JP6384199B2 - POSITION ESTIMATION DEVICE, MOTOR DRIVE CONTROL DEVICE, POSITION ESTIMATION METHOD, AND PROGRAM - Google Patents

Description

本発明は、位置推定装置、モータ駆動制御装置、位置推定方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a position estimation device, a motor drive control device, a position estimation method, and a program.

従来より、センサレスのモータ駆動制御装置においては、モータの回転子の回転位置を位置センサを使用せずに推定するよう構成されており、回転位置を推定するための位置推定方法として、これまで種々の方法が提案されてきた。   Conventionally, sensorless motor drive control devices have been configured to estimate the rotational position of a rotor of a motor without using a position sensor. Various position estimation methods for estimating the rotational position have been proposed so far. This method has been proposed.

例えば、下記特許文献１には、回転子の位置に応じてモータコイルのインダクタンスが変化する、突極性と呼ばれる特性を利用した高調波重畳方式が開示されている。高調波重畳方式では、モータの駆動電圧に対して十分に周波数が高い高調波電圧を重畳させることでモータコイルに生じる高調波の応答の振幅を検出することで、回転子の回転位置を推定している。   For example, Patent Literature 1 listed below discloses a harmonic superposition method using a characteristic called saliency in which the inductance of a motor coil changes according to the position of a rotor. In the harmonic superposition method, the rotational position of the rotor is estimated by detecting the amplitude of the harmonic response generated in the motor coil by superimposing a harmonic voltage having a sufficiently high frequency on the motor drive voltage. ing.

しかしながら、実際のモータには製造誤差等の個体差が含まれており、センサレスのモータ駆動装置における回転子の回転位置の推定精度には個体ごとのばらつきがあるという問題がある。   However, the actual motor includes individual differences such as manufacturing errors, and there is a problem that the estimation accuracy of the rotational position of the rotor in the sensorless motor driving apparatus varies from individual to individual.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、モータの回転子の回転位置の推定精度を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the estimation accuracy of the rotational position of the rotor of the motor.

本発明の実施形態に係る位置推定装置は、以下のような構成を有する。すなわち、
モータの回転子の回転位置を推定する位置推定装置であって、
前記モータに入力される電圧指令値に重畳した高調波電圧に起因して、前記モータのコイル電流値より抽出される高調波のコイル電流値を取得する取得手段と、
前記高調波のコイル電流値に基づいて、前記モータの回転子の回転位置を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された回転位置に応じた、前記高調波のコイル電流値の補正値を導出する導出手段と、を有し、
前記推定手段は、前記取得手段が高調波のコイル電流値を取得するごとに、
前記導出された補正値に基づいて前記高調波のコイル電流値を補正し、該補正した高調波のコイル電流値に基づいて前記推定した回転位置を修正し、該修正した回転位置に基づいて補正値を導出する処理を繰り返し行うことで、前記推定した回転位置を複数回修正し、
ｎ回（ｎは任意の整数）の修正により得られた回転位置と、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置との差が所定の閾値以下となった場合、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置を出力することを特徴とする。 The position estimation apparatus according to the embodiment of the present invention has the following configuration. That is,
A position estimation device for estimating a rotational position of a rotor of a motor,
An acquisition means for acquiring a harmonic coil current value extracted from the coil current value of the motor due to the harmonic voltage superimposed on the voltage command value input to the motor;
Estimating means for estimating the rotational position of the rotor of the motor based on the harmonic coil current value;
Derivation means for deriving a correction value of the coil current value of the harmonics according to the rotational position estimated by the estimation means,
The estimating means obtains a harmonic coil current value by the obtaining means,
The harmonic coil current value is corrected based on the derived correction value, the estimated rotational position is corrected based on the corrected harmonic coil current value, and the correction is performed based on the corrected rotational position. By repeatedly performing the process of deriving a value, the estimated rotational position is corrected multiple times,
When the difference between the rotational position obtained by the correction n times (n is an arbitrary integer) and the rotational position obtained by the correction n + 1 times is equal to or less than a predetermined threshold value, it is obtained by the correction n + 1 times. The rotational position is output .

本発明の各実施形態によれば、モータの回転子の回転位置の推定精度を向上させることができる。   According to each embodiment of the present invention, it is possible to improve the estimation accuracy of the rotational position of the rotor of the motor.

第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor drive control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 座標系の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of a coordinate system. 転流駆動部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a commutation drive part. 駆動回路の上側アームの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the upper arm of a drive circuit. 転流駆動部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a commutation drive part. 電流検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a current detection part. 位置・速度推定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a position and speed estimation part. 誤差補正部が有するデータベースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the database which an error correction part has. 位置・速度推定装置による位置・速度推定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the position / speed estimation process by a position / speed estimation apparatus. 位置・速度推定処理における高調波コイル電流値の補正と、回転位置の推定値の修正との関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the relationship between correction | amendment of the harmonic coil electric current value in a position and speed estimation process, and correction of the estimated value of a rotation position. 第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor drive control apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 誤差補正部が有するデータベースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the database which an error correction part has. 位置・速度推定装置による位置・速度推定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the position / speed estimation process by a position / speed estimation apparatus. 位置・速度推定処理における回転速度の推定値の補正内容を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the correction content of the estimated value of the rotational speed in a position and speed estimation process. 第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor drive control apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 位置・速度推定装置による位置・速度推定処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the position / speed estimation process by a position / speed estimation apparatus.

以下、本発明の各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に際して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the specification and drawings according to each embodiment, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

［第１の実施形態］
＜１．モータ駆動制御装置及びモータの説明＞
はじめに、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１００及びモータ駆動制御装置１００により駆動制御されるモータ１５０について、図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１００の構成を示す図である。なお、図１に示すモータ駆動制御装置１００の各構成要素は、複数のハードウェアにより実現されてもよいし、その一部は、プログラムをコンピュータに実行させることで実現されてもよい。 [First Embodiment]
<1. Description of Motor Drive Control Device and Motor>
First, the motor drive control device 100 according to the first embodiment and the motor 150 that is driven and controlled by the motor drive control device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a motor drive control device 100 according to the first embodiment. Each component of the motor drive control device 100 shown in FIG. 1 may be realized by a plurality of hardware, or a part thereof may be realized by causing a computer to execute a program.

図１に示すように、モータ駆動制御装置１００は、速度制御部１１０、電流制御部１１１、回転座標／固定座標変換部１１２、２軸／３軸変換部１１３、転流駆動部１１４、電流検出部１１５、３軸／２軸変換部１１６、固定座標／回転座標変換部１１７を有する。更に、モータ駆動制御装置１００は、高調波電圧重畳部１２０、復調部１３０、位置・速度推定装置１４０を有する。   As shown in FIG. 1, the motor drive control device 100 includes a speed control unit 110, a current control unit 111, a rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112, a 2-axis / 3-axis conversion unit 113, a commutation drive unit 114, and a current detection. Unit 115, three-axis / two-axis conversion unit 116, and fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 117. Furthermore, the motor drive control device 100 includes a harmonic voltage superposition unit 120, a demodulation unit 130, and a position / speed estimation device 140.

モータ駆動制御装置１００により駆動制御されるモータ１５０は、ブラシレスモータであり、回転子１５１、コイル端子１５２、コイル１５３を有する。コイル１５３は、互いに１２０度の位相差をもち、Ｙ字結線されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相で構成される。ただし、モータ駆動制御装置１００により駆動制御されるモータ１５０は３相に限られない。   The motor 150 that is driven and controlled by the motor drive control device 100 is a brushless motor, and includes a rotor 151, a coil terminal 152, and a coil 153. The coil 153 has a phase difference of 120 degrees from each other, and is composed of three phases of a U phase, a V phase, and a W phase that are Y-connected. However, the motor 150 that is driven and controlled by the motor drive control device 100 is not limited to three phases.

回転子１５１は、コイル１５３と対向する位置に配置され、Ｓ極、Ｎ極が交互に並んだ永久磁石（図示せず）により構成される。モータ１５０は、コイル端子１５２からコイル１５３へ、回転子１５１の角度に応じて適切に転流された電流が供給されることで回転する。なお、本実施形態において回転子１５１の永久磁石は２×ｐ極（極ペア数はｐ）とする。   The rotor 151 is arranged at a position facing the coil 153, and is constituted by a permanent magnet (not shown) in which S poles and N poles are alternately arranged. The motor 150 rotates when a current commutated appropriately according to the angle of the rotor 151 is supplied from the coil terminal 152 to the coil 153. In this embodiment, the permanent magnet of the rotor 151 is 2 × p poles (the number of pole pairs is p).

速度制御部１１０は、外部から入力される、又は予め設定された回転速度の目標値ω_ｔｇｔと、位置・速度推定装置１４０において推定された回転速度の推定値ω_ｍとに基づいて、目標電流値Ｉ_ｄ＊、Ｉ_ｑ＊を出力する。 The speed control unit 110 receives a target current based on a rotational speed target value ω _tgt input from the outside or set in advance and the rotational speed estimated value ω _m estimated by the position / speed estimation device 140. The values I _d * and I _q * are output.

電流制御部１１１は、ｄ軸及びｑ軸のそれぞれの比例積分制御器（図示せず）を有する。比例積分制御器は、ｄ軸及びｑ軸の目標電流値Ｉ_ｄ＊、Ｉ_ｑ＊と検出したコイル電流値Ｉ_ｄ、Ｉ_ｑとから、ｄ軸及びｑ軸のそれぞれに印加すべき電圧の指令値である電圧指令値Ｖ_ｄ＊、Ｖ_ｑ＊を生成する。すなわち、本実施形態の電圧指令値Ｖ_ｄ＊、Ｖ_ｑ＊は、モータ１５０を回転駆動させるためにコイル１５３に供給される電流を制御する制御信号である。 The current control unit 111 includes proportional integration controllers (not shown) for the d-axis and the q-axis, respectively. The proportional-plus-integral controller uses the d-axis and q-axis target current values I _d * and I _q * and the detected coil current values I _d and I _q to command voltages to be applied to the d-axis and q-axis, respectively. Voltage command values V _d * and V _q * which are values are generated. That is, the voltage command values V _d * and V _q * of the present embodiment are control signals that control the current supplied to the coil 153 to drive the motor 150 to rotate.

