JPH09149654A - Ac controller of motor - Google Patents
Ac controller of motorInfo
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- JPH09149654A JPH09149654A JP7302677A JP30267795A JPH09149654A JP H09149654 A JPH09149654 A JP H09149654A JP 7302677 A JP7302677 A JP 7302677A JP 30267795 A JP30267795 A JP 30267795A JP H09149654 A JPH09149654 A JP H09149654A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、正弦波形をパルス
幅変調した被変調信号に基づいて、直流電力を交流電力
に変換し、該交流電力を電動機に供給する電動機の交流
制御装置に関し、特に被変調信号を高周波化する技術に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC control device for an electric motor, which converts DC power into AC power based on a modulated signal obtained by pulse width modulating a sine waveform and supplies the AC power to the motor. The present invention relates to a technique for increasing the frequency of a modulated signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、交流電流の一周期を一定のセ
グメントに分割し、この各セグメント毎の通電時間比を
負荷に応じて設定するようなPWM(パルス幅変調)方
式を採用している電動機の交流制御装置が知られている
(特開平6−296395号公報参照)。2. Description of the Related Art Conventionally, a PWM (Pulse Width Modulation) method has been adopted in which one cycle of an alternating current is divided into constant segments and the energization time ratio of each segment is set according to the load. An AC control device for an electric motor is known (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-296395).
【0003】この装置の動作を図7に基づいて説明す
る。時間t1 、t2 は、夫々、各セグメントSM1〜8
で通電が行われるオン時間、遮断されるオフ時間であ
り、時間t1 ,t2 の比が分割した各セグメント毎の通
電時間比である。この通電時間比が負荷によって調整さ
れ、電動機に供給される交流電力が制御される。The operation of this device will be described with reference to FIG. Times t 1 and t 2 are respectively for the segments SM1 to SM8.
Is an on-time for energization and an off-time for interruption, and is a ratio of energization time for each segment obtained by dividing the ratio of times t 1 and t 2 . This energization time ratio is adjusted by the load, and the AC power supplied to the electric motor is controlled.
【0004】かかるデジタルであるPWM方式の装置で
は、厳密な周波数の設定やアクセル値を忠実に反映させ
た実効電圧を得るという点では極めて優れているが、電
動機を静粛に運転するために可聴周波数を越えた高周波
のキャリア波を実現するとなると速度の点で限界があ
る。人間の耳は、低周波の音は聞こえないが、同様に周
波数の高い音も聞こえにくくなる。そこでPWM方式の
欠点であるパルス状の電流の細切れによって必然的に発
生する高調波のために電磁騒音が発生するのを、いっそ
のこと人間の耳では聞き取れない高周波の方向に逃げて
対策しようというものである。前記電磁騒音は、電動機
の内部で界磁コイルなどが細切れの電流の影響を受けて
変形し、振動するのが原因となって発生するものであ
る。理想的にはきれいなサインカーブの交流電力が得ら
れればこのような問題は発生しないのであるが、直流電
流を細かく区切ることによってあたかも実効値として交
流電力を得ると言うPWM方式では避けて通れない問題
である。電動機の内部でもキャリア波の周波数を高める
ことによって歪量が小さくなり、可聴周波数を越えるば
かりでなく、音源も小さくなるという効果がある。現時
点でのこの分野のターゲットは15〜20KHz というのが
業界一般の水準である。The digital PWM type device is extremely excellent in that it can obtain an effective voltage that faithfully reflects the setting of the frequency and the accelerator value, but the audible frequency in order to operate the motor quietly. There is a limit in terms of speed when it comes to realizing a high-frequency carrier wave that exceeds. The human ear cannot hear low-frequency sounds, but it is also difficult to hear high-frequency sounds. Therefore, electromagnetic noise is generated due to harmonics that are inevitably generated due to the pulse-like current fragmentation, which is a drawback of the PWM method. It is a thing. The electromagnetic noise is generated because the field coil or the like is deformed and vibrates inside the electric motor under the influence of a chopped current. Ideally, such a problem will not occur if AC power with a clean sine curve is obtained, but a problem that can not be avoided by the PWM method that AC power is obtained as an effective value by dividing the DC current into smaller sections. Is. By increasing the frequency of the carrier wave inside the electric motor, the amount of distortion is reduced, and not only the audible frequency is exceeded, but also the sound source is reduced. At present, the target in this field is 15 to 20 kHz, which is the standard level in the industry.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来ではC
PUを駆動するのに8MHz のクロックを採用して、実
現できたキャリア波の周波数は約2KHz である。20K
Hz のキャリア波を得るためには80MHz のクロックを
採用すれば計算上は可能かも知れないが、自動車上でノ
イズや不安定な電源、過酷な耐候性、振動やダストのこ
とを考え合わせると、定置式のコンピュータでも実現困
難な80MHz のクロックは現時点では実現できない。こ
のようにデジタルPWMといわれるCPUを備えた方式
では、正確な周波数と厳密な実効電圧の制御には抜群の
威力を発揮するものの、キャリア波の高周波化による低
騒音化には限界がある。高周波化されたキャリア波はア
ナログPWMで実現しているのが普通であるが、これ
も、正確な周波数や実効電圧を得ることが必要な電気自
動車の制御には不向きである。By the way, in the prior art, C
The frequency of the carrier wave that can be realized by using the clock of 8 MHz to drive the PU is about 2 kHz. 20K
It may be possible to calculate it by adopting a clock of 80 MHz to obtain the carrier wave of Hz, but considering noise, unstable power supply, severe weather resistance, vibration and dust on the car, The 80MHz clock, which is difficult to realize with a stationary computer, cannot be realized at this time. As described above, the method provided with a CPU called digital PWM exerts an outstanding power in controlling an accurate frequency and a strict effective voltage, but has a limitation in reducing noise by increasing the frequency of a carrier wave. The higher frequency carrier wave is usually realized by analog PWM, but this is also unsuitable for control of an electric vehicle that requires accurate frequency and effective voltage.
【0006】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、PWM信号の高周波化により電動機の電
磁騒音を低減することが可能な電動機の交流制御装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to provide an AC control device for an electric motor capable of reducing electromagnetic noise of the electric motor by increasing the frequency of a PWM signal. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明にかかる装置は、正弦波形をパルス幅変調した被変調
信号に基づいて、直流電力を交流電力に変換し、該交流
電力を電動機に供給する電動機の交流制御装置におい
て、前記電動機に供給する交流電力の周波数と出力電圧
とを演算し、演算された周波数と出力電圧とに基づい
て、第1の被変調信号生成用のデータを演算するデータ
演算手段と、該データ演算手段により演算された第1の
被変調信号用のデータに基づいて、正弦波形をパルス幅
変調した第1の被変調信号を生成する第1の被変調信号
生成手段と、生成された該第1の被変調信号を、電動機
に供給される交流電力波形に近似した波形のアナログ信
号に変換するアナログ信号変換手段と、可聴範囲を越え
る所定周波数の変調信号を発生する変調信号発生手段
と、発生した変調信号により前記アナログ信号のパルス
幅変調を行い、パルス幅変調された交流電力変換用の第
2の被変調信号を生成する第2の被変調信号生成手段
と、を備え、該第2の被変調信号に基づいて、直流電力
を交流電力に変換し、該交流電力を電動機に供給するよ
うにした。Therefore, the apparatus according to the invention of claim 1 converts DC power into AC power based on a modulated signal in which a sine waveform is pulse-width modulated, and the AC power is converted into an electric motor. In the AC control device for the electric motor to be supplied to the motor, the frequency of the AC power supplied to the electric motor and the output voltage are calculated, and based on the calculated frequency and the output voltage, the data for generating the first modulated signal is generated. A first modulated signal for generating a first modulated signal in which the sine waveform is pulse-width modulated based on the data for calculating the data and the data for the first modulated signal calculated by the data calculating means. Generating means, analog signal converting means for converting the generated first modulated signal into an analog signal having a waveform similar to the AC power waveform supplied to the electric motor, and a modulation signal having a predetermined frequency exceeding the audible range. And a pulse width modulation of the analog signal by the generated modulation signal to generate a pulse width modulated second modulated signal for AC power conversion. And a means for converting the DC power into AC power based on the second modulated signal and supplying the AC power to the electric motor.
【0008】かかる構成によれば、第1の被変調信号生
成手段により生成された第1の被変調信号が可聴範囲の
周波数であっても、アナログ信号変換手段により該第1
の被変調信号がアナログ信号に変換され、変調信号発生
手段により可聴範囲を越える所定周波数の変調信号に基
づいて、再度、第2の被変調信号が生成されるので、第
2の被変調信号は高周波化するので、人間の耳に聞こえ
るような電磁騒音がなくなる。According to this structure, even if the first modulated signal generated by the first modulated signal generating means has a frequency in the audible range, the analog signal converting means generates the first modulated signal.
The modulated signal of is converted into an analog signal, and the second modulated signal is generated again by the modulated signal generating means based on the modulated signal of the predetermined frequency exceeding the audible range. Therefore, the second modulated signal is Since the frequency becomes high, there is no electromagnetic noise that can be heard by the human ear.
【0009】請求項2の発明にかかる装置では、前記デ
ータ演算手段と第1の被変調信号生成手段との間に、書
き込み・読み出し可能な複数の記憶手段を備える一方、
データ演算手段は、第1の被変調信号生成手段による読
み出しが行われていない記憶手段にデータを書き込み、
第1の被変調信号生成手段は、データ演算手段により書
き込みが行われていない記憶手段からデータの読み出し
を行うように構成されている。According to a second aspect of the present invention, while a plurality of writable / readable storage means are provided between the data operation means and the first modulated signal generation means,
The data calculation means writes the data to the storage means that has not been read by the first modulated signal generation means,
The first modulated signal generation means is configured to read data from the storage means which has not been written by the data calculation means.
【0010】かかる構成によれば、データ量が多くて
も、第1の被変調信号は一刻も休止することなく続けて
出力される。請求項3の発明にかかる装置では、前記デ
ータ演算手段は、第1の被変調信号生成に必要なデータ
を、パルス幅変調を行う正弦波の所定単位角度毎に区切
り、連続して前記第1の被変調信号生成手段に伝達する
ように構成されている。According to this structure, the first modulated signal is continuously output without any pause even if the data amount is large. In the apparatus according to the third aspect of the present invention, the data calculation means divides the data necessary for generating the first modulated signal into predetermined unit angles of a sine wave for pulse width modulation, and continuously divides the first data. Of the modulated signal generating means.
