JP7055547B2 - Motor control device - Google Patents

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本発明は、固定子の中性点電圧に基づき回転子の位置を推定するモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that estimates the position of the rotor based on the neutral point voltage of the stator.

特許文献1には、永久磁石モータの中性点電圧を、インバータのPWM波形に同期させて検出し、その中性点電圧の変動から永久磁石モータの回転子位置を推測する、同期電動機の駆動システムが開示されている。 In Patent Document 1, the neutral point voltage of a permanent magnet motor is detected in synchronization with the PWM waveform of the inverter, and the rotor position of the permanent magnet motor is estimated from the fluctuation of the neutral point voltage. The system is disclosed.

特開2010-074898号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-0748998

ここで、中性点電圧の検出データにノイズ成分を除去するためのローパスフィルタ処理を施し、ローパスフィルタ通過後の検出データに基づき回転子位置を推測する場合、通電モードが切り換わり、位置推定のために中性点電圧をサンプリングする電圧ベクトルが切り換わるときに中性点電圧が急峻に変化すると、ローパスフィルタ通過前の検出データとローパスフィルタ通過後の検出データとの間に乖離が生じ、回転子位置の推定精度が低下するという問題があった。 Here, when a low-pass filter process is applied to the detection data of the neutral point voltage to remove the noise component and the rotor position is estimated based on the detection data after passing through the low-pass filter, the energization mode is switched and the position is estimated. Therefore, if the neutral point voltage changes sharply when the voltage vector for sampling the neutral point voltage is switched, a discrepancy occurs between the detection data before passing through the low-pass filter and the detection data after passing through the low-pass filter, resulting in rotation. There was a problem that the estimation accuracy of the child position was lowered.

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、中性点電圧の検出データのローパスフィルタ処理によって回転子位置の推定精度が低下することを抑制できるモータ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor control device capable of suppressing a decrease in the estimation accuracy of the rotor position due to low-pass filter processing of the detection data of the neutral point voltage. To do.

本発明によれば、その1つの態様において、複数の通電モードの間での通電モードの切り換えから所定期間は、第1ローパスフィルタを通過した中性点電圧を使用せずに回転子の位置を推定し、前記所定期間以外の期間は、前記第1ローパスフィルタを通過した中性点電圧を使用して前記回転子の位置を推定するようにした。 According to the present invention, in one aspect thereof , the position of the rotor is determined without using the neutral point voltage that has passed through the first low-pass filter for a predetermined period from the switching of the energization mode between the plurality of energization modes. The position of the rotor was estimated by using the neutral point voltage that passed through the first low-pass filter during the period other than the predetermined period .

本発明によれば、中性点電圧の検出データのローパスフィルタ処理によって回転子位置の推定精度が低下することを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the estimation accuracy of the rotor position due to the low-pass filter processing of the detection data of the neutral point voltage.

本発明に係るモータ制御装置のシステム概略図である。It is a system schematic diagram of the motor control device which concerns on this invention. モータ制御手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a motor control means. インバータ回路の出力電圧を示すベクトル図である。It is a vector figure which shows the output voltage of an inverter circuit. PWMパルス、電圧ベクトル、中性点電圧の相関を例示するタイムチャートである。It is a time chart which exemplifies the correlation of a PWM pulse, a voltage vector, and a neutral point voltage. 回転子位置と中性点電圧Vnn1、Vnn2との相関を例示する図である。It is a figure which exemplifies the correlation between the rotor position and the neutral point voltage Vnn1 and Vnn2. 第1実施形態における回転子位置推定手段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 rotor position estimation means in 1st Embodiment. 中性点電圧の変化特性の記憶値を例示する図である。It is a figure which illustrates the storage value of the change characteristic of a neutral point voltage. 第2実施形態におけるLPF処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the LPF processing part in 2nd Embodiment. 第3実施形態における回転子位置推定手段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 rotor position estimation means in 3rd Embodiment. 第4実施形態における回転子位置推定手段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 rotor position estimation means in 4th Embodiment. 第5実施形態における電動パワーステアリング装置のシステム概略図である。It is a system schematic diagram of the electric power steering apparatus in 5th Embodiment.

以下、本発明に係るモータ制御装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、電動モータ1を駆動するモータ制御装置10の構成図である。
電動モータ1は、互いに星形結線された第1固定子巻線(U相コイル)Lu、第2固定子巻線(V相コイル)Lv、および第3固定子巻線(W相コイル)Lwを備えた固定子1aと、該固定子の中央部に形成した空間に回転可能に設けられた永久磁石回転子1bとを有する、3相の永久磁石同期電動機である。
なお、電動モータ1は、永久磁石同期電動機に限定されず、回転子位置に対する磁気飽和特性が得られる他の交流電動機とすることができる。
Hereinafter, embodiments of the motor control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor control device 10 for driving an electric motor 1.
The electric motor 1 includes a first stator winding (U-phase coil) Lu, a second stator winding (V-phase coil) Lv, and a third stator winding (W-phase coil) Lw, which are connected to each other in a star shape. It is a three-phase permanent magnet synchronous motor having a stator 1a provided with a stator 1a and a permanent magnet rotor 1b rotatably provided in a space formed in the central portion of the stator.
The electric motor 1 is not limited to the permanent magnet synchronous motor, and may be another AC motor that can obtain magnetic saturation characteristics with respect to the rotor position.

インバータ回路2は、電動モータ1の3相(U相、V相、W相)をそれぞれに駆動する3組のスイッチング素子を備えた3相ブリッジ回路であり、電動モータ1と直流電源3とに接続される。インバータ回路2の複数のスイッチング素子として、例えばMOSFETなどの半導体スイッチング素子が用いられる。
直流電源3は、インバータ回路2に電力を供給する直流電源である。
直流母線電流センサ4は、インバータ回路2への供給電流IDCを検出して、モータ制御手段5に出力する電流検出器である。
The inverter circuit 2 is a three-phase bridge circuit provided with three sets of switching elements for each of the three phases (U phase, V phase, and W phase) of the electric motor 1, and is used for the electric motor 1 and the DC power supply 3. Be connected. As a plurality of switching elements of the inverter circuit 2, a semiconductor switching element such as a MOSFET is used.
The DC power supply 3 is a DC power supply that supplies electric power to the inverter circuit 2.
The DC bus current sensor 4 is a current detector that detects the supply current I DC to the inverter circuit 2 and outputs it to the motor control means 5.

モータ制御手段5は、トルク指令値に一致するモータトルクを発生させるために、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号をインバータ回路2に出力する。
モータ制御手段5は、電動モータ1の回転子1bの位置に基づき、インバータ回路2の複数のスイッチング素子のそれぞれのオン、オフ状態の組み合わせに対応する複数の通電モードを切り換えることで、インバータ回路2を駆動制御するインバータ制御部である。
The motor control means 5 outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal to the inverter circuit 2 in order to generate a motor torque that matches the torque command value.
The motor control means 5 switches the plurality of energization modes corresponding to the combination of the on and off states of the plurality of switching elements of the inverter circuit 2 based on the position of the rotor 1b of the electric motor 1 to switch the inverter circuit 2 It is an inverter control unit that drives and controls.

回転子位置推定手段6は、電動モータ1の中性点電圧Vn0が回転子位置の影響を受けて変化することを利用して回転子位置を推定する回転子位置推定部である。
固定子巻線Lu、Lv、Lwのインダクタンスが等しい場合、中性点電圧Vn0は零になるが、実際には回転子1bの磁石磁束が巻線に影響することで、インダクタンスは回転子位置に応じた変化を示す。このため、一定の電圧ベクトルを電動モータ1に印加した状態で中性点電圧Vn0を観測すると、中性点電圧Vn0は、回転子位置に応じた変化を示すことになる。
The rotor position estimation means 6 is a rotor position estimation unit that estimates the rotor position by utilizing the fact that the neutral point voltage Vn0 of the electric motor 1 changes under the influence of the rotor position.
When the inductances of the stator windings Lu, Lv, and Lw are equal, the neutral point voltage Vn0 becomes zero, but in reality, the magnetic flux of the magnet of the rotor 1b affects the winding, so that the inductance moves to the rotor position. Shows the corresponding changes. Therefore, when the neutral point voltage Vn0 is observed with a constant voltage vector applied to the electric motor 1, the neutral point voltage Vn0 shows a change according to the rotor position.

そこで、回転子位置推定手段6は、中性点電圧Vn0が回転子位置に依存して変化することを利用し、中性点電圧Vn0と複数の通電モードの切り換え状態とに基づき、回転子1bの位置推定を行う。
回転子位置推定手段6は、仮想中性点回路7の中性点の電位である仮想中性点電位Vncと、電動モータ1の3相巻線接続点電位Vn(固定子1aの中性点の電位である固定子中性点電位)との差として固定子1aの中性点電圧Vn0を求め、中性点電圧Vn0に基づいて電動モータ1の回転子位置(位相角)θdest(deg)を推定演算して、モータ制御手段5に出力する。
Therefore, the rotor position estimation means 6 utilizes the fact that the neutral point voltage Vn0 changes depending on the rotor position, and the rotor 1b is based on the neutral point voltage Vn0 and the switching state of a plurality of energization modes. Position estimation is performed.
The rotor position estimation means 6 has a virtual neutral point potential Vnc, which is the potential of the neutral point of the virtual neutral point circuit 7, and a three-phase winding connection point potential Vn of the electric motor 1 (neutral point of the stator 1a). The neutral point voltage Vn0 of the stator 1a is obtained as the difference from the potential of the stator neutral point potential), and the rotor position (phase angle) θdest (deg) of the electric motor 1 is based on the neutral point voltage Vn0. Is estimated and output to the motor control means 5.

仮想中性点回路7は、互いに星形結線された抵抗Ru,Rv,Rwを有し、インバータ回路2の出力電圧に対して仮想中性点電位Vncを生成する回路である。
ここで、抵抗Ruは電動モータ1のU相の駆動ラインに一端が接続され、抵抗Rvは電動モータ1のV相の駆動ラインに一端が接続され、抵抗Rwは電動モータ1のW相の駆動ラインに一端が接続され、抵抗Ruの他端、抵抗Rvの他端、及び抵抗Rwの他端が星形結線される。
The virtual neutral point circuit 7 has resistors Ru, Rv, and Rw connected to each other in a star shape, and is a circuit that generates a virtual neutral point potential Vnc with respect to the output voltage of the inverter circuit 2.
Here, one end of the resistance Ru is connected to the U-phase drive line of the electric motor 1, one end of the resistance Rv is connected to the V-phase drive line of the electric motor 1, and the resistance Rw is the W-phase drive of the electric motor 1. One end is connected to the line, and the other end of the resistance Ru, the other end of the resistance Rv, and the other end of the resistance Rw are connected in a star shape.

そして、抵抗Ru,Rv,Rwの接続点の電位が仮想中性点電位Vncとして回転子位置推定手段6に出力される。
つまり、抵抗Ruは、第1固定子巻線(U相コイル)Luと同じ電位を有する第1固定子電位出力部であり、抵抗Rvは、第2固定子巻線(V相コイル)Lvと同じ電位を有する第2固定子電位出力部であり、抵抗Rwは、第3固定子巻線(W相コイル)Lwと同じ電位を有する第3固定子電位出力部である。
ここで、仮想中性点回路7は、回転子1bの磁石磁束が影響しないように配され、基準となる電位を回転子位置推定手段6に出力する。
Then, the potentials of the connection points of the resistors Ru, Rv, and Rw are output to the rotor position estimation means 6 as virtual neutral point potentials Vnc.
That is, the resistance Ru is the first stator potential output unit having the same potential as the first stator winding (U-phase coil) Lu, and the resistance Rv is the second stator winding (V-phase coil) Lv. It is a second stator potential output unit having the same potential, and the resistor Rw is a third stator potential output unit having the same potential as the third stator winding (W phase coil) Lw.
Here, the virtual neutral point circuit 7 is arranged so that the magnet magnetic flux of the rotor 1b does not affect it, and outputs a reference potential to the rotor position estimation means 6.

