor 118 is lower. This is because as the rotational speed of the motor 118 decreases, the timing at which a non-energized coil such as the W-phase coil 18W shown in FIG. Therefore, when the rotation speed of the motor 118 is low, the PWM control by the balanced PWM drive shown in FIG.

図3(B)に示した平衡PWM駆動の場合は、モータ118に印加する電圧のデューティ比を小さくする場合である。図3(B)の下段の表は上から順に、U相コイル18Uに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114A及びインバータFET114Dのスイッチング概念、V相コイル18Vに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114B及びインバータFET114Eのスイッチング概念、W相コイル18Wの電圧の変化を示している。   The balanced PWM drive shown in FIG. 3B is a case where the duty ratio of the voltage applied to the motor 118 is reduced. The lower table in FIG. 3B is, in order from the top, the switching concept of the inverter FET 114A and inverter FET 114D for switching to energize the U-phase coil 18U, the inverter FET 114B for switching to energize the V-phase coil 18V, and The switching concept of inverter FET114E and the change of the voltage of W phase coil 18W are shown.

図3(B)表のU相コイル18Uに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114A及びインバータFET114Dのスイッチング概念では、インバータFET114A及びインバータFET114Dが、交互にオンオフしていることを示している。また、V相コイル18Vに通電するためのスイッチングを行うインバータFET114B及びインバータFET114Eのスイッチング概念では、インバータFET114Aがオンの場合にはインバータFET114Eが、インバータFET114Dがオンの場合にはインバータFET114Bがオンになることを示している。   The switching concept of the inverter FET 114A and the inverter FET 114D that performs switching for energizing the U-phase coil 18U in the table of FIG. 3B indicates that the inverter FET 114A and the inverter FET 114D are alternately turned on and off. Further, in the switching concept of the inverter FET 114B and the inverter FET 114E that perform switching for energizing the V-phase coil 18V, the inverter FET 114E is turned on when the inverter FET 114A is turned on, and the inverter FET 114B is turned on when the inverter FET 114D is turned on. It is shown that.

図3(B)において、電流144はインバータFET114A及びインバータFET114Eがオンになった場合の電流である。電流144は、インバータFET114Aを介してU相コイル18Uに流れ、さらにV相コイル18VとインバータFET114Eとを経由して接地領域に流れている。   In FIG. 3B, a current 144 is a current when the inverter FET 114A and the inverter FET 114E are turned on. The current 144 flows to the U-phase coil 18U via the inverter FET 114A, and further flows to the ground region via the V-phase coil 18V and the inverter FET 114E.

図3(B)において、電流146は、インバータFET114B及びインバータFET114Dがオンになった場合の電流である。電流146は、U相コイル18U及びV相コイル18Vにおいて電流144と順方向の電流である。インバータFET114B及びインバータFET114Dをオンにする制御は、電流144と逆方向の電流を流すものであるが、電流144の影響により、インバータFET114B及びインバータFET114Dがオンになった場合であっても、なおも電流144と順方向の電流が実際には観測される。しかしながら、インバータFET114B及びインバータFET114Dがオンになることで、電流144の影響による電流146を減衰させる効果があり、その結果、W相コイル18Wに生じる誘起電圧は、多少はスパイク波が生じるものの、顕著なノイズは解消され、その結果、ロータ16の位置検出に至適な信号の抽出が容易となる。   In FIG. 3B, a current 146 is a current when the inverter FET 114B and the inverter FET 114D are turned on. Current 146 is a forward current with current 144 in U-phase coil 18U and V-phase coil 18V. In the control for turning on the inverter FET 114B and the inverter FET 114D, a current in the direction opposite to that of the current 144 is passed. However, even when the inverter FET 114B and the inverter FET 114D are turned on due to the influence of the current 144, A current 144 and a forward current are actually observed. However, when the inverter FET 114B and the inverter FET 114D are turned on, there is an effect of attenuating the current 146 due to the influence of the current 144. As a result, the induced voltage generated in the W-phase coil 18W is notable although some spike waves are generated. As a result, it is easy to extract a signal optimal for detecting the position of the rotor 16.

