JP6967998B2

JP6967998B2 - Motor drive

Info

Publication number: JP6967998B2
Application number: JP2018034187A
Authority: JP
Inventors: 英喜内木
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: JP2019149900A

Description

本開示は、モータ駆動装置に関するものであり、特に、センサレスブラシレスモータの駆動装置に関する。 The present disclosure relates to a motor drive device, and more particularly to a drive device of a sensorless brushless motor.

従来技術として、特許文献１にモータ駆動装置が開示されている。このモータ駆動装置は、モータに中性点が中間電位となるように各相のコイルをスター結線した中性点電圧発生回路を備え、モータ側のコイルの中性点を電源供給部の中間電位に接続している。そして、各相に対応して設けられた３つのコンパレータが、モータ出力手段の高電位あるいは低電位に接続するモータ側のコイルの各相端と、中性点との間に発生する誘起電圧のゼロクロス点を検出している。そして、この検出されたゼロクロス点をもとにロータの位置を推定している。 As a prior art, Patent Document 1 discloses a motor drive device. This motor drive device is equipped with a neutral point voltage generation circuit in which the coils of each phase are star-connected so that the neutral point becomes the intermediate potential in the motor, and the neutral point of the coil on the motor side is the intermediate potential of the power supply unit. Is connected to. Then, three comparators provided corresponding to each phase generate an induced voltage between each phase end of the coil on the motor side connected to the high potential or low potential of the motor output means and the neutral point. The zero cross point is detected. Then, the position of the rotor is estimated based on the detected zero cross point.

特開２０１７−３４７６７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-34767

しかしながら、特許文献１に開示されたモータ駆動装置は、ロータの位置を推定するために中性点電圧発生回路やコンパレータを設けているので、ロータの位置を推定するために必要な部品点数が増えてコストアップに繋がる懸念がある。 However, since the motor drive device disclosed in Patent Document 1 is provided with a neutral point voltage generation circuit and a comparator for estimating the position of the rotor, the number of parts required for estimating the position of the rotor increases. There is a concern that it will lead to an increase in cost.

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を抑えながらロータの位置を推定できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device capable of estimating the position of a rotor while suppressing the number of parts.

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、３相モータにおける非通電の相の巻線に誘起される誘起電圧を監視してゼロクロス点を検出し、検出した前記ゼロクロス点に基づいて前記３相モータのロータの位置を推定するロータ位置推定部を有するモータ駆動装置において、前記ロータ位置推定部は、第１の相を非通電とした状態で、第２の相および第３の相の少なくとも１つの相を電位固定させて、前記第１の相の前記誘起電圧を監視して前記ゼロクロス点を検出し、前記ロータがフリーランする状態で前記モータを再起動させる指示があった場合に、前記ロータの位置を推定し、前記ゼロクロス点は、前記誘起電圧がＧＮＤレベルを跨ぐ時間であること、を特徴とする。 One embodiment of the present disclosure made to solve the above problems is based on the zero crossing point detected by monitoring the induced voltage induced in the winding of the non-energized phase in the three-phase motor. In a motor drive device having a rotor position estimation unit that estimates the rotor position of the three-phase motor, the rotor position estimation unit is a state in which the first phase is de-energized and the second phase and the third phase are de-energized. There was an instruction to fix the potential of at least one of the phases, monitor the induced voltage of the first phase to detect the zero crossing point, and restart the motor with the rotor free-running. In this case, the position of the rotor is estimated, and the zero cross point is characterized by the time when the induced voltage crosses the GND level.

この態様によれば、ロータの位置を推定するために中性点電圧発生回路やコンパレータを設ける必要がないので、部品点数を抑えながらロータの位置を推定できる。そのため、ロータの位置を推定するための回路に要するコストを下げることができる。
また、ロータがフリーランする状態でモータを再起動させる指示があった場合に、中性点電圧発生回路やコンパレータを設けることなく、部品点数を抑えてロータの位置を推定できる。 According to this aspect, since it is not necessary to provide a neutral point voltage generation circuit or a comparator in order to estimate the position of the rotor, the position of the rotor can be estimated while suppressing the number of parts. Therefore, the cost required for the circuit for estimating the position of the rotor can be reduced.
Further, when there is an instruction to restart the motor in a state where the rotor is free-running, the position of the rotor can be estimated by reducing the number of parts without providing a neutral point voltage generation circuit or a comparator.

