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JP2015126626A - Motor drive control device - Google Patents

Motor drive control device Download PDF

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JP2015126626A
JP2015126626A JP2013270306A JP2013270306A JP2015126626A JP 2015126626 A JP2015126626 A JP 2015126626A JP 2013270306 A JP2013270306 A JP 2013270306A JP 2013270306 A JP2013270306 A JP 2013270306A JP 2015126626 A JP2015126626 A JP 2015126626A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
phase
drive control
control device
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013270306A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
政人 青木
Masato Aoki
政人 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Priority to JP2013270306A priority Critical patent/JP2015126626A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive control device which has inexpensive circuit configuration and nonetheless performs advance angle control with high accuracy.SOLUTION: A drive control device 1 for a motor 20 comprises: a motor drive part supplying a drive current to respective phase coils Lu, Lv, and Lw of the motor 20 on the basis of a drive control signal S5 to rotate a rotor; a voltage comparison part 5 generating phase signals S1, S2, and S3 on the basis of a comparison result between a cross-terminal voltage and a zero-cross reference voltage Vz; a position detection circuit 6 outputting a position detection signal S4 indicating a rotational position of the rotor on the basis of the phase signals S1, S2, and S3; a control part 4 generating a drive control signal S5 on the basis of a rotational speed command signal Sin and the position detection signal S4; and an advance angle adjustment circuit 7 measuring a spike voltage time period generated by energization switching in the cross-terminal voltage on the basis of the phase signals S1, S2, and S3, and generating a zero-cross reference voltage Vz for the advance angle adjustment according to a comparison result with a preset predetermined reference time.

Description

本発明は、ロータの回転位置を検出する位置センサを設けず位置センサレスで駆動制御するモータ駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a motor drive control device that performs drive control without a position sensor without providing a position sensor that detects the rotational position of a rotor.

従来、位置センサの代わりにモータの誘起電圧によりロータの回転位置を検出する位置センサレス型のモータ駆動制御装置がある。この位置センサレスのモータ駆動制御装置は、開放区間(非通電相)にモータ端子に現れる誘起電圧と基準電圧(等価中性点電位)とをコンパレータで比較して位相信号(パルス信号)を生成し、この位相信号をもとにロータの回転位置を検出している。   Conventionally, there is a position sensorless type motor drive control device that detects the rotational position of a rotor by using an induced voltage of a motor instead of a position sensor. This position sensorless motor drive control device generates a phase signal (pulse signal) by comparing the induced voltage that appears at the motor terminal in the open section (non-energized phase) with a reference voltage (equivalent neutral point potential) by a comparator. Based on this phase signal, the rotational position of the rotor is detected.

一般に、モータトルクを最大限に引き出すために、電機子コイルにおける誘起電圧とモータ電流の位相とを合わせる、いわゆる進角制御が行われている。これに対して、位置センサレスの駆動制御では、基準電圧が固定されているため、進角位置も固定される。そのため、進角制御ができず、固定された進角に適応した回転速度以外では、モータの効率が低下し、騒音が発生するという問題点がある。
この問題点に対して、例えば特許文献1には、位置センサレスの駆動制御において進角制御を可能とする駆動装置の発明が開示されている。
In general, in order to extract the motor torque to the maximum, so-called advance control is performed in which the induced voltage in the armature coil and the phase of the motor current are matched. On the other hand, in the position sensorless drive control, since the reference voltage is fixed, the advance angle position is also fixed. Therefore, there is a problem that the advance angle control cannot be performed and the motor efficiency is reduced and noise is generated at a speed other than the rotation speed adapted to the fixed advance angle.
To solve this problem, for example, Patent Document 1 discloses an invention of a drive device that enables advance angle control in position sensorless drive control.

特許文献1の要約の解決手段には、「インバータ回路16へ流れる負荷電流の値を検出する過電流検出回路30を有し、この過電流検出回路30によって検出された負荷電流の値が低くなったときに進角基準電位を上昇させて出力し、検出した負荷電流の値が高くなったときに進角基準電位を下降させて出力し、ブラシレスDCモータ10の各相の固定子巻線14の端子間電圧と前記進角基準電位とのクロスタイミングによって位相信号を進角制御回路32が生成し、この位相信号に基づいて位置検出信号を位置検出回路34が生成する。」と記載されている。   The means for solving the summary of Patent Document 1 includes “an overcurrent detection circuit 30 for detecting the value of the load current flowing to the inverter circuit 16, and the value of the load current detected by the overcurrent detection circuit 30 becomes low. The lead angle reference potential is raised and outputted, and when the detected load current value becomes high, the lead angle reference potential is lowered and outputted, and the stator winding 14 of each phase of the brushless DC motor 10 is output. The lead angle control circuit 32 generates a phase signal based on the cross timing between the terminal voltage of the terminal and the lead angle reference potential, and the position detection circuit 34 generates a position detection signal based on the phase signal. Yes.

特開2005−312217号公報JP 2005-31217 A

特許文献1に記載の発明は、以下の問題がある。
特許文献1に記載の駆動装置は、インバータ回路へ流れる負荷電流を検出する際に、負荷電流を検出用抵抗素子に流して電圧値として検出している。検出用抵抗素子で検出される電圧は比較的低い電圧となり、負荷電流の検出精度は低くなる。これにより進角の調整精度も低くなり、進角の調整を細かく行うことは困難となる。特許文献1に記載の駆動装置で進角を細かく調整するには、増幅器などの回路部品を追加する必要があり、高価な回路構成となる。
そこで、本発明は、安価な回路構成でありながら、高精度で進角制御を行うことが可能なモータ駆動制御装置を提供することを課題とする。
The invention described in Patent Document 1 has the following problems.
When detecting the load current flowing to the inverter circuit, the drive device described in Patent Document 1 passes the load current through the detection resistance element and detects it as a voltage value. The voltage detected by the detection resistance element is a relatively low voltage, and the load current detection accuracy is low. As a result, the advance angle adjustment accuracy is also lowered, and it is difficult to finely adjust the advance angle. In order to finely adjust the advance angle with the driving device described in Patent Document 1, it is necessary to add circuit components such as an amplifier, resulting in an expensive circuit configuration.
Therefore, an object of the present invention is to provide a motor drive control device capable of performing advance angle control with high accuracy while having an inexpensive circuit configuration.