電流144の影響による電流146を減衰させるためにインバータFET114B及びインバータFET114Dをオンにする周期T"は、インバータFET114A及びインバータFET114Eをオンにする周期T"よりも短時間でよい。周期T"に対する周期T"は、モータ118の仕様等によって異なるので、実機を用いた実験等を通じて具体的に決定する。 The period T ″ 2 for turning on the inverter FET 114B and the inverter FET 114D in order to attenuate the current 146 due to the influence of the current 144 may be shorter than the period T ″ 1 for turning on the inverter FET 114A and the inverter FET 114E. 2 "period T for one" period T is different depending on the specifications of the motor 118, specifically determined through experiments or the like using a real machine.

一般に指令信号のデューティ比が同じであれば、T<T"であり、順電圧Vがシリコン系半導体では0.65V程度の値であること、及び上記の式(1),(2)より、片側PWM駆動の方がU−V線間電圧は高くなる。また、片側PWM駆動の方がスイッチング素子の動作回数が少なくなるので、インバータ回路114の負荷も少なくなる。 In general, if the duty ratio of the command signal is the same, T 1 <T ″ 1 and the forward voltage V F is about 0.65 V in the silicon-based semiconductor, and the above formulas (1) and (2 ), The U-V line voltage is higher in the one-side PWM drive, and the load of the inverter circuit 114 is reduced in the one-side PWM drive because the number of operations of the switching element is reduced.

しかしながら、上述のように、片側PWM駆動では低速回転時にはロータの位置検出に至適な信号の抽出が容易ではない。従って、モータ118の高速回転時には片側PWM駆動を行い、モータ118の低速回転時には平衡PWM駆動を行う事が望ましい。   However, as described above, in one-side PWM drive, it is not easy to extract a signal that is optimal for rotor position detection during low-speed rotation. Therefore, it is desirable to perform one-side PWM driving when the motor 118 rotates at high speed and perform balanced PWM driving when the motor 118 rotates at low speed.

本実施の形態では、モータ118の回転速度が所定の回転速度以下の場合には平衡PWM駆動、モータ118の回転速度が所定の回転速度を超えた場合には片側PWM駆動によってモータ118に印加する電圧を生成する。又は、指令信号のデューティ比が所定の値を超えた場合、若しくは電流検出回路128によって検出されたモータ電流が所定の値を超えた場合に片側PWM駆動によってモータ118に印加する電圧を生成してもよい。   In the present embodiment, the motor 118 is applied to the motor 118 by balanced PWM driving when the rotational speed of the motor 118 is equal to or lower than the predetermined rotational speed, and by one-side PWM driving when the rotational speed of the motor 118 exceeds the predetermined rotational speed. Generate voltage. Alternatively, when the duty ratio of the command signal exceeds a predetermined value, or when the motor current detected by the current detection circuit 128 exceeds a predetermined value, a voltage to be applied to the motor 118 is generated by one-side PWM driving. Also good.

図4は、本実施の形態に係るモータ制御装置100におけるモータ118の始動のセンサレス制御の一例を示したフローチャートである。センサレス制御とは、本実施の形態に係るモータ118のようにホール素子を用いず、無通電相に生じた誘起電圧を検出してロータの位置を検出する制御を意味する。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of sensorless control for starting the motor 118 in the motor control apparatus 100 according to the present embodiment. The sensorless control means control for detecting the position of the rotor by detecting the induced voltage generated in the non-conduction phase without using the Hall element as in the motor 118 according to the present embodiment.

図4のステップ500では、モータ118の始動前に位置決め制御が行われる。位置決め制御の詳細については、図6,7を用いて後述するが、位置決め制御では、平衡PWM駆動から片側PWM駆動に切り換える際のモータ118の回転速度の変動を抑制するための指令信号の補正値の算出が行われる。   In step 500 of FIG. 4, positioning control is performed before the motor 118 is started. Details of the positioning control will be described later with reference to FIGS. 6 and 7. In the positioning control, the correction value of the command signal for suppressing the fluctuation of the rotation speed of the motor 118 when switching from the balanced PWM driving to the one-side PWM driving. Is calculated.

