JPH0787771A - Estimation apparatus of speed and position of motor - Google Patents

Estimation apparatus of speed and position of motor

Info

Publication number
JPH0787771A
JPH0787771A JP5229124A JP22912493A JPH0787771A JP H0787771 A JPH0787771 A JP H0787771A JP 5229124 A JP5229124 A JP 5229124A JP 22912493 A JP22912493 A JP 22912493A JP H0787771 A JPH0787771 A JP H0787771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
speed
parameter
output
parameters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5229124A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Sawano
敬資 澤野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP5229124A priority Critical patent/JPH0787771A/en
Publication of JPH0787771A publication Critical patent/JPH0787771A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To identify the parameter of a motor with high accuracy while the cost of the apparatus is suppressed to be low. CONSTITUTION:The output value of a position sensor 19 is converted into a motor speed by a speed conversion part, the motor speed and an estimated speed from a motor-speed estimation part 30 are then compared by a subtraction part 28, and an estimated speed error is output. The motor-speed estimation part 30 outputs the estimated speed of a motor 1 on the basis of an applied voltage which is computed based on an output command value, of a motor current, of an amature winding resistance R as the parameter of the motor 1 and of an induced-voltage constant Ke. Then, the parameter of the motor 1 is identified on the basis of the estimated speed error which is obtained and of the feature of a speed error when the parameter of the motor 1 is changed. Thereby, the parameter of reliability can be identified. In addition, since the resolution of the position sensor 19 may be low and the applied voltage is found by a computation, it is possible to suppress a rise in the cost of the apparatus to be low.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両のパワーウ
ィンドウ装置に用いて好適なモータ速度・位置推定装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor speed / position estimation device suitable for use in, for example, a power window device of a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、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速度及び位置を
検出する必要があり、従来は予め定めたパラメータ(電
機子巻線抵抗R、誘起電圧定数Ke)を用いてモータの
速度及び位置を推定するモータ速度・位置推定装置が設
けられている。また、従来、最小二乗法による計算によ
ってパラメータを求め、これによって得られたパラメー
タを用いてモータの速度及び位置を推定するモータ速度
・位置推定装置もある。
2. Description of the Related Art For example, in a power window device, it is necessary to detect the speed and position of a motor in order to control the raising and lowering of the window. Conventionally, predetermined parameters (armature winding resistance R, induced voltage constant K e ) Is used to estimate the speed and position of the motor. Further, conventionally, there is also a motor speed / position estimation device that obtains a parameter by calculation by the least squares method and estimates the speed and position of the motor by using the obtained parameter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のモータ速度・位置推定装置にあっては、次のよう
な問題点があった。 予め定めたパラメータを用いてモータの速度及び位
置を推定するモータ速度・位置推定装置にあっては、モ
ータのパラメータが温度変化や経年変化等によって変化
するので、推定した速度及び位置に誤差が生ずる。 最小二乗法による計算によってパラメータを求め、
これによって得られたパラメータを用いてモータの速度
及び位置を推定するモータ速度・位置推定装置にあって
は、数学的処理を行うのみで、物理的意味をその計算に
含めていなく、また演算精度や計算に必要な電圧や電流
の測定精度にも問題があり、得られるパラメータの信頼
性が低い。
However, the conventional motor speed / position estimation device has the following problems. In the motor speed / position estimation device that estimates the speed and position of the motor using the predetermined parameters, the parameters of the motor change due to temperature changes, aging changes, etc., and thus errors occur in the estimated speed and position. . Calculate the parameters by the method of least squares,
In the motor speed / position estimation device that estimates the speed and position of the motor using the parameters obtained by this, only the mathematical processing is performed, the physical meaning is not included in the calculation, and the calculation accuracy is There is also a problem with the measurement accuracy of the voltage and current required for calculation, and the reliability of the obtained parameters is low.

【0004】そこで本発明は、価格の上昇を抑えながら
も、高精度にモータのパラメータを同定することがで
き、これによって正確なモータ速度及び位置の推定を行
うことができるモータ速度・位置推定装置を提供するこ
とを目的としている。
Therefore, the present invention is capable of accurately identifying motor parameters while suppressing an increase in price, thereby enabling accurate estimation of motor speed and position. Is intended to provide.