回転座標／固定座標変換部１１２は、電流制御部１１１から出力される電圧指令値Ｖ_ｄ＊、Ｖ_ｑ＊を入力し、図２に示すｄｑ回転座標系からαβ固定座標系へと座標変換して、αβ固定座標系の電圧指令値Ｖ_α、Ｖ_βを出力する。図２は、座標系の定義を示す図であり、ＵＶＷ座標軸、αβ固定座標軸、ｄｑ回転座標軸の関係を示している。 The rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112 receives the voltage command values V _d * and V _q * output from the current control unit 111 and performs coordinate conversion from the dq rotation coordinate system shown in FIG. 2 to the αβ fixed coordinate system. The voltage command values V _α and V _β in the αβ fixed coordinate system are output. FIG. 2 is a diagram showing the definition of the coordinate system, and shows the relationship among the UVW coordinate axis, the αβ fixed coordinate axis, and the dq rotation coordinate axis.

回転座標／固定座標変換部１１２では、ｄｑ回転座標系からαβ固定座標系への座標変換を、下式（式１）に示す座標変換演算式を用いて行う。   The rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112 performs coordinate conversion from the dq rotation coordinate system to the αβ fixed coordinate system using a coordinate conversion calculation formula shown in the following formula (formula 1).

高調波電圧重畳部１２０は、高調波電圧生成部１２１と、加算部１２２、１２３とを有し、高調波電圧生成部１２１において生成した高調波電圧を、加算部１２２、１２３を介して電圧指令値Ｖ_α、Ｖ_βに重畳し、電圧指令値Ｖ_α'、Ｖ_β'を出力する。高調波電圧生成部１２１では、α軸及びβ軸のそれぞれに注入される、振幅及び位相の異なる所定周波数の正弦波形である高調波電圧を生成する。ただし、高調波電圧生成部１２１において生成する高調波電圧の波形は正弦波形に限定されず、矩形波形や三角波形であっても、あるいはその他の波形であってもよい。

The harmonic voltage superimposing unit 120 includes a harmonic voltage generating unit 121 and adding units 122 and 123. The harmonic voltage generated by the harmonic voltage generating unit 121 is supplied to the voltage command via the adding units 122 and 123. superimposed on the value V _α, V β, the voltage command value V α _', V β' to output a. The harmonic voltage generation unit 121 generates a harmonic voltage that is a sine waveform of a predetermined frequency with different amplitude and phase, which is injected into each of the α axis and the β axis. However, the waveform of the harmonic voltage generated by the harmonic voltage generation unit 121 is not limited to a sine waveform, and may be a rectangular waveform, a triangular waveform, or another waveform.

２軸／３軸変換部１１３は、高調波電圧重畳部１２０から出力される電圧指令値Ｖ_α'、Ｖ_β'を入力し、図２に示すαβ固定座標系からＵＶＷ座標系へ座標変換して、相電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗを出力する。相電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのコイル端子１５２に印加すべき電圧値である。 The 2-axis / 3-axis converter 113 receives the voltage command values V _α ′, V _β ′ output from the harmonic voltage superimposing unit 120, and performs coordinate conversion from the αβ fixed coordinate system shown in FIG. 2 to the UVW coordinate system. The phase voltage command values V _u , V _v , V _w are output. The phase voltage command values V _u , V _v , and V _w are voltage values to be applied to the coil terminals 152 of the U phase, V phase, and W phase, respectively.

２軸／３軸変換部１１３では、αβ固定座標系からＵＶＷ座標系への座標変換を、下式（式２）に示す座標変換演算式を用いて行う。   In the 2-axis / 3-axis conversion unit 113, coordinate conversion from the αβ fixed coordinate system to the UVW coordinate system is performed using the coordinate conversion calculation formula shown in the following formula (Formula 2).

転流駆動部１１４は、相電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに基づいてパルス変調された電圧を、モータ１５０のコイル端子１５２に印加する。

The commutation drive unit 114 applies a voltage pulse-modulated based on the phase voltage command values V _u , V _v , and V _w to the coil terminal 152 of the motor 150.

電流検出部１１５は、コイル１５３に流れるコイル電流のコイル電流値Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗを検出して出力する。 The current detection unit 115 detects and outputs the coil current values I _u , I _v and I _w of the coil current flowing through the coil 153.

３軸／２軸変換部１１６は、電流検出部１１５から出力されるコイル電流値Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗを入力し、図２に示すＵＶＷ座標系からαβ固定座標系へ座標変換して、コイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βを出力する。３軸／２軸変換部１１６では、ＵＶＷ座標系からαβ固定座標系への座標変換を、下式（式３）に示す座標変換演算式を用いて行う。 The 3-axis / 2-axis conversion unit 116 receives the coil current values I _u , I _v , I _w output from the current detection unit 115 and performs coordinate conversion from the UVW coordinate system shown in FIG. 2 to the αβ fixed coordinate system. The coil current values I _α and I _β are output. In the 3-axis / 2-axis conversion unit 116, coordinate conversion from the UVW coordinate system to the αβ fixed coordinate system is performed using a coordinate conversion calculation expression shown in the following expression (Expression 3).

固定座標／回転座標変換部１１７は、３軸／２軸変換部１１６から出力されるコイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βを入力し、図２に示すαβ固定座標系からｄｑ回転座標系へ座標変換して、コイル電流値Ｉ_ｄ、Ｉ_ｑを出力する。固定座標／回転座標変換部１１７は、αβ固定座標系からｄｑ回転座標系への座標変換を、下式（式４）に示す座標変換演算式を用いて行う。

The fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 117 receives the coil current values I _α and I _β output from the 3-axis / 2-axis conversion unit 116, and performs coordinate conversion from the αβ fixed coordinate system shown in FIG. 2 to the dq rotation coordinate system. Then, the coil current values I _d and I _q are output. The fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 117 performs coordinate conversion from the αβ fixed coordinate system to the dq rotation coordinate system using a coordinate conversion calculation expression shown in the following expression (Expression 4).

固定座標／回転座標変換部１１７より出力されたコイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βは、電流制御部１１１に入力される。

The coil current values I _α and I _β output from the fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 117 are input to the current control unit 111.

復調部１３０は、高調波電圧重畳部１２０で重畳された高調波電圧に起因する電流値を、コイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βから抽出し、高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈとして出力する。復調部１３０では、例えば、コイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βに対して、高調波電圧の周波数と等しいカットオフ周波数のバンドパスフィルタをかけることで、高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈを出力する。なお、高調波電圧重畳部１２０で重畳された高調波電圧に起因する電流値をコイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βから抽出する方法は、これに限定されず、任意の方法を適用することができるものとする。 The demodulating unit 130 extracts the current value caused by the harmonic voltage superimposed by the harmonic voltage superimposing unit 120 from the coil current values I _α and I _β and outputs them as the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} . . The demodulator 130 outputs, for example, harmonic coil current values I _{α — h} and I _{β — h} by applying a bandpass filter having a cutoff frequency equal to the frequency of the harmonic voltage to the coil current values I _α and I _β . To do. In addition, the method of extracting the current value resulting from the harmonic voltage superimposed by the harmonic voltage superimposing unit 120 from the coil current values I _α and I _β is not limited to this, and any method can be applied. Shall.

位置・速度推定装置１４０は、復調部１３０から出力される高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈを入力し、モータ１５０の個体差に起因する誤差を補正するための補正値により、高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈを補正する。そして、補正後の高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}を用いて、回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅと回転速度の推定値ω_ｍを算出する。また、位置・速度推定装置１４０は、算出した回転位置の推定値θ_ｅを回転座標／固定座標変換部１１２と固定座標／回転座標変換部１１７に出力する。更に、位置・速度推定装置１４０は、算出した回転速度の推定値ω_ｍを速度制御部１１０に出力する。 The position / velocity estimation device 140 receives the harmonic coil current values I _{α — h} and I _{β — h} output from the demodulator 130, and _uses the correction values for correcting errors due to individual differences of the motor 150 to _generate harmonic coils. The current values I _{α_h} and I _{β_h} are corrected. Then, an estimated value θ _e of the rotational position of the rotor 151 and an estimated value ω _m of the rotational speed of the rotor 151 are calculated using the corrected harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod} . The position and speed estimation unit 140 outputs the estimated value theta _e of the calculated rotation position to the rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112 and the fixed coordinates / rotating coordinate conversion unit 117. Further, the position / speed estimation device 140 outputs the calculated estimated value ω _m of the rotational speed to the speed control unit 110.

なお、図１に示すように、位置・速度推定装置１４０は、加算部１４１、１４２と、位置・速度推定部１４３と、誤差補正部１４４とを有しており、各構成要素が連関して動作することで、位置・速度推定処理を行う。加算部１４１、１４２は、復調部１３０から出力される高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに、誤差補正部１４４から出力される補正値△Ｉ_α＿ｈ、△Ｉ_β＿ｈを加算する。これにより、モータ１５０の個体差に起因する誤差が補正された高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、λ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}を出力することができる。 As shown in FIG. 1, the position / velocity estimation apparatus 140 includes adders 141 and 142, a position / velocity estimation unit 143, and an error correction unit 144, and the respective components are associated with each other. By operating, position / velocity estimation processing is performed. Adding section 141 and 142, the harmonic coil current value I _{Arufa_h} output from the demodulator 130, the I _{Beta_h,} the correction value output from the error correcting unit 144 △ _I α_h, adds the △ _I β_h. Thereby, the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and λ _{β_h_mod in} which errors due to individual differences of the motor 150 are corrected can be output.

誤差補正部１４４は、位置・速度推定部１４３において高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに基づいて算出された回転位置の推定値θ_ｅを入力し、入力した回転位置の推定値θ_ｅに応じた補正値△Ｉ_α＿ｈ、△Ｉ_β＿ｈを出力する。 The error correction unit 144 receives the estimated rotational position value θ _e calculated based on the harmonic coil current values I _{α — h} and I _{β — h} in the position / velocity estimation unit 143, and inputs the estimated rotational position value θ _e . _{Corresponding} correction values _{ΔI α — h} and _{ΔI β — h} are output.