ステップ502では、位置決め制御から規定時間が経過したか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ504において強制転流制御が行われる。ステップ504では、低速の一定周期で各相のコイルに順番に通電し、電圧を徐々に上げながらモータ118のロータを回転させる。   In step 502, it is determined whether a specified time has elapsed since the positioning control. If the determination is affirmative, forced commutation control is performed in step 504. In step 504, the coils of the respective phases are sequentially energized at a constant low speed, and the rotor of the motor 118 is rotated while gradually increasing the voltage.

ステップ506では、センサレス駆動条件を充足するか否かを判定する。具体的には、ロータの回転速度が向上し、誘起電圧によるロータの位置検出可能な速度になった場合に肯定判定を行う。ステップ506で肯定判定の場合には、ステップ508において誘起電圧によるロータの位置検出に基づくセンサレス駆動を実行する。   In step 506, it is determined whether or not the sensorless driving condition is satisfied. Specifically, an affirmative determination is made when the rotational speed of the rotor is improved and the rotor position can be detected by the induced voltage. If the determination in step 506 is affirmative, sensorless driving based on rotor position detection based on the induced voltage is executed in step 508.

図5は、図4のステップ508のセンサレス駆動のフローチャートである。ステップ600では、駆動条件Aを充足するか否かを判定する。具体的には、モータ118の回転速度が所定の回転速度を超えた場合、指令信号のデューティ比が所定の値を超えた場合、及び電流検出回路128によって検出されたモータ電流が所定の値を超えた場合の少なくともいずれか1つの場合に駆動A条件を充足すると判定し、ステップ602で片側PWM駆動(以下、「駆動A」と称する)によってモータ118に印加する電圧を生成して処理を終了する。   FIG. 5 is a flowchart of sensorless driving in step 508 of FIG. In step 600, it is determined whether or not the driving condition A is satisfied. Specifically, when the rotational speed of the motor 118 exceeds a predetermined rotational speed, the duty ratio of the command signal exceeds a predetermined value, and the motor current detected by the current detection circuit 128 has a predetermined value. It is determined that the drive A condition is satisfied in at least one of the cases where the voltage exceeds the limit, and in step 602, a voltage to be applied to the motor 118 is generated by one-side PWM drive (hereinafter referred to as “drive A”), and the process ends. To do.

ステップ600で否定判定の場合には、ステップ604で平衡PWM駆動(以下、「駆動B」と称する)によってモータ118に印加する電圧を生成して処理を終了する。   If the determination in step 600 is negative, a voltage to be applied to the motor 118 is generated in step 604 by balanced PWM drive (hereinafter referred to as “drive B”), and the process is terminated.

図6は、図4のステップ500の位置決め制御の一例を示したフローチャートである。ステップ700では、U相、V相、W相の各相のコイルのうち、例えばU相コイルからV相コイルへのような、特定の2相のコイル間にのみ所定のデューティ比の指令信号に基づき駆動Aによって生成した電圧を印加する。特定の2相のコイル間にのみ通電する理由は、モータ118のロータを回転させないようにするためである。本実施の形態では、駆動A及び駆動Bの各々で生成した電圧をロータを回転させないように特定の1相のコイルからもう1相のコイルへ印加した際に電流検出回路128によって各々検出されたモータ電流に基づいて、指令信号の補正値を算出する。ロータを回転させないことによりモータ電流の変動が抑制されるので、モータ電流の検出と検出したモータ電流による補正値の算出が容易となる。後述するように、本実施の形態では、U相からV相へ通電するが、V相からW相、W相からU相に各々通電してもよい。また、モータ電流の平均値を検出可能である等でロータを回転させても構わないのであれば、上述のように特定の1相のコイルからもう1相のコイルへ通電することを重視しなくてもよい。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of the positioning control in step 500 of FIG. In step 700, a command signal having a predetermined duty ratio is applied only between specific two-phase coils, such as a U-phase coil to a V-phase coil, among the U-phase, V-phase, and W-phase coils. Based on this, the voltage generated by drive A is applied. The reason for energizing only between the specific two-phase coils is to prevent the rotor of the motor 118 from rotating. In the present embodiment, when the voltage generated in each of the driving A and the driving B is applied from the specific one-phase coil to the other-phase coil so as not to rotate the rotor, each is detected by the current detection circuit 128. A correction value for the command signal is calculated based on the motor current. Since the fluctuation of the motor current is suppressed by not rotating the rotor, the detection of the motor current and the calculation of the correction value based on the detected motor current are facilitated. As will be described later, in the present embodiment, the current is supplied from the U phase to the V phase, but may be supplied from the V phase to the W phase and from the W phase to the U phase. Also, if the rotor can be rotated because it is possible to detect the average value of the motor current, it is not important to energize the specific one-phase coil to the other one-phase coil as described above. May be.

