JP2014060906A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3相ブラシレスモータの制御装置は、起動時に、ロータの位置決め制御を行ってから低速センサレス制御へ移行する。位置決め制御では、所定の2相に対してパルス電圧印加による通電を保持する(S101)。通電によるロータの往復運動から非通電相に誘起されるパルス誘起電圧Vpの時間変化より、パルス誘起電圧Vpの振幅Aを検出し(S102)、パルス誘起電圧Vpの変化率の絶対値のうち最大の最大変化率|ΔVp/Δt|を検出する(S103)。振幅と所定値A0との大小関係を判定し(S104)、最大変化率と所定値D0との大小関係を判定し(S105)、振幅が所定値A0以下、かつ、最大変化率が所定値D0以下である場合には、低速センサレス制御移行時にロータが正常回転可能なレベルまで往復運動が減衰していると推定し、位置決め制御から低速センサレス制御へ移行する。
【選択図】図3
Description
図1は、ブラシレスモータ、及びこれを駆動制御するモータ制御装置の一例を示す。
ブラシレスモータ2は、3相DC(Direct Current)ブラシレスモータ(3相同期電動機)であり、U相,V相及びW相の3相巻線215u,215v,215wを、図示省略した円筒状のステータ(固定子)に備え、該ステータの中央部に形成した空間にロータ(永久磁石回転子)216を回転可能に備える。なお、ブラシレスモータ2は、例えば、エンジン・変速機などへ潤滑冷却機能・油圧を提供するオイルポンプの動力源や、車両の様々な機構部品を作動させるための電動アクチュエータとして用いられるが、これらの用途に限定するものではない。
すなわち、2相に対してパルス電圧を印加することにより、ブラシレスモータ2の3相のうち非通電相(開放相)に誘起される誘起電圧(以下、「パルス誘起電圧」という)の検出値と、通電モードにより異なる所定の閾値と、を比較することで、通電モードの切り替えタイミングを検出する。このような検出は、ロータ216の位置により磁気回路の飽和状態が変化することに起因して、パルス誘起電圧がロータ216の位置に応じた誘起電圧として発生することから可能である。
通電モードは、電気角60degごとに順次切り替わる6通りの通電モード(1)〜(6)からなり、各通電モード(1)〜(6)において、3相から選択された2相に対してパルス電圧を印加する。
ステップ101(図では「S101」と略記する。以下同様。)では、3相のうち所定の2相へパルス電圧を印加して、この印加状態を位置決め制御中、保持する。すなわち、パルス電圧を印加する所定の2相は、通常、位置決め制御中において切り替えられずに固定である。
図7は、位置決め制御から低速センサレス制御への移行時における、ロータ216の位相[deg]、及びロータ216の動作速度[deg/s]の組み合わせのうち、ロータ216が意図しない方向への回転(以下、「異常回転」という)を起こすと推定される領域である推定異常回転領域αを斜線部分で示した回転方向分布図であり、実験や数値解析などにより取得される。この回転方向分布図は、ブラシレスモータ2の特性により異なり、例えば、ロータ216の慣性質量の大小などに応じて推定異常回転領域αが変化する。
図7において、前述の推定減衰領域βを規定する、低速センサレス制御への移行時におけるロータ216の動作速度は、NminからNmaxの範囲である。従って、動作速度Nmin及びNmaxでロータ216を動作させた場合、ロータ216の位相θが目標位相θtになるときのそれぞれのパルス誘起電圧の変化率を絶対値化したもののうち高い方を所定値D0として設定する。
ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
このようにすれば、ロータの振れ角の観点から、位置決め制御中におけるロータの動作が一定のレベルまで減衰したか否かを判定することができる。
このようにすれば、位置決め制御中におけるロータの動作が、回転制御における通電相の切り替えに応じてロータが追従して回転できるレベルまで減衰したか否かを判定できる。
このようにすれば、非通電相に誘起される誘起電圧の位相特性などから、誘起電圧が略0となるときの変化率の絶対値が最大になることを利用することにより、誘起電圧の変化率の絶対値が最大であるか否かを該絶対値の取得ごとに判定する処理を省略でき、ブラシレスモータの制御装置による処理負担が軽減される。
このようにすれば、非通電相に誘起される誘起電圧にオフセットが生じている場合であっても、変化率の絶対値が真に最大となるときの変化率の絶対値である最大変化率を検出しやすくなる。
このようにすれば、非通電相に誘起される誘起電圧にオフセットが生じている場合であっても、変化率の絶対値が真に最大となるときの変化率の絶対値である最大変化率を検出しやすくなる。
このようにすれば、ロータの動作速度の観点から、位置決め制御中におけるロータの動作が一定のレベルまで減衰したか否かを判定することができる。
このようにすれば、位置決め制御中におけるロータの動作が、回転制御における通電相の切り替えに応じてロータが追従して回転できるレベルまで減衰したか否かを判定できる。
このようにすれば、ロータの位置決め目標位置を変更して、新たな目標位置に対するロータの位置決め制御を実施することができる。
Claims (3)
- ブラシレスモータの起動指令を受けたときに、前記ブラシレスモータの所定相へ電圧を印加することにより、ロータの位置決め制御を行う位置決め制御手段と、
前記ロータの位置決め制御を行い、前記ロータの位置に応じて通電相を順次切り替えることにより前記ロータの回転制御を行う回転制御手段と、
を含んで構成され、
前記位置決め制御における前記ロータの動作中に非通電相に誘起される誘起電圧の変化状態に基づいて、前記位置決め制御から前記回転制御へ移行することを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 前記誘起電圧の変化状態には、前記誘起電圧の振幅、及び前記誘起電圧の変化率のうち、少なくとも一方が含まれることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの制御装置。
- 前記所定相は固定であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータの制御装置。
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