JP7077879B2 - Motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、突極性を有するブラシレス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 controls a brushless motor having a salient polarity.

突極性を有するブラシレスモータにおいて、ベクトル制御の回転座標のd軸の方向に正の電流が流れるときには、ロータの永久磁石の磁束の方向と、d軸の方向への通電によって生じる磁束の方向とが同じになるため、磁気飽和によりインダクタンスが小さくなる。一方、d軸の方向に負の電流が流れるときには、ロータの永久磁石の磁束の方向と、d軸の方向への通電によって生じる磁束の方向とが反対になるため、磁気飽和が生じず、インダクタンスがあまり変化しない。 In a brushless motor with salient poles, when a positive current flows in the direction of the d-axis of the rotational coordinates of vector control, the direction of the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor and the direction of the magnetic flux generated by energization in the direction of the d-axis are different. Since they are the same, the inductance becomes smaller due to magnetic saturation. On the other hand, when a negative current flows in the direction of the d-axis, the direction of the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor is opposite to the direction of the magnetic flux generated by energization in the direction of the d-axis, so that magnetic saturation does not occur and the inductance Does not change much.

また、ブラシレスモータとしては、ロータの永久磁石の磁束の方向と、通電によって生じる磁束の方向とが同じであるときにインダクタンスの極大点を持つ特性を有するモータが知られている。このようなブラシレスモータでは、極大点に応じた電流よりも大きい正の電流がd軸の方向に流れると、インダクタンスが減少する。 Further, as a brushless motor, a motor having a characteristic of having a maximum point of inductance when the direction of the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor and the direction of the magnetic flux generated by energization are the same is known. In such a brushless motor, the inductance decreases when a positive current larger than the current corresponding to the maximum point flows in the d-axis direction.

特許文献1には、こうしたブラシレスモータを構成するロータの磁極特性を判定するモータ制御装置の一例が記載されている。この際、正の電流をd軸の方向に流した際におけるインダクタンスと、負の電流をd軸の方向に流した際におけるインダクタンスとの比較を基に、磁極特性が判定される。 Patent Document 1 describes an example of a motor control device for determining the magnetic pole characteristics of a rotor constituting such a brushless motor. At this time, the magnetic pole characteristics are determined based on the comparison between the inductance when a positive current is passed in the d-axis direction and the inductance when a negative current is passed in the d-axis direction.

特開2014-11822号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-11822

特許文献1に記載されるような方法で磁極特性を判定する場合、ブラシレスモータの温度特性及びブラシレスモータの構成部材の形状のバラツキなどを考慮すると、磁極特性の判定を誤る可能性がある。例えば、上記のバラツキによっては、d軸の方向に正の電流を流したときにインダクタンスの極大点が存在しないことも考えられる。 When the magnetic pole characteristics are determined by the method described in Patent Document 1, the determination of the magnetic pole characteristics may be erroneous in consideration of the temperature characteristics of the brushless motor and the variation in the shape of the constituent members of the brushless motor. For example, depending on the above variation, it is possible that the maximum point of inductance does not exist when a positive current is passed in the direction of the d-axis.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するモータ制御装置は、ブラシレスモータの回転座標系のd軸の方向として推定される推定d軸の方向の電流成分と前記回転座標系のq軸の方向として推定される推定q軸の方向の電流成分とを制御することによって前記ブラシレスモータを駆動させるモータ制御装置であって、前記推定d軸の方向に対して傾いた方向である偏向方向に電圧規定値以上の正の第1電圧が印加されたときに、前記偏向方向の電流成分として第1電流を取得する第1電流取得部と、前記偏向方向に前記電圧規定値以上の負の第2電圧が印加されたときに、前記偏向方向の電流成分として第2電流を取得する第2電流取得部と、前記第1電流と前記第2電流とを基に、前記ブラシレスモータのロータの磁極の向きを判定する判定部と、を備える。
Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
The motor control device that solves the above problems is a current component in the direction of the estimated d-axis estimated as the direction of the d-axis of the rotational coordinate system of the brushless motor and the estimated q-axis as the direction of the q-axis of the rotational coordinate system. A motor control device that drives the brushless motor by controlling the current component in the direction of When a first current acquisition unit that acquires a first current as a current component in the deflection direction when a voltage is applied, and a second negative voltage equal to or higher than the specified voltage value is applied in the deflection direction. A second current acquisition unit that acquires a second current as a current component in the deflection direction, a determination unit that determines the direction of the magnetic pole of the rotor of the brushless motor based on the first current and the second current, and a determination unit. To prepare for.

磁気飽和する際のインダクタンスの低下によって電流が流れやすくなる特性を利用して磁極特性を判定する場合には、インダクタンス差が生じる程度にd軸の正方向及び負方向に電流を流す必要がある。この場合、ブラシレスモータのバラツキまで考慮すると、d軸の正方向及び負方向に流れる電流を大きく、つまりd軸の正方向及び負方向に印加する電圧を大きくする必要がある。 When determining the magnetic pole characteristics by utilizing the characteristic that the current easily flows due to the decrease in the inductance at the time of magnetic saturation, it is necessary to flow the current in the positive and negative directions of the d-axis to the extent that an inductance difference occurs. In this case, considering the variation of the brushless motor, it is necessary to increase the current flowing in the positive and negative directions of the d-axis, that is, to increase the voltage applied in the positive and negative directions of the d-axis.

この点、d軸の偏向方向に正の電圧を印加する場合にd軸の偏向方向に流れる電流と、d軸の方向に負の電圧を印加する場合にd軸の偏向方向に流れる電流と、を比較する場合には、比較的大きな電圧を印加しなくても、両者の電流に差が生じやすい。そこで、上記構成のモータ制御装置は、推定d軸の方向に対して傾いた偏向方向に正の第1電圧を印加したときの偏向方向の電流成分である第1電流と、偏向方向に負の第2電圧を印加したときの偏向方向の電流成分である第2電流とに基づいて、ロータの磁極の向きを判定する。したがって、上記構成によれば、バラツキを考慮してもロータの磁極の向きを誤らずに判定でき、ロータの磁極の向きの判定時に消費する電力の抑制が可能となる。 In this regard, the current flowing in the deflection direction of the d-axis when a positive voltage is applied in the deflection direction of the d-axis, and the current flowing in the deflection direction of the d-axis when a negative voltage is applied in the direction of the d-axis. When comparing the above, a difference is likely to occur in the currents of the two even if a relatively large voltage is not applied. Therefore, the motor control device having the above configuration has a first current, which is a current component in the deflection direction when a positive first voltage is applied in the deflection direction inclined with respect to the estimated d-axis direction, and a negative in the deflection direction. The direction of the magnetic poles of the rotor is determined based on the second current, which is a current component in the deflection direction when the second voltage is applied. Therefore, according to the above configuration, the orientation of the magnetic poles of the rotor can be determined without erroneous even if the variation is taken into consideration, and the power consumed when determining the orientation of the magnetic poles of the rotor can be suppressed.

上記モータ制御装置において、前記判定部は、前記第1電流の変化速度である第1変化速度と、前記第2電流の変化速度である第2変化速度と、を演算し、前記第1変化速度が前記第2変化速度よりも大きい場合には、前記推定d軸の向きが実際のd軸の向きと一致していると判定し、前記第1変化速度が前記第2変化速度よりも小さい場合には、前記推定d軸の向きが実際のd軸の向きの反対を向いていると判定することが好ましい。 In the motor control device, the determination unit calculates the first change speed, which is the change speed of the first current, and the second change speed, which is the change speed of the second current, and the first change speed. Is larger than the second change rate, it is determined that the direction of the estimated d-axis matches the actual direction of the d-axis, and the first change rate is smaller than the second change rate. It is preferable to determine that the direction of the estimated d-axis is opposite to the actual direction of the d-axis.

この構成によれば、第1変化速度及び第2変化速度は、複数の電流の値から得られる情報であるため、1点の電流の値に基づいてロータの磁極の向きを判定する場合に比較して、磁極の向きを精度よく判定できる。 According to this configuration, since the first change rate and the second change rate are information obtained from the values of a plurality of currents, the comparison is made when the direction of the magnetic poles of the rotor is determined based on the values of the currents at one point. Therefore, the direction of the magnetic poles can be accurately determined.

上記モータ制御装置において、前記第1電圧及び前記第2電圧を印加する時間は、前記偏向方向への電圧の印加に伴う前記ロータの変動量に基づいて設定されることが好ましい。 In the motor control device, the time for applying the first voltage and the second voltage is preferably set based on the amount of fluctuation of the rotor accompanying the application of the voltage in the deflection direction.

偏向方向に電圧を印加すると、回転座標の実際のq軸の方向に電流が流れるため、ロータが回転し得る。そこで、モータ制御装置は、第1電圧及び第2電圧の印加時間を、当該電圧の印加に伴うロータの変動量に基づいて設定することで、ロータの回転を管理できる。 When a voltage is applied in the deflection direction, the rotor can rotate because the current flows in the direction of the actual q-axis of the rotating coordinates. Therefore, the motor control device can manage the rotation of the rotor by setting the application time of the first voltage and the second voltage based on the fluctuation amount of the rotor accompanying the application of the voltage.

上記モータ制御装置が制御対象とする前記ブラシレスモータは、例えば、d軸の方向に正の電流が流れるときにはインダクタンスの極大点を持つとともに、前記極大点に応じた電流よりも大きい電流がd軸の方向に流れると、インダクタンスが減少する特性を有することが好ましい。 The brushless motor controlled by the motor control device has, for example, a maximum inductance point when a positive current flows in the direction of the d-axis, and a current larger than the current corresponding to the maximum point is the d-axis. It is preferable to have a characteristic that the inductance decreases when the current flows in the direction.

上記モータ制御装置において、前記ブラシレスモータの温度を取得する温度取得部と、前記ブラシレスモータの温度に基づいて前記偏向方向を設定する方向設定部と、を備えることが好ましい。 It is preferable that the motor control device includes a temperature acquisition unit that acquires the temperature of the brushless motor and a direction setting unit that sets the deflection direction based on the temperature of the brushless motor.

ブラシレスモータの特性は、ブラシレスモータの温度に応じて変化する場合がある。つまり、ブラシレスモータの温度によっては、電圧の印加方向をd軸の方向からあまり偏角させなくても、正の電圧を印加した場合に偏向方向に流れる電流と、負の電圧を印加した場合に偏向方向に流れる電流とに違いが出ることがある。そこで、モータ制御装置は、ブラシレスモータの温度に基づいて、偏向方向を設定する。例えば、モータ制御装置は、d軸の偏向方向に正の電圧及び負の電圧を印加する場合にd軸の偏向方向に流れる電流の差と、ブラシレスモータの温度と、の関係を示す情報を、実験やシミュレーションなどで得ておき、その情報に基づいて偏向方向を設定する。その結果、モータ制御装置は、ブラシレスモータの温度に応じて、ロータの磁極の向きの判定時に実際のq軸の方向に流れる電流を小さくし、ロータの磁極の向きを判定する際にロータが回転することを抑制しやすくなる。 The characteristics of the brushless motor may change depending on the temperature of the brushless motor. That is, depending on the temperature of the brushless motor, even if the voltage application direction is not declined too much from the d-axis direction, the current flowing in the deflection direction when a positive voltage is applied and the negative voltage are applied. There may be a difference from the current flowing in the deflection direction. Therefore, the motor control device sets the deflection direction based on the temperature of the brushless motor. For example, the motor control device provides information indicating the relationship between the difference in current flowing in the d-axis deflection direction when a positive voltage and a negative voltage are applied in the d-axis deflection direction and the temperature of the brushless motor. Obtain it through experiments or simulations, and set the deflection direction based on that information. As a result, the motor control device reduces the current flowing in the actual q-axis direction when determining the orientation of the magnetic poles of the rotor according to the temperature of the brushless motor, and the rotor rotates when determining the orientation of the magnetic poles of the rotor. It becomes easier to suppress doing.