ステップ702では、ステップ700での通電の結果生じた電流を検出する。ステップ702で検出される電流は、例えば、図7の時間tからtの間に検出されるモータ電流162である。ここで、図7は、本実施の形態における位置決め制御におけるロータの回転速度160、モータ電流162、指令信号であるPWM DUTY164、U相端子電圧166U、V相端子電圧166V、U−V相間の平均電圧168の各々の変化を記したタイミングチャートの一例である。 In step 702, the current generated as a result of energization in step 700 is detected. The current detected in step 702 is, for example, the motor current 162 detected between times t 0 and t 1 in FIG. Here, FIG. 7 shows the rotor rotational speed 160, motor current 162, command signal PWM duty 164, U-phase terminal voltage 166U, V-phase terminal voltage 166V, and average between U-V phases in the positioning control in the present embodiment. 3 is an example of a timing chart showing changes in each of voltages 168.

図7の時間tで初期値(START_DUTY)の指令信号が入力されたことをトリガとして、駆動Aにより生成した電圧をU相コイル18UからV相コイル18Vを介して接地領域に通電する。具体的には、インバータFET114Aをオン状態に保ち、インバータFET114Eを指令信号の初期値に応じてオン、オフさせる。初期値(START_DUTY)は、所定のデューティ比を有する指令信号であり、例えば、実際のモータ118の制御において、駆動方式が駆動Bから駆動Aに変更される際の指令信号に相当するものである。 As a trigger that the command signal is input to the initial value (START_DUTY) at time t 0 in FIG. 7, a voltage generated by the drive A via a V-phase coil 18V from the U-phase coil 18U is energized to ground area. Specifically, the inverter FET 114A is kept on, and the inverter FET 114E is turned on / off according to the initial value of the command signal. The initial value (START_DUTY) is a command signal having a predetermined duty ratio, and corresponds to, for example, a command signal when the drive method is changed from drive B to drive A in the actual control of the motor 118. .

かかる通電直後は、図7の回転速度160が示すように、ロータは微動することがあり、かかる微動に影響されてモータ電流も変動する。本実施の形態では、モータ電流の変動を回避するために、時刻tまでモータ電流の検出を継続する。 Immediately after such energization, as indicated by the rotational speed 160 in FIG. 7, the rotor may slightly move, and the motor current also varies due to the minute movement. In the present embodiment, the detection of the motor current is continued until time t 1 in order to avoid fluctuations in the motor current.

ステップ704では、規定時間が経過したか否かを判定する。規定時間は、例えば、図7の時間tが経過したか否かによって判定する。ステップ704で肯定判定の場合には手順をステップ706に移行させる。ステップ704で否定判定の場合には手順をステップ700に戻し、駆動Aによるコイルへの通電とモータ電流の検出を継続する。 In step 704, it is determined whether the specified time has elapsed. Specified time, for example, according to whether or not the time t 1 in FIG. 7 has elapsed. If the determination in step 704 is affirmative, the procedure proceeds to step 706. If the determination in step 704 is negative, the procedure returns to step 700, and the energization of the coil by drive A and the detection of the motor current are continued.