位置・速度推定部１４３は、復調部１３０から出力された高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに基づいて回転位置の推定値θ_ｅを算出し、誤差補正部１４４に出力する。また、位置・速度推定部１４３は、モータ１５０の個体差に起因する誤差が補正された高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}に基づいて、回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅを算出することで回転位置の推定値θ_ｅを修正する。また、高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}に基づいて、回転子１５１の回転速度ω_ｍを算出する。 The position / velocity estimation unit 143 calculates an estimated value θ _e of the rotational position based on the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} output from the demodulation unit 130 and outputs them to the error correction unit 144. Further, the position / speed estimation unit 143 calculates the estimated value θ _e of the rotational position of the rotor 151 based on the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod} in which errors due to individual differences of the motor 150 are corrected. correcting the estimated value theta _e of the rotational position by. _Further , the rotational speed ω _m of the rotor 151 is calculated based on the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod} .

位置・速度推定部１４３では、修正した回転位置の推定値θ_ｅを回転座標／固定座標変換部１１２、固定座標／回転座標変換部１１７に出力する。また、位置・速度推定部１４３では、算出した回転速度の推定値ω_ｍを速度制御部１１０に出力する。回転速度の推定値ω_ｍが速度制御部１１０に出力されることで、速度制御部１１０では、モータ１５０について回転速度のフィードバック制御を行うことができる。 In the position and speed estimation unit 143, and outputs the estimated value theta _e of the modified rotational position rotated coordinates / fixed coordinate conversion unit 112, a fixed coordinate / rotating coordinate conversion unit 117. Further, the position / speed estimation unit 143 outputs the calculated rotational speed estimated value ω _m to the speed control unit 110. By outputting the estimated value ω _m of the rotational speed to the speed control unit 110, the speed control unit 110 can perform rotational speed feedback control for the motor 150.

以下、モータ駆動制御装置１００を構成する上記各構成要素のうち、転流駆動部１１４、電流検出部１１５、位置・速度推定装置１４０について、更に詳細な説明を行う。   The commutation drive unit 114, the current detection unit 115, and the position / speed estimation device 140 among the above-described components constituting the motor drive control device 100 will be described in more detail below.

＜２．転流駆動部の詳細＞
はじめに、転流駆動部１１４の詳細について図３〜図５を用いて説明する。図３は、転流駆動部１１４を説明するための図である。 <2. Details of commutation drive section>
First, details of the commutation driving unit 114 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the commutation driving unit 114.

図３に示すように、転流駆動部１１４は、ＰＷＭ部３１０と、駆動回路３２０とを有する。ＰＷＭ部３１０は、相電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗをパルス幅変調し、３相のゲート信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬを生成する。ゲート信号ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬは、駆動回路３２０へ供給される。 As shown in FIG. 3, the commutation drive unit 114 includes a PWM unit 310 and a drive circuit 320. The PWM unit 310 performs pulse width modulation on the phase voltage command values V _u , V _v , and V _w to generate three-phase gate signals UH, VH, WH, UL, VL, and WL. The gate signals UH, VH, WH, UL, VL, WL are supplied to the drive circuit 320.

駆動回路３２０は、上側アーム３２１と下側アーム３２２とが、３相接続されて構成されている。駆動回路３２０において、上側アーム３２１及び下側アーム３２２が有するスイッチング素子は、ゲート信号（ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ、ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ）によりＯＮ／ＯＦＦが制御される。駆動回路３２０は、コイル端子１５２にパルス幅変調された電圧を印加して、コイル１５３へ電流を供給することで、回転子１５１を回転駆動させる。   The drive circuit 320 is configured by connecting an upper arm 321 and a lower arm 322 in three phases. In the drive circuit 320, the switching elements of the upper arm 321 and the lower arm 322 are controlled to be turned on / off by gate signals (UH, VH, WH, UL, VL, WL). The drive circuit 320 applies a pulse-width-modulated voltage to the coil terminal 152 and supplies a current to the coil 153 to rotate the rotor 151.

図４は、駆動回路３２０の上側アーム３２１の一例を示す図である。駆動回路３２０において、上側アーム３２１は、電源電圧Ｖｃｃに接続されたスイッチング素子４０１とダイオード４０２が並列に接続されている。なお、下側アーム３２２は、上側アーム３２１と同様の構成であり、接地ＧＮＤに接続されている。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the upper arm 321 of the drive circuit 320. In the drive circuit 320, the upper arm 321 is connected in parallel with a switching element 401 and a diode 402 connected to the power supply voltage Vcc. The lower arm 322 has the same configuration as the upper arm 321 and is connected to the ground GND.

図５は、転流駆動部１１４の動作を説明する図である。なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相は同様の構成および動作であるため、図５ではＵ相のみについて説明する。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the commutation driving unit 114. Since the U phase, the V phase, and the W phase have the same configuration and operation, only the U phase will be described in FIG.

図５において、１段目に示す搬送波Ｖｃは、所定のＰＷＭ信号の周期ｔｐｗｍの三角波であり、接地ＧＮＤから電源電圧Ｖｃｃまでの振幅を持つ。以下の説明では、ＰＷＭ信号の周期をＰＷＭ周期と呼ぶ。   In FIG. 5, the carrier wave Vc shown in the first stage is a triangular wave having a period tpwm of a predetermined PWM signal, and has an amplitude from the ground GND to the power supply voltage Vcc. In the following description, the period of the PWM signal is referred to as a PWM period.

ＰＷＭ部３１０は、搬送波Ｖｃにおいて電源電圧Ｖｃｃと接地ＧＮＤの中央値（Ｖｃｃ／２）を仮想のゼロとして、電圧指令値Ｖ_ｕと搬送波Ｖｃを大小比較し、２段目に示すＰＷＭ信号Ｕｏｎを生成する。なお、電圧指令値Ｖ_ｕはＰＷＭ周期の先頭で値が更新される。 The PWM unit 310 compares the voltage command value V _u and the carrier wave Vc with the median value (Vcc / 2) of the power supply voltage Vcc and the ground GND in the carrier wave Vc, and compares the magnitude of the voltage command value V _u with the carrier wave Vc. Generate. The voltage command value V _u is updated at the beginning of the PWM cycle.

次にＰＷＭ部３１０は、３段目、４段目に示すように、ＰＷＭ信号Ｕｏｎに対してｔｄだけ遅れた信号である、上側アーム３２１のスイッチング素子４０１のゲート信号ＵＨを生成する。また、ＰＷＭ部３１０は、ＰＷＭ信号Ｕｏｎを反転し、立ち上がり（Ｕｏｎでは立ち下がり部分）を期間ｔｄの２倍だけ遅らせた信号である、下側アーム３２２のスイッチング素子のゲート信号ＵＬを生成する。なお、期間ｔｄは、上側アーム３２１と下側アーム３２２のスイッチング素子の短絡防止を目的に設けられた短絡防止区間（デッドタイム）である。   Next, as shown in the third and fourth stages, the PWM unit 310 generates the gate signal UH of the switching element 401 of the upper arm 321 that is delayed by td with respect to the PWM signal Uon. Further, the PWM unit 310 inverts the PWM signal Uon, and generates a gate signal UL of the switching element of the lower arm 322, which is a signal obtained by delaying the rising edge (falling portion in Uon) by twice the period td. The period td is a short-circuit prevention section (dead time) provided for the purpose of preventing a short circuit between the switching elements of the upper arm 321 and the lower arm 322.

また、ＰＷＭ部３１０は、ＰＷＭ周期の中央から期間ｔｄだけ遅れたタイミングで、パルス信号であるトリガｔｒｇを電流検出部１１５に対して出力する。この遅延は、ゲート信号（ＵＨ、ＵＬ）が搬送波Ｖｃに対して期間ｔｄ分遅れて生成されることに合わせている。   The PWM unit 310 outputs a trigger trg, which is a pulse signal, to the current detection unit 115 at a timing delayed by a period td from the center of the PWM cycle. This delay is matched with the generation of the gate signals (UH, UL) with a delay of the period td from the carrier wave Vc.

＜３．電流検出部の詳細＞
次に、電流検出部１１５の詳細について図６を用いて説明する。図６は、電流検出部１１５の構成を示す図である。なお、電流検出部１１５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、少なくとも２相に同様の構成を設けるため、図６ではＵ相についてのみ説明する。 <3. Details of current detector>
Next, details of the current detection unit 115 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the current detection unit 115. In addition, since the electric current detection part 115 provides the same structure in at least 2 phase among U phase, V phase, and W phase, FIG. 6 demonstrates only about U phase.

電流検出部１１５は、シャント抵抗６０１Ｕ、差動アンプ６０２Ｕ、ＡＤ変換部６０３Ｕを備える。シャント抵抗６０１Ｕは、コイル端子１５２と転流駆動部１１４との間のコイル電流経路上に挿入された抵抗である。   The current detection unit 115 includes a shunt resistor 601U, a differential amplifier 602U, and an AD conversion unit 603U. The shunt resistor 601U is a resistor inserted on the coil current path between the coil terminal 152 and the commutation driving unit 114.

差動アンプ６０２Ｕは、反転入力端子と非反転入力端子とがシャント抵抗６０１Ｕの両端に接続されており、電流の大きさに比例してシャント抵抗６０１Ｕにより生じる電圧降下を検出し、所定の倍率で増幅して出力する。本実施形態では、差動アンプ６０２Ｕの出力をコイル電流値とした。   The differential amplifier 602U has an inverting input terminal and a non-inverting input terminal connected to both ends of the shunt resistor 601U. The differential amplifier 602U detects a voltage drop caused by the shunt resistor 601U in proportion to the magnitude of the current, and at a predetermined magnification. Amplify and output. In the present embodiment, the output of the differential amplifier 602U is the coil current value.

所定の倍率は、モータ１５０の動作条件から想定されるコイル電流の振幅とシャント抵抗６０１Ｕの抵抗値とに基づき、差動アンプ６０２Ｕの出力がＡＤ変換部６０３Ｕの入力のフルスケールの範囲内におさまるように設定する。   The predetermined magnification is based on the coil current amplitude assumed from the operating conditions of the motor 150 and the resistance value of the shunt resistor 601U, and the output of the differential amplifier 602U falls within the full-scale range of the input of the AD converter 603U. Set as follows.

ＡＤ変換部６０３Ｕは、差動アンプ６０２Ｕの出力を所定の周期ごとにサンプリングした値を、所定の量子化分解能を最小単位とするデジタル値に変換し、コイル電流値Ｉ_ｕとして出力する。 AD converter 603U the value of the output sampled for each predetermined period of the differential amplifier 602U, into a digital value to the minimum unit of the predetermined quantization resolution, and outputs it as the coil current value I _u.

