JP2008099369A - Motor controller - Google Patents

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Ikuya Toya
郁也 刀谷
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Nippon Yusoki Co Ltd
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Nippon Yusoki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately control a motor on the basis of output of a position sensor, without having to manually adjust the position sensor. <P>SOLUTION: A motor controller is provided with a first control means for controlling a motor, on the basis of the output of the position sensor; a second control means for calculating an electric angle E0 of the motor, without depending on the output of the position sensor and controlling the motor using the electrical angle E0; and a setting means for calculating an electrical angle E1 of the motor from the output of the position sensor, when the second control means controls the motor, and obtaining a correction value from a difference D in angle between the electrical angle E1 and the electrical angle E0 to be calculated by the second control means. The second control means controls the motor so as to rotate at an intermediate or high-speed range, and the first control means corrects the electrical angle E1 of the motor calculated from the output of the position sensor using the correction value obtained by the setting means and controls the motor, on the basis of the corrected electrical angle. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、位置センサの出力からモータの電気角を得て該モータを制御するモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that obtains an electric angle of a motor from an output of a position sensor and controls the motor.

従来、モータの制御において、センサを用いてロータの位置を検出し、これを利用することが行われているが、センサの取り付けの誤差など製造上の理由によりセンサの出力と実際のロータ位置とが正確に対応しないことがあり、この対応を正しく調整する作業に非常に手間がかかっている。そこで、例えば特許文献１に示すように、位置センサの出力を利用せずに、いわゆるセンサレス制御で検出した磁極位置と、位置センサの出力を使用して検出した磁極位置とを比較して補正値を求め、この補正値で位置センサの出力を使用して検出した磁極位置を補正することが考えられている。又、例えば特許文献２に示すように、モータを時計方向、反時計方向それぞれに回転させたときに得られる電流から検出ロータ位置と所定ロータ位置との誤差を求め、この誤差によりセンサの検出ロータ位置を補正することも考えられている。   Conventionally, in the control of a motor, the position of the rotor is detected using a sensor, and this is used, but the output of the sensor and the actual rotor position are used for manufacturing reasons such as sensor mounting errors. May not respond correctly, and it takes a lot of work to correctly adjust this response. Therefore, for example, as shown in Patent Document 1, the correction value is obtained by comparing the magnetic pole position detected by so-called sensorless control with the magnetic pole position detected by using the output of the position sensor without using the output of the position sensor. It is considered to correct the magnetic pole position detected using the output of the position sensor with this correction value. Further, for example, as shown in Patent Document 2, an error between the detection rotor position and a predetermined rotor position is obtained from currents obtained when the motor is rotated in the clockwise direction and the counterclockwise direction. It is also considered to correct the position.

一方、センサを用いてモータを制御する場合、センサからの信号は制御装置において処理して用いられるので、その処理時間の分だけ実際にはロータは回転し、その位置が進むことになる。そのため、制御装置で得られるロータ位置と、実際のロータ位置とに差（制御装置で得られるロータ位置から見ると遅れ）が生じることになり、この差（遅れ）が大きくなるほどモータの応答性や制御上の精度が悪化する。そこで、例えば特許文献３に示すように、モータ角速度に比例する補正値を加算してモータ角度を補正することが考えられている。   On the other hand, when the motor is controlled using the sensor, the signal from the sensor is processed and used in the control device, so that the rotor actually rotates and advances its position for the processing time. For this reason, a difference (delayed when viewed from the rotor position obtained by the control device) occurs between the rotor position obtained by the control device and the actual rotor position. The accuracy in control deteriorates. Therefore, for example, as shown in Patent Document 3, it is considered to correct the motor angle by adding a correction value proportional to the motor angular velocity.

特開２００４−２０８３８５号公報JP 2004-208385 A 特開２００４−２７４８５５号公報JP 2004-274855 A 特開２００４−３３６９１３号公報JP 2004-336913 A

本発明の目的は、上記の従来の技術に代わり、位置センサの出力に基づいてモータを精度よく制御できるようにすることである。   An object of the present invention is to enable accurate control of a motor based on the output of a position sensor, instead of the above-described conventional technique.

上記の目的を達成するため、本発明は、モータを制御するモータ制御装置であって、ロータの位置を検出し、それに応じた信号を出力する位置センサと、該位置センサの出力から算出した上記モータの電気角に基づいて上記モータを制御する第１の制御手段と、上記位置センサの出力によらずに算出した上記モータの電気角に基づいて上記モータを制御する第２の制御手段と、該第２の制御手段により上記モータが制御される際に、上記位置センサの出力から上記モータの電気角を算出し、該電気角と上記第２の制御手段により算出される電気角との角度差から補正値を求める設定手段とを備え、上記第１の制御手段は、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角を上記補正値を用いて補正し、補正された電気角に基づいて上記モータを制御するものであり、上記第２の制御手段は、上記モータを所定方向へ中速域ないし高速域の所定回転速度で回転するよう制御するものであることを特徴とする構成としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a motor control device for controlling a motor, which detects a position of a rotor and outputs a signal corresponding thereto, and the above-described calculation calculated from the output of the position sensor. First control means for controlling the motor based on the electrical angle of the motor; second control means for controlling the motor based on the electrical angle of the motor calculated without relying on the output of the position sensor; When the motor is controlled by the second control means, the electrical angle of the motor is calculated from the output of the position sensor, and the angle between the electrical angle and the electrical angle calculated by the second control means Setting means for obtaining a correction value from the difference, wherein the first control means corrects the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor using the correction value, and based on the corrected electrical angle. Above And the second control means controls the motor to rotate in a predetermined direction at a predetermined rotational speed in a medium speed range or a high speed range. .

