WO2022091701A1

WO2022091701A1 - Motor control device, and washing machine or washing and drying machine having said motor control device installed therein

Info

Publication number: WO2022091701A1
Application number: PCT/JP2021/036541
Authority: WO
Inventors: 昊孫; 晃史亀田; 禎士上瀧; 裕智藤岡; 陽子賀門
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2022-05-05
Also published as: TW202232879A; CN116349128A; JP7442052B2; JPWO2022091701A1

Abstract

This motor control device (10) controls a brushless motor (40) having a rotor with a salient pole structure that is driven by an inverter circuit (13). The motor control device (10) comprises the inverter circuit (13), a current detection unit (21), an initial phase estimation unit (22), and a polarity identification unit (23). The initial phase estimation unit (22) estimates the initial phase of the brushless motor (40) on the basis of a current detected by the current detection unit (21). The polarity identification unit (23) superimposes voltages in the positive and negative directions of a d-axis and q-axis on the initial phase estimated by the initial phase estimation unit (22), identifies the polarity of a magnetic pole of the brushless motor (40) on the basis of the current amplitude difference in the positive and negative directions of the d-axis and q-axis detected by the current detection unit (21), and corrects the initial phase.

Description

モータ制御装置、及びこのモータ制御装置を搭載した洗濯機または洗濯乾燥機Motor control device, and washing machine or washer / dryer equipped with this motor control device

　本開示は、凸極構造のロータを有するブラシレスモータ（永久磁石同期電動機）の回転をセンサレス制御するモータ制御装置、及びこのモータ制御装置を搭載した洗濯機または洗濯乾燥機に関する。 The present disclosure relates to a motor control device that sensorlessly controls the rotation of a brushless motor (permanent magnet synchronous motor) having a rotor having a convex pole structure, and a washing machine or a washing / drying machine equipped with this motor control device.

　特許文献１は、ロータが凸極構造のブラシレスモータをセンサレス駆動し、起動時に磁極判定を行うモータ制御装置を開示する。このモータ制御装置は直流電力を交流電力に変換してモータ電力とし、凸極構造のロータを有するブラシレスモータを駆動するものである。このモータ制御装置は、電流検出器と、３相・ｄｑ軸変換部と、ｄｑ軸電流制御部と、ｄｑ軸・３相変換部と、磁極位置推定用交流交番電圧発生部と、磁極位置推定部と、ｄ軸電流直流バイアス発生部と、ＮＳ判別部と、を有する。電流検出器は、インバータからブラシレスモータへのモータ電流を検出する。３相・ｄｑ軸変換部は、電流検出器の検出した交流電流検出値をｄｑ軸変換してｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値を出力する。ｄｑ軸電流制御部は、ｄ軸電流指令入力及びｑ軸電流指令入力に対してｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値が追従するようなｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を算出する。ｄｑ軸・３相変換部は、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を３相交流電圧指令に変換してインバータに制御信号として与える。磁極位置推定用交流交番電圧発生部は、ｄ軸電圧指令に補助的な交流交番電圧を重畳する。磁極位置推定部は、ｑ軸電流検出値と補助的な交流交番電圧とから永久磁石同期電動機の磁極位置を推定する。ｄ軸電流直流バイアス発生部は、磁極位置推定部で推定した磁極位置の方向をｄ軸とし、ｄ軸電流指令に対して、正負対称に交互に切り替わる一定波形のｄ軸直流バイアス電流を加算し、このバイアス加算後のｄ軸電流指令をｄｑ軸電流制御部に入力させる。ＮＳ判別部は、ｄ軸直流バイアス電流の正負切替タイミングにおけるｄ軸印加電圧とｄ軸電流変化率とを算定し、算定したｄ軸印加電圧とｄ軸電流変化率との関係から永久磁石同期電動機の永久磁石のＮ極Ｓ極の方向を判別し、ＮＳ判別信号を出力する。 Patent Document 1 discloses a motor control device in which a rotor drives a brushless motor having a convex pole structure sensorlessly and determines a magnetic pole at startup. This motor control device converts DC power into AC power to obtain motor power, and drives a brushless motor having a rotor having a convex pole structure. This motor control device includes a current detector, a 3-phase / dq-axis conversion unit, a dq-axis current control unit, a dq-axis / 3-phase conversion unit, an AC alternating voltage generation unit for estimating the magnetic pole position, and a magnetic pole position estimation. It has a unit, a d-axis current / DC bias generation unit, and an NS discrimination unit. The current detector detects the motor current from the inverter to the brushless motor. The three-phase / dq-axis conversion unit converts the AC current detection value detected by the current detector into the dq-axis and outputs the d-axis current detection value and the q-axis current detection value. The dq-axis current control unit calculates a d-axis voltage command and a q-axis voltage command such that the d-axis current detection value and the q-axis current detection value follow the d-axis current command input and the q-axis current command input. The dq-axis / three-phase conversion unit converts the d-axis voltage command and the q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command and gives the inverter as a control signal. The AC alternating voltage generation unit for estimating the magnetic pole position superimposes an auxiliary AC alternating voltage on the d-axis voltage command. The magnetic pole position estimation unit estimates the magnetic pole position of the permanent magnet synchronous motor from the q-axis current detection value and the auxiliary AC alternating voltage. The d-axis current DC bias generator sets the direction of the magnetic pole position estimated by the magnetic pole position estimation unit as the d-axis, and adds the d-axis DC bias current with a constant waveform that alternates between positive and negative symmetry to the d-axis current command. , The d-axis current command after this bias addition is input to the dq-axis current control unit. The NS discriminator calculates the d-axis applied voltage and the d-axis current change rate at the positive / negative switching timing of the d-axis DC bias current, and from the relationship between the calculated d-axis applied voltage and the d-axis current change rate, the permanent magnet synchronous motor. The direction of the north pole and the south pole of the permanent magnet is discriminated, and an NS discriminant signal is output.

特開２００８－７９４８９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-79489

　本開示は、初期推定したｄ軸の方向が正しい方向に対して９０°または２７０°誤っていた場合にも正しく磁極検出を行うことができるモータ制御装置及びこのモータ制御装置を搭載した洗濯機または洗濯乾燥機を提供する。 The present disclosure discloses a motor control device capable of correctly detecting a magnetic pole even when the initially estimated d-axis direction is incorrect by 90 ° or 270 ° with respect to the correct direction, and a washing machine equipped with this motor control device. Provide a washer / dryer.

　本開示におけるモータ制御装置は、インバータ回路により駆動される凸極構造のロータを有するブラシレスモータを制御する。本開示におけるモータ制御装置は、インバータ回路と、電流検出部と、初期位相推定部と、極性判別部と、を備える。電流検出部は、ブラシレスモータの電流を検出する。初期位相推定部は、電流検出部により検出された電流に基づき、ブラシレスモータの初期位相を推定する。極性判別部は、電流検出部により検出された電流に基づき、ブラシレスモータの磁極の極性を判別する。極性判別部は、初期位相推定部により推定された初期位相に対して、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部により検出されたｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向の電流振幅差に基づいて、ブラシレスモータの磁極の極性を判別し、初期位相を補正する。 The motor control device in the present disclosure controls a brushless motor having a rotor having a convex pole structure driven by an inverter circuit. The motor control device in the present disclosure includes an inverter circuit, a current detection unit, an initial phase estimation unit, and a polarity discrimination unit. The current detection unit detects the current of the brushless motor. The initial phase estimation unit estimates the initial phase of the brushless motor based on the current detected by the current detection unit. The polarity discriminating unit discriminates the polarity of the magnetic poles of the brushless motor based on the current detected by the current detecting unit. The polarity discriminator superimposes voltages in the positive and negative directions of the d-axis and q-axis with respect to the initial phase estimated by the initial phase estimation unit, and the d-axis and q-axis detected by the current detection unit, respectively. Based on the difference between the positive and negative current amplitudes, the polarity of the magnetic poles of the brushless motor is determined and the initial phase is corrected.

　また、本開示における洗濯機または洗濯乾燥機は、本開示におけるモータ制御装置を搭載する。 Further, the washing machine or the washer / dryer in the present disclosure is equipped with the motor control device in the present disclosure.

　本開示におけるモータ制御装置は、初期推定したｄ軸の方向が正しい方向に対して９０°または２７０°誤っていた場合にも、正しく磁極検出を行うことができる。 The motor control device in the present disclosure can correctly detect the magnetic pole even when the initially estimated direction of the d-axis is incorrect by 90 ° or 270 ° with respect to the correct direction.

　また、本開示における洗濯機または洗濯乾燥機は、上述のような本開示におけるモータ制御装置が搭載されているため、例えば、洗濯槽やドラム等の回転をスムーズに行うことができる。 Further, since the washing machine or the washer / dryer in the present disclosure is equipped with the motor control device in the present disclosure as described above, for example, the washing tub, the drum, and the like can be smoothly rotated.

図１は、実施の形態１におけるモータ制御装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor control device according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１におけるモータ制御装置のセンサレス推定部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a sensorless estimation unit of the motor control device according to the first embodiment. 図３は、実施の形態１におけるモータ制御装置のインダクタンス駆動部の詳細な構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of an inductance drive unit of the motor control device according to the first embodiment. 図４は、実施の形態１におけるモータ制御装置の誘起電圧駆動部の詳細な構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of an induced voltage drive unit of the motor control device according to the first embodiment. 図５は、実施の形態１におけるモータ制御装置のモータ駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the motor drive control process of the motor control device according to the first embodiment. 図６Ａは、ロータの初期位相推定についての課題を説明するための図である。FIG. 6A is a diagram for explaining a problem regarding the initial phase estimation of the rotor. 図６Ｂは、ロータの初期位相推定についての課題を説明するための図である。FIG. 6B is a diagram for explaining a problem regarding the initial phase estimation of the rotor. 図６Ｃは、ロータの初期位相推定についての課題を説明するための図である。FIG. 6C is a diagram for explaining a problem regarding the initial phase estimation of the rotor. 図７は、一般的なブラシレスモータに使用されている電磁鋼板の磁気飽和特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing magnetic saturation characteristics of an electromagnetic steel sheet used in a general brushless motor. 図８は、実施の形態１におけるモータ制御装置の極性判別処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the polarity discrimination process of the motor control device according to the first embodiment. 図９は、実施の形態１におけるモータ制御装置のｄ軸判定時の印加電圧と電流との一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of an applied voltage and current at the time of d-axis determination of the motor control device according to the first embodiment. 図１０は、実施の形態１におけるモータ制御装置のｄ軸及びｑ軸判定時の印加電圧と電流との一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the applied voltage and current at the time of determining the d-axis and the q-axis of the motor control device according to the first embodiment. 図１１は、実施の形態１におけるモータ制御装置の極性判別時におけるオフセット補正時の印加電圧と電流とを説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the applied voltage and current at the time of offset correction at the time of determining the polarity of the motor control device according to the first embodiment. 図１２は、実施の形態２におけるモータ制御装置において電流制御を行った場合の極性判別の概略を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the outline of polarity discrimination when current control is performed in the motor control device according to the second embodiment.