【0011】かかる構成によれば、第1の被変調信号生
成手段には、パルス幅変調を行う正弦波の所定単位角度
毎に区切られたデータが連続して伝達されるので、第1
の被変調信号生成手段では、所定単位角度毎に第1の被
変調信号の生成だけが行われ、処理の高速化が可能とな
る。請求項4の発明にかかる装置では、前記アナログ信
号変換手段は、電動機と相似形の負荷を有する仮想負荷
回路を備え、第1の被変調信号に基づいて前記仮想負荷
回路に通電することにより、第1の被変調信号を、電動
機に供給される交流電力波形に近似した波形のアナログ
信号に変換するように構成されている。According to this structure, the first modulated signal generating means continuously transmits the data divided by the predetermined unit angle of the sine wave for pulse width modulation.
In the modulated signal generating means, the first modulated signal is only generated for each predetermined unit angle, and the processing speed can be increased. In the device according to the invention of claim 4, the analog signal conversion means includes a virtual load circuit having a load similar in shape to the electric motor, and the virtual load circuit is energized based on the first modulated signal, The first modulated signal is configured to be converted into an analog signal having a waveform similar to the AC power waveform supplied to the electric motor.
【0012】かかる構成によれば、第1の被変調信号か
ら、交流電力波形に近似した波形のアナログ電圧信号が
得られる。According to this structure, an analog voltage signal having a waveform similar to the AC power waveform can be obtained from the first modulated signal.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図6に基づいて説明する。まず、本発明の実施の形態
では、電動機の低騒音化を図るため、以下の点について
考察する。 (1)PWM信号の高周波化 (2)データ処理の高速化 まず、この(1)及び(2)について説明する。 (1)PWM信号の高周波化について 高周波のPWM信号を生成するため、CPUを備えたデ
ジタル回路でその周波数と出力電圧とを決定し、キャリ
ア波によってPWM信号を生成し、これを実際の負荷と
相似形の仮想負荷回路に通電してアナログ電圧信号を生
成し、このアナログ信号を、可聴範囲を越える高周波の
キャリア波を使用してアナログ処理を実行する。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. First, in the embodiment of the present invention, the following points will be considered in order to reduce the noise of the electric motor. (1) Higher frequency of PWM signal (2) Higher speed of data processing First, (1) and (2) will be described. (1) Increasing frequency of PWM signal In order to generate a high frequency PWM signal, its frequency and output voltage are determined by a digital circuit equipped with a CPU, a PWM signal is generated by a carrier wave, and this is used as an actual load. The analog load signal is energized to generate an analog voltage signal, and the analog signal is analog-processed by using a high-frequency carrier wave exceeding the audible range.
【0014】このキャリア波を高周波化しようとすれば
デジタル方式よりもアナログ方式の方が好都合な場合が
多い。いくらか精度を犠牲にしても装置のコストを低減
し、かつ高周波化を達成するには、PWM信号生成回路
を前段と後段とに分け、前段を、CPUを利用したデジ
タル回路で構成し、後段を高周波化の容易なアナログ回
路で構成するとよい。In order to increase the frequency of this carrier wave, the analog method is often more convenient than the digital method. In order to reduce the cost of the device and achieve higher frequencies even if the accuracy is sacrificed, the PWM signal generation circuit is divided into a front stage and a rear stage, and the front stage is configured by a digital circuit using a CPU, and the rear stage is It is preferable to use an analog circuit that facilitates higher frequencies.
【0015】デジタル信号を扱う制御コンピュータで
は、2KHz 程度のキャリア波の生成を実現することが
できる。尚、前述のように、キャリア波とは、アナログ
信号をパルス幅変調するための変調信号である。この方
法で、実際の三相誘導電動機と等価な、又は目的とする
信号電圧を得るためには、仮想負荷回路を考えると好都
合である。A control computer handling a digital signal can realize the generation of a carrier wave of about 2 kHz. As described above, the carrier wave is a modulation signal for pulse-width modulating an analog signal. In this way, it is convenient to consider a virtual load circuit in order to obtain a signal voltage equivalent to or intended for an actual three-phase induction motor.
【0016】仮想負荷回路の抵抗値はリアクタンスとイ
ンダクタンスとの和となるから、通電電流と両端に発生
する電圧の関係は、次式によって得られる。 電圧=抵抗×電流 ・・・・・・・・・・・・・・・・(1) この式(1)から分かるように、PWM信号に基づいて
通電された電流をアナログの電圧信号に変換することが
できる。Since the resistance value of the virtual load circuit is the sum of the reactance and the inductance, the relationship between the energizing current and the voltage generated at both ends is obtained by the following equation. Voltage = Resistance x Current (1) As can be seen from this equation (1), the current supplied based on the PWM signal is converted into an analog voltage signal. can do.
【0017】このPWM信号の周期と実効電圧とはCP
Uによって管理されているのでデジタル方式そのものの
精度を有している。後段のアナログ回路はこの信号を入
力信号として、可聴周波数を越える三角波又は鋸波であ
るキャリア波とをコンパレータにかけ、信号波がキャリ
ア波のレベルを上回ったときには電力制御半導体を導通
状態にし、逆にキャリア波のレベルが信号波のレベルを
上回っている時には遮断状態にする。The period of this PWM signal and the effective voltage are CP
Since it is controlled by U, it has the accuracy of the digital system itself. The analog circuit in the latter stage uses this signal as an input signal and applies a carrier wave, which is a triangular wave or a sawtooth wave exceeding the audible frequency, to the comparator, and when the signal wave exceeds the level of the carrier wave, the power control semiconductor is turned on, and vice versa. When the level of the carrier wave exceeds the level of the signal wave, the cutoff state is set.
【0018】このように構成すると前段は開発済みの技
術を利用でき、後段のみの開発で済む。高度技術の必要
なデジタル回路での高周波化を避け、高周波化されたP
WMを低価格で実現するのに好適である。 (2)演算処理の高速化 演算処理を高速化するため、例えば2つのCPUを備
え、一方のCPUで自動車各部の信号量のサンプリング
と演算とを行ってから、必要な出力の諸元を計算して次
処理用のブロックに伝達し、もう一方のCPUで前ブロ
ックから伝達された諸元の出力を実行する。With this structure, the technology already developed can be used in the former stage, and only the latter stage can be developed. High-frequency P is used to avoid high-frequency in digital circuits that require high technology
It is suitable for realizing the WM at a low price. (2) Acceleration of arithmetic processing In order to accelerate the arithmetic processing, for example, two CPUs are provided, one CPU performs sampling and arithmetic of the signal amount of each part of the automobile, and then calculates necessary output specifications. Then, the data is transmitted to the block for the next processing, and the other CPU executes the output of the specifications transmitted from the previous block.
【0019】モータの回転速度やアクセルの踏み込み量
など数多くの信号をサンプリングしてから、データと突
合せながら演算し、出力すべき周波数と電圧値を決定
し、それに基づいてキック信号を発生し、最後は制御さ
れた矩形波信号を出力するが、これらを一個のCPUに
よって実行するとなると、膨大な負荷によって必要な速
度のキャリア波を実現できない。A large number of signals such as the rotation speed of the motor and the amount of depression of the accelerator are sampled, and then the calculation is performed while collating with the data to determine the frequency and voltage value to be output, and the kick signal is generated based on the determined frequency and voltage values. Outputs a controlled rectangular wave signal, but if these are executed by one CPU, a carrier wave of a required speed cannot be realized due to an enormous load.
【0020】上記の処理で、前半の「出力すべき周波数
と電圧値を決定」するまでの処理は非常に複雑ではある
が、許容される時間が約100ms 程度と比較的緩慢なので
あるが、キャリア波を高周波化する上でCPUの負荷が
最も大きくなるのは、後半の「制御された矩形波信号を
出力する」部分である。そこで、処理を直列方向に分割
し、前半と後半にそれぞれ専門のCPUを設け、前段の
CPUは、必要なデータを後半のCPUに渡し、渡した
後は、先頭の処理にかえってデータのサンプリングから
繰り返す。後段を担当するCPUは、データのサンプリ
ングや演算などの諸々の処理を行わず、ただひたすら
に、前段のCPUから与えられたデータによって、制御
された矩形波を出力する。In the above process, the process up to "determining the frequency and voltage value to be output" in the first half is very complicated, but the allowable time is about 100 ms, which is relatively slow. When the frequency of the wave is increased, the load on the CPU becomes the largest in the latter part of "outputting a controlled rectangular wave signal". Therefore, the processing is divided in the serial direction, and specialized CPUs are provided in the first half and the second half respectively. The CPU in the first stage passes the necessary data to the CPU in the second half, and after passing the data, instead of sampling the data instead of the first process. repeat. The CPU in charge of the latter stage does not perform various processes such as data sampling and calculation, and simply outputs a rectangular wave controlled by the data given from the preceding CPU.
【0021】このように構成すればデジタルPWMであ
りながら、通常実現性のあるクロックを用いて相当高周
波のキャリア波を実現することが可能となる。また、複
数の電動機をもつ電気自動車に適用するには、後段のC
PUブロックを並列的に増設すれば、それぞれの電動機
の回転速度や発生トルクなどを個別に制御できることも
可能となる。さらに高度な処理を必要とするときには、
処理の流れを三分割して前、中、後のように、三個のC
PUによって処理することも有効である。With such a configuration, it is possible to realize a carrier wave of a considerably high frequency by using a clock that is normally feasible, even though it is digital PWM. Also, in order to apply to an electric vehicle having a plurality of electric motors, the C
By adding PU blocks in parallel, it becomes possible to individually control the rotational speed, generated torque, etc. of each electric motor. When you need more advanced processing,
Divide the process flow into three parts, and divide them into three Cs like front, middle, and rear.
It is also effective to process by PU.
【0022】いまやCPUは特殊なLSIではなく、価
格も手ごろになっている。技術的にはハードウェア・ソ
フトウェアの両面で難易度の高い手法ではあるが、複数
のCPUを使用することによって大きな問題が解決され
る可能性があれば、複数のCPUを使用した方が好まし
い。このようなシリアルCPUを実現するためには、さ
らに以下の技術が必要になる。順次、派生する内容につ
いて説明する。 (2−1)随時書き込み・読みだし可能なメモリ(RA
M)を、独立して2ブロック備え、後処理用のCPU
は、前処理用のCPUが書き込み中でない側のRAMか
らデータを取り出し、前処理用のCPUは、後処理用の
CPUが取り出し中でない側のRAMに書き込むように
する。Nowadays, the CPU is not a special LSI, and the price is reasonable. Although it is technically a difficult technique in terms of both hardware and software, it is preferable to use a plurality of CPUs if there is a possibility that a large problem can be solved by using a plurality of CPUs. In order to realize such a serial CPU, the following technologies are required. The derived contents will be sequentially described. (2-1) Memory (RA that can be written / read at any time
M) is independently provided with 2 blocks, and a CPU for post-processing
Causes the CPU for pre-processing to take out data from the RAM on the side not being written, and the CPU for pre-processing to write to the RAM on the side not being taken out.