上記モータ制御装置において、前記ブラシレスモータの温度を取得する温度取得部と、前記ブラシレスモータの温度に基づいて前記電圧規定値を設定する規定値設定部と、を備えることが好ましい。 It is preferable that the motor control device includes a temperature acquisition unit that acquires the temperature of the brushless motor and a specified value setting unit that sets the voltage specified value based on the temperature of the brushless motor.

ブラシレスモータの特性は、ブラシレスモータの温度に応じて変化する場合がある。つまり、ブラシレスモータの温度によっては、偏向方向に印加する電圧が小さくても、正の電圧を印加した場合に偏向方向に流れる電流と、負の電圧を印加した場合に偏向方向に流れる電流とに違いが出ることがある。そこで、モータ制御装置は、ブラシレスモータの温度に基づいて電圧規定値を設定する。例えば、モータ制御装置は、d軸の偏向方向に正の電圧及び負の電圧を印加する場合にd軸の偏向方向に流れる電流の差と、ブラシレスモータの温度と、の関係を示す情報を、実験やシミュレーションなどで得ておき、その情報に基づいて偏向方向を設定する。これにより、モータ制御装置は、ブラシレスモータの温度に応じて、ロータの磁極の判定時に偏向方向に印加される電圧を小さくし、ロータの磁極の判定時に消費する電力を低減することが可能となる。 The characteristics of the brushless motor may change depending on the temperature of the brushless motor. That is, depending on the temperature of the brushless motor, even if the voltage applied in the deflection direction is small, the current that flows in the deflection direction when a positive voltage is applied and the current that flows in the deflection direction when a negative voltage is applied. It can make a difference. Therefore, the motor control device sets a voltage specified value based on the temperature of the brushless motor. For example, the motor control device provides information indicating the relationship between the difference in current flowing in the d-axis deflection direction when a positive voltage and a negative voltage are applied in the d-axis deflection direction and the temperature of the brushless motor. Obtain it through experiments or simulations, and set the deflection direction based on that information. As a result, the motor control device can reduce the voltage applied in the deflection direction when determining the magnetic pole of the rotor according to the temperature of the brushless motor, and reduce the power consumed when determining the magnetic pole of the rotor. ..

上記モータ制御装置は、前記第1電圧が印加された後であって且つ前記第2電圧が印加される前に、前記推定d軸の方向を実際のd軸の方向に近づける更新処理を実行する更新部を備えることが好ましい。 The motor control device executes an update process for bringing the estimated d-axis direction closer to the actual d-axis direction after the first voltage is applied and before the second voltage is applied. It is preferable to provide an update unit.

推定d軸の方向の偏向方向に正の第1電圧が印加される場合には、実q軸の方向に電流が流れ得る点で、ブラシレスモータのロータが回転し得る。このため、推定d軸の方向と実d軸の方向とに差が生じることがある。上記構成によれば、モータ制御装置は、第1電圧が印加された後であって第2電圧が印加される前に更新処理を実行するため、推定d軸の方向と実d軸の方向とに差が生じることで、第2電圧の印加方向が偏向方向からずれることを抑制できる。 When a positive first voltage is applied in the deflection direction in the direction of the estimated d-axis, the rotor of the brushless motor can rotate at a point where a current can flow in the direction of the actual q-axis. Therefore, there may be a difference between the direction of the estimated d-axis and the direction of the actual d-axis. According to the above configuration, since the motor control device executes the update process after the first voltage is applied and before the second voltage is applied, the direction of the estimated d-axis and the direction of the actual d-axis It is possible to prevent the application direction of the second voltage from deviating from the deflection direction due to the difference in voltage.

実施形態のモータ制御装置と、同モータ制御装置によって制御されるブラシレスモータの概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure of the motor control device of an embodiment, and the brushless motor controlled by the motor control device. (a),(b)は、種類の異なるブラシレスモータのd軸の方向のインダクタンス特性を示すグラフ。(A) and (b) are graphs showing the inductance characteristics in the d-axis direction of different types of brushless motors. 第2のブラシレスモータにおけるd軸及びq軸と、その間のインダクタンス特性を示す等値線図。The contour figure which shows the d-axis and q-axis in the 2nd brushless motor, and the inductance characteristic between them. 第2のブラシレスモータにおいて、(a)はd軸の方向のインダクタンス特性を示すグラフ、(b)はd軸の方向から偏向した第1偏向方向におけるインダクタンス特性を示すグラフ、(c)はd軸の方向から偏向した第2偏向方向におけるインダクタンス特性を示すグラフ。In the second brushless motor, (a) is a graph showing the inductance characteristic in the d-axis direction, (b) is a graph showing the inductance characteristic in the first deflection direction deflected from the d-axis direction, and (c) is the d-axis. The graph which shows the inductance characteristic in the 2nd deflection direction deflected from the direction of. (a),(b)は偏向方向に第1パルス信号を印加するときのタイミングチャート。(A) and (b) are timing charts when the first pulse signal is applied in the deflection direction. (a),(b)は偏向方向に第2パルス信号を印加するときのタイミングチャート。(A) and (b) are timing charts when the second pulse signal is applied in the deflection direction. 変更例に係るモータ制御装置の磁極判定部の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows the schematic structure of the magnetic pole determination part of the motor control device which concerns on the modification. ブラシレスモータの温度とd軸の方向からの偏向量との関係を示すマップ。A map showing the relationship between the temperature of the brushless motor and the amount of deflection from the d-axis direction. ブラシレスモータの温度と電圧規定値との関係を示すマップ。A map showing the relationship between the temperature of a brushless motor and the specified voltage value.

以下、モータ制御装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1には、本実施形態のモータ制御装置10と、モータ制御装置10によって制御されるブラシレスモータ100とが図示されている。ブラシレスモータ100は、車載のブレーキ装置におけるブレーキ液の吐出用の動力源として用いられる。ブラシレスモータ100は、永久磁石埋込型同期モータである。ブラシレスモータ100は、複数の相(U相、V相及びW相)のコイル101,102,103と、突極性を有するロータ105とを備えている。ロータ105としては、例えば、N極とS極とが一極ずつ着磁されている2極ロータを挙げることができる。
Hereinafter, an embodiment of the motor control device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates the motor control device 10 of the present embodiment and the brushless motor 100 controlled by the motor control device 10. The brushless motor 100 is used as a power source for discharging brake fluid in an in-vehicle brake device. The brushless motor 100 is a permanent magnet embedded synchronous motor. The brushless motor 100 includes coils 101, 102, 103 of a plurality of phases (U phase, V phase, and W phase) and a rotor 105 having a salient polarity. As the rotor 105, for example, a two-pole rotor in which the north pole and the south pole are magnetized one pole at a time can be mentioned.

モータ制御装置10は、ベクトル制御によってブラシレスモータ100を駆動させる。このようなモータ制御装置10は、指令電流算出部11、指令電圧算出部12、2相/3相変換部13、インバータ14、3相/2相変換部15、ロータ位置推定部16及び磁極判定部17を有している。 The motor control device 10 drives the brushless motor 100 by vector control. Such a motor control device 10 includes a command current calculation unit 11, a command voltage calculation unit 12, a 2-phase / 3-phase conversion unit 13, an inverter 14, a 3-phase / 2-phase conversion unit 15, a rotor position estimation unit 16, and a magnetic pole determination. It has a unit 17.

指令電流算出部11は、ブラシレスモータ100に対する要求トルクTR*に基づき、d軸指令電流Id*及びq軸指令電流Iq*を算出する。d軸指令電流Id*は、ベクトル制御の回転座標におけるd軸方向の電流成分の指令値である。q軸指令電流Iq*は、回転座標におけるq軸方向の電流成分の指令値である。d軸及びq軸は、回転座標上で互いに直交している。 The command current calculation unit 11 calculates the d-axis command current Id * and the q-axis command current Iq * based on the required torque TR * for the brushless motor 100. The d-axis command current Id * is a command value of the current component in the d-axis direction in the rotating coordinates of vector control. The q-axis command current Iq * is a command value of the current component in the q-axis direction in the rotating coordinates. The d-axis and the q-axis are orthogonal to each other on the rotating coordinates.

指令電圧算出部12は、d軸指令電流Id*と、d軸電流Idとに基づいたフィードバック制御によって、d軸指令電圧Vd*を算出する。d軸電流Idとは、ブラシレスモータ100の各コイル101,102,103への給電によって回転座標上で発生した電流ベクトルのうちのd軸方向の電流成分を示す値である。また、指令電圧算出部12は、q軸指令電流Iq*と、q軸電流Iqとに基づいたフィードバック制御によって、q軸指令電圧Vq*を算出する。q軸電流Iqとは、各コイル101,102,103への給電によって回転座標上で発生した電流ベクトルのうちのq軸方向の電流成分を示す値である。 The command voltage calculation unit 12 calculates the d-axis command voltage Vd * by feedback control based on the d-axis command current Id * and the d-axis current Id. The d-axis current Id is a value indicating a current component in the d-axis direction of the current vector generated on the rotational coordinates by supplying power to the coils 101, 102, 103 of the brushless motor 100. Further, the command voltage calculation unit 12 calculates the q-axis command voltage Vq * by feedback control based on the q-axis command current Iq * and the q-axis current Iq. The q-axis current Iq is a value indicating the current component in the q-axis direction of the current vector generated on the rotating coordinates by feeding the coils 101, 102, 103.

2相/3相変換部13は、ロータ105の位置(すなわち、回転角)であるロータ回転角θを基に、指令電圧算出部12によって算出されたd軸指令電圧Vd*及びq軸指令電圧Vq*を、U相指令電圧VU*と、V相指令電圧VV*と、W相指令電圧VW*とに変換する。U相指令電圧VU*は、U相のコイル101に印加する電圧の指令値である。V相指令電圧VV*は、V相のコイル102に印加する電圧の指令値である。W相指令電圧VW*は、W相のコイル103に印加する電圧の指令値である。 The two-phase / three-phase conversion unit 13 has a d-axis command voltage Vd * and a q-axis command voltage calculated by the command voltage calculation unit 12 based on the rotor rotation angle θ which is the position (that is, the rotation angle) of the rotor 105. Vq * is converted into a U-phase command voltage VU *, a V-phase command voltage VV *, and a W-phase command voltage VW *. The U-phase command voltage VU * is a command value of the voltage applied to the U-phase coil 101. The V-phase command voltage VV * is a command value of the voltage applied to the V-phase coil 102. The W-phase command voltage VW * is a command value of the voltage applied to the W-phase coil 103.

