WO2022260113A1 - モータ制御装置 - Google Patents
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- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
Definitions
- the present disclosure relates to a motor control device.
- Some motor control devices include a control unit that detects peaks in a current waveform or an induced voltage waveform and calculates the amount of rotation of the DC motor based on the number of peaks.
- a control unit that detects peaks in a current waveform or an induced voltage waveform and calculates the amount of rotation of the DC motor based on the number of peaks.
- the average ripple period during steady operation is used during stoppage, more specifically, during speed fluctuation during the period from stoppage of supply of drive current to stoppage of the rotor.
- the amount of rotation cannot be calculated with high accuracy.
- An object of the present disclosure is to provide a motor control device capable of calculating a rotation amount at a stop with high accuracy.
- a motor control device for solving the above problems includes a control unit that controls a DC motor and calculates the amount of rotation of the DC motor based on the number of peaks of the detected induced voltage waveform.
- the control unit calculates a rotation speed at a stop based on an induced voltage waveform at a stop, and calculates a predicted cycle of a peak of the induced voltage waveform based on the calculated rotation speed.
- a calculation unit for calculating the rotation amount of the DC motor by correcting the number of peaks of the detected induced voltage waveform accordingly.
- the predicted period calculation unit calculates the rotational speed at the time of stop based on the induced voltage waveform at the time of stop, and calculates the predicted period of the peak of the induced voltage waveform based on the calculated rotational speed. Further, the missing peak of the detected induced voltage waveform is detected by the missing peak detection unit based on the prediction cycle calculated by the prediction cycle calculation unit. Then, the number of peaks of the detected induced voltage waveform is corrected by the amount-of-rotation calculator to calculate the number of peaks of the detected induced voltage waveform according to the missing peak detected by the peak-missing detection section, and thus the amount of rotation of the DC motor is calculated. can be calculated with high accuracy.
- FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a motor control device in one embodiment
- FIG. 2 is a flow diagram for explaining calculation processing of the control unit in one embodiment
- FIG. 3 is a characteristic diagram of induced voltage with respect to time in one embodiment
- FIG. 4 is a characteristic diagram of rotation speed with respect to induced voltage in one embodiment
- FIG. 5 is a characteristic diagram of rotation speed against time in one embodiment
- FIG. 6 is a characteristic diagram of period versus time in one embodiment.
- FIG. 1 a motor controller 11 is connected to a DC motor M.
- the DC motor M includes a commutator 13 in which commutator segments 12 are arranged in parallel in the circumferential direction, and a pair of power supply brushes 14 that are in sliding contact with the commutator 13 .
- the DC motor M has a rotor that is drivingly connected to the driven part 15 .
- the adjacent commutator segments 12 are also in contact with each other, and the resistance value changes each time the commutator segments 12 are crossed, thereby generating a ripple waveform of the induced voltage. A single peak appears.
- the motor control device 11 includes a control section 21 connected to the pair of power supply brushes 14 and a voltmeter 22 connected to the pair of power supply brushes 14 .
- the control unit 21 includes 1) one or more processors that execute various processes according to a computer program (software), and 2) an application specific integrated circuit (ASIC) that executes at least part of the various processes. It may be configured as circuitry including one or more dedicated hardware circuits, or 3) combinations thereof.
- a processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, which stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes.
- Memory or computer-readable media includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
- the control unit 21 supplies a driving current to the pair of power supply brushes 14 to control the DC motor M, and determines the amount of rotation of the DC motor M based on the number of peaks of the induced voltage waveform detected by the voltmeter 22. calculate.
- control unit 21 includes a prediction period calculation unit 23 , a peak missing detection unit 24 , and a rotation amount calculation unit 25 .
- the predicted period calculation unit 23 calculates the rotation speed at the time of stop based on the induced voltage waveform during the period from when the supply of the drive current is stopped to when the rotor stops, and based on the calculated rotation speed A predicted cycle of peaks of the induced voltage waveform, that is, a predicted cycle between peaks is calculated.
- the peak dropout detector 24 detects peak dropouts in the detected induced voltage waveform based on the prediction cycle calculated by the prediction cycle calculator 23 .
- the rotation amount calculation unit 25 calculates the rotation amount of the DC motor M by correcting the number of peaks in the detected induced voltage waveform according to the peak dropout detected by the peak dropout detection unit 24 .