【0005】[0005]

【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速度・位置推定装置
は、モータの位置を検出するモータ位置検出手段と、モ
ータ駆動手段に与えられる出力指令値に基づいてモータ
に印加する電圧を計算する印加電圧推定手段と、モータ
のパラメータである電機子巻線抵抗及び誘起電圧定数、
モータ印加電圧及びモータ電流に基づいてモータの速度
を推定するモータ速度推定手段と、前記モータ位置検出
手段によって検出されたモータの位置を速度に変換する
速度変換手段と、モータ速度推定手段から出力される推
定速度と前記速度変換手段から出力されるモータ速度と
を比較して推定速度誤差を出力する比較手段と、前記各
パラメータが変化したときのそれぞれにおける速度誤差
の特徴と前記比較手段から出力される推定速度誤差とに
基づいて前記モータの各パラメータを同定するモータパ
ラメータ同定手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a motor speed / position estimating device according to the invention of claim 1 is a motor position detecting means for detecting a position of a motor and an output given to the motor driving means. Applied voltage estimation means for calculating the voltage applied to the motor based on the command value, and the armature winding resistance and the induced voltage constant which are the parameters of the motor,
Motor speed estimating means for estimating the speed of the motor based on the motor applied voltage and the motor current, speed converting means for converting the position of the motor detected by the motor position detecting means into speed, and output from the motor speed estimating means. Comparing means for comparing the estimated speed with the motor speed output from the speed converting means to output an estimated speed error, the characteristics of the speed error at the time when each of the parameters changes, and the comparing means outputting the characteristic. Motor parameter identifying means for identifying each parameter of the motor based on the estimated speed error.

【0006】また、請求項2記載の発明によるモータ速
度・位置推定装置は、請求項1記載の発明によるモータ
速度・位置推定装置の構成に加えて、前記モータパラメ
ータ同定手段により同定された前記各パラメータに基づ
いてモータ速度及び位置を推定するモータ速度・位置推
定手段を有することを特徴とする。
The motor speed / position estimation device according to the second aspect of the present invention is the motor speed / position estimation device according to the first aspect of the present invention, and in addition to the configuration of the motor speed / position estimation device according to the first aspect, It is characterized by having a motor speed / position estimating means for estimating the motor speed and the position based on the parameters.

【0007】また、請求項3記載の発明によるモータ速
度・位置推定装置は、請求項1又は請求項2いずれかの
項記載の発明によるモータ速度・位置推定装置のモータ
パラメータ同定手段において、モータの電機子巻線抵抗
による推定速度誤差がモータ電流に比例することに基づ
いて前記各パラメータを同定することを特徴とする。
The motor speed / position estimation device according to the third aspect of the present invention is the motor parameter identification means of the motor speed / position estimation device according to the first aspect of the present invention. Each of the parameters is identified based on the fact that the estimated speed error due to the armature winding resistance is proportional to the motor current.

【0008】[0008]

【作用】本発明では、モータの推定速度誤差と、各パラ
メータ(電機子巻線抵抗R、誘起電圧定数Ke)が変化
したときのそれぞれにおける速度誤差の特徴とから各パ
ラメータが同定される。そして、同定された各パラメー
タと、モータ印加電圧と、モータ電流とに基づいてモー
タの速度が推定され、さらに推定された速度が積分され
て位置が推定される。
According to the present invention, each parameter is identified from the estimated speed error of the motor and the characteristics of the speed error in each parameter (armature winding resistance R, induced voltage constant K e ). Then, the speed of the motor is estimated based on the identified parameters, the motor applied voltage, and the motor current, and the estimated speed is integrated to estimate the position.

【0009】したがって、モータの推定速度誤差と、モ
ータの各パラメータの変化の関係を用いることにより、
信頼性の高いパラメータを同定することができる。ま
た、この関係を用いてパラメータを同定する場合、低分
解能のモータ位置検出手段でも高い精度で速度及び位置
の推定が可能になる。また、速度の推定に必要なモータ
印加電圧をモータへの出力指令に基づいて算出するの
で、モータ電圧を検出する回路が不要になる。
Therefore, by using the relationship between the estimated speed error of the motor and the change of each parameter of the motor,
Reliable parameters can be identified. Further, when the parameters are identified by using this relationship, it is possible to estimate the speed and the position with high accuracy even with the low-resolution motor position detecting means. Moreover, since the motor applied voltage required for speed estimation is calculated based on the output command to the motor, a circuit for detecting the motor voltage becomes unnecessary.

【0010】[0010]

【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速度・位置推定装置をパワーウ
ィンドウ装置に適用した一実施例の全体構成図である。
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。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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment in which a motor speed / position estimation device according to the present invention is applied to a power window device.
In this figure, reference numeral 1 is a motor (DC motor), and 2 is a speed reducer, which reduces the speed of the motor 1. 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, the speed reducer 2 and the support arm 3 are 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).

【0011】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、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に供給する。また、
CPU10はモータ1の速度誤差の特徴から、モータ1
のパラメータを同定し、このパラメータを用いてモータ
1の速度及び位置を計算し、出力する。なお、パラメー
タの同定についての詳細は後述する。CPU10には、
これらの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。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor drive device 6. In this figure, 10 is a CPU (Central Processing Unit), which controls the overall control of the motor 1.
Specifically, PWM, which is the voltage operation amount that drives the motor 1.
A command value is created and supplied to the drive control circuit 11. Also,
From the characteristics of the speed error of the motor 1, the CPU 10
Is identified, and the speed and position of the motor 1 are calculated and output using this parameter. The details of parameter identification will be described later. The CPU 10 has
A read-only memory (for example, ROM) in which a command program for performing these operations 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 are built-in. Has been done.