　これにより、本開示におけるモータ制御装置は、初期推定したｄ軸の方向が正しい方向に対して９０°または２７０°誤っていた場合にも、正しく磁極検出を行うことができる。そのため、本開示におけるモータ制御装置は、ブラシレスモータの起動時の逆転起動や起動失敗を抑制し、ブラシレスモータ起動時よりスムーズな加速を行うことができる。 Thereby, the motor control device in the present disclosure can correctly detect the magnetic pole even when the initially estimated direction of the d-axis is incorrect by 90 ° or 270 ° with respect to the correct direction. Therefore, the motor control device in the present disclosure can suppress reverse start and start failure at the start of the brushless motor, and can perform smoother acceleration than at the start of the brushless motor.

　また、本開示におけるモータ制御装置では、極性判別部は、ｄ軸の正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部より検出されたｄ軸の正及び負の方向の電流振幅差の絶対値が基準値より大きい場合には、ブラシレスモータの極性判別を終了してもよい。極性判別部は、ｄ軸の正及び負の方向の電流振幅差の絶対値が基準値より小さい場合には、以下を行う。すなわち、極性判別部は、ｑ軸の正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部より検出されたｑ軸の正及び負の方向の電流振幅差と、ｄ軸の正及び負の方向の電流振幅差とに基づいて、ブラシレスモータの磁極の極性を判別し、初期位相を補正してもよい。 Further, in the motor control device of the present disclosure, the polarity discriminator superimposes a voltage in the positive and negative directions of the d-axis, and the absolute difference in current amplitude in the positive and negative directions of the d-axis detected by the current detection unit is used. If the value is larger than the reference value, the polarity determination of the brushless motor may be terminated. When the absolute value of the current amplitude difference in the positive and negative directions of the d-axis is smaller than the reference value, the polarity discriminating unit performs the following. That is, the polarity discriminator superimposes the voltage in the positive and negative directions of the q-axis, and the current amplitude difference in the positive and negative directions of the q-axis detected by the current detection unit and the positive and negative directions of the d-axis. The polarity of the magnetic poles of the brushless motor may be determined based on the current amplitude difference of the brushless motor, and the initial phase may be corrected.

　また、本開示におけるモータ制御装置では、極性判別部は、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳する直前に、電流検出部により検出された電流をオフセット電流値としてもよい。極性判別部は、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部により検出されたｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向の電流振幅最大値からオフセット電流値を差し引いた値に基づいて、ブラシレスモータの磁極の極性を判別し、初期位相を補正してもよい。 Further, in the motor control device of the present disclosure, the polarity discriminant unit may use the current detected by the current detection unit as an offset current value immediately before superimposing the voltage in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis, respectively. .. The polarity discriminator superimposes voltages in the positive and negative directions of the d-axis and q-axis, respectively, and offsets the current from the maximum value of the current amplitude in the positive and negative directions of the d-axis and q-axis detected by the current detector. Based on the value obtained by subtracting the value, the polarity of the magnetic pole of the brushless motor may be determined and the initial phase may be corrected.

　また、本開示におけるモータ制御装置では、極性判別部は、ブラシレスモータの磁極の極性を判別している間、ブラシレスモータに流れる電流が０になるように制御してもよい。 Further, in the motor control device of the present disclosure, the polarity discriminator may control the current flowing through the brushless motor to be 0 while discriminating the polarity of the magnetic poles of the brushless motor.

　（本開示の基礎となった知見等）
　発明者らが本開示に想到するに至った当時から、推定したロータの初期位相に対して磁極の極性判定を行う技術が知られている。ロータの初期位相は、凸極構造のブラシレスモータのセンサレス駆動時、ブラシレスモータ駆動開始時に、駆動に先駆けブラシレスモータの停止時に推定される。 (Knowledge, etc. that became the basis of this disclosure)
From the time when the inventors came to the present disclosure, a technique for determining the polarity of the magnetic pole with respect to the estimated initial phase of the rotor has been known. The initial phase of the rotor is estimated when the brushless motor having a convex pole structure is driven without a sensor, when the brushless motor is started to be driven, and when the brushless motor is stopped prior to the drive.

　初期位相推定では、凸極性を持ったロータの特徴である磁極の方向（ｄ軸方向）と磁極と直交する方向（ｑ軸方向）のインダクタンスＬの差が利用される。そして初期位相推定では、ステータ巻線に低振幅の高周波あるいはパルス状の電圧及び電流を印加し、ロータがどちらの方向に向いているのかが推定される。この時点ではロータの方向までは推定できるが磁極の極性（ＮＳ）は判らないので、磁極のＮ極、Ｓ極を判定する極性判別が行われる。 In the initial phase estimation, the difference in inductance L between the direction of the magnetic pole (d-axis direction) and the direction orthogonal to the magnetic pole (q-axis direction), which is a characteristic of the rotor having convex polarity, is used. Then, in the initial phase estimation, a low-amplitude high-frequency or pulsed voltage and current are applied to the stator winding, and it is estimated in which direction the rotor is oriented. At this point, the direction of the rotor can be estimated, but the polarity (NS) of the magnetic poles is not known, so the polarity determination for determining the N pole and the S pole of the magnetic poles is performed.

　極性判別では、推定したｄ軸方向に対してステータ巻線に正及び負の両方向のある程度大きなパルス状の電圧及び電流を印加し、その時の印加電圧あるいは検出電流の絶対値の差より磁極ＮＳの方向が推定される。これにより、ブラシレスモータを駆動開始時より逆転駆動や起動失敗することなくスムーズにブラシレスモータの回転を立ち上げることができる。 In the polarity discrimination, a somewhat large pulsed voltage and current are applied to the stator winding in both the positive and negative directions with respect to the estimated d-axis direction, and the magnetic pole NS is obtained from the difference between the applied voltage or the absolute value of the detected current at that time. The direction is estimated. As a result, the rotation of the brushless motor can be smoothly started without reverse drive or start failure from the start of driving the brushless motor.

　しかしながら、初期位相推定時に推定したｄ軸の方向は正しくは磁極の方向であるが、推定値が磁極と直交する方向（ｑ軸方向）となることが、ある一定割合で発生する。その場合に極性判別を行っても正しいロータの方向は得られないため、ブラシレスモータの駆動開始時に逆転駆動や脱調し回転しないといった現象が発生することがあると言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。 However, the direction of the d-axis estimated at the time of initial phase estimation is the direction of the magnetic pole, but the estimated value may be the direction orthogonal to the magnetic pole (q-axis direction) at a certain rate. In that case, the inventors have discovered that the correct rotor direction cannot be obtained even if the polarity is determined, so that a phenomenon such as reverse drive or step-out and non-rotation may occur at the start of drive of the brushless motor. However, in order to solve the problem, the subject matter of this disclosure has been constructed.

　そこで本開示は、初期位相推定時に推定したｄ軸方向が正しい方向に対して９０°または２７０°誤っていても極性判定にて正しく磁極検知できるモータ制御装置を提供する。 Therefore, the present disclosure provides a motor control device capable of correctly detecting a magnetic pole by polarity determination even if the d-axis direction estimated at the time of initial phase estimation is incorrect by 90 ° or 270 ° with respect to the correct direction.

　以下、図面を参照しながら、本開示における実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters or duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to prevent the following explanation from becoming unnecessarily redundant and to facilitate the understanding of those skilled in the art.

　なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

　（実施の形態１）
　以下、図１～図１１を用いて、実施の形態１におけるモータ制御装置１０を説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the motor control device 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 11.

　［１－１．構成］
　［１－１－１．モータ制御装置の構成］
　図１は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０の構成を示す図である。 [1-1. Constitution]
[1-1-1. Configuration of motor control device]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor control device 10 according to the first embodiment.

　モータ制御装置１０は、交流電源３０より受電する。整流回路１１は、受電した交流電力を直流電力に変換し、直流電力の平滑コンデンサ１２を介しインバータ回路１３に電力を供給する。インバータ回路１３は、２個直列にした３組合計６個のスイッチング素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ及び１４ｆにより構成される。 The motor control device 10 receives power from the AC power supply 30. The rectifying circuit 11 converts the received AC power into DC power, and supplies power to the inverter circuit 13 via the DC power smoothing capacitor 12. The inverter circuit 13 is composed of three sets of two in series, a total of six

switching elements

14a, 14b, 14c, 14d, 14e and 14f.

　このインバータ回路１３は、後述する制御回路２０によりスイッチング素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ及び１４ｆのＯＮ／ＯＦＦをＰＷＭ駆動することでブラシレスモータ４０の駆動を行っている。 The inverter circuit 13 drives the brushless motor 40 by PWM driving the ON / OFF of the

switching elements

14a, 14b, 14c, 14d, 14e and 14f by the control circuit 20 described later.

　インバータ回路１３の２個直列のスイッチング素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ及び１４ｆのうち、下側、すなわちスイッチング素子１４ｄ、１４ｅ及び１４ｆのエミッタ側には抵抗１５ａ、１５ｂ及び１５ｃが接続されている。抵抗１５ａ、１５ｂ及び１５ｃの他端は、整流回路１１と平滑コンデンサ１２の出力の一方側に接続されている。抵抗１５ａ、１５ｂ及び１５ｃの両端の電圧は、制御回路２０内の電流検出部２１に入力される。後述するように、電流検出部２１が検出した電流値を用いて各種制御が行われる。 Of the two

series switching elements

14a, 14b, 14c, 14d, 14e and 14f of the inverter circuit 13,

resistors

15a, 15b and 15c are connected to the lower side, that is, the emitter side of the

switching elements

14d, 14e and 14f. There is. The other ends of the

resistors

15a, 15b and 15c are connected to one side of the output of the rectifier circuit 11 and the smoothing capacitor 12. The voltage across the

resistors

15a, 15b and 15c is input to the current detection unit 21 in the control circuit 20. As will be described later, various controls are performed using the current value detected by the current detection unit 21.

　制御回路２０は、前述の電流検出部２１と共に、初期位相推定部２２、極性判別部２３及びセンサレス推定部２４を有する。なお、モータ制御装置１０は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御回路２０として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、ここではコンピュータシステムのメモリに予め記録されているとしたが、メモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて提供されてもよい。 The control circuit 20 has an initial phase estimation unit 22, a polarity discrimination unit 23, and a sensorless estimation unit 24, together with the current detection unit 21 described above. The motor control device 10 has a computer system having a processor and a memory. Then, the processor executes the program stored in the memory, so that the computer system functions as the control circuit 20. The program executed by the processor is assumed to be recorded in advance in the memory of the computer system here, but may be recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card and provided, or a telecommunications line such as the Internet. May be provided through.

　［１－１－２．センサレス推定部の構成］
　図２は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０のセンサレス推定部２４の構成を示すブロック図である。 [1-1-2. Configuration of sensorless estimation unit]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a sensorless estimation unit 24 of the motor control device 10 according to the first embodiment.

　センサレス推定部２４は、インダクタンス方式のインダクタンス駆動部２４ｂと、誘起電圧方式の誘起電圧駆動部２４ｃと、駆動方式切り替え部２４ａとを有する。インダクタンス方式のインダクタンス駆動部２４ｂは、ブラシレスモータ４０の凸極構造のロータ４１の凸極性を利用して磁極の位相を推定する。誘起電圧方式の誘起電圧駆動部２４ｃは、ブラシレスモータ４０の回転時の逆起電力を利用して磁極位置を推定する。駆動方式切り替え部２４ａは、磁極位置の推定方式をインダクタンス方式と誘起電圧方式との間で切り替える。 The sensorless estimation unit 24 has an inductance type inductance drive unit 24b, an induced voltage type induced voltage drive unit 24c, and a drive method switching unit 24a. The inductance type inductance drive unit 24b estimates the phase of the magnetic poles by utilizing the convex polarity of the rotor 41 having the convex pole structure of the brushless motor 40. The induced voltage drive unit 24c of the induced voltage method estimates the magnetic pole position by using the counter electromotive force during rotation of the brushless motor 40. The drive method switching unit 24a switches the method for estimating the magnetic pole position between the inductance method and the induced voltage method.