インバータ14は、複数のスイッチング素子を有している。そして、インバータ14は、2相/3相変換部13から入力されたU相指令電圧VU*と、スイッチング素子のオン/オフ動作によってU相信号を生成する。また、インバータ14は、入力されたV相指令電圧VV*と、スイッチング素子のオン/オフ動作によってV相信号を生成する。また、インバータ14は、入力されたW相指令電圧VW*と、スイッチング素子のオン/オフ動作によってW相信号を生成する。すると、U相信号がブラシレスモータ100のU相のコイル101に入力され、V相信号がV相のコイル102に入力され、W相信号がW相のコイル103に入力される。 The inverter 14 has a plurality of switching elements. Then, the inverter 14 generates a U-phase signal by the U-phase command voltage VU * input from the 2-phase / 3-phase conversion unit 13 and the on / off operation of the switching element. Further, the inverter 14 generates a V-phase signal by the input V-phase command voltage VV * and the on / off operation of the switching element. Further, the inverter 14 generates a W phase signal by the input W phase command voltage VW * and the on / off operation of the switching element. Then, the U-phase signal is input to the U-phase coil 101 of the brushless motor 100, the V-phase signal is input to the V-phase coil 102, and the W-phase signal is input to the W-phase coil 103.

3相/2相変換部15には、ブラシレスモータ100のU相のコイル101に流れた電流としてU相電流IUが入力され、V相のコイル102に流れた電流としてV相電流IVが入力され、W相のコイル103に流れた電流としてW相電流IWが入力される。そして、3相/2相変換部15は、ロータ回転角θを基に、U相電流IU、V相電流IV及びW相電流IWを、d軸の方向の電流成分であるd軸電流Id、及び、q軸の方向の電流成分であるd軸電流Idに変換する。 The U-phase current IU is input to the 3-phase / 2-phase converter 15 as the current flowing through the U-phase coil 101 of the brushless motor 100, and the V-phase current IV is input as the current flowing through the V-phase coil 102. , The W phase current IW is input as the current flowing through the W phase coil 103. Then, the three-phase / two-phase conversion unit 15 sets the U-phase current IU, the V-phase current IV, and the W-phase current IW to the d-axis current Id, which is a current component in the d-axis direction, based on the rotor rotation angle θ. And, it is converted into the d-axis current Id which is a current component in the direction of the q-axis.

ロータ位置推定部16は、ブラシレスモータ100の回転制御を開始する際に、回転座標系のd軸として推定される推定d軸を実際のd軸に近付けるような磁極位置推定処理を行う。ロータ位置推定部16は、交流電圧発生部161と、更新部162と、を有する。 When the rotation control of the brushless motor 100 is started, the rotor position estimation unit 16 performs a magnetic pole position estimation process so as to bring the estimated d-axis estimated as the d-axis of the rotating coordinate system closer to the actual d-axis. The rotor position estimation unit 16 includes an AC voltage generation unit 161 and an update unit 162.

交流電圧発生部161は、高周波で電圧を振動させる外乱電圧信号Vdh*を生成して第1の加算器181に出力する外乱出力処理を実行する。外乱出力処理が交流電圧発生部161によって実行されている場合、指令電圧算出部12によって算出されたd軸指令電圧Vd*に外乱電圧信号Vdh*が加算され、加算後のd軸指令電圧Vd*が2相/3相変換部13に入力される。 The AC voltage generation unit 161 executes a disturbance output process that generates a disturbance voltage signal Vdh * that vibrates the voltage at a high frequency and outputs the disturbance voltage signal Vdh * to the first adder 181. When the disturbance output processing is executed by the AC voltage generation unit 161, the disturbance voltage signal Vdh * is added to the d-axis command voltage Vd * calculated by the command voltage calculation unit 12, and the d-axis command voltage Vd * after the addition is added. Is input to the 2-phase / 3-phase conversion unit 13.

更新部162は、交流電圧発生部161によって外乱出力処理が実行されているときに、推定d軸の方向を更新し、推定d軸を実d軸にほぼ一致させるための更新処理を実行する。詳しくは、推定d軸の方向が実d軸の方向に対して傾く場合、推定d軸の方向に電圧ベクトルが発生するようにブラシレスモータ100に給電が行われると、推定d軸の方向に対して電流ベクトルが偏角した状態で発生する。その結果、回転座標において推定d軸と直交する制御軸である推定q軸の方向に電流成分が発生する。そこで、更新部162は、このような推定q軸の方向の電流成分の大きさが「0」となるように、推定d軸を更新する更新処理を実行する。なお、更新処理は、ロータ105の突極性を利用したものであり、ロータ105の磁極の向きまでは判別できない。すなわち、更新処理の終了時には、推定d軸の正負の向きが実d軸の正負の向きと一致している場合もあれば、推定d軸の正負の向きが実d軸の正負の向きとは逆になっている場合もある。 The update unit 162 updates the direction of the estimated d-axis while the disturbance output process is being executed by the AC voltage generation unit 161 and executes the update process for making the estimated d-axis substantially match the actual d-axis. Specifically, when the direction of the estimated d-axis is tilted with respect to the direction of the actual d-axis, when power is supplied to the brushless motor 100 so that a voltage vector is generated in the direction of the estimated d-axis, the direction of the estimated d-axis is measured. It occurs when the current vector is deviated. As a result, a current component is generated in the direction of the estimated q-axis, which is the control axis orthogonal to the estimated d-axis in the rotating coordinates. Therefore, the update unit 162 executes an update process for updating the estimated d-axis so that the magnitude of the current component in the direction of the estimated q-axis becomes “0”. The renewal process utilizes the polarity of the rotor 105, and the direction of the magnetic poles of the rotor 105 cannot be determined. That is, at the end of the update process, the positive / negative direction of the estimated d-axis may match the positive / negative direction of the actual d-axis, and the positive / negative direction of the estimated d-axis is the positive / negative direction of the actual d-axis. It may be the other way around.

磁極判定部17は、ロータ位置推定部16が磁極位置推定処理を実行した後に、ロータ105の磁極の向きを特定する。磁極判定部17は、判定電圧発生部171と、第1電流取得部172と、第2電流取得部173と、判定部174と、を有する。 The magnetic pole determination unit 17 specifies the direction of the magnetic poles of the rotor 105 after the rotor position estimation unit 16 executes the magnetic pole position estimation process. The magnetic pole determination unit 17 includes a determination voltage generation unit 171, a first current acquisition unit 172, a second current acquisition unit 173, and a determination unit 174.

ここで、本実施形態のモータ制御装置10が制御対象とするブラシレスモータ100としては、インダクタンス特性の異なる2種類のモータがある。
図2(a)は、第1のブラシレスモータのインダクタンス特性を示す図である。また、図2(b)は、第2のブラシレスモータのインダクタンス特性を示す図である。ここでは、実d軸の方向の電流成分、すなわち、ロータ105による磁界成分と並行な磁界成分を生成する電流成分のことを「実d軸電流」という。実d軸電流が正の値である場合とは、実d軸の方向の電流成分が正向きであることを表し、実d軸電流が負の値である場合とは、実d軸の方向の電流成分が負向きであることを表している。また、実d軸電流の絶対値とは、実d軸の方向の電流成分の大きさのことである。
Here, as the brushless motor 100 to be controlled by the motor control device 10 of the present embodiment, there are two types of motors having different inductance characteristics.
FIG. 2A is a diagram showing the inductance characteristics of the first brushless motor. Further, FIG. 2B is a diagram showing the inductance characteristics of the second brushless motor. Here, the current component in the direction of the actual d-axis, that is, the current component that generates the magnetic field component parallel to the magnetic field component by the rotor 105 is referred to as "actual d-axis current". When the actual d-axis current is a positive value, it means that the current component in the direction of the actual d-axis is positive, and when the actual d-axis current is a negative value, it means the direction of the actual d-axis. It shows that the current component of is negative. The absolute value of the actual d-axis current is the magnitude of the current component in the direction of the actual d-axis.

第1のブラシレスモータにおいて、実d軸電流が正の値である場合、磁気飽和が起きやすい。そのため、実d軸電流が大きくなると、図2(a)に実線で示すように実d軸のインダクタンスLPが低下する。一方、実d軸電流が負の値である場合、磁気飽和が起きにくい。そのため、実d軸電流を大きくしても、図2(a)に破線で示すように実d軸のインダクタンスLNが変化しにくい。 In the first brushless motor, when the actual d-axis current is a positive value, magnetic saturation is likely to occur. Therefore, when the actual d-axis current increases, the inductance LP of the actual d-axis decreases as shown by the solid line in FIG. 2 (a). On the other hand, when the actual d-axis current is a negative value, magnetic saturation is unlikely to occur. Therefore, even if the actual d-axis current is increased, the inductance LN of the actual d-axis is unlikely to change as shown by the broken line in FIG. 2 (a).

このため、第1のブラシレスモータでは、図2(a)に示すように、実d軸電流の絶対値が比較的小さい段階から、実d軸のインダクタンスLPが実d軸のインダクタンスLNよりも小さくなる。したがって、モータ制御装置10の制御対象となるブラシレスモータ100が第1のブラシレスモータである場合では、ブラシレスモータ100に大きな電圧を印加しなくても、実d軸のインダクタンスLP,LNを比較することで、ロータ105の磁極の向きを判定できる。 Therefore, in the first brushless motor, as shown in FIG. 2A, the inductance LP of the actual d-axis is smaller than the inductance LN of the actual d-axis from the stage where the absolute value of the actual d-axis current is relatively small. Become. Therefore, when the brushless motor 100 to be controlled by the motor control device 10 is the first brushless motor, the inductance LPs and LNs of the actual d-axis should be compared without applying a large voltage to the brushless motor 100. Therefore, the direction of the magnetic poles of the rotor 105 can be determined.

図2(b)に示すように、第2のブラシレスモータにおいて、実d軸電流が正の値である場合、実d軸電流を大きくすると、実d軸のインダクタンスLPが増大した後に減少する。つまり、実d軸電流を大きくすると、図2(b)に実線で示すように、実d軸のインダクタンスLPが極大点LPPを持つとともに、極大点LPPに応じた電流よりも大きい電流が流れるとインダクタンスLPが減少する。一方、実d軸電流が負の値である場合、図2(b)に破線で示すように、実d軸電流が大きくなっても実d軸のインダクタンスLNがあまり変化しない。このため、インダクタンスLP,LNが同じ値となるときの実d軸電流の絶対値を電流基準値ITHとした場合、実d軸電流の絶対値が電流基準値ITHよりも大きいときに限れば、実d軸の方向に正の電圧を印加した場合のインダクタンスLPが、実d軸の方向に負の電圧を印加した場合のインダクタンスLNよりも小さくなる。 As shown in FIG. 2B, in the second brushless motor, when the actual d-axis current is a positive value, when the actual d-axis current is increased, the inductance LP of the actual d-axis increases and then decreases. That is, when the actual d-axis current is increased, as shown by the solid line in FIG. 2B, the inductance LP of the actual d-axis has a maximum point LPP, and a current larger than the current corresponding to the maximum point LPP flows. Inductance LP decreases. On the other hand, when the actual d-axis current is a negative value, as shown by the broken line in FIG. 2B, the inductance LN of the actual d-axis does not change much even if the actual d-axis current increases. Therefore, when the absolute value of the actual d-axis current when the inductances LP and LN are the same is set as the current reference value ITH, only when the absolute value of the actual d-axis current is larger than the current reference value ITH, The inductance LP when a positive voltage is applied in the direction of the actual d-axis is smaller than the inductance LN when a negative voltage is applied in the direction of the actual d-axis.