【0012】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に供給する。ゲ
ート駆動回路12は駆動制御回路11から供給される制
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SW1〜SW4のゲートを駆動する。スイッチン
グ素子SW1〜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に接続されている。
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. Supply to the circuit 12. The gate drive circuit 12 inputs the battery voltage boosted by the boost power supply circuit 13 based on the control value supplied from the drive control circuit 11, and drives the gates of the four switching elements SW1 to SW4 by the PWM method. The switching elements SW1 to SW4 are connected in an H-bridge type and constitute an H-bridge circuit 14 together with the four diodes D1 to D4 to control the switching of the current of the motor 1. The H bridge circuit 14 is connected to a battery 16 via a power relay 15.

【0013】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、PWM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。ここで、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 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 PWM is on, current flows through the route of battery 16 → switching element SW1 → motor 1 → switching element SW4 → shunt resistance Rs → GND, and when PWM is off, motor 1 → diode D3 → battery 16 →
GND → shunt resistance Rs → diode D2 → motor 1
The current flows through the path. Here, the drive characteristic (PWM drive characteristic) of the H bridge circuit 14 is as shown in FIG.
In the case of normal rotation, the duty ratio of the PWM command value is about 50%
When the duty ratio of the PWM command value exceeds about 50% in the case of reverse rotation, 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.

【0014】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。そして、この検出結果がCPU10と過電流
検出回路18に供給される。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は位置
センサであり、モータ1の位置を検出し、出力する。こ
の出力はCPU10に入力される。この位置センサ19
としては分解能の低いもので十分であり、むしろ価格の
低減を図るという意味から分解能の低い低価格なものが
好適である。
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. Then, the detection result is supplied to the CPU 10 and the overcurrent detection circuit 18. 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. A position sensor 19 detects the position of the motor 1 and outputs it. This output is input to the CPU 10. This position sensor 19
For this, a low-resolution one is sufficient, and a low-cost one with a low resolution is preferable in the sense of reducing the price.

【0015】図5は、モータ駆動装置6を機能的に示し
たブロック図である。この図において、電流制御部分1
00は、電流指令部21、電流偏差演算部22、PI制
御部23、電機子電流検出部24及びモータ駆動部25
とから成る。電流指令部21はモータ1に流す電流の指
令値を出力する。電流偏差演算部22は電流指令値とモ
ータ1の電機子巻線に流れる電機子電流(モータ電流)
Iとの偏差をとり、その偏差値eを出力する。PI制御
部23は電流偏差演算部22から出力される偏差値eを
入力し、この偏差値eに基づく出力指令値を出力する。
電機子電流検出部24はモータ1に流れるモータ電流I
を検出し、出力する。モータ駆動部25はPI制御部2
3の出力指令値に基づく電圧をモータ1に印加する。
FIG. 5 is a block diagram functionally showing the motor drive device 6. In this figure, the current control portion 1
00 is a current command unit 21, a current deviation calculation unit 22, a PI control unit 23, an armature current detection unit 24, and a motor drive unit 25.
It consists of and. The current command unit 21 outputs a command value of the current passed through the motor 1. The current deviation calculator 22 determines the current command value and the armature current (motor current) flowing through the armature winding of the motor 1.
The deviation from I is taken and the deviation value e is output. The PI controller 23 receives the deviation value e output from the current deviation calculator 22 and outputs an output command value based on the deviation value e.
The armature current detector 24 detects the motor current I flowing through the motor 1.
Is detected and output. The motor drive unit 25 is the PI control unit 2.
A voltage based on the output command value of 3 is applied to the motor 1.

【0016】モータ速度推定及びパラメータ同定部分1
10は、印加電圧推定部26、速度変換部27、減算部
28、モータパラメータ同定部29、モータ速度推定部
30及び積分部31を有して成る。印加電圧推定部26
はPI制御部22から出力される出力指令値に基づいて
モータ1に印加する電圧を計算し、その印加電圧Vを出
力する。速度変換部27は位置センサ20の出力を微分
してモータ速度ωに変換し、出力する。減算部28は速
度変換部27から出力されるモータ速度ωと計算上のモ
ータ速度ωesとの偏差をとり、その偏差値(ω−ωes
速度推定誤差)を出力する。
Motor speed estimation and parameter identification part 1
10 includes an applied voltage estimation unit 26, a speed conversion unit 27, a subtraction unit 28, a motor parameter identification unit 29, a motor speed estimation unit 30, and an integration unit 31. Applied voltage estimation unit 26
Calculates the voltage applied to the motor 1 based on the output command value output from the PI control unit 22, and outputs the applied voltage V. The speed conversion unit 27 differentiates the output of the position sensor 20 to convert it into a motor speed ω and outputs it. The subtraction unit 28 takes the deviation between the motor speed ω output from the speed conversion unit 27 and the calculated motor speed ω es, and the deviation value (ω−ω es :
Speed estimation error) is output.