上記の態様においては、前記ロータ位置推定部は、前記第２の相を低電位または高電位に電位固定させ、前記第３の相について低電位と高電位に繰り返し切り替えるＨｉ−Ｌｏチョッピングを行って、前記第１の相の前記誘起電圧を監視して前記ゼロクロス点を検出すること、が好ましい。 In the above embodiment, the rotor position estimation unit performs Hi-Lo chopping in which the second phase is fixed at a low potential or a high potential and the third phase is repeatedly switched between a low potential and a high potential. It is preferable to monitor the induced voltage of the first phase to detect the zero crossing point.

この態様によれば、Ｈｉ−Ｌｏチョッピングすることで、ＬｏとＨｉの２つの状態でゼロクロス点を検出できるため、ゼロクロス点の検出機会を増やすことができる。ひいては、ロータ位置推定に要する時間を短縮することができる。 According to this aspect, by Hi-Lo chopping, the zero cross point can be detected in the two states of Lo and Hi, so that the chance of detecting the zero cross point can be increased. As a result, the time required for estimating the rotor position can be shortened.

上記の態様においては、前記ロータ位置推定部にて前記第１の相の前記誘起電圧を監視しているときに、前記第１の相の前記誘起電圧から前記ロータの回転数を推定し、推定された前記ロータの回転数が所定値以下の場合には、前記ロータ位置推定部による前記ロータの位置の推定を止めて、前記ロータを一旦停止させた後に前記モータを再起動させること、が好ましい。 In the above aspect, when the rotor position estimation unit monitors the induced voltage of the first phase, the rotation speed of the rotor is estimated and estimated from the induced voltage of the first phase. When the rotation speed of the rotor is not more than a predetermined value, it is preferable to stop the estimation of the position of the rotor by the rotor position estimation unit, stop the rotor once, and then restart the motor. ..

この態様によれば、ロータの回転が不足してゼロクロス点が検出し難くなることにより、ロータの推定位置の精度が低下したり、ロータの位置の推定に要する時間が長時間化することを防ぐことができる。 According to this aspect, it is possible to prevent the accuracy of the estimated position of the rotor from being lowered and the time required to estimate the position of the rotor from being prolonged due to insufficient rotation of the rotor and difficulty in detecting the zero crossing point. be able to.

上記の態様においては、前記ロータ位置推定部は、Ａ／Ｄコンバータを用いて前記第１の相の前記誘起電圧を監視して前記ゼロクロス点を検出すること、が好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the rotor position estimation unit uses an A / D converter to monitor the induced voltage of the first phase and detect the zero crossing point.

この態様によれば、第１の相の誘起電圧を監視してゼロクロス点を検出する際に、Ａ／Ｄコンバータにより第１の相の誘起電圧の傾き（時間変化量）を測定できるので、測定した誘起電圧の傾きに基づいてゼロクロス点を容易に検出することができる。そのため、短時間でロータの位置を推定できる。 According to this aspect, when the induced voltage of the first phase is monitored and the zero cross point is detected, the gradient (time change amount) of the induced voltage of the first phase can be measured by the A / D converter. The zero cross point can be easily detected based on the gradient of the induced voltage. Therefore, the position of the rotor can be estimated in a short time.

上記の態様においては、前記ロータ位置推定部が規定時間以内に前記ゼロクロス点を検出できない場合には、前記ロータ位置推定部による前記ロータの位置の推定を止めて、前記ロータを一旦停止させた後に前記モータを再起動させること、が好ましい。 In the above embodiment, if the rotor position estimation unit cannot detect the zero cross point within a specified time, the rotor position estimation unit stops estimating the position of the rotor, and then the rotor is temporarily stopped. It is preferable to restart the motor.

この態様によれば、ロータ位置推定部によるロータの位置の推定に要する時間が長時間化することによりモータの再起動に時間を要することを防止できる。そのため、ロータがフリーランする状態からモータが再起動するまでの時間を短くすることができる。 According to this aspect, it is possible to prevent the time required for restarting the motor from being long due to the time required for the rotor position estimation unit to estimate the position of the rotor for a long time. Therefore, it is possible to shorten the time from the free-running state of the rotor to the restart of the motor.