したがって、上述した2種類のブラシレスモータのロータ105の磁極の向きは、実d軸の方向に正の電圧を印加した場合のインダクタンスLPが、実d軸の方向に負の電圧を印加した場合のインダクタンスLNよりも小さいか否かを判定することで判別できる。ただし、制御対象となるブラシレスモータ100が第2のブラシレスモータである可能性があるため、実d軸電流の絶対値が電流基準値ITH以上となるように、大きな電圧を印加する必要が生じる。つまり、ロータ105の磁極の向きの判定に用いる消費電力が大きくなる。そこで、モータ制御装置10は、次に説明する第2のブラシレスモータのインダクタンス特性も考慮し、ロータ105の磁極の向きの判定に用いる消費電力の抑制を図る。また、ブラシレスモータ100は、温度条件及びコイル101~103及びロータ105などの形状のバラツキから、図2(a),(b)に示すタイプのどちらにもなり得る。 Therefore, the orientation of the magnetic poles of the rotor 105 of the two types of brushless motors described above is the case where the inductance LP when a positive voltage is applied in the direction of the actual d-axis and the negative voltage when a negative voltage is applied in the direction of the actual d-axis. It can be determined by determining whether or not the inductance is smaller than the LN. However, since the brushless motor 100 to be controlled may be the second brushless motor, it is necessary to apply a large voltage so that the absolute value of the actual d-axis current is equal to or higher than the current reference value ITH. That is, the power consumption used for determining the direction of the magnetic poles of the rotor 105 increases. Therefore, the motor control device 10 also considers the inductance characteristic of the second brushless motor described below, and tries to suppress the power consumption used for determining the direction of the magnetic poles of the rotor 105. Further, the brushless motor 100 can be any of the types shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) due to the temperature conditions and the variation in the shapes of the coils 101 to 103 and the rotor 105.

図3及び図4(a)~(c)を参照して、第2のブラシレスモータにおいて、実d軸の方向から傾いた偏向方向に正の電圧及び負の電圧の双方を印加した場合のインダクタンス特性について説明する。図3は、実d軸電流及び実q軸電流とインダクタンスとの関係を示す等値線図であり、図4(a)~(c)は、任意の方向の電流成分とインダクタンスLP,LNとの関係を示すグラフである。 Inductance when both positive voltage and negative voltage are applied in the deflection direction inclined from the direction of the actual d-axis in the second brushless motor with reference to FIGS. 3 and 4 (a) to 4 (c). The characteristics will be described. FIG. 3 is a contour diagram showing the relationship between the actual d-axis current and the actual q-axis current and the inductance, and FIGS. 4A to 4C show the current components in any direction and the inductances LP and LN. It is a graph which shows the relationship of.

図3及び図4(a)に示すように、実d軸の方向に電圧を印加した場合のインダクタンス特性は、上述した通りである。実d軸の方向に正の電圧を印加した場合、実d軸の方向の電流成分である実d軸電流は正の値となる。この場合、図4(a)に実線で示すように、実d軸電流が大きくなると、インダクタンスLPが極大点LPPに達するまで増大した後に減少する。一方、実d軸の方向に正の電圧を印加した場合、実d軸電流は負の値となる。この場合、図4(a)に破線で示すように、実d軸電流の絶対値が大きくなってもインダクタンスLNがあまり変化しない。 As shown in FIGS. 3 and 4A, the inductance characteristics when a voltage is applied in the direction of the actual d-axis are as described above. When a positive voltage is applied in the direction of the actual d-axis, the actual d-axis current, which is a current component in the direction of the actual d-axis, becomes a positive value. In this case, as shown by the solid line in FIG. 4A, when the actual d-axis current increases, the inductance LP increases until it reaches the maximum point LPP and then decreases. On the other hand, when a positive voltage is applied in the direction of the actual d-axis, the actual d-axis current becomes a negative value. In this case, as shown by the broken line in FIG. 4A, the inductance LN does not change much even if the absolute value of the actual d-axis current increases.

図3及び図4(b)に示すように、実d軸の方向から「45°」だけ進角させた方向である第1偏向方向に正の電圧及び負の電圧の双方を印加した場合のインダクタンス特性は、次のようになる。ここでは、第1偏向方向の電流成分のことを「第1偏向方向の電流」という。第1偏向方向の電流が正の値である場合とは、第1偏向方向の電流成分が正向きであることを表し、第1偏向方向の電流が負の値である場合とは、第1偏向方向の電流成分が負向きであることを表している。また、第1偏向方向の電流の絶対値とは、第1偏向方向の電流成分の大きさのことである。 As shown in FIGS. 3 and 4 (b), when both a positive voltage and a negative voltage are applied in the first deflection direction, which is the direction advanced by "45 °" from the direction of the actual d-axis. The inductance characteristics are as follows. Here, the current component in the first deflection direction is referred to as "current in the first deflection direction". The case where the current in the first deflection direction has a positive value means that the current component in the first deflection direction is in the positive direction, and the case where the current in the first deflection direction has a negative value is the first. This indicates that the current component in the deflection direction is in the negative direction. The absolute value of the current in the first deflection direction is the magnitude of the current component in the first deflection direction.

第1偏向方向に正の電圧を印加した場合、第1偏向方向の電流は正の値となる。この場合、図4(b)に実線で示すように、第1偏向方向の電流が大きくなると、インダクタンスLPが略一定の値を維持した後に減少する。つまり、インダクタンスLPのピークの幅が広く、インダクタンスLPの明確な極大点が存在しない。一方、第1偏向方向に負の電圧を印加した場合、第1偏向方向の電流は負の値となる。この場合、図4(b)に破線で示すように、第1偏向方向の電流の絶対値が大きくなると、インダクタンスLNが略一定の値を維持した後に減少する。そして、第1偏向方向に正の電圧が印加されるときのインダクタンスLPが第1偏向方向に負の電圧が印加されるときのインダクタンスLNよりも小さくなるときの電流基準値ITHは、図4(a)に示す場合よりも小さくなる。 When a positive voltage is applied in the first deflection direction, the current in the first deflection direction becomes a positive value. In this case, as shown by the solid line in FIG. 4B, when the current in the first deflection direction increases, the inductance LP decreases after maintaining a substantially constant value. That is, the peak width of the inductance LP is wide, and there is no clear maximum point of the inductance LP. On the other hand, when a negative voltage is applied in the first deflection direction, the current in the first deflection direction becomes a negative value. In this case, as shown by the broken line in FIG. 4B, when the absolute value of the current in the first deflection direction becomes large, the inductance LN decreases after maintaining a substantially constant value. The current reference value ITH when the inductance LP when a positive voltage is applied in the first deflection direction is smaller than the inductance LN when a negative voltage is applied in the first deflection direction is shown in FIG. 4 (. It is smaller than the case shown in a).

図3及び図4(c)に示すように、実d軸の方向から「60°」だけ進角させた方向である第2偏角方向に正の電圧及び負の電圧の双方を印加した場合のインダクタンス特性は、次のようになる。ここでは、第2偏向方向の電流成分のことを「第2偏向方向の電流」という。第2偏向方向の電流が正の値である場合とは、第2偏向方向の電流成分が正向きであることを表し、第2偏向方向の電流が負の値である場合とは、第2偏向方向の電流成分が負向きであることを表している。また、第2偏向方向の電流の絶対値とは、第2偏向方向の電流成分の大きさのことである。 As shown in FIGS. 3 and 4 (c), when both a positive voltage and a negative voltage are applied in the second declination direction, which is the direction advanced by "60 °" from the direction of the actual d-axis. The inductance characteristics of are as follows. Here, the current component in the second deflection direction is referred to as "current in the second deflection direction". The case where the current in the second deflection direction has a positive value means that the current component in the second deflection direction is in the positive direction, and the case where the current in the second deflection direction has a negative value is the second. This indicates that the current component in the deflection direction is in the negative direction. The absolute value of the current in the second deflection direction is the magnitude of the current component in the second deflection direction.

第2偏向方向に正の電圧を印加した場合、第2偏向方向の電流は正の値となる。この場合、図4(c)に実線で示すように、第2偏向方向の電流が大きくなると、インダクタンスLPが略一定の値を維持した後に減少する。つまり、インダクタンスLPの明確な極大点が存在しない。また、第2偏向方向に正の電圧を印加し、第2偏向方向の電流を大きくする場合には、図4(b)に示したように第1偏向方向に正の電圧を印加する場合よりも、インダクタンスLPが減少し始めるときの電流の絶対値が小さくなる。しかし、インダクタンスLPが減少し始めた以降では、電流の増大量に対するインダクタンスLPの減少量であるインダクタンスLPの減少勾配はあまり変わらない。 When a positive voltage is applied in the second deflection direction, the current in the second deflection direction becomes a positive value. In this case, as shown by the solid line in FIG. 4C, when the current in the second deflection direction increases, the inductance LP decreases after maintaining a substantially constant value. That is, there is no clear maximum point of inductance LP. Further, when a positive voltage is applied in the second deflection direction and the current in the second deflection direction is increased, as shown in FIG. 4 (b), a positive voltage is applied in the first deflection direction. However, the absolute value of the current when the inductance LP starts to decrease becomes smaller. However, after the inductance LP begins to decrease, the decrease gradient of the inductance LP, which is the decrease amount of the inductance LP with respect to the increase amount of the current, does not change much.

一方、第2偏向方向に負の電圧を印加した場合、第2偏向方向の電流は負の値となる。この場合、図4(c)に破線で示すように、第2偏向方向の電流の絶対値が大きくなると、インダクタンスLNが略一定の値を維持した後に減少する。そして、第2偏向方向に正の電圧を印加したときのインダクタンスLPが第2偏向方向に負の電圧を印加したときのインダクタンスLNよりも小さくなるときの電流基準値ITHは、図4(b)に示す場合よりも小さくなる。 On the other hand, when a negative voltage is applied in the second deflection direction, the current in the second deflection direction becomes a negative value. In this case, as shown by the broken line in FIG. 4C, when the absolute value of the current in the second deflection direction becomes large, the inductance LN decreases after maintaining a substantially constant value. The current reference value ITH when the inductance LP when a positive voltage is applied in the second deflection direction becomes smaller than the inductance LN when a negative voltage is applied in the second deflection direction is shown in FIG. 4 (b). It is smaller than the case shown in.