このような本発明によれば、第２の制御手段によりモータを中速域ないし高速域の回転速度で制御している間に、位置センサの出力から算出される電気角と、第２の制御手段により算出される電気角との角度差から補正値を求めるので、より実用的な補正値が得られる。そして、第１の制御手段によりモータを制御する際には、こうして求められた補正値を用いて位置センサの出力から算出される電気角が補正されてより正確なモータの電気角が求められるので、モータを精度よく制御することができる。   According to the present invention, the electrical angle calculated from the output of the position sensor and the second control while the motor is controlled by the second control means at the rotational speed in the medium speed range or the high speed range. Since the correction value is obtained from the angle difference from the electrical angle calculated by the means, a more practical correction value can be obtained. When the motor is controlled by the first control means, the electrical angle calculated from the output of the position sensor is corrected using the correction value thus obtained, so that a more accurate motor electrical angle is obtained. The motor can be accurately controlled.

第２の制御手段によりモータを制御する所定方向は、モータの使い方、つまり第１の制御手段によるモータの制御の仕方に合わせて設定すればよく、例えば一方向へのみ回転させて使用するモータであれば、モータをその方向へ回転するよう制御して補正値を求めればよく、正転、逆転の両方向へ回転させて使用するモータであれば、モータを正転方向、逆転方向それぞれに回転するよう制御して補正値を求めればよい。又、第２の制御手段によりモータを制御する所定回転速度も、モータの使い方に合わせて設定すればよく、例えば主に中速域で使用するモータであれば、モータを中速域の回転速度で回転するよう制御して補正値を求めればよく、中速域、高速域ともによく使用するモータであれば、モータを中速域の回転速度と、高速域の回転速度とで回転するよう制御して補正値を求めればよい。
但し、複数の回転方向（正転、逆転の両方向）、複数の回転速度、又はそれらを組み合わせてモータを制御して補正値を求めるようにすれば、得られる補正値の正確性や実用性は高まるが、補正値を得るのに時間がかかることになる。 The predetermined direction for controlling the motor by the second control means may be set in accordance with how the motor is used, that is, how the motor is controlled by the first control means. For example, the motor is used by rotating in only one direction. If there is a motor, the correction value can be obtained by controlling the motor to rotate in that direction. If the motor is used by rotating in both the forward and reverse directions, the motor is rotated in the forward and reverse directions. The correction value may be obtained by controlling as described above. Also, the predetermined rotational speed for controlling the motor by the second control means may be set according to how the motor is used. For example, if the motor is mainly used in the middle speed range, the rotational speed in the middle speed range is set. If the motor is frequently used in both the medium speed range and the high speed range, the motor is controlled to rotate at the medium speed range and the high speed range. Then, the correction value may be obtained.
However, if the correction value is obtained by controlling the motor by a plurality of rotation directions (both forward and reverse directions), a plurality of rotation speeds, or a combination thereof, the accuracy and practicality of the obtained correction value is Although it increases, it takes time to obtain the correction value.

本発明において、上記第２の制御手段は、上記モータを所定回転速度で正転させる正転制御パターンと、同回転速度で逆転させる逆転制御パターンとで順に制御するものであり、上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差を平均して上記補正値を求めるものとすることができる。   In the present invention, the second control means controls in order by a normal rotation control pattern for normal rotation of the motor at a predetermined rotational speed and a reverse rotation control pattern for reverse rotation at the same rotational speed. The correction value can be obtained by averaging the angle differences when controlled by the control patterns.

このようにすれば、第１の制御手段によりモータを正転、逆転させて補正値が求められる。このとき、同回転速度でモータを正転、逆転させるので、補正値にモータの回転方向の違いによる影響を反映させることができ、正転、逆転を併用するモータにとって適した補正値が得られる。尚、正転制御パターンと逆転制御パターンとをどのような順で実施するか（どちらを先に実施するか）は適宜設定すればよい。   In this way, the correction value is obtained by rotating the motor forward and backward by the first control means. At this time, since the motor is rotated forward and backward at the same rotational speed, the influence of the difference in the rotation direction of the motor can be reflected in the correction value, and a correction value suitable for a motor using both forward and reverse rotation can be obtained. . The order in which the forward rotation control pattern and the reverse rotation control pattern are to be executed (which is to be executed first) may be set as appropriate.

上記の構成において、上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の平均値であるオフセット補正値を求めると共に、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の差から上記モータの回転速度に応じた補正を行うための補正係数を求めるものであり、上記第１の制御手段は、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角から上記モータの回転速度を算出し、該回転速度に上記補正係数を乗算してディレイ補正値を求めると共に、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角に上記オフセット補正値及び上記ディレイ補正値を加算することで補正を行うものとすることができる。   In the above configuration, the setting means obtains an offset correction value that is an average value of the angle differences when controlled by the control patterns, and also determines the difference of the angle differences when controlled by the control patterns. The first control means obtains the rotation speed of the motor from the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor. Calculate and multiply the rotational speed by the correction coefficient to obtain a delay correction value, and correct by adding the offset correction value and the delay correction value to the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor. Can be performed.

