WO2021145050A1 - モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法 - Google Patents

モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021145050A1
WO2021145050A1 PCT/JP2020/040749 JP2020040749W WO2021145050A1 WO 2021145050 A1 WO2021145050 A1 WO 2021145050A1 JP 2020040749 W JP2020040749 W JP 2020040749W WO 2021145050 A1 WO2021145050 A1 WO 2021145050A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
analog
conversion process
digital conversion
pwm
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/040749
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
進士 戸塚
宏樹 小久保
重巳 増田
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
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 ミネベアミツミ株式会社 filed Critical ミネベアミツミ株式会社
Priority to CN202080083095.1A priority Critical patent/CN114762243A/zh
Priority to US17/758,408 priority patent/US20230026201A1/en
Publication of WO2021145050A1 publication Critical patent/WO2021145050A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28Arrangements for controlling current
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive control device and a motor drive control method capable of reliably acquiring the currents of two-phase coils by a one-shunt current detection method.
  • a one-shunt current detection method in which a shunt resistor connected to a DC line of an inverter circuit detects a current of a two-phase coil among three-phase coils.
  • a device that estimates (reproduces) the output current of the inverter circuit from the current detected in the past is provided.
  • the current detection timings of the two-phase coils approach each other, there may be a problem that the current of the second-phase coil cannot be detected.
  • an object of the present invention is to provide a motor drive control device and a motor drive control method capable of reliably capturing the current of a two-phase coil by a one-shunt current detection method while having a simple circuit configuration. ..
  • the motor drive control device of the present invention A motor drive unit that has a plurality of switching elements and includes an inverter circuit that supplies AC power to the three-phase coils of the motor.
  • a single current detection circuit connected to the DC line of the inverter circuit and detecting the current flowing through the DC line, and A control circuit unit that executes and captures analog-to-digital conversion processing of the current detected by the current detection circuit and PWM-controls the motor drive unit.
  • the control circuit unit From the current detection circuit, the detection results of the first current and the second current, which are the currents of the two-phase coils of the three-phase coils in one half cycle of the PWM cycle, are acquired.
  • the detection result of only the current in which the analog-to-digital conversion process fails in the same PWM cycle or the next and subsequent PWM cycles is detected. It is acquired again, and the analog-to-digital conversion process of the detected current acquired again is executed.
  • the control circuit unit The detection results of the first current and the second current are acquired from the current detection circuit in the first half of one PWM cycle.
  • the detection result of only the current in which the analog-to-digital conversion process fails in the first half of the next PWM cycle is acquired again and acquired again. It is preferable to execute the analog-to-digital conversion process of the detected current.
  • the control circuit unit The detection results of the first current and the second current are acquired from the current detection circuit in the latter half of one PWM cycle.
  • the detection result of only the current in which the analog-to-digital conversion process fails in the latter half of the next PWM cycle is acquired again and acquired again. It is preferable to execute the analog-to-digital conversion process of the detected current.
  • the control circuit unit The detection results of the first current and the second current are acquired from the current detection circuit in the latter half of one PWM cycle.
  • the detection result of only the current in which the analog-to-digital conversion process fails in the first half of the next PWM cycle is acquired again and acquired again. It is preferable to execute the analog-to-digital conversion process of the detected current.
  • the control circuit unit The detection results of the first current and the second current are acquired from the current detection circuit in the first half of one PWM cycle.
  • the detection result of only the current in which the analog-to-digital conversion process fails in the latter half of the same PWM cycle is acquired again and acquired again. It is preferable to execute the analog-to-digital conversion process of the detected current.
  • the control circuit unit When the analog-to-digital conversion process of the current for which the analog-to-digital conversion process could not be performed fails again, the reacquisition of the detection result of only the current that failed the analog-to-digital conversion process again and the analog-to-digital conversion process are repeated in the next and subsequent PWM cycles. Is preferable.
  • the control circuit unit When the analog-to-digital conversion process fails a predetermined number of times or more, it is preferable to acquire the detection results of both the first current and the second current in a half cycle of one PWM cycle.
  • the present invention is a motor drive control method for PWM controlling a motor drive unit having a plurality of switching elements and including an inverter circuit that supplies AC power to three-phase coils of the motor.
  • the detection results of the first current and the second current which are the currents of the two-phase coils of the three-phase coils, are acquired in the half cycle of one PWM cycle.
  • the analog-to-digital conversion process of the first current and the second current is executed, When at least one of the first current and the second current fails in the analog-to-digital conversion process, the detection result of only the current in which the analog-to-digital conversion process fails in the same PWM cycle or the next and subsequent PWM cycles is detected. It is acquired again, and the analog-to-digital conversion process of the detected current acquired again is executed.
  • the present invention can provide a motor drive control device and a motor drive control method capable of reliably acquiring the current of a two-phase coil by a one-shunt current detection method while having a simple circuit configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a motor drive control device according to an embodiment of the present invention.
  • the motor drive control device 1 includes a motor drive unit 2 and a control circuit unit 4.
  • the motor drive unit 2 includes an inverter circuit 2a, a predrive circuit 2b, and a single current detection circuit 2c.
  • the inverter circuit 2a has six switching elements Q1 to Q6, and supplies AC power to the coils Lu, Lv, and Lw of the three phases (U phase, V phase, and W phase) of the motor 20.
  • the switching elements Q1, Q3, and Q5 are high-side switching elements composed of N-channel MOSFETs arranged on the positive electrode side of the power supply Vcc, and the power supply voltage of the power supply Vcc is applied.
  • the switching elements Q2, Q4, and Q6 are low-side switching elements composed of N-channel MOSFETs arranged on the negative electrode side of the power supply Vcc.
  • connection points of the switching elements Q1 and Q2 are connected to the U-phase coil Lu
  • the connection points of the switching elements Q3 and Q4 are connected to the V-phase coil Lv
  • the connection points of the switching elements Q5 and Q6 are the W-phase coil Lw. It is connected to the.
  • the predrive circuit 2b includes six output terminals connected to the gate terminals of the six switching elements Q1 to Q6 of the inverter circuit 2a.
  • the predrive circuit 2b outputs output signals Vuh, Vul, Vvh, Vvr, Vwh, Vwl based on the drive control signal Sd output from the control circuit unit 4, and turns on / off the switching elements Q1 to Q6. To control.
  • the current detection circuit 2c is connected to the DC line of the inverter circuit 2a and detects the current flowing through the DC line.
  • the current detection circuit 2c includes, for example, a shunt resistor, and detects the currents Iu, Iv, Iw of the three-phase coils Lu, Lv, and Lw from the voltage across the shunt resistor. As a detection result, the current detection circuit 2c outputs a detection voltage signal Vm corresponding to the detected current to the control circuit unit 4.
  • the motor 20 is provided with three Hall elements (an example of a position detection sensor) 25u, 25v, 25w that output signals according to the rotation position of the motor 20 corresponding to the three-phase coils Lu, Lv, Lw. ing.