以上より、第2のブラシレスモータでは、電圧を印加する方向である印加方向の実d軸の方向からの偏向量が多いほど、電流基準値ITHが小さくなる。つまり、制御対象となるブラシレスモータ100が第1のブラシレスモータであっても第2のブラシレスモータであっても、実d軸の方向に対して偏角した方向に正の電圧を印加した場合のインダクタンスLPと、当該方向に負の電圧を印加した場合のインダクタンスLNとを比較することで磁極判定を行えば、実d軸の方向に電圧を印加することによって得られる情報を基に磁極判定を行うよりも、消費電力を少なくすることができる。 From the above, in the second brushless motor, the larger the amount of deflection from the actual d-axis direction in the application direction, which is the direction in which the voltage is applied, the smaller the current reference value ITH. That is, regardless of whether the brushless motor 100 to be controlled is the first brushless motor or the second brushless motor, when a positive voltage is applied in a direction deviated from the direction of the actual d-axis. If the magnetic pole is determined by comparing the inductance LP with the inductance LN when a negative voltage is applied in that direction, the magnetic pole is determined based on the information obtained by applying the voltage in the direction of the actual d-axis. It can consume less power than it does.

以下、モータ制御装置10(磁極判定部17)の磁極判定処理について詳しく説明する。
図1に示すように、磁極判定部17の判定電圧発生部171は、予め定められた規定の偏角方向に磁極判定用の判定電圧信号を流す判定出力処理を実行する。規定の偏角方向とは、推定d軸の方向に対して規定量だけ偏角した方向のことである。規定の偏角方向は、推定d軸の方向に対して偏角した方向であれば、上記の第1偏角方向であってもよいし、第2の偏角方向であってもよいし、第1偏角方向及び第2偏角方向とは異なる方向であってもよい。
Hereinafter, the magnetic pole determination process of the motor control device 10 (magnetic pole determination unit 17) will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the determination voltage generation unit 171 of the magnetic pole determination unit 17 executes a determination output process for flowing a determination voltage signal for magnetic pole determination in a predetermined declination direction. The specified declination direction is a direction declinated by a specified amount with respect to the direction of the estimated d-axis. The specified declination direction may be the above-mentioned first declination direction or the second declination direction as long as it is declined with respect to the estimated d-axis direction. The direction may be different from the first declination direction and the second declination direction.

判定電圧信号は、図5(a)に示す第1パルス信号S1と、図6(a)に示す第2パルス信号S2とを含んでいる。図5(a)に示すように、第1パルス信号S1は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の正の第1電圧V1を印加した後に、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の負の第1電圧V1を印加するための1周期分の矩形波の信号である。一方、図6(a)に示すように、第2パルス信号S2は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の負の第2電圧V2を印加した後に、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の正の第2電圧V2を印加するための1周期分の矩形波の信号である。第1電圧V1は、第2電圧V2と同じである。また、第1パルス信号S1の信号レベルが正の第1電圧V1である期間の長さは、第2パルス信号S2の信号レベルが負の第2電圧V2である期間の長さと同じである。 The determination voltage signal includes the first pulse signal S1 shown in FIG. 5A and the second pulse signal S2 shown in FIG. 6A. As shown in FIG. 5A, the first pulse signal S1 has a voltage specified value VTH or more in the specified deflection direction after applying a positive first voltage V1 having a voltage specified value VTH or more in the specified deflection direction. It is a rectangular wave signal for one cycle for applying a negative first voltage V1. On the other hand, as shown in FIG. 6A, in the second pulse signal S2, after applying a negative second voltage V2 having a voltage specified value VTH or more in the specified deflection direction, the voltage specified value VTH is applied in the specified deflection direction. It is a rectangular wave signal for one cycle for applying the above positive second voltage V2. The first voltage V1 is the same as the second voltage V2. Further, the length of the period during which the signal level of the first pulse signal S1 is the positive first voltage V1 is the same as the length of the period during which the signal level of the second pulse signal S2 is the negative second voltage V2.

電圧規定値VTHは、推定d軸の方向に対する規定の偏向方向の偏向量に応じた値である。例えば、規定の偏向方向が上記の第1偏向方向である場合、電圧規定値VTHは、図4(b)に示した電流基準値ITHに応じた値となる。また、規定の偏向方向が上記の第2偏向方向である場合、電圧規定値VTHは、図4(c)に示した電流基準値ITHに応じた値となる。すなわち、推定d軸の方向に対する規定の偏向方向の偏向量が多いほど、電圧規定値VTHは小さい値に設定される。 The voltage specified value VTH is a value corresponding to the amount of deflection in the specified deflection direction with respect to the direction of the estimated d-axis. For example, when the specified deflection direction is the above-mentioned first deflection direction, the voltage specified value VTH becomes a value corresponding to the current reference value ITH shown in FIG. 4 (b). Further, when the specified deflection direction is the above-mentioned second deflection direction, the voltage specified value VTH becomes a value corresponding to the current reference value ITH shown in FIG. 4 (c). That is, the larger the amount of deflection in the specified deflection direction with respect to the estimated d-axis direction, the smaller the voltage specified value VTH is set.

図1に戻り、判定電圧発生部171は、判定出力処理では、判定電圧信号が規定の偏向方向に流れるような、d軸電圧信号Vdp*とq軸電圧信号Vqp*とを生成する。そして、判定電圧発生部171は、判定出力処理では、生成したd軸電圧信号Vdp*を第2の加算器182に出力し、生成したq軸電圧信号Vqp*を第3の加算器183に出力する。そのため、判定電圧発生部171が判定出力処理を実行している場合、d軸指令電圧Vd*にd軸電圧信号Vdp*が加算され、加算後のd軸指令電圧Vd*が2相/3相変換部13に入力される。また、q軸指令電圧Vq*にq軸電圧信号Vqp*が加算され、加算後のq軸指令電圧Vq*が2相/3相変換部13に入力される。 Returning to FIG. 1, the determination voltage generation unit 171 generates a d-axis voltage signal Vdp * and a q-axis voltage signal Vqp * so that the determination voltage signal flows in a predetermined deflection direction in the determination output process. Then, in the determination output process, the determination voltage generation unit 171 outputs the generated d-axis voltage signal Vdp * to the second adder 182, and outputs the generated q-axis voltage signal Vqp * to the third adder 183. do. Therefore, when the determination voltage generation unit 171 is executing the determination output process, the d-axis voltage signal Vdp * is added to the d-axis command voltage Vd *, and the added d-axis command voltage Vd * is 2 phase / 3 phase. It is input to the conversion unit 13. Further, the q-axis voltage signal Vqp * is added to the q-axis command voltage Vq *, and the added q-axis command voltage Vq * is input to the 2-phase / 3-phase conversion unit 13.

なお、規定の偏向方向に電圧が印加されると、実q軸の方向に電流が流れるため、ブラシレスモータ100のロータ105が回転し得る。このため、規定の偏向方向に第1パルス信号S1が入力されたことに起因するロータ105の回転量(変動量)、及び、規定の偏向方向に第2パルス信号S2が入力されたことに起因するロータ105の回転量(変動量)の双方が許容回転量に収まるように、第1パルス信号S1及び第2パルス信号S2が設定される。詳しくは、第1パルス信号S1の信号レベルが正の第1電圧V1である期間の長さ、及び、第2パルス信号S2の信号レベルが負の第2電圧V2である期間の長さが設定される。こうして、規定の偏向方向に第1電圧V1及び第2電圧V2を印加する時間は、規定の偏向方向への電圧の印加に伴うロータ105の変動量に基づいて設定される。 When a voltage is applied in the specified deflection direction, a current flows in the direction of the actual q-axis, so that the rotor 105 of the brushless motor 100 can rotate. Therefore, the rotation amount (variation amount) of the rotor 105 due to the input of the first pulse signal S1 in the specified deflection direction and the second pulse signal S2 input due to the input of the second pulse signal S2 in the specified deflection direction. The first pulse signal S1 and the second pulse signal S2 are set so that both the rotation amount (variation amount) of the rotor 105 is within the allowable rotation amount. Specifically, the length of the period in which the signal level of the first pulse signal S1 is the positive first voltage V1 and the length of the period in which the signal level of the second pulse signal S2 is the negative second voltage V2 are set. Will be done. In this way, the time for applying the first voltage V1 and the second voltage V2 in the specified deflection direction is set based on the amount of fluctuation of the rotor 105 accompanying the application of the voltage in the specified deflection direction.

また、判定電圧発生部171は、判定出力処理の実行中、詳しくは、第1パルス信号S1を出力してから第2パルス信号S2を出力する前に、更新部162に上述した更新処理を実行させてもよい。これによれば、規定の偏向方向に正の第1電圧V1が印加されることにより、実q軸の方向に電流が流れることで、ブラシレスモータ100のロータ105が回転したとしても、負の第2電圧V2の印加方向が規定の偏向方向からずれることが抑制される。 Further, the determination voltage generation unit 171 executes the above-mentioned update process in the update unit 162 during the execution of the determination output process, specifically, before outputting the second pulse signal S2 after outputting the first pulse signal S1. You may let me. According to this, even if the rotor 105 of the brushless motor 100 rotates due to the current flowing in the direction of the actual q-axis by applying the positive first voltage V1 in the specified deflection direction, the negative first voltage V1 is applied. It is suppressed that the application direction of the two voltage V2 deviates from the specified deflection direction.

磁極判定部17の第1電流取得部172は、判定電圧発生部171が判定出力処理を実行しているときに、規定の偏向方向の電流成分である第1電流I1を取得する。詳しくは、図5(a),(b)に示すように、第1電流取得部172は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の正の第1電圧V1が印加されているときにおける規定の偏向方向の電流成分である第1電流I1を取得する。規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の正の第1電圧V1が印加されている場合、規定の偏向方向の電流成分の向きは正向きである。そのため、第1電流取得部172によって取得される第1電流I1は正の値となる。そして、第1電流取得部172は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の正の第1電圧V1が印加されている場合、所定のサンプリング周期毎に第1電流I1を取得する。 The first current acquisition unit 172 of the magnetic pole determination unit 17 acquires the first current I1 which is a current component in the specified deflection direction when the determination voltage generation unit 171 is executing the determination output process. Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the first current acquisition unit 172 is defined when a positive first voltage V1 having a voltage regulation value VTH or more is applied in a predetermined deflection direction. The first current I1 which is the current component in the deflection direction of is acquired. When a positive first voltage V1 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction, the direction of the current component in the specified deflection direction is positive. Therefore, the first current I1 acquired by the first current acquisition unit 172 has a positive value. Then, when a positive first voltage V1 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction, the first current acquisition unit 172 acquires the first current I1 at a predetermined sampling cycle.