　［１－１－３．インダクタンス駆動部の構成］
　ブラシレスモータ４０のロータ４１の磁極の位相に応じてインダクタンスＬが変化する。そのため、インダクタンス方式のインダクタンス駆動部２４ｂは、モータ駆動電流に関係しない高周波電流をモータに印加してモータ電流を検出し、それらよりインダクタンス変化に起因する位置推定誤差量を算出する。そして、インダクタンス駆動部２４ｂは、位置推定誤差量をゼロに収束させるように磁極位置を推定する。 [1-1-3. Inductance drive unit configuration]
The inductance L changes according to the phase of the magnetic pole of the rotor 41 of the brushless motor 40. Therefore, the inductance type inductance drive unit 24b applies a high frequency current not related to the motor drive current to the motor to detect the motor current, and calculates the amount of position estimation error due to the inductance change from them. Then, the inductance drive unit 24b estimates the magnetic pole position so as to converge the amount of position estimation error to zero.

　図３は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０のインダクタンス駆動部２４ｂの詳細な構成を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the inductance drive unit 24b of the motor control device 10 according to the first embodiment.

　インダクタンス駆動部２４ｂは、ｕｖｗ→ｄｑ電流変換部２４ｂａ、位置推定φ演算部２４ｂｂ、高周波電流制御部２４ｂｃ、角速度ω演算部２４ｂｄ、位置角θ演算部２４ｂｅ、速度電流制御部２４ｂｆ、及びｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部２４ｂｇで構成される。ｕｖｗ→ｄｑ電流変換部２４ｂａは、電流検出部２１によって検出されるブラシレスモータ４０の三相電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）（図１参照）を入力としてｄｑ電流値を出力する。位置推定φ演算部２４ｂｂは、ｄｑ電流から磁極の位置推定を行い、位置推定値φを出力する。高周波電流制御部２４ｂｃは、駆動電流に重畳させる高周波電流を制御する。角速度ω演算部２４ｂｄは、位置推定値φから角速度ωを演算し、出力する。位置角θ演算部２４ｂｅは、位置推定値φと角速度ωから位置角θを演算し、出力する。速度電流制御部２４ｂｆは、推定角速度（角速度ω）と速度指令値ω^＊との偏差をフィードバックして、速度演算（ＰＩ制御）を行いブラシレスモータ４０の電流指令値を決定し、出力する。ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部２４ｂｇは、位置角θと電流指令値から電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）を演算し、制御回路２０へ出力する。 The inductance drive unit 24b includes uvw → dq current conversion unit 24ba, position estimation φ calculation unit 24bb, high frequency current control unit 24bc, angular velocity ω calculation unit 24bd, position angle θ calculation unit 24be, speed current control unit 24bf, and dq → uvw. It is composed of a voltage conversion unit 24 bg. The uvw → dq current conversion unit 24ba outputs the dq current value by inputting the three-phase current values (Iu, Iv, Iw) (see FIG. 1) of the brushless motor 40 detected by the current detection unit 21. The position estimation φ calculation unit 24bb estimates the position of the magnetic pole from the dq current and outputs the position estimation value φ. The high-frequency current control unit 24bc controls the high-frequency current superimposed on the drive current. The angular velocity ω calculation unit 24bd calculates and outputs the angular velocity ω from the position estimated value φ. The position angle θ calculation unit 24be calculates and outputs the position angle θ from the position estimation value φ and the angular velocity ω. The velocity / current control unit 24bf feeds back the deviation between the estimated angular velocity (angular velocity ω) and the velocity command value ω ^* , performs velocity calculation (PI control), determines the current command value of the brushless motor 40, and outputs the current command value. The dq → uvw voltage conversion unit 24bg calculates the voltage (Vu, Vv, Vw) from the position angle θ and the current command value, and outputs the voltage (Vu, Vv, Vw) to the control circuit 20.

　ｄｑ←→ｕｖｗ変換及び速度フィードバック制御は一般的な方式であるため、ここではｕｖｗ→ｄｑ電流変換部２４ｂａ、速度電流制御部２４ｂｆ、ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部２４ｂｇについての説明は省略する。 Since dq ← → uvw conversion and speed feedback control are general methods, the description of uvw → dq current conversion unit 24ba, speed current control unit 24bf, and dq → uvw voltage conversion unit 24bg will be omitted here.

　位置推定φ演算部２４ｂｂは下記の数式１に基づいて位置推定値φの演算を行う。 The position estimation φ calculation unit 24bb calculates the position estimation value φ based on the following formula 1.

　本実施の形態１において駆動対象とするモータは、凸極構造のロータ４１を有する（ｄ軸インダクタンスＬｄ≠ｑ軸インダクタンスＬｑ）ブラシレスモータ４０であるため、磁極の位相に応じてインダクタンスＬ（磁気抵抗）が変化する。インダクタンスＬの変化はブラシレスモータ４０の電流に現れるため、上記の数式１よりブラシレスモータ４０の電流の変化量に応じて位置推定誤差量を算出する。 Since the motor to be driven in the first embodiment is a brushless motor 40 having a rotor 41 having a convex pole structure (d-axis inductance Ld ≠ q-axis inductance Lq), the inductance L (magnetic resistance) depends on the phase of the magnetic poles. ) Changes. Since the change in the inductance L appears in the current of the brushless motor 40, the position estimation error amount is calculated according to the change amount of the current of the brushless motor 40 from the above equation 1.

　高周波電流制御部２４ｂｃはモータ駆動電流に関係しない高周波電流を制御する。本実施の形態１では、２．５６ｍｓ周期０．４Ａ相当のパルス電流をｄ軸方向に印加し、パルス電流を印加したときのｑ軸電流値と、パルス電流を印加していないときのｑ軸電流値の差分が演算される。 The high frequency current control unit 24bc controls the high frequency current that is not related to the motor drive current. In the first embodiment, a pulse current equivalent to a 2.56 ms period of 0.4 A is applied in the d-axis direction, and the q-axis current value when the pulse current is applied and the q-axis when the pulse current is not applied. The difference between the current values is calculated.

　位置角θ演算部２４ｂｅ、角速度ω演算部２４ｂｄは、下記の数式２及び数式３に基づいてそれぞれ位置角θ、角速度ωの演算を行う。 The position angle θ calculation unit 24be and the angular velocity ω calculation unit 24bd calculate the position angle θ and the angular velocity ω, respectively, based on the following

formulas

2 and 3.

　位置角θは、位置推定誤差量と角速度ωの時間積分とを入力として計算され、角速度ωは、位置角θの時間微分として計算される。位置角θと角速度ωとは、いずれもフィードバック制御に基づいて位置推定誤差量をゼロに収束させるように算出される。 The position angle θ is calculated by inputting the amount of position estimation error and the time integral of the angular velocity ω, and the angular velocity ω is calculated as the time derivative of the position angle θ. Both the position angle θ and the angular velocity ω are calculated so that the amount of position estimation error converges to zero based on the feedback control.

　［１－１－４．誘起電圧駆動部の構成］
　ブラシレスモータ４０の回転により発生する誘起電圧が磁極位置に応じて変化する。そのため、誘起電圧駆動部２４ｃは、ブラシレスモータ４０の速度に比例する誘起電圧を、ブラシレスモータ４０への印加電圧と電流とより演算し、電圧誤差をゼロに収束させるように磁極位置を推定する。 [1-1-4. Configuration of induced voltage drive unit]
The induced voltage generated by the rotation of the brushless motor 40 changes according to the position of the magnetic pole. Therefore, the induced voltage drive unit 24c calculates the induced voltage proportional to the speed of the brushless motor 40 from the voltage applied to the brushless motor 40 and the current, and estimates the magnetic pole position so as to converge the voltage error to zero.

　図４は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０の誘起電圧駆動部２４ｃの詳細な構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the induced voltage drive unit 24c of the motor control device 10 according to the first embodiment.

　誘起電圧駆動部２４ｃは、ｕｖｗ→ｄｑ電流変換部２４ｃａと、位置推定εγ演算部２４ｃｂと、角速度ω演算部２４ｃｃと、位置角θ演算部２４ｃｄと、速度電流制御部２４ｃｅと、ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部２４ｃｆと、で構成される。ｕｖｗ→ｄｑ電流変換部２４ｃａは、電流検出部２１によって検出されるブラシレスモータ４０の三相電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を入力としてｄｑ電流値を出力する。位置推定εγ演算部２４ｃｂは、ｄｑ電流から磁極の位置推定を行い、位置推定値εγを出力する。角速度ω演算部２４ｃｃは、位置推定値εγから角速度ωを演算し、出力する。位置角θ演算部２４ｃｄは、位置推定値εγと角速度ωから位置角θを演算し、出力する。速度電流制御部２４ｃｅは、推定角速度（角速度ω）と速度指令値ω＊との偏差をフィードバックして、速度演算（ＰＩ制御）を行いモータの電流指令値を決定し、出力する。ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部２４ｃｆは、位置角θと電流指令値から電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）を演算し、制御回路２０へ出力する。 The induced voltage drive unit 24c includes an uvw → dq current conversion unit 24ca, a position estimation εγ calculation unit 24cc, an angular velocity ω calculation unit 24cc, a position angle θ calculation unit 24cd, a speed current control unit 24ce, and a dq → uvw voltage. It is composed of a conversion unit 24cf. The uvw → dq current conversion unit 24ca outputs the dq current value by inputting the three-phase current values (Iu, Iv, Iw) of the brushless motor 40 detected by the current detection unit 21. The position estimation εγ calculation unit 24cc estimates the position of the magnetic pole from the dq current and outputs the position estimation value εγ. The angular velocity ω calculation unit 24cc calculates and outputs the angular velocity ω from the position estimated value εγ. The position angle θ calculation unit 24cd calculates and outputs the position angle θ from the position estimation value εγ and the angular velocity ω. The speed / current control unit 24ce feeds back the deviation between the estimated angular velocity (angular velocity ω) and the speed command value ω *, performs speed calculation (PI control), determines the current command value of the motor, and outputs it. The dq → uvw voltage conversion unit 24cf calculates the voltage (Vu, Vv, Vw) from the position angle θ and the current command value, and outputs the voltage (Vu, Vv, Vw) to the control circuit 20.

　前述したインダクタンス駆動部２４ｂの場合と同様、ｄｑ←→ｕｖｗ変換及び速度フィードバック制御は一般的な方式である。そのため、ここではｕｖｗ→ｄｑ電流変換部２４ｃａ、速度電流制御部２４ｃｅ、ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部２４ｃｆについての説明は省略する。 Similar to the case of the inductance drive unit 24b described above, dq ← → uvw conversion and speed feedback control are general methods. Therefore, the description of the uvw → dq current conversion unit 24ca, the speed current control unit 24ce, and the dq → uvw voltage conversion unit 24cf will be omitted here.