図2は、モータ制御手段5の構成ブロック図である。
モータ制御手段5は、ベクトル制御器20、dq/3相座標変換器21、パルス幅変調器22、3相/dq座標変換器23、電流再現器24、速度演算器25を有する。
ベクトル制御器20は、トルク指令値、q軸電流Iqc、d軸電流Idc、電動モータ1の回転速度ωrのデータを入力し、トルク指令値に相当するトルクを電動モータ1が発生するようにdq軸上の電圧指令Vd*、Vq*を演算し、演算した電圧指令Vd*、Vq*をdq/3相座標変換器21に出力する。
FIG. 2 is a block diagram of the motor control means 5.
The motor control means 5 includes a vector controller 20, a dq / 3-phase coordinate converter 21, a pulse width modulator 22, a 3-phase / dq coordinate converter 23, a current reproducer 24, and a speed calculator 25.
The vector controller 20 inputs data of a torque command value, a q-axis current Iqc, a d-axis current Idc, and a rotation speed ωr of the electric motor 1, and dq so that the electric motor 1 generates a torque corresponding to the torque command value. The voltage commands Vd * and Vq * on the axis are calculated, and the calculated voltage commands Vd * and Vq * are output to the dq / 3-phase coordinate converter 21.

dq/3相座標変換器21は、dq軸上の電圧指令Vd*、Vq*と推定回転子位相θdestに基づいて3相交流電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を演算し、演算した3相交流電圧指令Vu*、Vv*、Vw*をパルス幅変調器22に出力する。
パルス幅変調器22は、3相交流電圧指令Vu*、Vv*、Vw*に基づき、インバータ回路2の複数のスイッチング素子をオン/オフさせるためのPWM信号を生成し、インバータ回路2に出力する。
The dq / 3-phase coordinate converter 21 calculates the three-phase AC voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * based on the voltage commands Vd * and Vq * on the dq axis and the estimated rotor phase θdest, and calculates 3 The phase AC voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * are output to the pulse width modulator 22.
The pulse width modulator 22 generates a PWM signal for turning on / off a plurality of switching elements of the inverter circuit 2 based on the three-phase AC voltage commands Vu *, Vv *, and Vw *, and outputs the PWM signal to the inverter circuit 2. ..

3相/dq座標変換器23は、3相交流電流Iuc、Ivc、Iwcと推定回転子位相θdestに基づいて、トルクに寄与する電流Iqc(q軸電流成分)と磁束に寄与する電流Idc(d軸電流成分)とを求め、ベクトル制御器20に出力する。
電流再現器24は、直流母線電流センサ4が検出したインバータ回路2への供給電流IDCに基づき、U相、V相、W相の各相電流Iuc、Ivc、Iwcを再現し、再現した各相の相電流Iuc、Ivc、Iwcを3相/dq座標変換器23に出力する。
Based on the three-phase AC currents Iuc, Ivc, Iwc and the estimated rotor phase θdest, the three-phase / dq coordinate converter 23 has a current Iqc (q-axis current component) that contributes to torque and a current Idc (d) that contributes to magnetic flux. (Shaft current component) is obtained and output to the vector controller 20.
The current reproducer 24 reproduces and reproduces the U-phase, V-phase, and W-phase phase currents Iuc, Ivc, and Iwc based on the supply current I DC to the inverter circuit 2 detected by the DC bus current sensor 4. The phase currents Iuc, Ivc, and Iwc of the phase are output to the 3-phase / dq coordinate converter 23.

回転子位置推定手段6は、中性点電圧Vn0に基づいて電動モータ1の推定回転子位相θdestを求め、求めた推定回転子位相θdestをモータ制御手段5のdq/3相座標変換器21、3相/dq座標変換器23、及び速度演算器25に出力する。
速度演算器25は、推定回転子位相θdestに基づき電動モータ1の回転速度ωr(モータ回転数rpm)を演算し、ベクトル制御器20に出力する。
The rotor position estimation means 6 obtains the estimated rotor phase θdest of the electric motor 1 based on the neutral point voltage Vn0, and the obtained estimated rotor phase θdest is used as the dq / 3 phase coordinate converter 21 of the motor control means 5. It is output to the 3-phase / dq coordinate converter 23 and the speed calculator 25.
The speed calculator 25 calculates the rotation speed ωr (motor rotation speed rpm) of the electric motor 1 based on the estimated rotor phase θdest, and outputs the calculation to the vector controller 20.

次に、モータ制御手段5の基本動作を説明する。
モータ制御手段5は、電動モータ1のトルクを線形化する手法である公知のベクトル制御によって電動モータ1を駆動制御する。
Next, the basic operation of the motor control means 5 will be described.
The motor control means 5 drives and controls the electric motor 1 by a known vector control which is a method of linearizing the torque of the electric motor 1.

ベクトル制御器20は、トルク指令値に基づき、トルクに寄与する電流指令Iq*と磁束に寄与する電流指令Id*を求める。
ただし、電流指令Id*は、電動モータ1が非突極型の永久磁石同期電動機であれば、通常ゼロに設定される。一方、電動モータ1が突極構造の永久磁石同期電動機である場合や、弱め界磁制御、効率最大化制御が実施される場合、電流指令Id*はゼロ以外に設定される。
The vector controller 20 obtains a current command Iq * that contributes to torque and a current command Id * that contributes to magnetic flux based on the torque command value.
However, the current command Id * is usually set to zero if the electric motor 1 is a non-slip-type permanent magnet synchronous motor. On the other hand, when the electric motor 1 is a permanent magnet synchronous motor having a salient pole structure, or when field weakening control and efficiency maximization control are performed, the current command Id * is set to other than zero.

3相/dq座標変換器23は、電動モータ1の交流電流検出値である3相交流電流Iuc、Ivc、Iwcを、推定回転子位相θdestに基づき、トルクに寄与する電流Iqc(q軸電流成分)と磁束に寄与する電流Idc(d軸電流成分)に分離し、ベクトル制御器20に出力する。
ベクトル制御器20は、トルクに寄与する電流指令Iq*と磁束に寄与する電流指令Id*にそれぞれの電流検出値が一致するように電流制御を行うことで、回転座標軸であるdq軸上の電圧指令Vd*、Vq*を演算する。
The 3-phase / dq coordinate converter 23 uses the 3-phase AC currents Iuc, Ivc, and Iwc, which are the AC current detection values of the electric motor 1, as the currents Iqc (q-axis current component) that contributes to torque based on the estimated rotor phase θdest. ) And the current Idc (d-axis current component) that contributes to the magnetic flux, and output to the vector controller 20.
The vector controller 20 controls the current so that the current detection values match the current command Iq * that contributes to torque and the current command Id * that contributes to magnetic flux, so that the voltage on the dq axis, which is the rotational coordinate axis, is matched. Calculate the commands Vd * and Vq *.

そして、dq/3相座標変換器21は、電圧指令Vd*、Vq*を推定回転子位相θdestに基づいて3相交流電圧指令Vu*、Vv*、Vw*に変換する。
なお、ベクトル制御器20は、dq軸上の電圧指令Vd*、Vq*を、電流制御の結果とdq軸の干渉項を補償する非干渉制御の結果を組み合わせて演算することができる。
Then, the dq / 3-phase coordinate converter 21 converts the voltage commands Vd * and Vq * into the three-phase AC voltage commands Vu *, Vv * and Vw * based on the estimated rotor phase θdest.
The vector controller 20 can calculate the voltage commands Vd * and Vq * on the dq axis by combining the result of the current control and the result of the non-interference control that compensates for the interference term of the dq axis.

パルス幅変調器22は、インバータ回路2の複数のスイッチング素子をオン/オフさせるパルス幅変調によって、3相交流電圧指令Vu*、Vv*、Vw*に相当する電圧を電動モータ1の各相(U相、V相、W相)に印加する。
そして、モータ制御手段5は、電動モータ1の各相への通電を順次切り換えることで各相に電流を供給して、電動モータ1を回転駆動する。
なお、直流母線電流の検出を行わずに3相交流電流をそれぞれに検出するシステムとすることができる。
The pulse width modulator 22 applies a voltage corresponding to the three-phase AC voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * to each phase of the electric motor 1 by pulse width modulation that turns on / off a plurality of switching elements of the inverter circuit 2. It is applied to U phase, V phase, W phase).
Then, the motor control means 5 sequentially switches the energization of each phase of the electric motor 1 to supply a current to each phase to rotationally drive the electric motor 1.
It should be noted that the system can detect each of the three-phase alternating currents without detecting the direct current bus current.

次いで、インバータ回路2の出力電圧について説明する。
インバータ回路2の出力電圧は、3相のスイッチング素子のそれぞれのスイッチ状態に応じて全部で8通りのパターンになる。
Next, the output voltage of the inverter circuit 2 will be described.
The output voltage of the inverter circuit 2 has a total of eight patterns according to the switch state of each of the three-phase switching elements.

図3は、インバータ回路2の出力電圧をαβ座標上でベクトル表示したものである。
各ベクトルは例えばV(1、0、0)のように表記され、カッコ内の数字の並びは「U相、V相、W相」の順番にスイッチング状態を表し、インバータ回路2の上側スイッチング素子(上アーム)がオンの状態を「1」、下側スイッチング素子(下アーム)がオンの状態を「0」として表現している。
FIG. 3 is a vector representation of the output voltage of the inverter circuit 2 on the αβ coordinates.
Each vector is expressed as, for example, V (1, 0, 0), and the sequence of numbers in parentheses represents the switching state in the order of "U phase, V phase, W phase", and the upper switching element of the inverter circuit 2 The on state of the (upper arm) is expressed as "1", and the on state of the lower switching element (lower arm) is expressed as "0".

したがって、例えば電圧ベクトルVA=V(1、0、0)は、U相の上側スイッチング素子がオン(U相の下側スイッチング素子がオフ)、V相、W相の下側スイッチング素子がオン(V相、W相の上側スイッチング素子がオフ)の状態を表す。
そして、電圧ベクトルは、V0=V(0、0、0)、VA=V(1、0、0)、VB=V(1、1、0)、Vc=V(0、1、0)、VD=V(0、1、1)、VE=V(0、0、1)、VF=V(1、0、1)、V7=V(1、1、1)の8通りになる。
Therefore, for example, in the voltage vector VA = V (1, 0, 0), the upper switching element of the U phase is on (the lower switching element of the U phase is off), and the lower switching element of the V phase and the W phase is on. It represents the state (the upper switching element of V phase and W phase is off).
The voltage vectors are V 0 = V (0, 0, 0), VA = V (1, 0, 0), V B = V (1, 1, 0), Vc = V (0, 1, 0). 0), V D = V (0, 1, 1), VE = V (0, 0, 1), VF = V (1, 0, 1), V 7 = V (1, 1, 1) There are 8 ways.

モータ制御手段5は、上記の電圧ベクトルV0-V7の組み合わせによって、正弦波状のパルスパターンを作成し、電動モータ1に印加する。
例えば、図3に示す電圧指令V*が与えられた場合、モータ制御手段5は、電圧指令V*を囲む電圧ベクトルVA=V(1、0、0)、VB=V(1、1、0)、並びに零ベクトルV0=V(0、0、0)、V7=V(1、1、1)を組み合わせて、電圧指令V*に相当する電圧を作成する。
つまり、モータ制御手段5は、回転子1bが60deg回転する毎に、電圧ベクトルの組み合わせパターンである通電モードを切り換えて、電圧指令V*に相当する電圧を作成する。
The motor control means 5 creates a sinusoidal pulse pattern by the combination of the above voltage vectors V 0 to V 7 , and applies the pulse pattern to the electric motor 1.
For example, when the voltage command V * shown in FIG. 3 is given, the motor control means 5 has a voltage vector VA = V (1, 0, 0) surrounding the voltage command V *, V B = V (1, 1). , 0), and the zero vector V 0 = V (0, 0, 0), V 7 = V (1, 1, 1) are combined to create a voltage corresponding to the voltage command V *.
That is, the motor control means 5 switches the energization mode, which is a combination pattern of voltage vectors, every time the rotor 1b rotates by 60 deg, and creates a voltage corresponding to the voltage command V *.

図4は、1つの通電モードにおける、PWMパルス信号PVu、PVv、PVwと、電圧ベクトルV0-V7と、中性点電圧VnA-VnFとの関係を例示する。
図4に示すように、零ベクトルV0=V(0、0、0)、V7=V(1、1、1)を除く電圧ベクトルVA-VFが印加されているときに、それぞれで中性点電圧VnA-VnFの検出が可能であり、また、回転子位置に応じた中性点電圧Vn0の変化特性は電圧ベクトル毎に異なる。
したがって、回転子位置推定手段6は、電圧ベクトルVA-VFが電動モータ1に印加されているときに中性点電圧VnA-VnFを検出し、検出した中性点電圧VnA-VnFがどの回転子位置での値であるかによって回転子位置を推定することができる。
FIG. 4 illustrates the relationship between the PWM pulse signals PVu, PVv, PVw, the voltage vector V 0 −V 7 , and the neutral point voltage VnA −VnF in one energization mode.
As shown in FIG. 4, when the voltage vectors VA - VF excluding the zero vector V 0 = V (0, 0, 0) and V 7 = V (1, 1, 1) are applied, respectively. It is possible to detect the neutral point voltage VnA-VnF, and the change characteristic of the neutral point voltage Vn0 according to the rotor position is different for each voltage vector.
Therefore, the rotor position estimation means 6 detects the neutral point voltage VnA- VnF when the voltage vector VA -VF is applied to the electric motor 1, and which is the detected neutral point voltage VnA-VnF. The rotor position can be estimated based on whether the value is at the rotor position.