【0017】モータパラメータ同定部29は、減算部2
8から出力される偏差値(ω−ωes)を入力し、この偏
差値(ω−ωes)に基づいてモータ1のパラメータであ
る電機子巻線抵抗Rと、誘起電圧定数Keを同定し、出
力する。ここで、モータ速度ωと計算上のモータ速度ω
esとの関係は以下のように示される。電流をI1、I2
変化させると、 ω1−ω1es−ωR=ω1−(ω1/X) ω2−ω2es−(I1/I2)・ωR=ω2−(ω2/X) 但し、ω1、ω2:電流I1、I2のときのモータ速度 ω1es、ω2es:電流I1、I2のときの計算上のモータ速
度 X:モータの誘起電圧定数Keと計算上の誘起電圧定数
Keとのずれ ωR:電流Iのときの電機子巻線抵抗Rのずれによる速
度のずれ 以上により、 Ke=Kees/X R=Res−(Ke・ωR・/I1) となり、モータ1のパラメータが同定される。
The motor parameter identification unit 29 is provided in the subtraction unit 2
The deviation value (ω−ω es ) output from 8 is input, and the armature winding resistance R, which is a parameter of the motor 1, and the induced voltage constant Ke are identified based on the deviation value (ω−ω es ). ,Output. Here, the motor speed ω and the calculated motor speed ω
The relationship with es is shown below. When the current is changed to I 1 and I 2 , ω 1 −ω 1es −ω R = ω 1 − (ω 1 / X) ω 2 −ω 2es − (I 1 / I 2 ) · ω R = ω 2 − (Ω 2 / X) where ω 1 and ω 2 are the motor speeds when the currents I 1 and I 2 are ω 1es and ω 2es are the calculated motor speeds when the currents I 1 and I 2 are X: induction of the motor. Deviation between voltage constant Ke and calculated induced voltage constant Ke ω R : Deviation of speed due to deviation of armature winding resistance R at current I From the above, Ke = Ke es / X R = R es − (Ke・ Ω R · / I 1 ) and the parameters of the motor 1 are identified.

【0018】図5において、モータ速度推定部30は電
機子電流検出部24から出力されるモータ電流Iと、印
加電圧推定部26から出力される推定印加電圧Vと、パ
ラメータ同定部29から出力される電機子巻線抵抗R及
び誘起電圧定数Keとを入力し、これらの値に基づいて
モータ速度ωesを計算し、出力する。ここで、モータ速
度ωは直流モータの定常状態の電気方程式から以下のよ
うに示される。 ω=(V−RI)/Ke 但し、R:モータ電機子巻線抵抗 Ke:誘起電圧定数
In FIG. 5, the motor speed estimating section 30 outputs the motor current I output from the armature current detecting section 24, the estimated applied voltage V output from the applied voltage estimating section 26, and the parameter identifying section 29. The armature winding resistance R and the induced voltage constant Ke are input, and the motor speed ω es is calculated based on these values and output. Here, the motor speed ω is expressed as follows from the steady-state electric equation of the DC motor. ω = (V-RI) / Ke where R: motor armature winding resistance Ke: induced voltage constant

【0019】図5において、積分部31はモータ速度ω
esを積分してモータ位置θesを求め、これを出力する。
この場合、モータ位置θesがパワーウィンドウ上昇の位
置情報として扱われる(図6参照)。モータ速度推定部
30と積分部31はモータ速度・位置推定手段120を
構成する。
In FIG. 5, the integrator 31 determines the motor speed ω
The motor position θ es is obtained by integrating es , and this is output.
In this case, the motor position θ es is treated as position information for raising the power window (see FIG. 6). The motor speed estimation unit 30 and the integration unit 31 form a motor speed / position estimation unit 120.

【0020】次に、モータパラメータ同定部29におけ
るモータ1のパラメータの導出の詳細について式を用い
て説明する。上述の如くモータ1のパラメータである電
機子巻線抵抗Rと誘起電圧定数Keは、 R=Res−(KeωR)/I1 Ke=Kees/x R:電機子巻線抵抗 Ke:誘起電圧定数 Res:計算上のR Kees:計算上のKe I1:電流 ωR:電流I1のときのずれによる速度誤差 x:KeとKeesとの誤差 で求められる。
Next, the details of the derivation of the parameters of the motor 1 in the motor parameter identification unit 29 will be described using equations. As described above, the armature winding resistance R and the induced voltage constant Ke, which are parameters of the motor 1, are R = R es − (Keω R ) / I 1 Ke = Ke es / x R: Armature winding resistance Ke: Induction Voltage constant R es : Calculated R Ke es : Calculated Ke I 1 : Current ω R : Velocity error due to deviation at current I 1 x: Calculated as an error between Ke and Ke es .