　位置推定εγ演算部２４ｃｂは、下記の数式４に基づいて位置推定値εγの演算を行う。 The position estimation εγ calculation unit 24cc calculates the position estimation value εγ based on the following mathematical formula 4.

　数式４より、位置推定値εγは、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ、ｄ軸電圧Ｖｄ及び角速度ωを入力し、これにブラシレスモータ４０のｑ軸インダクタンスＬｑ、抵抗値Ｒａのパラメータを用いて算出される。 From Equation 4, for the position estimation value εγ, the d-axis current Id, the q-axis current Iq, the d-axis voltage Vd, and the angular velocity ω are input, and the parameters of the q-axis inductance Lq and the resistance value Ra of the brushless motor 40 are used for this. It is calculated.

　角速度ω演算部２４ｃｃ、位置角θ演算部２４ｃｄは下記の数式５及び数式６に基づいてそれぞれ角速度ω、位置角θの演算を行う。 The angular velocity ω calculation unit 24cc and the position angle θ calculation unit 24cd calculate the angular velocity ω and the position angle θ, respectively, based on the following formulas 5 and 6.

　角速度ω演算部２４ｃｃは、位置推定値εγがゼロに収束するようにＰＩ（比例積分）を用いて角速度ωの計算を行い、さらにωの時間積分の計算が行われることにより、推定位相（位置角θ）として出力がなされる。 The angular velocity ω calculation unit 24cc calculates the angular velocity ω using PI (proportional integration) so that the position estimation value εγ converges to zero, and further calculates the time integration of ω to obtain the estimated phase (position). The output is made as an angle θ).

　［１－１－５．駆動方式切り替え部の構成］
　図２に示すセンサレス推定部２４のブロック図中の駆動方式切り替え部２４ａは、ブラシレスモータ４０の回転数等に応じて、インダクタンス駆動部２４ｂと誘起電圧駆動部２４ｃの切り替えを行うものである。具体的には、駆動方式切り替え部２４ａは、モータ制御に必要な位置角θ、角速度ω、モータ電流／電圧及び角速度フィードバック制御パラメータをリアルタイムで引渡し、瞬時切り替えを実現している。 [1-1-5. Drive system switching unit configuration]
The drive method switching unit 24a in the block diagram of the sensorless estimation unit 24 shown in FIG. 2 switches between the inductance drive unit 24b and the induced voltage drive unit 24c according to the rotation speed of the brushless motor 40 and the like. Specifically, the drive system switching unit 24a passes the position angle θ, the angular velocity ω, the motor current / voltage, and the angular velocity feedback control parameters required for motor control in real time, and realizes instantaneous switching.

　［１－２．動作］
　以上のように構成されたモータ制御装置１０について、その動作を以下説明する。 [1-2. motion]
The operation of the motor control device 10 configured as described above will be described below.

　［１－２－１．モータ駆動制御の動作］
　図５は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０のモータ駆動制御処理の流れを示すフローチャートである。 [1-2-1. Operation of motor drive control]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the motor drive control process of the motor control device 10 according to the first embodiment.

　図５に示すように、モータ制御装置１０は、ステップＳ００１で、モータ駆動制御を開始する。モータ制御装置１０は、ステップＳ００２で、初期位相推定を行う。モータ制御装置１０は、ステップＳ００３で、極性判別を行い、判別結果に応じて、初期位相推定にて推定した位相を補正する。ステップＳ００２の初期位相推定及びステップＳ００３の極性判別について、詳細は後で記載する。 As shown in FIG. 5, the motor control device 10 starts motor drive control in step S001. The motor control device 10 performs initial phase estimation in step S002. The motor control device 10 performs polarity discrimination in step S003, and corrects the phase estimated by the initial phase estimation according to the discrimination result. Details of the initial phase estimation in step S002 and the polarity determination in step S003 will be described later.

　モータ制御装置１０は、ステップＳ００４で、インダクタンス駆動部２４ｂにてモータ起動制御を行い、ステップＳ００５で、ブラシレスモータ４０の回転数が一定以上であるかを判定する。モータ制御装置１０は、ブラシレスモータ４０の回転数が一定以上である場合に（ステップＳ００５：ＹＥＳ）、ステップＳ００６で、駆動方式の切り替えを行う。すなわち、駆動方式切り替え部２４ａが、インダクタンス駆動部２４ｂから誘起電圧駆動部２４ｃに切り替える。続いて、モータ制御装置１０は、ステップＳ００７で、誘起電圧駆動部２４ｃにてモータ定常回転制御を行い、ステップＳ００８でモータ減速制御を行い、ステップＳ００９で、モータ駆動制御を終了する。 The motor control device 10 performs motor start control by the inductance drive unit 24b in step S004, and determines in step S005 whether the rotation speed of the brushless motor 40 is equal to or higher than a certain level. When the rotation speed of the brushless motor 40 is equal to or higher than a certain level (step S005: YES), the motor control device 10 switches the drive system in step S006. That is, the drive method switching unit 24a switches from the inductance drive unit 24b to the induced voltage drive unit 24c. Subsequently, in step S007, the motor control device 10 performs motor steady rotation control by the induced voltage drive unit 24c, performs motor deceleration control in step S008, and ends motor drive control in step S009.

　［１－２－２．初期位相推定部の動作］
　図６Ａ～図６Ｃは、ロータ４１の初期位相推定についての課題を説明するための図である。なお、図６Ａ～図６Ｃでは、初期位相推定ｄ軸及び初期位相推定ｑ軸が実線で、実ｄ軸及び実ｑ軸が破線で示されている。 [1-2-2. Operation of initial phase estimator]
6A to 6C are diagrams for explaining a problem regarding the initial phase estimation of the rotor 41. In FIGS. 6A to 6C, the initial phase estimation d-axis and the initial phase estimation q-axis are indicated by solid lines, and the actual d-axis and the actual q-axis are indicated by broken lines.

　図６Ａでは、ブラシレスモータ４０の内部にマグネット４２を有するロータ４１とｄｑ軸とが正しい関係にある様子を示している。ｄ軸は、磁極方向であり、ｑ軸は、ｄ軸と直交する方向である。磁極のＮ極方向がｄ軸の正の方向、Ｓ極がｄ軸の負の方向である。 FIG. 6A shows how the rotor 41 having the magnet 42 inside the brushless motor 40 and the dq axis have a correct relationship. The d-axis is the magnetic pole direction, and the q-axis is the direction orthogonal to the d-axis. The north pole direction of the magnetic pole is the positive direction of the d-axis, and the south pole is the negative direction of the d-axis.

　初期位相推定部２２は、インダクタンス駆動部２４ｂにて、初期のロータ４１の位相を推定する。具体的には、１００ｍｓ間、モータ回転数及びモータ電流がともに指令値０の駆動期間を設け、初期のロータ４１の位相を推定する。 The initial phase estimation unit 22 estimates the phase of the initial rotor 41 by the inductance drive unit 24b. Specifically, a drive period in which both the motor rotation speed and the motor current have a command value of 0 is provided for 100 ms, and the phase of the initial rotor 41 is estimated.

　インダクタンス駆動部２４ｂは、ブラシレスモータ４０の凸極構造のロータ４１の特徴であるｄ軸、ｑ軸方向のインダクタンスＬの差（Ｌｄ≠Ｌｑ）を利用して位相を推定する。すなわち、インダクタンス駆動部２４ｂは、ロータ４１と水平方向（ｄ軸）または垂直方向（ｑ軸）の判別を行うが、図６Ｂに示すように、同じｄ軸でも、Ｎ極の向きかＳ極の向きか判別できない。さらに、図６Ｃに示すように、ロータ４１に対してｄｑ軸のインダクタンスＬは２θの周期性があり、実際のｄ軸に対して９０°または２７０°ずれたｑ軸方向に初期位相を誤って推定しまう課題が存在する。上記課題に対して、本開示の実施の形態１に係るモータ制御装置１０は、以下の極性判別部２３にて対策を行う。 The inductance drive unit 24b estimates the phase by using the difference (Ld ≠ Lq) of the inductance L in the d-axis and q-axis directions, which is a feature of the rotor 41 having a convex pole structure of the brushless motor 40. That is, the inductance drive unit 24b discriminates between the rotor 41 and the horizontal direction (d axis) or the vertical direction (q axis). I can't tell if it's oriented. Further, as shown in FIG. 6C, the inductance L of the dq axis with respect to the rotor 41 has a periodicity of 2θ, and the initial phase is erroneously set in the q-axis direction deviated by 90 ° or 270 ° from the actual d-axis. There is a problem to estimate. The motor control device 10 according to the first embodiment of the present disclosure takes measures against the above problems by the following polarity discriminating unit 23.

　［１－２－３．極性判別部の動作］
　図７は、一般的なブラシレスモータに使用されているロータコアである電磁鋼板の磁気飽和特性を示す図である。 [1-2-3. Operation of polarity discriminator]
FIG. 7 is a diagram showing magnetic saturation characteristics of an electromagnetic steel sheet, which is a rotor core used in a general brushless motor.

　図７に示すように、インダクタンスＬに関する電圧方程式ｖ＝Ｌ×（ｄｉ／ｄｔ）の関係式により、インダクタンスＬが大きい場合に電流の時間微分である（ｄｉ／ｄｔ）は小さく、単位時間の電流変化量ｉは小さくなる。また、インダクタンスＬが小さい場合に電流の時間微分である（ｄｉ／ｄｔ）は大きくなり、単位時間の電流変化量ｉは大きくなる。すなわち、インダクタンスＬが変動すると電流ｉも変動する。 As shown in FIG. 7, according to the relational expression of the voltage equation v = L × (di / dt) relating to the inductance L, the time derivative (di / dt) of the current is small when the inductance L is large, and the current per unit time. The amount of change i becomes smaller. Further, when the inductance L is small, the time derivative (di / dt) of the current becomes large, and the current change amount i in a unit time becomes large. That is, when the inductance L fluctuates, the current i also fluctuates.

　極性判別部２３は、磁気飽和によりインダクタンスＬが変動する特性を利用する。極性判別部２３は、例えば、初期位相推定部２２により初期位相推定を行った結果である推定ｄ軸の正の方向と負の方向に絶対値が同じ大きさの電圧＋Ｖｄ、－Ｖｄを同じ時間それぞれ重畳し、流れる電流の変化量の大きさ＋Ｉｄ１、－Ｉｄ２によって極性を判別する。 The polarity discriminating unit 23 utilizes the characteristic that the inductance L fluctuates due to magnetic saturation. For example, the polarity discriminating unit 23 applies voltages + Vd and −Vd having the same absolute value in the positive and negative directions of the estimated d-axis, which is the result of initial phase estimation by the initial phase estimation unit 22, for the same time. The polarities are discriminated by the magnitude of the amount of change in the flowing current + Id1 and -Id2, respectively.