＜４．位置・速度推定装置の詳細＞
次に、位置・速度推定装置１４０の詳細について図７〜図１０を用いて説明する。はじめに、位置・速度推定装置１４０を構成する位置・速度推定部１４３について説明する。図７は、位置・速度推定部１４３の構成を示す図である。 <4. Details of Position / Speed Estimation Device>
Next, details of the position / speed estimation device 140 will be described with reference to FIGS. First, the position / speed estimation unit 143 constituting the position / speed estimation apparatus 140 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the position / speed estimation unit 143.

図７に示すように、位置・速度推定部１４３は、固定座標／回転座標変換部７０１と、比例積分器７０２と、積分器７０３とを有する。   As illustrated in FIG. 7, the position / velocity estimation unit 143 includes a fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 701, a proportional integrator 702, and an integrator 703.

固定座標／回転座標変換部７０１は、高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}を入力し、αβ固定座標系からｄｑ回転座標系へ座標変換することで、高調波コイル電流値Ｉ_{ｄ＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{ｑ＿ｈ＿ｍｏｄ}を生成する。固定座標／回転座標変換部７０１では、このうち、高調波コイル電流値Ｉ_{ｄ＿ｈ＿ｍｏｄ}を比例積分器７０２に入力する。 The fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 701 receives the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod,} and _performs coordinate conversion from the αβ fixed coordinate system to the dq rotation coordinate system, whereby the harmonic coil current values I _{d_h_mod} and I _{q_h_mod.} Is generated. In the fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 701, the harmonic coil current value I _{d_h_mod} is input to the proportional integrator 702.

比例積分器７０２は、固定座標／回転座標変換部７０１より入力された高調波コイル電流値Ｉ_{ｄ＿ｈ＿ｍｏｄ}に基づいて回転子１５１の回転速度の推定値ω_ｍを算出する。算出した回転速度の推定値ω_ｍは、積分器７０３に入力するとともに、速度制御部１１０に入力する。 The proportional integrator 702 calculates an estimated value ω _m of the rotation speed of the rotor 151 based on the harmonic coil current value I _{d_h_mod} input from the fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 701. The calculated estimated value ω _m of the rotational speed is input to the integrator 703 and also input to the speed control unit 110.

積分器７０３は、回転速度の推定値ω_ｍに基づいて回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅを算出し、誤差補正部１４４に出力する。 The integrator 703 calculates an estimated value θ _e of the rotational position of the rotor 151 based on the estimated value ω _m of the rotational speed, and outputs the estimated value θ _e to the error correction unit 144.

次に、位置・速度推定装置１４０を構成する誤差補正部１４４について説明する。図８は、誤差補正部１４４の記憶素子に格納されたデータベースの一例を示す図である。図８に示すように、誤差補正部１４４は、例えば、モータ１５０の工場出荷前の調整時に測定した、回転子１５１の各回転位置θにおける高調波コイル電流値の補正値を、各回転位置θと対応付けてデータベース８００に格納する。なお、ここでいうる高調波コイル電流値の補正値は、高調波コイル電流値の理論値と実測値との差である。実測値のほうが大きい場合、高調波コイル電流値の補正値は負の値となり、実測値のほうが小さい場合、高調波コイル電流値の補正値は正の値になるものとする。   Next, the error correction unit 144 constituting the position / speed estimation device 140 will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a database stored in the storage element of the error correction unit 144. As shown in FIG. 8, the error correction unit 144 uses, for example, the correction value of the harmonic coil current value at each rotation position θ of the rotor 151 measured during the adjustment before the factory shipment of the motor 150 as the rotation position θ. And stored in the database 800. The correction value of the harmonic coil current value that can be used here is the difference between the theoretical value and the actual measurement value of the harmonic coil current value. When the actual measurement value is larger, the correction value of the harmonic coil current value is a negative value, and when the actual measurement value is smaller, the correction value of the harmonic coil current value is a positive value.

そして、誤差補正部１４４では、位置・速度推定部１４３より回転位置の推定値θ_ｅが入力されるとデータベース８００を参照する。そして、入力された回転位置の推定値θ_ｅと略等しい回転位置θに対応付けられた補正値△Ｉ_α＿ｈ、△Ｉ_β＿ｈを読み出し、出力する。 The error correction unit 144 refers to the database 800 when the rotational position estimation value θ _e is input from the position / speed estimation unit 143. Then, associated with a substantially equal rotational position theta and the estimated value theta _e of the input rotational position correction value _△ I _{α_h,} it reads the _△ I β_h, outputs.

続いて、位置・速度推定装置１４０の各構成要素が連関して動作することで実行される位置・速度推定処理の流れについて図９、１０を用いて説明する。図９は、位置・速度推定装置１４０による位置・速度推定処理の流れを示すフローチャートである。また、図１０は、位置・速度推定処理における高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈの補正と、回転位置の推定値θ_ｅの修正との関係を模式的に示した図であり、高調波コイル電流値Ｉ_ａ＿ｈの理論値と実測値とが示されている。以下、図１０を適宜参照しながら、図９に示すフローチャートを用いて位置・速度推定処理の流れについて説明する。 Next, the flow of position / velocity estimation processing executed when the components of the position / velocity estimation apparatus 140 operate in conjunction with each other will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart showing a flow of position / velocity estimation processing by the position / velocity estimation apparatus 140. FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the correction of the harmonic coil current value I _{α — h} in the position / speed estimation process and the correction of the estimated value θ _e of the rotational position. The theoretical value and the actual measurement value of I a — _h are shown. Hereinafter, the flow of position / speed estimation processing will be described using the flowchart shown in FIG. 9 with reference to FIG. 10 as appropriate.

ステップＳ９０１において、加算部１４１、１４２は、復調部１３０より高調波コイル電流値I_α＿ｈ、I_β＿ｈを取得する。加算部１４１、１４２では、復調部１３０より取得した高調波コイル電流値I_α＿ｈ、I_β＿ｈに補正値△I_α＿ｈ（θ_ｅ）、△I_β＿ｈ（θ_ｅ）を加算する。 In step _{S <b>} 901, the addition units 141 and 142 obtain the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} from the demodulation unit 130. In addition section 141 and 142, the harmonic coil current value I _{Arufa_h} obtained from the demodulation unit 130, the correction value to the _{I β_h △ I α_h (θ e} ), adding the _△ I β_h (θ _e).

ここで、ステップＳ９０１が実行される時点では、位置・速度推定部１４３が回転位置の推定値θ_ｅを算出していないため、誤差補正部１４４では補正値△Ｉ_α＿ｈ（θ_ｅ）、△Ｉ_β＿ｈ（θ_ｅ）として"０"を出力する。このため、加算部１４１、１４２では、復調部１３０より取得した高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈをそのまま位置・速度推定部１４３に入力する。 Here, at the time when step S901 is executed, because the position and speed estimation unit 143 does not calculate the estimated value theta _e of the rotational position, the error correction section 144 a correction value _{△ I α_h (θ e),} △ I “0” is output as _{β_h} (θ _e ). Therefore, the addition units 141 and 142 input the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} acquired from the demodulation unit 130 to the position / speed estimation unit 143 as they are.

ステップＳ９０２において、位置・速度推定部１４３では、ループカウンタｎに"１"を代入する。   In step S902, the position / velocity estimation unit 143 substitutes “1” for the loop counter n.

ステップＳ９０３において、位置・速度推定部１４３では、加算部１４１、１４２より入力された高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに基づいて、回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅ＿ｎ（ここでは、θ_{ｅ_１}）を算出する（図１０（ａ）参照）。位置・速度推定部１４３では、算出した回転位置の推定値θ_{ｅ_１}を誤差補正部１４４に出力する。 In step S903, the position / velocity estimation unit 143 estimates the rotational position θ _{e_n} of the rotor 151 based on the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} input from the addition units 141 and 142 (here, θ _{e — 1} ) is calculated (see FIG. 10A). The position / velocity estimation unit 143 outputs the calculated rotational position estimate θ _{e — 1} to the error correction unit 144.

ステップＳ９０４において、誤差補正部１４４では、位置・速度推定部１４３より出力された回転位置の推定値θ_{ｅ_１}に基づいて、補正値△Ｉ_α＿ｈ（θ_{ｅ_１}）、△Ｉ_β＿ｈ（θ_{ｅ_１}）を算出する（図１０（ａ）参照）。誤差補正部１４４では、算出した補正値△Ｉ_α＿ｈ（θ_{ｅ_１}）、△Ｉ_β＿ｈ（θ_{ｅ_１}）を加算部１４１、１４２に出力する。 Calculated in step S904, the in error correcting unit 144, based on the position and speed estimation unit 143 estimates the output rotational position than theta _{e_1,} correction value _{△ I α_h (θ e_1),} △ I β_h the (theta _{e_1)} (See FIG. 10A). The error correcting unit 144, the calculated correction value _△ I α_h (θ _{e_1),} and outputs the result to adding section 141 and 142 _△ I β_h (θ _{e_1).}

ステップＳ９０５において、加算部１４１、１４２では、ステップＳ９０１において取得した高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに補正値△Ｉ_α＿ｈ（θ_{ｅ_１}）、△Ｉ_β＿ｈ（θ_{ｅ_１}）を加算する。これにより、モータ１５０の個体差に起因する誤差が補正された高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}を算出する（図１０（ｂ）参照）。加算部１４１、１４２では、算出した高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}を位置・速度推定部１４３に出力する。 In step S905, the addition unit 141 and 142, the harmonic coil current value I _{Arufa_h} acquired in step S901, the correction value △ _I α_h the _{I β_h (θ e_1), △} I β_h (θ e_1) adds. Thereby, the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod in} which errors due to individual differences of the motor 150 are corrected are calculated (see FIG. 10B). Adders 141 and 142 output the calculated harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod} to position / velocity estimation unit 143.

ステップＳ９０６において、位置・速度推定部１４３は、加算部１４１、１４２より出力された高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}に基づいて、回転位置の推定値θ_{ｅ_ｎ＋１}（ここでは、θ_{ｅ_２}）を算出する（図１０（ｂ）参照）。位置・速度推定部１４３では、算出した回転位置の推定値θ_{ｅ_２}を誤差補正部１４４に出力する。 In step S906, the position / velocity estimation unit 143 _obtains the estimated rotational position value θ _{e_n + 1} (here, θ _{e_2} ) based on the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod} output from the addition units 141 and 142. Calculate (see FIG. 10B). The position / speed estimation unit 143 outputs the calculated estimated value θ _{e_2} of the rotational position to the error correction unit 144.