このようにすれば、位置センサの出力から算出されるモータの電気角に対し、製造上のばらつき等による誤差分がオフセット補正値により補正されるようになり、制御上の遅れによる誤差分がディレイ補正値により補正されるようになる。従って、位置センサの出力からより正確な電気角が求められるので、モータをより精度よく制御することができる。   In this way, the error due to manufacturing variations or the like is corrected by the offset correction value with respect to the motor electrical angle calculated from the output of the position sensor, and the error due to control delay is delayed. The correction value is corrected. Accordingly, since a more accurate electrical angle is obtained from the output of the position sensor, the motor can be controlled more accurately.

又、本発明において、上記第２の制御手段は、上記モータを第１の回転速度で正転させる第１の正転制御パターンと、上記第１の回転速度で逆転させる第１の逆転制御パターンと、上記第１の回転速度よりも速く設定される第２の回転速度で正転させる第２の正転制御パターンと、上記第２の回転速度で逆転させる第２の逆転制御パターンとで順に制御するものであり、上記第１の回転速度は上記モータの中速域に設定され、上記第２の回転速度は高速域に設定されており、上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差を平均して上記補正値を求めるものとすることができる。   In the present invention, the second control means includes a first normal rotation control pattern for causing the motor to normally rotate at a first rotational speed, and a first reverse rotation control pattern for causing the motor to reversely rotate at the first rotational speed. And a second normal rotation control pattern for normal rotation at a second rotation speed set faster than the first rotation speed and a second reverse rotation control pattern for reverse rotation at the second rotation speed. The first rotation speed is set to a medium speed range of the motor, the second rotation speed is set to a high speed range, and the setting means is controlled by the control patterns. The correction value can be obtained by averaging the angle difference at the time.

このようにすれば、中速域の第１の回転速度と高速域の第２の回転速度とでモータを正転、逆転させて補正値を求めることができるので、幅広い速度域で正転、逆転を併用するモータにとって適した補正値が得られる。尚、第１の正転制御パターン、第１の逆転制御パターン、第２の正転制御パターン、及び第２の逆転制御パターンをどのような順で実施するかは適宜設定すればよく、例えば、第２の正転制御パターン→第１の正転制御パターン→第２の逆転制御パターン→第１の逆転制御パターンというようにすればよい。   In this way, the correction value can be obtained by rotating the motor forward and backward at the first rotation speed in the medium speed range and the second rotation speed in the high speed range, so that the normal rotation in a wide speed range, A correction value suitable for a motor using reverse rotation can be obtained. In addition, what is necessary is just to set suitably what order it implements a 1st normal rotation control pattern, a 1st reverse rotation control pattern, a 2nd normal rotation control pattern, and a 2nd reverse rotation control pattern, for example, The second normal rotation control pattern → the first normal rotation control pattern → the second reverse rotation control pattern → the first reverse rotation control pattern may be used.

上記の構成において、上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の平均値であるオフセット補正値を求めると共に、上記第１の回転速度で制御する上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の差と、上記第２の回転速度で制御する上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の差とから上記モータの回転速度に応じた補正を行うための補正係数を求めるものであり、上記第１の制御手段は、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角から上記モータの回転速度を算出し、該回転速度に上記補正係数を乗算してディレイ補正値を求めると共に、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角に上記オフセット補正値及び上記ディレイ補正値を加算することで補正を行うものとすることができる。   In the above configuration, the setting means obtains an offset correction value that is an average value of the angle difference when controlled by the control patterns, and controls the control patterns controlled by the first rotational speed. For performing correction in accordance with the rotational speed of the motor from the difference in angular difference when the motor is operated and the difference in angular difference when controlled by the control patterns controlled by the second rotational speed. The first control means calculates a rotation speed of the motor from the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor, and multiplies the rotation speed by the correction coefficient. In addition to obtaining a delay correction value, correction is performed by adding the offset correction value and the delay correction value to the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor. Door can be.

このようにすれば、中速域の第１の回転速度と高速域の第２の回転速度とでモータを正転、逆転させたときの角度差、つまり４種類の角度差からオフセット補正値を求め、又、中速域の第１の回転速度でモータを正転、逆転させたときの角度差の差と、高速域の第２の回転速度でモータを正転、逆転させたときの角度差の差とから補正係数を求め、モータの回転速度に補正係数を乗算してディレイ補正値を求めることになる。そのため、幅広い速度域で正転、逆転を併用するモータにとって適したオフセット補正値及びディレイ補正値が得られる。そして、これらにより補正を行うことで、製造上のばらつき等による誤差分がオフセット補正値により補正されると共に、制御上の遅れによる誤差分がディレイ補正値により補正されて、より正確な電気角が求められるようになる。   In this way, the offset correction value is calculated from the angle difference when the motor is rotated forward and reverse at the first rotation speed in the medium speed range and the second rotation speed in the high speed range, that is, four types of angle differences. The difference between the angle difference when the motor is rotated forward and reverse at the first rotation speed in the medium speed range, and the angle when the motor is rotated forward and reverse at the second rotation speed in the high speed range. The correction coefficient is obtained from the difference, and the delay correction value is obtained by multiplying the rotation speed of the motor by the correction coefficient. Therefore, an offset correction value and a delay correction value suitable for a motor that uses both forward rotation and reverse rotation in a wide speed range can be obtained. Then, by correcting these, an error due to manufacturing variation is corrected by an offset correction value, and an error due to a control delay is corrected by a delay correction value, so that a more accurate electrical angle can be obtained. It will be required.