　具体的には、初期位相推定ｄ軸の磁極の極性判別は、初期位相推定ｄ軸の正の方向に電圧＋Ｖｄを印加した時の電流変化量の絶対値｜＋Ｉｄ１｜と、初期位相推定ｄ軸の負の方向に電圧－Ｖｄを印加した時の電流変化量の絶対値｜－Ｉｄ２｜との比較で行う。すなわち、｜－Ｉｄ２｜＜｜＋Ｉｄ１｜であれば、推定磁極方向は正の方向（Ｎ極）であることを意味する。また、｜－Ｉｄ２｜＞｜＋Ｉｄ１｜であれば、推定磁極方向は逆方向（Ｓ極）であることを意味する。 Specifically, the polarity of the magnetic pole of the initial phase estimation d-axis is determined by the absolute value of the current change amount when a voltage + Vd is applied in the positive direction of the initial phase estimation d-axis | + Id1 | and the initial phase estimation d-axis. This is performed by comparison with the absolute value | -Id2 | of the amount of change in current when the voltage -Vd is applied in the negative direction of. That is, if | −Id2 | <| + Id1 |, it means that the estimated magnetic pole direction is the positive direction (N pole). Further, if | −Id2 |> | + Id1 |, it means that the estimated magnetic pole direction is the opposite direction (S pole).

　［１－２－４．極性判別の動作］
　図８は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０の極性判別処理の流れを示すフローチャートである。 [1-2-4. Polarity discrimination operation]
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the polarity discrimination process of the motor control device 10 according to the first embodiment.

　図８に示すように、極性判別部２３は、ステップＳ１０１で、極性判別処理を開始する。極性判別部２３は、ステップＳ１０２で、初期化処理を実施し、ステップＳ１０３で、初期位相推定ｄ軸の電流０時のＩｄオフセット計算を行う。つまり、極性判別部２３は、ｄ軸の正及び負の方向に電圧を重畳する後述するステップＳ１０４～Ｓ１０７の処理直前に、電流検出部２１により検出されたｄ軸電流Ｉｄをオフセット電流値として保存する。ｄ軸電流Ｉｄのオフセット計算及び後述するｑ軸電流Ｉｑのオフセット計算の詳細は後述するため（図１１参照）、以下の図８の説明では、オフセット電流値を考慮せずに説明する。 As shown in FIG. 8, the polarity discrimination unit 23 starts the polarity discrimination process in step S101. The polarity determination unit 23 performs initialization processing in step S102, and performs Id offset calculation when the current of the initial phase estimation d-axis is 0 in step S103. That is, the polarity determination unit 23 stores the d-axis current Id detected by the current detection unit 21 as an offset current value immediately before the processing of steps S104 to S107 described later in which the voltage is superimposed in the positive and negative directions of the d-axis. do. Since the details of the offset calculation of the d-axis current Id and the offset calculation of the q-axis current Iq described later will be described later (see FIG. 11), the following description of FIG. 8 will be described without considering the offset current value.

　極性判別部２３は、ステップＳ１０４で、初期位相推定ｄ軸の正の方向に電圧＋Ｖｄを一定時間重畳し、ステップＳ１０５で、初期位相推定ｄ軸の正の方向の電流値の変化量の絶対値｜＋Ｉｄ｜の電流振幅最大値を積算（Σ＋Ｉｄ）する。極性判別部２３は、ステップＳ１０６で、初期位相推定ｄ軸の負の方向に電圧－Ｖｄを一定時間重畳し、ステップＳ１０７で、初期位相推定ｄ軸の負の方向の電流値の変化量の絶対値｜－Ｉｄ｜の電流振幅最大値を積算（Σ－Ｉｄ）する。極性判別部２３は、このステップＳ１０４～Ｓ１０７の処理を３回繰り返す。なお、本実施の形態１では、ステップＳ１０４～Ｓ１０７の処理を３回繰り返すものとしたが、繰り返す回数はこれに限られず、例えば２回や４回であってもよい。このことは、後述するステップＳ１１５～Ｓ１１８の処理を繰り返す回数についても同様である。 In step S104, the polarity discriminating unit 23 superimposes voltage + Vd in the positive direction of the initial phase estimation d-axis for a certain period of time, and in step S105, the absolute value of the amount of change in the current value in the positive direction of the initial phase estimation d-axis. The maximum current amplitude value of | + Id | is integrated (Σ + Id). In step S106, the polarity discriminating unit 23 superimposes voltage −Vd in the negative direction of the initial phase estimation d-axis for a certain period of time, and in step S107, the absolute amount of change in the current value in the negative direction of the initial phase estimation d-axis is absolute. The maximum value of the current amplitude of the value | -Id | is integrated (Σ-Id). The polarity discriminating unit 23 repeats the processes of steps S104 to S107 three times. In the first embodiment, the processes of steps S104 to S107 are repeated three times, but the number of repetitions is not limited to this, and may be, for example, two or four times. This also applies to the number of times that the processes of steps S115 to S118, which will be described later, are repeated.

　次に、極性判別部２３は、ステップＳ１０８で、初期位相推定ｄ軸の正及び負の方向それぞれに電圧印加後の電流変化量の絶対値の電流振幅最大値の積算の比較を行い、比較結果に応じた処理を行う。具体的には、極性判別部２３は、Σ－Ｉｄ＞Σ＋Ｉｄであれば（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９の処理に進み、Σ－Ｉｄ≦Σ＋Ｉｄであれば（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理に進む。 Next, in step S108, the polarity discriminating unit 23 compares the integration of the maximum current amplitude of the absolute value of the amount of change in the current after applying the voltage in each of the positive and negative directions of the initial phase estimation d-axis, and the comparison result. Perform processing according to. Specifically, if Σ-Id> Σ + Id (step S108: YES), the polarity discriminating unit 23 proceeds to the process of step S109, and if Σ-Id ≦ Σ + Id (step S108: NO), step S110. Proceed to the process of.

　ステップＳ１０９では、実際のｄ軸が初期位相推定ｄ軸の方向と逆方向である可能性があるため、極性判別部２３は、初期位相推定時の位相の値に１８０°を加算し、位相情報の一時保管場所であるθｔｍｐＤに保存する。ステップＳ１１０では、初期位相推定ｄ軸の方向が正しい可能性があるため、極性判別部２３は、初期位相推定時の位相の値を位相情報の一時保管場所であるθｔｍｐＤに保存する。極性判別部２３は、以上のステップＳ１０１～Ｓ１１０の処理でｄ軸判定を行い、推定位相を補正する。 In step S109, since the actual d-axis may be in the direction opposite to the direction of the initial phase estimation d-axis, the polarity determination unit 23 adds 180 ° to the phase value at the time of initial phase estimation, and the phase information. It is stored in θtpD, which is a temporary storage location for. In step S110, since the direction of the initial phase estimation d-axis may be correct, the polarity determination unit 23 stores the phase value at the time of initial phase estimation in θtpD, which is a temporary storage place for phase information. The polarity determination unit 23 performs d-axis determination in the above processes of steps S101 to S110, and corrects the estimated phase.

　次に、極性判別部２３は、初期位相推定ｄ軸でのｄ軸判定の確度の確認を行う。 Next, the polarity determination unit 23 confirms the accuracy of the d-axis determination on the initial phase estimation d-axis.

　極性判別部２３は、ステップＳ１１１で、ステップＳ１０４～Ｓ１０７で行った初期位相推定ｄ軸の正及び負の方向それぞれに電圧印加後の電流変化量の絶対値の電流振幅最大値の積算の差分の絶対値ΔΣＩｄ＝｜Σ＋Ｉｄ－Σ－Ｉｄ｜を計算する。極性判別部２３は、ステップＳ１１２で、この差分の絶対値ΔΣＩｄが既定の基準値Ｉｄｔｈより大きいか否かを確認する。極性判別部２３は、ΔΣＩｄ＞Ｉｄｔｈ（例えば、１Ａ）であれば（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３の処理に進み、ΔΣＩｄ≦Ｉｄｔｈであれば（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１４の処理に進む。ステップＳ１１３では、極性判別部２３は、位相情報の一時保管場所であるθｔｍｐＤに保存した値が正しいとし、同値を推定位相に保存し、ステップＳ１２６で極性判別処理を終了する。 The polarity discriminating unit 23 is the difference between the integration of the maximum current amplitude of the absolute value of the amount of change in the current after applying the voltage in each of the positive and negative directions of the initial phase estimation d-axis performed in steps S104 to S107 in step S111. The absolute value ΔΣId = | Σ + Id-Σ-Id | is calculated. In step S112, the polarity determination unit 23 confirms whether or not the absolute value ΔΣId of this difference is larger than the default reference value Idth. If ΔΣId> Idth (for example, 1A) (step S112: YES), the polarity determination unit 23 proceeds to the process of step S113, and if ΔΣId ≦ Idth (step S112: NO), proceeds to the process of step S114. .. In step S113, the polarity determination unit 23 assumes that the value stored in θtpD, which is a temporary storage location for phase information, is correct, stores the same value in the estimated phase, and ends the polarity determination process in step S126.

　一方、ステップＳ１１４の処理に進んできた場合は、初期位相推定ｄ軸が＋９０°または＋２７０°誤っている可能性がある。この方向は、初期位相推定のｑ軸方向であるため、極性判別部２３は、ｑ軸方向にて再度判定を実施する。極性判別部２３は、ステップＳ１１４で、初期位相推定ｑ軸の電流０時のＩｑオフセット計算を行う。 On the other hand, if the process proceeds to step S114, the initial phase estimation d-axis may be incorrect by + 90 ° or + 270 °. Since this direction is the q-axis direction of the initial phase estimation, the polarity determination unit 23 performs the determination again in the q-axis direction. In step S114, the polarity determination unit 23 calculates the IQ offset when the current of the initial phase estimation q axis is 0.

　極性判別部２３は、ステップＳ１１５で、初期位相推定ｑ軸の正の方向に電圧＋Ｖｑを一定時間重畳し、ステップＳ１１６で、初期位相推定ｑ軸の正の方向の電流値の変化量の絶対値｜＋Ｉｑ｜の電流振幅最大値を積算（Σ＋Ｉｑ）する。極性判別部２３は、ステップＳ１１７で、初期位相推定ｑ軸の負の方向に電圧－Ｖｑを一定時間重畳し、ステップＳ１１８で、初期位相推定ｑ軸の負の方向の電流値の変化量の絶対値｜－Ｉｑ｜の電流振幅最大値を積算（Σ－Ｉｑ）する。極性判別部２３は、このステップＳ１１５～Ｓ１１８の処理を３回繰り返す。 In step S115, the polarity discriminating unit 23 superimposes voltage + Vq in the positive direction of the initial phase estimation q-axis for a certain period of time, and in step S116, the absolute value of the amount of change in the current value in the positive direction of the initial phase estimation q-axis. The maximum value of the current amplitude of | + Iq | is integrated (Σ + Iq). In step S117, the polarity discriminating unit 23 superimposes the voltage −Vq in the negative direction of the initial phase estimation q-axis for a certain period of time, and in step S118, the absolute amount of change in the current value in the negative direction of the initial phase estimation q-axis. The maximum value of the current amplitude of the value | -Iq | is integrated (Σ-Iq). The polarity discriminating unit 23 repeats the processes of steps S115 to S118 three times.

