JPH0787770A - Motor driving gear - Google Patents
Motor driving gearInfo
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- JPH0787770A JPH0787770A JP5229123A JP22912393A JPH0787770A JP H0787770 A JPH0787770 A JP H0787770A JP 5229123 A JP5229123 A JP 5229123A JP 22912393 A JP22912393 A JP 22912393A JP H0787770 A JPH0787770 A JP H0787770A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両のパワーウ
ィンドウの制御に用いて好適なモータ駆動装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor drive device suitable for controlling a power window of a vehicle, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パワーウィンドウ装置では、ウィンドウ
の昇降制御を行うためにモータの回転位置及び速度を検
出する必要があり、この検出はパワーウィンドウ装置を
構成するモータ駆動装置により行われている。従来のパ
ワーウィンドウ装置のモータ駆動装置としては、例えば
特公平２−６６４８号公報にも開示されているように、
モータにエンコーダ等のセンサを設け、そのセンサの出
力に基づいて行うようにしたものや、例えば特公平３−
６５４７２号公報にも開示されているように、モータに
流れる電流に発生する電流リプルを検出し、この電流リ
プルに基づいて行うようにしたものがある。2. Description of the Related Art In a power window device, it is necessary to detect the rotational position and speed of a motor in order to control the raising and lowering of the window, and this detection is performed by a motor driving device that constitutes the power window device. As a conventional motor drive device for a power window device, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-6648,
The motor is provided with a sensor such as an encoder, and the operation is performed based on the output of the sensor.
As disclosed in Japanese Patent No. 65472, there is a method in which a current ripple generated in a current flowing through a motor is detected and the detection is performed based on this current ripple.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のモータ駆動装置にあっては、次のような問題
点があった。すなわち、 特公平２−６６４８号のようにセンサを使用する場
合では、センサを取り付けるためのスペースを確保しな
ければならないことと、センサを取り付けるために手間
がかかる。また、センサ自体の価格が高く、またセンサ
と制御回路とを接続するための配線が必要なので、その
分、装置が重くなり、かつ高価格になる。However, such a conventional motor drive device has the following problems. That is, when a sensor is used as in Japanese Patent Publication No. 2-6648, it is necessary to secure a space for mounting the sensor, and it takes time to mount the sensor. In addition, the price of the sensor itself is high, and wiring for connecting the sensor and the control circuit is required. Therefore, the device becomes heavy and the price becomes high.
【０００４】 特公平３−６５４７２号のように電流
リプルからモータ回転位置及び速度を検出するもので
は、モータの回転状況によって電流リプルに変化が生じ
たりした場合には、リプルのパルス検出に抜けや割れが
生ずることがあり、高精度で回転位置及び速度を検出す
ることができない。また、モータの発生するトルクをモ
ータ電流で制御するような場合には電流のリプルが抑制
されるので、この方法ではリプルの検出が難しい。In Japanese Patent Publication No. 3-65472, which detects the motor rotation position and speed from the current ripple, when the current ripple changes depending on the rotation state of the motor, the ripple pulse detection may be missed. Since cracks may occur, the rotational position and speed cannot be detected with high accuracy. Further, when the torque generated by the motor is controlled by the motor current, the ripple of the current is suppressed, so that it is difficult to detect the ripple by this method.
【０００５】そこで本発明は、モータの回転位置及び速
度の検出における価格の低減を図ると共に、モータの回
転位置及び速度の検出を高精度で行うことができるモー
タ駆動装置を提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a motor drive device which can reduce the price in detecting the rotational position and speed of the motor and can detect the rotational position and speed of the motor with high accuracy. There is.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明によるモータ駆動装置は、モータ
に印加する電圧を決定する電圧操作量決定手段と、前記
電圧操作量決定手段の出力値に応じた電圧を前記モータ
に印加するモータ駆動手段と、前記モータに流れるモー
タ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータの
端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段とを備えた
モータ駆動装置において、モータの回転を検出するモー
タ回転検出手段と、前記モータの端子電圧とモータ電流
とに基づいて前記モータの回転速度を推定するモータ回
転速度推定手段と、前記モータ回転検出手段の出力値と
前記モータ回転速度推定手段の出力値に基づいて前記モ
ータの回転位置又は速度を算出するモータ回転位置・速
度算出手段と、を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, a motor drive apparatus according to the invention of claim 1 comprises a voltage operation amount determining means for determining a voltage applied to a motor, and the voltage operation amount determining means. A motor provided with a motor driving means for applying a voltage according to an output value to the motor, a motor current detecting means for detecting a motor current flowing through the motor, and a motor terminal voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the motor. In the drive device, a motor rotation detection means for detecting rotation of the motor, a motor rotation speed estimation means for estimating the rotation speed of the motor based on a terminal voltage of the motor and a motor current, and an output of the motor rotation detection means. A motor rotation position / speed calculation means for calculating the rotation position or speed of the motor based on the value and the output value of the motor rotation speed estimation means. Characterized in that it.
【０００７】また、請求項２記載の発明によるモータ駆
動装置は、請求項１記載の発明によるモータ駆動装置の
モータ回転位置・速度算出手段において、前記モータ回
転検出部の出力値と前記モータ回転速度推定値の出力値
とを比較し、この比較結果からモータ回転速度を求める
ための定数（電機子巻線抵抗Ｒ、誘起電圧定数Ｋe）を
補正することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a motor driving device according to the first aspect of the present invention, wherein the motor rotation position / speed calculating means of the motor driving device has an output value of the motor rotation detecting section and the motor rotation speed. The output value of the estimated value is compared, and the constant (armature winding resistance R, induced voltage constant K e ) for obtaining the motor rotation speed is corrected from the comparison result.