尚、補正係数は、回転速度０から実用上の最高回転速度までの範囲、つまり低速域、中速域、及び高速域で共通のものとして求めることができる他、例えば回転速度０から第１の回転速度までの範囲と、第１の回転速度から第２の回転速度までの範囲と、第２の回転速度から最高回転速度までの範囲というように区分して、それぞれの範囲について求めることができる。もちろん、設定手段で複数の補正係数を求める場合は、第１の制御手段において、算出されるモータの回転速度に応じてディレイ補正値の算出に用いる補正係数を選択することになる。   The correction coefficient can be obtained as a common value in the range from the rotational speed 0 to the practical maximum rotational speed, that is, in the low speed range, the medium speed range, and the high speed range. The range up to the rotational speed, the range from the first rotational speed to the second rotational speed, and the range from the second rotational speed to the maximum rotational speed can be divided and obtained for each range. . Of course, when a plurality of correction coefficients are obtained by the setting means, the first control means selects a correction coefficient used for calculating the delay correction value in accordance with the calculated rotation speed of the motor.

以上に説明したように、本発明によれば、第２の制御手段によりモータを中速域ないし高速域の回転速度で制御している間により実用的な補正値が得られ、第１の制御手段によりモータを制御する際には、この補正値を用いて位置センサの出力から算出される電気角の補正を行うので、より正確なモータの電気角が求められる。その結果、モータを精度よく制御することができる。   As described above, according to the present invention, a more practical correction value can be obtained while the motor is controlled by the second control means at the rotational speed in the medium speed range or the high speed range, and the first control is performed. When the motor is controlled by the means, the electrical angle calculated from the output of the position sensor is corrected using this correction value, so that a more accurate electrical angle of the motor is obtained. As a result, the motor can be controlled with high accuracy.

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に示すように、この実施例はモータ１を制御するためのものであり、モータ１にはロータの位置を検出する位置センサ２が設けられている。位置センサ２からの出力はコントローラ３に入力されるようになっており、コントローラ３によりインバータ４が制御されることで、図示しないバッテリからインバータ４を通してモータ１へ電力が供給され、ロータの回転（以下、モータ１の回転ともいう）がなされる。インバータ４とモータ１との間で流れる電流は、電流センサ５，６により検出されるようになっている。   As shown in FIG. 1, this embodiment is for controlling a motor 1, and the motor 1 is provided with a position sensor 2 for detecting the position of the rotor. The output from the position sensor 2 is inputted to the controller 3, and when the inverter 4 is controlled by the controller 3, electric power is supplied from the battery (not shown) to the motor 1 through the inverter 4, and the rotation of the rotor ( Hereinafter, it is also referred to as rotation of the motor 1). The current flowing between the inverter 4 and the motor 1 is detected by current sensors 5 and 6.

モータ１は、ロータに永久磁石を用いた３相ブラシレスモータであり、位置センサ２は、ロータと一体的に回転する磁石からなる被検出部と、この被検出部の磁界の強さに比例した信号（電圧）を出力する検出部とからなるアナログ型のホールセンサである。電流センサ５，６は何れも３相のうちの１相について電流を検出するものであり、電流センサ５，６の出力もコントローラ３に入力されモータ１の制御に利用される。   The motor 1 is a three-phase brushless motor using a permanent magnet for the rotor, and the position sensor 2 is proportional to the detected portion made of a magnet that rotates integrally with the rotor and the magnetic field strength of the detected portion. This is an analog Hall sensor including a detection unit that outputs a signal (voltage). Each of the current sensors 5 and 6 detects current for one of the three phases, and the outputs of the current sensors 5 and 6 are also input to the controller 3 and used for controlling the motor 1.

図１に示すように、コントローラ３は、外部からの信号を受けてモータ１を制御するための指令を行う指令部３１と、指令部３１からの指令を受けてインバータ４を制御する駆動部３２と、電流センサ５，６の出力からモータ１の電気角Ｅ０を算出する角度演算部３３と、位置センサ２の出力からモータ１の電気角Ｅ１を算出する角度演算部３４と、電気角Ｅ１からモータ１の回転速度Ｖを算出する速度演算部３５と、補正を行うためのオフセット補正値Ｘ及び補正係数Ｋを設定する設定部３６とを備える。   As shown in FIG. 1, the controller 3 receives a signal from the outside and issues a command for controlling the motor 1, and a drive unit 32 that receives the command from the command 31 and controls the inverter 4. And an angle calculator 33 for calculating the electrical angle E0 of the motor 1 from the outputs of the current sensors 5 and 6, an angle calculator 34 for calculating the electrical angle E1 of the motor 1 from the output of the position sensor 2, and the electrical angle E1. A speed calculation unit 35 that calculates the rotation speed V of the motor 1 and a setting unit 36 that sets an offset correction value X and a correction coefficient K for correction are provided.