【0023】通常、複数のCPUを直列的に連携させる
ときにはシェークハンド用のフラグを使用して、後処理
は、前処理用の処理が実行中は実行が終了するのを待
ち、逆に後処理がデータを参照中は前処理での書き込み
を待つという方法をとる。しかし、この方法は、本実施
の形態で問題としているキャリア波の高周波化という目
的には適合できない。電動機に対する送電は一刻も休止
できないものであり、上記のような方法では「待ってい
る間はどうするか」という点で問題があり、解決にはな
らない。Normally, when a plurality of CPUs are linked in series, a shake hand flag is used, and the post-processing waits until the execution is completed while the pre-processing is being executed, and vice versa. The method waits for writing in the preprocessing while the data is being referenced. However, this method cannot be applied to the purpose of increasing the frequency of carrier waves, which is a problem in this embodiment. Power transmission to the electric motor cannot be stopped at any time, and the above method has a problem in "what to do while waiting" and cannot be solved.
【0024】そこで、RAMを2セット用意してまった
く待つ必要の無い構成とする。前処理のCPUと、後処
理のCPUは高速半導体スイッチを介して、それぞれR
AMに接続されているが、同じRAMに同時に接続され
ることはない。すなわち、前段のCPUが一方のRAM
に接続されているときには、後段のCPUをもう一方の
RAMに接続し、後段のCPUが一方のRAMに接続さ
れている時には、前段のCPUをもう一方のRAMに接
続するという具合いに、自己の処理を実行するときは、
互いに相手が使用中であるか否かの確認をし、使用中で
ない側のRAMを使用して実行する。ただし、原則とし
て直前に使用したものでないRAMが空いていれば、次
回の処理はそちらを使用するようにする。アドレスバス
やデータバスの切り替えは、半導体スイッチ等で行われ
る。Therefore, two sets of RAM are prepared so that there is no need to wait at all. The pre-processing CPU and the post-processing CPU are respectively R
It is connected to the AM but not to the same RAM at the same time. That is, the preceding CPU is one RAM
When connected to the other RAM, the latter CPU is connected to the other RAM, and when the latter CPU is connected to the one RAM, the former CPU is connected to the other RAM. When executing the process,
The other parties confirm whether or not the other party is in use, and execute using the RAM on the side not in use. However, as a general rule, if a RAM that was not used immediately before is available, that RAM will be used for the next processing. Switching of the address bus and the data bus is performed by a semiconductor switch or the like.
【0025】このようにすれば、後段のCPUが一方の
RAMを読み込んでいる時には、前段のCPUはもう一
方のRAMにデータを渡し、後段のCPUが、一方のR
AMのデータを読み込んでいる時には、前段のCPU
は、もう一方のRAMにデータを書き込むようになる。
これによって、一刻も休止することなく制御された電気
信号を出力し続けることができる。 (2−2)複数のCPUを備えるPWM装置に於て、制
御されたPWM波形を出力するCPUに対してPWM波
形そのものを内容とするバイト列を伝達する。With this configuration, when the rear-stage CPU is reading one RAM, the front-stage CPU transfers data to the other RAM, and the rear-stage CPU transfers one R
When reading the AM data, the previous CPU
Will write data to the other RAM.
As a result, the controlled electric signal can be continuously output without any pause. (2-2) In a PWM device including a plurality of CPUs, a byte string having the PWM waveform itself is transmitted to a CPU that outputs a controlled PWM waveform.
【0026】従来の制御用コンピュータには、CPUを
4個備えてデータをシリアルに伝送する形式のものがあ
るが、その1個がデータのサンプリングから出力すべき
周波数の決定とアクセル値、つまり出力すべき実効電圧
値の決定までを担当し、残りの3個が前段階のCPUか
ら与えられたデータをもとに、U,V,W各相の出力す
べきセグメントの幅とデューティ比を決定し、実際にオ
ン・オフ信号を出力するという処理を担当していた。し
かし、この方法ではU,V,W各相に出力するセグメン
トやデューティ比の計算は各相で重複して同じ計算を実
行するという無駄があるうえに、複数の電動機を搭載し
た電気自動車では、それぞれの電動機が等速で運転する
とは期待できないので、各電動機毎に適切な電力を与え
ようとすれば一台につき3個づつCPUを増やさなけれ
ばならなくなる。また、1個のCPUで全体を処理する
のに較べれば高速ではあるが、キャリア波を目的の周波
数まで高周波化するにはとても届かず、改善を必要とし
ていた。A conventional control computer has a type in which four CPUs are provided and data is transmitted serially, one of which determines the frequency to be output from the sampling of data and the accelerator value, that is, the output. Responsible for the determination of the effective voltage value, and the remaining three determine the width and duty ratio of the segment to be output for each phase of U, V, W based on the data given from the previous CPU. However, I was in charge of the process of actually outputting the on / off signal. However, in this method, the calculation of the segment output to each phase of U, V, W and the duty ratio is wasteful to perform the same calculation in each phase, and in addition, in an electric vehicle equipped with a plurality of electric motors, Since it cannot be expected that the respective electric motors will operate at a constant speed, it is necessary to increase the number of CPUs by three for each electric motor in order to supply appropriate electric power to each electric motor. In addition, although it is faster than processing the whole with one CPU, it does not reach the target frequency to reach the target frequency, so improvement is needed.
【0027】20KHz のキャリア波を得るためには、デ
ジタルPWMでは制御の最小単位であるセグメントを50
マイクロ秒間隔で設定しなければならない。CPUを8
MHz のクロックで駆動するとして、一つのセグメント
で400 クロック、一命令に平均6クロックを要するとし
て60〜70命令の実行が許容されるのみである。つまり、
オン・オフを60段階のデューティ比に分解することまで
が可能であり、セグメントの通電量を約60段階に制御す
るのが精いっぱいということである。これを蓄電池の端
子電圧を240Vとすれば、電圧換算で約4V刻みの制御と
なる。In order to obtain a carrier wave of 20 kHz, 50 segments are the minimum control unit in digital PWM.
Must be set in microsecond intervals. 8 CPU
When driven by the MHZ clock, one segment requires 400 clocks, and one instruction requires an average of 6 clocks, so that only 60 to 70 instructions can be executed. That is,
It is possible to decompose the on / off into 60 steps of duty ratio, and it is the best to control the energization amount of the segment to about 60 steps. If the terminal voltage of the storage battery is set to 240V, it will be controlled in steps of about 4V in terms of voltage.
【0028】つまり、このことは最終段を担当するCP
Uは飛躍的なクロックの高速化または命令の必要クロッ
ク数の減少など、高速実行を可能とする技術環境が整わ
ない限り、オン・オフ信号を出力するので手一杯という
状態である。これに対して、最終段のCPUに供給され
るデータのリフレッシュ間隔は実用上100ms(1/10sec)程
度である。これは電動機の回転速度やアクセル値はその
程度の間隔でリフレッシュすれば、実際の変化速度に対
して充分に速いので、運転者にはあたかも完全に連続し
た量の如くに感じられ、実用上問題になりそうにないた
めである。これは12万命令を許容するという意味であ
り、許容数が大きいから負荷が小さいとはいえないにし
ても、できるかぎり前段階で最終的なデータの形態にま
で処理を進めておいて、最終段にはその出力にのみ専念
させるように構成するのが得策である。つまり、前段階
の処理にはリフレッシュ間隔の基準を少し緩和すると
か、クロックを10MHz 程度に高速化することによって
かなりの余裕を生じる可能性があるのに対して、後段の
処理には出力以外の余計な処理を含ませる余地を作りに
くいと言うことである。In other words, this is the CP in charge of the final stage.
U is in a state of being full because it outputs an ON / OFF signal unless a technical environment that enables high-speed execution is prepared, such as a dramatic increase in clock speed or a reduction in the number of clocks required for instructions. On the other hand, the refresh interval of the data supplied to the final stage CPU is practically about 100 ms (1/10 sec). This is because the rotation speed and accelerator value of the electric motor are sufficiently faster than the actual change speed if refreshed at such intervals, so that the driver feels as if they were completely continuous quantities, which is a practical problem. Because it is unlikely to be. This means that 120,000 instructions are allowed, and even if it cannot be said that the load is small because the allowable number is large, the processing is advanced to the final data form in the previous stage as much as possible, and the final It is advisable to configure the stage to focus exclusively on its output. In other words, a slight margin may be created in the processing of the previous stage by slightly relaxing the reference of the refresh interval or by speeding up the clock to about 10 MHz, whereas in the processing of the latter stage, other than the output. It is difficult to make room to include extra processing.
【0029】このような内容から、前段階から後段階
に、どのような姿のデータを渡すのが適切であろうか、
という問題がクローズアップされてくる。方針としては
できるだけ前段階で処理をすすめておいて、後段階にか
かる負荷を軽減するのが適切であろう。後段階では与え
られたデータを何等処理することなく、そのまま出力で
きればそれが最も高速化のポテンシャルを持つものとな
り得る。Based on the above contents, what kind of data should be passed from the previous stage to the latter stage?
The problem is coming to the fore. As a policy, it is appropriate to proceed with processing at the front stage as much as possible and reduce the load on the rear stage. In the latter stage, if the given data can be output as it is without any processing, it may have the highest potential for speedup.
【0030】そこで、1バイトの各ビットを以下のよう
に使い分ければ、1回で3相分のオン・オフ信号を出力
することができ、高速化が実現できる上に1個のCPU
で三相分を、また、16,32ビットのCPUでは2〜4台
分の三相分をカバーでき、処理境界におけるデータ構造
としては適切なものである。そのデータ構造例を下記に
示す。Therefore, if each bit of 1 byte is properly used as follows, it is possible to output ON / OFF signals for three phases at one time, and it is possible to realize high speed and one CPU.
, And a 16- or 32-bit CPU can cover two to four sets of three phases, which is an appropriate data structure at the processing boundary. An example of the data structure is shown below.
【0031】 ビット 制御対象 D7 あき D6 エラービット(任意設置) 正常時には0; 異常時には1; D5 W相単独アーム制御 遮断時には0; 通電時には1; D4 W相共理アーム制御 同上 D3 V相単独アーム制御 同上 D2 V相共遇アーム制御 同上 D1 U相単独アーム制御 同上 D0 U相共理アーム制御 同上 前述したように、必要なキャリア波、たとえば20KHz
であれば50マイクロ秒毎のセグメントに区切って編集し
た結果として、このような内容を含むバイト列を前段か
ら後段に伝達すれば、バイト列の先頭2バイトで与えら
れる有効なバイト数まで、後段ではただひたすらに与え
られたバイト列を出力すれば良いことになる。Bit Control object D7 Aki D6 Error bit (optional setting) 0 when normal; 1 when abnormal; D5 W phase independent arm control 0 when interrupted; 1 when energized; D4 W phase cooperative arm control Same as above D3 V phase independent arm Control Same as above D2 V phase common arm control Same as above D1 U phase single arm control Same as above D0 U phase coordinating arm control Same as above As mentioned above, necessary carrier wave, for example 20 kHz
In that case, if the byte string containing such contents is transmitted from the preceding stage to the succeeding stage as a result of editing by dividing it into segments of 50 microseconds, up to the effective number of bytes given by the first two bytes of the byte sequence, Then, just output the given byte string.