【０００８】また、請求項３記載の発明によるモータ駆
動装置は、請求項１記載の発明によるモータ駆動装置の
モータ回転位置・速度算出手段において、前記モータが
回転しているときの異なる時間の各々におけるモータ回
転速度推定誤差を求め、また、前記異なる時間の各々に
て検出したモータ電流と前記各モータ回転速度推定誤差
との比を求めると共に、前記異なる時間の各々にて検出
したモータ電圧及びモータ端子電圧から求めた値と前記
各モータ回転速度推定誤差との比を求め、これら各比を
比較してその比較結果からモータ回転速度を求めるため
の定数を補正することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor drive device according to the first aspect of the present invention, wherein the motor rotational position / speed calculation means of the motor drive device has different time periods when the motor is rotating. The motor rotation speed estimation error is obtained, the ratio between the motor current detected at each of the different times and the motor rotation speed estimation error is obtained, and the motor voltage and the motor detected at each of the different times are obtained. It is characterized in that a ratio between the value obtained from the terminal voltage and each motor rotation speed estimation error is obtained, these ratios are compared, and the constant for obtaining the motor rotation speed is corrected from the comparison result.
【０００９】また、請求項４記載の発明によるモータ駆
動装置は、請求項１記載の発明によるモータ駆動装置の
モータ回転位置・速度算出手段において、前記モータに
加える電圧操作量を変動させ、変動状態における異なる
時間の各々におけるモータ回転速度推定誤差を求め、ま
た、前記変動状態における異なる時間の各々にて検出し
たモータ電流と前記各モータ回転速度推定誤差との比を
求めると共に、前記変動状態における異なる時間の各々
にて検出したモータ電圧及びモータ端子電圧から求めた
値と前記各モータ回転速度推定誤差との比を求め、これ
ら各比を比較してその比較結果からモータ回転速度を求
めるための定数を補正することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor driving device according to the first aspect, wherein the motor rotational position / speed calculating means of the motor driving device fluctuates the amount of voltage operation applied to the motor. Of the motor rotation speed estimation error at each of the different times, and the ratio between the motor current detected at each of the different times of the fluctuation state and each of the motor rotation speed estimation errors at the different times and A constant for obtaining the ratio between the value obtained from the motor voltage detected at each time and the motor terminal voltage and the motor rotation speed estimation error, comparing the respective ratios, and obtaining the motor rotation speed from the comparison result. Is corrected.
【００１０】また、請求項５記載の発明によるモータ駆
動装置は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４
いずれかの項記載のモータ駆動装置のモータ回転位置・
速度算出手段において、前記モータ回転検出手段の出力
値から求めたモータ回転速度と前記モータ回転速度推定
手段の出力値とを比較し、その比較結果から前記モータ
回転検出手段、前記モータ電流検出手段及び前記モータ
電圧検出手段の異常を検出することを特徴とする。Further, a motor drive device according to the invention of claim 5 is claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4.
The motor rotation position of the motor drive device according to any one of the items
In the speed calculation means, the motor rotation speed obtained from the output value of the motor rotation detection means is compared with the output value of the motor rotation speed estimation means, and from the comparison result, the motor rotation detection means, the motor current detection means, and An abnormality of the motor voltage detecting means is detected.
【００１１】[0011]
【作用】請求項１記載の発明では、モータに印加する電
圧と、モータに流れるモータ電流とに基づいてモータの
回転速度が推定され、このモータ回転速度推定値と、モ
ータ回転検出手段にて検出した位置とからモータの回転
位置又は回転速度が検出される。具体的には検出された
位置がモータ回転速度推定値の積分値で補間される。回
転速度は位置を微分することにより得られる。したがっ
て、モータの回転位置及び速度の検出における価格の低
減を図ると共に、モータの回転位置及び速度の検出を高
精度で行うことができる。According to the first aspect of the invention, the rotation speed of the motor is estimated based on the voltage applied to the motor and the motor current flowing through the motor. The estimated rotation speed of the motor is detected by the motor rotation detecting means. The rotational position or rotational speed of the motor is detected based on the determined position. Specifically, the detected position is interpolated by the integrated value of the estimated motor rotation speed. The rotation speed is obtained by differentiating the position. Therefore, it is possible to reduce the cost in detecting the rotational position and speed of the motor, and to detect the rotational position and speed of the motor with high accuracy.
【００１２】請求項２記載の発明では、モータ回転速度
推定値とモータ回転検出手段の出力値から求めたモータ
回転速度とが比較され、この比較結果からモータ回転速
度推定値を求めるのに用いる定数が補正される。したが
って、モータの回転位置及び速度の検出精度が向上す
る。According to the second aspect of the present invention, the estimated value of the motor rotation speed is compared with the motor rotation speed obtained from the output value of the motor rotation detecting means, and a constant used to obtain the estimated value of the motor rotation speed from the comparison result. Is corrected. Therefore, the detection accuracy of the rotational position and speed of the motor is improved.
【００１３】請求項３記載の発明では、モータが回転し
ているときの異なる時間の各々にて求めたモータ回転速
度推定誤差と前記異なる時間の各々にて検出したモータ
電流との比と、モータが回転しているときの異なる時間
の各々にて求めたモータ回転速度推定誤差と前記異なる
時間の各々にて検出したモータ電圧及びモータ端子電圧
から求めた値との比が比較され、その比較結果からモー
タ回転速度を求めるのに用いられる定数（電機子巻線抵
抗Ｒ、誘起電圧定数Ｋe）が補正される。したがって、
請求項２と同様にモータの回転位置及び速度の検出精度
が向上する。According to the third aspect of the invention, the ratio of the motor rotation speed estimation error obtained at each different time when the motor is rotating and the motor current detected at each of the different times, and the motor When the motor is rotating, the motor rotation speed estimation error obtained at each different time and the ratio of the motor voltage detected at each of the different times and the value obtained from the motor terminal voltage are compared. The constants (armature winding resistance R, induced voltage constant K e ) used to determine the motor rotation speed are corrected. Therefore,
Similar to the second aspect, the accuracy of detecting the rotational position and speed of the motor is improved.