本開示のモータ駆動装置によれば、部品点数を抑えながらロータの位置を推定できる。 According to the motor drive device of the present disclosure, the position of the rotor can be estimated while suppressing the number of parts.

本実施形態におけるモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor drive device in this embodiment. 回転異常判定がなされた場合に行う制御のフローチャート図である。It is a flowchart of the control performed when the rotation abnormality determination is made. ロータがフリーランする状態でモータを再起動させる指示があった場合において、ロータの位置を推定するために行う制御のフローチャート図である。It is a flowchart of the control performed to estimate the position of a rotor when there is an instruction to restart a motor in a state where a rotor is free-running. 図２および図３に示すフローチャートに基づく制御を行ったときの各相の電圧のタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart of the voltage of each phase when the control based on the flowchart shown in FIGS. 2 and 3 is performed.

以下、本開示のモータ駆動装置の実施形態について説明する。本実施形態のモータ駆動装置１は、例えば燃料ポンプに使用されるモータの駆動装置である。 Hereinafter, embodiments of the motor drive device of the present disclosure will be described. The motor drive device 1 of the present embodiment is, for example, a motor drive device used for a fuel pump.

（モータ駆動装置の構成について）
まず、モータ駆動装置１の構成について説明する。モータ駆動装置１は、モータ１１の駆動を制御するための装置であり、図１に示すように、制御部１２と駆動回路１３とを有する。 (About the configuration of the motor drive device)
First, the configuration of the motor drive device 1 will be described. The motor drive device 1 is a device for controlling the drive of the motor 11, and has a control unit 12 and a drive circuit 13 as shown in FIG.

モータ１１は３相のセンサレスブラシレスモータであり、駆動回路１３においては３相のインバータ回路が採用されている。モータ１１は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを備えるステータ２１と、ロータ２２（マグネットロータ）とを備える。モータ１１は、ステータ２１に対するロータ２２の位置（磁極位置）を検出するために、ホール素子を使わずに、各相のコイル２１Ａ〜２１Ｃで生じる誘起電圧を利用する。そして、モータ１１は、ロータ２２が回転するときに、各相のコイル２１Ａ〜２１Ｃで発生する誘起電圧に基づいてロータ２２の位置を検出し、その検出されるロータ２２の位置に基づいて通電対象となる各相のコイル２１Ａ〜２１Ｃ（通電相）を決定する「誘起電圧駆動」を行う。 The motor 11 is a three-phase sensorless brushless motor, and the drive circuit 13 employs a three-phase inverter circuit. The motor 11 includes a stator 21 having three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) coils 21A, 21B, and 21C, and a rotor 22 (magnet rotor). The motor 11 uses the induced voltage generated in the coils 21A to 21C of each phase without using a Hall element in order to detect the position (pole position) of the rotor 22 with respect to the stator 21. Then, when the rotor 22 rotates, the motor 11 detects the position of the rotor 22 based on the induced voltage generated in the coils 21A to 21C of each phase, and the energization target is based on the detected position of the rotor 22. "Induced voltage drive" is performed to determine the coils 21A to 21C (energized phase) of each phase.

駆動回路１３は、モータ１１に駆動電力を供給するものである。この駆動回路１３には、電源回路１４を介して直流電源ＢＡＴＴが接続され、６つのトランジスタが備わっている。そして、駆動回路１３において、制御部１２からの信号に基づき、各トランジスタが所定のタイミングでスイッチングされることにより、モータ１１の回転駆動が制御される。 The drive circuit 13 supplies drive power to the motor 11. A DC power supply BATT is connected to the drive circuit 13 via the power supply circuit 14, and six transistors are provided. Then, in the drive circuit 13, the rotational drive of the motor 11 is controlled by switching each transistor at a predetermined timing based on the signal from the control unit 12.

制御部１２は、駆動回路１３を介してモータ１１の駆動の制御を行う。この制御部１２には、電源回路１４を介して直流電源ＢＡＴＴが接続されている。また、制御部１２には、Ｉ／Ｆ回路１５を介して、ＥＣＵ１６が接続されている。なお、制御部１２は、例えばカスタムＩＣにより構成されている。ＥＣＵ１６は、モータ１１の回転数（目標回転数）を指示する。 The control unit 12 controls the drive of the motor 11 via the drive circuit 13. A DC power supply BATT is connected to the control unit 12 via a power supply circuit 14. Further, the ECU 16 is connected to the control unit 12 via the I / F circuit 15. The control unit 12 is configured by, for example, a custom IC. The ECU 16 indicates the rotation speed (target rotation speed) of the motor 11.