前記した課題を解決するため、本発明のモータ駆動制御装置は、電源からの電力供給を受け、駆動制御信号に基づきモータの各相コイルに駆動電流を供給してロータを回転させるモータ駆動部と、前記各相コイルの端子間電圧と基準電圧との比較結果に基づいて位置調整信号を生成する電圧比較部と、前記位置調整信号に基づいて前記ロータの回転位置を示す位置検出信号を出力する位置検出部と、外部から入力する回転速度指令信号と前記位置検出信号とに基づいて前記駆動制御信号を生成する制御部と、前記位置調整信号に基づいて、前記各相コイルの端子間電圧における通電切換により発生する立ち上がり時または立ち下がり時のうちいずれかのスパイク電圧期間を計測し、当該スパイク電圧期間と予め設定した所定の基準時間との比較結果に応じて進角調整のための前記基準電圧を生成して前記電圧比較部に出力する進角調整部と、を備える。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
In order to solve the above-described problems, a motor drive control device according to the present invention includes a motor drive unit that receives power supply from a power source and supplies a drive current to each phase coil of the motor based on the drive control signal to rotate the rotor. A voltage comparison unit that generates a position adjustment signal based on a comparison result between a terminal voltage of each phase coil and a reference voltage, and a position detection signal that indicates the rotational position of the rotor based on the position adjustment signal. A position detection unit, a control unit that generates the drive control signal based on an externally input rotational speed command signal and the position detection signal, and a voltage between terminals of each phase coil based on the position adjustment signal. Measure the spike voltage period of either rising or falling caused by energization switching, and the ratio between the spike voltage period and a preset reference time And an advance angle adjustment unit to be output to the voltage comparison unit generates the reference voltage for the advance angle adjustment depending on the results.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.

本発明によれば、安価な回路構成でありながら、高精度で進角制御を行うことが可能なモータ駆動制御装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a motor drive control device capable of performing advance angle control with high accuracy while having an inexpensive circuit configuration.

本実施形態におけるモータ駆動制御装置を示す概略の構成図である。It is a schematic block diagram which shows the motor drive control apparatus in this embodiment. 駆動制御装置の各部の動作波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation waveform of each part of a drive control device. ゼロクロス基準電圧の調整手順の具体例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific example of the adjustment procedure of a zero cross reference voltage. 進角調整を説明するための相電圧波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the phase voltage waveform for demonstrating advance angle adjustment. 進角を調整する具体例(U相を示す)を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the specific example (it shows U phase) which adjusts an advance angle.

以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態におけるモータ20の駆動制御装置1の回路構成を示すブロック図である。本実施形態は、端子間電圧または相電圧の立ち上がり時におけるスパイク電圧期間を進角調整に用いるものである。
図1において、本実施形態に係るモータ20は、3相のブラシレスDCモータであり、各相のコイルLu,Lv,Lwとロータ(不図示)とを備えている。これらコイルLu,Lv,Lwの一端は、Y結線されている。コイルLuの他端はU相に、コイルLvの他端はV相に、コイルLwの他端はW相に、それぞれ接続されている。ブラシレスDCモータ20は、インバータ回路2からU相、V相、W相に3相交流が入力されることにより、回転駆動する。以下、ブラシレスDCモータ20を、単にモータ20と記載する場合がある。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a drive control device 1 for a motor 20 in the present embodiment. In the present embodiment, the spike voltage period at the time of rising of the inter-terminal voltage or the phase voltage is used for the advance angle adjustment.
In FIG. 1, a motor 20 according to the present embodiment is a three-phase brushless DC motor, and includes coils Lu, Lv, Lw for each phase and a rotor (not shown). One ends of these coils Lu, Lv, and Lw are Y-connected. The other end of the coil Lu is connected to the U phase, the other end of the coil Lv is connected to the V phase, and the other end of the coil Lw is connected to the W phase. The brushless DC motor 20 is driven to rotate when three-phase alternating current is input from the inverter circuit 2 to the U phase, the V phase, and the W phase. Hereinafter, the brushless DC motor 20 may be simply referred to as the motor 20.

モータ20の駆動制御装置1(モータ駆動制御装置の一例)は、モータ20を駆動するインバータ回路2およびプリドライブ回路3(モータ駆動部の一例)と、電圧比較部5と、位置検出回路6(位置検出部の一例)と、制御部4と、進角調整回路7(進角調整部の一例)と、開始基準電圧生成回路8とを備えている。駆動制御装置1は、直流電源Vdに接続され、U相配線、V相配線、W相配線の3相によってモータ20に接続される。駆動制御装置1は、モータ20に駆動電圧を出力し、モータ20の回転を制御する。U相には、端子間電圧Vuが印加される。V相には、端子間電圧Vvが印加される。W相には、端子間電圧Vwが印加される。   The motor 20 drive control device 1 (an example of a motor drive control device) includes an inverter circuit 2 and a pre-drive circuit 3 (an example of a motor drive unit) that drive the motor 20, a voltage comparison unit 5, and a position detection circuit 6 ( An example of a position detection unit), a control unit 4, an advance angle adjustment circuit 7 (an example of an advance angle adjustment unit), and a start reference voltage generation circuit 8 are provided. The drive control device 1 is connected to a DC power source Vd, and is connected to the motor 20 through three phases of U-phase wiring, V-phase wiring, and W-phase wiring. The drive control device 1 outputs a drive voltage to the motor 20 and controls the rotation of the motor 20. The terminal voltage Vu is applied to the U phase. An inter-terminal voltage Vv is applied to the V phase. An inter-terminal voltage Vw is applied to the W phase.