【0021】<考え方> R≠Res、Ke=Kees の場合の速度誤差は、 R≠Res、Ke=Kees の場合の速度誤差とR=Res
Ke=Keesの場合の速度誤差の和に近似できる。 R≠Res、Ke=Kees の場合、Rの誤差により生ず
る速度誤差は電流Iに比例する。 異なる電流I1,I2を流したときの速度誤差を求め、
一方のRの速度誤差分を電流を用いて表わすことで、未
知数を減らし、連立方程式がたてられる。
[0021] <concept> R ≠ R es, speed error in the case of Ke = Ke es is, R ≠ R es, speed error in the case of Ke = Ke es and R = R es,
It can be approximated to the sum of velocity errors when Ke = Ke es . When R ≠ R es and Ke = Ke es , the velocity error caused by the error in R is proportional to the current I. Velocity error is calculated when different currents I 1 and I 2 are flown,
By expressing the velocity error of R on the one hand by using the current, the unknowns are reduced and simultaneous equations are constructed.

【0022】<導出手順> (I)<考え方>の根拠となるものを示す。 (II)<考え方>の根拠となるものを示す。 (III)<考え方>を数式で表現し、パラメータを導出
する。 <導出> ω1、ω2:電流I1、I2のモータ速度 ω1es、ω2es:電流I1、I2の計算上のモータ速度 x:モータKeと計算上のKeesとの比 ωR:電流I1のときのRのずれによる速度のずれ
<Derivation procedure> (I) The following is the basis for <Concept>. (II) The following shows the basis of <Concept>. (III) <Concept> is expressed by a mathematical formula and parameters are derived. <Derivation> ω 1 , ω 2 : Motor speed of currents I 1 and I 2 ω 1es , ω 2es : Calculated motor speed of currents I 1 and I 2 x: Ratio of motor Ke and calculated Ke es ω R : Deviation of speed due to deviation of R at current I 1

【0023】 (I) RとRes、KeとKeesの関係 速度誤差 (1)R≠Res、Ke≠Kees ω−ωes (2)R≠Res、Ke=Kees ω−ωRes (3)R=Res、Ke≠Kees ω−ωKes (1)≒(2)+(3)が成り立つことを以下に示す。 (1) ω-ωes=ω-(V-ResI)/Kees Res=yR、Kees=xKeとする。 ω-ωes=ω-(V-yRI)/xKe (2)+(3) ω-ωRes+ω-ωKes =ω-((V-yRI)/Ke)+((V-RI)/Ke)-((V-RI)/xKe) =ω-((V-yRI)/Ke)+((xy-x-y+1)RI/xKe) =ω-((V-yRI)/xKe)+((x-1)(y-1)RI/xKe)(I) Relationship between R and R es , Ke and Ke es Velocity error (1) R ≠ R es , Ke ≠ Ke es ω−ω es (2) R ≠ R es , Ke = Ke es ω−ω It is shown below that Res (3) R = R es and Ke ≠ Ke es ω−ω Kes (1) ≈ (2) + (3). (1) Let ω-ω es = ω- (VR es I) / Ke es R es = yR and Ke es = xKe. ω-ω es = ω- (V-yRI) / xKe (2) + (3) ω-ω Res + ω-ω Kes = ω-((V-yRI) / Ke) + ((V-RI) / Ke)-((V-RI) / xKe) = ω-((V-yRI) / Ke) + ((xy-x-y + 1) RI / xKe) = ω-((V-yRI) / xKe ) + ((x-1) (y-1) RI / xKe)

【0024】ここで、yと(x-1)(y-1)を比較する。0.5≦
x≦1.5、0.5≦y≦1.5とした結果を図7に示す。この図
における一点鎖線内では、yと(x-1)(y-1)はオーダが1
桁以上小さいことから、(x-1)(y-1)RI/xKeを無視でき
る。 ω-ωRes+ω-ωKes≒ω-((V-yRI)/xKe) すなわち、 ω−ωes≒ω−ωRes+ω−ωKes が成り立つ。
Here, y is compared with (x-1) (y-1). 0.5 ≦
The results when x ≦ 1.5 and 0.5 ≦ y ≦ 1.5 are shown in FIG. In the alternate long and short dash line in this figure, y and (x-1) (y-1) have order 1
Since it is smaller than a digit, (x-1) (y-1) RI / xKe can be ignored. ω-ω Res + ω-ω Kes ≈ ω-((V-yRI) / xK e ). That is, ω−ω es ≈ω−ω Res + ω−ω Kes .