ステップＳ９０７において、位置・速度推定部１４３は、ステップＳ９０３において算出した推定値θ_{ｅ_ｎ}（θ_{ｅ_１}）と、ステップＳ９０６において算出した推定値θ_{ｅ_ｎ＋１}（θ_{e_２}）との差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。 In step S907, the position / velocity estimation unit 143 has a difference between the estimated value θ _{e — n} (θ _{e — 1} ) calculated in step S 903 and the estimated value θ _{e — n + 1} (θ _{e — 2} ) calculated in step S906 equal to or less than a predetermined threshold. It is determined whether or not.

ステップＳ９０７において、所定の閾値以下ではないと判定した場合には、ステップＳ９０８に進み、ループカウンタｎをインクリメントする。その後、ステップＳ９０３に戻り、再び、ステップＳ９０３からステップＳ９０６までの処理を行う。そして、補正値△Ｉ_α＿ｈ（θ_{ｅ_２}）に基づく補正により得られた高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}を用いて回転位置の推定値θ_ｅ＿３を算出する（図１０（ｃ）参照）。これにより、ステップＳ９０７では、回転位置の推定値θ_{ｅ_２}とθ_{ｅ_３}との差が所定の閾値以下であるか否かの判定が行われる。 If it is determined in step S907 that it is not less than the predetermined threshold value, the process proceeds to step S908, and the loop counter n is incremented. Thereafter, the process returns to step S903, and the processes from step S903 to step S906 are performed again. Then, to calculate the estimated value theta _{E_3} rotational position using a correction value _△ I α_h harmonic coil current value I _{Arufa_h_mod} obtained by (theta _{e_2)} to correction based (see FIG. 10 (c)). Thereby, in step S907, it is determined whether or not the difference between the estimated values θ _{e_2} and θ _{e_3} of the rotational position is equal to or smaller than a predetermined threshold value.

このように、復調部１３０より取得した高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈについて、回転位置の推定値の算出と補正値による高調波コイル電流値の補正とを繰り返すことで、回転位置の推定値が修正され、収束していく。つまり、回転位置の推定値は複数回修正される（例えば、ｎ回修正される（ｎは整数））。 In this way, for the harmonic coil current values I _{α — h} and I _{β — h} acquired from the demodulator 130, the rotational position estimation is repeated by repeatedly calculating the rotational position estimation value and correcting the harmonic coil current value using the correction value. The value is corrected and converges. That is, the estimated value of the rotational position is corrected a plurality of times (for example, corrected n times (n is an integer)).

そして、ステップＳ９０７において、回転位置の推定値θ_{ｅ_ｎ}（ｎ回修正された推定値）とθ_{ｅ_ｎ＋１}（ｎ＋１回修正された推定値）との差が所定の閾値以下であると判定されると、ステップＳ９０９に進む。 In step S907, if it is determined that the difference between the rotational position estimated value θ _{e —} n (the estimated value corrected n times) and θ _{e —} n + 1 (the estimated value corrected n + 1 times) is equal to or smaller than a predetermined threshold value, The process proceeds to step S909.

ステップＳ９０９において、位置・速度推定部１４３は、このときの回転位置の推定値θ_{ｅ_ｎ＋１}（ｎ＋１回修正された推定値）を回転座標／固定座標変換部１１２及び固定座標／回転座標変換部１１７に出力する。 In step S909, the position / speed estimation unit 143 sends the estimated rotational position value θ _{e —} n + 1 (estimated value corrected n + 1 times) at this time to the rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112 and the fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 117. Output.

更に、ステップＳ９１０において、位置・速度推定部１４３は、このときの高調波コイル電流値Ｉ_{α＿ｈ＿ｍｏｄ}、Ｉ_{β＿ｈ＿ｍｏｄ}に基づいて回転速度の推定値ω_ｍを算出し、速度制御部１１０及び復調部１３０に出力する。その後、ステップＳ９０１に戻り、復調部１３０より次の高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈを取得し、同様の処理を行う。 Further, in step S910, the position / speed estimation unit 143 calculates the estimated rotational speed value ω _m based on the harmonic coil current values I _{α_h_mod} and I _{β_h_mod} at this time, and _sends them to the speed control unit 110 and the demodulation unit 130. Output. Thereafter, the process returns to step S901, the next harmonic coil current values I _{α — h} and I _{β — h} are acquired from the demodulator 130, and the same processing is performed.

＜５．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るモータ駆動制御装置では、
・復調部より出力された高調波コイル電流値に基づいて、位置・速度推定装置が回転子の回転位置の推定値を算出するにあたり、モータの個体差に起因する誤差を補正する構成とした。
・モータの個体差に起因する誤差を補正するために、回転子の回転位置ごとの高調波コイル電流値の理論値と実測値との差を予めデータベースとして格納しておく構成とした。そして、データベースより回転位置の推定値の算出結果に略等しい回転位置に対応付けられた補正値を読み出すことにより、高調波コイル電流値の該補正値を導出する構成とした。
・算出した回転位置の推定値を、補正値により補正された高調波コイル電流値を用いて修正して出力する構成とした。 <5. Summary>
As is clear from the above description, in the motor drive control device according to the present embodiment,
-Based on the harmonic coil current value output from the demodulator, when the position / speed estimation device calculates the estimated value of the rotational position of the rotor, the error due to the individual difference of the motor is corrected.
In order to correct errors caused by individual differences between motors, the difference between the theoretical value and the actual measurement value of the harmonic coil current value for each rotational position of the rotor is stored in advance as a database. And it was set as the structure which derives this correction value of a harmonic coil electric current value by reading the correction value matched with the rotation position substantially equal to the calculation result of the estimated value of a rotation position from a database.
-The estimated value of the calculated rotational position is corrected using the harmonic coil current value corrected by the correction value and output.

これにより、モータの個体差に起因する誤差がある場合でも、回転子の回転位置を精度よく推定することが可能となる。また、補正値により補正された高調波コイル電流値を用いて算出される回転速度も、精度よく推定することが可能となる。   This makes it possible to accurately estimate the rotational position of the rotor even when there is an error due to individual differences between the motors. In addition, the rotational speed calculated using the harmonic coil current value corrected by the correction value can also be accurately estimated.

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、回転子の各回転位置における高調波コイル電流値の理論値と実測値との差を予めデータベースに格納する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転子の回転位置の実測値と回転位置の推定値との差を、回転位置の推定値ごとに予めデータベースに格納する構成としてもよい。以下、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置について説明する。 [Second Embodiment]
In the first embodiment, the difference between the theoretical value and the actual measurement value of the harmonic coil current value at each rotational position of the rotor is stored in the database in advance. However, the present invention is not limited to this. For example, the difference between the measured value of the rotational position of the rotor and the estimated value of the rotational position may be stored in advance in the database for each estimated value of the rotational position. Hereinafter, a motor drive control device according to the second embodiment will be described.

＜１．モータ駆動制御装置の構成＞
図１１は、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置１１００の構成を示す図である。なお、図１で示したモータ駆動制御装置１００と同じ構成要素については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。図１で示したモータ駆動制御装置１００との相違点は、位置・速度推定装置１１４０内の構成である。 <1. Configuration of Motor Drive Control Device>
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a motor drive control device 1100 according to the second embodiment. The same components as those of the motor drive control device 100 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here. The difference from the motor drive control device 100 shown in FIG. 1 is the configuration in the position / speed estimation device 1140.

図１１に示すように、位置・速度推定装置１１４０は、位置・速度推定部１４３と、誤差補正部１１４２と、加算部１１４３とを有する。位置・速度推定部１４３は、上記第１の実施形態において説明したとおり、復調部１３０から出力された高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに基づいて回転速度の推定値ω_ｍ及び回転位置の推定値θ_ｅを算出する。また、算出した回転速度の推定値ω_ｍを速度制御部１１０に出力する。更に、算出した回転位置の推定値θ_ｅを誤差補正部１１４２及び加算部１１４３に出力する。なお、位置・速度推定部１４３の具体的構成は図７を用いて説明済みであるため、ここでは説明を省略する。 As illustrated in FIG. 11, the position / velocity estimation apparatus 1140 includes a position / velocity estimation unit 143, an error correction unit 1142, and an addition unit 1143. As described in the first embodiment, the position / speed estimation unit 143 determines the rotational speed estimated value ω _m and the rotational position based on the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} output from the demodulation unit 130. The estimated value θ _e is calculated. Further, the calculated estimated value ω _m of the rotational speed is output to the speed control unit 110. Furthermore, it outputs the estimated value theta _e of the calculated rotational position error correcting unit 1142 and the adder 1143. The specific configuration of the position / velocity estimation unit 143 has been described with reference to FIG.

誤差補正部１１４２は、位置・速度推定部１４３において高調波コイル電流値Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに基づいて算出された回転位置の推定値θ_ｅを入力し、入力した回転位置の推定値θ_ｅに応じた補正値Δθ_{ｅ＿ｃｏｍｐ}を出力する。 The error correction unit 1142 inputs the estimated rotational position value θ _e calculated based on the harmonic coil current values I _{α — h} and I _{β — h} in the position / velocity estimation unit 143, and enters the input estimated rotational position value θ _e . The corresponding correction value Δθ _{e_comp} is output.

図１２は、誤差補正部１１４２の記憶素子に格納されたデータベースの一例を示す図である。図１２に示すように、誤差補正部１１４２は、例えば、モータ１５０の工場出荷前の調整時に測定した、回転子１５１の各回転位置における回転位置の補正値をデータベース１２００に格納する。なお、ここでいう回転位置の補正値は、各回転位置の推定値における、回転位置の実測値と回転位置の推定値との差をいい、推定値のほうが大きい場合、回転位置の補正値は負の値となり、推定値のほうが小さい場合、回転位置の補正値は正の値となる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a database stored in the storage element of the error correction unit 1142. As illustrated in FIG. 12, the error correction unit 1142 stores, for example, correction values of rotational positions at the respective rotational positions of the rotor 151 measured in the adjustment before the factory shipment of the motor 150 in the database 1200. The rotational position correction value referred to here is the difference between the actual rotational position value and the rotational position estimation value in each rotational position estimation value. If the estimated value is larger, the rotational position correction value is When the estimated value is smaller than the negative value, the rotational position correction value is a positive value.