本実施形態では、図１に示すように、制御部１２は、Ａ／Ｄコンバータ３１とロータ位置推定部３２を備えている。そして、モータ１１における非通電の相のコイル（巻線、コイル２１Ａ〜２１Ｃのいずれか）に誘起される誘起電圧の信号は、Ａ／Ｄコンバータ３１を介して制御部１２に入力される。本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ３１は、モータ１１のコイル２１Ａ〜２１Ｃの差動電圧を検知する電圧検知手段として用いられる。ロータ位置推定部３２は、モータ１１における非通電の相のコイルに誘起される誘起電圧をＡ／Ｄコンバータ３１を用いて監視してゼロクロス点Ｐｚ（図４参照）を検出し、この検出したゼロクロス点Ｐｚに基づいてロータ２２の位置を推定する手段である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the control unit 12 includes an A / D converter 31 and a rotor position estimation unit 32. Then, the signal of the induced voltage induced in the coil (winding, any of the coils 21A to 21C) of the non-energized phase in the motor 11 is input to the control unit 12 via the A / D converter 31. In the present embodiment, the A / D converter 31 is used as a voltage detecting means for detecting the differential voltage of the coils 21A to 21C of the motor 11. The rotor position estimation unit 32 monitors the induced voltage induced in the coil of the non-energized phase in the motor 11 by using the A / D converter 31 to detect the zero cross point Pz (see FIG. 4), and the detected zero cross. It is a means for estimating the position of the rotor 22 based on the point Pz.

（回転異常判定がなされた場合に行う制御について）
次に、本実施形態において、回転異常判定がなされた場合に行う制御について説明する。本実施形態では、回転異常判定がなされた場合にモータ１１を再起動させるとき（異常検知等からの復帰時）に、ロータ２２がフリーランすること（ロータ２２の惰性回転）を活用してロータ２２の位置を推定し、モータ１１の起動時間の短縮を行う。 (Regarding the control to be performed when a rotation abnormality judgment is made)
Next, in the present embodiment, the control performed when the rotation abnormality determination is made will be described. In the present embodiment, the rotor 22 is free-running (inertial rotation of the rotor 22) when the motor 11 is restarted when the rotation abnormality is determined (when returning from the abnormality detection or the like). The position of 22 is estimated, and the start-up time of the motor 11 is shortened.

そこで、制御部１２は、図２に示す制御を行う。図２に示すように、回転異常判定がなされた場合に、まず、モータ１１の出力を停止する（ステップＳ１）。そして、これにより、駆動回路１３からモータ１１への電力供給が遮断されて、ロータ２２は、惰性で回転するフリーラン状態になる（例えば、図４に示す時間Ｔ１〜時間Ｔ２）。なお、回転異常判定がなされた場合とは、例えば、モータ１１について脱調や過電圧や過電流や過熱などの異常が判定された場合である。 Therefore, the control unit 12 performs the control shown in FIG. As shown in FIG. 2, when the rotation abnormality determination is made, first, the output of the motor 11 is stopped (step S1). As a result, the power supply from the drive circuit 13 to the motor 11 is cut off, and the rotor 22 is in a free-run state in which it rotates by inertia (for example, time T1 to time T2 shown in FIG. 4). The case where the rotation abnormality determination is made is, for example, the case where an abnormality such as step-out, overvoltage, overcurrent, or overheating is determined for the motor 11.

その後、ロータ２２のフリーラン状態を解除できる状態（回転異常から復帰できる状態）になった場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、ロータ２２の位置を推定する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３におけるロータ２２の位置を推定する制御については、後述する。そして、ロータ２２の位置の推定に成功した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、強制転流を行って（ステップＳ５）、センサレス制御に移行する。なお、強制転流とは、センサレス制御を行う前に、ステータ２１の各相間の任意のもの（例えば、Ｕ相とＶ相）に通電して、ロータ２２をわずかに回転させることをいう。また、センサレス制御とは、前記の「誘起電圧駆動」を行う制御である。 After that, when the free-run state of the rotor 22 can be released (a state in which the rotation abnormality can be recovered) (step S2: YES), the position of the rotor 22 is estimated (step S3). The control for estimating the position of the rotor 22 in step S3 will be described later. Then, when the position of the rotor 22 is successfully estimated (step S4: YES), forced commutation is performed (step S5), and the process shifts to sensorless control. Note that forced commutation means that the rotor 22 is slightly rotated by energizing an arbitrary object (for example, U phase and V phase) between each phase of the stator 21 before performing sensorless control. Further, the sensorless control is a control for performing the above-mentioned "induced voltage drive".