モータ駆動部は、インバータ回路2およびプリドライブ回路3で構成される。直流電源Vdは、モータ駆動部に電源電圧Vccを印加して、電力を供給する。モータ駆動部は、直流電源Vdからの電力供給を受け、制御部4からの駆動制御信号S5に基づき、モータ20のU相、V相、W相のコイルLu,Lv,Lwに駆動電流を供給してロータを回転させる。モータ駆動部は、正弦波駆動方式でモータ20を駆動する。
インバータ回路2(モータ駆動部の一部)は、直流電源Vdに接続されて電力の供給を受け、プリドライブ回路3(モータ駆動部の一部)とモータ20が備える各相のコイルLu,Lv,Lwとに接続される。インバータ回路2は、プリドライブ回路3の駆動信号Vuu〜Vwlにより、モータ20の各相のコイルLu,Lv,Lwに通電する。
インバータ回路2は、例えば、各相に2個ずつ計6個のスイッチング素子Q1〜Q6を有している。これらスイッチング素子Q1〜Q6は、例えばFET(Field Effect Transistor)である。インバータ回路2は、U相のスイッチングレッグと、V相のスイッチングレッグと、W相のスイッチングレッグとで構成されている。インバータ回路2は、直流電源Vdに接続され、更に抵抗R0に接続されている。
The motor drive unit includes an inverter circuit 2 and a predrive circuit 3. The direct current power supply Vd supplies power by applying a power supply voltage Vcc to the motor drive unit. The motor drive unit receives power supply from the DC power supply Vd and supplies drive current to the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw of the motor 20 based on the drive control signal S5 from the control unit 4. Then rotate the rotor. The motor driving unit drives the motor 20 by a sine wave driving method.
The inverter circuit 2 (a part of the motor drive unit) is connected to the DC power source Vd to receive power, and the pre-drive circuit 3 (a part of the motor drive unit) and the coils Lu and Lv of each phase included in the motor 20 are provided. , Lw. The inverter circuit 2 energizes the coils Lu, Lv, and Lw of each phase of the motor 20 by the drive signals Vuu to Vwl of the pre-drive circuit 3.
The inverter circuit 2 has, for example, a total of six switching elements Q1 to Q6, two for each phase. These switching elements Q1 to Q6 are, for example, FETs (Field Effect Transistors). The inverter circuit 2 includes a U-phase switching leg, a V-phase switching leg, and a W-phase switching leg. The inverter circuit 2 is connected to the DC power source Vd and further connected to the resistor R0.

U相のスイッチングレッグは、上アーム側のスイッチング素子Q1と、下アーム側のスイッチング素子Q2とを備えている。スイッチング素子Q1のドレイン端子は、直流電源Vdの正極に接続されている。スイッチング素子Q1のソース端子は、U相の交流信号が出力されると共に、スイッチング素子Q2のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Q2のソース端子は、抵抗R0を介してグランド(直流電源Vdの負極)に接続されている。スイッチング素子Q1のゲート端子、およびスイッチング素子Q2のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路3に接続される。   The U-phase switching leg includes a switching element Q1 on the upper arm side and a switching element Q2 on the lower arm side. The drain terminal of the switching element Q1 is connected to the positive electrode of the DC power supply Vd. The source terminal of the switching element Q1 outputs a U-phase AC signal and is connected to the drain terminal of the switching element Q2. The source terminal of the switching element Q2 is connected to the ground (the negative electrode of the DC power supply Vd) via the resistor R0. The gate terminal of the switching element Q1 and the gate terminal of the switching element Q2 are connected to the pre-drive circuit 3, respectively.

V相のスイッチングレッグは、上アーム側のスイッチング素子Q3と、下アーム側のスイッチング素子Q4とを備えている。スイッチング素子Q3のドレイン端子は、直流電源Vdの正極に接続されている。スイッチング素子Q3のソース端子は、V相の交流信号が出力されると共に、スイッチング素子Q4のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Q4のソース端子は、抵抗R0を介してグランド(直流電源Vdの負極)に接続されている。スイッチング素子Q3のゲート端子、およびスイッチング素子Q4のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路3に接続される。   The V-phase switching leg includes an upper arm side switching element Q3 and a lower arm side switching element Q4. The drain terminal of the switching element Q3 is connected to the positive electrode of the DC power supply Vd. The source terminal of the switching element Q3 outputs a V-phase AC signal and is connected to the drain terminal of the switching element Q4. The source terminal of the switching element Q4 is connected to the ground (the negative electrode of the DC power supply Vd) via the resistor R0. The gate terminal of switching element Q3 and the gate terminal of switching element Q4 are connected to pre-drive circuit 3, respectively.

W相のスイッチングレッグは、上アーム側のスイッチング素子Q5と、下アーム側のスイッチング素子Q6とを備えている。スイッチング素子Q5のドレイン端子は、直流電源Vdの正極に接続されている。スイッチング素子Q5のソース端子は、W相の交流信号が出力されると共に、スイッチング素子Q6のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Q6のソース端子は、抵抗R0を介してグランド(直流電源Vdの負極)に接続されている。スイッチング素子Q5のゲート端子、およびスイッチング素子Q6のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路3に接続される。   The W-phase switching leg includes an upper arm side switching element Q5 and a lower arm side switching element Q6. The drain terminal of the switching element Q5 is connected to the positive electrode of the DC power supply Vd. The source terminal of the switching element Q5 outputs a W-phase AC signal and is connected to the drain terminal of the switching element Q6. The source terminal of the switching element Q6 is connected to the ground (the negative electrode of the DC power supply Vd) via the resistor R0. The gate terminal of switching element Q5 and the gate terminal of switching element Q6 are connected to predrive circuit 3, respectively.