【００１４】請求項４記載の発明では、モータに加える
電圧操作量を変動させたときの変動状態における異なる
時間の各々にて求めたモータ回転速度推定誤差と前記異
なる時間の各々にて検出したモータ電流との比と、モー
タに加える電圧操作量を変動させたときの変動状態にお
ける異なる時間の各々にて求めたモータ回転速度推定誤
差と前記異なる時間の各々にて検出したモータ電圧及び
モータ端子電圧から求めた値との比が比較され、その比
較結果からモータ回転速度を求めるのに用いられる定数
が補正される。したがって、請求項２と同様にモータの
回転位置及び速度の検出精度が向上する。According to another aspect of the present invention, the motor rotation speed estimation error obtained at each of different times and the motor detected at each of the different times when the voltage operation amount applied to the motor is changed. Ratio of current to motor, motor rotation speed estimation error obtained at each of different times when the voltage operation amount applied to the motor is changed, and motor voltage and motor terminal voltage detected at each of the different times The ratio with the value obtained from is compared, and the constant used to obtain the motor rotation speed is corrected from the comparison result. Therefore, similarly to the second aspect, the accuracy of detecting the rotational position and speed of the motor is improved.
【００１５】請求項５記載の発明では、モータ回転速度
推定値とモータ回転検出手段の出力値から求められたモ
ータ回転速度とが比較され、この比較結果に基づいてモ
ータ回転検出手段、モータ電流検出手段及びモータ電圧
検出手段の異常の検出が行なわれる。したがって、モー
タ回転検出手段、モータ電流検出手段及びモータ電圧検
出手段の異常を検出するための専用の回路等を必要とし
ないので、価格の低減を図ることができる。According to a fifth aspect of the present invention, the estimated motor rotation speed is compared with the motor rotation speed obtained from the output value of the motor rotation detection means, and based on the comparison result, the motor rotation detection means and the motor current detection are performed. The abnormality of the means and the motor voltage detection means is detected. Therefore, a dedicated circuit or the like for detecting an abnormality of the motor rotation detecting means, the motor current detecting means, and the motor voltage detecting means is not required, so that the cost can be reduced.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係るモータ駆動装置の一実施例をパワーウ
ィンドウ装置に適用した全体構成図である。この図にお
いて、１はモータ（ＤＣモータ）、２は減速機であり、
モータ１の回転速度を低速にする。減速機２には支持ア
ーム３が接続されており、この支持アーム３を介してウ
ィンドウ４の昇降が行われる。上記モータ１、減速機２
及び支持アーム３はドア５に内蔵されている。６はモー
タ駆動装置であり、図示せぬウィンドウ昇降操作スイッ
チの操作に基づいてモータ１を駆動する。このモータ駆
動装置６にはバッテリより電源が供給されるようになっ
ている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram in which an embodiment of a motor drive device according to the present invention is applied to a power window device. In this figure, 1 is a motor (DC motor), 2 is a speed reducer,
The rotation speed of the motor 1 is reduced. A support arm 3 is connected to the speed reducer 2, and the window 4 is moved up and down via the support arm 3. The motor 1 and the speed reducer 2
The support arm 3 is built in the door 5. Reference numeral 6 denotes a motor driving device, which drives the motor 1 based on the operation of a window raising / lowering operation switch (not shown). Power is supplied to the motor drive device 6 from a battery.
【００１７】図２はモータ駆動装置６の構成を示すブロ
ック図である。この図において、９はモータ回転センサ
であり、モータ１の回転を検出する。このモータ回転セ
ンサ９としては１回転／１パルスの信号を出力する低分
解能もので充分であり、むしろ価格の低減を図るうえで
低分解能のものが好適である。１０はＣＰＵ（中央処理
装置）であり、モータ１の全体的な制御を統括する。具
体的には、モータ１を駆動する電圧操作量であるＰＷＭ
指令値を作成し、駆動制御回路１１に出力する。FIG. 2 is a block diagram showing the structure of the motor drive device 6. In this figure, 9 is a motor rotation sensor, which detects the rotation of the motor 1. As the motor rotation sensor 9, a low resolution sensor that outputs a signal of 1 revolution / 1 pulse is sufficient, and a low resolution sensor is preferable in order to reduce the cost. Reference numeral 10 denotes a CPU (central processing unit), which controls the overall control of the motor 1. Specifically, the PWM that is the voltage operation amount for driving the motor 1
A command value is created and output to the drive control circuit 11.
【００１８】また、ＣＰＵ１０は、モータ１の端子電圧
とモータ１に流れるモータ電流とからモータ１の回転速
度を推定した後、この推定値を積分する。そして、この
積分値でモータ回転センサ９にて検出した位置を補間す
る。この補間処理を行なうことにより、低分解能なモー
タ回転センサ９を使用してもモータの回転位置を高精度
で検出することができる。このＣＰＵ１０には上記動作
を行う指令プログラムが書き込まれた読出し専用メモリ
（例えばＲＯＭ）と、その動作において使用されるワー
クメモリ（例えばＲＡＭ）と、アナログ信号をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器等が内蔵されている。Further, the CPU 10 estimates the rotation speed of the motor 1 from the terminal voltage of the motor 1 and the motor current flowing through the motor 1, and then integrates this estimated value. Then, the position detected by the motor rotation sensor 9 is interpolated by this integrated value. By performing this interpolation processing, the rotational position of the motor can be detected with high accuracy even if the low-resolution motor rotation sensor 9 is used. The CPU 10 has a read-only memory (for example, ROM) in which a command program for performing the above operation is written, a work memory (for example, RAM) used in the operation, and an A / D converter for converting an analog signal into a digital signal. Etc. are built in.