【0025】ここで、図8及び図9にシュミレーション
結果を示す。この場合、図8は、R=0.738、Ke
=0.0167で、±10% R、Keをそれぞれ変え
たときの結果であり、図9は、R=0.738、Ke=
0.0167で、±10% R、Keを共に変えたとき
の結果である。図8と図9より、R=0.8118、K
e=0.01837のときのω−ωesは、R=0.81
18、Ke=0.0167とR=0.738、Ke=0.
01837におけるω−ωesを加えた値に略等しくな
る。なお、図7の一点鎖線内での値が±50%以上に急
激に変化することが殆どないが、必要であれば、計算結
果が一点鎖線内であるか否かを調べる機能を設けてもよ
い。
Here, the simulation results are shown in FIGS. In this case, FIG. 8 shows that R = 0.738, Ke
= 0.0167 and ± 10% when R and Ke are changed, respectively, and FIG. 9 shows R = 0.738 and Ke =
0.0167 is the result when both ± 10% R and Ke are changed. From FIG. 8 and FIG. 9, R = 0.8118, K
ω−ω es when e = 0.01837 is R = 0.81.
18, Ke = 0.167 and R = 0.738, Ke = 0.
It becomes substantially equal to the value obtained by adding ω-ω es in 01837. The value within the alternate long and short dash line in FIG. 7 rarely changes to ± 50% or more, but if necessary, a function for checking whether or not the calculation result is within the alternate long and short dash line may be provided. Good.

【0026】(II) R≠Res、Ke=Keesのとき ω-ωes=(V-RI)/Ke-(V-ResI)/Ke =(Res-R)I/Ke すなわち、R≠Res、Ke=Keesのときω−ωesは電流
Iに比例する。ここで、図10にシュミレーション結果
を示す。この図に示すように、ω−ωes(=△ω)は電
流Iに比例しているのがわかる。
(II) When R ≠ R es and K e = Ke es , ω-ω es = (V-RI) / K e- (VR es I) / K e = (R es -R) I / K e namely, R ≠ R es, ω- ω es when Ke = Ke es is proportional to the current I. Here, a simulation result is shown in FIG. As shown in this figure, it can be seen that ω−ω es (= Δω) is proportional to the current I.

【0027】(III) R≠Res、Ke≠Keesのとき ω-ωes=(V-RI)/Ke-(V-ResI)/Kees ここで、Ke=Kees/x とする。 ω-ωes=(1-1/x)ω …(1) (I)の結果より ω-ωes=ω-ωRes+ω-ωKes ここで、 ω-ωResR ω-ωKesK とする。 ω-ωesRK ω-ωesRK …(2) (1)式、(2)式より ω-ωesR=(1-1/x)ω …(3) (3)式、(II)の結果より ω11esR=(1-1/x)ω1 (電流I1のとき) ω22es-I2ω2/I1=(1-1/x)ω2 (電流I2のとき) が成り立つ。 これを解くと、 R=Res−(KeωR/I1) Ke=Kees/x が導出される。このように、パラメータが変化したとき
のそれぞれにおける速度誤差の特徴と、減算部28から
出力される推定速度誤差ω−ωesとに基づいてパラメー
タを同定する。同定されたパラメータに基づいてモータ
速度及び位置が推定される。
[0027] (III) R ≠ R es, ω-ω es = (V-RI) when Ke ≠ Ke es / Ke- (VR es I) / Ke es here, and Ke = Ke es / x. ω-ω es = (1-1 / x) ω… (1) From the result of (I) ω-ω es = ω-ω Res + ω-ω Kes where, ω-ω Res = ω R ω-ω Set Kes = ω K. ω-ω es = ω R + ω K ω-ω esR = ω K ... (2) From equations (1) and (2), ω-ω esR = (1-1 / x) ω (3) From the results of Eq. (3) and (II), ω 11esR = (1-1 / x) ω 1 (when the current is I 1 ) ω 22es -I 2 ω 2 / I 1 = (1-1 / x) ω 2 (when the current is I 2 ) holds. Solving this, R = R es - (Keω R / I 1) Ke = Ke es / x is derived. In this way, the parameter is identified based on the characteristic of the speed error when the parameter changes and the estimated speed error ω−ω es output from the subtraction unit 28. Motor speed and position are estimated based on the identified parameters.