【0032】また、前記ビットの使用は一例であって、
8ビットであれば各相のアーム制御として必須の6チャ
ンネルを適当に割り付けて使用すれば良い。また、例え
ば、CPUが16ビット用のものであるときは、一個のC
PUで2台分の電動機を制御することができる。もちろ
ん、32ビットでは、4台分の制御データを一気に出力す
ることができる。The use of the above bits is an example,
If it is 8 bits, 6 channels essential for arm control of each phase may be appropriately allocated and used. Also, for example, when the CPU is for 16 bits, one C
The PU can control the electric motors for two units. Of course, with 32 bits, the control data for four units can be output at a stretch.
【0033】但し、価格の点からみれば、複数の16ビッ
トCPUを並列に用いるような構成にした方がよい。
尚、前処理に負荷をかけた結果、前処理の実行速度が遅
すぎる場合には前処理ブロックを電動機別または機能別
に細分化して、複数のCPUで担当させるのも効果があ
る。次に、かかる考察に基づいて、本発明の実施の形態
の構成を説明する。However, in terms of price, it is better to use a plurality of 16-bit CPUs in parallel.
As a result of applying a load to the preprocessing, if the execution speed of the preprocessing is too slow, it is also effective to subdivide the preprocessing block by electric motor or function and let a plurality of CPUs take charge. Next, the configuration of the embodiment of the present invention will be described based on this consideration.
【0034】図1は、前記(1)の内容を実現するため
の構成例を示す。この図1において、制御コンピュータ
1は、CPU、RAM、及びROM等を備え、電動機に
出力する交流の周波数と電圧とを演算し、PWM信号を
生成する。仮想負荷回路2は、制御コンピュータ1に接
続され、実際の三相誘導電動機に供給される電圧に比例
したアナログ信号電圧が得られるように、リアクタンス
とインダクタンスとを内蔵している。この仮想負荷回路
2がアナログ信号変換手段に相当する。FIG. 1 shows a configuration example for realizing the contents of the above (1). In FIG. 1, the control computer 1 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, calculates an AC frequency and a voltage output to the electric motor, and generates a PWM signal. The virtual load circuit 2 is connected to the control computer 1 and has a built-in reactance and inductance so that an analog signal voltage proportional to the voltage supplied to the actual three-phase induction motor can be obtained. The virtual load circuit 2 corresponds to the analog signal converting means.
【0035】キャリア波オッシレータ3は、可聴周波数
を越えるまで高周波化した例えば三角波又は鋸波のキャ
リア波を発生する変調信号発生手段である。この仮想負
荷回路2とキャリア波オッシレータ3とは、コンパレー
タ4に接続されている。コンパレータ4は、キャリア波
オッシレータ3の信号レベルと仮想負荷回路2の信号レ
ベルとを比較することにより、高周波化されたPWM信
号を生成する第2の被変調信号生成手段である。The carrier wave oscillator 3 is a modulation signal generating means for generating a carrier wave of, for example, a triangular wave or a sawtooth wave whose frequency is increased to a level higher than the audible frequency. The virtual load circuit 2 and the carrier wave oscillator 3 are connected to the comparator 4. The comparator 4 is a second modulated signal generation means for generating a high frequency PWM signal by comparing the signal level of the carrier wave oscillator 3 with the signal level of the virtual load circuit 2.
【0036】インバータ7は、保護回路5、増幅器6を
介してコンパレータ4に接続され、コンパレータ4から
のPWM信号を入力し、電動機8を原動機として運転す
る時は、このPWM信号に基づいて蓄電池9からの直流
電力を交流化し、電動機8に供給する。尚、図3は、特
開平6−296395号公報に開示されたインバータ7
の回路構成例を示す。The inverter 7 is connected to the comparator 4 via the protection circuit 5 and the amplifier 6, inputs the PWM signal from the comparator 4, and when the motor 8 is operated as a prime mover, the storage battery 9 is based on this PWM signal. The DC power from is converted to AC and supplied to the electric motor 8. Incidentally, FIG. 3 shows an inverter 7 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-296395.
2 shows a circuit configuration example.
【0037】この図3において、トランジスタQ1 〜Q
6 は、大電流を処理できるような例えばIGBT等で構
成され、トランジスタQ1 〜Q3 が単独アーム側トラン
ジスタ、トランジスタQ4 〜Q6 が共通アーム側トラン
ジスタとなる。次に、前記(2−1)の内容を実現する
ための第1の実施の形態の構成を図2に基づいて説明す
る。尚、第1,第2の実施の形態では、本発明に係る装
置を例えば電気自動車に搭載された電動機に適用した場
合について説明するが、本発明は、これに限られるもの
ではない。In FIG. 3, the transistors Q 1 to Q
6 is constituted by a for example IGBT, etc. can handle a large current, the transistor Q 1 to Q 3 is a single arm transistors, the transistor Q 4 to Q 6 is common arm transistors. Next, the configuration of the first embodiment for realizing the contents of (2-1) will be described with reference to FIG. In the first and second embodiments, the case where the device according to the present invention is applied to, for example, an electric motor mounted in an electric vehicle will be described, but the present invention is not limited to this.
【0038】制御コンピュータ1には、CPU11,12
と、RAM13,14と、切り換えスイッチ15,16と、フラ
グ器17,18と、が内蔵されている。CPU11は、電動機
8の回転速度やアクセルの踏み込み量等の数多くのセン
サによってサンプリングされたセンサ信号を入力し、こ
のセンサ信号に基づいて種々のデータと突合せながら、
出力すべき周波数に関する周期データとアクセル値とを
演算し、決定するデータ演算手段である。The control computer 1 includes CPUs 11 and 12
RAMs 13 and 14, change-over switches 15 and 16, and flag units 17 and 18 are incorporated. The CPU 11 inputs a sensor signal sampled by a number of sensors such as the rotation speed of the electric motor 8 and the amount of depression of the accelerator, and matches various data based on the sensor signal,
It is a data calculation means for calculating and determining the cycle data and the accelerator value regarding the frequency to be output.
【0039】周期データとは、交流電力の一波長を表現
するデータであり、交流の周波数を規制するものであ
る。ただし、実際のデータは一波長分のデータではな
く、一波長に満たないクロック数として与えられる。こ
の周期データは目標回転速度の逆数に基づいて計算され
る。アクセル値は、主に出力電流を制御するために出力
電圧の平均値を調整するための電圧データとして出力さ
れる。通常の自動車では、アクセルを踏むとトルクが増
すように、電気自動車では、アクセルを踏むと出力電圧
が高くなり、駆動用モータに与えられる電流が増加して
駆動トルクが増加する。The cycle data is data representing one wavelength of AC power and regulates the AC frequency. However, the actual data is not the data for one wavelength but is given as the number of clocks less than one wavelength. This cycle data is calculated based on the reciprocal of the target rotation speed. The accelerator value is output as voltage data for adjusting the average value of the output voltage mainly for controlling the output current. In an ordinary vehicle, the torque increases when the accelerator is stepped on, and in the electric vehicle, the output voltage increases when the accelerator is stepped on, and the current supplied to the drive motor increases to increase the drive torque.
【0040】CPU12は、出力された周期データとアク
セル値とに基づいてキック信号を生成し、制御された矩
形波信号であるPWM信号を出力する第1の被変調信号
生成手段である。RAM13,14は、同程度のメモリ容量
を有する記憶手段であり、共に切り換えスイッチ15を介
してCPU1に接続され、切り換えスイッチ16を介して
CPU12に接続されている。The CPU 12 is a first modulated signal generating means for generating a kick signal based on the outputted cycle data and accelerator value and outputting a PWM signal which is a controlled rectangular wave signal. The RAMs 13 and 14 are storage means having similar memory capacities, and are both connected to the CPU 1 via the changeover switch 15 and connected to the CPU 12 via the changeover switch 16.
【0041】フラグ器17,18は、夫々、読み出し通知用
のシェークハンドフラグ1、書き込み通知用のシェーク
ハンドフラグ2を格納するものであり、切り換えスイッ
チ15,16間に接続されている。次に、本実施の形態にお
けるCPU11,12間で受け渡しを行うときのデータの構
造例を図4に示す。The flag units 17, 18 store the shake hand flag 1 for read notification and the shake hand flag 2 for write notification, respectively, and are connected between the changeover switches 15, 16. Next, FIG. 4 shows an example of the data structure when data is transferred between the CPUs 11 and 12 in the present embodiment.
【0042】前記(2−2)では、1つの電動機を制御
する場合のデータ構造例について説明したが、本実施の
形態では、2つの電動機を制御できるような構造とし
た。図4において、先頭データには、有効データ数nを
セットする。また、データを各セグメント毎に区切り、
夫々、16ビットデータのデータa1 〜an にセグメント
毎のデータをセットする。そして、データa1 〜an の
各ビットD0〜D8を一方の電動機用データ用データと
し、ビットD9〜D15をもう一方の電動機用データ用と
する。In the above (2-2), the example of the data structure in the case of controlling one electric motor has been described, but in the present embodiment, the structure is such that two electric motors can be controlled. In FIG. 4, the number of valid data n is set to the head data. Also, divide the data into each segment,
The data for each segment is set in the data a 1 to a n of 16-bit data. Then, each bit D0~D8 data a 1 ~a n as one of the motor data for data, and for the other motor data bits D9~D15.
【0043】 ビット 制御対象 D15 あき D14 エラービット D13 W2 相単独アーム制御 遮断時には0; 通電時には1; D12 W2'相共通アーム制御 同上 D11 V2 相単独アーム制御 同上 D10 V2'相共通アーム制御 同上 D9 U2 相単独アーム制御 同上 D8 U2'相共通アーム制御 同上 D7 あき(同上) D6 エラービット D5 W1 相単独アーム制御 遮断時には0; 通電時には1; D4 W1'相共通アーム制御 同上 D3 V1 相単独アーム制御 同上 D2 V1'相共通アーム制御 同上 D1 U1 相単独アーム制御 同上 D0 U1'相共通アーム制御 同上 尚、ビットD15はあきビットであるが、駆動中は、この
ビットD15を正転、逆転等必要に応じて利用する。[0043] At the time bit control object D15 autumn D14 error bit D13 W 2 phase alone arm control cutoff 0; and at turn 1; D12 W 2 'phase common arm control ditto D11 V 2 phase alone arm control ditto D10 V 2' phase common arm control ditto D9 U 2 phase alone arm control ditto D8 U 2 'phase common arm control ibid D7 Aki (ibid) D6 on error bit D5 W 1-phase alone arm control cutoff 0; 1 when energized; D4 W 1' phase common arm control Id D3 V 1 phase alone arm control ibid D2 V 1 'phase common arm control ibid D1 U 1 phase alone arm control ibid D0 U 1' phase common arm control ibid Although a bit D15 Ha-out bit, during driving, This bit D15 is used as required for forward rotation, reverse rotation, etc.