ステップ706では、初期値の指令信号(START_DUTY)に基づき駆動Bによって生成した電圧をコイルに印加する。ステップ708では、ステップ706での通電の結果生じた電流を検出する。デューティ比が同じ指令信号に基づいた場合、平衡PWM駆動(駆動B)の方が片側PWM駆動(駆動A)よりも生成される電圧が低くなる。図7においても、U−V相間の平均電圧168は駆動Bが始まった時間tで低下し、モータ電流162も時間tで低下している。 In step 706, the voltage generated by the drive B based on the initial command signal (START_DUTY) is applied to the coil. In step 708, the current generated as a result of energization in step 706 is detected. When the duty ratio is based on the same command signal, the voltage generated in the balanced PWM drive (drive B) is lower than that in the one-side PWM drive (drive A). Also in FIG. 7, the average voltage 168 between the U and V phases decreases at time t 1 when the driving B starts, and the motor current 162 also decreases at time t 1 .

ステップ710では、規定時間が経過したか否かを判定する。規定時間は、例えば、図7の時間tが経過したか否かによって判定する。ステップ710で肯定判定の場合には手順をステップ712に移行させる。ステップ710で否定判定の場合には手順をステップ706に戻し、駆動Bによるコイルへの通電とモータ電流162の検出を継続する。 In step 710, it is determined whether the specified time has elapsed. Specified time, for example, according to whether or not the time has elapsed t 2 in FIG. If the determination in step 710 is affirmative, the procedure proceeds to step 712. If the determination in step 710 is negative, the procedure returns to step 706 to continue energization of the coil by drive B and detection of the motor current 162.

ステップ712では、駆動Aのモータ電流と駆動Bのモータ電流とに差異があるか否かを判定し、肯定判定の場合には、ステップ714で駆動Aのモータ電流と駆動Bのモータ電流とが一致するように指令信号のデューティ比を調整する。そして、ステップ716で駆動Bのモータ電流を検出し、再びステップ712で駆動Aのモータ電流と駆動Bのモータ電流とに差異があるか否かを判定する。   In step 712, it is determined whether or not there is a difference between the motor current of drive A and the motor current of drive B. If the determination is affirmative, the motor current of drive A and the motor current of drive B are determined in step 714. The duty ratio of the command signal is adjusted so as to match. In step 716, the motor current of drive B is detected. In step 712, it is determined again whether there is a difference between the motor current of drive A and the motor current of drive B.

図7の時間tから時間tの間の処理が、図6のステップ712〜716の処理に該当する。図7に示すように、時間tから徐々に指令信号であるPWM DUTY164を上げてゆき、モータ電流162が時間tまでの駆動Aによるモータ電流162と一致した場合のデューティ比をEND_DUTYとして抽出する。 Processing during the time t 2 time t 3 in FIG. 7 corresponds to the processing of step 712 to 716 in FIG. 6. As shown in FIG. 7, extracted Yuki raise the PWM DUTY164 is gradually command signal from the time t 2, the duty ratio when the motor current 162 matches the motor current 162 by driving A up to the time t 1 as END_DUTY To do.

ステップ712で否定判定の場合、すなわち駆動Aのモータ電流と駆動Bのモータ電流とが一致した場合に、END_DUTYに基づいて指令信号の補正値を算出して処理を終了する。指令信号の補正値は、END_DUTYとSTART_DUTYとの差異に基づくが、END_DUTYとSTART_DUTYとの差でもよいし、END_DUTYとSTART_DUTYとの比でもよい。END_DUTYとSTART_DUTYとの差を補正値とした場合は、駆動Bによってモータ118のコイルに印加する電圧を生成する際に、指令信号のデューティ比に補正値を加算して補正したデューティ比に基づいて駆動Bで電圧を生成する。END_DUTYとSTART_DUTYとの比を補正値とした場合は、駆動Bによってモータ118のコイルに印加する電圧を生成する際に、指令信号のデューティ比に補正値を乗算して補正したデューティ比に基づいて駆動Bで電圧を生成する。   If the determination in step 712 is negative, that is, if the motor current of drive A and the motor current of drive B match, the correction value of the command signal is calculated based on END_DUTY, and the process ends. The correction value of the command signal is based on a difference between END_DUTY and START_DUTY, but may be a difference between END_DUTY and START_DUTY or a ratio between END_DUTY and START_DUTY. When the difference between END_DUTY and START_DUTY is used as the correction value, when the voltage applied to the coil of the motor 118 is generated by the drive B, the correction value is added to the duty ratio of the command signal and corrected based on the duty ratio. A voltage is generated by the drive B. When the ratio of END_DUTY and START_DUTY is used as the correction value, when the voltage applied to the coil of the motor 118 is generated by the drive B, the duty ratio of the command signal is multiplied by the correction value to correct the duty ratio. A voltage is generated by the drive B.