  • the Hall elements 25u, 25v, and 25w each detect the magnetic poles of the rotor and output Hall signals Shu, Shv, and Shw (collectively, Sh).
  • the Hall signal Sh is input to the control circuit unit 4.
  • the position detection sensor is not limited to the Hall element, and the motor drive control device 1 may be a sensorless system that does not have a position detection sensor.
  • the control circuit unit 4 is, for example, a microcomputer, which includes a vector control unit 41, a PWM generation circuit 42, a timing generation circuit 43, and an analog-to-digital converter (ADC) 44, and includes a motor drive unit 2.
  • PWM control For example, a speed command signal Sc, which is a signal related to the rotation speed of the motor 20, is input to the control circuit unit 4 from the outside.
  • the vector control unit 41 outputs the voltage values V ⁇ and V ⁇ to the PWM generation circuit 42 (spatial vector modulation circuit: SVM) according to well-known vector control.
  • the PWM generation circuit 42 outputs the drive control signal Sd to the motor drive unit 2 and PWM-controls the motor drive unit 2.
  • the timing generation circuit 43 starts the timing generation counter in synchronization with the start of the PWM count to trigger the analog-digital converter 44. Specifically, the timing generation circuit 43 outputs the trigger signal Tr1 to the analog-digital converter 44 at the current acquisition timings t1, t2, t11, t12, ..., which will be described later. Further, the timing generation circuit 43 outputs the trigger signal Tr2 to the analog-digital converter 44 at the current calculation timings t3, t13, ..., which will be described later.
  • the analog-to-digital converter 44 executes analog-digital conversion (hereinafter, also referred to as AD conversion) of the detection voltage signal Vm corresponding to the currents Iu, Iv, and Iw based on the trigger signal Tr1, and is based on the trigger signal Tr2. Then, the digital voltage signal Vmd is output to the vector control unit 41. After that, when the timing generation circuit 43 outputs the timing signal St to the vector control unit 41, the vector control unit 41 performs vector control from the three-phase current values and the rotation angle sensor information, and energizes the PWM generation circuit 42. Calculate the size.
  • AD conversion analog-digital conversion
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a known current acquisition method.
  • FIG. 2A is a waveform generated by spatial vector modulation
  • FIG. 2B is a PWM waveform in sector 2
  • FIG. 2C is a PWM waveform in sector 3.
  • PWM_UH has a PWM on-duty of approximately 100%
  • PWM_VH has a PWM on-duty of approximately 0%.
  • FIG. 2B As shown in the above, the output signal Vvh that turns on the switching element Q1 has a long on period, and the output signal Vvh that turns on the switching element Q3 has a short on period. Further, as shown in FIG.
  • the PWM on-duty of PWM_WH is intermediate between the PWM on-duty of PWM_UH and WM_VH.
  • the output signal Vwh for turning on the switching element Q5 has an on-period length intermediate between Vuh and Vvh.
  • the output signals Vul, Vvl, and Vwl that turn on the switching elements Q2, Q4, and Q6 are complementary to the output signals Vuh, Vvh, and Vwh, respectively.
  • the current (-Iw) flowing out of the W-phase coil Lw can be acquired, and at time t4, the current (Iu) flowing into the U-phase coil Lu can be acquired.
  • the current of the two-phase coil determined for each sector is acquired in the first half or the second half of one PWM cycle, and the current of the remaining one-phase coil is calculated. Ask.
  • FIG. 3 is an example of a timing chart of current acquisition and AD conversion processing in the motor drive control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows the current of the two-phase coil detected by the current detection circuit 2c in the half cycle of one PWM cycle (in this example, the first half cycle) by the control circuit unit 4 (in this example, the first half cycle).
  • the timing chart when the current (-Iu) and the second current (Iw)) detection results are acquired, the analog-to-digital conversion processing of the acquired two-phase current detection results is executed, and the current is taken in is shown. There is.
  • FIG. 3 shows the current of the two-phase coil detected by the current detection circuit 2c in the half cycle of one PWM cycle (in this example, the first half cycle) by the control circuit unit 4 (in this example, the first half cycle).
  • the uptake state means the current uptake state as a result of executing the AD conversion process of the detected current acquired from the current detection circuit 2c in the control circuit unit 4.
  • the PWM timer counter has a triangular wave shape. 1 PWM cycle is divided into the first half and the second half.
  • the PWM waveforms PWM_UH, PWM_VH, and PWM_WH correspond to the output signals Vuh, Vvh, and Vwh for turning on the switching elements Q1, Q3, and Q5
  • the PWM waveforms PWM_UL, PWM_VL, and PWM_WL correspond to each other. It corresponds to the output signals Vul, Vvl, Vwl that turn on the switching elements Q2, Q4, and Q6.
  • the PWM waveforms PWM_UH, PWM_VH, PWM_WH and the PWM waveforms PWM_UL, PWM_VL, PWM_WL are complementary to each other.
  • the switching elements Q2, Q3, and Q5 are turned on. Therefore, the detection result of the current (-Iu: first current) flowing out from the U-phase coil Lu is acquired.
  • the time t1 triggers the AD conversion process, and as shown in FIG. 3D, the AD conversion process of the first current (-Iu) is started at the time t1, and the first current (-Iu) is started at the time t1a. ) AD conversion process succeeds and ends. Since the AD conversion process was successful, the current capture state flag is set at time t1a. For example, in the case of an 8-bit flag, it is set to 000000001.
  • the PWM waveforms PWM_WH, PWM_UL, and PWM_VL are at high levels, so the switching elements Q2, Q4, and Q5 are turned on. Therefore, the detection result of the current (Iw: second current) flowing into the W-phase coil Lw is acquired. Further, the AD conversion process of the second current (Iw) is started at the time t2, and the AD conversion process is successfully completed at the time t2a. Since the AD conversion process of the second current (Iw) was successful, the flag of the current uptake state is set at time t2a. For example, in the case of an 8-bit flag, it is set to 000000111.
  • the detection result of the first current (-Iu) is acquired at time t11, and if the AD conversion process is successful, the current capture state flag is set at time t11a, and the current capture state flag is set at time t12. If the detection result of the second current (Iw) is acquired and the AD conversion process is successful, the current capture state flag is set at time t12a, and the third current (Iv) is calculated at time t13. This current acquisition operation is executed in each PWM cycle.
  • the currents of the two-phase coils in this example, the first current (-Iu) and the second current (Iw)
  • the AD conversion process of the one-phase current in this example, the second current (Iw)
  • current acquisition fails after acquiring the detection result.
  • FIG. 3 (e) at time t1, the detection result of the first current (-Iu) is acquired, and the AD conversion process of the first current (-Iu) is started.
  • the current capture state flag is set.
  • the AD conversion process of the second current (Iw) based on the acquired detection result of the second current (Iw) is started. It is later than the time t2. Therefore, the AD conversion process of the second current (Iw) cannot be started, and the AD conversion process of the second current (Iw) fails. Therefore, regarding the second current (Iw), the detection result of the second current (Iw) is reacquired in the next PWM cycle, and the AD conversion process of the reacquired second current (Iw) detection result is performed. Try again. Since the AD conversion process of the first current (-Iu) is successful, the digital value of the first current (-Iu) is stored, and in the next PWM cycle, the first current (-Iu) is stored. The detection result of is not acquired.