【0044】また、ビットD14のエラービットは任意設
置であるが、例えば、正常時にはビットD14を0にセッ
トし、異常時には1にセットする。また、ビットD6の
エラービットも任意設置であるが、一方の電動機に16ビ
ットデータを出力するときは、例えばビットD6を1に
セットし、もう一方の電動機に出力するときは、0にセ
ットするようにする。Although the error bit of the bit D14 is arbitrarily set, for example, the bit D14 is set to 0 when normal and 1 when abnormal. The error bit of bit D6 is also optional, but when outputting 16-bit data to one electric motor, for example, set bit D6 to 1 and to output it to the other electric motor, set it to 0. To do so.
【0045】次に第1の実施の形態の動作を説明する。
まず、CPU11では、電動機8の回転速度やアクセルの
踏み込み量等の数多くのセンサ信号がサンプリングさ
れ、これらのセンサ信号に基づいて、周期データとアク
セル値が演算される。演算されたデータは、図4に示す
ようなデータ構造にセットされてRAM13又は14に書き
込まれる。Next, the operation of the first embodiment will be described.
First, the CPU 11 samples a large number of sensor signals such as the rotation speed of the electric motor 8 and the accelerator depression amount, and calculates the cycle data and the accelerator value based on these sensor signals. The calculated data is set in the data structure as shown in FIG. 4 and written in the RAM 13 or 14.
【0046】周期データとアクセル値とをCPU11から
RAM13に書き込むときは、フラグ器17に格納されてい
る読み出し通知用のシェークハンドフラグ1のフラグ値
を確認する。シェークハンドフラグ1が1にセットされ
ているときは、RAM13への書き込みが可能となる。こ
のとき、CPU11は、切り換えスイッチ15をRAM13に
接続し、周期データとアクセル値とを図5のフローチャ
ートに基づいてRAM13に書き込む。When the cycle data and the accelerator value are written from the CPU 11 to the RAM 13, the flag value of the read notification shake hand flag 1 stored in the flag unit 17 is confirmed. When the shake hand flag 1 is set to 1, writing to the RAM 13 is possible. At this time, the CPU 11 connects the changeover switch 15 to the RAM 13 and writes the cycle data and the accelerator value in the RAM 13 based on the flowchart of FIG.
【0047】即ち、ステップ(図中では「S」と記して
あり、以下同様とする)1では、カウンタCNTのカウ
ント値をリセットする。このカウンタCNTは、データ
数をカウントするカウンタである。ステップ2では、先
頭データである有効データ数nを入力する。ステップ3
では、16ビットデータをa1 から順次出力する。That is, in step (denoted as "S" in the drawing, the same applies hereinafter) 1, the count value of the counter CNT is reset. The counter CNT is a counter that counts the number of data. In step 2, the number of valid data n, which is the leading data, is input. Step 3
Then, 16-bit data is sequentially output from a 1 .
【0048】RAM13又はRAM14に書き込まれた周期
データと電圧データとは、各セグメント毎にRAM13又
はRAM14から切り換えスイッチ16を介してCPU12に
入力される。ステップ4では、カウンタCNTのカウン
ト値を加算する。この処理を、CNT≦nの間繰り返
し、CNT>nとなったとき(ステップ5)、このルー
チンを終了する。The period data and the voltage data written in the RAM 13 or RAM 14 are input to the CPU 12 from the RAM 13 or RAM 14 via the changeover switch 16 for each segment. In step 4, the count value of the counter CNT is added. This process is repeated for CNT ≦ n, and when CNT> n (step 5), this routine is ended.
【0049】データの書き込みが全て終了すると、書き
込み通知用のシェークハンドフラグ2を0にセットす
る。このフラグ値はフラグ器18に格納される。RAM13
に書き込まれたデータを読み出すときは、フラグ器18に
格納されているシェークハンドフラグ2の値を確認す
る。シェークハンドフラグ2が0にセットされていると
きはRAM13からの読み出しが可能となり、シェークハ
ンドフラグ1を0にセットして切り換えスイッチ16をR
AM13に接続する。これにより、シェークハンドフラグ
2のフラグ値はフラグ器17に格納され、CPU12は、図
5のフローチャートに基づいてデータの読み出しを行
う。RAM13に書き込まれた周期データとアクセル値と
は、各セグメント毎にRAM13から読み出され、切り換
えスイッチ16を介してCPU12に出力される。When all the data writing is completed, the shake hand flag 2 for writing notification is set to 0. This flag value is stored in the flag unit 18. RAM13
When reading the data written in, the value of the shake hand flag 2 stored in the flag unit 18 is confirmed. When the shake hand flag 2 is set to 0, reading from the RAM 13 becomes possible, the shake hand flag 1 is set to 0, and the changeover switch 16 is set to R.
Connect to AM13. As a result, the flag value of the shake hand flag 2 is stored in the flag device 17, and the CPU 12 reads out the data based on the flowchart of FIG. The cycle data and the accelerator value written in the RAM 13 are read from the RAM 13 for each segment and output to the CPU 12 via the changeover switch 16.
【0050】同様にしてデータをCPU11からRAM14
に書き込むときは、シェークハンドフラグ1が0にセッ
トされていることを確認して切り換えスイッチ15をRA
M14に接続し、データの書き込みが全て終了したとき、
シェークハンドフラグ2を1にセットする。また、RA
M14に書き込まれたデータを読み出すときは、シェーク
ハンドフラグ2が1にセットされていることを確認し、
シェークハンドフラグ1を1にセットして切り換えスイ
ッチ16をRAM14に接続する。Similarly, data is transferred from the CPU 11 to the RAM 14
When writing to, make sure that the shake hand flag 1 is set to 0 and set the selector switch 15 to RA.
When connected to M14 and all data writing is completed,
Shake hand flag 2 is set to 1. Also, RA
When reading the data written in M14, make sure that the shake hand flag 2 is set to 1,
The shake hand flag 1 is set to 1, and the changeover switch 16 is connected to the RAM 14.
【0051】次に、CPU11では、周期データ及びアク
セル値とに基づいて2KHz 程度のキャリア波が生成さ
れ、このキャリア波によって図6に示すような波形のP
WM信号aが生成される。このPWM信号aが第1の被
変調信号に相当する。そして、このPWM信号aに基づ
いて仮想負荷回路2に通電される。前述のように、仮想
負荷回路2には、リアクタンスとインダクタンスとが内
蔵されているため、電流が仮想負荷回路2に通電される
と、図6に示すような波形のアナログ電圧信号bが仮想
負荷回路2から出力される。このアナログ電圧信号bの
電圧は、前述の(1)式から演算されるように、電動機
8に出力される電圧に比例する。Next, the CPU 11 generates a carrier wave of about 2 KHz based on the cycle data and the accelerator value, and the carrier wave generates a P wave having a waveform as shown in FIG.
The WM signal a is generated. This PWM signal a corresponds to the first modulated signal. Then, the virtual load circuit 2 is energized based on the PWM signal a. As described above, since the virtual load circuit 2 has a built-in reactance and inductance, when a current is applied to the virtual load circuit 2, the analog voltage signal b having a waveform as shown in FIG. It is output from the circuit 2. The voltage of the analog voltage signal b is proportional to the voltage output to the electric motor 8 as calculated from the above equation (1).
【0052】このアナログ電圧信号bを直接インバータ
7に供給してアナログ的に交流変換を行うこともできる
が、これでは電力損失が大きくなるため、アナログ電圧
信号bからPWM信号dに変換し、デジタル的に交流変
換を行うようにする。即ち、アナログ電圧信号bをコン
パレータ4に入力し、同じくコンパレータ4に入力され
たキャリア波オッシレータ3からのキャリア波cと比較
する。このキャリア波cは、可聴範囲を越えるまで高周
波化されている。The analog voltage signal b can be directly supplied to the inverter 7 to perform the AC conversion in an analog manner. However, since this causes a large power loss, the analog voltage signal b is converted into the PWM signal d and digitally converted. AC conversion is performed. That is, the analog voltage signal b is input to the comparator 4 and compared with the carrier wave c from the carrier wave oscillator 3 that is also input to the comparator 4. The carrier wave c has a high frequency until it exceeds the audible range.
【0053】アナログ電圧信号bがキャリア波cのレベ
ルを上回ったときにはハイレベル、逆にキャリア波のレ
ベルがアナログ信号のレベルを上回っている時にはロー
レベルとなる。その結果、コンパレータ4からは図6に
示すような波形のPWM信号dが出力される。このPW
M信号dは、キャリア波cが可聴範囲を越えるまで高周
波化されているので、制御コンピュータ1で生成された
PWM信号aよりも短い周期でハイレベル、ローレベル
となる。このPWM信号dが第2の被変調信号に相当す
る。It becomes high level when the analog voltage signal b exceeds the level of the carrier wave c, and conversely becomes low level when the level of the carrier wave exceeds the level of the analog signal. As a result, the comparator 4 outputs the PWM signal d having the waveform shown in FIG. This PW
Since the M signal d is high frequency until the carrier wave c exceeds the audible range, it becomes high level and low level in a cycle shorter than the PWM signal a generated by the control computer 1. This PWM signal d corresponds to the second modulated signal.
【0054】PWM信号dは、保護回路5、増幅器6を
介してインバータ7に入力される。そして、インバータ
7の電力制御半導体は、PWM信号dがハイレベルのと
きは導通状態となり、ローレベルのときは遮断状態とな
る。従って、インバータ7の電力制御半導体は、可聴範
囲を越えるまで高周波化された周波数でオン・オフ駆動
され、アクセル値に基づいて、インバータ7の制御によ
り正弦波形に近似した波形の交流電力が電動機8に供給
される。The PWM signal d is input to the inverter 7 via the protection circuit 5 and the amplifier 6. Then, the power control semiconductor of the inverter 7 is in a conducting state when the PWM signal d is at a high level, and is in a shutoff state when the PWM signal is at a low level. Therefore, the power control semiconductor of the inverter 7 is driven on / off at a frequency increased to a frequency exceeding the audible range, and the AC power having a waveform approximate to a sine waveform is controlled by the inverter 7 based on the accelerator value. Is supplied to.