- control unit 21 performs the calculation processing of step S1 and subsequent steps when stopping the supply of the drive current and stopping the DC motor M, for example, by turning off an operation switch (not shown). .
- step S1 the control unit 21 detects the induced voltage waveform X1 detected by the voltmeter 22 during the period from when the supply of the drive current is stopped to when the rotor stops. It is held and proceeds to step S2.
- step S2 the predicted cycle calculation unit 23 of the control unit 21 calculates the rotation speed at the time of stop based on the induced voltage waveform X1 at the time of stop, and based on the calculated rotation speed, the predicted cycle of the peak of the induced voltage waveform X1. Y1 is calculated and the process proceeds to step S3.
- step S2 the predicted period calculator 23 first converts the induced voltage waveform X1 at the time of stop into a quadratic approximation formula X2.
- step S2 the predicted period calculator 23 first converts the induced voltage waveform X1 at the time of stop into a quadratic approximation formula X2.
- step S2 the predicted period calculator 23 first converts the induced voltage waveform X1 at the time of stop into a quadratic approximation formula X2.
- the waveform of the quadratic approximation formula X2 is illustrated with a dashed line.
- the predicted period calculator 23 creates a characteristic map X3 from the induced voltage E1 immediately after the supply of the drive current is stopped and the rotation speed V1 at that time. That is, the predicted period calculating unit 23 calculates the characteristic map of the linear function from the rotational speed V1 when the induced voltage E1 immediately after the supply of the drive current is stopped and the rotational speed when the induced voltage is 0 is 0. Create X3.
- the prediction period calculation unit 23 calculates the rotation speed V2 at the time of stop from the quadratic approximation formula X2 based on the characteristic map X3. Then, as shown in FIG. 6, the predicted period calculator 23 calculates a predicted period Y1 that is the reciprocal of the rotational speed V2, more specifically, a predicted period Y1 of the peak of the induced voltage waveform X1, based on the rotational speed V2 at the time of stop. calculate.
- step S3 the peak omission detection unit 24 of the control unit 21 detects omission of the peak of the detected induced voltage waveform based on the prediction period Y1, and the process proceeds to step S4.
- the peak missing detection unit 24 first calculates period threshold values Z1 and Z2 using the prediction period Y1 and the integral multiple prediction periods Y2 and Y3, which are integral multiples of the prediction period Y1. do.
- the peak missing detection unit 24 of the present embodiment calculates integral multiple prediction cycles Y2 and Y3 that are at least twice and three times the prediction cycle Y1, and doubles the intermediate value between them. It is calculated as period threshold values Z1 and Z2 corresponding to 3 times.
- the lower limit considered to be within the range of the prediction cycle Y1 is illustrated as the lower limit threshold Z3, and the upper limit considered to be within the range of the integral multiple prediction cycle Y3 corresponding to three times the prediction cycle Y1 is illustrated as the upper threshold Z4.
- the lower threshold value Z3 is, for example, a value lower than the prediction cycle Y1 by half a cycle of the prediction cycle Y1
- the upper threshold value Z4 is, for example, a value higher than the integer multiple prediction cycle Y3 corresponding to 3 times by a half cycle of the prediction cycle Y1. can be considered.
- the peak missing detection unit 24 compares the calculated period threshold values Z1 and Z2 with the detected period P of the peak of the induced voltage waveform to detect the missing peak of the induced voltage waveform. Specifically, the peak missing detection unit 24 compares the calculated plurality of period thresholds Z1 and Z2 with the detected peak period P of the induced voltage waveform X1 to detect peak missing in the induced voltage waveform in multiple stages. Specifically, the peak missing detection unit 24 of the present embodiment detects, for example, a peak whose amplitude is equal to or greater than a certain value from the induced voltage waveform X1, and sets the period P of the peak to the lower limit threshold Z3, period thresholds Z1 and Z2, and Compare with the upper threshold Z4.
- the peak dropout detection unit 24 determines that there is no peak dropout. For example, when the peak cycle P is between the cycle threshold value Z1 and the cycle threshold value Z2, the peak dropout detection unit 24 determines that the peak dropout has occurred only once. For example, when the peak cycle P is between the cycle threshold value Z2 and the upper limit threshold value Z4, the peak dropout detection unit 24 determines that the peak dropout has occurred twice in succession.