すなわち、インバータ回路2は、モータ20の各コイルLu,Lv,Lwの各相と直流電源Vdの一方の端子(正極端子)間に接続された上アーム側スイッチング素子Q1,Q3,Q5、および、各コイルLu,Lv,Lwの各相と直流電源Vdの他方の端子(負極端子)間に抵抗R0を介して接続された下アーム側スイッチング素子Q2,Q4,Q6とを有している。
インバータ回路2は、直流電源Vdから電力の供給を受け、プリドライブ回路3から駆動信号Vuu〜Vwlが入力されると、3相交流をモータ20のU相配線、V相配線、W相配線に流す。
プリドライブ回路3(モータ駆動部の一部)は、接続されるインバータ回路2との組合せでモータ駆動部を構成し、制御部4に接続される。プリドライブ回路3は、例えば、6個のゲートドライブ回路を備え、インバータ回路2を駆動するための駆動信号Vuu〜Vwlを生成する。
That is, the inverter circuit 2 includes upper arm side switching elements Q1, Q3, Q5 connected between the respective phases of the coils Lu, Lv, Lw of the motor 20 and one terminal (positive terminal) of the DC power supply Vd, and Each of the coils Lu, Lv, Lw has lower arm side switching elements Q2, Q4, Q6 connected via a resistor R0 between the respective phases of the coils Lu, Lv, Lw and the other terminal (negative electrode terminal) of the DC power supply Vd.
The inverter circuit 2 is supplied with power from the DC power supply Vd, and when the drive signals Vuu to Vwl are input from the pre-drive circuit 3, the three-phase AC is converted to the U-phase wiring, V-phase wiring, and W-phase wiring of the motor 20. Shed.
The pre-drive circuit 3 (a part of the motor drive unit) constitutes a motor drive unit in combination with the connected inverter circuit 2 and is connected to the control unit 4. The pre-drive circuit 3 includes, for example, six gate drive circuits, and generates drive signals Vuu to Vwl for driving the inverter circuit 2.

電圧比較部5は、各相のコンパレータ51,52,53を備える。U相のノードは、抵抗R1,R2で分圧されて、コンパレータ51の一方の入力端子に接続される。V相のノードは、抵抗R3,R4で分圧されて、コンパレータ52の一方の入力端子に接続される。W相のノードは、抵抗R5,R6で分圧されて、コンパレータ53の一方の入力端子に接続される。コンパレータ51,52,53の他方の入力端子は、進角調整回路7に接続される。
電圧比較部5のコンパレータ51には、コイルLuの誘起電圧に相当する端子間電圧Vuが分圧された相電圧V1と、ゼロクロス基準電圧Vzとが入力される。コンパレータ51は、相電圧V1とゼロクロス基準電圧Vzとを比較して、位相信号S1(位置調整信号の一例)を生成する。
The voltage comparison unit 5 includes comparators 51, 52, and 53 for each phase. The U-phase node is divided by resistors R 1 and R 2 and connected to one input terminal of the comparator 51. The V-phase node is divided by resistors R 3 and R 4 and connected to one input terminal of the comparator 52. The W-phase node is divided by resistors R5 and R6 and connected to one input terminal of the comparator 53. The other input terminals of the comparators 51, 52, 53 are connected to the advance adjustment circuit 7.
The comparator 51 of the voltage comparison unit 5 receives the phase voltage V1 obtained by dividing the inter-terminal voltage Vu corresponding to the induced voltage of the coil Lu and the zero-cross reference voltage Vz. The comparator 51 compares the phase voltage V1 and the zero-cross reference voltage Vz to generate a phase signal S1 (an example of a position adjustment signal).

コンパレータ52には、コイルLvの誘起電圧に相当する端子間電圧Vvが分圧された相電圧V2と、ゼロクロス基準電圧Vzとが入力される。コンパレータ52は、相電圧V2とゼロクロス基準電圧Vzとを比較して、位相信号S2(位置調整信号の一例)を生成する。
コンパレータ53には、コイルLwの誘起電圧に相当する端子間電圧Vwが分圧された相電圧V3と、ゼロクロス基準電圧Vzとが入力される。コンパレータ53は、相電圧V3とゼロクロス基準電圧Vzとを比較して、位相信号S3(位置調整信号の一例)を生成する。
このようにすることで、電圧比較部5のコンパレータ51〜53は、相電圧V1〜V3に対応する端子間電圧Vu,Vv,Vwを、ゼロクロス基準電圧Vzに対応する基準電圧と比較することができる。電圧比較部5は、生成した位相信号S1〜S3(位置調整信号の一例)を、位置検出回路6と進角調整回路7とに出力する。
The comparator 52 receives the phase voltage V2 obtained by dividing the inter-terminal voltage Vv corresponding to the induced voltage of the coil Lv, and the zero-cross reference voltage Vz. The comparator 52 compares the phase voltage V2 and the zero-cross reference voltage Vz to generate a phase signal S2 (an example of a position adjustment signal).
The comparator 53 receives the phase voltage V3 obtained by dividing the inter-terminal voltage Vw corresponding to the induced voltage of the coil Lw and the zero cross reference voltage Vz. The comparator 53 compares the phase voltage V3 and the zero cross reference voltage Vz to generate a phase signal S3 (an example of a position adjustment signal).
By doing in this way, the comparators 51 to 53 of the voltage comparison unit 5 can compare the inter-terminal voltages Vu, Vv, and Vw corresponding to the phase voltages V1 to V3 with the reference voltage corresponding to the zero-cross reference voltage Vz. it can. The voltage comparison unit 5 outputs the generated phase signals S1 to S3 (an example of a position adjustment signal) to the position detection circuit 6 and the advance angle adjustment circuit 7.

位置検出回路6(位置検出部の一例)は、電圧比較部5からの位相信号S1〜S3(位置調整信号の一例)に基づいて、ロータの回転位置を示す位置検出信号S4を生成し、制御部4に出力する。   The position detection circuit 6 (an example of a position detection unit) generates a position detection signal S4 indicating the rotational position of the rotor based on the phase signals S1 to S3 (an example of a position adjustment signal) from the voltage comparison unit 5, and controls the position detection signal S4. Output to part 4.

制御部4は、不図示の外部装置と位置検出回路6とに接続される。制御部4は、外部から入力される回転速度指令信号Sinと、位置検出回路6からの位置検出信号S4とに基づいて駆動制御信号S5を生成する。   The control unit 4 is connected to an external device (not shown) and the position detection circuit 6. The control unit 4 generates the drive control signal S5 based on the rotational speed command signal Sin input from the outside and the position detection signal S4 from the position detection circuit 6.