【0055】かかる構成によれば、デジタルPWM装置
でありながら、デジタル回路とアナログ回路とを共用す
ることにより、通常実現可能なクロック周波数で可聴範
囲を越える周波数まで容易に高周波化することができ、
PWM信号を高周波化することができる。従って、耳ざ
わりな電磁騒音を防止することができる。また、制御コ
ンピュータ1では、2つのCPU11,12でデータ処理を
分散することにより、CPUの負担を低減することがで
き、しかも、データ量が多くても、一刻も休止すること
なくデータを続けて出力することができ、PWM信号の
高周波化に対応することができる。According to this structure, by using the digital circuit and the analog circuit in common even though it is a digital PWM device, it is possible to easily increase the frequency to a frequency exceeding the audible range with a clock frequency that can be normally realized.
The frequency of the PWM signal can be increased. Therefore, it is possible to prevent the electromagnetic noise that is harsh to the ear. Further, in the control computer 1, by distributing the data processing by the two CPUs 11 and 12, the load on the CPU can be reduced, and even if the data amount is large, the data can be continued without any pause. It is possible to output, and it is possible to cope with higher frequency of the PWM signal.
【0056】さらに、前段の従来のデジタル回路にアナ
ログ回路を後段に追加するだけで済むため、高度技術の
必要なデジタル回路での高周波化を避けることができ、
価格も低減することができ、電動機の回転速度や発生ト
ルク等を個別に制御するときは、簡単にCPUブロック
を並列的に増設することもでき、容易に拡張することが
できる。Furthermore, since it is only necessary to add an analog circuit to the conventional digital circuit in the former stage in the latter stage, it is possible to avoid high frequency in the digital circuit which requires high technology,
The price can be reduced, and when individually controlling the rotation speed and the generated torque of the electric motors, the CPU blocks can be easily added in parallel and can be easily expanded.
【0057】尚、本実施の形態では、処理の流れを三分
割したが、これに限らず、三個のCPUを用い、三分割
して前、中、後のように処理の流れを三分割することが
できる。このように分割数を増やせば、さらに高度な処
理を行うことができ、有効である。次に、第2の実施の
形態について説明する。In the present embodiment, the processing flow is divided into three, but the present invention is not limited to this, and three CPUs are used, and the processing flow is divided into three, such as front, middle, and rear. can do. If the number of divisions is increased in this way, more sophisticated processing can be performed, which is effective. Next, a second embodiment will be described.
【0058】このものは、制御コンピュータにおけるC
PUを3つにして出力段のCPUを出力専用のCPUと
することにより、さらにデータの受け渡しの高速化を図
ったものである。図8は、第2の実施の形態を示す概略
図である。図8において、CPU21は、周期データとア
クセル値とを演算するCPUである。This is the C in the control computer.
By making the number of PUs three and making the CPU in the output stage a dedicated output CPU, the speed of data transfer is further increased. FIG. 8 is a schematic diagram showing the second embodiment. In FIG. 8, a CPU 21 is a CPU that calculates cycle data and an accelerator value.
【0059】CPU22は、発生交流のパターンを含むバ
イト列を生成し、このバイト列の長さを指定するととも
に、書き込んだRAMの区分を指定するCPUである。
このCPU22は、プログラムカウンタの計算と出力、ソ
フトウェアの読み込み、コードの解析、アドレスの出力
等の処理を行う。また、信号矩形波の崩れを許容する、
CPU自身や周辺回路として利用される集積回路の特性
の緒差をカバーするなどのために、前記のアクションの
それぞれの間には適当なタイムラグを設けてある。The CPU 22 is a CPU which generates a byte string including a pattern of generated alternating current, specifies the length of the byte string, and specifies the section of the written RAM.
The CPU 22 performs processing such as calculation and output of a program counter, reading of software, code analysis, and address output. Also, to allow the collapse of the signal square wave,
An appropriate time lag is provided between each of the above actions in order to cover differences in characteristics of the CPU itself and integrated circuits used as peripheral circuits.
【0060】CPU23は、RAM上のバイト列をただ単
純に出力するだけの機能を有している。即ち、ハードウ
ェアそのものに単純な手順を植え付けるようにして、C
PU23を簡単なソフトウェアだけで作動させる。ハード
ウェア的に指定した動作しか実行しないが、ソフトウェ
アに依存しないので超高速作動が可能となる。このよう
にCPU23は、CPUと呼べるほどの機能を備えている
ものではなく、言わば擬似CPUともいえるものであ
る。The CPU 23 has a function of simply outputting the byte string on the RAM. That is, by implanting a simple procedure in the hardware itself, C
Run PU23 with simple software. Only the operation specified by the hardware is executed, but it does not depend on the software, so ultra-high speed operation is possible. As described above, the CPU 23 does not have a function that can be called a CPU, but can be called a pseudo CPU.
【0061】次に図8の詳細図である図9に基づいて第
2の実施の形態の構成について説明する。尚、第1の実
施の形態と同一要素のものについては同一符号を付して
説明は省略する。CPU22,23は、夫々、クロックオッ
シレータ21,22によって駆動される。CPU21のデータ
入力ポートに接続されたデータバス41には、夫々、RO
M26、ラッチ回路27, 29、バッファ29、フラグ器17が接
続されている。Next, the configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG. 9, which is a detailed view of FIG. The same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The CPUs 22 and 23 are driven by the clock oscillators 21 and 22, respectively. The data bus 41 connected to the data input port of the CPU 21 has a RO
M26, latch circuits 27 and 29, a buffer 29, and a flag device 17 are connected.
【0062】ROM26には、CPU22が実行するソフト
ウェアやデータが書き込まれている。バッファ29は、C
PU21から出力されたデバイス・スイッチのデータを保
持するものである。デバイス・スイッチとは、電動機と
して、例えば駆動用の電動機、冷却用の直流電動機等、
複数台の電動機を搭載している場合に、その制御対象を
指定するためのスイッチであり、電動機毎に備えられた
インタフェース用基板に取り付けられている。このデバ
イス・スイッチは、搭載する電動機の数にもよるが、通
常は、例えば8ビット程度のオン・オフパターンで構成
され、基板毎に異なるビットパターンにセットされる。
尚、デバイス・スイッチの設定は、制御コンピュータ1
の組立時に行われる。Software and data executed by the CPU 22 are written in the ROM 26. Buffer 29 is C
It holds the device switch data output from the PU 21. The device switch is an electric motor, for example, a driving electric motor, a cooling DC electric motor, or the like.
When a plurality of electric motors are mounted, it is a switch for designating the control target, and is attached to the interface board provided for each electric motor. This device switch is usually constituted by an on / off pattern of, for example, about 8 bits, although it depends on the number of electric motors to be mounted, and is set to a different bit pattern for each board.
The setting of the device switch is done by the control computer 1.
It is done at the time of assembling.
【0063】CPU21からコンパレータ30には、所定の
タイミングでコントロールデータが出力される。このコ
ントロールデータには、アクセル値、周期データととも
に、デバイス・スイッチによって電動機毎に設定されて
いるビットのパターンに相当する例えば8ビットの信号
が含まれている。Control data is output from the CPU 21 to the comparator 30 at a predetermined timing. The control data includes, for example, an 8-bit signal corresponding to a bit pattern set for each electric motor by a device switch, together with accelerator value and cycle data.
【0064】コンパレータ30は、CPU21から出力され
たコントロールデータとバッファ29のデバイス・スイッ
チ・データとを比較し、一致したときにラッチ回路27,
28にラッチ信号を出力する。ラッチ回路27,28は、夫
々、コンパレータ30からラッチ信号が出力されたタイミ
ングで、CPU21から出力されたアクセル値、周期デー
タをラッチする。The comparator 30 compares the control data output from the CPU 21 with the device switch data of the buffer 29, and when they match, the latch circuit 27,
The latch signal is output to 28. The latch circuits 27 and 28 respectively latch the accelerator value and the cycle data output from the CPU 21 at the timing when the latch signal is output from the comparator 30.
【0065】RAM31は、データバス41を介してCPU
22のデータ入力ポートに接続され、データバス42を介し
てCPU22のデータ出力ポートに接続されている。この
RAM31は、ワークRAMとして機能し、CPU22のソ
フトウェア実行時、CPU22の出力ポートからデータバ
ス41を介してROM26の内容が書き込まれる。データバ
ス42には、前述の切り換えスイッチ15、フラグ器18、切
り換えスイッチ51が接続され、切り換えスイッチ51に
は、さらに件数データを記憶するためのRAM32,33が
接続されている。The RAM 31 is a CPU via the data bus 41.
It is connected to the data input port of 22 and is connected to the data output port of the CPU 22 via the data bus 42. The RAM 31 functions as a work RAM, and when the software of the CPU 22 is executed, the contents of the ROM 26 are written from the output port of the CPU 22 via the data bus 41. The changeover switch 15, the flag device 18, and the changeover switch 51 described above are connected to the data bus 42, and the changeover switch 51 is further connected to RAMs 32 and 33 for storing the number data.
【0066】第2の実施の形態では、前記データ構造例
に示す有効データ数nを別にRAM32又はRAM33に出
力するようにする。CPU22,23の夫々に接続されたア
ドレスバス43,44には、アドレス値切り換え用の切り換
えスイッチ52,53が接続されている。CPU23のデータ
入力ポートに接続されたデータバス45には、前述の切り
換えスイッチ16、フラグ器18、使用件数の読み出し切り
換え用の切り換えスイッチ54が接続されている。In the second embodiment, the effective data number n shown in the above data structure example is separately output to the RAM 32 or the RAM 33. Changeover switches 52 and 53 for changing address values are connected to the address buses 43 and 44 connected to the CPUs 22 and 23, respectively. The data bus 45 connected to the data input port of the CPU 23 is connected to the change-over switch 16, the flag device 18, and the change-over switch 54 for changing the number of usages.
【0067】CPU23の出力ポートに接続されたデータ
バス46には、前述のフラグ器17、切り換えスイッチ16,
52〜54が接続されている。前述の仮想負荷回路2は、こ
のデータバス46に接続されている。次に第2の実施の形
態の動作を説明する。CPU22では、電源投入後、CP
U22の機能確保に続いてROM26に記憶されているソフ
トウェアやデータがROM26から読み取られ、RAM31
にコピーされる。On the data bus 46 connected to the output port of the CPU 23, the above-mentioned flag device 17, changeover switch 16,
52 to 54 are connected. The virtual load circuit 2 described above is connected to the data bus 46. Next, the operation of the second embodiment will be described. In CPU22, after power is turned on, CP
After ensuring the function of U22, the software and data stored in ROM26 are read from ROM26, and RAM31
Is copied to
【0068】ROM26の内容のRAM31へのコピーが完
了すると、CPU22は、RAM31上にあるソフトウェア
とデータとによって規定の作動を開始し、これ以降は原
則としてROM26の内容は参照されない。次に、CPU
22の動作を、図10のフローチャートに基づいて説明す
る。ステップ11では、デバイス・スイッチのデータを読
み込んでおく。When the copy of the contents of the ROM 26 to the RAM 31 is completed, the CPU 22 starts the specified operation by the software and the data on the RAM 31, and thereafter the contents of the ROM 26 are not referred to in principle. Next, CPU
The operation of 22 will be described based on the flowchart of FIG. At step 11, the data of the device switch is read.