指令部３１は、位置センサ２の出力に基づいたモータ１の制御を行う運転モードと、位置センサ２の出力によらないモータ１の制御、いわゆるセンサレス制御を行う調整モードとの何れかのモード下で指令を行うものであり、予め調整モードでのモータ１の制御がなされた後に運転モードでの制御が行われる。
調整モード下では、回転速度Ｖａで正転、同速度で逆転、回転速度Ｖｂで正転、同速度で逆転の４つの制御パターンで制御がなされるようになっており、駆動部３２は、指令部３１からの回転速度及び回転方向の指令と、角度演算部３３で得られる電気角Ｅ０とに基づいてインバータ４を制御する。そして、この間に得られる電気角Ｅ０と角度演算部３４で得られる電気角Ｅ１とから、設定部３６は、後述するようにオフセット補正値Ｘ及び補正係数Ｋを算出する。
運転モード下では、外部からの信号を受けて所望の回転速度及び回転方向が指令部３１から指令され、駆動部３２は、これらの指令と、角度演算部３４で得られる電気角Ｅ１をオフセット補正値Ｘ及び補正係数Ｋで補正して得られる電気角Ｅ１ｍとに基づいてインバータ４を制御する。 The command unit 31 operates in any one of an operation mode in which the motor 1 is controlled based on the output of the position sensor 2 and an adjustment mode in which the motor 1 is not controlled by the output of the position sensor 2, so-called sensorless control. The control in the operation mode is performed after the motor 1 is previously controlled in the adjustment mode.
Under the adjustment mode, control is performed in four control patterns: forward rotation at the rotation speed Va, reverse rotation at the same speed, forward rotation at the rotation speed Vb, and reverse rotation at the same speed. The inverter 4 is controlled based on the rotation speed and rotation direction commands from the unit 31 and the electrical angle E0 obtained by the angle calculation unit 33. And the setting part 36 calculates the offset correction value X and the correction coefficient K so that it may mention later from the electrical angle E0 obtained in the meantime and the electrical angle E1 obtained by the angle calculating part 34.
Under the operation mode, a desired rotational speed and direction are commanded from the command unit 31 in response to an external signal, and the drive unit 32 offsets these commands and the electrical angle E1 obtained by the angle calculation unit 34. The inverter 4 is controlled based on the electric angle E1m obtained by correcting with the value X and the correction coefficient K.

図２に示すように、角度演算部３３は、電流センサ５，６の出力からモータ１の電気角Ｅ０を算出し、又、角度演算部３４は、位置センサ２の出力からモータ１の機械角Ｍを算出し、この機械角Ｍからモータ１の電気角Ｅ１を算出する。こうして求められる電気角Ｅ０と電気角Ｅ１との位相差が角度差Ｄであり、電気角Ｅ１の方が進んでいれば角度差Ｄは正の値として求められ、電気角Ｅ１の方が遅れていれば角度差Ｄは負の値として求められる。   As shown in FIG. 2, the angle calculator 33 calculates the electrical angle E0 of the motor 1 from the outputs of the current sensors 5 and 6, and the angle calculator 34 calculates the mechanical angle of the motor 1 from the output of the position sensor 2. M is calculated, and the electrical angle E1 of the motor 1 is calculated from the mechanical angle M. The phase difference between the electrical angle E0 and the electrical angle E1 thus obtained is the angle difference D. If the electrical angle E1 is advanced, the angle difference D is obtained as a positive value, and the electrical angle E1 is delayed. Accordingly, the angle difference D is obtained as a negative value.

尚、この実施例では、モータ１の回転速度Ｖ＝０から実用上の最高回転速度Ｖｍａｘまでを３等分し、下から順に低速域、中速域、高速域と称している。又、回転速度Ｖａは中速域における中間の回転速度（Ｖｍａｘの１／２）、回転速度Ｖｂは高速域における中間の回転速度（Ｖｍａｘの５／６）としている。   In this embodiment, the rotational speed V = 0 of the motor 1 to the practical maximum rotational speed Vmax is divided into three equal parts, which are referred to as a low speed region, a medium speed region, and a high speed region in order from the bottom. The rotation speed Va is an intermediate rotation speed in the medium speed range (1/2 of Vmax), and the rotation speed Vb is an intermediate rotation speed in the high speed range (5/6 of Vmax).

以下、調整モードにおける処理の流れを説明する。   Hereinafter, the flow of processing in the adjustment mode will be described.