なお、図4のPWMパルス信号PVu、PVv、PVwは、図3の電圧指令V*に相当する電圧を作成する通電モードでのPWM信号であって、PWM周期の後半において電圧ベクトルVA=V(1、0、0)での中性点電圧VnAの検出期間及び電圧ベクトルVB=V(1、1、0)での中性点電圧VnBの検出期間を確保するために、PWMパルス信号の中心を3角波キャリアの谷からずらす処理であるパルスシフトを実施した状態を示す。
また、図4は、回転子位置推定手段6が、PWM周期の後半で中性点電圧Vn0のサンプリングを行う場合を例示するが、回転子位置推定手段6は、PWM周期の前半で中性点電圧Vn0のサンプリングを行うことができる。
The PWM pulse signals PVu, PVv, and PVw in FIG. 4 are PWM signals in the energization mode that create a voltage corresponding to the voltage command V * in FIG. 3, and the voltage vector VA = V in the latter half of the PWM cycle. PWM to secure the detection period of the neutral point voltage V nA at (1, 0, 0) and the detection period of the neutral point voltage V nB at the voltage vector V B = V (1, 1, 0). A state in which pulse shift, which is a process of shifting the center of the pulse signal from the valley of the triangular wave carrier, is performed is shown.
Further, FIG. 4 illustrates a case where the rotor position estimation means 6 samples the neutral point voltage Vn0 in the latter half of the PWM cycle, and the rotor position estimation means 6 exemplifies the case where the neutral point voltage Vn0 is sampled in the latter half of the PWM cycle. The voltage Vn0 can be sampled.

図5(A)、(B)は、電動モータ1に6つの電圧ベクトルVA-VFを印加し、回転子位置を1周期分変化させたときの中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化を示す。
ここで、図5に示す中性点電圧Vnn1、Vnn2は、ノイズ除去のためのローパスフィルタ処理後の値である。
5 (A) and 5 (B) show changes in the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 when six voltage vectors V A -VF are applied to the electric motor 1 and the rotor position is changed by one cycle. show.
Here, the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 shown in FIG. 5 are values after low-pass filter processing for noise reduction.

本実施形態は、PWMの1周期において異なる2つの電圧ベクトルのときにそれぞれ中性点電圧Vn0をサンプリングする構成であり、時間軸上で最初にサンプリングされる中性点電圧Vn0を中性点電圧Vnn1とし、中性点電圧Vnn1の次にサンプリングされる中性点電圧Vn0を中性点電圧Vnn2とする。 In the present embodiment, the neutral point voltage Vn0 is sampled at the time of two different voltage vectors in one cycle of PWM, and the neutral point voltage Vn0 sampled first on the time axis is used as the neutral point voltage. Let Vnn1 be, and let the neutral point voltage Vn0 sampled next to the neutral point voltage Vnn1 be the neutral point voltage Vnn2.

例えば、図5の330degから30degの間に相当する図4のスイッチング状態では、電圧ベクトルVB=V(1、1、0)での中性点電圧VnBがVnn1として検出され、電圧ベクトルVA=V(1、0、0)での中性点電圧VnAが中性点電圧Vnn2として検出される。
以下同様に、回転子位置が30degから90degの間では、電圧ベクトルVB=V(1、1、0)での中性点電圧VnBがVnn1として検出され、電圧ベクトルVc=V(0、1、0)での中性点電圧VnCがVnn2として検出される。
For example, in the switching state of FIG. 4 corresponding to the interval between 330 deg and 30 deg of FIG. 5, the neutral point voltage VnB at the voltage vector V B = V (1, 1, 0) is detected as Vnn1 and the voltage vector V A. The neutral point voltage VnA at = V (1, 0, 0) is detected as the neutral point voltage Vnn2.
Similarly, when the rotor position is between 30 deg and 90 deg, the neutral point voltage VnB at the voltage vector V B = V (1, 1, 0) is detected as Vnn1, and the voltage vector Vc = V (0, 1). , 0), the neutral point voltage VnC is detected as Vnn2.

また、回転子位置が90degから150degの間では、電圧ベクトルVD=V(0、1、1)での中性点電圧VnDがVnn1として検出され、電圧ベクトルVc=V(0、1、0)での中性点電圧VnCがVnn2として検出される。
また、回転子位置が150degから210degの間では、電圧ベクトルVD=V(0、1、1)での中性点電圧VnDがVnn1として検出され、電圧ベクトルVE=V(0、0、1)での中性点電圧VnEがVnn2として検出される。
Further, when the rotor position is between 90 deg and 150 deg, the neutral point voltage VnD in the voltage vector V D = V (0, 1, 1) is detected as Vnn1, and the voltage vector Vc = V (0, 1, 0). ), The neutral point voltage VnC is detected as Vnn2.
Further, when the rotor position is between 150 deg and 210 deg, the neutral point voltage VnD in the voltage vector V D = V (0, 1, 1) is detected as Vnn1 , and the voltage vector VE = V (0, 0, The neutral point voltage VnE in 1) is detected as Vnn2.

また、回転子位置が210degから270degの間では、電圧ベクトルVF=V(1、0、1)での中性点電圧VnFがVnn1として検出され、電圧ベクトルVE=V(0、0、1)での中性点電圧VnEがVnn2として検出される。
更に、回転子位置が270degから330degの間では、電圧ベクトルVF=V(1、0、1)での中性点電圧VnFがVnn1として検出され、電圧ベクトルVA=V(1、0、0)での中性点電圧VnAがVnn2として検出される。
Further, when the rotor position is between 210 deg and 270 deg, the neutral point voltage VnF at the voltage vector VF = V (1, 0, 1) is detected as Vnn1 , and the voltage vector VE = V (0, 0, The neutral point voltage VnE in 1) is detected as Vnn2.
Further, when the rotor position is between 270 deg and 330 deg, the neutral point voltage VnF at the voltage vector VF = V (1, 0, 1) is detected as Vnn1, and the voltage vector VA = V (1, 0, The neutral point voltage VnA at 0) is detected as Vnn2.

図5に示すように、中性点電圧Vnn1、Vnn2は回転子位置に応じて変化し、また、電圧ベクトルVA-VF毎に異なる値を示す。そこで、回転子位置推定手段6は、電圧ベクトルVA-VFに応じたパターンで中性点電圧Vn0が回転子位置に依存して変化する特性を利用して回転子位置を推定する。 As shown in FIG. 5, the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 change according to the rotor position, and show different values for each voltage vector V A − V F. Therefore, the rotor position estimation means 6 estimates the rotor position by utilizing the characteristic that the neutral point voltage Vn0 changes depending on the rotor position in a pattern corresponding to the voltage vectors VA -VF.

次に、回転子位置推定手段6における回転子位置の推定処理を詳細に説明する。
「第1実施形態」
図6は、回転子位置推定手段6の第1実施形態を示す構成ブロック図である。
図6に示す回転子位置推定手段6は、中性点電圧演算部300、LPF処理部301、位相推定部302を有する。
Next, the rotor position estimation process in the rotor position estimation means 6 will be described in detail.
"First embodiment"
FIG. 6 is a block diagram showing a first embodiment of the rotor position estimation means 6.
The rotor position estimation means 6 shown in FIG. 6 has a neutral point voltage calculation unit 300, an LPF processing unit 301, and a phase estimation unit 302.

中性点電圧演算部300は、仮想中性点回路7の出力である仮想中性点電位Vncと電動モータ1の3相巻線接続点電位Vnとの差として中性点電圧Vn0を演算する。
中性点電圧演算部300は、V0=V(0、0、0)、V7=V(1、1、1)を除く電圧ベクトルVA-VFが電動モータ1に印加されているときを中性点電圧Vn0のサンプリングタイミングとし、係るサンプリングタイミングにおいて中性点電圧VnA-VnFを検出し、時間軸上の検出順に中性点電圧Vnn1、Vnn2として出力する。
The neutral point voltage calculation unit 300 calculates the neutral point voltage Vn0 as the difference between the virtual neutral point potential Vnc, which is the output of the virtual neutral point circuit 7, and the three-phase winding connection point potential Vn of the electric motor 1. ..
In the neutral point voltage calculation unit 300, a voltage vector VA - VF excluding V 0 = V (0, 0, 0) and V 7 = V (1, 1, 1) is applied to the electric motor 1. When is the sampling timing of the neutral point voltage Vn0, the neutral point voltage VnA-VnF is detected at the sampling timing, and the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 are output in the order of detection on the time axis.

つまり、中性点電圧演算部300は、図5(A)に示したように、回転子1bが60deg回転する毎に中性点電圧Vnn1としてVnB、VnD、VnFをこの順に出力し、図5(B)に示したように、回転子1bが60deg回転する毎に中性点電圧Vnn2としてVnA、VnC、VnEをこの順に出力する。
中性点電圧演算部300から出力される中性点電圧Vnn1の信号及び中性点電圧Vnn2の信号は、それぞれ、LPF処理部301において、特定の閾値よりも高い周波数信号を減衰させて遮断し、低域周波数のみを信号として通過させるローパスフィルタ(Low-pass filter)処理が施される。
That is, as shown in FIG. 5A, the neutral point voltage calculation unit 300 outputs VnB, VnD, and VnF as the neutral point voltage Vnn1 every 60 deg rotation of the rotor 1b, and outputs VnB, VnD, and VnF in this order, and FIG. As shown in (B), VnA, VnC, and VnE are output in this order as the neutral point voltage Vnn2 every time the rotor 1b rotates by 60 deg.
The signal of the neutral point voltage Vnn1 and the signal of the neutral point voltage Vnn2 output from the neutral point voltage calculation unit 300 are cut off by attenuating the frequency signal higher than a specific threshold value in the LPF processing unit 301, respectively. , Low-pass filter processing is performed to pass only low frequency as a signal.

LPF処理部301は、第1LPF部31(第1ローパスフィルタ)、第2LPF部32(第2ローパスフィルタ)、LPF出力切換部33を有する。
第1LPF部31及び第2LPF部32は、それぞれ、中性点電圧演算部300から出力される中性点電圧Vnn1の信号及び中性点電圧Vnn2の信号を入力し、中性点電圧Vnn1、Vnn2の信号にローパスフィルタ処理を施す。
The LPF processing unit 301 includes a first LPF unit 31 (first low-pass filter), a second LPF unit 32 (second low-pass filter), and an LPF output switching unit 33.
The first LPF unit 31 and the second LPF unit 32 input the signal of the neutral point voltage Vnn1 and the signal of the neutral point voltage Vnn2 output from the neutral point voltage calculation unit 300, respectively, and input the neutral point voltage Vnn1 and Vnn2. Low-pass filter processing is applied to the signal of.

第1LPF部31の遮断周波数(第1時定数τ)は、中性点電圧Vnn1、Vnn2のノイズ成分を除去して、回転子位置に応じた変化が捉えられるように設定される。
一方、第2LPF部32は、第1LPF部31とは異なる遮断周波数(第2時定数τ)に設定される。
第2LPF部32の遮断周波数(Hz)は第1LPF部31の遮断周波数(Hz)よりも高く、第2LPF部32の時定数τ(sec)が第1LPF部31の時定数τ(sec)よりも短くなるように、第1LPF部31及び第2LPF部32のフィルタ特性が設定されている。
The cutoff frequency (first time constant τ) of the first LPF unit 31 is set so that the noise components of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 are removed and the change according to the rotor position is captured.
On the other hand, the second LPF unit 32 is set to a cutoff frequency (second time constant τ) different from that of the first LPF unit 31.
The cutoff frequency (Hz) of the second LPF unit 32 is higher than the cutoff frequency (Hz) of the first LPF unit 31, and the time constant τ (sec) of the second LPF unit 32 is higher than the time constant τ (sec) of the first LPF unit 31. The filter characteristics of the first LPF unit 31 and the second LPF unit 32 are set so as to be shorter.