本実施の形態では、片側PWM駆動である駆動Aに比してモータ電流162が低下する平衡PWM駆動である駆動Bの指令信号のデューティ比を補正することにより、駆動Bのモータ電流162を駆動Aのモータ電流162に一致させている。   In the present embodiment, the motor current 162 of the drive B is driven by correcting the duty ratio of the command signal of the drive B that is the balanced PWM drive in which the motor current 162 is lower than the drive A that is the one-side PWM drive. It is made to correspond to the motor current 162 of A.

上述の本実施の形態とは逆に、平衡PWM駆動である駆動Bに比してモータ電流162が大きくなる片側PWM駆動である駆動Aの指令信号のデューティ比を補正することにより、駆動Aのモータ電流162を駆動Bのモータ電流162に一致させてもよい。かかる場合には、駆動Aによってモータ118のコイルに印加する電圧を生成する際に、指令信号のデューティ比からEND_DUTYとSTART_DUTYとの差である補正値を減算して補正したデューティ比に基づいて駆動Aで電圧を生成する。又は、駆動Aによってモータ118のコイルに印加する電圧を生成する際に、指令信号のデューティ比をEND_DUTYとSTART_DUTYとの比である補正値で除算して補正したデューティ比に基づいて駆動Aで電圧を生成する。   Contrary to the above-described embodiment, by correcting the duty ratio of the command signal of the drive A that is the one-side PWM drive in which the motor current 162 is larger than the drive B that is the balanced PWM drive, The motor current 162 may be matched with the motor current 162 of the drive B. In such a case, when the voltage to be applied to the coil of the motor 118 is generated by the drive A, the drive is performed based on the duty ratio corrected by subtracting the correction value that is the difference between END_DUTY and START_DUTY from the duty ratio of the command signal. A generates a voltage. Or, when the voltage applied to the coil of the motor 118 is generated by the drive A, the voltage at the drive A is based on the duty ratio corrected by dividing the duty ratio of the command signal by the correction value that is the ratio of END_DUTY and START_DUTY. Is generated.

又は、図7の場合とは逆に、駆動Bで生成した電圧を印加した後、駆動Aで生成した電圧を印加し、駆動Aの指令信号のデューティ比を補正する補正値を算出してもよい。   Or, contrary to the case of FIG. 7, after applying the voltage generated by the drive B, the voltage generated by the drive A is applied, and the correction value for correcting the duty ratio of the command signal of the drive A is calculated. Good.

本実施の形態では、モータ118の始動時に上述の補正値を算出するが、初回の始動時に補正値を算出して記憶装置に記憶しておき、以後、記憶した補正値を用いて指令信号のデューティ比を補正してもよい。又は、モータ118の所定の始動回数毎に補正値を算出し直し、算出し直した補正値を記憶装置に記憶し、所定の始動回数において、算出し直した補正値を用いて指令信号のデューティ比を補正してもよい。   In the present embodiment, the above-described correction value is calculated when the motor 118 is started. However, the correction value is calculated and stored in the storage device when the motor 118 is started for the first time, and thereafter, the command signal is calculated using the stored correction value. The duty ratio may be corrected. Alternatively, the correction value is recalculated every predetermined number of times of starting the motor 118, the recalculated correction value is stored in the storage device, and the duty of the command signal is calculated using the recalculated correction value at the predetermined number of start times. The ratio may be corrected.