進角調整回路7は、スパイク電圧計測部71と、スパイク電圧期間判定部72と、ゼロクロス基準電圧生成部73とを備える。進角調整回路7は、電圧比較部5からの位相信号S1〜S3に基づいて、ゼロクロス基準電圧Vzを生成して電圧比較部5に出力する。このゼロクロス基準電圧Vzは、端子間電圧Vu,Vv,Vwにおける通電切換により発生する相電圧V1,V2,V3の立ち上がり時のスパイク電圧期間ts(図4参照)と、予め設定した所定の基準時間tz(不図示)との比較結果であり、進角調整や遅角調整に用いられる。
スパイク電圧計測部71は、位相信号S1〜S3をもとにスパイク電圧期間tsを計測する。ここでスパイク電圧期間tsとは、後記する図4における、スパイク電圧がゼロクロス基準電圧Vz以上である期間である。これを言い換えると、スパイク電圧期間tsとは、スパイク電圧の立ち上がり時のゼロクロスタイミングと立ち下がり時のゼロクロスタイミングとの時間間隔である。
The advance adjustment circuit 7 includes a spike voltage measurement unit 71, a spike voltage period determination unit 72, and a zero cross reference voltage generation unit 73. The advance angle adjustment circuit 7 generates a zero-cross reference voltage Vz based on the phase signals S <b> 1 to S <b> 3 from the voltage comparison unit 5 and outputs the zero-cross reference voltage Vz to the voltage comparison unit 5. The zero-cross reference voltage Vz includes a spike voltage period ts (see FIG. 4) at the rise of the phase voltages V1, V2, and V3 generated by energization switching in the inter-terminal voltages Vu, Vv, and Vw, and a predetermined reference time set in advance. This is a comparison result with tz (not shown), and is used for advance angle adjustment and retard angle adjustment.
The spike voltage measuring unit 71 measures the spike voltage period ts based on the phase signals S1 to S3. Here, the spike voltage period ts is a period in which the spike voltage in FIG. 4 described later is equal to or higher than the zero-cross reference voltage Vz. In other words, the spike voltage period ts is a time interval between the zero cross timing at the rise of the spike voltage and the zero cross timing at the fall.

以下に、スパイク電圧期間tsを用いて進角制御を行うことができる理由を説明する。
モータ20は、負荷の変動により相電流が変動する。モータ20は、負荷が大きくなり進角が遅れると、相通電のオフ時の直前における相電流が増加する。その結果、スパイク電圧期間tsが長くなる。その場合には、ゼロクロス基準電圧Vzを下げることで進角を進めて、進角制御を行うことができる。
その逆に、モータ20は、負荷が小さくなり、進角が進むと、相通電のオフ時の直前の相電流が減少する。その結果、スパイク電圧期間tsが短くなる。その場合には、ゼロクロス基準電圧Vzを上げることで進角を遅らせて、進角制御を行うことができる。
Hereinafter, the reason why the advance angle control can be performed using the spike voltage period ts will be described.
In the motor 20, the phase current fluctuates due to the load fluctuation. When the load of the motor 20 increases and the advance angle is delayed, the phase current immediately before the phase energization is turned off increases. As a result, the spike voltage period ts becomes longer. In this case, the advance angle can be controlled by advancing the advance angle by lowering the zero cross reference voltage Vz.
Conversely, when the load of the motor 20 decreases and the advance angle advances, the phase current immediately before the phase energization is turned off decreases. As a result, the spike voltage period ts is shortened. In that case, the advance angle can be controlled by delaying the advance angle by increasing the zero-cross reference voltage Vz.

スパイク電圧期間判定部72は、スパイク電圧期間tsと所定の基準時間tzとの比較結果をもとに、ゼロクロス基準電圧Vz(基準電圧)の設定情報を生成する。スパイク電圧期間判定部72は、ロータの回転速度に対応した複数の所定の基準時間tzを対照テーブルとして記憶する記憶部74を備える。スパイク電圧期間判定部72は、位相信号S1,S2,S3(位置検出信号の一例)に基づき得られたロータの実回転速度をもとに、対照テーブルのロータの回転速度に対応する所定の基準時間tzを設定する。これにより、スパイク電圧期間判定部72は、ロータの実回転速度に応じた進角制御が可能となる。スパイク電圧期間判定部72は、スパイク電圧期間tsに応じて複数の基準電圧を自由に記憶部74に設定できるため、高精度な進角調整が可能となる。   The spike voltage period determination unit 72 generates setting information of the zero cross reference voltage Vz (reference voltage) based on the comparison result between the spike voltage period ts and the predetermined reference time tz. The spike voltage period determination unit 72 includes a storage unit 74 that stores a plurality of predetermined reference times tz corresponding to the rotational speed of the rotor as a comparison table. The spike voltage period determination unit 72 uses a predetermined reference corresponding to the rotation speed of the rotor of the reference table based on the actual rotation speed of the rotor obtained based on the phase signals S1, S2, S3 (an example of the position detection signal). Time tz is set. As a result, the spike voltage period determination unit 72 can perform advance angle control according to the actual rotational speed of the rotor. Since the spike voltage period determination unit 72 can freely set a plurality of reference voltages in the storage unit 74 in accordance with the spike voltage period ts, the advance angle adjustment can be performed with high accuracy.

ゼロクロス基準電圧生成部73は、スパイク電圧期間判定部72が出力した設定情報から、ゼロクロス基準電圧Vzを生成する。ゼロクロス基準電圧Vzは、進角調整のための基準電圧である。
開始基準電圧生成回路8は、モータ20の起動時において、電源電圧Vccをもとに開始基準電圧V0を生成して、ゼロクロス基準電圧生成部73に出力する。
モータ20の駆動制御装置1は、簡易で安価な回路構成で進角制御を行うことができ、モータ20の効率の高い駆動制御が可能となる。
The zero-cross reference voltage generator 73 generates a zero-cross reference voltage Vz from the setting information output from the spike voltage period determination unit 72. The zero cross reference voltage Vz is a reference voltage for advance angle adjustment.
The start reference voltage generation circuit 8 generates a start reference voltage V0 based on the power supply voltage Vcc and outputs it to the zero-cross reference voltage generation unit 73 when the motor 20 is started.
The drive control device 1 of the motor 20 can perform advance angle control with a simple and inexpensive circuit configuration, and can perform drive control with high efficiency of the motor 20.