  • the detection result of the second current (Iw) is acquired, and the AD conversion process of the second current (Iw) is started.
  • the AD conversion process is completed at time t12a, the current capture state flag is set.
  • the AD conversion process of the current of one phase of the currents of the two-phase coils cannot be completed in the half cycle of one PWM cycle.
  • the AD conversion process cannot be completed1.
  • the current of the two-phase coil can be reliably taken in by the one-shunt current detection method even though the circuit configuration is simple.
  • the measured current value is used without using the estimated current value, so high accuracy is achieved. Can be achieved.
  • the two-phase current can be reliably taken in without any special restriction on the processing time (processing speed) of AD conversion, it is not necessary to use an expensive microcomputer and the cost. Can be reduced.
  • the detection results of the first current (-Iu) and the second current (Iw) are acquired in the first half of one PWM cycle, and the AD conversion process of the second current (Iw) fails.
  • the detection result of the second current (Iw) is acquired in the first half of the next PWM cycle, and the AD conversion process is executed, but the present invention is limited to the above-described embodiment (case 1). Instead, as shown in Table 1, cases 2 to 4 are also conceivable.
  • the AD conversion process of the second current (Iw) is successful in the next PWM cycle, but the AD conversion process of the second current (Iw) is performed again in the next PWM cycle. If it cannot be done, the reacquisition of the detection result of the second current (Iw) and the AD conversion process in which the AD conversion process could not be performed again in the next and subsequent PWM cycles may be repeated. However, if the AD conversion process of the second current (Iw) fails a predetermined number of times or more in one sector, the first current (-Iu) and the second current (-Iu) and the second current (-Iu) are renewed in one half cycle of the PWM cycle. It is preferable to return to the first stage so as to obtain both current (Iw) detection results.
  • FIG. 4 is an example of a flowchart of current acquisition and AD conversion processing in the motor drive control device according to the embodiment of the present invention. As a first example, the case where the AD conversion processing of both the first current and the second current is successful will be described.
  • step S1 it is confirmed whether the flag of the first current acquisition state is set in, for example, a memory (not shown) in the control circuit unit 4. Since the initial value of the flag is 0 and the flag of the first current uptake state is not set (No in step S1), the process proceeds to step S2.
  • step S2 the detection result of the first current (-Iu) is acquired.
  • step S3 the AD conversion process of the first current is executed. Steps S2 and S3 correspond to the operation at time t1 in FIGS. 3 (c) and 3 (d).
  • the analog-to-digital converter 44 acquires the detection result of the first current detected by the current detection circuit 2c. , The AD conversion process of the first current is executed.
  • step S4 it is determined whether the AD conversion process of the first current is successful. If the AD conversion process of the first current is successful (Yes), the process proceeds to step S5. In step S5, the flag of the first current acquisition state is set in the memory. In step S6, the first current (-Iu) is stored in the memory. Steps S4 to S6 correspond to the operation at time t1a in FIG. 3 (d).
  • step S7 it is confirmed whether the flag of the second current acquisition state is set in the memory. Since the initial value of the flag is 0 and the flag of the second current uptake state is not set (No in step S7), the process proceeds to step S8.
  • step S8 the detection result of the second current (Iw) is acquired.
  • step S9 the AD conversion process of the second current is executed. Steps S8 and S9 correspond to the operation at time t2 in FIGS. 3 (c) and 3 (d). That is, at time t2, when the timing generation circuit 43 outputs the trigger signal Tr1 to the analog-to-digital converter 44, the analog-to-digital converter 44 acquires the detection result of the second current detected by the current detection circuit 2c. The AD conversion process of the second current is executed.
  • step S10 it is determined whether the AD conversion process of the second current is successful. If the AD conversion process of the second current is successful (Yes), the process proceeds to step S11. In step S11, the flag of the second current acquisition state is set in the memory. In step S12, the second current (Iw) is stored in the memory. Steps S10 to S12 correspond to the operation at time t2a in FIG. 3 (d).
  • step S13 it is confirmed whether the flag of the first current uptake state is set in the memory. Since the flag of the first current uptake state is set in step S5 described above (Yes), the process proceeds to step S14.
  • step S14 it is confirmed whether the flag of the second current uptake state is set in the memory. Since the flag of the second current uptake state is set in step S11 described above (Yes), the process proceeds to step S15.
  • step S16 the flag of the first current uptake state is cleared.
  • step S17 the flag of the second current uptake state is cleared. Steps S15 to 17 correspond to the operation at time t3 in FIG. 3 (d). That is, at time t3, when the timing generation circuit 43 outputs the trigger signal Tr2 to the analog-to-digital converter 44, the analog-digital converter 44 calculates the third current and converts the first to third currents into analog-digital conversion.
  • the digital voltage signal Vmd is output to the vector control unit 41.
  • Steps S1 to S9 are the same as steps S1 to S9 in the first example. If the AD conversion process of the second current fails in step S10 (No), the process proceeds to step S13. Since the flag of the first current uptake state is set in step S13 (Yes), the process proceeds to step S14. In step S14, since the flag of the second current uptake state is not set (No), the process returns to step S1.
  • step S7 Since the flag of the first current uptake state is set in step S1, the process proceeds to step S7.
  • step S7 since the flag of the second current uptake state is not set (No), the process proceeds to step S8.
  • step S8 the detection result of the second current (Iw) is acquired.
  • step S9 the AD conversion process of the second current is executed. Steps S8 and S9 correspond to the operation at time t12 in FIGS. 3 (c) and 3 (e).
  • step S10 it is determined whether the AD conversion process of the second current is successful, and if it is successful (Yes), the process proceeds to step S11.
  • step S11 the flag of the second current acquisition state is set in the memory.
  • step S12 the second current (Iw) is stored in the memory. Steps S10 to S12 correspond to the operation at the time t12a in FIG. 3 (e).
  • step S13 Since the flag of the first current uptake state is set in step S13 (Yes), the process proceeds to step S14. Since the flag of the second current uptake state is set in step S14 (Yes), the process proceeds to step S15.
  • step S16 the flag of the first current uptake state is cleared.
  • step S17 the flag of the second current uptake state is cleared. Steps S15 to 17 correspond to the operation at time t13 in FIG. 3 (d).
  • Steps S1 to S3 are the same as steps S1 to S3 of the first example. If the AD conversion process of the first current fails in step S4 (No), the process proceeds to step S7. Steps S7 to S12 are the same as steps S7 to S12 of the first example. In step S13, since the flag of the first current uptake state is not set (No), the process returns to step S1.
  • Steps S1 to S3 are the same as steps S1 to S3 of the first example.
  • step S4 it is determined whether the AD conversion process of the first current is successful, and if it is successful (Yes), the process proceeds to step S5.
  • step S5 the flag of the first current acquisition state is set in the memory.