なお、ステップＳ４においてロータ２２の位置の推定に成功しなかった場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、ロータ２２を一旦停止させてモータ１１をスタンバイ状態にする。 If the estimation of the position of the rotor 22 is not successful in step S4 (step S4: NO), the rotor 22 is temporarily stopped to put the motor 11 in the standby state.

なお、ここでは回転異常判定がなされた場合にモータ１１を再起動させるときを例に挙げたが、これに限定されず、本実施形態は、モータ１１に短時間の停止指示がなされた場合にモータ１１を再起動させるとき（短時間の停止指示からの復帰時）にも適用できる。すなわち、ロータ２２がフリーランする状態としては、その他に、ロータ２２の短時間停止時や強制転流失敗時などが挙げられ、これらの場合においても本実施形態を適用できる。 Here, the case where the motor 11 is restarted when the rotation abnormality determination is made is given as an example, but the present embodiment is not limited to this, and the present embodiment is when the motor 11 is instructed to stop for a short time. It can also be applied when restarting the motor 11 (when returning from a short-time stop instruction). That is, other states in which the rotor 22 is free-running include a short-time stop of the rotor 22 and a forced commutation failure, and the present embodiment can be applied even in these cases.

（ロータの位置を推定する制御について）
次に、ロータ２２の位置を推定する制御、詳しくは、ロータ２２がフリーランする状態でモータ１１を再起動させる指示があった場合にロータ２２の位置を推定するために行われる制御について説明する。本実施形態では、ロータ位置推定部３２は、ロータ２２がフリーランする状態でモータ１１を再起動させる指示があった場合に、図３に示すフローチャートに基づく制御を行ってロータ２２の位置を推定する。 (About control to estimate the position of the rotor)
Next, the control for estimating the position of the rotor 22, specifically, the control performed for estimating the position of the rotor 22 when instructed to restart the motor 11 while the rotor 22 is free-running will be described. .. In the present embodiment, when the rotor position estimation unit 32 is instructed to restart the motor 11 in a state where the rotor 22 is free-running, the rotor position estimation unit 32 estimates the position of the rotor 22 by performing control based on the flowchart shown in FIG. do.

図３に示すように、まず、モータ１１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のいずれかをＧＮＤ（接地）（あるいは電源電圧）に固定し（ステップＳ１１）、中性点電圧を固定する。すなわち、第１の相を非通電とした状態で、第２の相を通電とした状態で低電位（あるいは高電位）に電位固定させる。例えば、図４に示すように、時間Ｔ２において、Ｕ相を非通電とした状態で、Ｗ相を通電とした状態で低電位に電位固定させる。 As shown in FIG. 3, first, any one of the phases (U phase, V phase, W phase) of the motor 11 is fixed to GND (ground) (or power supply voltage) (step S11), and the neutral point voltage is set. Fix it. That is, the potential is fixed at a low potential (or high potential) with the first phase energized and the second phase energized. For example, as shown in FIG. 4, at time T2, the potential is fixed at a low potential with the U phase energized and the W phase energized.

次に、電位固定されていない相をＨｉ−Ｌｏチョッピングする（ステップＳ１２）。すなわち、第３の相について通電させてＨｉ−Ｌｏチョッピングを行う。なお、Ｈｉ−Ｌｏチョッピングとは、低電位と高電位に繰り返し切り替えることである。例えば、図４に示すように、時間Ｔ２において、Ｖ相についてＨｉ−Ｌｏチョッピングを開始する。 Next, the phase whose potential is not fixed is Hi-Lo chopping (step S12). That is, Hi-Lo chopping is performed by energizing the third phase. In addition, Hi-Lo chopping is to repeatedly switch between low potential and high potential. For example, as shown in FIG. 4, at time T2, Hi-Lo chopping is started for the V phase.