つまり、第1LPF部31よりも第2LPF部32の応答速度が速くなるようにそれぞれの遮断周波数(時定数τ)が設定され、第1LPF部31ではノイズ成分の除去性能が確保される一方、第2LPF部32では第1LPF部31よりも中性点電圧Vnn1、Vnn2それぞれの過渡変化を応答良く捉えられるようにしてある。 That is, each cutoff frequency (time constant τ) is set so that the response speed of the second LPF unit 32 is faster than that of the first LPF unit 31, and the noise component removal performance is ensured in the first LPF unit 31. The 2LPF unit 32 is designed so that the transient changes of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 can be captured with better response than the first LPF unit 31.

LPF出力切換部33は、通電モードの切り換え信号に基づき、第1LPF部31の出力(第1LPF部31を通過したVnn1信号及びVnn2信号)と第2LPF部32の出力(第2LPF部32を通過したVnn1信号及びVnn2信号)とのいずれか一方を、位相推定部302に出力する。 The LPF output switching unit 33 has passed the output of the first LPF unit 31 (Vnn1 signal and Vnn2 signal that have passed through the first LPF unit 31) and the output of the second LPF unit 32 (passed through the second LPF unit 32) based on the switching signal of the energization mode. Either one of the Vnn1 signal and the Vnn2 signal) is output to the phase estimation unit 302.

位相推定部302は、中性点電圧データメモリ34、位相推定演算部35を有する。
中性点電圧データメモリ34は、中性点電圧Vnn1、Vnn2の回転子位置に応じた変化特性を記憶するメモリである。
なお、中性点電圧データメモリ34は、中性点電圧Vnn1、Vnn2の回転子位置に応じた変化特性として、回転子位置を変数として中性点電圧VnA-VnFの値を導出する関数を記憶することができ、また、回転子位置毎の中性点電圧VnA-VnFの値を記憶することができる。
The phase estimation unit 302 includes a neutral point voltage data memory 34 and a phase estimation calculation unit 35.
The neutral point voltage data memory 34 is a memory that stores change characteristics according to the rotor positions of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2.
The neutral point voltage data memory 34 stores a function for deriving the value of the neutral point voltage VnA-VnF with the rotor position as a variable as a change characteristic according to the rotor positions of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2. In addition, the value of the neutral point voltage VnA-VnF for each rotor position can be stored.

図7は、中性点電圧データメモリ34が記憶する中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化特性を例示する図である。
中性点電圧データメモリ34は、回転子1bが60deg回転する毎に、中性点電圧Vnn1、Vnn2のいずれか一方を位置推定に用いる電圧データとして切り換え指定し、中性点電圧Vnn1を用いる設定の位置範囲では中性点電圧Vnn1として検出される中性点電圧VnA-VnFの回転子位置に応じた変化特性を記憶し、中性点電圧Vnn2を用いる設定の位置範囲では中性点電圧Vnn2として検出される中性点電圧VnA-VnFの回転子位置に応じた変化特性を記憶する。
FIG. 7 is a diagram illustrating the change characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 stored in the neutral point voltage data memory 34.
The neutral point voltage data memory 34 is set to switch and specify either the neutral point voltage Vnn1 or Vnn2 as the voltage data used for position estimation every time the rotor 1b rotates by 60 deg, and use the neutral point voltage Vnn1. In the position range of, the change characteristic according to the rotor position of the neutral point voltage VnA-VnF detected as the neutral point voltage Vnn1 is stored, and in the position range of the setting using the neutral point voltage Vnn2, the neutral point voltage Vnn2 The change characteristic according to the rotor position of the neutral point voltage VnA-VnF detected as is stored.

換言すれば、2つの異なる電圧ベクトルが印加され、それぞれでの中性点電圧Vn0がVnn1、Vnn2としてサンプリングされる構成において、回転子1bの60deg回転周期毎(通電モードの切り換え周期毎)に回転子1bの位置による中性点電圧Vn0の変化を捉え易い方の電圧ベクトルが選択され、選択された電圧ベクトルでの中性点電圧VnA-VnFの回転子位置に応じた変化特性が中性点電圧データメモリ34に保存されている。 In other words, in a configuration in which two different voltage vectors are applied and the neutral point voltage Vn0 at each is sampled as Vnn1 and Vnn2, the rotor 1b rotates every 60 deg rotation cycle (every energization mode switching cycle). The voltage vector that can easily capture the change in the neutral point voltage Vn0 depending on the position of the child 1b is selected, and the change characteristic according to the rotor position of the neutral point voltage VnA-VnF in the selected voltage vector is the neutral point. It is stored in the voltage data memory 34.

例えば、図4に示したように、中性点電圧VnBがVnn1として検出され、中性点電圧VnAがVnn2として検出される通電モード(回転子位置が330degから30degの間)において、回転子位置の推定を中性点電圧VnB(Vnn1)に基づき実施する場合、中性点電圧データメモリ34の該当する位置範囲にはVnn1として検出される中性点電圧VnBの変化特性(330degから30degの間でのVnBの値)が保存される。
ただし、位相推定部302は、回転子1bの位置推定に用いる中性点電圧VnA-VnFを、60deg毎、換言すれば、通電モード毎に切り換える構成に限定されない。
For example, as shown in FIG. 4, in the energization mode (rotor position is between 330deg and 30deg) in which the neutral voltage VnB is detected as Vnn1 and the neutral voltage VnA is detected as Vnn2, the rotor position. When the estimation is performed based on the neutral point voltage VnB (Vnn1), the change characteristic of the neutral point voltage VnB (between 330deg and 30deg) detected as Vnn1 in the corresponding position range of the neutral point voltage data memory 34. The value of VnB in) is saved.
However, the phase estimation unit 302 is not limited to the configuration in which the neutral point voltage VnA-VnF used for the position estimation of the rotor 1b is switched every 60 deg, in other words, every energization mode.

また、位相推定部302は、中性点電圧Vnn1、Vnn2のいずれか一方のみを用いて回転子位置を推定できる。ただし、中性点電圧Vnn1、Vnn2のうちの位置推定に適した方を選択して位置推定を行う構成であれば、高い精度での位置推定結果を得ることができる。
また、位相推定部302は、回転子1bの位置推定を、PWMの1周期毎あるいはPWMの複数周期当たり1回の割合で実施することができる。
Further, the phase estimation unit 302 can estimate the rotor position using only one of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2. However, if the configuration is such that the position estimation is performed by selecting the neutral point voltage Vnn1 or Vnn2 that is suitable for the position estimation, the position estimation result with high accuracy can be obtained.
Further, the phase estimation unit 302 can estimate the position of the rotor 1b at a rate of once for each PWM cycle or once for each of a plurality of PWM cycles.

位相推定演算部35は、中性点電圧Vnn1又は中性点電圧Vnn2と、中性点電圧データメモリ34が記憶する変化特性とを比較して回転子位置の推定演算を行う。
例えば、位相推定部302は、回転子位置330degを推定してから回転子位置30degを推定するまでの間は、LPF処理部301を通過した中性点電圧Vnn1(VnB)と、中性点電圧データメモリ34に330degから30degまでの間に対応して記憶されている中性点電圧Vnn1(VnB)の変化特性(図7参照)とを比較して、そのときの回転子1bの位置を推定する。
ここで、中性点電圧データメモリ34が、回転子位置に対する中性点電圧VnA-VnFの変化を関数化して記憶する場合、位相推定演算部35は、その逆関数を用いることで、中性点電圧Vnn1、Vnn2から回転子位置を演算することができる。
The phase estimation calculation unit 35 performs an estimation calculation of the rotor position by comparing the neutral point voltage Vnn1 or the neutral point voltage Vnn2 with the change characteristic stored in the neutral point voltage data memory 34.
For example, the phase estimation unit 302 has a neutral point voltage Vnn1 (VnB) that has passed through the LPF processing unit 301 and a neutral point voltage between the estimation of the rotor position 330deg and the estimation of the rotor position 30deg. The position of the rotor 1b at that time is estimated by comparing with the change characteristic (see FIG. 7) of the neutral point voltage Vnn1 (VnB) stored in the data memory 34 corresponding to the range from 330 deg to 30 deg. do.
Here, when the neutral point voltage data memory 34 functionalizes and stores the change of the neutral point voltage VnA—VnF with respect to the rotor position, the phase estimation calculation unit 35 uses the inverse function to make the neutral point voltage data memory 34 neutral. The rotor position can be calculated from the point voltages Vnn1 and Vnn2.

次に、LPF出力切換部33による切り換え動作を説明する。
図5に示す中性点電圧Vnn1、Vnn2の特性で、図7に示したように通電モード毎に中性点電圧Vnn1、Vnn2のいずれかが位置推定に用いるデータとして指定されるときに、例えば、回転子位置が0deg-30degの範囲内であると仮定すると、位相推定演算部35は、中性点電圧Vnn1(中性点電圧VnB)と中性点電圧データメモリ34の該当範囲に記憶されている中性点電圧VnB(図7参照)とを比較し、そのときの回転子位置を推定演算することになる。
Next, the switching operation by the LPF output switching unit 33 will be described.
In the characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 shown in FIG. 5, when either the neutral point voltage Vnn1 or Vnn2 is specified as the data used for position estimation for each energization mode as shown in FIG. 7, for example. Assuming that the rotor position is within the range of 0deg-30deg, the phase estimation calculation unit 35 is stored in the corresponding ranges of the neutral point voltage Vnn1 (neutral point voltage VnB) and the neutral point voltage data memory 34. The neutral point voltage VnB (see FIG. 7) is compared with the neutral point voltage, and the rotor position at that time is estimated and calculated.

そして、中性点電圧Vnn1(中性点電圧VnB)に基づき通電モードの切り換え位置である30degが検出されると、通電モードが切り換えられるとともに位置推定に用いるデータが中性点電圧Vnn1(中性点電圧VnB)から中性点電圧Vnn2(中性点電圧VnC)に切り換えられる。
ここで、図5に示したように、例えば、通電モードが切り換わる回転子位置30degで中性点電圧Vnn2は中性点電圧VnAから中性点電圧VnCに切り換わり、回転子位置30degにおける中性点電圧VnAと中性点電圧VnCとの乖離によって、ローパスフィルタ処理前(ローパスフィルタ通過前)の中性点電圧Vnn2はステップ的に変化する。
Then, when 30 deg, which is the switching position of the energization mode, is detected based on the neutral point voltage Vnn1 (neutral point voltage VnB), the energization mode is switched and the data used for position estimation is the neutral point voltage Vnn1 (neutral). The point voltage VnB) is switched to the neutral point voltage Vnn2 (neutral point voltage VnC).
Here, as shown in FIG. 5, for example, at the rotor position 30 deg where the energization mode is switched, the neutral point voltage Vnn2 is switched from the neutral point voltage VnA to the neutral point voltage VnC, and is medium at the rotor position 30 deg. Due to the deviation between the neutral point voltage VnA and the neutral point voltage VnC, the neutral point voltage Vnn2 before the low pass filter processing (before passing through the low pass filter) changes stepwise.

これに対し、回転子位置の推定に用いられるローパスフィルタ処理後(ローパスフィルタ通過後)の中性点電圧Vnn2は、中性点電圧VnAのレベルから中性点電圧VnCのレベルに向けて応答遅れをもって追従変化する。
一方、図7に示した中性点電圧データメモリ34は、回転子位置に応じた中性点電圧VnA-VnFの定常的な値を記憶するものであり、回転子位置30degを境に中性点電圧VnBから中性点電圧VnCまでステップ的に変化することになる。
On the other hand, the neutral point voltage Vnn2 after the low-pass filter processing (after passing through the low-pass filter) used for estimating the rotor position is delayed in response from the level of the neutral point voltage VnA to the level of the neutral point voltage VnC. Follows and changes with.
On the other hand, the neutral point voltage data memory 34 shown in FIG. 7 stores a steady value of the neutral point voltage VnA-VnF according to the rotor position, and is neutral with the rotor position 30 deg as a boundary. It will change step by step from the point voltage VnB to the neutral point voltage VnC.

したがって、回転子位置30degでの通電モードの切り換え直後は、応答遅れが生じているLPF処理部301通過後の中性点電圧Vnn2と、応答遅れのない中性点電圧データメモリ34の記憶値とが対比されることになり、回転子位置の推定精度が低下することになる。
このようなローパスフィルタ処理による応答遅れを要因とする推定精度の低下は、図5に示した特性例では、中性点電圧Vnn2が急峻に変化する回転子位置270deg、更に、中性点電圧Vnn1が急峻に変化する回転子位置90deg、210degでも発生することになる。
Therefore, immediately after switching the energization mode at the rotor position 30 deg, the neutral point voltage Vnn2 after passing through the LPF processing unit 301 where the response delay occurs, and the stored value of the neutral point voltage data memory 34 without the response delay. Will be compared, and the estimation accuracy of the rotor position will decrease.
In the characteristic example shown in FIG. 5, the decrease in estimation accuracy due to the response delay due to such low-pass filter processing is caused by the rotor position 270deg in which the neutral point voltage Vnn2 changes sharply, and further, the neutral point voltage Vnn1. Will occur even at the rotor positions 90deg and 210deg where the voltage changes sharply.