【００１９】駆動制御回路１１はＰＷＭ指令値とその極
性に応じて、４個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４を
パルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）で制御する制御値を演
算し、この制御値をゲート駆動回路１２に出力する。ゲ
ート駆動回路１２は駆動制御回路１１からの制御値に基
づき昇圧電源回路１３によって昇圧されたバッテリ電圧
を入力してＰＷＭ方式により４個のスイッチング素子Ｓ
Ｗ１〜ＳＷ４のゲートを駆動する。スイッチング素子Ｓ
Ｗ１〜ＳＷ４はＨブリッジ型に接続され、４個のダイオ
ードＤ１〜Ｄ４とともにＨブリッジ回路１４を構成し、
モータ１の電流をスイッチング制御する。このＨブリッ
ジ回路１４はパワーリレー１５を介してバッテリ１６の
正極端に接続される。The drive control circuit 11 calculates a control value for controlling the four switching elements SW1 to SW4 by a pulse width modulation method (PWM method) according to the PWM command value and its polarity, and drives the control value with a gate. Output to the circuit 12. The gate drive circuit 12 inputs the battery voltage boosted by the boosting power supply circuit 13 based on the control value from the drive control circuit 11 and receives four switching elements S by the PWM method.
The gates of W1 to SW4 are driven. Switching element S
W1 to SW4 are connected in an H bridge type, and form an H bridge circuit 14 together with four diodes D1 to D4,
The current of the motor 1 is switching-controlled. The H-bridge circuit 14 is connected to the positive terminal of the battery 16 via the power relay 15.
【００２０】Ｈブリッジ回路１４は上述の如くＰＷＭ駆
動され、例えば、正転の場合は図３に示すように、スイ
ッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４がＰＷＭ駆動される。この
際、ＰＷＭオンのときは、バッテリ１６→スイッチング
素子ＳＷ１→モータ１→スイッチング素子ＳＷ４→シャ
ント抵抗Ｒｓ→ＧＮＤの経路で電流が流れる。一方、Ｐ
ＷＭオフのときは、モータ１→ダイオードＤ３→バッテ
リ１６→ＧＮＤ→シャント抵抗Ｒｓ→ダイオードＤ２→
モータ１の経路で電流が流れる。The H-bridge circuit 14 is PWM-driven as described above. For example, in the case of normal rotation, the switching elements SW1 and SW4 are PWM-driven as shown in FIG. At this time, when the PWM is on, a current flows through the route of battery 16 → switching element SW1 → motor 1 → switching element SW4 → shunt resistance Rs → GND. On the other hand, P
When WM is off, motor 1 → diode D3 → battery 16 → GND → shunt resistance Rs → diode D2 →
A current flows in the path of the motor 1.
【００２１】Ｈブリッジ回路１４の駆動特性（ＰＷＭ駆
動特性）は図４に示すようになり、正転の場合にはＰＷ
Ｍ指令値のデューティ比が略５０％を超えるとモータ電
流が急激に増加し、逆転の場合にはＰＷＭ指令値のデュ
ーティ比が略５０％を超えるとモータ電流が急激に減少
する。なお、この場合、ＰＷＭ指令値のデューティ比が
０％のときは全ゲートオフモードとなり、デューティ比
が５０％以下のときは負荷電流断続モードとなる。ま
た、デューティ比が５０％以上のときは負荷電流連続モ
ードとなる。The drive characteristic (PWM drive characteristic) of the H bridge circuit 14 is as shown in FIG.
When the duty ratio of the M command value exceeds approximately 50%, the motor current sharply increases, and in the case of reverse rotation, when the duty ratio of the PWM command value exceeds approximately 50%, the motor current sharply decreases. In this case, when the duty ratio of the PWM command value is 0%, the all-gate off mode is set, and when the duty ratio is 50% or less, the load current intermittent mode is set. When the duty ratio is 50% or more, the load current continuous mode is set.
【００２２】図２において、１７はモータ電流検出回路
であり、シャント抵抗ＲＳの両端電圧からモータ電流を
検出する。この検出結果はＣＰＵ１０と過電流検出回路
１８にそれぞれ入力される。過電流検出回路１８はモー
タ１の過電流を検出することでその検出結果をＣＰＵ１
０に供給する。また、過電流検出回路１８の検出結果は
駆動制御回路１１にも入力され、モータ１の過電流が検
出されると、モータ１の駆動が禁止される。１９はモー
タ１の端子電圧を検出するモータ端子電圧検出回路であ
る。In FIG. 2, reference numeral 17 denotes a motor current detection circuit, which detects the motor current from the voltage across the shunt resistor RS. The detection result is input to the CPU 10 and the overcurrent detection circuit 18, respectively. The overcurrent detection circuit 18 detects the overcurrent of the motor 1 and outputs the detection result to the CPU 1
Supply to 0. The detection result of the overcurrent detection circuit 18 is also input to the drive control circuit 11, and when the overcurrent of the motor 1 is detected, the driving of the motor 1 is prohibited. Reference numeral 19 is a motor terminal voltage detection circuit for detecting the terminal voltage of the motor 1.
【００２３】モータ１の端子電圧Ｍ１、Ｍ２は、バッテ
リ電圧ＶｓをＨブリッジ回路１４の４個のスイッチング
素子ＳＷ１〜ＳＷ４にそれぞれ等価的に相当する２つの
抵抗Ｒ０によって１／２に分圧することで表され、この
分圧電圧はさらに抵抗Ｒ１、Ｒ２によってＲ１／（Ｒ１
＋Ｒ２）に分圧され、ＣＰＵ１０に検出電圧として加え
られる。この検出電圧は負荷電流のモードによらず、ま
たモータ１が回転することにより発生する誘起電圧にも
影響されず、常に（バッテリ電圧Ｖｓ）×［Ｒ１／（Ｒ
１＋Ｒ２）］として求められ、一定値となる。The terminal voltages M1 and M2 of the motor 1 are divided into ½ by dividing the battery voltage Vs by two resistors R0 equivalently equivalent to the four switching elements SW1 to SW4 of the H-bridge circuit 14. This divided voltage is further expressed by resistors R1 and R2 as R1 / (R1
The voltage is divided by + R2) and applied to the CPU 10 as a detection voltage. This detected voltage is not affected by the load current mode and is not affected by the induced voltage generated by the rotation of the motor 1, and is always (battery voltage Vs) × [R1 / (R
1 + R2)], which is a constant value.