次に、残された１相の電圧をＡ／Ｄコンバータ３１（ＡＤＣ）で監視して、ゼロクロス点Ｐｚを検出する（ステップＳ１３）。すなわち、非通電の第１の相の巻線（コイル）に誘起される誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出し、検出したゼロクロス点Ｐｚに基づいてロータ２２の位置を推定する。例えば、Ｕ相のコイル２１Ａに誘起される誘起電圧をＡ／Ｄコンバータ３１で監視してゼロクロス点Ｐｚ（図４参照）を検出し、検出したゼロクロス点Ｐｚに基づいてロータ２２の位置を推定する。ここで、ゼロクロス点Ｐｚは、誘起電圧がＧＮＤレベルを跨ぐ（ＧＮＤレベル以上または以下になった）時間である。なお、ゼロクロス点Ｐｚはロータ２２が１回転する間に２回検出されるので、２回検出されたいずれかのゼロクロス点Ｐｚに基づいてロータ２２の位置を推定すればよい。 Next, the voltage of the remaining one phase is monitored by the A / D converter 31 (ADC) to detect the zero crossing point Pz (step S13). That is, the zero crossing point Pz is detected by monitoring the induced voltage induced in the winding (coil) of the first phase of non-energization, and the position of the rotor 22 is estimated based on the detected zero crossing point Pz. For example, the induced voltage induced in the U-phase coil 21A is monitored by the A / D converter 31 to detect the zero crossing point Pz (see FIG. 4), and the position of the rotor 22 is estimated based on the detected zero crossing point Pz. .. Here, the zero cross point Pz is the time during which the induced voltage crosses the GND level (is equal to or lower than the GND level). Since the zero crossing point Pz is detected twice during one rotation of the rotor 22, the position of the rotor 22 may be estimated based on any of the zero crossing points Pz detected twice.

そして、このようにしてロータ２２の位置を推定すると、その後、図４の時間Ｔ３以降において、強制転流を行ってセンサレス制御に移行することで、モータ１１が再起動する。 Then, when the position of the rotor 22 is estimated in this way, after the time T3 in FIG. 4, the motor 11 is restarted by performing forced commutation and shifting to the sensorless control.

なお、変形例として、ロータ位置推定部３２は、第２の相および第３の相の両方の相を電位固定させて、第１の相の誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出するとしてもよい。 As a modification, the rotor position estimation unit 32 fixes the potential of both the second phase and the third phase, monitors the induced voltage of the first phase, and detects the zero cross point Pz. May be good.

（本実施形態の作用効果）
以上のように本実施形態のモータ駆動装置１は、３相のうちの第１の相を非通電とした状態で、３相のうちの第２の相および第３の相の少なくとも１つの相を電位固定させて、第１の相の誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出する。例えば、Ｕ相を非通電とした状態で、Ｖ相およびＷ相の少なくとも１つの相を電位固定させて、Ｕ相の誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出する。 (Action and effect of this embodiment)
As described above, the motor drive device 1 of the present embodiment has at least one of the second phase and the third phase of the three phases in a state where the first phase of the three phases is de-energized. Is fixed at a potential, and the induced voltage of the first phase is monitored to detect the zero crossing point Pz. For example, with the U phase de-energized, at least one of the V phase and the W phase is fixed in potential, and the induced voltage of the U phase is monitored to detect the zero crossing point Pz.

このようにして、ロータ２２の位置を推定するために中性点電圧発生回路やコンパレータを設ける必要がないので、部品点数を抑えながらロータの位置を推定できる。そのため、ロータ２２の位置を推定するための回路に要するコストを下げることができる。 In this way, since it is not necessary to provide a neutral point voltage generation circuit or a comparator in order to estimate the position of the rotor 22, the position of the rotor can be estimated while suppressing the number of parts. Therefore, the cost required for the circuit for estimating the position of the rotor 22 can be reduced.

また、ロータ位置推定部３２は、第２の相を低電位または高電位に電位固定させ、第３の相についてＨｉ−Ｌｏチョッピングを行って、第１の相の誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出する。例えば、図４に示すように、ロータ位置推定部３２は、Ｗ相を低電位に電位固定させ、Ｖ相についてＨｉ−Ｌｏチョッピングを行って、Ｕ相の誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出する。 Further, the rotor position estimation unit 32 fixes the potential of the second phase to a low potential or a high potential, performs Hi-Lo chopping on the third phase, monitors the induced voltage of the first phase, and monitors the zero crossing point. Detect Pz. For example, as shown in FIG. 4, the rotor position estimation unit 32 fixes the potential of the W phase to a low potential, performs Hi-Lo chopping on the V phase, monitors the induced voltage of the U phase, and sets the zero cross point Pz. To detect.