　次に、極性判別部２３は、ステップＳ１１９で、初期位相推定ｑ軸の正及び負の方向それぞれに電圧印加後の電流変化量の絶対値の電流振幅最大値の積算の比較を行い、比較結果に応じた処理を行う。具体的には、極性判別部２３は、Σ－Ｉｑ＞Σ＋Ｉｑであれば（ステップＳ１１９：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０の処理に進み、Σ－Ｉｑ≦Σ＋Ｉｑであれば（ステップＳ１１９：ＮＯ）ステップＳ１２１の処理に進む。 Next, in step S119, the polarity discriminating unit 23 compares the integration of the maximum current amplitude of the absolute value of the amount of change in the current after applying the voltage in each of the positive and negative directions of the initial phase estimation q-axis, and the comparison result. Perform processing according to. Specifically, if the polarity determination unit 23 is Σ-Iq> Σ + Iq (step S119: YES), the process proceeds to step S120, and if Σ-Iq ≦ Σ + Iq (step S119: NO), step S121. Proceed to processing.

　ステップＳ１２０では、実際のｄ軸の正の方向が初期位相推定ｑ軸の負の方向の可能性があるため、極性判別部２３は、初期位相推定時の位相の値に２７０°を加算し、位相情報の一時保管場所であるθｔｍｐＱに保存する。一方、ステップＳ１２１では、実際のｄ軸の正の方向が初期位相推定ｑ軸の正の方向である可能性があるため、極性判別部２３は、初期位相推定時の位相の値に９０°を加算し、位置情報の一時保管場所であるθｔｍｐＱに保存する。 In step S120, since the actual positive direction of the d-axis may be the negative direction of the initial phase estimation q-axis, the polarity determination unit 23 adds 270 ° to the phase value at the time of initial phase estimation. It is stored in θtpQ, which is a temporary storage location for phase information. On the other hand, in step S121, since the actual positive direction of the d-axis may be the positive direction of the initial phase estimation q-axis, the polarity determination unit 23 sets 90 ° as the phase value at the time of initial phase estimation. Add and save in θtpQ, which is a temporary storage location for location information.

　以上のように、極性判別部２３は、ステップＳ１１４～Ｓ１２１の処理で、ｑ軸判定を行い、推定位相を補正する。 As described above, the polarity determination unit 23 performs the q-axis determination in the processes of steps S114 to S121 and corrects the estimated phase.

　続いて、極性判別部２３は、ステップＳ１２２で、ステップＳ１１５～Ｓ１１８で行った初期位相推定ｑ軸の正及び負の方向それぞれに電圧印加後の電流変化量の絶対値の電流最大振幅の積算の差分の絶対値ΔΣＩｑ＝｜Σ＋Ｉｑ－Σ－Ｉｑ｜を計算する。極性判別部２３は、ステップＳ１２３で、ｄ軸方向で求めた差分の絶対値ΔΣＩｄとｑ軸方向で求めた差分の絶対値ΔΣＩｑとの比較を行い、比較結果に応じた処理を行う。具体的には、極性判別部２３は、ΔΣＩｄ≧ΔΣＩｑであれば（ステップＳ１２３：ＹＥＳ）、ステップＳ１２４の処理に進み、ΔΣＩｄ＜ΔΣＩｑであれば（ステップＳ１２３：ＮＯ）、ステップＳ１２５の処理に進む。 Subsequently, the polarity discriminating unit 23 integrates the current maximum amplitude of the absolute value of the amount of change in the current after applying the voltage in each of the positive and negative directions of the initial phase estimation q-axis performed in steps S115 to S118 in step S122. The absolute value of the difference ΔΣIq = | Σ + Iq-Σ-Iq | is calculated. In step S123, the polarity determination unit 23 compares the absolute value ΔΣId of the difference obtained in the d-axis direction with the absolute value ΔΣIq of the difference obtained in the q-axis direction, and performs processing according to the comparison result. Specifically, if ΔΣId ≧ ΔΣIq (step S123: YES), the polarity discriminating unit 23 proceeds to the process of step S124, and if ΔΣId <ΔΣIq (step S123: NO), proceeds to the process of step S125. ..

　極性判別部２３は、ステップＳ１２４では、位相情報の一時保管場所θｔｍｐＤの値が正しいとして、同値を推定位相に保存し、ステップＳ１２５では、位相情報の一時保管場所θｔｍｐＱの値が正しいとして、同値を推定位相に保存する。極性判別部２３は、最後に、ステップＳ１２６で極性判別処理を終了する。 In step S124, the polarity determination unit 23 stores the same value in the estimated phase assuming that the value of the temporary storage location θtmpD of the phase information is correct, and in step S125, assuming that the value of the temporary storage location θtmmpQ of the phase information is correct, the same value is set. Save to the estimated phase. Finally, the polarity determination unit 23 ends the polarity determination process in step S126.

　［１－２－５．極性判別　ｄ軸判定］
　図９は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０のｄ軸判定時の印加電圧と電流との一例を示す図である。 [1-2-5. Polarity judgment d-axis judgment]
FIG. 9 is a diagram showing an example of the applied voltage and current at the time of d-axis determination of the motor control device 10 in the first embodiment.

　以下、図９に示す例を用いて、図８に示す極性判別処理のフローチャート内のステップＳ１０４～Ｓ１０７の電圧の重畳及び電流振幅最大値の積算を具体的に説明する。なお、この図９の例では、保存された＋Ｉｄと－Ｉｄとの差分は基準値Ｉｄｔｈ（例えば、１Ａ）より大きいものとする。まず、初期位相推定ｄ軸の正の方向に＋Ｖｄの電圧が重畳されて、そのときの＋Ｉｄの電流振幅最大値が保存される。次に、初期位相推定ｄ軸の負の方向に－Ｖｄの電圧が重畳されて、そのときの－Ｉｄの電流振幅最大値が保存される。保存された＋Ｉｄと－Ｉｄが、｜－Ｉｄ｜＜｜＋Ｉｄ｜の関係にあるなら、極性判別直前の初期位相判別で推定された推定位相が以降のモータ駆動制御で用いられる。｜－Ｉｄ｜＞｜＋Ｉｄ｜の関係にあるなら、極性判別直前の初期位相判別で推定された推定位相に１８０°加算した推定位相が以降のモータ駆動制御で用いられる。図９の例では、極性判別直前の初期位相判別で推定した推定位相がそのまま推定位相となる。 Hereinafter, using the example shown in FIG. 9, the superimposition of the voltage and the integration of the maximum value of the current amplitude in steps S104 to S107 in the flowchart of the polarity discrimination process shown in FIG. 8 will be specifically described. In the example of FIG. 9, the difference between the stored + Id and −Id is larger than the reference value Idth (for example, 1A). First, a voltage of + Vd is superimposed in the positive direction of the initial phase estimation d-axis, and the maximum value of the current amplitude of + Id at that time is stored. Next, the voltage of −Vd is superimposed in the negative direction of the initial phase estimation d-axis, and the maximum value of the current amplitude of −Id at that time is stored. If the stored + Id and -Id have a | -Id | <| + Id | relationship, the estimated phase estimated by the initial phase discrimination immediately before the polarity discrimination is used in the subsequent motor drive control. If the relationship is | -Id |> | + Id |, the estimated phase obtained by adding 180 ° to the estimated phase estimated in the initial phase discrimination immediately before the polarity discrimination is used in the subsequent motor drive control. In the example of FIG. 9, the estimated phase estimated by the initial phase discrimination immediately before the polarity discrimination becomes the estimated phase as it is.

　これにより、モータ制御装置１０は、初期位相推定したｄ軸の方向が１８０°誤っていた場合でも、正しいＮ極Ｓ極の向きに補正することができる。 As a result, the motor control device 10 can correct the direction of the N pole and the S pole even if the direction of the d-axis whose initial phase is estimated is incorrect by 180 °.

　［１－２－６．極性判別　ｄ軸、ｑ軸判定］
　図１０は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０のｄ軸及びｑ軸判定時の印加電圧と電流との一例を示す図である。 [1-2-6. Polarity discrimination d-axis, q-axis judgment]
FIG. 10 is a diagram showing an example of the applied voltage and current at the time of determining the d-axis and the q-axis of the motor control device 10 in the first embodiment.

　以下、図１０に示す例を用いて、図8に示す極性判別処理のフローチャート内のステップＳ１０４～Ｓ１０７、ステップＳ１１５～Ｓ１１８の電圧の重畳及び電流振幅最大値の積算を具体的に説明する。図９のｄ軸判定と同様に、まず、初期位相推定ｄ軸の正の方向に＋Ｖｄの電圧が重畳されて、そのときの＋Ｉｄの電流振幅最大値が保存される。 Hereinafter, using the example shown in FIG. 10, the voltage superposition and the integration of the current amplitude maximum values in steps S104 to S107 and steps S115 to S118 in the flow chart of the polarity discrimination process shown in FIG. 8 will be specifically described. Similar to the d-axis determination in FIG. 9, first, the voltage of + Vd is superimposed in the positive direction of the initial phase estimation d-axis, and the maximum value of the current amplitude of + Id at that time is stored.

　次に、初期位相推定ｄ軸の負の方向に－Ｖｄの電圧が重畳されて、そのときの－Ｉｄの電流振幅最大値が保存される。保存された＋Ｉｄと－Ｉｄとの差（｜｜＋Ｉｄ｜－｜－Ｉｄ｜｜）が基準値Ｉｄｔｈより小さい、すなわち｜－Ｉｄ｜≒｜＋Ｉｄ｜の関係にあるなら、初期位相推定にて推定されたｄ軸が実ｄ軸に対して、９０°または２７０°ずれている可能性がある。そのため、ｑ軸方向にも電圧が重畳され、極性判別が行われる。上記のｄ軸と同様に、まず、初期位相推定ｑ軸の正の方向に＋Ｖｑの電圧が重畳されて、そのときの＋Ｉｑの電流振幅最大値が保存される。 Next, the voltage of -Vd is superimposed in the negative direction of the initial phase estimation d-axis, and the maximum value of the current amplitude of -Id at that time is stored. If the difference between the stored + Id and -Id (|| + Id |-|-Id ||) is smaller than the reference value Idth, that is, in the relationship of | -Id | ≈ | + Id |, it is estimated by the initial phase estimation. There is a possibility that the d-axis is deviated by 90 ° or 270 ° with respect to the actual d-axis. Therefore, the voltage is superimposed also in the q-axis direction, and the polarity is determined. Similar to the above d-axis, first, a voltage of + Vq is superimposed in the positive direction of the initial phase estimation q-axis, and the maximum value of the current amplitude of + Iq at that time is stored.

　次に、初期位相推定ｑ軸の負の方向に－Ｖｑの電圧が重畳されて、そのときの－Ｉｑの電流振幅最大値が保存される。保存された＋Ｉｑと－Ｉｑが｜－Ｉｑ｜＜｜＋Ｉｑ｜の関係にあるなら、極性判別直前の初期位相判別で推定された推定位相に９０°が加算される。｜－Ｉｑ｜＞｜＋Ｉｑ｜の関係にあるなら、極性判別直前の初期位相判別で推定された推定位相に２７０°が加算される。図１０の例では、｜－Ｉｑ｜＜｜＋Ｉｑ｜の関係にあり、かつ＋Ｉｄと－Ｉｄとの差より、＋Ｉｑと－Ｉｑとの差の方が大きいため、極性判別直前の初期位相判別で推定した推定位相に９０°が加算されることになる。 Next, the voltage of -Vq is superimposed in the negative direction of the initial phase estimation q-axis, and the maximum value of the current amplitude of -Iq at that time is stored. If the stored + Iq and -Iq have a | -Iq | <| + Iq | relationship, 90 ° is added to the estimated phase estimated by the initial phase discrimination immediately before the polarity discrimination. If the relationship is | -Iq |> | + Iq |, 270 ° is added to the estimated phase estimated by the initial phase discrimination immediately before the polarity discrimination. In the example of FIG. 10, since the relationship is | -Iq | <| + Iq | and the difference between + Iq and -Iq is larger than the difference between + Id and -Id, the initial phase discrimination immediately before the polarity discrimination is performed. 90 ° will be added to the estimated estimated phase.