【００２４】次に、図５はＣＰＵ１０の各種機能をブロ
ック的に、他の入出力機器、各種回路を示すブロック図
とともに描いたものである。この図において、ＣＰＵ１
０は電流目標値及びモータ電流検出値等を入力し、その
電圧操作量決定部２３にて電圧操作量であるＰＷＭ指令
値を決定した後、そのＰＷＭ指令値をモータ駆動部２４
に供給する。モータ駆動部２４は入力したＰＷＭ指令値
に基づいてモータ１に電圧を印加する。これにより、モ
ータ１に電流が流れる。モータ１に流れた電流はモータ
電流検出回路１７にて検出され、その検出値がＣＰＵ１
０に供給される。また、モータ端子電圧はモータ端子電
圧検出回路１９により検出され、その検出値がＣＰＵ１
０に供給される。Next, FIG. 5 is a block diagram showing various functions of the CPU 10 together with a block diagram showing other input / output devices and various circuits. In this figure, CPU1
0 inputs the target current value, the motor current detection value, etc., determines the PWM command value which is the voltage operation amount in the voltage operation amount determination unit 23, and then sets the PWM command value to the motor drive unit 24.
Supply to. The motor drive unit 24 applies a voltage to the motor 1 based on the input PWM command value. As a result, a current flows through the motor 1. The current flowing through the motor 1 is detected by the motor current detection circuit 17, and the detected value is the CPU 1
Supplied to zero. The motor terminal voltage is detected by the motor terminal voltage detection circuit 19, and the detected value is detected by the CPU 1
Supplied to zero.
【００２５】モータ電流とモータ端子電圧とが供給され
ると、モータ回転速度推定部２５にてモータ１の回転速
度を推定する。そして、このモータ回転速度推定部２５
にて推定されたモータ回転速度推定値がモータ回転位置
・速度算出部２６に供給される。また、モータ回転位置
・速度算出部２６にはモータ回転センサ９で検出された
位置も供給される。モータ回転位置・速度算出部２６
は、モータ回転センサ９にて検出された位置をモータ回
転速度推定値の積分値で補間する。When the motor current and the motor terminal voltage are supplied, the motor rotation speed estimation unit 25 estimates the rotation speed of the motor 1. Then, this motor rotation speed estimation unit 25
The estimated value of the motor rotation speed, which has been estimated in step S1, is supplied to the motor rotation position / speed calculator 26. Further, the position detected by the motor rotation sensor 9 is also supplied to the motor rotation position / speed calculation unit 26. Motor rotation position / speed calculation unit 26
Interpolates the position detected by the motor rotation sensor 9 with the integral value of the estimated motor rotation speed.
【００２６】ここで、モータ回転位置・速度の検出方法
について説明する。図６はモータ回転センサ９の出力波
形及びモータ回転速度推定部２５の出力波形を示すと共
に、モータ回転センサ９で検出した位置を、モータ回転
速度推定値の積分値で補間している状態を示している。
モータ回転センサ９の出力エッジにより割り込みがかけ
られ、パルスエッジカウント処理が実行される。図７は
その処理を示すフローチャートである。この図におい
て、まず、ステップＳ１０でモータ回転検出のカウント
が行なわれ（すなわち、θP＝θP＋１）、次いでステッ
プＳ１２でモータ回転位置推定値がクリアされる（すな
わち、△θes ← ０）。モータ回転位置推定値のクリア
後、ステップＳ１４でモータ回転速度推定定数（電機子
巻線抵抗Ｒ、誘起電圧定数Ｋe）の補正が行なわれる。
このモータ回転速度推定定数の補正は図８に示すフロー
チャートにしたがって得られる。なお、このフローチャ
ートでは電機子巻線抵抗Ｒの補正のみが行なわれる。Here, a method of detecting the motor rotation position / speed will be described. FIG. 6 shows an output waveform of the motor rotation sensor 9 and an output waveform of the motor rotation speed estimation unit 25, and shows a state in which the position detected by the motor rotation sensor 9 is interpolated by the integrated value of the motor rotation speed estimated value. ing.
The output edge of the motor rotation sensor 9 interrupts and the pulse edge count process is executed. FIG. 7 is a flowchart showing the processing. In this figure, first, in step S10, the motor rotation detection is counted (that is, θ P = θ P +1), and then in step S12, the motor rotation position estimated value is cleared (that is, Δθ es ← 0). . After the motor rotation position estimated value is cleared, the motor rotation speed estimation constant (armature winding resistance R, induced voltage constant K e ) is corrected in step S14.
The correction of the motor rotation speed estimation constant is obtained according to the flowchart shown in FIG. In this flowchart, only the armature winding resistance R is corrected.
【００２７】まず、ステップＳ２０でモータ回転センサ
９の出力値からモータ回転速度ωpが計算によって求め
られる。すなわち、 ωp＝△Ｐ／△ｔ 式にしたがって求められる。モータ回転速度ωpが算出
された後、ステップＳ２２でモータ回転速度推定値ωes
とモータ回転速度ωpとの差の絶対値Ａがとられる。そ
して、ステップＳ２４で、その絶対値Ａが”０”よりも
大であるか否かの判定を行なう。この判定において、絶
対値Ａが”０”よりも大であると判断すると、ステップ
Ｓ２６で電機子巻線抵抗Ｒ1を補正する。この場合、Ｒ1
＝Ｒ1−△Ｒ1と補正する。これに対して、絶対値Ａが”
０”よりも小であると判断すると、ステップＳ２８で電
機子巻線抵抗Ｒ1を補正する。この場合、Ｒ1＝Ｒ1＋△
Ｒ1と補正する。電機子巻線抵抗Ｒ1の補正を行なった
後、メイン処理に戻る。First, in step S20, the motor rotation speed ω p is calculated from the output value of the motor rotation sensor 9. That is, ω p = ΔP / Δt is calculated. After the motor rotation speed ω p is calculated, the estimated motor rotation speed ω es is calculated in step S22.