- step S4 the rotation amount calculation unit 25 of the control unit 21 corrects the number of peaks of the detected induced voltage waveform X1 according to the peak dropout detected by the peak dropout detection unit 24, and corrects the number of peaks of the DC motor.
- the amount of rotation of M is calculated, and the calculation process ends.
- the rotation amount calculation unit 25 corrects the number of peaks of the detected induced voltage waveform X1 in multiple steps according to the peak dropouts detected in the peak dropout detection unit 24 in multiple steps, and corrects the number of peaks in the DC motor M. Calculate the amount of rotation. That is, when the peak dropout detection unit 24 determines that the peak dropout has occurred only once, the rotation amount calculation unit 25 corrects the number of peaks only once, and the peak dropout detection unit 24 corrects the number of peaks. If it is determined that the omission has occurred twice in succession, the number of peaks is corrected twice. Then, the rotation amount calculator 25 calculates the rotation amount of the DC motor M based on the corrected number of peaks.
- the predicted period calculation unit 23 calculates the rotational speed V2 at the time of stop based on the induced voltage waveform X1 at the time of stop, and calculates the predicted period Y1 of the peak of the induced voltage waveform X1 based on the calculated rotational speed V2. be done. Further, the missing peak of the detected induced voltage waveform X1 is detected by the peak missing detection unit 24 based on the prediction cycle Y1 calculated by the prediction cycle calculation unit 23 . Then, the number of peaks of the detected induced voltage waveform X1 is corrected by the rotation amount calculation unit 25 according to the peak dropout detected by the peak dropout detection unit 24, and the rotation amount of the DC motor M is calculated. Therefore, the rotation amount at the time of stop can be calculated with high accuracy.
- the period threshold values Z1 and Z2 corresponding to at least two and three times the predicted period Y1 are calculated by the peak missing detection unit 24, and the plurality of period threshold values Z1 and Z2 and the period of the detected peak of the induced voltage waveform X1 are calculated.
- P is compared to detect missing peaks in a plurality of steps. Then, the number of detected peaks of the induced voltage waveform X1 is corrected in multiple steps by the rotation amount calculation unit 25 according to the peak dropouts detected by the peak dropout detection unit 24 in multiple steps. A rotation amount is calculated. Therefore, for example, even if peak omission occurs twice in succession, the number of peaks is corrected twice, and the amount of rotation can be calculated with high accuracy.
- the predicted period calculator 23 of the above-described embodiment may be configured to calculate the predicted period Y1 of the peak of the induced voltage waveform X1 by other calculations or the like.
- the peak omission detector 24 of the above-described embodiment may be configured to detect the omission of the peak of the detected induced voltage waveform X1 by other calculations or the like.
- the peak dropout detection unit 24 of the above embodiment is configured to detect peak dropouts in two stages. It is good also as a structure which carries out.
- the peak dropout detection unit 24 may be configured to detect peak dropouts in one stage, that is, to determine that peak dropouts have occurred only once even if peak dropouts have occurred twice in succession. By doing so, the amount of calculation of the peak missing detection unit 24 and the amount of rotation calculation unit 25 can be reduced.