そこで、LPF出力切換部33は、通電モードの切り換えから所定期間において、第1LPF部31の出力(第1LPF部31を通過したVnn1信号及びVnn2信号)に代えて、第2LPF部32の出力(第2LPF部32を通過したVnn1信号及びVnn2信号)を位相推定演算部35に入力させる。
つまり、位相推定演算部35は、通電モードの切り換えから所定期間において第2LPF部32を通過したVnn1信号、Vnn2信号に基づき回転子位置の推定を行い、それ以外では、第1LPF部31を通過したVnn1信号、Vnn2信号に基づき回転子位置の推定を行う。
Therefore, the LPF output switching unit 33 replaces the output of the first LPF unit 31 (the Vnn1 signal and the Vnn2 signal that have passed through the first LPF unit 31) with the output of the second LPF unit 32 (the second LPF unit 32) in a predetermined period from the switching of the energization mode. 2 The Vnn1 signal and the Vnn2 signal that have passed through the LPF unit 32) are input to the phase estimation calculation unit 35.
That is, the phase estimation calculation unit 35 estimates the rotor position based on the Vnn1 signal and the Vnn2 signal that have passed through the second LPF unit 32 in a predetermined period from the switching of the energization mode, and otherwise passes through the first LPF unit 31. The rotor position is estimated based on the Vnn1 signal and Vnn2 signal.

換言すれば、位相推定演算部35は、複数の通電モードのうち1つの通電モードの間において、第1LPF部31を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用する一方、複数の通電モードの間で通電モードが切り換えられるとき、第1LPF部31を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用せず、代わりに第2LPF部32を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子1bの位置を推定する。 In other words, the phase estimation calculation unit 35 uses the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 31 between one of the plurality of energization modes, while the phase estimation calculation unit 35 is between the plurality of energization modes. When the energization mode is switched with, the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF section 31 are not used, and instead the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the second LPF section 32 are used to use the rotor 1b. Estimate the position of.

前述のように、第2LPF部32の遮断周波数は第1LPF部31の遮断周波数よりも高く設定され、第2LPF部32の時定数τ(sec)は第1LPF部31よりも短いため、中性点電圧Vnn1、Vnn2が急峻に変化するときの第2LPF部32の応答遅れ、換言すれば、ローパスフィルタ前の中性点電圧Vnn1、Vnn2とローパスフィルタ処理後の中性点電圧Vnn1、Vnn2との差は、第1LPF部31に比べて小さい。
このため、通電モードの切り換えから所定期間において第1LPF部31の出力に代えて第2LPF部32の出力が位相推定演算部35に入力されれば、ローパスフィルタ処理による応答遅れを要因とする推定精度の低下が抑制される。
As described above, the cutoff frequency of the second LPF section 32 is set higher than the cutoff frequency of the first LPF section 31, and the time constant τ (sec) of the second LPF section 32 is shorter than that of the first LPF section 31. The response delay of the second LPF section 32 when the voltages Vnn1 and Vnn2 change suddenly, in other words, the difference between the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 before the low-pass filter and the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 after the low-pass filter processing. Is smaller than that of the first LPF unit 31.
Therefore, if the output of the second LPF unit 32 is input to the phase estimation calculation unit 35 instead of the output of the first LPF unit 31 within a predetermined period from the switching of the energization mode, the estimation accuracy due to the response delay due to the low-pass filter processing is a factor. The decrease is suppressed.

例えば、回転子位置が0deg-30degの範囲内であるときは、位相推定演算部35は、第1LPF部31から出力されるVnn1信号及びVnn2信号を入力し、これらのうちのVnn1信号(中性点電圧VnB)に基づき回転子位置の推定を行う。
そして、回転子位置30degが推定されて通電モードが切り換えられると、位相推定演算部35は、第2LPF部32から出力されるVnn1信号及びVnn2信号を入力する状態に切り換わり、これらのうちのVnn2信号(中性点電圧VnC)に基づき回転子位置の推定を行う。
For example, when the rotor position is within the range of 0deg-30deg, the phase estimation calculation unit 35 inputs the Vnn1 signal and the Vnn2 signal output from the first LPF unit 31, and among these, the Vnn1 signal (neutral). The rotor position is estimated based on the point voltage VnB).
Then, when the rotor position 30deg is estimated and the energization mode is switched, the phase estimation calculation unit 35 switches to the state of inputting the Vnn1 signal and the Vnn2 signal output from the second LPF unit 32, and Vnn2 of these is switched to. The rotor position is estimated based on the signal (neutral point voltage VnC).

ここで、第2LPF部32から出力されるVnn2信号は、第1LPF部31から出力されるVnn2信号に比べて、中性点電圧VnAのレベルから中性点電圧VnCのレベルにまで速い応答で変化するから、第1LPF部31から出力されるVnn2信号に基づき位置推定を行う場合よりも推定誤差を小さくできる。
そして、通電モードの切り換えから所定期間が経過すると、位相推定演算部35は、第1LPF部31から出力されるVnn1信号及びVnn2信号を入力する状態に戻り、ノイズの影響を十分に抑止した推定処理を行える。
Here, the Vnn2 signal output from the second LPF unit 32 changes from the level of the neutral point voltage VnA to the level of the neutral point voltage VnC with a faster response than the Vnn2 signal output from the first LPF unit 31. Therefore, the estimation error can be made smaller than the case where the position is estimated based on the Vnn2 signal output from the first LPF unit 31.
Then, when a predetermined period elapses from the switching of the energization mode, the phase estimation calculation unit 35 returns to the state of inputting the Vnn1 signal and the Vnn2 signal output from the first LPF unit 31, and the estimation process in which the influence of noise is sufficiently suppressed. Can be done.

なお、LPF出力切換部33が、第1LPF部31の出力に代えて第2LPF部32の出力を位相推定演算部35に入力させる、通電モードの切り換えからの所定期間は、例えば、第1LPF部31の時定数τに応じた時間、つまり、第1LPF部31の通過前のVnn1、Vnn2信号と第1LPF部31の通過後のVnn1、Vnn2信号との差が十分に小さくなるまでに要する所定時間として設定される。 The LPF output switching unit 33 causes the phase estimation calculation unit 35 to input the output of the second LPF unit 32 instead of the output of the first LPF unit 31. The predetermined period from the switching of the energization mode is, for example, the first LPF unit 31. The time corresponding to the time constant τ of, that is, the predetermined time required for the difference between the Vnn1 and Vnn2 signals before passing through the first LPF section 31 and the Vnn1 and Vnn2 signals after passing through the first LPF section 31 becomes sufficiently small. Set.

また、LPF出力切換部33が、第1LPF部31の出力に代えて第2LPF部32の出力を位相推定演算部35に入力させる通電モードの切り換えを、Vnn1、Vnn2信号の急峻な変化を伴う通電モードの切り換え(図5の例では、回転子位置30deg、90deg、210deg、270deg)に限定することができる。
ただし、Vnn1、Vnn2信号の急峻な変化を伴う通電モードの切り換えであるか否かを判断することなく、通電モードが切り換わるときにLPF出力切換部33が切り換え動作を行う構成とすれば、制御を簡略化できる。
Further, the LPF output switching unit 33 switches the energization mode in which the output of the second LPF unit 32 is input to the phase estimation calculation unit 35 instead of the output of the first LPF unit 31, and the energization accompanied by a steep change of the Vnn1 and Vnn2 signals. It can be limited to mode switching (rotor positions 30 deg, 90 deg, 210 deg, 270 deg in the example of FIG. 5).
However, if the LPF output switching unit 33 performs the switching operation when the energization mode is switched without determining whether or not the energization mode is switched with a sudden change in the Vnn1 and Vnn2 signals, control is performed. Can be simplified.

また、本実施形態では、図7に示したように、通電モード毎に中性点電圧Vnn1、Vnn2のいずれか一方が位置推定に用いるデータとして指定されるが、通電モードに関わらずに中性点電圧Vnn1(又は中性点電圧Vnn2)を用いて位置推定を行う場合も、通電モードの切り換えから所定期間において第2LPF部32の出力を用いて位置推定を行う構成とすることで、同様な作用効果を奏する。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, one of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 is designated as the data used for position estimation in each energization mode, but is neutral regardless of the energization mode. When the position is estimated using the point voltage Vnn1 (or the neutral point voltage Vnn2), the position is estimated by using the output of the second LPF unit 32 within a predetermined period from the switching of the energization mode. It has an effect.

また、LPF処理部301は、第1LPF部31と、第1LPF部31よりも遮断周波数が低い(時定数τ(sec)が長い)第2LPF部32とを有することができる。係る構成の場合、LPF出力切換部33は、通電モードの切り換えから所定期間においては第1LPF部31を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を位相推定演算部35に入力させ、それ以外の期間では、第2LPF部32を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を位相推定演算部35に入力させる。 Further, the LPF processing unit 301 can have a first LPF unit 31 and a second LPF unit 32 having a lower cutoff frequency (longer time constant τ (sec)) than the first LPF unit 31. In the case of such a configuration, the LPF output switching unit 33 causes the phase estimation calculation unit 35 to input the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 31 in a predetermined period from the switching of the energization mode, and in other periods. , The neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the second LPF unit 32 are input to the phase estimation calculation unit 35.

「第2実施形態」
図8は、第2実施形態におけるLPF処理部301Aの構成を示すブロック図である。
なお、第2実施形態は、図6に示した回転子位置推定手段6の構成のうちのLPF処理部301を、図8に示したLPF処理部301Aに変更するものであり、中性点電圧演算部300、位相推定部302は第1実施形態と同様に備える。したがって、中性点電圧演算部300、位相推定部302についての詳細な説明は省略する。
"Second embodiment"
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the LPF processing unit 301A in the second embodiment.
In the second embodiment, the LPF processing unit 301 in the configuration of the rotor position estimation means 6 shown in FIG. 6 is changed to the LPF processing unit 301A shown in FIG. 8, and the neutral point voltage is used. The calculation unit 300 and the phase estimation unit 302 are provided in the same manner as in the first embodiment. Therefore, detailed description of the neutral point voltage calculation unit 300 and the phase estimation unit 302 will be omitted.

図8に示したLPF処理部301Aは、中性点電圧演算部300の出力である中性点電圧Vnn1、Vnn2をローパスフィルタ処理する第1LPF部41(第1ローパスフィルタ)と、初期値設定部42とを有する。
第1LPF部41は、中性点電圧Vnn1、Vnn2の信号のノイズ成分を十分に除去できる遮断周波数(時定数τ)に設定される。
The LPF processing unit 301A shown in FIG. 8 includes a first LPF unit 41 (first low-pass filter) for low-pass filtering the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2, which are outputs of the neutral point voltage calculation unit 300, and an initial value setting unit. It has 42 and.
The first LPF unit 41 is set to a cutoff frequency (time constant τ) that can sufficiently remove the noise components of the signals of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2.

また、初期値設定部42は、通電モードが切り換わるときに、中性点電圧Vnn1、Vnn2それぞれについて、通電モードの切り換えタイミング前におけるローパスフィルタ処理前(第1LPF部41通過前)の値と、通電モードの切り換えタイミング後におけるローパスフィルタ処理前(第1LPF部41通過前)の値との平均値を算出し、算出した平均値を第1LPF部41におけるローパスフィルタ処理の初期値として設定する。 Further, when the energization mode is switched, the initial value setting unit 42 sets the values before the low-pass filter processing (before passing through the first LPF unit 41) before the switching timing of the energization mode for each of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2. The average value with the value before the low-pass filter processing (before passing through the first LPF unit 41) after the switching timing of the energization mode is calculated, and the calculated average value is set as the initial value of the low-pass filter processing in the first LPF unit 41.