And the absolute value A of the difference between the motor rotation speed ω p is taken. Then, in step S24, it is determined whether or not the absolute value A is larger than "0". In this judgment, if the absolute value A is determined to be larger than "0", correcting the armature winding resistance R 1 in step S26. In this case, R 1
= R 1 −ΔR 1 is corrected. On the other hand, the absolute value A is "
If it is determined that it is smaller than 0 ", the armature winding resistance R 1 is corrected in step S28. In this case, R 1 = R 1 + Δ
Correct as R 1 . After correcting the armature winding resistance R 1 , the process returns to the main process.
【００２８】一方、モータ回転位置及び速度は図９に示
すフローチャートにしたがって得られる。この図におい
て、まず、ステップＳ３０でモータ端子電圧ｖの取り込
みが行なわれ、次いでステップＳ３２でモータ電流ｉの
取り込みが行なわれる。モータ端子電圧ｖ及びモータ電
流ｉの取り込みが行なわれた後、ステップＳ３４でモー
タ回転速度推定値ωesが計算によって求められる。すな
わち、 ωes＝（ｖ−Ｒ1・ｉ）／Ｋe1 式にしたがって求められる。モータ回転速度推定値ωes
が計算された後、ステップＳ３５でモータ回転位置推定
値△θesが計算によって求められる。すなわち、 △θes＝∫ωes ｄｔ 式にしたがって求められる。On the other hand, the motor rotation position and speed are obtained according to the flow chart shown in FIG. In this figure, first, the motor terminal voltage v is taken in at step S30, and then the motor current i is taken in at step S32. After the motor terminal voltage v and the motor current i are fetched, the estimated motor rotation speed value ω es is calculated in step S34. That is, ω es = (v−R 1 · i) / K e1 is obtained. Estimated motor rotation speed ω es
Is calculated, the estimated motor rotational position value Δθ es is calculated in step S35. That is, it is calculated according to the formula Δθ es = ∫ω es dt.
【００２９】モータ回転位置推定値△θesを求めた後、
ステップＳ３６でモータ回転検出カウンタθPの読み込
みが行なわれる。この読み込みが行なわれた後、ステッ
プＳ３７でモータ回転位置θが計算によって求められ
る。すなわち、 θ＝θP＋△θes 式にしたがって求められる。モータ回転位置θが求めら
れた後、メイン処理に戻る。なお、モータ回転速度はモ
ータ回転位置θを微分することにより求めることができ
る。After obtaining the estimated motor rotation position value Δθ es ,
In step S36, the motor rotation detection counter θ P is read. After this reading is performed, the motor rotation position θ is calculated in step S37. That is, it is obtained according to the equation of θ = θ P + Δθ es . After the motor rotation position θ is obtained, the process returns to the main process. The motor rotation speed can be obtained by differentiating the motor rotation position θ.
【００３０】ここで、モータ回転速度推定値ωesを求め
る際に使用する定数（電機子巻線抵抗Ｒ、誘起電圧定数
Ｋe）の補正は次のように行なわれる。モータ回転速度
ωの推定誤差△ωに対するｉ及び（ｖ−Ｒ2・ｉ）の各
々の影響度合いを調べてＲ2及びＫe2を補正する。モー
タ回転速度推定値ωesは、 ωes＝（ｖ−Ｒ2・ｉ）／Ｋe2 式で表わされる。Here, the correction of the constants (armature winding resistance R, induced voltage constant K e ) used in obtaining the estimated motor rotation speed ω es is performed as follows. The degree of influence of each of i and (v−R 2 · i) on the estimation error Δω of the motor rotation speed ω is checked to correct R 2 and K e2 . The estimated motor rotation speed ω es is expressed by the formula ω es = (v−R 2 · i) / K e2 .
【００３１】図１０はモータ回転速度ωと、モータ端子
電圧ｖ及びモータ電流ｉと、モータ回転速度推定値ωes
のそれぞれを示す波形図である。図１０（ｂ）における
イ点はモータ１を起動させた直後におけるサンプリング
点であり、ロ点はモータ１を起動させた後の定常時にお
けるサンプリング点である。図１１に示すように、イ
点、ロ点におけるモータ端子電圧ｖ、モータ電流ｉ、モ
ータ回転速度ω及びモータ回転速度推定値ωesを測定す
る。 イ点：ｖA、ｉA、ωA、ωAes ロ点：ｖB、ｉB、ωB、ωBes この結果から速度推定誤差△ωを算出する。 △ω＝ωes−ωFIG. 10 shows the motor rotation speed ω, the motor terminal voltage v and the motor current i, and the motor rotation speed estimated value ω es.
It is a waveform diagram showing each of. Point (b) in FIG. 10B is a sampling point immediately after the motor 1 is started, and point B is a sampling point in a steady state after the motor 1 is started. As shown in FIG. 11, the motor terminal voltage v, the motor current i, the motor rotation speed ω, and the motor rotation speed estimated value ω es at points A and B are measured. B point: v A , i A , ω A , ω Aes B point: v B , i B , ω B , ω Bes From this result, the speed estimation error Δω is calculated. △ ω = ω es −ω
【００３２】次いで、図１２に示すように、ｉAのとき
の△ωAと、ｉBのときの△ωBとから傾きＤrを求める一
方、ｖA−Ｒ・ｉAのときの△ωAと、ｖB−Ｒ・ｉBのと
きの△ωBとから傾きＤkを求める。傾きＤrと傾きＤkを
求めた後、傾きＤkの定数Ｇを掛けたものと、傾きＤrと
を比較する。この結果、Ｄr≧Ｇ・Ｄkであれば、電機子
巻線抵抗Ｒの変動が大きいとみなしてＲ2を補正する。
この場合、Ｒ2＝Ｒ2＋△Ｒ2とする。これに対して、Ｄr
＜Ｇ・Ｄkであれば、誘起電圧定数Ｋeの変動が大きいと
みなしてＫe2を補正する。この場合、Ｋe2＝Ｋe2＋△Ｋ
e2とする。このようにしてモータ回転速度推定のための
定数を補正することができる。この定数の補正を行なう
ことにより、モータ１の回転位置及び速度をより高い精
度で検出することができる。[0032] Then, as shown in FIG. 12, and △ omega A when the i A, and a △ omega B when the i B while obtaining the inclination D r, v when the A -R · i A △ The slope D k is obtained from ω A and Δω B when v B −R · i B. After obtaining the slope D r and the slope D k , the product of the slope D k and the constant G is compared with the slope D r . As a result, if D r ≧ G · D k , it is considered that the fluctuation of the armature winding resistance R is large, and R 2 is corrected.