- the amount of rotation of the DC motor M other than when it is stopped may be detected or calculated by other methods. That is, the above-described method of calculating the amount of rotation when stopped is a method of calculating the amount of rotation suitable for when the speed fluctuates when the vehicle is stopped. may be detected or calculated by
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Abstract
モータ制御装置(11)は、直流モータ(M)を制御するとともに、検出した誘起電圧波形のピークの数に基づいて直流モータ(M)の回転量を算出する制御部(21)を備える。制御部(21)は、停止時の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期を算出する予測周期算出部(23)と、予測周期算出部(23)にて算出した予測周期に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けを検出するピーク抜け検出部(24)と、ピーク抜け検出部(24)にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を補正して直流モータ(M)の回転量を算出する回転量算出部(25)とを備える。
Description
本願は、2021年6月9日に出願された日本出願番号2021-096534号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、モータ制御装置に関するものである。
従来、整流子と整流子に摺接される給電用ブラシとを有する直流モータでは、給電用ブラシの整流子セグメントへの接触状態の切り替わりによって電流や誘起電圧にリップルが生じる。そして、モータ制御装置としては、電流波形や誘起電圧波形におけるピークを検出し、ピークの数に基づいて直流モータの回転量を算出する制御部を備えたものがある。このようなモータ制御装置では、整流子セグメントが周方向に多数設けられることによって直流モータの回転子の細かい回転角度を検出でき、回転量を高精度に算出することができる。
しかしながら、直流モータでは、例えば、給電用ブラシの整流子セグメントへの接触状態の切り替わりが不均一となることなどから、波形の振幅が一定とはならず、振幅が小さい場合に制御部がピークを検出できない、いわゆるピークの抜けが発生する場合がある。
そこで、例えば、波形のピークを検出しつつ、その周期を過去の定常作動時のピークの周期である平均リップル周期と比較し、ピークの抜けを検出して補正する技術がある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記のようなピークの抜けを検出する技術では、停止時、詳しくは、駆動電流の供給停止から回転子が停止するまでの期間の速度変動時に、定常作動時の平均リップル周期を用いることができず、回転量を高精度に算出できないという問題があった。
本開示の目的は、停止時の回転量を高精度に算出可能としたモータ制御装置を提供することにある。
本開示の一態様において、上記課題を解決するモータ制御装置は、直流モータを制御するとともに、検出した誘起電圧波形のピークの数に基づいて前記直流モータの回転量を算出する制御部を備えたモータ制御装置であって、前記制御部は、停止時の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期を算出する予測周期算出部と、前記予測周期算出部にて算出した予測周期に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けを検出するピーク抜け検出部と、前記ピーク抜け検出部にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を補正して前記直流モータの回転量を算出する回転量算出部とを備える。
本開示の一態様において、上記課題を解決するモータ制御装置は、直流モータを制御するとともに、検出した誘起電圧波形のピークの数に基づいて前記直流モータの回転量を算出する制御部を備えたモータ制御装置であって、前記制御部は、停止時の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期を算出する予測周期算出部と、前記予測周期算出部にて算出した予測周期に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けを検出するピーク抜け検出部と、前記ピーク抜け検出部にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を補正して前記直流モータの回転量を算出する回転量算出部とを備える。
同構成によれば、予測周期算出部によって、停止時の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度が算出され、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期が算出される。また、ピーク抜け検出部によって、予測周期算出部にて算出された予測周期に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けが検出される。そして、回転量算出部によって、ピーク抜け検出部にて検出されたピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数が補正されて直流モータの回転量が算出されるため、停止時の回転量を高精度に算出することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、一実施形態におけるモータ制御装置に関する模式回路図であり、