このようにして、モータ１１を再起動する前にてロータ２２の位置を推定する際に、予め、３相のうちの１相についてＨｉ−Ｌｏチョッピングを行って電圧を印加している。そして、このようにしてＨｉ−Ｌｏチョッピングを行うことで、ＬｏとＨｉの２つの状態でゼロクロス点Ｐｚを検出できるため、ゼロクロス点Ｐｚの検出機会を増やすことができる。ひいては、ロータ２２の位置の推定に要する時間を短縮することができる。 In this way, when estimating the position of the rotor 22 before restarting the motor 11, the voltage is applied by performing Hi-Lo chopping for one of the three phases in advance. By performing Hi-Lo chopping in this way, the zero cross point Pz can be detected in the two states of Lo and Hi, so that the chance of detecting the zero cross point Pz can be increased. As a result, the time required for estimating the position of the rotor 22 can be shortened.

また、ロータ位置推定部３２は、非通電とした状態の第１の相の誘起電圧をＡ／Ｄコンバータ３１を用いて監視して、ゼロクロス点Ｐｚを検出する。これにより、第１の相の誘起電圧を監視してゼロクロス点Ｐｚを検出する際に、Ａ／Ｄコンバータ３１により第１の相の誘起電圧の傾き（時間変化量）を測定できるので、測定した誘起電圧の傾きに基づいてゼロクロス点Ｐｚを容易に検出することができる。そのため、短時間でロータ２２の位置を推定できる。 Further, the rotor position estimation unit 32 monitors the induced voltage of the first phase in the non-energized state by using the A / D converter 31 to detect the zero crossing point Pz. As a result, when the zero crossing point Pz is detected by monitoring the induced voltage of the first phase, the slope (time change amount) of the induced voltage of the first phase can be measured by the A / D converter 31, so that the measurement was performed. The zero cross point Pz can be easily detected based on the gradient of the induced voltage. Therefore, the position of the rotor 22 can be estimated in a short time.

また、ロータ位置推定部３２は、ロータ２２がフリーランする状態でモータ１１を再起動させる指示があった場合に、ロータ２２の位置を推定する。これにより、ロータ２２がフリーランする状態でモータ１１を再起動させる指示があった場合に、中性点電圧発生回路やコンパレータを設けることなく、部品点数を抑えてロータ２２の位置を推定できる。 Further, the rotor position estimation unit 32 estimates the position of the rotor 22 when there is an instruction to restart the motor 11 in a state where the rotor 22 is free-running. As a result, when there is an instruction to restart the motor 11 in a state where the rotor 22 is free-running, the position of the rotor 22 can be estimated by suppressing the number of parts without providing a neutral point voltage generation circuit or a comparator.

（変形例）
また、以下のような変形例も考えられる。まず、第１変形例として、制御部１２は、ロータ位置推定部３２にて第１の相の誘起電圧を監視しているときに、第１の相の誘起電圧からロータ２２の回転数を推定する。そして、制御部１２は、推定されたロータ２２の回転数が所定値以下の場合には、ロータ位置推定部３２によるロータ２２の位置の推定を止めて、ロータ２２を一旦停止させた後にモータ１１を再起動させる。 (Modification example)
In addition, the following modification examples are also conceivable. First, as a first modification, the control unit 12 estimates the rotation speed of the rotor 22 from the induced voltage of the first phase while the rotor position estimation unit 32 monitors the induced voltage of the first phase. do. Then, when the estimated rotation speed of the rotor 22 is equal to or less than a predetermined value, the control unit 12 stops the estimation of the position of the rotor 22 by the rotor position estimation unit 32, temporarily stops the rotor 22, and then the motor 11. To restart.