  • step S6 the first current (-Iu) is stored in the memory. Since the flag of the second current uptake state is set in step S7 (Yes), the process proceeds to step S13.
  • step S14 Since the flag of the first current uptake state is set in step S13 (Yes), the process proceeds to step S14. Since the flag of the second current uptake state is set in step S14 (Yes), the process proceeds to step S15.
  • step S16 the flag of the first current uptake state is cleared.
  • step S17 the flag of the second current uptake state is cleared.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
  • the present invention is not limited to the space vector modulation method, and may be, for example, a triangular wave comparison method.
  • the configuration of the motor drive control device 1 is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the flowchart shown in FIG. 4 is also a specific example, and the present invention is not limited to this, and other processes may be inserted, the process procedure may be changed, parallel processes may be executed, and the like.
  • Trigger signal Vuh, Vul, Vvh, Vvl, Vwh, Vwl ... Output signal, Iu, Iv , Iw ... current, Shu, Shv, Shw (Sh) ... Hall signal, Vm ... detection voltage signal, Vmd ... digital voltage signal, St ... timing signal

Abstract

1シャント電流検出方式によって2相のコイルの電流を確実に取得することができるモータ駆動制御装置(1)を提供する。 モータ駆動制御装置(1)は、インバータ回路(2a)を含むモータ駆動部(2)と、インバータ回路(2a)の直流ラインに接続され、直流ラインに流れる電流を検出する単一の電流検出回路(2c)と、電流のアナログデジタル変換処理を実行して取り込み、モータ駆動部(2)をPWM制御する制御回路部(4)と、を備え、制御回路部(4)は、電流検出回路(2c)から、1つのPWM周期の半周期において3相のコイルのうちの2相のコイルの電流である第1の電流および第2の電流の検出結果を取得し、第1および第2の電流の少なくとも一方のA/D変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期内または次回以降のPWM周期内でA/D変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のA/D変換処理を実行する。

Description

モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法
 本発明は、1シャント電流検出方式によって2相のコイルの電流を確実に取得することができるモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法に関するものである。
 従来のモータ駆動制御装置において、インバータ回路の直流ラインに接続されたシャント抵抗により、3相のコイルのうちの2相のコイルの電流を検出する1シャント電流検出方式が知られている。
 例えば、特許文献1には、1シャント電流検出方式において、2相のコイルのうちの一方の電流を検出できないときに、過去に検出した電流からインバータ回路の出力電流を推定(再現)する装置が記載されている。
 特に、2相のコイルの電流検出タイミングが接近する場合、2相目のコイルの電流を検出できないという問題が生じうる。
特開2004-64903号公報
 特許文献1のように、過去に検出した電流からインバータ回路の出力電流を推定する場合、定常状態ではある程度の推定精度が見込めるが、過渡状態ではモータに印加した電圧の影響が推定に反映されないため、良好な推定精度を見込むことができない。また、推定であるため、ベクトル制御に用いる電流値には誤差が含まれることになり、この誤差は、モータのスムーズな駆動にとって好ましくない。
 そこで、本発明は、簡易な回路構成でありながら、1シャント電流検出方式によって2相のコイルの電流を確実に取り込むことができるモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法を提供することを目的とする。
 本発明のモータ駆動制御装置は、
 複数のスイッチング素子を有し、モータの3相のコイルに交流電力を供給するインバータ回路を含むモータ駆動部と、
 前記インバータ回路の直流ラインに接続され、前記直流ラインに流れる電流を検出する単一の電流検出回路と、
 前記電流検出回路にて検出した前記電流のアナログデジタル変換処理を実行して取り込み、前記モータ駆動部をPWM制御する制御回路部と、
を備え、
 前記制御回路部は、
 前記電流検出回路から、1つのPWM周期の半周期において3相のコイルのうちの2相のコイルの電流である第1の電流および第2の電流の検出結果を取得し、
 前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期内または次回以降のPWM周期内でアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する。
 本発明のモータ駆動制御装置では、
 前記制御回路部は、
 前記電流検出回路から、1つのPWM周期の前半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
 前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、次のPWM周期の前半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行することが好ましい。
 本発明のモータ駆動制御装置では、
 前記制御回路部は、
 前記電流検出回路から、1つのPWM周期の後半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
 前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、次のPWM周期の後半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行することが好ましい。
 本発明のモータ駆動制御装置では、
 前記制御回路部は、
 前記電流検出回路から、1つのPWM周期の後半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
 前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、次のPWM周期の前半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行することが好ましい。
 本発明のモータ駆動制御装置では、
 前記制御回路部は、
 前記電流検出回路から、1つのPWM周期の前半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
 前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期の後半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行することが好ましい。
 本発明のモータ駆動制御装置では、
 前記制御回路部は、
 アナログデジタル変換処理ができなかった前記電流のアナログデジタル変換処理に再度失敗したとき、次以降のPWM周期においてアナログデジタル変換処理に再度失敗した電流のみの検出結果の再取得およびアナログデジタル変換処理を繰り返すことが好ましい。
 本発明のモータ駆動制御装置では、
 前記制御回路部は、
 アナログデジタル変換処理が所定回数以上失敗した場合、あらためて、1つのPWM周期の半周期において前記第1の電流および前記第2の電流の両方の検出結果を取得することが好ましい。
 本発明は、複数のスイッチング素子を有し、モータの3相のコイルに交流電力を供給するインバータ回路を含むモータ駆動部をPWM制御するためのモータ駆動制御方法であって、
 1つのPWM周期の半周期において3相のコイルのうちの2相のコイルの電流である第1の電流および第2の電流の検出結果を取得し、
 前記第1の電流および前記第2の電流のアナログデジタル変換処理を実行し、
 前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期内または次回以降のPWM周期内でアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する。