図３に示すように、駆動部３２は先ずモータ１を正転方向に回転速度Ｖａで回転するようセンサレス制御し（Ｓ１）、設定部３６はこのときに得られる電気角Ｅ０と電気角Ｅ１との角度差Ｄａｎを算出する（Ｓ２）。次に、駆動部３２はモータ１を正転方向に回転速度Ｖｂで回転するようセンサレス制御し（Ｓ３）、設定部３６はこのときに得られる電気角Ｅ０と電気角Ｅ１との角度差Ｄｂｎを算出する（Ｓ４）。更に、駆動部３２はモータ１を逆転方向に回転速度Ｖａで回転するようセンサレス制御し（Ｓ５）、設定部３６はこのときに得られる電気角Ｅ０と電気角Ｅ１との角度差Ｄａｒを算出する（Ｓ６）。最後に、駆動部３２はモータ１を逆転方向に回転速度Ｖｂで回転するようセンサレス制御し（Ｓ７）、設定部３６はこのときに得られる電気角Ｅ０と電気角Ｅ１との角度差Ｄｂｒを算出する（Ｓ８）。
こうして４つの角度差Ｄａｎ，Ｄｂｎ，Ｄａｒ，Ｄｂｒが得られると、設定部３６はこれら角度差を平均してオフセット補正値Ｘを算出する（Ｓ９）。更に、設定部３６は、回転速度Ｖａで正転させたときの角度差Ｄａｎと逆転させたときの角度差Ｄａｒとの差Ｙａを求め（Ｓ１０）、回転速度Ｖｂで正転させたときの角度差Ｄｂｎと逆転させたときの角度差Ｄｂｒの差Ｙｂを求める（Ｓ１１）。そして、設定部３６は角度差の差Ｙａ，Ｙｂを用いて補正係数Ｋを算出する（Ｓ１２）。つまり、角度差の差Ｙａは回転速度Ｖａでのディレイ補正値Ｙの実測値、角度差の差Ｙｂは回転速度Ｖｂでのディレイ補正値Ｙの実測値とみなして、図４に示すように、ディレイ補正値Ｙ＝補正係数Ｋ×回転速度Ｖとなるよう最小二乗法により補正係数Ｋを算出する。算出されたオフセット補正値Ｘと補正係数Ｋとは設定部３６に記憶され（Ｓ１３）、これでオフセット補正値Ｘ及び補正係数Ｋの設定が完了し、調整モードでの処理が終了する。 As shown in FIG. 3, the drive unit 32 first performs sensorless control so that the motor 1 rotates in the forward rotation direction at the rotation speed Va (S1), and the setting unit 36 obtains the electrical angle E0 and the electrical angle E1 obtained at this time. Is calculated (S2). Next, the drive unit 32 performs sensorless control so as to rotate the motor 1 in the forward rotation direction at the rotational speed Vb (S3), and the setting unit 36 determines the angle difference Dbn between the electrical angle E0 and the electrical angle E1 obtained at this time. Calculate (S4). Further, the drive unit 32 performs sensorless control so that the motor 1 rotates in the reverse direction at the rotation speed Va (S5), and the setting unit 36 calculates the angle difference Dar between the electrical angle E0 and the electrical angle E1 obtained at this time. (S6). Finally, the drive unit 32 performs sensorless control to rotate the motor 1 in the reverse rotation direction at the rotation speed Vb (S7), and the setting unit 36 calculates the angle difference Dbr between the electrical angle E0 and the electrical angle E1 obtained at this time. (S8).
When the four angular differences Dan, Dbn, Dar, Dbr are thus obtained, the setting unit 36 averages these angular differences to calculate the offset correction value X (S9). Further, the setting unit 36 obtains a difference Ya between the angle difference Dan when forwardly rotated at the rotational speed Va and the angle difference Dar when reversed (S10), and the angle when forwardly rotated at the rotational speed Vb. A difference Yb of the angle difference Dbr when reversed from the difference Dbn is obtained (S11). Then, the setting unit 36 calculates the correction coefficient K by using the angle difference differences Ya and Yb (S12). That is, the difference Ya of the angle difference is regarded as an actual measured value of the delay correction value Y at the rotational speed Va, and the difference Yb of the angular difference is regarded as an actual measured value of the delay correction value Y at the rotational speed Vb, as shown in FIG. The correction coefficient K is calculated by the least square method so that the delay correction value Y = correction coefficient K × rotational speed V. The calculated offset correction value X and correction coefficient K are stored in the setting unit 36 (S13), thereby completing the setting of the offset correction value X and the correction coefficient K, and the process in the adjustment mode ends.

このようにしてオフセット補正値Ｘ及び補正係数Ｋが得られた上で、運転モードでのモータ１の制御が行われる。尚、前述の調整モードでの一連の処理は、運転モードでの制御を行おうとする度に行うこともできるが、こうすると運転モードでの制御を開始するまでに時間を要することになる。そのため、運転モードでの制御を速やかに開始させたい場合には、モータ１やコントローラ３の点検に合わせて行うなど所定の時期に前もって行うようにすればよい。   Thus, after the offset correction value X and the correction coefficient K are obtained, the motor 1 is controlled in the operation mode. The series of processes in the adjustment mode described above can be performed each time control in the operation mode is performed, but in this case, it takes time to start control in the operation mode. Therefore, when it is desired to start the control in the operation mode promptly, it may be performed in advance at a predetermined time such as in accordance with the inspection of the motor 1 or the controller 3.

以下、運転モードにおける処理の流れを説明する。   Hereinafter, the flow of processing in the operation mode will be described.

図５に示すように、角度演算部３４は位置センサ２の出力からモータ１の電気角Ｅ１を算出し（Ｓ１）、この電気角Ｅ１から速度演算部３５はモータ１の回転速度Ｖを算出する（Ｓ２）。駆動部３２は得られた回転速度Ｖに設定部３６で記憶されている補正係数Ｋを乗算してディレイ補正値Ｙを算出し（Ｓ３）、算出されたディレイ補正値Ｙと、記憶されているオフセット補正値Ｘとを電気角Ｅ１に加算することで補正を行う（Ｓ４）。そして、駆動部３２は補正された電気角Ｅ１ｍを用いてモータ１を制御する（Ｓ５）。   As shown in FIG. 5, the angle calculator 34 calculates the electrical angle E1 of the motor 1 from the output of the position sensor 2 (S1), and the speed calculator 35 calculates the rotational speed V of the motor 1 from this electrical angle E1. (S2). The drive unit 32 calculates a delay correction value Y by multiplying the obtained rotation speed V by the correction coefficient K stored in the setting unit 36 (S3), and the calculated delay correction value Y is stored. Correction is performed by adding the offset correction value X to the electrical angle E1 (S4). Then, the drive unit 32 controls the motor 1 using the corrected electrical angle E1m (S5).