換言すれば、複数の通電モードの間で通電モードが切り換えられるときに、位相推定部302は、第1LPF部41(任意のフィルタ)を通過していない中性点電圧Vnn1、Vnn2(切り換えタイミング前後の平均値)を使用して回転子1bの位置を推定し、その後、第1LPF部41を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子1bの位置を推定することになる。
かかる構成によると、第1LPF部41を通過した後(ローパスフィルタ処理後)の中性点電圧Vnn1、Vnn2の信号が、通電モードの切り換えられたときに、上記の初期値設定を行わない場合に比べて、切り換え後のローパスフィルタ処理前の値に近づくことになる。
In other words, when the energization mode is switched between the plurality of energization modes, the phase estimation unit 302 does not pass through the first LPF unit 41 (arbitrary filter), and the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 (before and after the switching timing). The position of the rotor 1b is estimated using (the average value of), and then the position of the rotor 1b is estimated using the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 41.
According to this configuration, when the signals of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 after passing through the first LPF section 41 (after low-pass filter processing) are switched between the energization modes, the above initial value setting is not performed. In comparison, it approaches the value before low-pass filter processing after switching.

したがって、初期値設定部42による初期値設定を行わない場合よりも、通電モードの切り換えに伴うローパスフィルタ処理前のデータとローパスフィルタ処理後のデータとの間の乖離を小さくでき、通電モードの切り換え直後における回転子位置の推定精度を改善できる。
また、第1実施形態のように、第1LPF部31の出力と第2LPF部32の出力とを切り換える構成では、十分な応答性とノイズ除去性能とを両立させるように第2LPF部32における遮断周波数の調整を行う必要があるが、上記第2実施形態では、係る遮断周波数の調整が不要となり、開発コスト、調整工数を低減できる。
Therefore, the discrepancy between the data before the low-pass filter processing and the data after the low-pass filter processing due to the switching of the energization mode can be reduced as compared with the case where the initial value setting unit 42 does not set the initial value, and the energization mode can be switched. Immediately after, the estimation accuracy of the rotor position can be improved.
Further, in the configuration in which the output of the first LPF unit 31 and the output of the second LPF unit 32 are switched as in the first embodiment, the cutoff frequency in the second LPF unit 32 is achieved so as to achieve both sufficient responsiveness and noise reduction performance. However, in the second embodiment, the adjustment of the cutoff frequency becomes unnecessary, and the development cost and the adjustment man-hours can be reduced.

また、第1実施形態の場合、通電モードの切り換えが頻繁に起こる状況(高回転時)では、第2LPF部32においても応答遅れが拡大し推定誤差が生じる可能性があるが、第2実施形態のようにローパスフィルタ処理前の値に基づきローパスフィルタ処理の初期値を設定する構成であれば、ローパスフィルタ処理後の値の応答性を高く維持でき、推定誤差を小さく抑制できる。
なお、初期値設定部42は、通電モードの切り換え前後の値の平均値を求めて第1LPF部41の初期値とするが、通電モードの切り換え直後のローパスフィルタ処理前の値を第1LPF部41の初期値とすることができる。
Further, in the case of the first embodiment, in a situation where the energization mode is frequently switched (at high rotation speed), the response delay may increase in the second LPF unit 32 as well, and an estimation error may occur. If the initial value of the low-pass filter processing is set based on the value before the low-pass filter processing as in the above, the responsiveness of the value after the low-pass filter processing can be maintained high, and the estimation error can be suppressed to a small value.
The initial value setting unit 42 obtains the average value of the values before and after the switching of the energization mode and sets it as the initial value of the first LPF unit 41. However, the value before the low-pass filter processing immediately after the switching of the energization mode is used as the first LPF unit 41. Can be the initial value of.

ただし、回転子1bの回転状態によって、回転子1bの位置が通電モードの切り換え前の位相にあるか、又は、切り換え後の位相にあるかが不明であるため、初期値設定部42が、切り換え前後の平均値を第1LPF部41の初期値とすることで、回転子位置の推定値が大きく外れることを抑制できる。
また、初期値設定部42は、通電モードが切り換えられるときに、第1LPF部41よりも遮断周波数の高い(時定数τの短い)ローパスフィルタを通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を、第1LPF部41の初期値とすることができる。
However, since it is unknown whether the position of the rotor 1b is in the phase before the switching of the energization mode or in the phase after the switching depending on the rotation state of the rotor 1b, the initial value setting unit 42 switches. By setting the average value before and after as the initial value of the first LPF unit 41, it is possible to prevent the estimated value of the rotor position from deviating significantly.
Further, when the energization mode is switched, the initial value setting unit 42 sets the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through a low-pass filter having a higher cutoff frequency (shorter time constant τ) than the first LPF unit 41 to the first LPF. It can be the initial value of the unit 41.

このように、第2実施形態において、位相推定部302は、通電モードが切り換えられるときに任意のローパスフィルタを通過していない中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子位置を推定し、その後、第1LPF部41を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子位置を推定するよう構成される。
そして、位相推定部302は、通電モードが切り換えられるときに、ローパスフィルタを通過していない中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用することで、ローパスフィルタを通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用する場合よりも、通電モードの切り換えに伴う中性点電圧Vnn1、Vnn2変化の追従性を向上させることができる。また、位相推定部302は、通電モードの切り換え後にはローパスフィルタを通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用する状態に戻るので、ノイズ低減効果を得ることができる。
As described above, in the second embodiment, the phase estimation unit 302 estimates the rotor position by using the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have not passed through an arbitrary low-pass filter when the energization mode is switched. After that, the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 41 are used to estimate the rotor position.
Then, the phase estimation unit 302 uses the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the low-pass filter by using the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have not passed through the low-pass filter when the energization mode is switched. It is possible to improve the followability of the neutral point voltage Vnn1 and Vnn2 changes due to the switching of the energization mode. Further, since the phase estimation unit 302 returns to the state of using the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the low-pass filter after switching the energization mode, a noise reduction effect can be obtained.

「第3実施形態」
図9は、第3実施形態における回転子位置推定手段6Aの構成を示すブロック図である。
図9の回転子位置推定手段6Aは、中性点電圧演算部401、LPF処理部402、位相推定部403を有する。ここで、図9の中性点電圧演算部401は、図6の中性点電圧演算部300と同じ機能のものであり、詳細な説明は省略する。
"Third embodiment"
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the rotor position estimation means 6A in the third embodiment.
The rotor position estimation means 6A of FIG. 9 has a neutral point voltage calculation unit 401, an LPF processing unit 402, and a phase estimation unit 403. Here, the neutral point voltage calculation unit 401 of FIG. 9 has the same function as the neutral point voltage calculation unit 300 of FIG. 6, and detailed description thereof will be omitted.

LPF処理部402は、中性点電圧演算部401が出力する中性点電圧Vnn1、Vnn2にローパスフィルタ処理を施す第1LPF部51(第1ローパスフィルタ)を有する。
第1LPF部51は、中性点電圧Vnn1、Vnn2の信号のノイズ成分を除去できる遮断周波数(時定数τ)に設定される。
位相推定部403は、中性点電圧データメモリ52、位相推定演算部53を有する。
The LPF processing unit 402 has a first LPF unit 51 (first low-pass filter) that performs low-pass filter processing on the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 output by the neutral point voltage calculation unit 401.
The first LPF unit 51 is set to a cutoff frequency (time constant τ) capable of removing noise components of signals of neutral point voltages Vnn1 and Vnn2.
The phase estimation unit 403 includes a neutral point voltage data memory 52 and a phase estimation calculation unit 53.

中性点電圧データメモリ52は、中性点電圧Vnn1、Vnn2に対応した回転子1bの位置のデータを有するマップを記憶する。
そして、位相推定演算部53は、第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2と、中性点電圧データメモリ34が記憶する中性点電圧Vnn1、Vnn2と回転子位置との相関(マップ)とを比較し、回転子位置の推定演算を行う。
The neutral point voltage data memory 52 stores a map having data on the positions of the rotors 1b corresponding to the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2.
Then, the phase estimation calculation unit 53 correlates the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 51 with the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 stored in the neutral point voltage data memory 34 and the rotor position ( Compare with the map) to estimate the rotor position.

図9の中性点電圧データメモリ52は、モータ回転速度ωr(回転子1bの回転速度)に応じて、位相推定演算部53に出力する中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化特性を変化させる点が、図6の中性点電圧データメモリ34とは異なる。
第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2は通過前の中性点電圧Vnn1、Vnn2に対して応答遅れを生じるが、中性点電圧データメモリ52が、第1LPF部51を通過することで応答遅れを生じる中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化特性を予め記憶すれば、応答遅れの影響を抑制した回転子位置の推定を行わせることができる。
The neutral point voltage data memory 52 in FIG. 9 changes the change characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 output to the phase estimation calculation unit 53 according to the motor rotation speed ωr (rotational speed of the rotor 1b). However, it is different from the neutral point voltage data memory 34 in FIG.
The neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF section 51 cause a response delay with respect to the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 before passing, but the neutral point voltage data memory 52 passes through the first LPF section 51. Therefore, if the change characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that cause the response delay are stored in advance, it is possible to estimate the rotor position while suppressing the influence of the response delay.

つまり、図9の中性点電圧データメモリ52のマップは、図7に示した変化特性を、通電モードが切り換えられるときに中性点電圧Vnn1、Vnn2が急峻に変化せずに、第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2の応答変化に近い変化を示すように変更した特性を記憶する。
換言すれば、中性点電圧データメモリ52のマップデータは、第1LPF部51を通過する前の中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化よりも第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化に近づくように作成されている。
That is, the map of the neutral point voltage data memory 52 in FIG. 9 shows the change characteristic shown in FIG. 7 in the first LPF section without the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 changing sharply when the energization mode is switched. The characteristic changed so as to show a change close to the response change of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through 51 is stored.
In other words, the map data of the neutral point voltage data memory 52 is the neutral point voltage Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF section 51 rather than the change of the neutral point voltage Vnn1 and Vnn2 before passing through the first LPF section 51. It is designed to approach the change of.

しかし、第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化特性は、モータ回転速度ωrによって変化し、モータ回転速度ωrが速いほど回転子位置の変化に対する応答遅れが大きくなる。
そこで、中性点電圧データメモリ52は、モータ回転速度ωrに応じて第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2がどれだけの応答遅れを生じるかに応じて、回転子位置の変化に対する中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化特性のデータを調整できるよう構成されている。
However, the change characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 51 change depending on the motor rotation speed ωr, and the faster the motor rotation speed ωr, the larger the response delay to the change in the rotor position.
Therefore, the neutral point voltage data memory 52 changes the rotor position according to how much the response delay occurs in the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 51 according to the motor rotation speed ωr. It is configured so that the data of the change characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 with respect to the neutral point can be adjusted.

つまり、中性点電圧データメモリ52は、モータ回転速度ωrが速く第1LPF部51の応答遅れが大きくなるほど、通電モードが切り換えられるときに位相推定演算部53が参照する中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化を遅らせる。
例えば、中性点電圧データメモリ52は、所定のモータ回転速度ωrにおける第1LPF部51の応答遅れ(時定数τ)に対応する特性で中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化の記憶するマップを、異なるモータ回転速度ωr毎に複数備え、そのときのモータ回転速度ωrに近い回転速度条件のマップを選択し、選択したマップの変化特性を位相推定演算部53に出力することができる。
That is, in the neutral point voltage data memory 52, as the motor rotation speed ωr is faster and the response delay of the first LPF unit 51 becomes larger, the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 referred to by the phase estimation calculation unit 53 when the energization mode is switched. Delay the change of.
For example, the neutral point voltage data memory 52 has a map that stores changes in the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 with characteristics corresponding to the response delay (time constant τ) of the first LPF unit 51 at a predetermined motor rotation speed ωr. A plurality of maps having different motor rotation speeds ωr and rotation speed conditions close to the motor rotation speed ωr at that time can be selected, and the change characteristics of the selected maps can be output to the phase estimation calculation unit 53.

また、中性点電圧データメモリ52は、第1LPF部51を通過する前の中性点電圧Vnn1、Vnn2の変化特性を記憶するマップを有し、通電モードが切り換えられるときに、マップデータに対しそのときのモータ回転速度ωrに応じた応答遅れを生じさせる処理を施して、位相推定演算部53に提供することができる。
これにより、第1LPF部51を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2の応答遅れの特性が、モータ回転速度ωrに応じて変化しても、推定誤差を安定して低減することができる。
Further, the neutral point voltage data memory 52 has a map for storing the change characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 before passing through the first LPF unit 51, and when the energization mode is switched, the map data is used. It can be provided to the phase estimation calculation unit 53 by performing a process of causing a response delay according to the motor rotation speed ωr at that time.
As a result, even if the response delay characteristics of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF section 51 change according to the motor rotation speed ωr, the estimation error can be stably reduced.