 本発明では、簡易な回路構成でありながら、1シャント電流検出方式によって2相のコイルの電流を確実に取得することができるモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。 公知の電流取得方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置における電流取得およびAD変換処理のタイミングチャートの一例である。 本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置における電流取得およびAD変換処理のフローチャートの一例である。
 図1は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。
 モータ駆動制御装置1は、モータ駆動部2および制御回路部4を備えている。
 モータ駆動部2は、インバータ回路2aと、プリドライブ回路2bと、単一の電流検出回路2cと、を備えている。
 インバータ回路2aは、6つのスイッチング素子Q1~Q6を有し、モータ20の3相(U相,V相,W相)のコイルLu,Lv,Lwに交流電力を供給する。スイッチング素子Q1,Q3,Q5は、電源Vccの正極側に配置されたNチャンネルのMOSFETからなるハイサイドスイッチング素子であり、電源Vccの電源電圧が印加される。スイッチング素子Q2,Q4,Q6は、電源Vccの負極側に配置されたNチャンネルのMOSFETからなるローサイドスイッチング素子である。スイッチング素子Q1,Q2の接続点がU相のコイルLuに接続され、スイッチング素子Q3,Q4の接続点がV相のコイルLvに接続され、スイッチング素子Q5,Q6の接続点がW相のコイルLwに接続されている。
 プリドライブ回路2bは、インバータ回路2aの6つのスイッチング素子Q1~Q6のそれぞれのゲート端子に接続される6つの出力端子を備えている。プリドライブ回路2bは、制御回路部4から出力された駆動制御信号Sdに基づいて、出力信号Vuh,Vul,Vvh,Vvl,Vwh,Vwlを出力して、スイッチング素子Q1~Q6のオン/オフ動作を制御する。
 電流検出回路2cは、インバータ回路2aの直流ラインに接続され、直流ラインに流れる電流を検出する。電流検出回路2cは、例えばシャント抵抗を含み、このシャント抵抗の両端の電圧から、3相のコイルLu,Lv,Lwの電流Iu,Iv,Iwを検出する。電流検出回路2cは、検出結果として、検出した電流に対応する検出電圧信号Vmを制御回路部4に出力する。
 モータ20には、3相のコイルLu,Lv,Lwに対応して、モータ20の回転位置に応じて信号を出力する3つのホール素子(位置検出センサの一例)25u,25v,25wが配置されている。ホール素子25u,25v,25wは、それぞれ、ロータの磁極を検出し、ホール信号Shu,Shv,Shw(総称してSh)を出力する。ホール信号Shは、制御回路部4に入力される。
 なお、位置検出センサは、ホール素子に限定されるものではなく、また、モータ駆動制御装置1は、位置検出センサを有さないセンサレス方式でもよい。
 制御回路部4は、例えばマイクロコンピュータであり、ベクトル制御部41と、PWM生成回路42と、タイミング生成回路43と、アナログデジタル変換器(ADC)44と、を備えており、モータ駆動部2をPWM制御する。制御回路部4には、例えば、外部から、モータ20の回転速度に関する信号である速度指令信号Scが入力される。
 ベクトル制御部41は、周知のベクトル制御に従って、電圧値Vα,VβをPWM生成回路42(空間ベクトル変調回路:SVM)に出力する。
 PWM生成回路42は、駆動制御信号Sdをモータ駆動部2に出力し、モータ駆動部2をPWM制御する。
 タイミング生成回路43は、PWMのカウント開始と同期してタイミング生成のカウンタを開始して、アナログデジタル変換器44にトリガをかける。具体的には、タイミング生成回路43は、後述する電流取り込みタイミングt1、t2、t11、t12、・・において、トリガ信号Tr1をアナログデジタル変換器44に出力する。また、タイミング生成回路43は、後述する電流計算タイミングt3、t13、・・において、トリガ信号Tr2をアナログデジタル変換器44に出力する。
 アナログデジタル変換器44は、トリガ信号Tr1に基づいて、電流Iu,Iv,Iwに対応する検出電圧信号Vmのアナログデジタル変換(以下、AD変換とも記す)処理を実行するとともに、トリガ信号Tr2に基づいて、デジタル電圧信号Vmdをベクトル制御部41に出力する。
 その後、タイミング生成回路43は、タイミング信号Stをベクトル制御部41に出力すると、ベクトル制御部41は、3相の電流値と回転角センサ情報とからベクトル制御を行い、PWM生成回路42の通電の大きさを計算する。
 図2は、公知の電流取得方法を説明するための図である。
 図2(a)は、空間ベクトル変調によって生成された波形であり、図2(b)は、セクタ2におけるPWM波形であり、図2(c)は、セクタ3におけるPWM波形である。
 図2(a)に示すように、セクタ2において、PWM_UHはPWMオンデューティがほぼ100%であり、PWM_VHはPWMオンデューティがほぼ0%であるので、これに対応して、図2(b)に示すように、スイッチング素子Q1をオンにする出力信号Vuhは、オン期間が長く、スイッチング素子Q3をオンにする出力信号Vvhは、オン期間が短い。また、図2(a)に示すように、セクタ2において、PWM_WHのPWMオンデューティは、PWM_UHとWM_VHのPWMオンデューティとの中間であるので、これに対応して、図2(b)に示すように、スイッチング素子Q5をオンにする出力信号Vwhは、VuhとVvhとの中間のオン期間の長さを有する。なお、図2(b)において、スイッチング素子Q2,Q4,Q6をオンにする出力信号Vul,Vvl,Vwlは、それぞれ、出力信号Vuh,Vvh,Vwhと相補的になっている。
 図2(b)において、時刻t1では、出力信号Vuh,Vwh,Vvlがハイレベルであるため、スイッチング素子Q1,Q4,Q5がオンになる。それゆえ、V相のコイルLvから流出する電流(-Iv)が取得できる。また、時刻t2では、出力信号Vuh,Vvl,Vwlがハイレベルであるため、スイッチング素子Q1,Q4,Q6がオンになる。それゆえ、U相のコイルLuに流入する電流(Iu)が取得できる。その結果、3相の電流の総和はゼロとなるという法則から、電流(-Iv)および電流(Iu)から、電流(Iw)(=-Iu-Iv)を計算で求めることができる。
 図2(c)の場合も同様に、時刻t3では、W相のコイルLwから流出する電流(-Iw)が取得でき、時刻t4では、U相のコイルLuに流入する電流(Iu)が取得でき、電流(Iv)(=-Iu-Iw)を計算で求めることができる。
 このように、公知の電流取得方法では、1つのPWM周期の前半もしくは後半の半周期にセクタごとに決められた2相のコイルの電流を取得し、残りの1相のコイルの電流を計算で求める。
 図3は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置における電流取得およびAD変換処理のタイミングチャートの一例である。
 図3は、制御回路部4が、1つのPWM周期の半周期(本例では、前半の半周期)において、電流検出回路2cにおいて検出した2相のコイルの電流(本例では、第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw))の検出結果を取得し、取得した2相の電流の検出結果のアナログデジタル変換処理を実行して、電流を取り込む際のタイミングチャートを示している。
 図3において、上から、(a)PWMタイマカウンタの出力設定、(b)PWM波形、(c)電流取り込みタイミング、(d)2相のコイル電流のAD変換処理に成功した状態およびその時の電流取り込み状態、(e)1相のコイル電流のAD変換処理に失敗した状態およびその時の電流取り込み状態を示す。なお、電流取り込み状態とは、制御回路部4において、電流検出回路2cより取得した検出電流のAD変換処理を実行した結果としての電流の取り込み状態を意味する。
 図3(a)に示すように、PWMタイマカウンタは三角波形状である。1PWM周期は、前半と後半とに分けられる。
 図3(b)に示すように、PWM波形PWM_UH,PWM_VH,PWM_WHは、スイッチング素子Q1,Q3,Q5をオンにする出力信号Vuh,Vvh,Vwhに対応し、PWM波形PWM_UL,PWM_VL,PWM_WLは、スイッチング素子Q2,Q4,Q6をオンにする出力信号Vul,Vvl,Vwlに対応する。また、PWM波形PWM_UH,PWM_VH,PWM_WHとPWM波形PWM_UL,PWM_VL,PWM_WLとは、互いに相補的である。
 時刻t1では、PWM波形PWM_VH,PWM_WH,PWM_ULがハイレベルであるため、スイッチング素子Q2,Q3,Q5がオンになる。それゆえ、U相のコイルLuから流出する電流(-Iu:第1の電流)の検出結果を取得する。時刻t1は、AD変換処理のトリガとなり、図3(d)に示すように、時刻t1において第1の電流(-Iu)のAD変換処理が開始され、時刻t1aにおいて第1の電流(-Iu)のAD変換処理が成功して終了する。AD変換処理が成功したため、時刻t1aにおいて電流取り込み状態のフラグを設定する。例えば、8ビットフラグの場合、00000001に設定する。
 同様に、時刻t2では、PWM波形PWM_WH,PWM_UL,PWM_VLがハイレベルであるため、スイッチング素子Q2,Q4,Q5がオンになる。それゆえ、W相のコイルLwに流入する電流(Iw:第2の電流)の検出結果を取得する。また、時刻t2において第2の電流(Iw)のAD変換処理が開始され、時刻t2aにおいてAD変換処理が成功して終了する。第2の電流(Iw)のAD変換処理が成功したため、時刻t2aにおいて電流取り込み状態のフラグを設定する。例えば、8ビットフラグの場合、00000011に設定する。