磁極判定部17の第2電流取得部173は、判定電圧発生部171が判定出力処理を実行しているときに、規定の偏向方向の電流成分である第2電流I2を取得する。詳しくは、図6(a),(b)に示すように、第2電流取得部173は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の負の第2電圧V2が印加されているときにおける規定の偏向方向の電流成分である第2電流I2を取得する。規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の負の第2電圧V2が印加されている場合、規定の偏向方向の電流成分の向きは負向きである。そのため、第2電流取得部173によって取得される第2電流I2は負の値となる。そして、第2電流取得部173は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の負の第2電圧V2が印加されている場合、所定のサンプリング周期毎に第2電流I2を取得する。 The second current acquisition unit 173 of the magnetic pole determination unit 17 acquires the second current I2, which is a current component in the specified deflection direction, when the determination voltage generation unit 171 is executing the determination output process. Specifically, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the second current acquisition unit 173 is specified when a negative second voltage V2 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction. The second current I2, which is the current component in the deflection direction of, is acquired. When a negative second voltage V2 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction, the direction of the current component in the specified deflection direction is negative. Therefore, the second current I2 acquired by the second current acquisition unit 173 has a negative value. Then, when a negative second voltage V2 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction, the second current acquisition unit 173 acquires the second current I2 at a predetermined sampling cycle.

なお、図5(b)及び図6(b)では、説明のために単純化した第1電流I1及び第2電流I2の変化を示している。実際には、図4(b),(c)に示すようなインダクタンスの変動に応じた態様で第1電流I1及び第2電流I2がそれぞれ変化する。 Note that FIGS. 5 (b) and 6 (b) show changes in the first current I1 and the second current I2 simplified for the sake of explanation. Actually, the first current I1 and the second current I2 change in an manner corresponding to the fluctuation of the inductance as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c).

図1に戻り、磁極判定部17の判定部174は、第1電流取得部172が取得した第1電流I1と、第2電流取得部173が取得した第2電流I2とを基に、磁極特性を判定する。なお、ブラシレスモータ100に電圧(V)を印加するときのインダクタンス(L)と電流変化速度(di/dt)には、V=L・(di/dt)の関係があるため、判定部174は、規定の偏向方向におけるインダクタンスLP,LNの代わりに規定の偏向方向の電流成分の大きさの変化速度を用いて、磁極特性を判定する。 Returning to FIG. 1, the determination unit 174 of the magnetic pole determination unit 17 has magnetic pole characteristics based on the first current I1 acquired by the first current acquisition unit 172 and the second current I2 acquired by the second current acquisition unit 173. Is determined. Since the inductance (L) when a voltage (V) is applied to the brushless motor 100 and the current change rate (di / dt) have a relationship of V = L · (di / dt), the determination unit 174 is used. , The magnetic pole characteristics are determined using the rate of change in the magnitude of the current component in the specified deflection direction instead of the inductances LP and LN in the specified deflection direction.

すなわち、判定部174は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の正の第1電圧V1が印加されている場合において、図5(b)に示す電流基準値ITHよりも第1電流I1が大きくなった以降での第1電流I1の変化速度である第1変化速度I1’を演算する。また、判定部174は、規定の偏向方向に電圧規定値VTH以上の負の第2電圧V2が印加されている場合において、図6(b)に示す電流基準値ITHよりも第2電流I2の絶対値が大きくなった以降での第2電流I2の変化速度である第2変化速度I2’を演算する。 That is, in the determination unit 174, when a positive first voltage V1 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction, the first current I1 is higher than the current reference value ITH shown in FIG. 5 (b). The first change speed I1', which is the change speed of the first current I1 after the increase, is calculated. Further, the determination unit 174 has a second current I2 rather than the current reference value ITH shown in FIG. 6B when a negative second voltage V2 having a voltage specified value VTH or more is applied in the specified deflection direction. The second change speed I2', which is the change speed of the second current I2 after the absolute value becomes large, is calculated.

そして、判定部174は、第1変化速度I1’と第2変化速度I2’とを基に、ロータ105の磁極判定を行う。すなわち、判定部174は、第1変化速度I1’が第2変化速度I2’よりも大きい場合には、推定しているロータ105のN極の位置が実際のN極の位置と同じであると判定する。つまり、判定部174は、推定d軸の向きが実d軸の向きと一致していると判定する。一方、判定部174は、第1変化速度I1’が第2変化速度I2’よりも小さい場合には、推定しているロータ105のN極の位置が実際のN極の位置の反対であると判定する。つまり、判定部174は、推定d軸の向きが実d軸の向きの反対を向いていると判定する。 Then, the determination unit 174 determines the magnetic pole of the rotor 105 based on the first change speed I1'and the second change speed I2'. That is, when the first change speed I1'is larger than the second change speed I2', the determination unit 174 determines that the position of the N pole of the estimated rotor 105 is the same as the actual position of the N pole. judge. That is, the determination unit 174 determines that the orientation of the estimated d-axis coincides with the orientation of the actual d-axis. On the other hand, the determination unit 174 determines that the position of the estimated N pole of the rotor 105 is opposite to the actual position of the N pole when the first change speed I1'is smaller than the second change speed I2'. judge. That is, the determination unit 174 determines that the direction of the estimated d-axis is opposite to the direction of the actual d-axis.

言い換えれば、判定部174は、第1変化速度I1’に応じたインダクタンスが、第2変化速度I2’に応じたインダクタンスよりも小さい場合には、推定しているロータ105のN極の位置が実際のN極の位置と同じであると判定する。一方、判定部174は、第1変化速度I1’に応じたインダクタンスが、第2変化速度I2’に応じたインダクタンスよりも大きい場合には、推定しているロータ105のN極の位置が実際のN極の位置の反対であると判定する。 In other words, when the inductance corresponding to the first changing speed I1'is smaller than the inductance corresponding to the second changing speed I2', the determination unit 174 actually estimates the position of the north pole of the rotor 105. It is determined that the position is the same as the position of the N pole of. On the other hand, when the inductance corresponding to the first change speed I1'is larger than the inductance corresponding to the second change speed I2', the determination unit 174 actually estimates the position of the north pole of the rotor 105. It is determined that the position of the N pole is opposite.

以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置10では、規定の偏向方向に正の第1電圧V1を印加したことによって演算された第1変化速度I1’と、規定の偏向方向に負の第2電圧V2を印加したことによって演算された第2変化速度I2’とを比較することで、ロータ105の磁極の向きが判定される。このため、推定d軸の方向に正の電圧及び負の電圧を印加して第1変化速度I1’及び第2変化速度I2’を導出する場合よりも、ブラシレスモータ100に印加する電圧を低くできる。したがって、ロータ105の磁極特性の判定時に消費する電力を抑制できる。 As described above, in the motor control device 10 of the present embodiment, the first change speed I1'calculated by applying the positive first voltage V1 in the specified deflection direction and the negative one in the specified deflection direction. By comparing with the second change speed I2'calculated by applying the second voltage V2, the direction of the magnetic pole of the rotor 105 is determined. Therefore, the voltage applied to the brushless motor 100 can be made lower than in the case where the first change rate I1'and the second change rate I2' are derived by applying a positive voltage and a negative voltage in the direction of the estimated d-axis. .. Therefore, it is possible to suppress the power consumed when determining the magnetic pole characteristics of the rotor 105.

また、本実施形態によれば、制御対象となるブラシレスモータ100が第2のブラシレスモータである場合だけではなく、制御対象となるブラシレスモータ100が第1のブラシレスモータである場合であっても、ロータ105の磁極の向きを判定することができる。 Further, according to the present embodiment, not only when the brushless motor 100 to be controlled is the second brushless motor, but also when the brushless motor 100 to be controlled is the first brushless motor. The orientation of the magnetic poles of the rotor 105 can be determined.

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図2(a)に示した第2のブラシレスモータのインダクタンス特性は、ブラシレスモータ100の温度に応じて変化することがある。一例として、第2のブラシレスモータのインダクタンス特性は、ブラシレスモータ100の温度が高いほど顕著に現れることがある。このとき、ブラシレスモータ100の温度が低い場合には、ブラシレスモータ100の温度が高い場合に比較して、規定の偏向方向の推定d軸の方向からの偏向量を少なくしても磁極特性の判定が可能となる。そこで、図7に示すように、モータ制御装置10は、ブラシレスモータ100の温度を取得する温度取得部19と、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、偏向方向を推定d軸の方向に近付くように設定する方向設定部175を備えてもよい。
The above embodiment can be modified and implemented as follows. The above embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The inductance characteristic of the second brushless motor shown in FIG. 2A may change depending on the temperature of the brushless motor 100. As an example, the inductance characteristic of the second brushless motor may appear more prominently as the temperature of the brushless motor 100 increases. At this time, when the temperature of the brushless motor 100 is low, the magnetic pole characteristics are determined even if the amount of deflection from the estimated d-axis direction of the specified deflection direction is reduced as compared with the case where the temperature of the brushless motor 100 is high. Is possible. Therefore, as shown in FIG. 7, the motor control device 10 has a temperature acquisition unit 19 that acquires the temperature of the brushless motor 100, and the lower the temperature of the brushless motor 100, the closer the deflection direction is to the estimated d-axis direction. The direction setting unit 175 to be set may be provided.

温度取得部19は、例えばブレーキ装置内を循環するブレーキ液の温度が高いほどブラシレスモータ100の温度が高くなるように、温度を推定演算する。もちろん、ブラシレスモータ100が温度センサを内蔵している場合では、温度センサの検出値をブラシレスモータ100の温度として取得するようにしてもよい。 The temperature acquisition unit 19 estimates and calculates the temperature so that, for example, the higher the temperature of the brake fluid circulating in the brake device, the higher the temperature of the brushless motor 100. Of course, when the brushless motor 100 has a built-in temperature sensor, the detected value of the temperature sensor may be acquired as the temperature of the brushless motor 100.

方向設定部175は、例えば図8に示すマップに基づいて、温度取得部19が取得したブラシレスモータ100の温度に応じた偏向量Δθを設定する。図8に示すマップは、予め、実験及びシミュレーションなどによって設定されるマップである。図8に示すマップを用いると、ブラシレスモータ100の温度が第1温度T1未満である場合、方向設定部175は、偏向量Δθを第1偏向量Δθ1とする。また、ブラシレスモータ100の温度が第1温度T1よりも大きな第2温度T2以上である場合、方向設定部175は、偏向量Δθを、第1偏向量Δθ1よりも大きい第2偏向量Δθ2とする。また、ブラシレスモータ100の温度が第1温度T1以上であって第2温度T2未満である場合、方向設定部175は、第1偏向量Δθ1以上第2偏向量Δθ2未満の範囲で、ブラシレスモータ100の温度が高いほど偏向量Δθを大きくする。そして、方向設定部175は、推定d軸の方向から偏向量Δθだけ偏向した方向を規定の偏向方向とする。これにより、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、規定の偏向方向を、推定d軸の方向に近づけることができる。 The direction setting unit 175 sets the deflection amount Δθ according to the temperature of the brushless motor 100 acquired by the temperature acquisition unit 19, for example, based on the map shown in FIG. The map shown in FIG. 8 is a map set in advance by experiments, simulations, and the like. Using the map shown in FIG. 8, when the temperature of the brushless motor 100 is lower than the first temperature T1, the direction setting unit 175 sets the deflection amount Δθ to the first deflection amount Δθ1. When the temperature of the brushless motor 100 is equal to or higher than the second temperature T2, which is larger than the first temperature T1, the direction setting unit 175 sets the deflection amount Δθ to the second deflection amount Δθ2 larger than the first deflection amount Δθ1. .. When the temperature of the brushless motor 100 is equal to or higher than the first temperature T1 and lower than the second temperature T2, the direction setting unit 175 sets the brushless motor 100 in the range of the first deflection amount Δθ1 or more and less than the second deflection amount Δθ2. The higher the temperature, the larger the deflection amount Δθ. Then, the direction setting unit 175 sets the direction deflected by the deflection amount Δθ from the direction of the estimated d-axis as the predetermined deflection direction. As a result, the lower the temperature of the brushless motor 100, the closer the specified deflection direction can be to the direction of the estimated d-axis.