図2は、一実施形態における制御部の算出処理を説明するためのフロー図であり、
図3は、一実施形態における時間に対する誘起電圧の特性図であり、
図4は、一実施形態における誘起電圧に対する回転速度の特性図であり、
図5は、一実施形態における時間に対する回転速度の特性図であり、
図6は、一実施形態における時間に対する周期の特性図である。
以下、モータ制御装置11の一実施形態を図1~図6に従って説明する。
図1に示すように、モータ制御装置11は、直流モータMに接続されている。直流モータMは、整流子セグメント12が周方向に並設された整流子13と、整流子13に摺接される一対の給電用ブラシ14とを備えている。直流モータMは、回転子が被駆動部15に駆動連結される。
図1に示すように、モータ制御装置11は、直流モータMに接続されている。直流モータMは、整流子セグメント12が周方向に並設された整流子13と、整流子13に摺接される一対の給電用ブラシ14とを備えている。直流モータMは、回転子が被駆動部15に駆動連結される。
直流モータMは、整流子13に摺接された給電用ブラシ14が整流子セグメント12間で切り替わるたび、すなわち整流子13が回転し一つの整流子セグメント12と接触していた給電用ブラシ14が隣の整流子セグメント12とも接触して、整流子セグメント12間を跨ぐたびに抵抗値が変化することで、誘起電圧のリップル波形が生成され、誘起電圧波形には整流子セグメント12が切り替わるごとに1つのピークが出現する。
モータ制御装置11は、一対の給電用ブラシ14に接続される制御部21と、一対の給電用ブラシ14に接続される電圧計22とを備えている。
制御部21は、1)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサ、2)各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、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、或いは3)それらの組み合わせ、を含む回路(circuitry)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。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、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。
制御部21は、1)コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサ、2)各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、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、或いは3)それらの組み合わせ、を含む回路(circuitry)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。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、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。
制御部21は、一対の給電用ブラシ14に駆動電流を供給して直流モータMを制御するとともに、電圧計22にて検出した誘起電圧波形のピークの数に基づいて直流モータMの回転量を算出する。
詳しくは、制御部21は、予測周期算出部23と、ピーク抜け検出部24と、回転量算出部25とを備えている。
予測周期算出部23は、停止時、詳しくは駆動電流の供給の停止から回転子が停止するまでの期間の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期、すなわちピーク間の予測周期を算出する。
予測周期算出部23は、停止時、詳しくは駆動電流の供給の停止から回転子が停止するまでの期間の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期、すなわちピーク間の予測周期を算出する。
ピーク抜け検出部24は、予測周期算出部23にて算出した予測周期に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けを検出する。
回転量算出部25は、ピーク抜け検出部24にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を補正して直流モータMの回転量を算出する。
回転量算出部25は、ピーク抜け検出部24にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を補正して直流モータMの回転量を算出する。
次に、上記した制御部21の具体的な動作及び作用を図2に従って説明する。
図2に示すように、制御部21は、例えば、図示しない操作スイッチがオフ操作されることなどによって駆動電流の供給を停止して直流モータMを停止させる際、ステップS1以下の算出処理を行う。
図2に示すように、制御部21は、例えば、図示しない操作スイッチがオフ操作されることなどによって駆動電流の供給を停止して直流モータMを停止させる際、ステップS1以下の算出処理を行う。
図3に示すように、ステップS1において、制御部21は、停止時、詳しくは駆動電流の供給の停止から回転子が停止するまでの期間に電圧計22にて検出された誘起電圧波形X1を保持してステップS2に移行する。
ステップS2において、制御部21の予測周期算出部23は、停止時の誘起電圧波形X1に基づいて停止時の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1を算出して、ステップS3に移行する。
詳しくは、ステップS2において、予測周期算出部23は、まず停止時の誘起電圧波形X1を2次近似式X2に変換する。なお、図3では、2次近似式X2の波形を破線で図示している。
次に、図4に示すように、予測周期算出部23は、駆動電流の供給を停止した直後の誘起電圧E1とそのときの回転速度V1とによって特性マップX3を作成する。すなわち、予測周期算出部23は、駆動電流の供給を停止した直後の誘起電圧E1のときの回転速度V1と、誘起電圧が0のときの回転速度が0であることから1次関数の特性マップX3を作成する。