【0069】ステップ12では、アクセル値を入力する。
即ち、前述のように、コントロールデータにはデバイス
・スイッチによって電動機毎に設定されているビットの
パターンに相当する例えば8ビットの信号が含まれてお
り、このコントロールデータのパターンとデバイス・ス
イッチのパターンとが一致したときにコンパレータ30か
らラッチ回路27,28にラッチ信号が出力され、アクセル
値はラッチ回路27によりこのタイミングでラッチされ
る。このラッチされたアクセル値をデータバス41を介し
て入力する。At step 12, the accelerator value is input.
That is, as described above, the control data includes, for example, an 8-bit signal corresponding to the bit pattern set for each electric motor by the device switch, and the control data pattern and the device switch pattern are included. When and match, a latch signal is output from the comparator 30 to the latch circuits 27 and 28, and the accelerator value is latched by the latch circuit 27 at this timing. The latched accelerator value is input via the data bus 41.
【0070】ステップ13では、同様にラッチ回路28によ
りラッチされた周期データを入力する。このように、C
PU21は、送信するアクセル値と周期データとがどの電
動機を対象としているかをコントロールデータとしてハ
ードウェア的に通知し、ラッチは、デバイス・スイッチ
と同じコントロールデータが発行されて、その直後に送
信されたアクセル値と周期データとをCPU22又はCP
U23の支配を受けないで機械的に実行され、その最新値
を常にラッチするような仕組みである。In step 13, the cycle data latched by the latch circuit 28 is input in the same manner. Thus, C
PU21 informs which motor is targeted by the accelerator value and the cycle data to be transmitted as hardware control data, and the latch is transmitted immediately after the same control data as the device switch is issued. Accelerator value and cycle data are sent to CPU22 or CP
It is mechanically executed without the control of U23 and always latches the latest value.
【0071】ステップ14では、フラグ器17からシェーク
ハンドフラグ1の値を入力し、RAM13,14のうち、出
力中でないRAMを検知する。尚、初回のサイクルでは
どちらのRAMも使用できる。ステップ15では、このフ
ラグ値を直前入力値と比較する。シェークハンドフラグ
1の値が直前の入力値と一致するときは、CPU23がデ
ータの読み出しを行っている最中であると判定し、ステ
ップ12に戻る。In step 14, the value of the shake hand flag 1 is input from the flag unit 17, and the RAM 13 or 14 which is not outputting is detected. Either RAM can be used in the first cycle. In step 15, this flag value is compared with the immediately preceding input value. When the value of the shake hand flag 1 matches the immediately preceding input value, it is determined that the CPU 23 is in the process of reading data, and the process returns to step 12.
【0072】CPU23によるRAM13又はRAM14から
のデータの読み出しが完了したときは、シェークハンド
フラグ1のフラグ値が切り換えられるので、シェークハ
ンドフラグ1の値とが直前の入力値とが不一致となる。
このときは、RAM13又はRAM14からのデータの読み
出しが完了したと判定し、ステップ15→16に進む。ステ
ップ16では、周期データとアクセル値とに基づいて出力
すべきバイト列のビットパターンを生成し、このビット
パターンを図4に示すようなデータ構造のデータa1 〜
an にセットし、このバイト列を出力する。このバイト
列は、切り換えスイッチ15を切り換えるとRAM13又は
RAM14に書き込まれる。When the reading of data from the RAM 13 or RAM 14 by the CPU 23 is completed, the flag value of the shake hand flag 1 is switched, so that the value of the shake hand flag 1 does not match the immediately preceding input value.
At this time, it is determined that the reading of the data from the RAM 13 or RAM 14 is completed, and the process proceeds to steps 15 → 16. In step 16, a bit pattern of a byte string to be output is generated based on the cycle data and the accelerator value, and this bit pattern is used as data a 1 -a 1 having a data structure as shown in FIG.
It is set to a n and this byte string is output. This byte string is written in the RAM 13 or RAM 14 when the changeover switch 15 is changed.
【0073】このように、RAM13又はRAM14のいず
れに書き込むかはCPU23側で制御されるので、CPU
22は、シェークハンドフラク1が前回の内容とは異なっ
たことを確認することによりRAM13又はRAM14への
書込動作を実行する。ステップ17では、出力したバイト
列の長さを「件数データ」として出力する。ステップ18
では、シェークハンドフラグ2に書き込み完了信号とし
てシェークハンドフラグ信号を生成する。即ち、シェー
クハンドフラグの値が1のときは0にセットし、0のと
きは1にセットする。このようにしてシェークハンドフ
ラグ信号が生成される。As described above, since which of the RAM 13 and the RAM 14 is written is controlled by the CPU 23, the CPU
22 confirms that the shake hand fract 1 is different from the previous contents, and executes the write operation to the RAM 13 or RAM 14. In step 17, the length of the output byte string is output as “number data”. Step 18
Then, a shake hand flag signal is generated as a write completion signal in the shake hand flag 2. That is, when the value of the shake hand flag is 1, it is set to 0, and when it is 0, it is set to 1. In this way, the shake hand flag signal is generated.
【0074】尚、シェークハンドフラグ2への出力はシ
ェークハンドフラグ1の内容を反転して出力すればよ
い。但し、フラグの値は、以下の内容を示すものとす
る。 シェークハンドフラグ1 意味 0 CPU23がRAM13から読込中(出力中) 1 CPU23がRAM14から読込中(出力中) シェークハンドフラグ2 0 CPU22がRAM13に書込済み 1 CPU22がRAM14に書込済み この定義を任意に設定できるが、そのときは、それに合
わせて判別内容を変更する必要がある。The shake hand flag 2 may be output by inverting the contents of the shake hand flag 1. However, the value of the flag indicates the following contents. Shake hand flag 1 Meaning 0 CPU 23 is reading from RAM 13 (outputting) 1 CPU 23 is reading from RAM 14 (outputting) Shake hand flag 2 0 CPU 22 has been written to RAM 13 1 CPU 22 has been written to RAM 14 It can be set arbitrarily, but in that case, it is necessary to change the determination content accordingly.
【0075】ステップ19では、この生成したシェークハ
ンドフラグ2をフラグ器17に出力する。以上のループは
電源が遮断されるまで繰り返される。尚、ステップ12,
13におけるアクセル値と周期データの入力タイミングは
シェークハンドフラグ1の判別ループ中でもよいし、判
別の後で実行してもよい。In step 19, the generated shake hand flag 2 is output to the flag unit 17. The above loop is repeated until the power is cut off. In addition, step 12,
The input timing of the accelerator value and the cycle data in 13 may be in the determination loop of the shake hand flag 1 or may be executed after the determination.
【0076】また、RAM31の容量が大きいときは、図
11のフローチャートで示すように、RAM31に出力ビッ
トパターンを生成し(ステップ21)、この出力ビットパ
ターンを書き込むときはRAM31からRAM13又はRA
M14に書き込む(ステップ22)ようにしてもよい。次
に、CPU23の動作について説明する。When the RAM 31 has a large capacity,
As shown in the flowchart of FIG. 11, an output bit pattern is generated in the RAM 31 (step 21), and when writing this output bit pattern, the RAM 31 to the RAM 13 or RA is used.
You may make it write in M14 (step 22). Next, the operation of the CPU 23 will be described.
【0077】CPU23のデータ出力機能は、主に、次の
4ブロックによって構成されている。 (1)RAMの切り換え信号の発生機能 (2)疑似アドレス値の発生と周期の決定機能 (3)RAMからのデータの取出機能 (4)シェークハンドフラグ1への書込機能 (1)RAMの切り換え信号の発生機能について RAM13及びRAM14は、CPU22にとってはデータの
書込用メモリであり、CPU23にとっては読み出し用メ
モリである。このように同一のメモリを別々の用途に使
用するときは、タイミングに応じて切り換える必要があ
る。The data output function of the CPU 23 is mainly composed of the following four blocks. (1) RAM switching signal generation function (2) Pseudo address value generation and cycle determination function (3) Data retrieval function from RAM (4) Shake hand flag 1 writing function (1) RAM Regarding Function of Generating Switching Signal RAM 13 and RAM 14 are data writing memories for CPU 22 and reading memories for CPU 23. Thus, when the same memory is used for different purposes, it is necessary to switch it according to the timing.
【0078】本実施の形態では、最終的な出力はCPU
23によって行われ、出力途中で切り換えが行われないよ
うにするため、さらに、出力を連続して実行するため
に、CPU23の側から切り換えスイッチ15, 16を制御す
る方式にしている。CPU23がRAM13又はRAM14の
内容を出力している間は、その対象となっているRAM
は、CPU22の制御から離脱し、CPU23によって制御
・支配されている。In the present embodiment, the final output is the CPU
The changeover switches 15 and 16 are controlled by the CPU 23 in order to prevent the changeover from being performed in the middle of output and to continuously execute the output. While the CPU 23 is outputting the contents of RAM 13 or RAM 14, the target RAM
Is separated from the control of the CPU 22 and is controlled / controlled by the CPU 23.
【0079】シェークハンドフラグ2を参照して読みだ
しRAMを決定したCPU23は、最初に読み出し用のR
AMセレクト信号を切り換えスイッチ16,54に出力す
る。これによって切り換えスイッチ15,51〜54を作動さ
せる。シェークハンド信号を出力してどちらのRAMを
使用するかをシェークハンドフラグ1に通知する。この
間はPWM信号は単独アーム、共通アーム共にオフ信号
を出力する。 (2)疑似アドレス値の発生と周期の決定機能について CPU22は、切り換えスイッチ52,53を制御して対象と
するRAM13又はRAM14等のアドレス値を発行し、R
AM13又はRAM14等の特定の位置にアクセスする構造
となっているが、CPU23はRAM13又はRAM14等を
参照する場合にはアドレス値を自分で発生しなければな
らない。CPU23は独立したクロックを備え、そのクロ
ックの発生する矩形波をカウントするカウンタと接続
し、カウンタの値を疑似的にアドレス値として利用する
ように構成されている。そのカウンタは、0からRAM
13又はRAM14の使用件数データの値までカウントアッ
プされ、コンパレータ4の交流一波形の周期を特定する
ものであるが、同時にその値はアクセスすべきRAM13
又はRAM14のアドレス値を発生させる。任意のアドレ
スをアクセスできる訳ではないが、昇順または降順にR
AM13又はRAM14からデータを読むとき、又は書くと
きに利用できる。 (3)RAMからのデータの取出機能について RAM13又はRAM14からのデータの取り出しは、図5
のフローチャートに基づいて動作する。また、アドレス
値を設定し、指定された番地の内容をインターフェース
を経由してバッファに取り出し、外部からのノイズを防
ぐため、例えば高速フォトカプラ等を介して後続デバイ
スに接続するように構成されている。 (4)シェークハンドフラグ1への書込機能について データの読み出しを全て終了すると、シェークハンドフ
ラグ1を前述のフラグ値にセットし、このフラグ値をフ
ラグ器17に格納する。The CPU 23, which has determined the read RAM by referring to the shake hand flag 2, first reads R for read.