この構成によれば、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、規定の偏向方向に電圧を印加した際における実q軸の電流成分の大きさ、すなわちq軸電流Iqを小さくできる。したがって、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、規定の偏向方向に電圧を印加した際にロータ105が回転しにくくなる。 According to this configuration, the lower the temperature of the brushless motor 100, the smaller the magnitude of the current component of the actual q-axis when a voltage is applied in the specified deflection direction, that is, the q-axis current Iq can be reduced. Therefore, the lower the temperature of the brushless motor 100, the more difficult it is for the rotor 105 to rotate when a voltage is applied in a predetermined deflection direction.

なお、図8に示すマップは、ブラシレスモータ100の温度が高くなるに連れて、偏向量Δθが段階的に大きくなるマップとしてもよい。また、図8に示すマップは、第2のブラシレスモータのインダクタンス特性が、ブラシレスモータ100の温度が高いほど顕著に現れることを前提としたマップであり、ブラシレスモータ100の温度特性が異なる場合には当該温度特定に応じて適宜に設定されることが好ましい。 The map shown in FIG. 8 may be a map in which the deflection amount Δθ gradually increases as the temperature of the brushless motor 100 increases. Further, the map shown in FIG. 8 is a map on the premise that the inductance characteristic of the second brushless motor appears more prominently as the temperature of the brushless motor 100 increases, and when the temperature characteristics of the brushless motor 100 are different, the map shows. It is preferable to set it appropriately according to the temperature specification.

・上述したように、第2のブラシレスモータのインダクタンス特性は、ブラシレスモータ100の温度が高いほど顕著に現れることがある。このとき、ブラシレスモータ100の温度が低い場合には、ブラシレスモータ100の温度が高い場合に比較して、規定の偏向方向に印加する電圧を大きくしなくても、インダクタンスLPがインダクタンスLNよりも小さくなるときの電流基準値ITHが小さくなる。そこで、図7に示すように、モータ制御装置10の磁極判定部17は、ブラシレスモータ100の温度が低いほど電圧規定値VTHが小さくなるように電圧規定値VTHを設定する規定値設定部176を備えてもよい。 -As described above, the inductance characteristic of the second brushless motor may appear more prominently as the temperature of the brushless motor 100 increases. At this time, when the temperature of the brushless motor 100 is low, the inductance LP is smaller than the inductance LN even if the voltage applied in the specified deflection direction is not increased as compared with the case where the temperature of the brushless motor 100 is high. When the current reference value ITH becomes smaller, the current reference value ITH becomes smaller. Therefore, as shown in FIG. 7, the magnetic pole determination unit 17 of the motor control device 10 includes a specified value setting unit 176 that sets the voltage specified value VTH so that the lower the temperature of the brushless motor 100, the smaller the voltage specified value VTH. You may prepare.

規定値設定部176は、例えば、図9に示すマップに基づいて、ブラシレスモータ100の温度に応じた電圧規定値VTHを設定する。図9に示すマップは、予め、実験及びシミュレーションなどによって設定されるマップである。図9に示すマップを用いると、ブラシレスモータ100の温度が第3温度T3未満である場合、規定値設定部176は、電圧規定値VTHを第1電圧規定値VTH1とする。一方、ブラシレスモータ100の温度が第3温度T3よりも高い第4温度T4以上である場合、規定値設定部176は、電圧規定値VTHを、第1電圧規定値VTH1よりも高い第2電圧規定値VTH2とする。さらに、ブラシレスモータ100の温度が第3温度T3以上であって第4温度T4未満である場合、規定値設定部176は、第1電圧規定値VTH1以上第2電圧規定値VTH2未満の範囲で、ブラシレスモータ100の温度が高いほど電圧規定値VTHを高くする。これにより、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、電圧規定値VTHを低くすることができる。 The default value setting unit 176 sets the voltage default value VTH according to the temperature of the brushless motor 100, for example, based on the map shown in FIG. The map shown in FIG. 9 is a map set in advance by experiments, simulations, and the like. Using the map shown in FIG. 9, when the temperature of the brushless motor 100 is less than the third temperature T3, the specified value setting unit 176 sets the voltage specified value VTH to the first voltage specified value VTH 1. On the other hand, when the temperature of the brushless motor 100 is the fourth temperature T4 or higher, which is higher than the third temperature T3, the specified value setting unit 176 sets the voltage specified value VTH to the second voltage specified higher than the first voltage specified value VTH1. The value is VTH2. Further, when the temperature of the brushless motor 100 is equal to or higher than the third temperature T3 and lower than the fourth temperature T4, the specified value setting unit 176 is in the range of the first voltage specified value VTH1 or more and the second voltage specified value less than VTH2. The higher the temperature of the brushless motor 100, the higher the specified voltage value VTH. As a result, the lower the temperature of the brushless motor 100, the lower the voltage specified value VTH can be.

この構成によれば、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、規定の偏向方向に印加される正の第1電圧V1及び負の第2電圧V2の大きさを低くすることができる。その結果、ブラシレスモータ100の温度が低いほど、ロータ105の磁極特性の判定時における消費電力を低くすることができる。 According to this configuration, the lower the temperature of the brushless motor 100, the lower the magnitude of the positive first voltage V1 and the negative second voltage V2 applied in the specified deflection direction. As a result, the lower the temperature of the brushless motor 100, the lower the power consumption at the time of determining the magnetic pole characteristics of the rotor 105.

なお、図9に示すマップは、ブラシレスモータ100の温度が高くなるに連れて、電圧規定値VTHが段階的に大きくなるマップとしてもよい。また、図9に示すマップは、第2のブラシレスモータのインダクタンス特性が、ブラシレスモータ100の温度が高いほど顕著に現れることを前提としたマップであり、ブラシレスモータ100の温度特性が異なる場合には当該温度特定に応じて適宜に設定されることが好ましい。 The map shown in FIG. 9 may be a map in which the specified voltage value VTH gradually increases as the temperature of the brushless motor 100 increases. Further, the map shown in FIG. 9 is a map on the premise that the inductance characteristic of the second brushless motor appears more prominently as the temperature of the brushless motor 100 increases, and when the temperature characteristics of the brushless motor 100 are different, the map shows. It is preferable to set it appropriately according to the temperature specification.

・モータ制御装置10が温度取得部19及び規定値設定部176を有している場合、ロータ105の磁極特性の判定のために電圧を印加する方向は、推定d軸の方向であってもよい。この場合であっても、ブラシレスモータ100の温度が低いほどが小さくなるように、電圧規定値VTHを設定することにより、ロータ105の磁極の判定時に推定d軸の方向に印加される電圧を小さくすることができる。その結果、ロータ105の磁極の判定時に消費する電力を低減することが可能となる。 When the motor control device 10 has the temperature acquisition unit 19 and the specified value setting unit 176, the direction in which the voltage is applied for determining the magnetic pole characteristics of the rotor 105 may be the direction of the estimated d-axis. .. Even in this case, by setting the voltage specified value VTH so that the lower the temperature of the brushless motor 100, the smaller the voltage applied in the direction of the estimated d-axis at the time of determining the magnetic pole of the rotor 105 is reduced. can do. As a result, it is possible to reduce the power consumed when determining the magnetic poles of the rotor 105.

・図7に示すように、モータ制御装置10は、方向設定部175及び規定値設定部176の双方を備える構成であってもよい。
・推定d軸の方向から進角した方向ではなく遅角した方向を規定の偏向方向としてもよい。
As shown in FIG. 7, the motor control device 10 may be configured to include both a direction setting unit 175 and a specified value setting unit 176.
-The defined deflection direction may be a retarded direction instead of an advanced direction from the estimated d-axis direction.

・推定d軸の方向と規定の偏向方向との位相差は、「-90°」よりも大きく「90°」よりも小さい範囲で適宜に変更できる。言い換えれば、規定の偏向方向は、推定d軸及び推定q軸の双方の軸に対して傾いた方向であればよい。 The phase difference between the estimated d-axis direction and the specified deflection direction can be appropriately changed within a range larger than "-90 °" and smaller than "90 °". In other words, the defined deflection direction may be a direction tilted with respect to both the estimated d-axis and the estimated q-axis.

・判定部174は、第1変化速度I1’に応じたインダクタンスと、第2変化速度I2’に応じたインダクタンスと、を演算してもよい。そして、判定部174は、両者のインダクタンスを比較することで、ロータ105の磁極の向きを判定してもよい。 The determination unit 174 may calculate the inductance corresponding to the first change speed I1'and the inductance corresponding to the second change speed I2'. Then, the determination unit 174 may determine the direction of the magnetic poles of the rotor 105 by comparing the inductances of the two.

・判定部174は、第1電流I1及び第2電流I2の大きさなどを比較することで、ロータ105の磁極の向きを判定してもよい。第1電流I1及び第2電流I2の比較としては、それぞれの大きさのピーク同士を比較してもよいし、第1電圧V1及び第2電圧V2の印加開始から所定時間後の大きさ同士を比較してもよい。 The determination unit 174 may determine the direction of the magnetic poles of the rotor 105 by comparing the magnitudes of the first current I1 and the second current I2. As a comparison of the first current I1 and the second current I2, peaks having respective sizes may be compared with each other, or the sizes after a predetermined time from the start of application of the first voltage V1 and the second voltage V2 may be compared with each other. You may compare.

・ブラシレスモータ100に適用されるロータ105は、2極以外のロータであってもよい。
・モータ制御装置10が適用されるブラシレスモータは、車載のブレーキ装置とは別のアクチュエータの動力源であってもよい。
The rotor 105 applied to the brushless motor 100 may be a rotor other than two poles.
The brushless motor to which the motor control device 10 is applied may be a power source of an actuator different from the vehicle-mounted brake device.

・モータ制御装置10は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路又はこれらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、すなわち記憶媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。 The motor control device 10 is one of one or more processors that operate according to a computer program (software), dedicated hardware (integrated circuit for specific applications: ASIC) that executes at least a part of various processes, and the like. It can be configured as the above dedicated hardware circuit or a circuit including a combination thereof. The processor includes a CPU and a memory such as a RAM and a ROM, and the memory stores a program code or a command configured to cause the CPU to execute a process. Memory, or storage medium, includes any available medium accessible by a general purpose or dedicated computer.