 時刻t3において、第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)から、第3の電流(Iv=-Iu-Iw)を計算する。また、電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 次のPWM周期においても同様に、時刻t11で第1の電流(-Iu)の検出結果を取得し、AD変換処理が成功すれば、時刻t11aで電流取り込み状態のフラグを設定し、時刻t12で第2の電流(Iw)の検出結果を取得し、AD変換処理が成功すれば、時刻t12aで電流取り込み状態のフラグを設定し、時刻t13で第3の電流(Iv)を計算する。
 この電流取り込み動作を、各PWM周期において実行する。
 次に、1つのPWM周期の半周期(本例では、前半の半周期)において2相のコイルの電流(本例では、第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw))の検出結果を取得し、2相のコイルの電流のうち、1相の電流(本例では、第2の電流(Iw))のAD変換処理が失敗(電流の取り込みに失敗)した場合の動作について説明する。
 図3(e)に示すように、時刻t1において、第1の電流(-Iu)の検出結果を取得し、第1の電流(-Iu)のAD変換処理が開始される。時刻t1aにおいてAD変換処理が成功して終了すると、電流取り込み状態のフラグを設定する。ここで、第1の電流(-Iu)のAD変換処理が終了する時刻t1aは、取得した第2の電流(Iw)の検出結果に基づく第2の電流(Iw)のAD変換処理が開始される時刻t2より遅い。それゆえ、第2の電流(Iw)のAD変換処理が開始できず、第2の電流(Iw)のAD変換処理に失敗する。よって、第2の電流(Iw)に関しては、次のPWM周期において第2の電流(Iw)の検出結果を再取得し、再取得した第2の電流(Iw)の検出結果のAD変換処理を再度実行する。なお、第1の電流(-Iu)はAD変換処理が成功しているため、第1の電流(-Iu)のデジタル値を記憶し、次のPWM周期では、第1の電流(-Iu)の検出結果は取得しない。
 時刻t12において、第2の電流(Iw)の検出結果を取得し、第2の電流(Iw)のAD変換処理が開始される。時刻t12aにおいてAD変換処理が終了すると、電流取り込み状態のフラグを設定する。
 時刻t13において、前回のPWM周期において取り込んだ第1の電流(-Iu)および今回のPWM周期において取り込んだ第2の電流(Iw)から、第3の電流(Iv=-Iu-Iw)を計算する。
 このように、本発明では、1つのPWM周期の半周期において、2相のコイルの電流のうちの1相の電流のAD変換処理が終了できなかった場合、AD変換処理が終了できなかった1相の電流のみの検出結果の再取得とそのAD変換処理を再度実行することにより、簡易な回路構成でありながら、1シャント電流検出方式によって2相のコイルの電流を確実に取り込むことができる。
 特に、2相のコイルの電流検出タイミングが接近して、一方の相の電流のAD変換処理に失敗したとしても、推定した電流値を用いることなく、計測した電流値を用いるため、高い精度を達成することができる。
 また、本発明によれば、AD変換の処理時間(処理速度)に特別な制約を受けずに2相の電流を確実に取り込むことができるため、高価なマイコンを使用しなくてもよく、コストの低減を図ることができる。
 上述した実施形態では、1つのPWM周期の前半において第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)の検出結果を取得し、第2の電流(Iw)のAD変換処理に失敗したため、第2の電流(Iw)の検出結果を、次のPWM周期の前半において取得し、AD変換処理を実行しているが、本発明は、上述した実施形態(ケース1)に限定されるものではなく、表1に示すように、ケース2~4も考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ケース2では、1つのPWM周期の後半において第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)の検出結果を取得し、第2の電流(Iw)のAD変換処理に失敗したため、第2の電流(Iw)の検出結果を、次のPWM周期の後半において取得し、AD変換処理を実行する。
 ケース3では、1つのPWM周期の後半において第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)の検出結果を取得し、第2の電流(Iw)のAD変換処理に失敗したため、第2の電流(Iw)の検出結果を、次のPWM周期の前半において取得し、AD変換処理を実行する。
 ケース4では、1つのPWM周期の前半において第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)の検出結果を取得し、第2の電流(Iw)のAD変換処理に失敗したため、第2の電流(Iw)の検出結果を、同一のPWM周期の後半において取得し、AD変換処理を実行する。
 また、上述した実施形態では、次のPWM周期において第2の電流(Iw)のAD変換処理が成功しているが、次のPWM周期においても第2の電流(Iw)のAD変換処理が再度できなかった場合、次以降のPWM周期においてAD変換処理が再度できなかった第2の電流(Iw)の検出結果の再取得およびAD変換処理を繰り返してもよい。
 ただし、1つのセクタ内において、第2の電流(Iw)のAD変換処理が所定回数以上失敗した場合、あらためて、1つのPWM周期の半周期において、第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)の両方の検出結果を取得するように、最初の段階に戻ることが好ましい。
 また、上述した実施形態では、第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)のうち、第2の電流(Iw)のAD変換処理に失敗した場合を説明したが、第1の電流(-Iu)のAD変換処理に失敗した場合も同様である。
 図4は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動制御装置における電流取得およびAD変換処理のフローチャートの一例である。
 第1の例として、第1の電流および第2の電流の両方のAD変換処理が成功した場合を説明する。
 ステップS1において、第1の電流取り込み状態のフラグが、例えば、制御回路部4内の図示しないメモリ内に設定されているかを確認する。フラグの初期値は0であり、第1の電流取り込み状態のフラグが設定されていないので(ステップS1においてNo)、ステップS2に進む。
 ステップS2において、第1の電流(-Iu)の検出結果を取得する。
 ステップS3において、第1の電流のAD変換処理を実行する。
 ステップS2、S3は、図3(c)(d)の時刻t1における動作に対応する。すなわち、時刻t1において、タイミング生成回路43が、トリガ信号Tr1をアナログデジタル変換器44に出力すると、アナログデジタル変換器44は、電流検出回路2cによって検出された第1の電流の検出結果を取得し、第1の電流のAD変換処理を実行する。
 ステップS4において、第1の電流のAD変換処理が成功したかを判断する。第1の電流のAD変換処理が成功した場合(Yes)、ステップS5に進む。
 ステップS5において、第1の電流取り込み状態のフラグをメモリ内に設定する。
 ステップS6において、第1の電流(-Iu)をメモリ内に記憶する。
 ステップS4~S6は、図3(d)の時刻t1aにおける動作に対応する。
 ステップS7において、第2の電流取り込み状態のフラグがメモリ内に設定されているかを確認する。フラグの初期値は0であり、第2の電流取り込み状態のフラグが設定されていないので(ステップS7においてNo)、ステップS8に進む。
 ステップS8において、第2の電流(Iw)の検出結果を取得する。
 ステップS9において、第2の電流のAD変換処理を実行する。
 ステップS8、S9は、図3(c)(d)の時刻t2における動作に対応する。すなわち、時刻t2において、タイミング生成回路43がトリガ信号Tr1をアナログデジタル変換器44に出力すると、アナログデジタル変換器44は、電流検出回路2cによって検出された第2の電流の検出結果を取得し、第2の電流のAD変換処理を実行する。
 ステップS10において、第2の電流のAD変換処理が成功したかを判断する。第2の電流のAD変換処理が成功した場合(Yes)、ステップS11に進む。
 ステップS11において、第2の電流取り込み状態のフラグをメモリ内に設定する。
 ステップS12において、第2の電流(Iw)をメモリ内に記憶する。
 ステップS10~S12は、図3(d)の時刻t2aにおける動作に対応する。
 ステップS13において、第1の電流取り込み状態のフラグがメモリ内に設定されているかを確認する。上述したステップS5において、第1の電流取り込み状態のフラグを設定しているため(Yes)、ステップS14に進む。
 ステップS14において、第2の電流取り込み状態のフラグがメモリ内に設定されているかを確認する。上述したステップS11において、第2の電流取り込み状態のフラグを設定しているため(Yes)、ステップS15に進む。
 ステップS15において、第1の電流(-Iu)および第2の電流(Iw)から、第3の電流(Iv=-Iu-Iw)を計算する。
 ステップS16において、第1の電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 ステップS17において、第2の電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 ステップS15~17は、図3(d)の時刻t3における動作に対応する。すなわち、時刻t3において、タイミング生成回路43がトリガ信号Tr2をアナログデジタル変換器44に出力すると、アナログデジタル変換器44は、第3の電流を計算し、第1~第3の電流をアナログデジタル変換したデジタル電圧信号Vmdをベクトル制御部41に出力する。
 第2の例として、第1の電流のAD変換処理は成功し、第2の電流のAD変換処理は、1回目が失敗し、2回目で成功した場合を説明する。
 ステップS1~S9は、第1の例のステップS1~S9と同一である。