以上説明したように、本実施の形態によれば、モータ118の始動時にモータの特定の2相のコイルに異なる2つの駆動方式で生成した電圧を各々印加した際の各々のモータ電流162の値から駆動方式を切り換える際の指令信号のデューティ比の補正値を算出している。かかる補正値で一方の駆動方式の指令信号のデューティ比を補正することにより、回転速度に応じて電圧生成の駆動方式を変更する場合に、モータの回転速度の変動を抑制できる。   As described above, according to this embodiment, when motor 118 is started, the value of each motor current 162 when a voltage generated by two different driving methods is applied to a specific two-phase coil of motor, respectively. The correction value of the duty ratio of the command signal when switching the driving method is calculated. By correcting the duty ratio of the command signal of one drive method with such a correction value, fluctuations in the rotation speed of the motor can be suppressed when the voltage generation drive system is changed according to the rotation speed.

18U…U相コイル、18V…V相コイル、18W…W相コイル、100…モータ制御装置、110…マイコン、112…プリドライバ、114…インバータ回路、114A,114B,114C,114D,114E,114F…インバータFET、116…位置検出回路、118…モータ、120…バッテリ、124…イグニッションスイッチ、126…シャント抵抗、128…電流検出回路、140,142,144,146…電流、152…デッドタイム、154U…U相電圧、154V…V相電圧、156U…U相電圧、156V…V相電圧、160…回転速度、162…モータ電流、164…PWM DUTY、166U…U相端子電圧、166V…V相端子電圧、168…U−V相間の平均電圧、T…PWM周期 18U ... U phase coil, 18V ... V phase coil, 18W ... W phase coil, 100 ... motor control device, 110 ... microcomputer, 112 ... predriver, 114 ... inverter circuit, 114A, 114B, 114C, 114D, 114E, 114F ... Inverter FET, 116 ... Position detection circuit, 118 ... Motor, 120 ... Battery, 124 ... Ignition switch, 126 ... Shunt resistance, 128 ... Current detection circuit, 140, 142, 144, 146 ... Current, 152 ... Dead time, 154U ... U phase voltage, 154V ... V phase voltage, 156U ... U phase voltage, 156V ... V phase voltage, 160 ... rotational speed, 162 ... motor current, 164 ... PWM DUTY, 166U ... U phase terminal voltage, 166V ... V phase terminal voltage 168: Average voltage between U and V phases, T: PWM cycle

Claims (6)