「第4実施形態」
図10は、第4実施形態における回転子位置推定手段6Bの構成を示すブロック図である。
図10の回転子位置推定手段6Bは、中性点電圧演算部501、LPF処理部502、位相推定部503を有し、位相推定部503で推定された推定回転子位置θdestは、モータ制御手段5に出力される。
"Fourth Embodiment"
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the rotor position estimation means 6B in the fourth embodiment.
The rotor position estimation means 6B of FIG. 10 has a neutral point voltage calculation unit 501, an LPF processing unit 502, and a phase estimation unit 503, and the estimated rotor position θdest estimated by the phase estimation unit 503 is a motor control means. It is output to 5.

図10の回転子位置推定手段6B(回転子位置推定部)及びモータ制御手段5(インバータ制御部)は、マイクロプロセッサ510内に設けられたデジタル回路である。
中性点電圧演算部501、位相推定部503は、図6の中性点電圧演算部300、位相推定部302と同じ構成、機能のものであり、位相推定部503は、中性点電圧データメモリ61、及び位相推定演算部62を有する。
The rotor position estimation means 6B (rotor position estimation unit) and the motor control means 5 (inverter control unit) in FIG. 10 are digital circuits provided in the microprocessor 510.
The neutral point voltage calculation unit 501 and the phase estimation unit 503 have the same configuration and function as the neutral point voltage calculation unit 300 and the phase estimation unit 302 in FIG. 6, and the phase estimation unit 503 has the neutral point voltage data. It has a memory 61 and a phase estimation calculation unit 62.

ここで、中性点電圧データメモリ61は図6の中性点電圧データメモリ34に相当し、位相推定演算部62は図6の位相推定演算部35に相当するので、中性点電圧データメモリ61及び位相推定演算部62についての詳細な説明は省略する。
一方、図10のLPF処理部502は、第1LPF部63(第1ローパスフィルタ)とともに、第1LPF部63の時定数τ(遮断周波数)を変更する時定数変更部64を有する点が、図6のLPF処理部301と異なる。
Here, since the neutral point voltage data memory 61 corresponds to the neutral point voltage data memory 34 of FIG. 6 and the phase estimation calculation unit 62 corresponds to the phase estimation calculation unit 35 of FIG. 6, the neutral point voltage data memory Detailed description of 61 and the phase estimation calculation unit 62 will be omitted.
On the other hand, the LPF processing unit 502 of FIG. 10 has a time constant changing unit 64 for changing the time constant τ (cutoff frequency) of the first LPF unit 63 together with the first LPF unit 63 (first low-pass filter). It is different from the LPF processing unit 301 of.

第1LPF部63を含む回転子位置推定手段6Bは、マイクロプロセッサ510内に設けられたデジタル回路であり、第1LPF部63は、所謂デジタルフィルタである。
時定数変更部64は、第1LPF部63の時定数τを標準値である第1時定数τ1と、第1時定数τ1よりも短い第2時定数τ2とに切り換える機能を備える。換言すれば、第1LPF部63は、マイクロプロセッサ510内において、第1時定数τ1よりも短い時定数である第2時定数τ2に調整可能に構成されている。
The rotor position estimation means 6B including the first LPF unit 63 is a digital circuit provided in the microprocessor 510, and the first LPF unit 63 is a so-called digital filter.
The time constant changing unit 64 has a function of switching the time constant τ of the first LPF unit 63 between the first time constant τ1 which is a standard value and the second time constant τ2 shorter than the first time constant τ1. In other words, the first LPF unit 63 is configured in the microprocessor 510 to be adjustable to a second time constant τ2, which is a time constant shorter than the first time constant τ1.

そして、時定数変更部64は、通電モードが切り換えられるときに、第1LPF部63の時定数τを第1時定数τ1から第2時定数τ2に変更し、第2時定数τ2の設定状態を所定期間だけ継続させた後に、第1LPF部63の時定数τを標準値である第1時定数τ1に戻す。
つまり、図10の位相推定部503は、通電モードが切り換えから所定期間は、第2時定数τ2に設定された第1LPF部63を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子位置を推定し、それ以外の期間では、第1時定数τ1に設定された第1LPF部63を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子位置を推定する。
Then, when the energization mode is switched, the time constant changing unit 64 changes the time constant τ of the first LPF unit 63 from the first time constant τ1 to the second time constant τ2, and changes the setting state of the second time constant τ2. After continuing for a predetermined period, the time constant τ of the first LPF unit 63 is returned to the standard value of the first time constant τ1.
That is, the phase estimation unit 503 in FIG. 10 uses the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 63 set in the second time constant τ2 for a predetermined period from the switching of the energization mode to the rotor position. In other periods, the rotor positions are estimated using the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 63 set in the first time constant τ1.

第2時定数τ2は第1時定数τ1よりも短く、第2時定数τ2に設定された第1LPF部63を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2の応答変化は、第1時定数τ1に設定された第1LPF部63を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2よりも速い。
したがって、通電モードの切り換えられるときに、位相推定演算部62は、応答遅れが抑制された中性点電圧Vnn1、Vnn2に基づき回転子位置を推定でき、第1時定数τ1に設定された第1LPF部63を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2に基づき回転子位置を推定する場合よりも、回転子位置の推定誤差を小さくできる。
The second time constant τ2 is shorter than the first time constant τ1, and the response changes of the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 63 set in the second time constant τ2 are set in the first time constant τ1. It is faster than the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF section 63.
Therefore, when the energization mode is switched, the phase estimation calculation unit 62 can estimate the rotor position based on the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 in which the response delay is suppressed, and the first LPF set to the first time constant τ1. The estimation error of the rotor position can be made smaller than the case of estimating the rotor position based on the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the unit 63.

また、通電モードの切り換え時以外は、第1時定数τ1に設定された第1LPF部63を用いるので、ノイズ成分を十分に除去した中性点電圧Vnn1、Vnn2に基づき回転子位置を推定させることができ、ノイズ成分による推定誤差の発生を抑制できる。
また、第1LPF部63及び時定数変更部64はデジタル回路で構成されるから、第1LPF部63の時定数τを容易に変更できる。
Further, since the first LPF unit 63 set to the first time constant τ1 is used except when the energization mode is switched, the rotor position is estimated based on the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 from which the noise component is sufficiently removed. It is possible to suppress the occurrence of estimation error due to noise components.
Further, since the first LPF unit 63 and the time constant changing unit 64 are composed of digital circuits, the time constant τ of the first LPF unit 63 can be easily changed.

なお、時定数変更部64による時定数τの変更は、第1時定数τ1と第2時定数τ2との間でのステップ的な切り換えに限定されず、3種類以上の時定数τに切り換える構成としたり、第1時定数τ1から第2時定数τ2に切り換えるときや第2時定数τ2から第1時定数τ1に戻すときに時定数τを連続的に変化させたりすることができる。 The change of the time constant τ by the time constant changing unit 64 is not limited to the stepwise switching between the first time constant τ1 and the second time constant τ2, and is configured to switch to three or more types of time constants τ. The time constant τ can be continuously changed when switching from the first time constant τ1 to the second time constant τ2 or when returning from the second time constant τ2 to the first time constant τ1.

「第5実施形態」
図11は、車両用の電動パワーステアリング装置200のシステム構成図である。
この電動パワーステアリング装置200は、前述の第1-第4実施形態に示した回転子位置推定手段6、6A、6Bによる回転子位置の推定結果を用い、モータ制御手段5で駆動制御される電動モータ1の適用例である。
"Fifth Embodiment"
FIG. 11 is a system configuration diagram of the electric power steering device 200 for a vehicle.
The electric power steering device 200 is electrically driven and controlled by the motor control means 5 using the rotor position estimation results by the rotor position estimation means 6, 6A, 6B shown in the first to fourth embodiments described above. This is an application example of the motor 1.

電動パワーステアリング装置200の操舵機構210は、ステアリングホイール201、ステアリングシャフト(操舵軸)202、ピニオン軸203、ラック軸204により構成される。
この操舵機構210においては、車両の運転者がステアリングホイール201を左右に回転させると、ステアリングシャフト202を介してピニオン軸203に操舵トルクが伝達され、ピニオン軸203の回転運動がラック軸204の直線運動に変換されて、ラック軸204の両端に連結された操舵輪(図示省略)の操舵を行う。
The steering mechanism 210 of the electric power steering device 200 includes a steering wheel 201, a steering shaft (steering shaft) 202, a pinion shaft 203, and a rack shaft 204.
In this steering mechanism 210, when the driver of the vehicle rotates the steering wheel 201 left and right, steering torque is transmitted to the pinion shaft 203 via the steering shaft 202, and the rotational movement of the pinion shaft 203 is a straight line of the rack shaft 204. It is converted into motion and steers the steering wheels (not shown) connected to both ends of the rack shaft 204.

ピニオン軸203には、ステアリングホイール201の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ206が備えられ、検出した操舵トルクや車速情報などに基づいて、操舵トルクを補助する電動モータ1へのトルク指令を発生させ、電動モータ1を駆動させる。
減速機構205は、電動モータ1が発生するトルクを操舵輪に伝達して、運転者の操舵を補助する。
The pinion shaft 203 is provided with a steering torque sensor 206 that detects the steering torque of the steering wheel 201, and generates a torque command to the electric motor 1 that assists the steering torque based on the detected steering torque and vehicle speed information. , Drives the electric motor 1.
The deceleration mechanism 205 transmits the torque generated by the electric motor 1 to the steering wheels to assist the driver in steering.

モータ制御装置10は、図1に示したように、インバータ回路2、直流母線電流センサ4、モータ制御手段5、回転子位置推定手段6、仮想中性点回路7から構成される。
直流電源3は、バッテリなどで構成され、モータ制御装置10に接続される。
As shown in FIG. 1, the motor control device 10 includes an inverter circuit 2, a DC bus current sensor 4, a motor control means 5, a rotor position estimation means 6, and a virtual neutral point circuit 7.
The DC power supply 3 is composed of a battery or the like and is connected to the motor control device 10.

上記の電動パワーステアリング装置200では、図1に示すトルク指令値が、車速情報や操舵トルクセンサ206が検出した操舵トルクなどに基づき演算される操舵アシスト力となる。
モータ制御装置10は、中性点電圧に基づき回転子位置を推定演算するので、電動モータ1のベクトル制御を実現するのに必要な磁極位置センサをなくした所謂センサレス制御で、電動パワーステアリング装置200の電動モータ1を駆動制御できる。
In the electric power steering device 200 described above, the torque command value shown in FIG. 1 is a steering assist force calculated based on vehicle speed information, steering torque detected by the steering torque sensor 206, and the like.
Since the motor control device 10 estimates and calculates the rotor position based on the neutral point voltage, the electric power steering device 200 is a so-called sensorless control that eliminates the magnetic pole position sensor necessary for realizing the vector control of the electric motor 1. The electric motor 1 can be driven and controlled.

また、モータ制御装置10は、前述の第1-第4実施形態に示した回転子位置推定手段6、6A、6Bを備えることで、ノイズの影響を抑止した回転子位置の推定を行いつつ、通電モードが切り換えられるときに応答遅れによる推定誤差の発生を抑制でき、高い精度で電動モータ1(操舵アシスト力)を制御できる。 Further, the motor control device 10 is provided with the rotor position estimation means 6, 6A, 6B shown in the first to fourth embodiments described above, so that the rotor position can be estimated while suppressing the influence of noise. It is possible to suppress the occurrence of estimation error due to response delay when the energization mode is switched, and to control the electric motor 1 (steering assist force) with high accuracy.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and includes various modifications.
For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

上記実施形態において、回転子位置推定手段6は、回転子位置の推定に用いる中性点電圧Vn0を、前述のように仮想中性点電位Vncを基準として検出するが、基準となる電位は仮想中性点電位Vncに限定されない。
例えば、回転子位置推定手段6は、直流電源3のグランドレベルを基準電位としたり、直流電源3の電源電圧を等分圧した電位を基準としたりして、係る基準電位と電動モータ1の3相巻線接続点電位Vnとの差を中性点電圧Vn0として求めることができる。
In the above embodiment, the rotor position estimation means 6 detects the neutral point voltage Vn0 used for estimating the rotor position with reference to the virtual neutral point potential Vnc as described above, but the reference potential is virtual. It is not limited to the neutral point potential Vnc.
For example, the rotor position estimating means 6 uses the ground level of the DC power supply 3 as a reference potential or the potential obtained by equally dividing the power supply voltage of the DC power supply 3 as a reference, and the reference potential and the electric motor 1 3 The difference from the phase winding connection point potential Vn can be obtained as the neutral point voltage Vn0.