そして、誤差補正部１１４２では、位置・速度推定部１４３より回転位置の推定値θ_ｅが入力されると、データベース１２００を参照する。これにより、誤差補正部１１４２では、入力された回転位置の推定値θ_ｅに応じた補正値△θ_{ｅ＿ｃｏｍｐ}を読み出し、出力することができる。 Then, when the estimated value θ _{e of the} rotational position is input from the position / speed estimation unit 143, the error correction unit 1142 refers to the database 1200. Thereby, the error correction unit 1142 can read out and output the correction value _{Δθ e_comp} corresponding to the input estimated rotational position value θ _e .

加算部１１４３は、位置・速度推定部１４３より出力された回転速度の推定値θ_ｅに、誤差補正部１１４２より出力された補正値△θ_{ｅ＿ｃｏｍｐ}を加算することで、位置・速度推定部１４３より出力された回転速度の推定値θ_ｅを補正する。また、補正後の回転速度の推定値θ_ｅを回転座標／固定座標変換部１１２及び固定座標／回転座標変換部１１７に出力する。 The addition unit 1143 adds the correction value _{Δθ e_comp} output from the error correction unit 1142 to the estimated rotation speed θ _e output from the position / velocity estimation unit 143, so that the position / velocity estimation unit 143 adds the correction value _{Δθ e_comp.} The output estimated rotational speed value θ _e is corrected. In addition, the corrected rotational speed estimated value θ _e is output to the rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112 and the fixed coordinate / rotation coordinate conversion unit 117.

＜２．位置・速度推定装置における位置・速度推定処理＞
次に、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置１１００の位置・速度推定装置１１４０による位置・速度推定処理について図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、位置・速度推定装置１１４０による位置・速度推定処理の流れを示すフローチャートである。また、図１４は、位置・速度推定処理における回転位置の推定値θ_ｅの補正内容を模式的に示した図であり、回転位置の推定値と実測値とが示されている。以下、図１４を適宜参照しながら、図１３に示すフローチャートを用いて位置・速度推定処理の流れについて説明する。 <2. Position / velocity estimation processing in position / velocity estimation device>
Next, position / speed estimation processing by the position / speed estimation apparatus 1140 of the motor drive control apparatus 1100 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is a flowchart showing a flow of position / velocity estimation processing by the position / velocity estimation apparatus 1140. Further, FIG. 14 is a diagram schematically showing the correction contents estimate theta _e of rotational position in the position and speed estimation processing, the estimated value of the rotational position and the actual measured value is shown. Hereinafter, the flow of the position / velocity estimation process will be described with reference to FIG.

ステップＳ１３０１において、位置・速度推定部１４３は、復調部１３０より高調波コイル電流値I_α＿ｈ、I_β＿ｈを取得する。 In step _{S <b>} 1301, the position / velocity estimation unit 143 acquires the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} from the demodulation unit 130.

ステップ１３０２において、位置・速度推定部１４３は、復調部１３０より取得した高調波コイル電流値I_α＿ｈ、I_β＿ｈに基づいて回転速度の推定値ω_ｍを算出し、速度制御部１１０に出力する。 In step 1302, the position / velocity estimation unit 143 calculates the estimated rotational speed value ω _m based on the harmonic coil current values I _{α_h} and I _{β_h} acquired from the demodulation unit 130, and outputs them to the speed control unit 110.

ステップＳ１３０３において、位置・速度推定部１４３は、復調部１３０より取得した高調波コイル電流値I_α＿ｈ、I_β＿ｈに基づいて回転位置の推定値θ_ｅを算出する（図１４のθ_ｅ参照）。また、算出した回転位置の推定値θ_ｅを誤差補正部１１４２及び加算部１１４３に出力する。 In step S1303, the position and speed estimation unit 143, a harmonic coil current value I _{Arufa_h} obtained from the demodulation unit 130, to calculate the estimated value theta _e of the rotational position based on the _I β_h (see theta _e in FIG. 14). Further, it outputs the estimated value theta _e of the calculated rotational position error correcting unit 1142 and the adder 1143.

ステップＳ１３０４において、誤差補正部１１４２は、位置・速度推定部１４３より出力された回転位置の推定値θ_ｅに基づいて、補正値△θ_{ｅ＿ｃｏｍｐ}を算出する（図１４参照）。誤差補正部１１４２では、算出した補正値△θ_{ｅ＿ｃｏｍｐ}を加算部１１４３に出力する。 In step S1304, the error correction unit 1142 calculates a correction value _{Δθ e_comp} based on the rotational position estimation value θ _e output from the position / speed estimation unit 143 (see FIG. 14). The error correction unit 1142 outputs the calculated correction value _{Δθ e_comp} to the addition unit 1143.

ステップＳ１３０５において、加算部１１４３は、位置・速度推定部１４３より出力された回転速度の推定値θ_ｅに、補正値△θ_{ｅ＿ｃｏｍｐ}を加算することで、回転速度の推定値θ_ｅを補正する（図１４参照）。 In step S1305, the addition unit 1143, the estimated value theta _e of the rotational speed output from the position and speed estimation unit 143, by adding the correction value _△ θ e_comp, corrects the estimated value theta _e of the rotational speed ( (See FIG. 14).

ステップＳ１３０６において、加算部１１４３は、補正後の回転速度の推定値θ_ｅを回転座標／固定座標変換部１１２及び固定座標／回転座標変換部１１７に出力する。 In step S < _b > 1306, the adding unit 1143 outputs the corrected estimated rotational speed value θ _e to the rotating coordinate / fixed coordinate converting unit 112 and the fixed coordinate / rotating coordinate converting unit 117.

＜３．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るモータ駆動制御装置では、
・復調部より出力された高調波コイル電流値に基づいて、位置・速度推定装置が回転子の回転位置の推定値を算出するにあたり、モータの個体差に起因する誤差を補正する構成とした。
・モータの個体差に起因する誤差を補正するために、回転子１５１の各回転位置における補正値（回転位置の実測値と回転位置の推定値との差）を予めデータベースとして格納しておく構成とした。そして、データベースに基づいて回転位置の推定値の算出結果に応じた補正値を導出する構成とした。
・補正値により補正された回転位置の推定値を出力する構成とした。 <3. Summary>
As is clear from the above description, in the motor drive control device according to the present embodiment,
-Based on the harmonic coil current value output from the demodulator, when the position / speed estimation device calculates the estimated value of the rotational position of the rotor, the error due to the individual difference of the motor is corrected.
A configuration in which correction values (differences between measured values of rotational positions and estimated values of rotational positions) at each rotational position of the rotor 151 are stored in advance as a database in order to correct errors due to individual differences between motors. It was. And it was set as the structure which derives | leads-out the correction value according to the calculation result of the estimated value of a rotational position based on a database.
-It was set as the structure which outputs the estimated value of the rotational position corrected by the correction value.

これにより、モータの個体差に起因する誤差がある場合でも、回転子の回転位置を精度よく推定することが可能となる。また、上記第１の実施形態と比較して、位置・速度推定装置における計算負荷を軽減させることができる。   This makes it possible to accurately estimate the rotational position of the rotor even when there is an error due to individual differences between the motors. In addition, the calculation load in the position / speed estimation apparatus can be reduced as compared with the first embodiment.

［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態において、位置・速度推定装置では、１種類の位置・速度推定部を配する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数種類の位置・速度推定部を配し、所定の切り替え信号に従って複数種類の位置・速度推定部を切り替えて使用する構成としてもよい。以下、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置について説明する。 [Third Embodiment]
In the first and second embodiments, the position / speed estimation apparatus is configured to include one type of position / speed estimation unit, but the present invention is not limited to this. For example, a plurality of types of position / velocity estimation units may be arranged, and a plurality of types of position / velocity estimation units may be switched and used according to a predetermined switching signal. Hereinafter, a motor drive control device according to a third embodiment will be described.

＜１．モータ駆動制御装置の構成＞
図１５は、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置１５００の構成を示す図である。なお、図１で示したモータ駆動制御装置１００と同じ構成については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。 <1. Configuration of Motor Drive Control Device>
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a motor drive control device 1500 according to the third embodiment. The same components as those of the motor drive control device 100 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.

図１で示したモータ駆動制御装置１００との相違点は、位置・速度推定装置１５４０内の構成である。具体的には、第２の位置・速度推定部１５４１と、位置切替部１５４２と、速度切替部１５４３とが付加されている点である。なお、第２の位置・速度推定部１５４１が付加されたことに伴い、図１５では、位置・速度推定部１４３を、第１の位置・速度推定部と称している。   The difference from the motor drive control device 100 shown in FIG. 1 is the configuration in the position / speed estimation device 1540. Specifically, a second position / speed estimation unit 1541, a position switching unit 1542, and a speed switching unit 1543 are added. In addition, with the addition of the second position / speed estimation unit 1541, the position / speed estimation unit 143 is referred to as a first position / speed estimation unit in FIG.

第２の位置・速度推定部１５４１では、第１の位置・速度推定部１４３とは異なる方法で、回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅ及び回転速度の推定値ω_ｍを算出する。具体的には、第２の位置・速度推定部１５４１は、磁束推定部と算出部とを有する。磁束推定部は、モータ１５０を同定したモータモデルに対して、モータ１５０に入力される電圧指令値Ｖ_α、Ｖ_βとモータ１５０より検出したコイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βとを入力することでモータ１５０の磁束推定値を算出する。また、算出部は、磁束推定部において算出した磁束推定値を用いて、モータ１５０の回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅを算出する。更に、算出部は、回転位置の推定値θ_ｅに基づいて回転速度の推定値ω_ｍを算出する。 The second position / speed estimation unit 1541 calculates the estimated value θ _e of the rotational position of the rotor 151 and the estimated value ω _m of the rotational speed by a method different from that of the first position / speed estimation unit 143. Specifically, the second position / velocity estimation unit 1541 includes a magnetic flux estimation unit and a calculation unit. The magnetic flux estimation unit inputs voltage command values V _α and V _β input to the motor 150 and coil current values I _α and I _β detected from the motor 150 to the motor model that identifies the motor 150. An estimated magnetic flux value of the motor 150 is calculated. Further, the calculation unit calculates an estimated value θ _e of the rotational position of the rotor 151 of the motor 150 using the estimated magnetic flux value calculated by the magnetic flux estimation unit. Further, the calculation unit calculates an estimated value ω _m of the rotational speed based on the estimated value θ _e of the rotational position.