次に、図5に示すように、予測周期算出部23は、特性マップX3に基づいて前記2次近似式X2から停止時の回転速度V2を算出する。
そして、図6に示すように、予測周期算出部23は、停止時の回転速度V2に基づいて、回転速度V2の逆数である予測周期Y1、詳しくは誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1を算出する。
そして、図6に示すように、予測周期算出部23は、停止時の回転速度V2に基づいて、回転速度V2の逆数である予測周期Y1、詳しくは誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1を算出する。
次に、ステップS3において、制御部21のピーク抜け検出部24は、予測周期Y1に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けを検出し、ステップS4に移行する。
詳しくは、図6に示すように、ピーク抜け検出部24は、まず予測周期Y1と、その予測周期Y1の整数倍の周期である整数倍予測周期Y2,Y3とによって周期閾値Z1,Z2を算出する。具体的には、本実施形態のピーク抜け検出部24は、予測周期Y1の少なくとも2倍と3倍の周期である整数倍予測周期Y2,Y3を算出し、それらの中間の値を2倍と3倍に対応した周期閾値Z1,Z2として算出する。なお、図6では、予測周期Y1の範囲内と考えられる下限を下限閾値Z3として図示し、予測周期Y1の3倍に対応した整数倍予測周期Y3の範囲内と考えられる上限を上限閾値Z4として図示している。下限閾値Z3は、例えば予測周期Y1から予測周期Y1の半周期分低い値とし、上限閾値Z4は、例えば、3倍に対応した整数倍予測周期Y3から予測周期Y1の半周期分高い値とすることが考えられる。
詳しくは、図6に示すように、ピーク抜け検出部24は、まず予測周期Y1と、その予測周期Y1の整数倍の周期である整数倍予測周期Y2,Y3とによって周期閾値Z1,Z2を算出する。具体的には、本実施形態のピーク抜け検出部24は、予測周期Y1の少なくとも2倍と3倍の周期である整数倍予測周期Y2,Y3を算出し、それらの中間の値を2倍と3倍に対応した周期閾値Z1,Z2として算出する。なお、図6では、予測周期Y1の範囲内と考えられる下限を下限閾値Z3として図示し、予測周期Y1の3倍に対応した整数倍予測周期Y3の範囲内と考えられる上限を上限閾値Z4として図示している。下限閾値Z3は、例えば予測周期Y1から予測周期Y1の半周期分低い値とし、上限閾値Z4は、例えば、3倍に対応した整数倍予測周期Y3から予測周期Y1の半周期分高い値とすることが考えられる。
そして、ピーク抜け検出部24は、算出した周期閾値Z1,Z2と検出した誘起電圧波形のピークの周期Pとを比較して誘起電圧波形のピークの抜けを検出する。詳しくは、ピーク抜け検出部24は、算出した複数の周期閾値Z1,Z2と検出した誘起電圧波形X1のピークの周期Pとを比較して誘起電圧波形のピークの抜けを複数段階で検出する。具体的には、本実施形態のピーク抜け検出部24は、例えば、誘起電圧波形X1から振幅が一定以上であるピークを検出し、そのピークの周期Pを下限閾値Z3、周期閾値Z1,Z2及び上限閾値Z4と比較する。そして、ピーク抜け検出部24は、例えば、ピークの周期Pが下限閾値Z3と周期閾値Z1との間にある場合はピークの抜けは無いと判定する。また、ピーク抜け検出部24は、例えば、ピークの周期Pが周期閾値Z1と周期閾値Z2との間にある場合は1回だけピークの抜けが生じたと判定する。また、ピーク抜け検出部24は、例えば、ピークの周期Pが周期閾値Z2と上限閾値Z4との間にある場合はピークの抜けが2回続けて生じたと判定する。
次に、ステップS4において、制御部21の回転量算出部25は、ピーク抜け検出部24にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形X1のピークの数を補正して直流モータMの回転量を算出し、算出処理を終了する。
詳しくは、回転量算出部25は、ピーク抜け検出部24にて複数段階で検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形X1のピークの数を複数段階で補正して直流モータMの回転量を算出する。すなわち、回転量算出部25は、ピーク抜け検出部24にて1回だけピークの抜けが生じたと判定した場合には、ピークの数を1回分だけ補正し、ピーク抜け検出部24にてピークの抜けが2回続けて生じたと判定した場合には、ピークの数を2回分補正する。そして、回転量算出部25は、補正したピークの数に基づいて直流モータMの回転量を算出する。
このように直流モータMの回転量が算出されることで算出処理が終了され、例えば、被駆動部15の位置が高精度に算出され、制御部21による被駆動部15の高精度な位置制御が可能となる。
次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
(1)予測周期算出部23によって、停止時の誘起電圧波形X1に基づいて停止時の回転速度V2が算出され、算出した回転速度V2に基づいて誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1が算出される。また、ピーク抜け検出部24によって、予測周期算出部23にて算出された予測周期Y1に基づいて、検出した誘起電圧波形X1のピークの抜けが検出される。そして、回転量算出部25によって、ピーク抜け検出部24にて検出されたピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形X1のピークの数が補正されて直流モータMの回転量が算出されるため、停止時の回転量を高精度に算出することができる。