The AM select signal is output to the changeover switches 16 and 54. This activates the changeover switches 15, 51-54. A shake hand signal is output to notify the shake hand flag 1 which RAM to use. During this period, the PWM signal outputs the off signal for both the single arm and the common arm. (2) Function of generating pseudo address value and determining cycle The CPU 22 controls the changeover switches 52 and 53 to issue the address value of the target RAM 13 or RAM 14, and R
Although the structure is such that a specific position such as the AM 13 or the RAM 14 is accessed, the CPU 23 must generate the address value by itself when referring to the RAM 13 or the RAM 14. The CPU 23 has an independent clock, is connected to a counter that counts a rectangular wave generated by the clock, and is configured to use the value of the counter as an address value in a pseudo manner. The counter is from 0 to RAM
The value is counted up to 13 or the value of the number-of-uses data of the RAM 14 to specify the cycle of one AC waveform of the comparator 4, but at the same time, the value is accessed to the RAM 13
Alternatively, the address value of the RAM 14 is generated. It is not possible to access any address, but R in ascending or descending order
It can be used when reading or writing data from the AM 13 or RAM 14. (3) Regarding the function of fetching data from RAM The data fetch from RAM13 or RAM14 is shown in FIG.
It operates based on the flowchart of. In addition, it is configured to set the address value, take out the contents of the specified address to the buffer via the interface, and connect to the subsequent device via a high-speed photocoupler, for example, to prevent noise from the outside. There is. (4) Function for writing to shake hand flag 1 When all data reading is completed, the shake hand flag 1 is set to the above-mentioned flag value, and this flag value is stored in the flag unit 17.
【0080】シェークハンドフラグ1,2は、ともに所
定の1ビットに当てられる。他のビットについては、入
力または出力命令を実行する際にどのようなデータであ
ってもハードウェア的には関係しない構成となってい
る。必要で有れば利用するような構成も可能ではあるが
ここでは1ビットで足りる。このようにCPU23におい
て、できることは限られているが、ソフトウェアを読み
込んで各種の判別や準備処理などを経た後にアクセスす
るのではなく、ほとんど直接的にRAM13又はRAM14
にアクセスするので非常に高速化が可能となる。Both shake hand flags 1 and 2 are applied to a predetermined 1 bit. Regarding other bits, any data is not related to the hardware when the input or output instruction is executed. Although it is possible to use a configuration if necessary, one bit is sufficient here. As described above, although the CPU 23 is limited in what it can do, it is almost directly accessed by the RAM 13 or the RAM 14 rather than being accessed after the software is read and various kinds of determination and preparation processing are performed.
Because it accesses to, very high speed is possible.
【0081】かかる第2の実施の形態の構成によれば、
出力段のCPU23を出力専用のCPUとすることによ
り、さらにデータの受け渡しの高速化を図ることができ
る。即ち、CPU23は、ハードウェア的に指定した動作
しか実行しないが、ソフトウェアに依存しないので超高
速作動が可能となる。また、特定の装置として設計する
ことができるので、多様な対応を考慮する必要がなく、
このため、周辺の集積回路に合わせてアイドルタイムを
切り詰めることができる。According to the configuration of the second embodiment,
By using the output stage CPU 23 as an output-only CPU, it is possible to further speed up data transfer. That is, the CPU 23 executes only the operation specified by hardware, but does not depend on software, so that it can operate at an extremely high speed. Moreover, since it can be designed as a specific device, it is not necessary to consider various measures,
Therefore, the idle time can be reduced according to the peripheral integrated circuits.
【0082】[0082]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
かかる装置によれば、第2の被変調信号が高周波化し、
人間の耳に聞こえるような電磁騒音がなくなる。請求項
2の発明にかかる装置によれば、データ量が多くても、
第1の被変調信号を一刻も休止することなく続けて出力
することができる。As described above, according to the device of the invention of claim 1, the second modulated signal has a high frequency,
There is no electromagnetic noise that can be heard by humans. According to the apparatus of the second aspect of the present invention, even if the amount of data is large,
The first modulated signal can be continuously output without any pause.
【0083】請求項3の発明にかかる装置によれば、第
1の被変調信号生成手段による処理の高速化を図ること
ができる。請求項4の発明にかかる装置によれば、第1
の被変調信号から、交流電力波形に近似した波形のアナ
ログ電圧信号を得ることができる。According to the third aspect of the present invention, the processing speed of the first modulated signal generating means can be increased. According to the apparatus of the invention of claim 4,
An analog voltage signal having a waveform similar to the AC power waveform can be obtained from the modulated signal of.
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の制御コンピュータ内の構成を示すブロッ
ク図。FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the control computer shown in FIG.
【図3】図1のインバータの構成を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the inverter shown in FIG.
【図4】図2のCPU間でのデータ伝達用のフレームの
説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a frame for data transmission between CPUs in FIG.
【図5】図2のCPUの動作を示すフローチャート。5 is a flowchart showing the operation of the CPU of FIG.
【図6】図1の信号波形図。FIG. 6 is a signal waveform diagram of FIG.
【図7】PWMの説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of PWM.
【図8】本発明の第2の実施の形態の概略を示すブロッ
ク図。FIG. 8 is a block diagram showing an outline of a second embodiment of the present invention.
【図9】図8の詳細を示すブロック回路図。9 is a block circuit diagram showing details of FIG. 8;
【図10】図8及び図9のCPUの動作を示すフローチャ
ート。FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the CPU of FIGS. 8 and 9.
【図11】図10の動作の応用例を示すフローチャート。11 is a flowchart showing an application example of the operation of FIG.
1 制御コンピュータ 2 仮想負荷 3 キャリア波オッシレータ 4 コンパレータ 11,12,21〜23 CPU 1 Control computer 2 Virtual load 3 Carrier wave oscillator 4 Comparator 11, 12, 21-23 CPU
Claims (4)
基づいて、直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を
電動機に供給する電動機の交流制御装置において、 前記電動機に供給する交流電力の周波数と出力電圧とを
演算し、演算された周波数と出力電圧とに基づいて、第
1の被変調信号生成用のデータを演算するデータ演算手
段と、 該データ演算手段により演算された第1の被変調信号用
のデータに基づいて、正弦波形をパルス幅変調した第1
の被変調信号を生成する第1の被変調信号生成手段と、 生成された該第1の被変調信号を、電動機に供給される
交流電力波形に近似した波形のアナログ信号に変換する
アナログ信号変換手段と、 可聴範囲を越える所定周波数の変調信号を発生する変調
信号発生手段と、 発生した変調信号により前記アナログ信号のパルス幅変
調を行い、パルス幅変調された交流電力変換用の第2の
被変調信号を生成する第2の被変調信号生成手段と、を
備え、該第2の被変調信号に基づいて、直流電力を交流
電力に変換し、該交流電力を電動機に供給するようにし
たことを特徴とする電動機の交流制御装置。Claim: What is claimed is: 1. An AC controller for a motor, wherein DC power is converted to AC power based on a modulated signal obtained by pulse-width-modulating a sine waveform, and the AC power is supplied to the motor. Of the frequency and the output voltage, and data calculating means for calculating the data for generating the first modulated signal based on the calculated frequency and the output voltage, and the first data calculated by the data calculating means. A pulse-width modulated sine waveform based on the data for the modulated signal of
A first modulated signal generating means for generating a modulated signal, and an analog signal converter for converting the generated first modulated signal into an analog signal having a waveform approximate to the AC power waveform supplied to the electric motor. Means, a modulation signal generating means for generating a modulation signal of a predetermined frequency exceeding the audible range, and a pulse width modulation of the analog signal by the generated modulation signal, and a pulse width modulated second power conversion AC power converter. Second modulated signal generating means for generating a modulated signal, and based on the second modulated signal, converts DC power into AC power and supplies the AC power to an electric motor. An AC control device for an electric motor.
成手段との間に、書き込み・読み出し可能な複数の記憶
手段を備える一方、 データ演算手段は、第1の被変調信号生成手段による読
み出しが行われていない記憶手段にデータを書き込み、
第1の被変調信号生成手段は、データ演算手段により書
き込みが行われていない記憶手段からデータの読み出し
を行うように構成されたことを特徴とする請求項1に記
載の電動機の交流制御装置。2. A plurality of writable / readable storage means are provided between the data calculation means and the first modulated signal generation means, while the data calculation means is composed of the first modulated signal generation means. Write data to the memory that has not been read,
2. The AC control device for an electric motor according to claim 1, wherein the first modulated signal generation means is configured to read data from the storage means that has not been written by the data calculation means.
生成に必要なデータを、パルス幅変調を行う正弦波の所
定単位角度毎に区切り、連続して前記第1の被変調信号
生成手段に伝達するように構成されたことを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の電動機の交流制御装置。3. The data calculating means divides data required for generating the first modulated signal into predetermined unit angles of a sine wave for pulse width modulation, and continuously generates the first modulated signal. The AC control device for an electric motor according to claim 1 or 2, wherein the AC control device is configured to be transmitted to the means.
似形の負荷を有する仮想負荷回路を備え、第1の被変調
信号に基づいて前記仮想負荷回路に通電することによ
り、第1の被変調信号を、電動機に供給される交流電力
波形に近似した波形のアナログ信号に変換するように構
成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれ
か1つに記載の電動機の交流制御装置。4. The analog signal converting means comprises a virtual load circuit having a load similar in shape to a motor, and the first modulated signal is supplied by energizing the virtual load circuit based on a first modulated signal. The AC control of the electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the signal is configured to be converted into an analog signal having a waveform similar to an AC power waveform supplied to the electric motor. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7302677A JPH09149654A (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | Ac controller of motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7302677A JPH09149654A (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | Ac controller of motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09149654A true JPH09149654A (en) | 1997-06-06 |
Family
ID=17911863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7302677A Pending JPH09149654A (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | Ac controller of motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09149654A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000217367A (en) * | 1999-01-25 | 2000-08-04 | Hitachi Ltd | Current control circuit, inverter controller, inverter and power converter |
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CN100417007C (en) * | 2005-01-24 | 2008-09-03 | 株式会社电装 | Semiconductor device control apparatus and method |
WO2019021663A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor drive control device and motor drive control method |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP7302677A patent/JPH09149654A/en active Pending
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