なお、第２の位置・速度推定部１５４１の構成はこれに限られず、他の方法で回転位置の推定値θ_ｅ及び回転速度の推定値ω_ｍを算出するようにしてもよい。 Note that the configuration of the second position / speed estimation unit 1541 is not limited to this, and the estimated value θ _e of the rotational position and the estimated value ω _m of the rotational speed may be calculated by other methods.

位置切替部１５４２は、第１の位置・速度推定部１４３より出力された回転位置の推定値θ_ｅと、第２の位置・速度推定部１５４１より出力された回転位置の推定値θ_ｅとを、切り替え信号に基づいて切り替えて出力する。 Position switching unit 1542, a first position and estimated values of the speed estimating section 143 has been rotated position output from theta _e, the estimated value of the rotation position output from the second position and speed estimation unit 1541 of theta _e The output is switched based on the switching signal.

同様に、速度切替部１５４３は、第１の位置・速度推定部１４３より出力された回転速度の推定値ω_ｍと、第２の位置・速度推定部１５４１より出力された回転速度の推定値ω_ｍとを、切り替え信号に基づいて、切り替えて出力する。 Similarly, the speed switching unit 1543 includes the estimated rotational speed value ω _m output from the first position / speed estimation unit 143 and the estimated rotational speed value ω _m output from the second position / speed estimation unit 1541. _m is switched and output based on the switching signal.

なお、位置切替部１５４２及び速度切替部１５４３に入力する切り替え信号は、モータ駆動制御装置１５００において算出された値に基づいて生成されてもよいし、モータ駆動制御装置１５００以外から入力されてもよい。ここでは、回転子１５１の回転速度の推定値ω_ｍが所定の閾値未満の場合に、第１の位置・速度推定部１４３より出力された回転位置の推定値及び回転速度の推定値を出力するよう切り替え信号により制御されるものとする。また、回転子１５１の回転速度の推定値ω_ｍが所定の閾値以上の場合に、第２の位置・速度推定部１５４１より出力された回転位置の推定値及び回転速度の推定値を出力するよう切り替え信号により制御されるものとする。 Note that the switching signal input to the position switching unit 1542 and the speed switching unit 1543 may be generated based on a value calculated by the motor drive control device 1500, or may be input from other than the motor drive control device 1500. . Here, when the estimated value ω _m of the rotational speed of the rotor 151 is less than a predetermined threshold, the estimated value of the rotational position and the estimated value of the rotational speed output from the first position / speed estimating unit 143 are output. It is assumed that it is controlled by the switching signal. Further, when the estimated value ω _m of the rotational speed of the rotor 151 is equal to or greater than a predetermined threshold, the estimated value of the rotational position and the estimated value of the rotational speed output from the second position / speed estimating unit 1541 are output. It is controlled by the switching signal.

このように、本実施形態では、所定の条件が成立する場合にのみ、第１の位置・速度推定部１４３が動作することとなる。   Thus, in the present embodiment, the first position / speed estimation unit 143 operates only when a predetermined condition is satisfied.

＜２．位置・速度推定装置における位置・速度推定処理＞
次に、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置１５００の位置・速度推定装置１５４０による位置・速度推定処理の流れについて図１６を用いて説明する。図１６は、位置・速度推定装置１５４０による位置・速度推定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１６に示すフローチャートの各工程のうち、図９に示すフローチャートと同様の処理内容を有する工程については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。 <2. Position / velocity estimation processing in position / velocity estimation device>
Next, the flow of position / velocity estimation processing by the position / velocity estimation apparatus 1540 of the motor drive control apparatus 1500 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a flow of position / velocity estimation processing by the position / velocity estimation apparatus 1540. Of the steps in the flowchart shown in FIG. 16, steps having the same processing contents as those in the flowchart shown in FIG. 9 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

ステップＳ１６０１において、第１の位置・速度推定部１４３は、復調部１３０より取得した高調波コイル電流Ｉ_α＿ｈ、Ｉ_β＿ｈに基づいて、回転速度の推定値ω_ｍを算出する。 In step _{S <b>} 1601, the first position / speed estimation unit 143 calculates an estimated value ω _m of the rotational speed based on the harmonic coil currents I _{α_h} and I _{β_h} acquired from the demodulation unit 130.

ステップＳ１６０２において、速度切替部１５４３では、ステップＳ１６０１において算出された回転速度の推定値ω_ｍを取得し、取得した回転速度の推定値ω_ｍが所定の条件を満たすか否かを判定する。具体的には、取得した回転速度の推定値ω_ｍが所定の速度閾値未満であるか否かを判定する。 In step S1602, the speed switching unit 1543 acquires the estimated rotational speed value ω _m calculated in step S1601, and determines whether or not the acquired estimated rotational speed value ω _m satisfies a predetermined condition. Specifically, it is determined whether or not the obtained estimated value ω _m of the rotational speed is less than a predetermined speed threshold value.

ステップＳ１６０２において、取得した回転速度の推定値ω_ｍが所定の速度閾値未満であると判定した場合には、回転速度の推定値ω_ｍが所定の条件を満たすと判定し、ステップＳ９０２に進む。なお、第１の位置・速度推定部１４３によるステップＳ９０２〜Ｓ９０９までの処理は、図９のステップＳ９０２〜Ｓ９０９までの処理と同じであるため、ここでは説明を省略する。 If it is determined in step S1602 that the acquired estimated rotational speed value ω _m is less than a predetermined speed threshold value, it is determined that the estimated rotational speed value ω _m satisfies a predetermined condition, and the process proceeds to step S902. The processing from step S902 to S909 by the first position / velocity estimation unit 143 is the same as the processing from step S902 to S909 in FIG.

ステップＳ１６０３において、速度切替部１５４３は、ステップＳ１６０１において第１の位置・速度推定部１４３で算出された回転速度の推定値ω_ｍを速度制御部１１０に出力する。位置・速度推定装置１５４０では、その後、ステップＳ９０１に戻る。 In step S1603, the speed switching unit 1543 outputs the estimated rotational speed value ω _m calculated by the first position / speed estimation unit 143 in step S1601 to the speed control unit 110. The position / velocity estimation apparatus 1540 then returns to step S901.

一方、ステップＳ１６０２において、取得した回転速度の推定値ω_ｍが所定の速度閾値以上であると判定した場合には、回転速度の推定値ω_ｍが所定の条件を満たさないと判定し、ステップＳ１６１１に進む。 On the other hand, if it is determined in step S1602 that the acquired estimated rotational speed value ω _m is equal to or greater than a predetermined speed threshold value, it is determined that the estimated rotational speed value ω _m does not satisfy the predetermined condition, and step S1611 is performed. Proceed to

ステップＳ１６１１において、第２の位置・速度推定部１５４１は、回転座標／固定座標変換部１１２より出力された電圧指令値Ｖ_α、Ｖ_βを取得する。 In step S <b> 1611, the second position / speed estimation unit 1541 acquires the voltage command values V _α and V _β output from the rotation coordinate / fixed coordinate conversion unit 112.

ステップＳ１６１２において、第２の位置・速度推定部１５４１は、３軸／２軸変換部１１６より出力されたコイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βを取得する。 In step S1612, the second position / velocity estimation unit 1541 obtains the coil current values I _α and I _β output from the 3-axis / 2-axis conversion unit 116.

ステップＳ１６１３において、第２の位置・速度推定部１５４１は、取得した電圧指令値Ｖ_α、Ｖ_β、コイル電流値Ｉ_α、Ｉ_βをモータモデルに入力することで、モータ１５０の磁束推定値を算出する。また、算出した磁束推定値に基づいて、モータ１５０の回転子１５１の回転位置の推定値θ_ｅを算出する。また、回転位置の推定値θ_ｅに基づいて回転速度の推定値ω_ｍを算出する。更に、第２の位置・速度推定部１５４１では、算出した回転位置の推定値θ_ｅ及び回転速度の推定値ω_ｍを出力する。位置・速度推定装置１５４０では、その後、ステップＳ９０１に戻る。 In step S1613, the second position / velocity estimation unit 1541 inputs the acquired voltage command values V _α and V _β and the coil current values I _α and I _β to the motor model, thereby obtaining the estimated magnetic flux value of the motor 150. calculate. Further, an estimated value θ _e of the rotational position of the rotor 151 of the motor 150 is calculated based on the calculated estimated magnetic flux value. Also, an estimated value ω _m of the rotational speed is calculated based on the estimated value θ _e of the rotational position. Further, the second position / speed estimation unit 1541 outputs the calculated estimated value θ _e of the rotational position and the estimated value ω _m of the rotational speed. The position / velocity estimation apparatus 1540 then returns to step S901.

＜３．まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るモータ駆動制御装置では、
・複数種類の位置・速度推定部を配し、所定の切り替え信号に従って複数種類の位置・速度推定部を切り替えて使用できるように構成した。
・複数種類の位置・速度推定部は、モータの回転子の回転速度に応じて切り替える構成とした。 <3. Summary>
As is clear from the above description, in the motor drive control device according to the present embodiment,
A plurality of types of position / speed estimation units are arranged, and a plurality of types of position / speed estimation units can be switched and used in accordance with a predetermined switching signal.
-Multiple types of position / speed estimation units are switched according to the rotational speed of the rotor of the motor.

これにより、モータの個体差に起因する誤差がある場合でも、回転子の回転位置を精度よく推定することができるとともに、回転速度に適した位置・速度推定部を選択することが可能となる。   As a result, even when there is an error due to individual differences between motors, the rotational position of the rotor can be accurately estimated, and a position / speed estimation unit suitable for the rotational speed can be selected.

［第４の実施形態］
上記第３の実施形態では、上記第１の実施形態において説明した位置・速度推定部と、他の位置・速度推定部とを組み合わせる構成としたが本発明はこれに限定されない。例えば、上記第２の実施形態において説明した位置・速度推定部と、他の位置・速度推定部とを組み合わせる構成としてもよい。 [Fourth Embodiment]
In the third embodiment, the position / velocity estimation unit described in the first embodiment is combined with another position / velocity estimation unit, but the present invention is not limited to this. For example, the position / speed estimation unit described in the second embodiment may be combined with another position / speed estimation unit.