図2は、駆動制御装置1の各部の動作波形を示すタイミングチャートである。なお、図2は、説明のため、進角調整していないゼロクロス基準電圧Vzsのときの動作を示している。
図2の各グラフは、上からそれぞれ駆動信号Vuu〜Vwlと、相電圧V1〜V3と、位相信号S1〜S3と、位置検出信号S4の各波形を示している。
FIG. 2 is a timing chart showing operation waveforms of each part of the drive control device 1. For the sake of explanation, FIG. 2 shows an operation when the zero-cross reference voltage Vzs is not adjusted for the advance angle.
Each graph in FIG. 2 shows waveforms of the drive signals Vuu to Vwl, the phase voltages V1 to V3, the phase signals S1 to S3, and the position detection signal S4 from the top.

駆動信号Vuuは、スイッチング素子Q1を約30°でターンオンし、約150°でターンオフする。
駆動信号Vulは、スイッチング素子Q2を約−30°でターンオフし、約210°でターンオンし、約330°でターンオフする。
約−30°における駆動信号Vulのターンオフにより、U相はグランドから開放される。相電圧V1には、正方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧V1は、電圧が上昇して約0°のときにゼロクロス基準電圧Vzsとなる。
約30°における駆動信号Vuuのターンオンにより、U相には直流電源Vdの電源電圧Vccが通電される。相電圧V1は、電源電圧Vccとなる。
約150°における駆動信号Vuuのターンオフにより、U相は直流電源Vdの正極から開放される。相電圧V1は、負方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧V1は、電圧が下降して約180°のときにゼロクロス基準電圧Vzsとなる。
約210°における駆動信号Vulのターンオンにより、U相はグランドと導通する。相電圧V1は、0[V]となる。
The drive signal Vuu turns on the switching element Q1 at about 30 ° and turns off at about 150 °.
The drive signal Vul turns off the switching element Q2 at about −30 °, turns on at about 210 °, and turns off at about 330 °.
The U phase is released from the ground by turning off the drive signal Vul at about −30 °. A positive spike voltage is generated in the phase voltage V1. Thereafter, the phase voltage V1 becomes the zero cross reference voltage Vzs when the voltage rises to about 0 °.
When the drive signal Vuu is turned on at about 30 °, the power supply voltage Vcc of the DC power supply Vd is supplied to the U phase. The phase voltage V1 becomes the power supply voltage Vcc.
The U phase is released from the positive electrode of the DC power supply Vd by turning off the drive signal Vuu at about 150 °. The phase voltage V1 generates a spike voltage in the negative direction. Thereafter, the phase voltage V1 becomes the zero-cross reference voltage Vzs when the voltage drops to about 180 °.
When the drive signal Vul is turned on at about 210 °, the U phase is connected to the ground. The phase voltage V1 is 0 [V].

位相信号S1は、相電圧V1とゼロクロス基準電圧Vzsとの比較により生成される。
位相信号S1は、約−30°のときに正方向のスパイク電圧を示すHレベルのパルスが発生し、約0°のときにLレベルからHレベルに変化する。位相信号S1は更に、約150°のときに負方向のスパイク電圧によってその期間はLレベルとなり、その後、約180°のときにHレベルからLレベルに変化する。
The phase signal S1 is generated by comparing the phase voltage V1 with the zero cross reference voltage Vzs.
The phase signal S1 generates an H level pulse indicating a spike voltage in the positive direction at about −30 °, and changes from the L level to the H level at about 0 °. Further, the phase signal S1 becomes L level during the period due to the spike voltage in the negative direction at about 150 °, and then changes from H level to L level at about 180 °.

駆動信号Vvuは、スイッチング素子Q3を約150°でターンオンし、約270°でターンオフする。
駆動信号Vvlは、スイッチング素子Q4を約90°でターンオフし、約330°でターンオンする。
約90°における駆動信号Vvlのターンオフにより、V相はグランドから開放される。相電圧V2には、正方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧V2は、電圧が上昇して約120°のときにゼロクロス基準電圧Vzsとなる。
約150°における駆動信号Vvuのターンオンにより、V相には直流電源Vdの電源電圧Vccが通電される。相電圧V2は、電源電圧Vccとなる。
約270°における駆動信号Vvuのターンオフにより、V相は直流電源Vdの正極から開放される。相電圧V2は、負方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧V2は、電圧が下降して約300°のときにゼロクロス基準電圧Vzsとなる。
約330°における駆動信号Vvlのターンオンにより、V相はグランドと導通する。相電圧V2は、0[V]となる。
位相信号S2は、相電圧V2とゼロクロス基準電圧Vzsとの比較により生成される。
位相信号S2は、約90°のときに正方向のスパイク電圧を示すHレベルのパルスが発生し、約120°のときにLレベルからHレベルに変化する。位相信号S2は更に、約270°のときに負方向のスパイク電圧によってその期間はLレベルとなり、その後、約300°のときにHレベルからLレベルに変化する。
The drive signal Vvu turns on the switching element Q3 at about 150 ° and turns off at about 270 °.
The drive signal Vvl turns off the switching element Q4 at about 90 ° and turns on at about 330 °.
The V phase is released from the ground by turning off the drive signal Vvl at about 90 °. A positive spike voltage is generated in the phase voltage V2. Thereafter, the phase voltage V2 becomes the zero-cross reference voltage Vzs when the voltage rises to about 120 °.
When the drive signal Vvu is turned on at about 150 °, the power supply voltage Vcc of the DC power supply Vd is supplied to the V phase. The phase voltage V2 becomes the power supply voltage Vcc.
By turning off the drive signal Vvu at about 270 °, the V phase is released from the positive electrode of the DC power supply Vd. As the phase voltage V2, a spike voltage in the negative direction is generated. Thereafter, the phase voltage V2 becomes the zero cross reference voltage Vzs when the voltage drops to about 300 °.
When the drive signal Vvl is turned on at about 330 °, the V phase becomes conductive with the ground. The phase voltage V2 is 0 [V].
The phase signal S2 is generated by comparing the phase voltage V2 with the zero-cross reference voltage Vzs.
The phase signal S2 generates an H level pulse indicating a spike voltage in the positive direction at about 90 °, and changes from the L level to the H level at about 120 °. Further, the phase signal S2 becomes L level during the period by a negative spike voltage at about 270 °, and then changes from H level to L level at about 300 °.