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
ブラシレスモータの回転座標系のd軸の方向として推定される推定d軸の方向の電流成分と前記回転座標系のq軸の方向として推定される推定q軸の方向の電流成分とを制御することによって前記ブラシレスモータを駆動させるモータ制御装置であって、前記推定d軸の方向に電圧規定値以上の正の第1電圧が印加されたときに、前記推定d軸の方向の電流成分として第1電流を取得する第1電流取得部と、前記推定d軸の方向に前記電圧規定値以上の負の第2電圧が印加されたときに、前記推定d軸の方向の電流成分として第2電流を取得する第2電流取得部と、前記ブラシレスモータの温度を取得する温度取得部と、前記ブラシレスモータの温度に基づいて前記電圧規定値を設定する規定値設定部と、前記第1電流と前記第2電流とを基に、前記ブラシレスモータのロータの磁極の向きを判定する判定部と、を備えるモータ制御装置。
The technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and modified example will be described.
To control the current component in the direction of the estimated d-axis estimated as the direction of the d-axis of the rotation coordinate system of the brushless motor and the current component in the direction of the estimated q-axis estimated as the direction of the q-axis of the rotation coordinate system. This is a motor control device for driving the brushless motor, and when a positive first voltage equal to or higher than a specified voltage value is applied in the direction of the estimated d-axis, the first current component in the direction of the estimated d-axis is used. When a negative second voltage equal to or higher than the specified voltage value is applied to the first current acquisition unit that acquires current and the estimated d-axis direction, the second current is used as the current component in the estimated d-axis direction. A second current acquisition unit to acquire, a temperature acquisition unit to acquire the temperature of the brushless motor, a specified value setting unit to set the voltage specified value based on the temperature of the brushless motor, the first current and the first A motor control device including a determination unit for determining the direction of the magnetic pole of the rotor of the brushless motor based on the two currents.

ブラシレスモータの特性は、ブラシレスモータの温度に応じて変化する場合がある。つまり、ブラシレスモータの温度によっては、推定d軸の方向に印加する電圧が小さくても、正の電圧を印加した場合における推定d軸の方向の電流と、負の電圧を印加した場合における推定d軸の方向の電流とに違いが出ることがある。そこで、モータ制御装置は、ブラシレスモータの温度に基づいて電圧規定値を設定する。例えば、モータ制御装置は、d軸の方向に正の電圧及び負の電圧を印加する場合にd軸の方向に流れる電流の差と、ブラシレスモータの温度の関係と、を示す情報を、実験やシミュレーションなどで得ておき、その情報に基づいて電圧規定値を設定する。これにより、ロータの磁極の判定時に推定d軸の方向に印加される電圧を小さくすることができる。その結果、ロータの磁極の判定時に消費する電力を低減することが可能となる。 The characteristics of the brushless motor may change depending on the temperature of the brushless motor. That is, depending on the temperature of the brushless motor, even if the voltage applied in the direction of the estimated d-axis is small, the current in the direction of the estimated d-axis when a positive voltage is applied and the estimated d when a negative voltage is applied. There may be a difference from the current in the direction of the axis. Therefore, the motor control device sets a voltage specified value based on the temperature of the brushless motor. For example, the motor control device can experiment with information indicating the relationship between the difference in current flowing in the direction of the d-axis and the temperature of the brushless motor when a positive voltage and a negative voltage are applied in the direction of the d-axis. Obtain it by simulation, etc., and set the specified voltage value based on that information. As a result, the voltage applied in the direction of the estimated d-axis at the time of determining the magnetic pole of the rotor can be reduced. As a result, it is possible to reduce the power consumed when determining the magnetic poles of the rotor.

10…モータ制御装置、11…指令電流算出部、12…指令電圧算出部、13…2相/3相変換部、14…インバータ、15…3相/2相変換部、16…ロータ位置推定部、161…交流電圧発生部、162…更新部、17…磁極判定部、171…判定電圧発生部、172…第1電流取得部、173…第2電流取得部、174…判定部、175…方向設定部、176…規定値設定部、181…第1の加算器、182…第2の加算器、183…第3の加算器、19…温度取得部、100…ブラシレスモータ、101…U相コイル、102…V相コイル、103…W相コイル、105…ロータ、I1…第1電流、I1’…第1変化速度、I2…第2電流、I2’…第2変化速度、Id…d軸電流、Id*…d軸指令電流、Iq…q軸電流、Iq*…q軸指令電流、ITH…電流基準値、IU…U相電流、IV…V相電流、IW…W相電流、LN…インダクタンス、LP…インダクタンス、LPP…極大点、S1…第1パルス信号、S2…第2パルス信号、TR*…要求トルク、V1…第1電圧、V2…第2電圧、Vd*…d軸指令電圧、Vq*…q軸指令電圧、Vdh*…外乱電圧信号、Vdp*…d軸電圧信号、Vqp*…q軸電圧信号、VTH…電圧規定値、VU*…U相指令電圧、VV*…V相指令電圧、VW*…W相指令電圧、θ…ロータ回転角、Δθ…偏向量。 10 ... Motor control device, 11 ... Command current calculation unit, 12 ... Command voltage calculation unit, 13 ... 2-phase / 3-phase conversion unit, 14 ... Inverter, 15 ... 3-phase / 2-phase conversion unit, 16 ... Rotor position estimation unit , 161 ... AC voltage generation unit, 162 ... Update unit, 17 ... Magnetic pole determination unit, 171 ... Judgment voltage generation unit, 172 ... First current acquisition unit, 173 ... Second current acquisition unit, 174 ... Judgment unit, 175 ... Direction Setting unit, 176 ... Specified value setting unit, 181 ... 1st adder, 182 ... 2nd adder, 183 ... 3rd adder, 19 ... Temperature acquisition unit, 100 ... Brushless motor, 101 ... U-phase coil , 102 ... V-phase coil, 103 ... W-phase coil, 105 ... rotor, I1 ... first current, I1'... first change rate, I2 ... second current, I2' ... second change rate, Id ... d-axis current , Id * ... d-axis command current, Iq ... q-axis current, Iq * ... q-axis command current, ITH ... current reference value, IU ... U-phase current, IV ... V-phase current, IW ... W-phase current, LN ... inductance , LP ... Induction, LPP ... Maximum point, S1 ... 1st pulse signal, S2 ... 2nd pulse signal, TR * ... Required current, V1 ... 1st voltage, V2 ... 2nd voltage, Vd * ... d-axis command voltage, Vq * ... q-axis command voltage, Vdh * ... disturbance voltage signal, Vdp * ... d-axis voltage signal, Vqp * ... q-axis voltage signal, VTH ... voltage specified value, VU * ... U-phase command voltage, VV * ... V-phase Command voltage, VW * ... W phase command voltage, θ ... Rotor rotation angle, Δθ ... Deflection amount.

Claims (7)

ブラシレスモータの回転座標系のd軸の方向として推定される推定d軸の方向の電流成分と前記回転座標系のq軸の方向として推定される推定q軸の方向の電流成分とを制御することによって前記ブラシレスモータを駆動させるモータ制御装置であって、
前記推定d軸の方向に対して傾いた方向である偏向方向に電圧規定値以上の正の第1電圧が印加されたときに、前記偏向方向の電流成分として第1電流を取得する第1電流取得部と、
前記偏向方向に前記電圧規定値以上の負の第2電圧が印加されたときに、前記偏向方向の電流成分として第2電流を取得する第2電流取得部と、
前記第1電流と前記第2電流とを基に、前記ブラシレスモータのロータの磁極の向きを判定する判定部と、を備える
モータ制御装置。
Controlling the current component in the direction of the estimated d-axis estimated as the direction of the d-axis of the rotational coordinate system of the brushless motor and the current component in the direction of the estimated q-axis estimated as the direction of the q-axis of the rotational coordinate system. A motor control device that drives the brushless motor by means of
A first current that acquires a first current as a current component in the deflection direction when a positive first voltage equal to or higher than a specified voltage value is applied in the deflection direction that is inclined with respect to the estimated d-axis direction. Acquisition department and
A second current acquisition unit that acquires a second current as a current component in the deflection direction when a negative second voltage equal to or higher than the specified voltage value is applied in the deflection direction.
A motor control device including a determination unit for determining the direction of the magnetic poles of the rotor of the brushless motor based on the first current and the second current.
前記判定部は、
前記第1電流の変化速度である第1変化速度と、前記第2電流の変化速度である第2変化速度と、を演算し、
前記第1変化速度が前記第2変化速度よりも大きい場合には、前記推定d軸の向きが実際のd軸の向きと一致していると判定し、前記第1変化速度が前記第2変化速度よりも小さい場合には、前記推定d軸の向きが実際のd軸の向きの反対を向いていると判定する
請求項1に記載のモータ制御装置。
The determination unit
The first change speed, which is the change speed of the first current, and the second change speed, which is the change speed of the second current, are calculated.
When the first change rate is larger than the second change rate, it is determined that the direction of the estimated d-axis matches the actual direction of the d-axis, and the first change rate is the second change. The motor control device according to claim 1, wherein when the speed is smaller than the speed, it is determined that the direction of the estimated d-axis is opposite to the actual direction of the d-axis.
前記第1電圧及び前記第2電圧を印加する時間は、前記偏向方向への電圧の印加に伴う前記ロータの変動量に基づいて設定される
請求項1又は請求項2に記載のモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1 or 2, wherein the time for applying the first voltage and the second voltage is set based on the amount of fluctuation of the rotor accompanying the application of the voltage in the deflection direction.
前記ブラシレスモータは、d軸の方向に正の電流が流れるときにはインダクタンスの極大点を持つとともに、前記極大点に応じた電流よりも大きい電流がd軸の方向に流れると、インダクタンスが減少する特性を有する
請求項1~請求項3の何れか一項に記載のモータ制御装置。
The brushless motor has a maximum inductance point when a positive current flows in the d-axis direction, and the inductance decreases when a current larger than the current corresponding to the maximum point flows in the d-axis direction. The motor control device according to any one of claims 1 to 3.
前記ブラシレスモータの温度を取得する温度取得部と、
前記ブラシレスモータの温度に基づいて前記偏向方向を設定する方向設定部と、を備える
請求項1~請求項4の何れか一項に記載のモータ制御装置。
A temperature acquisition unit that acquires the temperature of the brushless motor,
The motor control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a direction setting unit for setting the deflection direction based on the temperature of the brushless motor.
前記ブラシレスモータの温度を取得する温度取得部と、
前記ブラシレスモータの温度に基づいて前記電圧規定値を設定する規定値設定部と、を備える
請求項1~請求項4の何れか一項に記載のモータ制御装置。
A temperature acquisition unit that acquires the temperature of the brushless motor,
The motor control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a specified value setting unit for setting the specified voltage value based on the temperature of the brushless motor.
前記第1電圧が印加された後であって且つ前記第2電圧が印加される前に、前記推定d軸の方向を実際のd軸の方向に近づける更新処理を実行する更新部を備える
請求項1~請求項6の何れか一項に記載のモータ制御装置。
Claimed to include an update unit that executes an update process for bringing the estimated d-axis direction closer to the actual d-axis direction after the first voltage is applied and before the second voltage is applied. The motor control device according to any one of claims 1 to 6.
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