このような実施例によれば、調整モードでモータ１を回転速度Ｖａ，Ｖｂでそれぞれ正転、逆転するようセンサレス制御している間に、角度演算部３３で算出される電気角Ｅ０と角度演算部３４で算出される電気角Ｅ１との角度差Ｄａｎ，Ｄｂｎ，Ｄａｒ，Ｄｂｒからオフセット補正値Ｘを求めるので、より実用的なオフセット補正値Ｘが得られる。又、センサレス制御により回転速度Ｖａでモータ１を正転、逆転させたときの角度差の差Ｙａと、回転速度Ｖｂでモータ１を正転、逆転させたときの角度差の差Ｙｂとから補正係数Ｋを求め、モータ１の回転速度Ｖに補正係数Ｋを乗算してディレイ補正値Ｙを求めるので、より実用的なディレイ補正値Ｙが得られる。そして、位置センサ２を用いて運転モードでモータ１を制御する際には、こうして求められたオフセット補正値Ｘとディレイ補正値Ｙとで位置センサ２の出力から算出される電気角Ｅ１が補正され、より正確なモータ１の電気角Ｅ１ｍが求められるので、モータ１を精度よく制御することができる。   According to such an embodiment, the electric angle E0 and the angle calculation calculated by the angle calculation unit 33 during the sensorless control of the motor 1 to rotate forward and reverse at the rotation speeds Va and Vb, respectively, in the adjustment mode. Since the offset correction value X is obtained from the angle differences Dan, Dbn, Dar, Dbr from the electrical angle E1 calculated by the unit 34, a more practical offset correction value X can be obtained. Also, the sensorless control corrects from the difference Ya of the angle difference when the motor 1 is rotated forward and backward at the rotation speed Va and the difference Yb of the angle difference when the motor 1 is rotated forward and backward at the rotation speed Vb. Since the coefficient K is obtained and the delay correction value Y is obtained by multiplying the rotational speed V of the motor 1 by the correction coefficient K, a more practical delay correction value Y can be obtained. When the position sensor 2 is used to control the motor 1 in the operation mode, the electrical angle E1 calculated from the output of the position sensor 2 is corrected by the offset correction value X and the delay correction value Y thus obtained. Since a more accurate electrical angle E1m of the motor 1 is required, the motor 1 can be controlled with high accuracy.

尚、上記の実施例では、調整モードにおいて４つの制御パターンでセンサレス制御を行うようにしているが、本発明はこれに限られるものではなく、更に制御パターンの数を増やしてオフセット補正値Ｘ、ディレイ補正値Ｙの精度を高めるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, sensorless control is performed with four control patterns in the adjustment mode. However, the present invention is not limited to this, and the offset correction value X, The accuracy of the delay correction value Y may be increased.

又、上記の実施例では、ディレイ補正値Ｙはモータの回転速度Ｖに比例するものとして１つの補正係数Ｋ（回転速度Ｖによらず補正係数Ｋは一定値）を求めているが、速度域に応じて異なる補正係数を求めるようにすることも可能である。例えば図６に示すように、回転速度Ｖ≦Ｖａの範囲で用いる補正係数Ｋ１と、回転速度Ｖ＞Ｖａの範囲で用いる補正係数Ｋ２とを区別して求めることができる。このようにすれば、求められる角度差の差Ｙａ，Ｙｂにより則した補正係数を得ることができるが、その分だけディレイ補正値Ｙを得るための演算は複雑になる。   In the above embodiment, the delay correction value Y is proportional to the rotational speed V of the motor, and one correction coefficient K is obtained (the correction coefficient K is a constant value regardless of the rotational speed V). It is also possible to obtain different correction coefficients according to the above. For example, as shown in FIG. 6, the correction coefficient K1 used in the range of the rotation speed V ≦ Va and the correction coefficient K2 used in the range of the rotation speed V> Va can be obtained separately. In this way, it is possible to obtain a correction coefficient in accordance with the difference between the obtained angular differences Ya and Yb, but the calculation for obtaining the delay correction value Y is complicated accordingly.

本発明の実施例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the Example of this invention. 本発明の実施例の説明図である。It is explanatory drawing of the Example of this invention. 本発明の実施例における調整モードでの制御フロー図である。It is a control flow figure in adjustment mode in the example of the present invention. 本発明の実施例の説明図であり、モータの回転速度とディレイ補正値との関係を示す。It is explanatory drawing of the Example of this invention, and shows the relationship between the rotational speed of a motor, and a delay correction value. 本発明の実施例における運転モードでの制御フロー図である。It is a control flowchart in the operation mode in the Example of this invention. 本発明の他の実施例の説明図であり、モータの回転速度とディレイ補正値との関係を示す。It is explanatory drawing of the other Example of this invention, and shows the relationship between the rotational speed of a motor, and a delay correction value.