異なる2つの駆動方式での制御が可能で、制御されることによって生成した電圧を三相モータの巻線に印加する駆動回路と、
印加された電圧に応じて前記三相モータの巻線に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記三相モータの始動前に、所定の指令信号に基づいて一方の駆動方式で前記駆動回路を制御した後に、該所定の指令信号に基づいて他方の駆動方式で前記駆動回路を制御して、異なる2つの駆動方式の各々で電圧を生成するように前記駆動回路を制御し、前記他方の駆動方式で生成された電圧が前記三相モータの巻線に印加されることにより前記電流検出部で検出された電流が、前記一方の駆動方式で生成した電圧が前記三相モータの巻線に印加されることにより前記電流検出部で検出された電流と一致するように該所定の指令信号を変化させ、該所定の指令信号と該変化させた指令信号との差異に基づいて、前記2つの駆動方式の前記一方の駆動方式から前記他方の駆動方式に変更する場合の補正値を算出すると共に、前記三相モータの始動後、前記駆動回路の駆動方式を変更する場合に、入力された指令信号を前記補正値に基づいて補正し、前記2つの異なる駆動方式のいずれか一方で補正した指令信号を用いて前記駆動回路を制御する駆動回路制御部と、
を含むモータ制御装置。
A drive circuit that can be controlled by two different drive systems and applies a voltage generated by the control to the windings of the three-phase motor;
A current detection unit for detecting a current flowing in the winding of the three-phase motor according to the applied voltage;
Before starting the three-phase motor, after controlling the drive circuit with one drive system based on a predetermined command signal, control the drive circuit with the other drive system based on the predetermined command signal, The current detection unit controls the drive circuit to generate a voltage in each of two different drive systems, and the voltage generated in the other drive system is applied to the winding of the three-phase motor. The predetermined command signal is changed so that the detected current coincides with the current detected by the current detection unit by applying the voltage generated by the one driving method to the winding of the three-phase motor. is allowed, with on the basis of the difference between said predetermined command signal and the command signal obtained by said alteration, it calculates a correction value for changing from the one driving system of the two drive systems to the other drive system, Of the three-phase motor When the driving method of the driving circuit is changed after operation, the input command signal is corrected based on the correction value, and the driving signal is corrected using the command signal corrected by one of the two different driving methods. A drive circuit controller for controlling the circuit;
Including a motor control device.
前記駆動回路制御部は、前記三相モータの始動前に、前記一方の駆動方式で前記駆動回路を制御して第1相の巻線から第2相の巻線を介して接地領域に通電させた後に、前記他方の駆動方式で前記駆動回路を制御して前記第1相の巻線から前記第2相の巻線を介して接地領域に通電させることにより、前記三相モータのロータを回転させずに前記補正値を算出する請求項1記載のモータ制御装置。 The drive circuit control unit controls the drive circuit by the one drive method before starting the three-phase motor, and energizes the ground region from the first phase winding through the second phase winding. Then, the rotor of the three-phase motor is rotated by controlling the drive circuit with the other drive method and energizing the ground region through the second-phase winding from the first-phase winding. the motor control device according to claim 1 for calculating the correction value without causing. 前記駆動回路制御部は、前記三相モータの初回の始動時に先行して前記補正値を算出して記憶し、初回以後の前記三相モータの始動では該記憶した補正値に基づいて前記指令信号を補正する請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 The drive circuit controller calculates and stores the correction value prior to the first start of the three-phase motor, and the command signal based on the stored correction value at the start of the three-phase motor after the first time. The motor control apparatus of Claim 1 or 2 which correct | amends. 前記駆動回路制御部は、前記三相モータの所定回数の始動毎に前記補正値を算出して記憶し、該記憶した補正値に基づいて前記指令信号を補正する請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 Said drive circuit control unit, the calculated and stored correction value for each start-up of a predetermined number of the three-phase motor, according to claim 1 or 2 for correcting the command signal based on the correction value the storage Motor control device. 前記2つの駆動方式は、ロータの回転位置に応じていずれか1相の巻線を無通電にし、他の2相の巻線の一方の巻線から他方の巻線に通電されるように前記駆動回路を制御する第1駆動方式と、ロータの回転位置に応じていずれか1相の巻線を無通電にし、他の2相の巻線の一方の巻線から他方の巻線に通電された後、前記一方の巻線から前記他方の巻線に流れる電流を減衰させる通電がされるように前記駆動回路を制御する第2駆動方式と、を含む請求項1〜のいずれか1項記載のモータ制御装置。 The two drive systems are configured so that one of the windings is de-energized according to the rotational position of the rotor, and one of the other two-phase windings is energized to the other winding. Depending on the first drive system that controls the drive circuit and the rotational position of the rotor, either one of the windings is de-energized, and one of the other two-phase windings is energized to the other. and then, any one of claims 1 to 4, and a second driving system for controlling the drive circuit so that energization is to attenuate the current flowing from the one winding to the other winding the motor control device according to. 前記駆動回路制御部は、前記三相モータの回転速度が高速の場合には前記第1駆動方式で、前記三相モータの回転速度が低速の場合には前記第2駆動方式で、前記駆動回路を各々制御する請求項5に記載のモータ制御装置。
The drive circuit control unit uses the first drive method when the rotation speed of the three-phase motor is high, and uses the second drive method when the rotation speed of the three-phase motor is low. The motor control device according to claim 5, wherein each of the motors is controlled.
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