In this case, R 2 = R 2 + ΔR 2 . On the other hand, D r
If <G · D k , the variation of the induced voltage constant K e is considered to be large, and K e2 is corrected. In this case, K e2 = K e2 + ΔK
e2 . In this way, the constant for estimating the motor rotation speed can be corrected. By correcting this constant, the rotational position and speed of the motor 1 can be detected with higher accuracy.
【００３３】この実施例では、さらに電機子巻線抵抗Ｒ
及び誘起電圧定数Ｋeの変動の検出を確実にするために
電圧操作量を変動させるようにしている。この電圧操作
量は電流目標値や速度目標値等を変動させることにより
実現することができる。図１３はモータ回転速度ωと、
モータ端子電圧ｖ及びモータ電流ｉと、電流目標値Ｉre
fのそれぞれを示す波形図である。図１３（ｃ）におけ
るイ点、ロ点は電流目標値Ｉrefを変動させたときのサ
ンプリング点である。以下、電機子巻線抵抗Ｒ2及び誘
起電圧定数Ｋe2の補正原理は図１１、１２に示すものと
同様であるので、説明を省略する。In this embodiment, the armature winding resistance R
Also, the voltage operation amount is changed in order to ensure the detection of the change in the induced voltage constant K e . This voltage operation amount can be realized by changing the current target value, the speed target value, and the like. FIG. 13 shows the motor rotation speed ω,
Motor terminal voltage v and motor current i, and current target value Ire
It is a waveform diagram showing each of f. The points A and B in FIG. 13C are sampling points when the current target value Iref is changed. Since the principle of correcting the armature winding resistance R 2 and the induced voltage constant K e2 is the same as that shown in FIGS. 11 and 12, the description thereof will be omitted.
【００３４】なお、電機子巻線抵抗Ｒ及び誘起電圧定数
Ｋeの変動を検出することで、モータ１の温度を推定す
ることができる。これにより、装置の異常を検出するこ
とが可能になることから、信頼性の高い装置が得られ
る。The temperature of the motor 1 can be estimated by detecting the changes in the armature winding resistance R and the induced voltage constant K e . This makes it possible to detect an abnormality in the device, so that a highly reliable device can be obtained.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、粗い分解能のモータ回
転センサの出力値と、モータ電流及びモータ端子電圧か
ら推定したモータの回転速度とに基づいてモータの回転
位置及び速度を検出するように構成したので、エンコー
ダ等の高価な回転センサを使用することなく、安価にモ
ータの回転位置及び速度を検出することができる。ま
た、リップルから検出する場合と比べて高い検出精度が
得られる。また、モータ回転センサの出力値とモータ回
転速度推定値とを比較することから、モータ回転速度推
定のための定数（電機子巻線抵抗Ｒ及び誘起電圧定数Ｋ
e）を補正することができるので、精度をさらに向上さ
せることができる。また、モータ回転速度推定のための
定数の変動からモータの温度を推定することもできるの
で、異常検出が可能になり、信頼性の高い装置が得られ
る。According to the present invention, the rotation position and speed of the motor are detected based on the output value of the motor rotation sensor having a coarse resolution and the rotation speed of the motor estimated from the motor current and the motor terminal voltage. Since it is configured, the rotational position and speed of the motor can be inexpensively detected without using an expensive rotation sensor such as an encoder. Further, higher detection accuracy can be obtained as compared with the case of detecting from ripple. Further, since the output value of the motor rotation sensor and the estimated value of the motor rotation speed are compared, the constants for estimating the motor rotation speed (the armature winding resistance R and the induced voltage constant K
Since e ) can be corrected, the accuracy can be further improved. Further, since the temperature of the motor can be estimated from the fluctuation of the constant for estimating the motor rotation speed, it is possible to detect an abnormality, and a highly reliable device can be obtained.
【図１】本発明を適用したパワーウィンドウ装置の一実
施例の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a power window device to which the present invention is applied.
【図２】同実施例のモータ駆動装置のブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram of a motor drive device of the same embodiment.
【図３】同実施例のモータの駆動を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining driving of the motor according to the embodiment.
【図４】同実施例のモータ駆動の特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of the motor drive of the embodiment.
【図５】同実施例におけるＣＰＵの各種機能を示すブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram showing various functions of a CPU in the embodiment.
【図６】同実施例における回転位置及び速度検出を説明
するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining rotational position and speed detection in the embodiment.
【図７】同実施例におけるモータ回転位置及び速度の検
出のフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart of detection of motor rotational position and speed in the embodiment.
【図８】同実施例におけるモータ回転位置及び速度の検
出のフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart of detection of motor rotational position and speed in the embodiment.
【図９】同実施例におけるモータ回転位置及び速度の検
出のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of detection of motor rotational position and speed in the embodiment.
【図１０】同実施例における回転位置及び速度検出を説
明するための波形図である。FIG. 10 is a waveform diagram for explaining rotational position and speed detection in the embodiment.
【図１１】同実施例における回転位置及び速度検出を説
明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining rotational position and speed detection in the embodiment.
【図１２】同実施例における回転位置及び速度検出を説
明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining rotational position and speed detection in the embodiment.