　これにより、モータ制御装置１０は、初期位相推定したｄ軸の方向が９０°または２７０°誤っていた場合でも、正しいＮ極Ｓ極の向きに補正することができる。 As a result, the motor control device 10 can correct the direction of the N pole and the S pole even if the direction of the d-axis whose initial phase is estimated is incorrect by 90 ° or 270 °.

　［１－２－７．極性判別　オフセット補正］
　図１１は、実施の形態１におけるモータ制御装置１０の極性判別時におけるオフセット補正時の印加電圧と電流とを説明するための図である。 [1-2-7. Polarity discrimination offset correction]
FIG. 11 is a diagram for explaining an applied voltage and a current at the time of offset correction at the time of determining the polarity of the motor control device 10 according to the first embodiment.

　以下、図８のステップＳ１０３のＩｄオフセット計算及びステップＳ１１４のＩｑオフセット計算の内容を説明する。極性判別部２３は、図９、図１０のｄ軸またはｑ軸方向電圧重畳前の電流の一定期間の平均値をオフセット電流値として、保存する。図８のステップＳ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１１６、Ｓ１１８の処理では、極性判別部２３は、電流振幅最大値を検出したのちに、保存したオフセット電流値を差し引いたものを最終の電流振幅最大値とする。つまり、ｄ軸について、オフセット電流値を＋Ｉｄ０とし、測定した電流振幅最大値＋Ｉｄ‘とすると、極性判別で求めたい＋Ｉｄは、＋Ｉｄ＝＋Ｉｄ’－Ｉｄ０として、算出できる（図１１参照）。これは、Ｉｄの正負、Ｉｄ、Ｉｑに関わらず、同様の演算ができる。 Hereinafter, the contents of the Id offset calculation in step S103 and the IQ offset calculation in step S114 in FIG. 8 will be described. The polarity discriminating unit 23 stores the average value of the currents before the d-axis or q-axis direction voltage superposition in FIGS. 9 and 10 for a certain period as the offset current value. In the processing of steps S105, S107, S116, and S118 of FIG. 8, the polarity discriminating unit 23 detects the maximum current amplitude value and then subtracts the stored offset current value as the final maximum current amplitude value. That is, assuming that the offset current value is + Id0 and the measured current amplitude maximum value + Id'for the d-axis, + Id to be obtained by polarity discrimination can be calculated as + Id = + Id'-Id0 (see FIG. 11). The same operation can be performed regardless of whether Id is positive or negative, Id, or Iq.

　これより、モータ制御装置１０は、初期電流をオフセット電流値とし、補正することで、電流値が０に収束していない場合でも、極性判別への影響を抑えることができる。そのため、モータ制御装置１０は、より精度よく判別することができる。 From this, the motor control device 10 can suppress the influence on the polarity discrimination even when the current value does not converge to 0 by using the initial current as the offset current value and correcting it. Therefore, the motor control device 10 can make a more accurate determination.

　［１－３．効果等］
　以上のように、本実施の形態１において、モータ制御装置１０は、インバータ回路１３により駆動される凸極構造のロータ４１を有するブラシレスモータ４０を制御する。モータ制御装置１０は、インバータ回路１３と、電流検出部２１と、初期位相推定部２２と、極性判別部２３と、を備える。電流検出部２１は、ブラシレスモータ４０の電流を検出する。初期位相推定部２２は、電流検出部２１により検出された電流に基づき、ブラシレスモータ４０の初期位相を推定する。極性判別部２３は、電流検出部２１により検出された電流に基づき、ブラシレスモータ４０の磁極の極性を判別する。極性判別部２３は、初期位相推定部２２により推定された初期位相に対して、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部２１により検出されたｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向の電流振幅差に基づいて、ブラシレスモータ４０の磁極の極性を判別し、初期位相を補正する。 [1-3. Effect, etc.]
As described above, in the first embodiment, the motor control device 10 controls the brushless motor 40 having the rotor 41 having the convex pole structure driven by the inverter circuit 13. The motor control device 10 includes an inverter circuit 13, a current detection unit 21, an initial phase estimation unit 22, and a polarity determination unit 23. The current detection unit 21 detects the current of the brushless motor 40. The initial phase estimation unit 22 estimates the initial phase of the brushless motor 40 based on the current detected by the current detection unit 21. The polarity determination unit 23 determines the polarity of the magnetic pole of the brushless motor 40 based on the current detected by the current detection unit 21. The polarity discriminating unit 23 superimposes a voltage on the initial phase estimated by the initial phase estimation unit 22 in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis, respectively, and the d-axis and the current detection unit 21 detect the voltage. The polarity of the magnetic pole of the brushless motor 40 is determined based on the difference in current amplitude in the positive and negative directions of each of the q-axis, and the initial phase is corrected.

　これにより、モータ制御装置１０は、初期位相推定時に本来のｄ軸方向とは誤ってｑ軸方向に推定してしまった場合でも、極性判別時に正しい磁極方向を判別することができる。すなわち、モータ制御装置１０は、初期推定したｄ軸の方向が正しい方向に対して９０°または２７０°誤っていた場合にも正しく磁極検出を行うことができる。そのため、モータ制御装置１０は、ブラシレスモータ４０の起動時に逆転や脱調等の動作がなくスムーズな起動及び加速を行うことができる。 As a result, the motor control device 10 can determine the correct magnetic pole direction at the time of polarity determination even if the motor control device 10 mistakenly estimates in the q-axis direction from the original d-axis direction at the time of initial phase estimation. That is, the motor control device 10 can correctly detect the magnetic pole even when the initially estimated direction of the d-axis is incorrect by 90 ° or 270 ° with respect to the correct direction. Therefore, the motor control device 10 can smoothly start and accelerate without any operation such as reversal or step-out when the brushless motor 40 is started.

　本実施の形態１のように、モータ制御装置１０の極性判別部２３は、ｄ軸の正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部２１より検出されたｄ軸の正及び負の方向の電流振幅差の絶対値が基準値Ｉｄｔｈより大きい場合には、ブラシレスモータ４０の極性判別を終了する。また、極性判別部２３は、ｄ軸の正及び負の方向の電流振幅差の絶対値が基準値Ｉｄｔｈより小さい場合には、以下を行う。すなわち、極性判別部２３は、ｑ軸の正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部２１より検出されたｑ軸の正及び負の方向の電流振幅差と、ｄ軸の正及び負の方向の電流振幅差とに基づいて、ブラシレスモータ４０の磁極の極性を判別し、初期位相を補正する。 As in the first embodiment, the polarity determination unit 23 of the motor control device 10 superimposes a voltage in the positive and negative directions of the d-axis, and the positive and negative directions of the d-axis detected by the current detection unit 21. When the absolute value of the current amplitude difference is larger than the reference value Idth, the polarity determination of the brushless motor 40 is terminated. Further, the polarity discriminating unit 23 performs the following when the absolute value of the current amplitude difference in the positive and negative directions of the d-axis is smaller than the reference value Idth. That is, the polarity discriminating unit 23 superimposes the voltage in the positive and negative directions of the q-axis, and the current amplitude difference in the positive and negative directions of the q-axis detected by the current detecting unit 21 and the positive and negative of the d-axis. Based on the current amplitude difference in the direction of, the polarity of the magnetic pole of the brushless motor 40 is determined, and the initial phase is corrected.

　これにより、モータ制御装置１０は、初期位相推定時に本来のｄ軸方向とは誤ってｑ軸方向に推定してしまった場合でも極性判別時に正しい磁極方向を判別することができる。すなわち、モータ制御装置１０は、初期推定したｄ軸の方向が正しい方向に対して９０°または２７０°誤っていた場合にも正しく磁極検出を行うことができる。そのため、モータ制御装置１０は、ブラシレスモータ４０の起動時に逆転や脱調等の動作がなくスムーズな起動及び加速を行うことができる。 As a result, the motor control device 10 can determine the correct magnetic pole direction at the time of polarity determination even if the motor control device 10 mistakenly estimates in the q-axis direction from the original d-axis direction at the time of initial phase estimation. That is, the motor control device 10 can correctly detect the magnetic pole even when the initially estimated direction of the d-axis is incorrect by 90 ° or 270 ° with respect to the correct direction. Therefore, the motor control device 10 can smoothly start and accelerate without any operation such as reversal or step-out when the brushless motor 40 is started.

　本実施の形態１のように、モータ制御装置１０の極性判別部２３は、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳する直前に、電流検出部２１により検出された電流をオフセット電流値とする。極性判別部２３は、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳して電流検出部２１により検出されたｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向の電流振幅最大値からオフセット電流値を差し引いた値に基づいて、ブラシレスモータ４０の磁極の極性を判別し、初期位相を補正する。 As in the first embodiment, the polarity discriminating unit 23 of the motor control device 10 detects the current detected by the current detecting unit 21 immediately before superimposing the voltage in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis, respectively. The offset current value. The polarity discriminating unit 23 superimposes a voltage in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis, respectively, and from the maximum value of the current amplitude in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis detected by the current detection unit 21. Based on the value obtained by subtracting the offset current value, the polarity of the magnetic pole of the brushless motor 40 is determined, and the initial phase is corrected.

　これにより、モータ制御装置１０は、より正確に、極性判別時に正しい磁極方向を判別することができる。そのため、より一層、モータ起動時に逆転や脱調等の動作がなくスムーズな起動及び加速を行うことができる。 Thereby, the motor control device 10 can more accurately determine the correct magnetic pole direction at the time of polarity determination. Therefore, even more smoothly, smooth starting and acceleration can be performed without operations such as reversal and step-out when the motor is started.

　（実施の形態２）
　以下、図１２を用いて、実施の形態２におけるモータ制御装置を説明する。 (Embodiment 2)
Hereinafter, the motor control device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

　［２－１．動作］
　［２－１－１．指令電流値の制御］
　実施の形態２におけるモータ制御装置の極性判別部は、極性を判別する間、指令電流値（±Ｉｄ、±Ｉｑ）が、０Ａになるように制御するようにした点で、実施の形態１におけるモータ制御装置１０の極性判別部２３と異なる。 [2-1. motion]
[2-1-1. Control of command current value]
In the first embodiment, the polarity discriminating unit of the motor control device according to the second embodiment controls so that the command current value (± Id, ± Iq) becomes 0A while discriminating the polarity. It is different from the polarity discriminating unit 23 of the motor control device 10.

　図１２は、実施の形態２におけるモータ制御装置において電流制御を行った場合の極性判別の概略を説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining the outline of polarity discrimination when current control is performed in the motor control device according to the second embodiment.

　図１２は、極性判別において、電流制御を行った場合と行わなかった場合とのＩｄ電流の挙動の相違を示している。なお、図１２では、電流制御を行った場合のＩｄ電流が実線で、電流制御を行わなかった場合のＩｄ電流が点線で示されている。 FIG. 12 shows the difference in the behavior of the Id current between the case where the current control is performed and the case where the current control is not performed in the polarity discrimination. In FIG. 12, the Id current when the current control is performed is shown by a solid line, and the Id current when the current control is not performed is shown by a dotted line.