駆動信号Vwuは、スイッチング素子Q5を約30°でターンオフし、約270°でターンオンする。
駆動信号Vwlは、スイッチング素子Q5を約90°でターンオンし、約210°でターンオフする。
約30°における駆動信号Vwuのターンオフにより、W相は直流電源Vdの正極から開放される。相電圧V3は、負方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧V3は、電圧が下降して約60°のときにゼロクロス基準電圧Vzsとなる。
約90°における駆動信号Vwlのターンオンにより、W相はグランドと導通する。相電圧V3は、0[V]となる。
約210°における駆動信号Vwlのターンオフにより、W相はグランドから開放される。相電圧V3には、正方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧V3は、電圧が上昇して約240°のときにゼロクロス基準電圧Vzsとなる。
約270°における駆動信号Vwuのターンオンにより、W相には直流電源Vdの電源電圧Vccが通電される。相電圧V3は、電源電圧Vccとなる。
位相信号S3は、相電圧V3とゼロクロス基準電圧Vzsとの比較により生成される。
位相信号S3は、約30°のときに負方向のスパイク電圧を示すLレベルのパルスが発生し、約60°のときにHレベルからLレベルに変化する。位相信号S3は更に、約210°のときに正方向のスパイク電圧によってその期間はHレベルとなり、その後、約240°のときにLレベルからHレベルに変化する。
The drive signal Vwu turns off the switching element Q5 at about 30 ° and turns on at about 270 °.
The drive signal Vwl turns on the switching element Q5 at about 90 ° and turns off at about 210 °.
By turning off the drive signal Vwu at about 30 °, the W phase is released from the positive electrode of the DC power supply Vd. The phase voltage V3 generates a spike voltage in the negative direction. Thereafter, the phase voltage V3 becomes the zero-cross reference voltage Vzs when the voltage drops to about 60 °.
When the drive signal Vwl is turned on at about 90 °, the W phase becomes conductive with the ground. The phase voltage V3 is 0 [V].
The W phase is released from the ground by turning off the drive signal Vwl at about 210 °. A positive spike voltage is generated in the phase voltage V3. Thereafter, the phase voltage V3 becomes the zero-cross reference voltage Vzs when the voltage rises to about 240 °.
When the drive signal Vwu is turned on at about 270 °, the power supply voltage Vcc of the DC power supply Vd is supplied to the W phase. The phase voltage V3 becomes the power supply voltage Vcc.
The phase signal S3 is generated by comparing the phase voltage V3 with the zero-cross reference voltage Vzs.
The phase signal S3 generates an L level pulse indicating a spike voltage in the negative direction at about 30 °, and changes from the H level to the L level at about 60 °. Further, the phase signal S3 becomes H level during the period by the positive spike voltage at about 210 °, and then changes from L level to H level at about 240 °.

図2に示すように、位置検出信号S4は、約0°のときと、約120°のときと、約240°のときと、約360°のときに正方向のHレベルのパルスが発生する。相電圧V1,V2,V3に正方向のスパイク電圧が発生したのち、電圧が上昇してゼロクロス基準電圧Vzsを超えると、位置検出信号S4に正方向のHレベルのパルスが発生する。   As shown in FIG. 2, the position detection signal S4 generates a positive H level pulse at about 0 °, at about 120 °, at about 240 °, and at about 360 °. . After the positive spike voltage is generated in the phase voltages V1, V2, and V3, when the voltage rises and exceeds the zero-cross reference voltage Vzs, a positive high-level pulse is generated in the position detection signal S4.

図3は、ゼロクロス基準電圧Vzの調整手順の具体例を示すフローチャートである。
図3に示す調整手順は、モータ20(図1参照)が起動して定常回転となったときに駆動制御装置1が実行する。
ステップS1において、制御部4は、通電相の切換タイミングか否かを判定する。制御部4は、通電相の切換タイミングであるならば(YES)、ステップS2の処理を行う。通電相の切換タイミングではないならば(NO)、ステップS1の処理を繰り返す。
FIG. 3 is a flowchart showing a specific example of a procedure for adjusting the zero-cross reference voltage Vz.
The adjustment procedure shown in FIG. 3 is executed by the drive control device 1 when the motor 20 (see FIG. 1) starts and rotates at a steady speed.
In step S <b> 1, the control unit 4 determines whether it is the energized phase switching timing. If it is the energized phase switching timing (YES), the control unit 4 performs the process of step S2. If it is not the switching timing of the energized phase (NO), the process of step S1 is repeated.

ステップS2において、制御部4は、通電相の切換を行うため、駆動制御信号S5を出力する。プリドライブ回路3は、通電相の切換処理を行う。その後、駆動制御装置1は、ステップS3の処理を行う。
ステップS3において、スパイク電圧計測部71は、スパイク電圧期間tsを計測し、ステップS4の処理を行う。
In step S2, the control unit 4 outputs a drive control signal S5 in order to switch the energized phase. The pre-drive circuit 3 performs an energized phase switching process. Thereafter, the drive control device 1 performs the process of step S3.
In step S3, the spike voltage measuring unit 71 measures the spike voltage period ts and performs the process of step S4.

ステップS4において、スパイク電圧期間判定部72は、スパイク電圧期間tsが所定の基準時間tz以上であるか否かを判定する。スパイク電圧期間判定部72は、スパイク電圧期間tsが所定の基準時間tz以上であるならば(YES)、ステップS5の処理を行い、スパイク電圧期間tsが所定の基準時間tz未満ならば(NO)、ステップS6の処理を行う。
ステップS5において、ゼロクロス基準電圧生成部73は、出力するゼロクロス基準電圧Vzを減少させて(基準電圧を下げて)、図3の処理を終了する。
ステップS6において、ゼロクロス基準電圧生成部73は、出力するゼロクロス基準電圧Vzを増加させて(基準電圧を上げて)、図3の処理を終了する。
このように制御することで、モータ20の駆動制御装置1は、安価な回路構成でありながら、高精度な進角制御が可能となる。
In step S4, the spike voltage period determination unit 72 determines whether or not the spike voltage period ts is equal to or longer than a predetermined reference time tz. If the spike voltage period ts is equal to or longer than the predetermined reference time tz (YES), the spike voltage period determination unit 72 performs the process of step S5, and if the spike voltage period ts is less than the predetermined reference time tz (NO). Step S6 is performed.
In step S5, the zero-cross reference voltage generation unit 73 decreases the output zero-cross reference voltage Vz (lowers the reference voltage), and ends the process of FIG.
In step S6, the zero-cross reference voltage generator 73 increases the output zero-cross reference voltage Vz (increases the reference voltage), and ends the process of FIG.
By controlling in this way, the drive control device 1 of the motor 20 can perform advance angle control with high accuracy while having an inexpensive circuit configuration.