【0028】なお、上記実施例では、パワーウィンドウ
装置に適用した場合であったが、その他、モータによっ
て特定部分を可動させる装置、例えば電動駆動式のアン
テナ、サンルーフ、ムーンルーフ及びパワーシート等に
も勿論適用することができる。また、その他、車上用に
限らず電動駆動装置にも適用することができる。
Although the above embodiment is applied to the power window device, it may be applied to other devices such as an electrically driven antenna, a sunroof, a moonroof and a power seat, which move a specific portion by a motor. Of course, it can be applied. In addition, the invention can be applied not only to an on-vehicle device but also to an electric drive device.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、モータの推定速度誤差
と、各パラメータ(電機子巻線抵抗R、誘起電圧定数K
e)が変化したときのそれぞれにおける速度誤差の特徴
とから各パラメータを同定するようにしたので、信頼性
の高いパラメータを同定することができる。また、同定
したパラメータを用いてモータの速度及び位置を計算す
ることにより、低分解能のモータ位置検出手段(位置セ
ンサ19)でも高い精度で速度及び位置を推定すること
ができ、また、価格の低減を図ることができる。また、
速度の推定に必要なモータ印加電圧をモータへの出力指
令に基づいて算出するので、モータ電圧を検出する回路
が不要になり、価格の低減を図ることができる。
According to the present invention, the estimated speed error of the motor and each parameter (armature winding resistance R, induced voltage constant K
Since each parameter is identified based on the characteristics of the velocity error when e ) changes, a highly reliable parameter can be identified. Further, by calculating the speed and position of the motor using the identified parameters, the speed and position can be estimated with high accuracy even by the low-resolution motor position detecting means (position sensor 19), and the cost can be reduced. Can be achieved. Also,
Since the motor applied voltage required for speed estimation is calculated based on the output command to the motor, a circuit for detecting the motor voltage is not required, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るモータ速度・位置推定
装置を適用したパワーウィンドウ装置の全体構成図であ
る。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power window device to which a motor speed / position estimation device according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】同実施例のパワーウィンドウ装置のブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram of the power window device according to the embodiment.

【図3】同実施例のパワーウィンドウ装置のモータ駆動
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining motor driving of the power window device according to the embodiment.

【図4】同実施例のパワーウィンドウ装置の駆動特性図
である。
FIG. 4 is a drive characteristic diagram of the power window device according to the embodiment.

【図5】同実施例のパワーウィンドウ装置の機能ブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a functional block diagram of the power window device according to the embodiment.

【図6】同実施例のパワーウィンドウ装置の出力結果を
説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an output result of the power window device according to the embodiment.

【図7】同実施例のパワーウィンドウ装置のパラメータ
導出を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining derivation of parameters of the power window device according to the embodiment.

【図8】同実施例のパワーウィンドウ装置のパラメータ
導出を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining derivation of parameters of the power window device according to the embodiment.

【図9】同実施例のパワーウィンドウ装置のパラメータ
導出を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining derivation of parameters of the power window device according to the embodiment.

【図10】同実施例のパワーウィンドウ装置のパラメー
タ導出を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining derivation of parameters of the power window device according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

19 位置センサ(モータ位置検出手段) 26 印加電圧推定部(印加電圧推定手段) 27 速度変換部(速度変換手段) 28 減算部(比較手段) 29 モータパラメータ同定部(モータパラメータ同定
手段) 30 モータ速度推定部(モータ速度推定手段) 120 モータ速度・位置推定手段
19 Position Sensor (Motor Position Detection Means) 26 Applied Voltage Estimator (Applied Voltage Estimator) 27 Speed Converter (Speed Converter) 28 Subtractor (Comparison Means) 29 Motor Parameter Identification (Motor Parameter Identification Means) 30 Motor Speed Estimating unit (motor speed estimating means) 120 Motor speed / position estimating means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 3/12 306 S 9179−3H H02P 5/06 X 4238−5H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G05D 3/12 306 S 9179-3H H02P 5/06 X 4238-5H

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの位置を検出するモータ位置検出
手段と、 モータ駆動手段に与えられる出力指令値に基づいてモー
タに印加する電圧を計算する印加電圧推定手段と、 モータのパラメータである電機子巻線抵抗及び誘起電圧
定数、モータ印加電圧及びモータ電流に基づいてモータ
の速度を推定するモータ速度推定手段と、 前記モータ位置検出手段によって検出されたモータの位
置を速度に変換する速度変換手段と、 モータ速度推定手段から出力される推定速度と前記速度
変換手段から出力されるモータ速度とを比較して推定速
度誤差を出力する比較手段と、 前記各パラメータが変化したときのそれぞれにおける速
度誤差の特徴と前記比較手段から出力される推定速度誤
差とに基づいて前記モータの各パラメータを同定するモ
ータパラメータ同定手段と、 を備えたことを特徴とするモータ速度・位置推定装置。
1. A motor position detecting means for detecting a position of a motor, an applied voltage estimating means for calculating a voltage applied to the motor based on an output command value given to the motor driving means, and an armature which is a parameter of the motor. A motor speed estimating means for estimating a motor speed based on a winding resistance and an induced voltage constant, a motor applied voltage and a motor current; and a speed converting means for converting a motor position detected by the motor position detecting means into a speed. Comparing means for comparing the estimated speed output from the motor speed estimating means with the motor speed output from the speed converting means to output an estimated speed error, and comparing the speed error of each of the parameters when the parameters change. A motor parameter for identifying each parameter of the motor based on the characteristics and the estimated speed error output from the comparison means. Motor speed and position estimation device characterized by comprising: a data identification means.
【請求項2】 前記モータパラメータ同定手段により同
定された前記各パラメータに基づいてモータ速度及び位
置を推定するモータ速度・位置推定手段を有することを
特徴とする請求項1記載のモータ速度・位置推定装置。
2. The motor speed / position estimation means according to claim 1, further comprising a motor speed / position estimation means for estimating a motor speed and position based on each of the parameters identified by said motor parameter identification means. apparatus.
【請求項3】 前記モータパラメータ同定手段は、モー
タの電機子巻線抵抗による推定速度誤差がモータ電流に
比例することに基づいて前記各パラメータを同定するこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2いずれかの項記載
のモータ速度・位置推定装置。
3. The motor parameter identifying means identifies each of the parameters based on an estimated speed error due to the armature winding resistance of the motor being proportional to the motor current. 2. The motor speed / position estimation device according to any one of items.
JP5229124A 1993-09-14 1993-09-14 Estimation apparatus of speed and position of motor Pending JPH0787771A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5229124A JPH0787771A (en) 1993-09-14 1993-09-14 Estimation apparatus of speed and position of motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5229124A JPH0787771A (en) 1993-09-14 1993-09-14 Estimation apparatus of speed and position of motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0787771A true JPH0787771A (en) 1995-03-31