　図１２に示すように、電流制御を行った場合の電流挙動によると、電流制御を行った場合には、電流応答が速くなるため、Ｉｄ電流値がより早く０Ａに収束していることが分かる。 As shown in FIG. 12, according to the current behavior when the current control is performed, it can be seen that the Id current value converges to 0A earlier because the current response becomes faster when the current control is performed. ..

　［２－２．効果等］
　以上のように、本実施の形態２におけるモータ制御装置の極性判別部は、ブラシレスモータ４０の磁極の極性を判別している間、ブラシレスモータ４０に流れる電流が０になるように制御する。 [2-2. Effect, etc.]
As described above, the polarity discriminating unit of the motor control device according to the second embodiment controls so that the current flowing through the brushless motor 40 becomes 0 while discriminating the polarity of the magnetic poles of the brushless motor 40.

　これにより、本実施の形態２におけるモータ制御装置は、電圧を重畳する間隔を短くすることが可能となる。そのため、本実施の形態２におけるモータ制御装置は、より短期間で極性を判別することができる。 This makes it possible for the motor control device according to the second embodiment to shorten the interval at which the voltage is superimposed. Therefore, the motor control device according to the second embodiment can determine the polarity in a shorter period of time.

　（他の実施の形態）
　以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態１及び２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１及び２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。 (Other embodiments)
As described above,

Embodiments

1 and 2 have been described as examples of the techniques in the present disclosure. However, the technique in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. have been made. It is also possible to combine the components described in the first and second embodiments to form a new embodiment.

　そこで、以下、他の実施の形態を例示する。 Therefore, other embodiments will be exemplified below.

　本開示におけるモータ制御装置並びに凸極構造のブラシレスモータを、洗濯機あるいは洗濯乾燥機に搭載することができる。例えば、ドラム式洗濯機のドラムの駆動用のブラシレスモータ及びモータ制御装置として、本凸極構造のブラシレスモータ及び本開示におけるモータ制御装置を用いた場合、停止しているドラムを逆転や起動失敗することなく、スムーズに起動し回転数を上げることができる。これにより、本開示は、洗浄率の向上や運転時間の短縮に寄与することができ、高性能の洗濯機を提供することができる。 The motor control device and the brushless motor having a convex pole structure in the present disclosure can be mounted on a washing machine or a washer / dryer. For example, when a brushless motor having a convex electrode structure and a motor control device in the present disclosure are used as a brushless motor and a motor control device for driving a drum of a drum type washing machine, the stopped drum is reversed or fails to start. It can be started smoothly and the number of rotations can be increased without any problem. Thereby, the present disclosure can contribute to the improvement of the washing rate and the shortening of the operation time, and can provide a high-performance washing machine.

　また、実施の形態１のモータ制御装置１０及び実施の形態２のモータ制御装置（以下、「実施の形態のモータ制御装置」ともいう）は、ブラシレスモータ４０を含まない構成とした。しかしながら、実施の形態のモータ制御装置の構成は、本開示におけるモータ制御装置の構成の一例であり、本開示におけるモータ制御装置は、実施の形態のモータ制御装置の構成に限定されない。すなわち、本開示におけるモータ制御装置は、本開示におけるインバータ回路により駆動される凸極構造のロータを有するブラシレスモータを含む構成であってもよい。 Further, the motor control device 10 of the first embodiment and the motor control device of the second embodiment (hereinafter, also referred to as "motor control device of the embodiment") are configured not to include the brushless motor 40. However, the configuration of the motor control device of the embodiment is an example of the configuration of the motor control device in the present disclosure, and the motor control device in the present disclosure is not limited to the configuration of the motor control device of the embodiment. That is, the motor control device in the present disclosure may include a brushless motor having a rotor having a convex pole structure driven by the inverter circuit in the present disclosure.

　本開示は、凸極構造のロータを有するブラシレスモータ（永久磁石同期電動機）の回転をセンサレス制御するモータ制御装置、及びこのモータ制御装置を搭載した洗濯機または洗濯乾燥機に適用可能である。具体的には、例えば、縦型洗濯機、ドラム式洗濯機、ドラム式洗濯乾燥機などに、本開示は適用可能である。 The present disclosure is applicable to a motor control device that sensorlessly controls the rotation of a brushless motor (permanent magnet synchronous motor) having a rotor having a convex pole structure, and a washing machine or a washing / drying machine equipped with this motor control device. Specifically, the present disclosure is applicable to, for example, a vertical washing machine, a drum-type washing machine, a drum-type washer-dryer, and the like.

　１０　モータ制御装置
　１１　整流回路
　１２　平滑コンデンサ
　１３　インバータ回路
　１４ａ　スイッチング素子
　１４ｂ　スイッチング素子
　１４ｃ　スイッチング素子
　１４ｄ　スイッチング素子
　１４ｅ　スイッチング素子
　１４ｆ　スイッチング素子
　１５ａ　抵抗
　１５ｂ　抵抗
　１５ｃ　抵抗
　２０　制御回路
　２１　電流検出部
　２２　初期位相推定部
　２３　極性判別部
　２４　センサレス推定部
　２４ａ　駆動方式切り替え部
　２４ｂ　インダクタンス駆動部
　２４ｂａ　ｕｖｗ→ｄｑ電流変換部
　２４ｂｂ　位置推定φ演算部
　２４ｂｃ　高周波電流制御部
　２４ｂｄ　角速度ω演算部
　２４ｂｅ　位置角θ演算部
　２４ｂｆ　速度電流制御部
　２４ｂｇ　ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部
　２４ｃ　誘起電圧駆動部
　２４ｃａ　ｕｖｗ→ｄｑ電流変換部
　２４ｃｂ　位置推定εγ演算部
　２４ｃｃ　角速度ω演算部
　２４ｃｄ　位置角θ演算部
　２４ｃｅ　速度電流制御部
　２４ｃｆ　ｄｑ→ｕｖｗ電圧変換部
　３０　交流電源
　４０　ブラシレスモータ
　４１　ロータ
　４２　マグネット 10 Motor control device 11 Rectifier circuit 12 Smoothing capacitor 13 Inductance circuit

14a Switching element

14b Switching element

14c Switching element

14d Switching element

14e Switching element

14f Switching element 15a Resistance 15b Resistance 15c Resistance 20 Control circuit 21 Current detection unit 22 Initial phase estimation unit 23 Polarity discrimination unit 24 Sensorless estimation unit 24a Drive method switching unit 24b Inductance drive unit 24ba uvw → dq Current conversion unit 24bb Position estimation φ calculation unit 24bc High frequency current control unit 24bd Angle speed ω calculation unit 24be Position angle θ calculation unit 24bf Speed current control unit 24bb dq → uvw voltage conversion unit 24c induced voltage drive unit 24ca uvw → dq current conversion unit 24cc position estimation εγ calculation unit 24cc angular speed ω calculation unit 24cd position angle θ calculation unit 24ce speed current control unit 24cf dq → uvw voltage conversion unit 30 Power supply 40 Brushless motor 41 Rotor 42 Magnet

Claims

　インバータ回路により駆動される凸極構造のロータを有するブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、
　前記インバータ回路と、
　前記ブラシレスモータの電流を検出する電流検出部と、
　前記電流検出部により検出された電流に基づき、前記ブラシレスモータの初期位相を推定する初期位相推定部と、
　前記電流検出部により検出された電流に基づき、前記ブラシレスモータの磁極の極性を判別する極性判別部と、を備え、
　前記極性判別部は、
　前記初期位相推定部により推定された前記初期位相に対して、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳して前記電流検出部により検出されたｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向の電流振幅差に基づいて、前記ブラシレスモータの磁極の極性を判別し、前記初期位相を補正する
　モータ制御装置。 A motor control device that controls a brushless motor having a rotor with a convex pole structure driven by an inverter circuit.
With the inverter circuit
A current detector that detects the current of the brushless motor,
An initial phase estimation unit that estimates the initial phase of the brushless motor based on the current detected by the current detection unit, and an initial phase estimation unit.
A polarity discriminating unit for discriminating the polarity of the magnetic poles of the brushless motor based on the current detected by the current detecting unit is provided.
The polarity discriminating unit is
With respect to the initial phase estimated by the initial phase estimation unit, voltages are superimposed in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis, respectively, and the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis detected by the current detection unit are applied. A motor control device that determines the polarity of the magnetic poles of the brushless motor based on the current amplitude difference in the negative direction and corrects the initial phase.
　前記極性判別部は、
　ｄ軸の正及び負の方向に電圧を重畳して前記電流検出部より検出されたｄ軸の正及び負の方向の前記電流振幅差の絶対値が基準値より大きい場合には、前記ブラシレスモータの極性判別を終了し、
　ｄ軸の正及び負の方向の前記電流振幅差の絶対値が前記基準値より小さい場合には、ｑ軸の正及び負の方向に電圧を重畳して前記電流検出部より検出されたｑ軸の正及び負の方向の前記電流振幅差と、ｄ軸の正及び負の方向の前記電流振幅差とに基づいて、前記ブラシレスモータの磁極の極性を判別し、前記初期位相を補正する
　請求項１記載のモータ制御装置。 The polarity discriminating unit is
When the absolute value of the current amplitude difference in the positive and negative directions of the d-axis detected by the current detector by superimposing the voltage in the positive and negative directions of the d-axis is larger than the reference value, the brushless motor Finish the polarity determination of
When the absolute value of the current amplitude difference in the positive and negative directions of the d-axis is smaller than the reference value, the q-axis detected by the current detection unit by superimposing the voltage in the positive and negative directions of the q-axis. Claims to determine the polarity of the magnetic poles of the brushless motor and correct the initial phase based on the current amplitude difference in the positive and negative directions and the current amplitude difference in the positive and negative directions of the d-axis. 1. The motor control device according to 1.
　前記極性判別部は、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳する直前に、前記電流検出部により検出された電流をオフセット電流値とし、ｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向に電圧を重畳して前記電流検出部により検出されたｄ軸及びｑ軸それぞれの正及び負の方向の電流振幅最大値から前記オフセット電流値を差し引いた値に基づいて、前記ブラシレスモータの磁極の極性を判別し、前記初期位相を補正する
　請求項１または２に記載のモータ制御装置。 Immediately before the voltage is superimposed in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis, the polarity discriminating unit uses the current detected by the current detection unit as the offset current value, and the positive and negative of the d-axis and the q-axis respectively. The brushless motor is based on a value obtained by subtracting the offset current value from the maximum value of the current amplitude in the positive and negative directions of the d-axis and the q-axis detected by the current detector by superimposing a voltage in the negative direction. The motor control device according to claim 1 or 2, wherein the polarity of the magnetic poles of the motor is determined and the initial phase is corrected.
　前記極性判別部は、前記ブラシレスモータの磁極の極性を判別している間、前記ブラシレスモータに流れる電流が０になるように制御する
　請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the polarity discriminating unit controls the current flowing through the brushless motor to become 0 while discriminating the polarity of the magnetic poles of the brushless motor. ..
　請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を搭載した
　洗濯機または洗濯乾燥機。 A washing machine or a washer / dryer equipped with the motor control device according to any one of claims 1 to 4.