また、上記電動モータ1は、3相の永久磁石同期電動機であるが、例えば電動モータ1を5相の永久磁石同期電動機とすることができ、3相に限定されない。
また、図6のLPF処理部301は、例えば、入力信号に並列するコンデンサと、入力信号と直列する抵抗器とで構成されるアナログフィルタを、第1LPF部31及び第2LPF部32として備えることができ、更に、デジタルフィルタとしての第1LPF部31及び第2LPF部32を備えることができる。
Further, the electric motor 1 is a three-phase permanent magnet synchronous motor, but for example, the electric motor 1 can be a five-phase permanent magnet synchronous motor, and is not limited to three phases.
Further, the LPF processing unit 301 of FIG. 6 may include, for example, an analog filter composed of a capacitor parallel to the input signal and a resistor in series with the input signal as the first LPF unit 31 and the second LPF unit 32. Further, the first LPF unit 31 and the second LPF unit 32 as digital filters can be provided.

また、回転子位置推定手段6は、第1LPF部31を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2に基づき回転子位置の推定演算を行う第1位相推定演算部と、第2LPF部32を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2に基づき回転子位置の推定演算を行う第2位相推定演算部と、第1位相推定演算部による推定結果と第2位相推定演算部による推定結果とのいずれか一方を通電モードに応じてモータ制御手段5に出力する推定結果切換部と、を有することができる。
上記構成において、推定結果切換部は、通電モードが切り換えられるときに第2位相推定演算部による推定結果をモータ制御手段5に出力し、その後、第1位相推定演算部による推定結果をモータ制御手段5に出力することで、結果的に、通電モードが切り換えられるときに第1LPF部31を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用せず、第2LPF部32を通過した中性点電圧Vnn1、Vnn2を使用して回転子位置を推定したことになる。
Further, the rotor position estimation means 6 has passed through the first phase estimation calculation unit and the second LPF unit 32, which perform the rotation element position estimation calculation based on the neutral point voltages Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF unit 31. Energize either the second phase estimation calculation unit that calculates the rotor position based on the sex point voltages Vnn1 and Vnn2, the estimation result by the first phase estimation calculation unit, or the estimation result by the second phase estimation calculation unit. It may have an estimation result switching unit that outputs to the motor control means 5 according to the mode.
In the above configuration, the estimation result switching unit outputs the estimation result by the second phase estimation calculation unit to the motor control means 5 when the energization mode is switched, and then outputs the estimation result by the first phase estimation calculation unit to the motor control means. By outputting to 5, as a result, when the energization mode is switched, the neutral point voltage Vnn1 and Vnn2 that have passed through the first LPF section 31 are not used, and the neutral point voltage Vnn1 that has passed through the second LPF section 32 is not used. This means that the rotor position was estimated using Vnn2.

また、図10の第1LPF部63をアナログフィルタとし、時定数変更部64がアナログフィルタを構成するコンデンサの静電容量や抵抗器の抵抗値を切り換えることで、第1LPF部63の時定数τを調整可能とすることが可能である。ただし、第4実施形態のように、第1LPF部63をデジタルフィルタとすれば、時定数τの調整を簡易な構成で容易に行える。
また、モータ制御装置10によって駆動制御される電動モータ1を動力源とするシステムは、電動パワーステアリング装置200に限定されず、電動モータ1を、例えば、車両用のポンプや内燃機関の電動式可変動弁機構の動力源とすることができる。
Further, the first LPF unit 63 in FIG. 10 is used as an analog filter, and the time constant changing unit 64 switches the capacitance of the capacitor constituting the analog filter and the resistance value of the resistor to change the time constant τ of the first LPF unit 63. It can be adjustable. However, if the first LPF unit 63 is a digital filter as in the fourth embodiment, the time constant τ can be easily adjusted with a simple configuration.
Further, the system powered by the electric motor 1 driven and controlled by the motor control device 10 is not limited to the electric power steering device 200, and the electric motor 1 can be, for example, an electric motor for a vehicle pump or an internal combustion engine. It can be used as a power source for the variable valve mechanism.

1…電動モータ、1a…固定子、1b…回転子、2…インバータ回路、5…モータ制御手段(インバータ制御部)、6…回転子位置推定手段、7…仮想中性点回路、10…モータ制御装置、31…第1LPF部(第1ローパスフィルタ)、300…中性点電圧演算部、301…LPF処理部、302…位相推定部(回転子位置推定部)、Lu…第1固定子巻線、Lv…第2固定子巻線、Lw…第3固定子巻線
1 ... electric motor, 1a ... stator, 1b ... rotor, 2 ... inverter circuit, 5 ... motor control means (inverter control unit), 6 ... rotor position estimation means, 7 ... virtual neutral point circuit, 10 ... motor Control device, 31 ... 1st LPF unit (1st low pass filter), 300 ... Neutral point voltage calculation unit, 301 ... LPF processing unit, 302 ... Phase estimation unit (rotor position estimation unit), Lu ... 1st stator winding Wire, Lv ... 2nd stator winding, Lw ... 3rd stator winding

Claims (7)

電動モータであって、回転子と、固定子を備え、前記固定子は、互いに星形結線された第1固定子巻線、第2固定子巻線、および第3固定子巻線を有している、前記電動モータを制御するためのモータ制御装置において、
複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
インバータ制御部であって、前記回転子の位置に基づき、前記複数のスイッチング素子の夫々のオン、オフ状態の組み合わせに対応する複数の通電モードを切り換えることで前記インバータ回路を駆動制御する前記インバータ制御部と、
第1時定数を有する第1ローパスフィルタと、
回転子位置推定部であって、前記固定子の中性点電圧と前記複数の通電モードの切り換え状態とに基づき、前記回転子の位置を推定し、
前記複数の通電モードの間での前記通電モードの切り換えから所定期間は、前記第1ローパスフィルタを通過した前記中性点電圧を使用せずに前記回転子の位置を推定し、前記所定期間以外の期間は、前記第1ローパスフィルタを通過した前記中性点電圧を使用して前記回転子の位置を推定する、
前記回転子位置推定部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
An electric motor comprising a rotor and a stator, wherein the stator has a first stator winding, a second stator winding, and a third stator winding that are star-connected to each other. In the motor control device for controlling the electric motor
Inverter circuit with multiple switching elements and
The inverter control unit is an inverter control unit that drives and controls the inverter circuit by switching a plurality of energization modes corresponding to combinations of on and off states of the plurality of switching elements based on the position of the rotor. Department and
A first low-pass filter with a first time constant,
The rotor position estimation unit estimates the position of the rotor based on the neutral point voltage of the stator and the switching state of the plurality of energization modes.
During the predetermined period from the switching of the energization mode between the plurality of energization modes, the position of the rotor is estimated without using the neutral point voltage that has passed through the first low-pass filter, and other than the predetermined period. During the period, the position of the rotor is estimated using the neutral point voltage that has passed through the first low-pass filter .
The rotor position estimation unit and
A motor control device characterized by having.
請求項1に記載のモータ制御装置は、前記第1時定数よりも時定数の短い第2時定数を有する第2ローパスフィルタを有し、
前記回転子位置推定部は、前記所定期間において、前記第2ローパスフィルタを通過した前記中性点電圧を使用し、前記回転子の位置を推定することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1 has a second low-pass filter having a second time constant having a time constant shorter than that of the first time constant.
The rotor position estimation unit is a motor control device that estimates the position of the rotor by using the neutral point voltage that has passed through the second low-pass filter in the predetermined period .
請求項1に記載のモータ制御装置は、マイクロプロセッサを備え、
前記インバータ制御部、前記回転子位置推定部、前記第1ローパスフィルタの夫々は、前記マイクロプロセッサ内に設けられたデジタル回路であって、
前記第1ローパスフィルタは、前記マイクロプロセッサ内において、前記第1時定数よりも短い時定数である第2時定数に調整可能であって、
前記回転子位置推定部は、前記所定期間において、前記第1ローパスフィルタの前記時定数が前記第1時定数から前記第2時定数に調整された前記第1ローパスフィルタを通過した前記中性点電圧を使用し、前記回転子の位置を推定することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1 comprises a microprocessor and comprises.
Each of the inverter control unit, the rotor position estimation unit, and the first low-pass filter is a digital circuit provided in the microprocessor.
The first low-pass filter can be adjusted in the microprocessor to a second time constant, which is a time constant shorter than the first time constant.
The rotor position estimation unit passes through the first low-pass filter in which the time constant of the first low-pass filter is adjusted from the first time constant to the second time constant in the predetermined period. A motor control device characterized in that the position of the rotor is estimated using a voltage.
請求項1に記載のモータ制御装置において、前記回転子位置推定部は、前記所定期間において、任意のフィルタを通過していない前記中性点電圧を使用し、前記回転子の位置を推定することを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 1, the rotor position estimation unit estimates the position of the rotor by using the neutral point voltage that has not passed through an arbitrary filter in the predetermined period. A motor control device characterized by. 電動モータであって、回転子と、固定子を備え、前記固定子は、互いに星形結線された第1固定子巻線、第2固定子巻線、および第3固定子巻線を有している、前記電動モータを制御するためのモータ制御装置において、
複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、
インバータ制御部であって、前記回転子の位置に基づき、前記複数のスイッチング素子の夫々のオン、オフ状態の組み合わせに対応する複数の通電モードを切り換えることで前記インバータ回路を駆動制御する前記インバータ制御部と、
第1時定数を有する第1ローパスフィルタと、
回転子位置推定部であって、前記固定子の中性点電圧と前記複数の通電モードの切り換え状態とに基づき、前記回転子の位置を推定し、
前記複数の通電モードのうち1つの前記通電モードの間において、前記第1ローパスフィルタを通過した前記中性点電圧を使用して前記回転子の位置を推定し、
前記複数の通電モードの間で前記通電モードが切り換えられるとき、任意のフィルタを通過していない前記中性点電圧の前記通電モードの切り換えタイミングの前の値と前記通電モードの切り換えタイミングの後の値との平均値を使用し、前記回転子の位置を推定する、
前記回転子位置推定部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
An electric motor comprising a rotor and a stator, the stator having a first stator winding, a second stator winding, and a third stator winding that are star-connected to each other. In the motor control device for controlling the electric motor
Inverter circuit with multiple switching elements and
The inverter control unit is an inverter control unit that drives and controls the inverter circuit by switching a plurality of energization modes corresponding to combinations of on and off states of the plurality of switching elements based on the position of the rotor. Department and
A first low-pass filter with a first time constant,
The rotor position estimation unit estimates the position of the rotor based on the neutral point voltage of the stator and the switching state of the plurality of energization modes.
The position of the rotor is estimated using the neutral point voltage that has passed through the first low-pass filter between the energization modes of one of the plurality of energization modes.
When the energization mode is switched between the plurality of energization modes, the value of the neutral point voltage that has not passed through an arbitrary filter before the energization mode switching timing and after the energizing mode switching timing. Estimate the position of the rotor using the average value with the value ,
The rotor position estimation unit and
A motor control device characterized by having.
請求項5に記載のモータ制御装置において、前記回転子位置推定部は、前記平均値を使用して前記回転子の位置を推定した後、前記第1ローパスフィルタを通過した前記中性点電圧を使用して前記回転子の位置を推定することを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 5, the rotor position estimation unit estimates the position of the rotor using the average value, and then uses the neutral point voltage that has passed through the first low-pass filter. A motor control device that is used to estimate the position of the rotor. 請求項1に記載のモータ制御装置は、
仮想中性点回路であって、互いに星形結線された第1固定子電位出力部と、第2固定子電位出力部と、第3固定子電位出力部を備え、
前記第1固定子電位出力部は、前記第1固定子巻線と同じ電位を有しており、
前記第2固定子電位出力部は、前記第2固定子巻線と同じ電位を有しており、
前記第3固定子電位出力部は、前記第3固定子巻線と同じ電位を有している、
前記仮想中性点回路を備え、
前記中性点電圧は、前記固定子の中性点の電位である固定子中性点電位と前記仮想中性点回路の中性点の電位である仮想中性点電位との差であることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1 is
It is a virtual neutral point circuit and includes a first stator potential output unit, a second stator potential output unit, and a third stator potential output unit that are connected to each other in a star shape.
The first stator potential output unit has the same potential as the first stator winding.
The second stator potential output unit has the same potential as the second stator winding, and has the same potential.
The third stator potential output unit has the same potential as the third stator winding.
Equipped with the virtual neutral point circuit
The neutral point voltage is the difference between the stator neutral point potential, which is the potential of the neutral point of the stator, and the virtual neutral point potential, which is the potential of the neutral point of the virtual neutral point circuit. A motor control device characterized by.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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