Family

ID=16887130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5229124A Pending JPH0787771A (en) 1993-09-14 1993-09-14 Estimation apparatus of speed and position of motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0787771A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084189A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Toshiba Elevator Co Ltd Door controlling device for elevator
JP2008154313A (en) * 2006-12-14 2008-07-03 Samsung Electronics Co Ltd Controller of electric motor, and washing machine equipped with the same
EP1953056A2 (en) 2007-01-31 2008-08-06 Hitachi, Ltd. Vehicle driving system
JP2012029358A (en) * 2010-07-20 2012-02-09 Jtekt Corp Motor controller
US8203293B2 (en) 2009-08-06 2012-06-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Motor drive apparatus and motor drive method
US8264280B2 (en) 2008-07-17 2012-09-11 Renesas Electronics Corporation Load driving circuit
JP2014163272A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Keihin Corp Fuel supply device for internal combustion engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61132091A (en) * 1984-11-30 1986-06-19 Furukawa Electric Co Ltd:The Rotating speed detecting method for dc motor having field of permanent magnet

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61132091A (en) * 1984-11-30 1986-06-19 Furukawa Electric Co Ltd:The Rotating speed detecting method for dc motor having field of permanent magnet

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007084189A (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Toshiba Elevator Co Ltd Door controlling device for elevator
JP2008154313A (en) * 2006-12-14 2008-07-03 Samsung Electronics Co Ltd Controller of electric motor, and washing machine equipped with the same
EP1953056A2 (en) 2007-01-31 2008-08-06 Hitachi, Ltd. Vehicle driving system
EP1953056A3 (en) * 2007-01-31 2011-04-06 Hitachi, Ltd. Vehicle driving system
US8264280B2 (en) 2008-07-17 2012-09-11 Renesas Electronics Corporation Load driving circuit
US8203293B2 (en) 2009-08-06 2012-06-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Motor drive apparatus and motor drive method
JP2012029358A (en) * 2010-07-20 2012-02-09 Jtekt Corp Motor controller
JP2014163272A (en) * 2013-02-25 2014-09-08 Keihin Corp Fuel supply device for internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2835906B1 (en) Motor control device and electric power steering device equipped with same
US6112156A (en) Apparatus and method for detecting abnormality of motor
US6978213B2 (en) Voltage conversion system and method and recording medium
US8901863B2 (en) Motor control device
US7385365B2 (en) Method for the detection of abnormalities of electric motors
JPH09172791A (en) Failure detection device for a.c. motor control circuit
CN104052344A (en) Rotating electric machine control device and electric power steering apparatus
JP2760267B2 (en) Motor drive
US10566925B2 (en) Motor control device
JPH0787771A (en) Estimation apparatus of speed and position of motor
JP4371844B2 (en) Brushless motor drive device
US11177753B2 (en) Electric machine control system and control method thereof
JP2003324985A (en) Motor controller
US8760104B2 (en) Determining average current drawn by a motor
US20170346423A1 (en) Current capability limiting of dc machines
JP2005045974A (en) Brushless motor drive
JPH0787770A (en) Motor driving gear
JP2001128482A (en) Method and device for detecting abnormality of dc commutatorless motor
JP3041165B2 (en) Motor protection device
JPH08126379A (en) Driver and control method for dc brushless motor
JPH04299096A (en) Elevator door controller
US12081159B2 (en) Observer-based ripple detection for speed and position measurement for brushed direct current motors
JP3489467B2 (en) Motor control device and gain adjustment method thereof
JP7287310B2 (en) Electric motor control device and control method
JP2000050677A (en) Position sensorless control equipment for permanent magnet type synchronous motor