また、上記第１乃至第３の実施形態は、速度制御部にフィードバックすべく、回転速度の推定値を出力する構成とした。しかしながら、速度フィードバックを行わないモータ駆動制御装置の場合にあっては、回転速度の推定値は出力しなくてもよい。この場合、位置・速度推定部１４３は、回転位置の推定値のみを出力し、位置・速度推定装置１４０は位置推定装置として機能することとなる。   In the first to third embodiments, the estimated value of the rotation speed is output for feedback to the speed control unit. However, in the case of a motor drive control device that does not perform speed feedback, the estimated value of the rotational speed may not be output. In this case, the position / speed estimation unit 143 outputs only the estimated value of the rotational position, and the position / speed estimation apparatus 140 functions as a position estimation apparatus.

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   It should be noted that the present invention is not limited to the configuration shown here, such as a combination with other elements in the configuration described in the above embodiment. These points can be changed without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

１００ ：モータ駆動制御装置
１１０ ：速度制御部
１１１ ：電流制御部
１１２ ：回転座標／固定座標変換部
１１３ ：２軸／３軸変換部
１１４ ：転流駆動部
１１５ ：電流検出部
１１６ ：３軸／２軸変換部
１１７ ：固定座標／回転座標変換部
１２０ ：高調波電圧重畳部
１２１ ：高調波電圧生成部
１２２、１２３ ：加算部
１３０ ：復調部
１４０ ：位置・速度推定装置
１４１、１４２ ：加算部
１４３ ：位置・速度推定部
１４４ ：誤差補正部
１５０ ：モータ
１５１ ：回転子
１５２ ：コイル端子
１５３ ：コイル
８００ ：データベース
１１００ ：モータ駆動制御装置
１１４０ ：位置・速度推定装置
１１４２ ：誤差補正部
１１４３ ：加算部
１２００ ：データベース
１５００ ：モータ駆動制御装置
１５４０ ：位置・速度推定装置
１５４１ ：第２の位置・速度推定部
１５４２ ：位置切替部
１５４３ ：速度切替部 100: motor drive control device 110: speed control unit 111: current control unit 112: rotational coordinate / fixed coordinate conversion unit 113: 2-axis / 3-axis conversion unit 114: commutation drive unit 115: current detection unit 116: 3-axis / Biaxial conversion unit 117: Fixed coordinate / rotational coordinate conversion unit 120: Harmonic voltage superimposing unit 121: Harmonic voltage generating unit 122, 123: Adder unit 130: Demodulator 140: Position / velocity estimation device 141, 142: Adder unit 143: Position / speed estimator 144: Error corrector 150: Motor 151: Rotor 152: Coil terminal 153: Coil 800: Database 1100: Motor drive controller 1140: Position / speed estimator 1142: Error corrector 1143: Addition Unit 1200: Database 1500: Motor drive control device 1540: Position / speed estimation device 1541: No. Position and speed estimation unit of 1542: position switching section 1543: speed switching unit

特開２０１０−２１３４３８号公報JP 2010-213438 A

Claims (6)

モータの回転子の回転位置を推定する位置推定装置であって、
前記モータに入力される電圧指令値に重畳した高調波電圧に起因して、前記モータのコイル電流値より抽出される高調波のコイル電流値を取得する取得手段と、
前記高調波のコイル電流値に基づいて、前記モータの回転子の回転位置を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された回転位置に応じた、前記高調波のコイル電流値の補正値を導出する導出手段と、を有し、
前記推定手段は、前記取得手段が高調波のコイル電流値を取得するごとに、
前記導出された補正値に基づいて前記高調波のコイル電流値を補正し、該補正した高調波のコイル電流値に基づいて前記推定した回転位置を修正し、該修正した回転位置に基づいて補正値を導出する処理を繰り返し行うことで、前記推定した回転位置を複数回修正し、
ｎ回（ｎは任意の整数）の修正により得られた回転位置と、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置との差が所定の閾値以下となった場合、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置を出力する、
ことを特徴とする位置推定装置。 A position estimation device for estimating a rotational position of a rotor of a motor,
An acquisition means for acquiring a harmonic coil current value extracted from the coil current value of the motor due to the harmonic voltage superimposed on the voltage command value input to the motor;
Estimating means for estimating the rotational position of the rotor of the motor based on the harmonic coil current value;
Derivation means for deriving a correction value of the coil current value of the harmonics according to the rotational position estimated by the estimation means,
The estimating means obtains a harmonic coil current value by the obtaining means,
The harmonic coil current value is corrected based on the derived correction value, the estimated rotational position is corrected based on the corrected harmonic coil current value, and the correction is performed based on the corrected rotational position. By repeatedly performing the process of deriving a value, the estimated rotational position is corrected multiple times,
When the difference between the rotational position obtained by the correction n times (n is an arbitrary integer) and the rotational position obtained by the correction n + 1 times is equal to or less than a predetermined threshold value, it is obtained by the correction n + 1 times. Output rotation position,
The position estimation apparatus characterized by the above-mentioned. 前記導出手段は、
前記モータの回転子の回転位置ごとの、前記高調波のコイル電流値の理論値と実測値との差を、前記モータの回転子の回転位置と対応付けて補正値として記憶する記憶手段を更に有し、
前記推定手段により推定された回転位置に応じた補正値を前記記憶手段から読み出すことにより、前記補正値を導出することを特徴とする請求項１に記載の位置推定装置。 The derivation means includes
Storage means for storing a difference between a theoretical value and an actually measured value of the harmonic coil current value for each rotational position of the motor rotor as a correction value in association with the rotational position of the motor rotor. Have
The position estimation apparatus according to claim 1, wherein the correction value is derived by reading a correction value corresponding to the rotational position estimated by the estimation unit from the storage unit. 前記推定手段は、前記取得手段が高調波のコイル電流値を取得するごとに出力する回転位置に基づいて、前記モータの回転子の回転速度を算出して出力することを特徴とする請求項１または２に記載の位置推定装置。 The said estimation means calculates and outputs the rotational speed of the rotor of the said motor based on the rotation position output whenever the said acquisition means acquires the coil current value of a harmonic. Or the position estimation apparatus of 2. 請求項３に記載の位置推定装置を有するモータ駆動制御装置であって、
前記取得手段が高調波のコイル電流値を取得するごとに、前記推定手段により出力された回転速度をフィードバックすることにより、前記モータの回転速度を制御することを特徴とするモータ駆動制御装置。 A motor drive control device comprising the position estimation device according to claim 3 ,
A motor drive control device that controls the rotation speed of the motor by feeding back the rotation speed output by the estimation means each time the acquisition means acquires a harmonic coil current value . モータの回転子の回転位置を推定する位置推定方法であって、
前記モータに入力される電圧指令値に重畳した高調波電圧に起因して、前記モータのコイル電流値より抽出される高調波のコイル電流値を取得する取得工程と、
前記高調波のコイル電流値に基づいて、前記モータの回転子の回転位置を推定する推定工程と、
前記推定工程において推定された回転位置に応じた、前記高調波のコイル電流値の補正値を導出する導出工程と、を有し、
前記推定工程は、前記取得工程において高調波のコイル電流値が取得されるごとに、
前記導出された補正値に基づいて前記高調波のコイル電流値を補正し、該補正した高調波のコイル電流値に基づいて前記推定した回転位置を修正し、該修正した回転位置に基づいて補正値を導出する処理を繰り返し行うことで、前記推定した回転位置を複数回修正し、
ｎ回（ｎは任意の整数）の修正により得られた回転位置と、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置との差が所定の閾値以下となった場合、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置を出力する、
ことを特徴とする位置推定方法。 A position estimation method for estimating the rotational position of a rotor of a motor,
Due to the harmonic voltage superimposed on the voltage command value input to the motor, an acquisition step of acquiring a harmonic coil current value extracted from the motor coil current value;
An estimation step of estimating a rotational position of the rotor of the motor based on the coil current value of the harmonic;
A derivation step for deriving a correction value of the harmonic coil current value according to the rotational position estimated in the estimation step,
The estimation step is performed whenever a harmonic coil current value is acquired in the acquisition step.
The harmonic coil current value is corrected based on the derived correction value, the estimated rotational position is corrected based on the corrected harmonic coil current value, and the correction is performed based on the corrected rotational position. By repeatedly performing the process of deriving a value, the estimated rotational position is corrected multiple times,
When the difference between the rotational position obtained by the correction n times (n is an arbitrary integer) and the rotational position obtained by the correction n + 1 times is equal to or less than a predetermined threshold value, it is obtained by the correction n + 1 times. Output rotation position,
A position estimation method characterized by the above. モータの回転子の回転位置を推定する位置推定装置のコンピュータに、
前記モータに入力される電圧指令値に重畳した高調波電圧に起因して、前記モータのコイル電流値より抽出される高調波のコイル電流値を取得する取得工程と、
前記高調波のコイル電流値に基づいて、前記モータの回転子の回転位置を推定する推定工程と、
前記推定工程において推定された回転位置に応じた、前記高調波のコイル電流値の補正値を導出する導出工程と、を実行させるためのプログラムであって、
前記推定工程は、前記取得工程において高調波のコイル電流値が取得されるごとに、
前記導出された補正値に基づいて前記高調波のコイル電流値を補正し、該補正した高調波のコイル電流値に基づいて前記推定した回転位置を修正し、該修正した回転位置に基づいて補正値を導出する処理を繰り返し行うことで、前記推定した回転位置を複数回修正し、
ｎ回（ｎは任意の整数）の修正により得られた回転位置と、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置との差が所定の閾値以下となった場合、ｎ＋１回の修正により得られた回転位置を出力する、
ことを特徴とするプログラム。 In the computer of the position estimation device that estimates the rotational position of the rotor of the motor,
Due to the harmonic voltage superimposed on the voltage command value input to the motor, an acquisition step of acquiring a harmonic coil current value extracted from the motor coil current value;
An estimation step of estimating a rotational position of the rotor of the motor based on the coil current value of the harmonic;
A derivation step of deriving a correction value of the harmonic coil current value according to the rotational position estimated in the estimation step,
The estimation step is performed whenever a harmonic coil current value is acquired in the acquisition step.
The harmonic coil current value is corrected based on the derived correction value, the estimated rotational position is corrected based on the corrected harmonic coil current value, and the correction is performed based on the corrected rotational position. By repeatedly performing the process of deriving a value, the estimated rotational position is corrected multiple times,
When the difference between the rotational position obtained by the correction n times (n is an arbitrary integer) and the rotational position obtained by the correction n + 1 times is equal to or less than a predetermined threshold value, it is obtained by the correction n + 1 times. Output rotation position,
A program characterized by that.

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