 ステップS10において、第2の電流のAD変換処理が失敗した場合(No)、ステップS13に進む。
 ステップS13において、第1の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS14に進む。
 ステップS14において、第2の電流取り込み状態のフラグが設定されていないので(No)、ステップS1に戻る。
 ステップS1において、第1の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS7に進む。
 ステップS7において、第2の電流取り込み状態のフラグが設定されていないので(No)、ステップS8に進む。
 ステップS8において、第2の電流(Iw)の検出結果を取得する。
 ステップS9において、第2の電流のAD変換処理を実行する。
 ステップS8、S9は、図3(c)(e)の時刻t12における動作に対応する。
 ステップS10において、第2の電流のAD変換処理が成功したかを判断し、成功した場合(Yes)、ステップS11に進む。
 ステップS11において、第2の電流取り込み状態のフラグをメモリ内に設定する。
 ステップS12において、第2の電流(Iw)をメモリ内に記憶する。
 ステップS10~S12は、図3(e)の時刻t12aにおける動作に対応する。
 ステップS13において、第1の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS14に進む。
 ステップS14において、第2の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS15に進む。
 ステップS15において、前回のPWM周期において取り込んだ第1の電流(-Iu)および今回のPWM周期において取り込んだ第2の電流(Iw)から、第3の電流(Iv=-Iu-Iw)を計算する。
 ステップS16において、第1の電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 ステップS17において、第2の電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 ステップS15~17は、図3(d)の時刻t13における動作に対応する。
 第3の例として、第1の電流のAD変換処理は、1回目が失敗し、2回目で成功し、第2の電流のAD変換処理は成功した場合を説明する。
 ステップS1~S3は、第1の例のステップS1~S3と同一である。
 ステップS4において、第1の電流のAD変換処理が失敗した場合(No)、ステップS7に進む。
 ステップS7~S12は、第1の例のステップS7~S12と同一である。
 ステップS13において、第1の電流取り込み状態のフラグが設定されていないので(No)、ステップS1に戻る。
 ステップS1~S3は、第1の例のステップS1~S3と同一である。
 ステップS4において、第1の電流のAD変換処理が成功したかを判断し、成功した場合(Yes)、ステップS5に進む。
 ステップS5において、第1の電流取り込み状態のフラグをメモリ内に設定する。
 ステップS6において、第1の電流(-Iu)をメモリ内に記憶する。
 ステップS7において、第2の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS13に進む。
 ステップS13において、第1の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS14に進む。
 ステップS14において、第2の電流取り込み状態のフラグが設定されているので(Yes)、ステップS15に進む。
 ステップS15において、今回のPWM周期において取り込んだ第1の電流(-Iu)および前回のPWM周期において取り込んだ第2の電流(Iw)から、第3の電流(Iv=-Iu-Iw)を計算する。
 ステップS16において、第1の電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 ステップS17において、第2の電流取り込み状態のフラグをクリアする。
 本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さまざまな変形が可能である。
 例えば、本発明は、空間ベクトル変調方式に限定されるものではなく、例えば、三角波比較方式でもよい。また、モータ駆動制御装置1の構成は図1の構成に限定されない。図4に示したフローチャートも具体例であって、これに限定されず、他の処理の挿入、処理手順の変更、平行的な処理の実行などが行われてもよい。
 1…モータ駆動制御装置、2…モータ駆動部、2a…インバータ回路、2b…プリドライブ回路、2c…電流検出回路、4…制御回路部、20…モータ、25u,25v,25w…ホール素子、41…ベクトル制御部、42…PWM生成回路、43…タイミング生成回路、44…アナログデジタル変換器、Vcc…電源、Q1~Q6…スイッチング素子、Lu…U相のコイル、Lv…V相のコイル、Lw…W相のコイル、Sc…速度指令信号、Vα,Vβ…電圧値、Sd…駆動制御信号、Tr1,Tr2…トリガ信号、Vuh,Vul,Vvh,Vvl,Vwh,Vwl…出力信号、Iu,Iv,Iw…電流、Shu,Shv,Shw(Sh)…ホール信号、Vm…検出電圧信号、Vmd…デジタル電圧信号、St…タイミング信号

Claims (8)

  1.  複数のスイッチング素子を有し、モータの3相のコイルに交流電力を供給するインバータ回路を含むモータ駆動部と、
     前記インバータ回路の直流ラインに接続され、前記直流ラインに流れる電流を検出する単一の電流検出回路と、
     前記電流検出回路にて検出した前記電流のアナログデジタル変換処理を実行して取り込み、前記モータ駆動部をPWM制御する制御回路部と、
    を備えるモータ駆動制御装置であって、
     前記制御回路部は、
     前記電流検出回路から、1つのPWM周期の半周期において3相のコイルのうちの2相のコイルの電流である第1の電流および第2の電流の検出結果を取得し、
     前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期内または次回以降のPWM周期内でアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する、
    モータ駆動制御装置。
  2.  前記制御回路部は、
     前記電流検出回路から、1つのPWM周期の前半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
     前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、次のPWM周期の前半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する、
    請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
  3.  前記制御回路部は、
     前記電流検出回路から、1つのPWM周期の後半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
     前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、次のPWM周期の後半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する、
    請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
  4.  前記制御回路部は、
     前記電流検出回路から、1つのPWM周期の後半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
     前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、次のPWM周期の前半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する、
    請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
  5.  前記制御回路部は、
     前記電流検出回路から、1つのPWM周期の前半において前記第1の電流および前記第2の電流の検出結果を取得し、
     前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期の後半においてアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する、
    請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
  6.  前記制御回路部は、
     アナログデジタル変換処理ができなかった前記電流のアナログデジタル変換処理に再度失敗したとき、次以降のPWM周期においてアナログデジタル変換処理に再度失敗した電流のみの検出結果の再取得およびアナログデジタル変換処理を繰り返す、
    請求項1から5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
  7.  前記制御回路部は、
     アナログデジタル変換処理が所定回数以上失敗した場合、あらためて、1つのPWM周期の半周期において前記第1の電流および前記第2の電流の両方の検出結果を取得する、
    請求項6に記載のモータ駆動制御装置。
  8.  複数のスイッチング素子を有し、モータの3相のコイルに交流電力を供給するインバータ回路を含むモータ駆動部をPWM制御するためのモータ駆動制御方法であって、
     1つのPWM周期の半周期において3相のコイルのうちの2相のコイルの電流である第1の電流および第2の電流の検出結果を取得し、
     前記第1の電流および前記第2の電流のアナログデジタル変換処理を実行し、