符号の説明Explanation of symbols

１ モータ
２ 位置センサ
３ コントローラ
３１ 指令部
３２ 駆動部
３３ 角度演算部
３４ 角度演算部
３５ 速度演算部
３６ 設定部
４ インバータ
５ 電流センサ
６ 電流センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Position sensor 3 Controller 31 Command part 32 Drive part 33 Angle calculation part 34 Angle calculation part 35 Speed calculation part 36 Setting part 4 Inverter 5 Current sensor 6 Current sensor

Claims (5)

モータを制御するモータ制御装置であって、
ロータの位置を検出し、それに応じた信号を出力する位置センサと、該位置センサの出力から算出した上記モータの電気角に基づいて上記モータを制御する第１の制御手段と、上記位置センサの出力によらずに算出した上記モータの電気角に基づいて上記モータを制御する第２の制御手段と、該第２の制御手段により上記モータが制御される際に、上記位置センサの出力から上記モータの電気角を算出し、該電気角と上記第２の制御手段により算出される電気角との角度差から補正値を求める設定手段とを備え、
上記第１の制御手段は、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角を上記補正値を用いて補正し、補正された電気角に基づいて上記モータを制御するものであり、
上記第２の制御手段は、上記モータを所定方向へ中速域ないし高速域の所定回転速度で回転するよう制御するものであることを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device for controlling a motor,
A position sensor for detecting the position of the rotor and outputting a signal corresponding to the position; first control means for controlling the motor based on the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor; Second control means for controlling the motor based on the electric angle of the motor calculated without depending on the output; and when the motor is controlled by the second control means, the output of the position sensor Setting means for calculating an electrical angle of the motor and obtaining a correction value from an angle difference between the electrical angle and the electrical angle calculated by the second control means;
The first control means corrects the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor using the correction value, and controls the motor based on the corrected electrical angle.
The motor control apparatus according to claim 2, wherein the second control means controls the motor to rotate in a predetermined direction at a predetermined rotational speed in a middle speed range or a high speed range. 上記第２の制御手段は、上記モータを所定回転速度で正転させる正転制御パターンと、同回転速度で逆転させる逆転制御パターンとで順に制御するものであり、
上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差を平均して上記補正値を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。 The second control means controls in order by a normal rotation control pattern for normal rotation of the motor at a predetermined rotational speed and a reverse rotation control pattern for reverse rotation at the same rotational speed,
2. The motor control apparatus according to claim 1, wherein the setting means obtains the correction value by averaging the angle differences when controlled by the control patterns. 上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の平均値であるオフセット補正値を求めると共に、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の差から上記モータの回転速度に応じた補正を行うための補正係数を求めるものであり、
上記第１の制御手段は、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角から上記モータの回転速度を算出し、該回転速度に上記補正係数を乗算してディレイ補正値を求めると共に、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角に上記オフセット補正値及び上記ディレイ補正値を加算することで補正を行うものであることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。 The setting means obtains an offset correction value that is an average value of the angle differences when controlled by the control patterns, and rotates the motor from the difference of the angle differences when controlled by the control patterns. Find the correction coefficient to perform the correction according to the speed,
The first control means calculates the rotational speed of the motor from the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor, obtains a delay correction value by multiplying the rotational speed by the correction coefficient, and The motor control device according to claim 2, wherein the correction is performed by adding the offset correction value and the delay correction value to the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor. 上記第２の制御手段は、上記モータを第１の回転速度で正転させる第１の正転制御パターンと、上記第１の回転速度で逆転させる第１の逆転制御パターンと、上記第１の回転速度よりも速く設定される第２の回転速度で正転させる第２の正転制御パターンと、上記第２の回転速度で逆転させる第２の逆転制御パターンとで順に制御するものであり、上記第１の回転速度は上記モータの中速域に設定され、上記第２の回転速度は高速域に設定されており、
上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差を平均して上記補正値を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。 The second control means includes a first forward rotation control pattern for causing the motor to rotate forward at a first rotational speed, a first reverse rotation control pattern for causing reverse rotation at the first rotational speed, and the first The second forward rotation control pattern for normal rotation at the second rotation speed set faster than the rotation speed and the second reverse rotation control pattern for reverse rotation at the second rotation speed are sequentially controlled. The first rotation speed is set in a medium speed range of the motor, and the second rotation speed is set in a high speed range;
2. The motor control apparatus according to claim 1, wherein the setting means obtains the correction value by averaging the angle differences when controlled by the control patterns. 上記設定手段は、上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の平均値であるオフセット補正値を求めると共に、上記第１の回転速度で制御する上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の差と、上記第２の回転速度で制御する上記各制御パターンで制御されるときの上記角度差の差とから上記モータの回転速度に応じた補正を行うための補正係数を求めるものであり、
上記第１の制御手段は、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角から上記モータの回転速度を算出し、該回転速度に上記補正係数を乗算してディレイ補正値を求めると共に、上記位置センサの出力から算出した上記モータの電気角に上記オフセット補正値及び上記ディレイ補正値を加算することで補正を行うものであることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。 The setting means obtains an offset correction value that is an average value of the angle differences when controlled by the control patterns, and the control means controlled by the control patterns controlled by the first rotation speed. A correction coefficient for performing correction according to the rotation speed of the motor is obtained from the difference in angle difference and the difference in angle difference when controlled by the control patterns controlled by the second rotation speed. And
The first control means calculates the rotational speed of the motor from the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor, obtains a delay correction value by multiplying the rotational speed by the correction coefficient, and The motor control device according to claim 4, wherein the correction is performed by adding the offset correction value and the delay correction value to the electrical angle of the motor calculated from the output of the position sensor.
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