このようにして、ロータ２２がフリーランする状態でロータ２２の回転が停まりかけているときには、ロータ位置推定部３２によるロータ２２の位置の推定を止めるとしてもよい。これにより、ロータ２２の回転が不足して誘起電圧が表れ難くなってゼロクロス点Ｐｚが検出し難くなることにより、ロータ２２の推定位置の精度が低下したり、ロータ２２の位置の推定に要する時間が長時間化することを防ぐことができる。 In this way, when the rotation of the rotor 22 is about to stop while the rotor 22 is free-running, the estimation of the position of the rotor 22 by the rotor position estimation unit 32 may be stopped. As a result, the rotation of the rotor 22 is insufficient, the induced voltage is less likely to appear, and the zero cross point Pz is difficult to detect, so that the accuracy of the estimated position of the rotor 22 is lowered and the time required for estimating the position of the rotor 22 is reduced. Can be prevented from becoming long.

また、第２変形例として、ロータ位置推定部３２が規定時間Ｔｏ以内にゼロクロス点Ｐｚを検出できない場合には、制御部１２は、ロータ２２を一旦停止させた後にモータ１１を再起動させる。これにより、ロータ位置推定部３２によるロータ２２の位置の推定に要する時間が長時間化することにより、モータ１１の再起動に時間を要することを防止できる。そのため、ロータ２２がフリーランする状態からモータ１１が再起動するまでの時間を短くすることができる。 Further, as a second modification, when the rotor position estimation unit 32 cannot detect the zero cross point Pz within the specified time To, the control unit 12 temporarily stops the rotor 22 and then restarts the motor 11. As a result, the time required for the rotor position estimation unit 32 to estimate the position of the rotor 22 becomes long, so that it is possible to prevent the motor 11 from taking a long time to restart. Therefore, the time from the free-running state of the rotor 22 to the restart of the motor 11 can be shortened.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、誘起電圧を、Ａ／Ｄコンバータ３１を用いて監視する代わりに、コンパレータを用いて監視してもよい。また、ロータ２２の位置を推定したときのロータ２２の回転数に応じて、その後の強制転流時にてモータ１１に印加される電圧のデューティ比を変えるとしてもよい。 It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present disclosure in any way, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the gist thereof. For example, the induced voltage may be monitored by using a comparator instead of monitoring by using the A / D converter 31. Further, the duty ratio of the voltage applied to the motor 11 at the time of the subsequent forced commutation may be changed according to the rotation speed of the rotor 22 when the position of the rotor 22 is estimated.

１モータ駆動装置
１１モータ
１２制御部
２１ステータ
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃコイル
２２ロータ
３１Ａ／Ｄコンバータ
３２ロータ位置推定部
Ｐｚゼロクロス点 1 Motor drive device 11 Motor 12 Control unit 21 Stator 21A, 21B, 21C Coil 22 Rotor 31 A / D converter 32 Rotor position estimation unit Pz Zero cross point

Claims

A rotor position estimation unit that monitors the induced voltage induced in the winding of the non-energized phase of the three-phase motor, detects the zero cross point, and estimates the position of the rotor of the three-phase motor based on the detected zero cross point. In a motor drive with
The rotor position estimation unit is
With the first phase de-energized, at least one of the second phase and the third phase is fixed in potential, and the induced voltage of the first phase is monitored to detect the zero cross point. death,
When there is an instruction to restart the motor while the rotor is free-running, the position of the rotor is estimated and the position of the rotor is estimated.
The zero cross point is the time during which the induced voltage crosses the GND level.
A motor drive that features.

In the motor drive device of claim 1,
The rotor position estimation unit performs Hi-Lo chopping in which the second phase is fixed at a low potential or a high potential and the third phase is repeatedly switched between a low potential and a high potential, and the first phase is performed. To detect the zero crossing point by monitoring the induced voltage of
A motor drive that features.

In the motor drive device according to claim 1 or 2.
While the rotor position estimation unit is monitoring the induced voltage of the first phase, the rotation speed of the rotor is estimated from the induced voltage of the first phase, and the estimated rotation of the rotor is estimated. If the number is less than or equal to a predetermined value, the rotor position estimation unit should stop estimating the position of the rotor, stop the rotor once, and then restart the motor.
A motor drive that features.

In the motor drive device according to any one of claims 1 to 3.
The rotor position estimation unit monitors the induced voltage of the first phase using an A / D converter to detect the zero cross point.
A motor drive that features.

In the motor drive device according to any one of claims 1 to 4.
If the rotor position estimation unit cannot detect the zero cross point within a specified time, the rotor position estimation unit stops estimating the position of the rotor, stops the rotor once, and then restarts the motor. matter,
A motor drive that features.