【図１３】同実施例における回転位置及び速度検出を説
明するための波形図である。FIG. 13 is a waveform diagram for explaining rotational position and speed detection in the embodiment.
９ モータ回転センサ（モータ回転検出手段） １７ モータ電流検出回路（モータ電流検出手段） １９ モータ端子電圧検出回路（モータ端子電圧検出手
段） ２３ 電圧操作量決定部（電圧操作量決定手段） ２５ モータ回転速度推定部（モータ回転速度推定手
段） ２６ モータ回転位置・速度算出部（モータ回転位置・
速度算出手段）9 Motor Rotation Sensor (Motor Rotation Detection Means) 17 Motor Current Detection Circuit (Motor Current Detection Means) 19 Motor Terminal Voltage Detection Circuit (Motor Terminal Voltage Detection Means) 23 Voltage Manipulation Quantity Determining Section (Voltage Manipulation Quantity Determining Means) 25 Motor Rotation Speed estimation unit (motor rotation speed estimation means) 26 Motor rotation position / speed calculation unit (motor rotation position
Speed calculation means)
Claims (5)
作量決定手段と、 前記電圧操作量決定手段の出力値に応じた電圧を前記モ
ータに印加するモータ駆動手段と、 前記モータに流れるモータ電流を検出するモータ電流検
出手段と、 前記モータの端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手
段と、 を備えたモータ駆動装置において、 モータの回転を検出するモータ回転検出手段と、 前記モータの端子電圧とモータ電流とに基づいて前記モ
ータの回転速度を推定するモータ回転速度推定手段と、 前記モータ回転検出手段の出力値と前記モータ回転速度
推定手段の出力値に基づいて前記モータの回転位置又は
速度を算出するモータ回転位置・速度算出手段と、 を有することを特徴とするモータ駆動装置。1. A voltage operation amount determining means for determining a voltage applied to a motor, a motor driving means for applying a voltage to the motor according to an output value of the voltage operation amount determining means, and a motor current flowing through the motor. In a motor drive device comprising: a motor current detection means for detecting the motor current; a motor terminal voltage detection means for detecting the terminal voltage of the motor; a motor rotation detection means for detecting the rotation of the motor; A motor rotation speed estimation means for estimating the rotation speed of the motor based on the motor current, and a rotation position or speed of the motor based on the output value of the motor rotation detection means and the output value of the motor rotation speed estimation means. A motor drive device comprising: a motor rotation position / speed calculation means for calculating.
前記モータ回転検出部の出力値と前記モータ回転速度推
定値の出力値とを比較し、この比較結果からモータ回転
速度を求めるための定数を補正することを特徴とする請
求項１記載のモータ駆動装置。2. The motor rotational position / speed calculation means,
The motor drive according to claim 1, wherein an output value of the motor rotation detection unit is compared with an output value of the motor rotation speed estimated value, and a constant for obtaining the motor rotation speed is corrected from the comparison result. apparatus.
前記モータが回転しているときの異なる時間の各々にお
けるモータ回転速度推定誤差を求め、また、前記異なる
時間の各々にて検出したモータ電流と前記各モータ回転
速度推定誤差との比を求めると共に、前記異なる時間の
各々にて検出したモータ電圧及びモータ端子電圧から求
めた値と前記各モータ回転速度推定誤差との比を求め、
これら各比を比較してその比較結果からモータ回転速度
を求めるための定数を補正することを特徴とする請求項
１記載のモータ駆動装置。3. The motor rotational position / speed calculation means,
Obtaining the motor rotation speed estimation error at each different time when the motor is rotating, and also obtaining the ratio of the motor current detected at each of the different time and each motor rotation speed estimation error, Obtaining the ratio between the value obtained from the motor voltage and the motor terminal voltage detected at each of the different times and the motor rotation speed estimation error,
2. The motor drive device according to claim 1, wherein the respective ratios are compared and a constant for obtaining the motor rotation speed from the comparison result is corrected.
前記モータに加える電圧操作量を変動させ、変動状態に
おける異なる時間の各々におけるモータ回転速度推定誤
差を求め、また、前記変動状態における異なる時間の各
々にて検出したモータ電流と前記各モータ回転速度推定
誤差との比を求めると共に、前記変動状態における異な
る時間の各々にて検出したモータ電圧及びモータ端子電
圧から求めた値と前記各モータ回転速度推定誤差との比
を求め、これら各比を比較してその比較結果からモータ
回転速度を求めるための定数を補正することを特徴とす
る請求項１記載のモータ駆動装置。4. The motor rotational position / speed calculation means,
The amount of voltage operation applied to the motor is varied to obtain a motor rotation speed estimation error at different times in the fluctuation state, and the motor current detected at each of the different times in the fluctuation state and the motor rotation speed estimation. In addition to obtaining the ratio with the error, the ratio between the value obtained from the motor voltage and the motor terminal voltage detected at each different time in the fluctuation state and the motor rotation speed estimation error is obtained, and these ratios are compared. The motor drive device according to claim 1, wherein a constant for obtaining the motor rotation speed is corrected from the comparison result.
前記モータ回転検出手段の出力値から求めたモータ回転
速度と前記モータ回転速度推定手段の出力値とを比較
し、その比較結果から前記モータ回転検出手段、前記モ
ータ電流検出手段及び前記モータ電圧検出手段の異常を
検出することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３又は請求項４いずれかの項記載のモータ駆動装置。5. The motor rotational position / speed calculation means,
The motor rotation speed obtained from the output value of the motor rotation detecting means is compared with the output value of the motor rotation speed estimating means, and the motor rotation detecting means, the motor current detecting means and the motor voltage detecting means are obtained from the comparison result. The motor drive device according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, wherein the abnormality is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229123A JPH0787770A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Motor driving gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5229123A JPH0787770A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Motor driving gear |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0787770A true JPH0787770A (en) | 1995-03-31 |
Family
ID=16887113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5229123A Pending JPH0787770A (en) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | Motor driving gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787770A (en) |
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