(1)予測周期算出部23によって、停止時の誘起電圧波形X1に基づいて停止時の回転速度V2が算出され、算出した回転速度V2に基づいて誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1が算出される。また、ピーク抜け検出部24によって、予測周期算出部23にて算出された予測周期Y1に基づいて、検出した誘起電圧波形X1のピークの抜けが検出される。そして、回転量算出部25によって、ピーク抜け検出部24にて検出されたピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形X1のピークの数が補正されて直流モータMの回転量が算出されるため、停止時の回転量を高精度に算出することができる。
(2)ピーク抜け検出部24によって、予測周期Y1の少なくとも2倍と3倍に対応した周期閾値Z1,Z2が算出され、複数の周期閾値Z1,Z2と検出した誘起電圧波形X1のピークの周期Pとが比較されてピークの抜けが複数段階で検出される。そして、回転量算出部25によって、ピーク抜け検出部24にて複数段階で検出されたピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形X1のピークの数が複数段階で補正されて直流モータMの回転量が算出される。よって、例えば、ピークの抜けが2回続けて生じた場合でもピークの数が2回分補正されて回転量を高精度に算出することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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。
・上記実施形態の予測周期算出部23は、誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1を他の演算等によって算出する構成としてもよい。
・上記実施形態の予測周期算出部23は、誘起電圧波形X1のピークの予測周期Y1を他の演算等によって算出する構成としてもよい。
・上記実施形態のピーク抜け検出部24は、検出した誘起電圧波形X1のピークの抜けを他の演算等によって検出する構成としてもよい。
例えば、上記実施形態のピーク抜け検出部24は、ピークの抜けを2段階で検出する構成としたが、予測周期Y1の4倍以上の周期閾値を算出してピークの抜けを3段階以上で検出する構成としてもよい。また、ピーク抜け検出部24は、ピークの抜けを1段階で検出する構成、すなわちピークの抜けが2回続けて生じても1回だけピークの抜けが生じたと判定する構成としてもよい。このようにすると、ピーク抜け検出部24及び回転量算出部25の演算量を低減することができる。
例えば、上記実施形態のピーク抜け検出部24は、ピークの抜けを2段階で検出する構成としたが、予測周期Y1の4倍以上の周期閾値を算出してピークの抜けを3段階以上で検出する構成としてもよい。また、ピーク抜け検出部24は、ピークの抜けを1段階で検出する構成、すなわちピークの抜けが2回続けて生じても1回だけピークの抜けが生じたと判定する構成としてもよい。このようにすると、ピーク抜け検出部24及び回転量算出部25の演算量を低減することができる。
・上記実施形態では特に言及していないが、停止時以外の直流モータMの回転量は、他の方法で検出または算出してもよい。すなわち、上記した停止時の回転量の算出方法は、停止時の速度変動時に適した回転量の算出方法であって、例えば、定常回転速度での駆動時は、回転量を簡素な他の方法で検出または算出してもよい。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (5)
- 直流モータ(M)を制御するとともに、検出した誘起電圧波形(X1)のピークの数に基づいて前記直流モータの回転量を算出する制御部(21)を備えたモータ制御装置(11)であって、
前記制御部は、
停止時の誘起電圧波形に基づいて停止時の回転速度(V2)を算出し、算出した回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期(Y1)を算出する予測周期算出部(23)と、
前記予測周期算出部にて算出した予測周期に基づいて、検出した誘起電圧波形のピークの抜けを検出するピーク抜け検出部(24)と、
前記ピーク抜け検出部にて検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を補正して前記直流モータの回転量を算出する回転量算出部(25)と
を備えたモータ制御装置。 - 前記予測周期算出部は、停止時の誘起電圧波形を2次近似式(X2)に変換し、駆動電流の供給を停止した直後の誘起電圧(E1)と回転速度(V1)とによって作成された特性マップ(X3)に基づいて前記2次近似式から停止時の回転速度を算出し、算出した停止時の回転速度に基づいて誘起電圧波形のピークの予測周期を算出する請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記ピーク抜け検出部は、前記予測周期算出部にて算出した予測周期と、その予測周期の整数倍の周期である整数倍予測周期(Y2,Y3)とによって周期閾値(Z1,Z2)を算出し、算出した周期閾値と検出した誘起電圧波形のピークの周期(P)とを比較して誘起電圧波形のピークの抜けを検出する請求項1または請求項2に記載のモータ制御装置。
- 前記ピーク抜け検出部は、予測周期の少なくとも2倍と3倍に対応した周期閾値を算出し、算出した複数の周期閾値と検出した誘起電圧波形のピークの周期とを比較して誘起電圧波形のピークの抜けを複数段階で検出する請求項3に記載のモータ制御装置。
- 前記回転量算出部は、前記ピーク抜け検出部にて複数段階で検出したピークの抜けに応じて、検出した誘起電圧波形のピークの数を複数段階で補正して前記直流モータの回転量を算出する請求項4に記載のモータ制御装置。
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Family Applications (1)
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-
2022
- 2022-06-09 WO PCT/JP2022/023229 patent/WO2022260113A1/ja active Application Filing
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