     前記第1の電流および前記第2の電流の少なくとも一方のアナログデジタル変換処理に失敗したとき、同一のPWM周期内または次回以降のPWM周期内でアナログデジタル変換処理に失敗した電流のみの検出結果を再度取得し、再度取得した検出電流のアナログデジタル変換処理を実行する、
    モータ駆動制御方法。
PCT/JP2020/040749 2020-01-14 2020-10-30 モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法 WO2021145050A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080083095.1A CN114762243A (zh) 2020-01-14 2020-10-30 电机驱动控制装置和电机驱动控制方法
US17/758,408 US20230026201A1 (en) 2020-01-14 2020-10-30 Motor drive control device and motor drive control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020003424A JP2021112060A (ja) 2020-01-14 2020-01-14 モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法
JP2020-003424 2020-01-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021145050A1 true WO2021145050A1 (ja) 2021-07-22

Family

ID=76864008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/040749 WO2021145050A1 (ja) 2020-01-14 2020-10-30 モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230026201A1 (ja)
JP (1) JP2021112060A (ja)
CN (1) CN114762243A (ja)
WO (1) WO2021145050A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023243389A1 (ja) * 2022-06-13 2023-12-21 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置、モータ制御回路、及び、モータ駆動制御方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007259675A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Hitachi Appliances Inc 電力変換器システム
JP2009124782A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Omron Corp 多相電動モータ制御装置
JP2017184509A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 インバータ制御装置および空気調和機

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3984775B2 (ja) * 2000-04-27 2007-10-03 株式会社日立製作所 インバータ装置
JP4045105B2 (ja) * 2002-01-30 2008-02-13 株式会社日立産機システム パルス幅変調方法、電力変換装置、およびインバータ装置
JP5196211B2 (ja) * 2005-09-22 2013-05-15 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
US8963453B2 (en) * 2010-12-16 2015-02-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for synchronization of pulse width modulation
WO2014024460A1 (ja) * 2012-08-08 2014-02-13 パナソニック株式会社 モータ制御装置
US9774284B2 (en) * 2015-02-19 2017-09-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Rotor position estimation apparatus and methods
JP6529452B2 (ja) * 2016-03-11 2019-06-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置及びモータ駆動装置における相電流検出方法
JP7028071B2 (ja) * 2018-05-31 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置、その制御方法及びプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007259675A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Hitachi Appliances Inc 電力変換器システム
JP2009124782A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Omron Corp 多相電動モータ制御装置
JP2017184509A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 インバータ制御装置および空気調和機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023243389A1 (ja) * 2022-06-13 2023-12-21 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置、モータ制御回路、及び、モータ駆動制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114762243A (zh) 2022-07-15
JP2021112060A (ja) 2021-08-02
US20230026201A1 (en) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8223521B2 (en) Inverter device
US9184680B2 (en) Motor drive control device and operating method thereof
JP6296566B2 (ja) モータ駆動制御装置
US11183955B2 (en) Method for correcting magnetic field position error in electric motor
JP6419361B2 (ja) 電力変換装置及び回転電機駆動装置
CN109728761B (zh) 马达驱动控制装置
WO2021145050A1 (ja) モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法
JP7173775B2 (ja) モータ駆動制御装置及びモータの駆動制御方法
JP2021072653A (ja) 電動機の界磁位置検出方法
JP7456834B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
JP5330728B2 (ja) ブラシレスモータの駆動装置
JP2014087113A (ja) モータ駆動装置
US20150130391A1 (en) Motor drive controller and motor drive control method, and motor system using the same
JP2010239834A (ja) 同期モータ用インバータ制御回路及びこれを備える同期モータ制御装置
KR101699182B1 (ko) 센서리스 모터 시분할 역기전력 검출 시스템 및 방법
JPH08126379A (ja) ブラシレス直流モータの駆動装置及び制御方法
US11515814B2 (en) Motor drive control device and method for controlling the same
JP7433113B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
JP7407093B2 (ja) 半導体装置、モータ駆動システム、およびモータ起動方法
JP4967782B2 (ja) ブラシレスモータの起動方法、ブラシレスモータの制御装置、及びこのブラシレスモータの制御装置を備える電動ポンプ
JP7452200B2 (ja) モータ制御装置
JP7382884B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
JP7382885B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
JP2004336865A (ja) 同期モータの初期位置検出装置
JP2023132143A (ja) モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20913930

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20913930

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1