図4は、進角調整を説明するための相電圧V1の波形を示すタイミングチャートである。図4の縦軸は、相電圧V1(V)を示している。図4の横軸は、時刻を示している。
時刻t11は、開放期間60°(P0)の開始タイミングである。相電圧V1には、正方向のスパイク電圧が発生する。
時刻t12は、相電圧V1の正方向のスパイク電圧の終了タイミングを示している。スパイク電圧期間tsは、時刻t11から時刻t12までの時間となる。以降、相電圧V1は、上昇する。
時刻t13は、スパイク電圧期間tsの後、相電圧V1が最初にゼロクロス基準電圧Vzsとクロスするタイミングである。
時刻t14は、開放期間60°(P0)の終了タイミングであり、かつ、相通電期間P1の開始タイミングである。
ゼロクロス基準電圧Vzsは進角調整前、ゼロクロス基準電圧Vz1は進角調整した場合である。ゼロクロス基準電圧Vz2は遅角調整した場合である。
FIG. 4 is a timing chart showing the waveform of the phase voltage V1 for explaining the advance angle adjustment. The vertical axis in FIG. 4 indicates the phase voltage V1 (V). The horizontal axis in FIG. 4 indicates time.
Time t11 is the start timing of the opening period 60 ° (P0). A positive spike voltage is generated in the phase voltage V1.
Time t12 indicates the end timing of the spike voltage in the positive direction of the phase voltage V1. The spike voltage period ts is a time from time t11 to time t12. Thereafter, the phase voltage V1 increases.
Time t13 is timing when the phase voltage V1 first crosses the zero-cross reference voltage Vzs after the spike voltage period ts.
Time t14 is the end timing of the open period 60 ° (P0) and the start timing of the phase energization period P1.
The zero-cross reference voltage Vzs is obtained when the advance angle is adjusted, and the zero-cross reference voltage Vz1 is obtained when the advance angle is adjusted. The zero-cross reference voltage Vz2 is obtained when the retardation is adjusted.

図5(a),(b)は、進角調整の具体例を示すタイミングチャートである。図5に示すように、各グラフは、U相の相電圧V1、位相信号S1、位置検出信号S4の各波形である。
図5(a)の各グラフにおいて、実線は進角調整した場合を示している。破線は、進角調整前を示している。
時刻t21は、開放期間60°(P0)の開始タイミングである。相電圧V1には、正方向のスパイク電圧が発生する。
時刻t22は、相電圧V1の正方向のスパイク電圧の終了タイミングを示している。スパイク電圧期間tsは、時刻t21から時刻t22までの時間となる。以降、相電圧V1は上昇する。
時刻t23aは、進角調整後において、スパイク電圧期間tsの後、相電圧V1が最初にゼロクロス基準電圧Vz1とクロスするタイミングである。これにより、実線で示す位相信号S1と位置検出信号S4とが生成される。
時刻t23bは、進角調整後において、スパイク電圧期間tsの後、相電圧V1が最初にゼロクロス基準電圧Vzsとクロスするタイミングである。これにより、破線で示す位相信号S1と位置検出信号S4とが生成される。
時刻t24は、開放期間60°(P0)の終了タイミングであり、かつ、相通電期間P1の開始タイミングである。
相電圧V1と比較するゼロクロス基準電圧Vzsを、ゼロクロス基準電圧Vz1に下げることにより、位置検出信号S4の出力タイミングは、破線で示す時刻t23bから、実線で示す時刻t23aに進む。
FIGS. 5A and 5B are timing charts showing a specific example of the advance angle adjustment. As shown in FIG. 5, each graph is a waveform of a U-phase phase voltage V1, a phase signal S1, and a position detection signal S4.
In each graph of FIG. 5A, a solid line indicates a case where the advance angle is adjusted. A broken line indicates before advance angle adjustment.
Time t21 is the start timing of the opening period 60 ° (P0). A positive spike voltage is generated in the phase voltage V1.
Time t22 indicates the end timing of the spike voltage in the positive direction of the phase voltage V1. The spike voltage period ts is the time from time t21 to time t22. Thereafter, the phase voltage V1 increases.
Time t23a is a timing at which the phase voltage V1 first crosses the zero-cross reference voltage Vz1 after the spike voltage period ts after the advance angle adjustment. Thereby, a phase signal S1 and a position detection signal S4 indicated by a solid line are generated.
Time t23b is the timing at which the phase voltage V1 first crosses the zero-cross reference voltage Vzs after the spike voltage period ts after the advance angle adjustment. Thereby, a phase signal S1 and a position detection signal S4 indicated by a broken line are generated.
Time t24 is the end timing of the open period 60 ° (P0) and the start timing of the phase energization period P1.
By reducing the zero-cross reference voltage Vzs to be compared with the phase voltage V1 to the zero-cross reference voltage Vz1, the output timing of the position detection signal S4 advances from the time t23b indicated by the broken line to the time t23a indicated by the solid line.

図5(b)の各グラフにおいて、実線は遅角調整した場合を示している。破線は、遅角調整前を示している。
時刻t31は、開放期間60°(P0)の開始タイミングである。相電圧V1には、正方向のスパイク電圧が発生する。
時刻t32は、相電圧V1の正方向のスパイク電圧の終了タイミングを示している。スパイク電圧期間tsは、時刻t31から時刻t32までの時間となる。以降、相電圧V1は上昇する。
時刻t33aは、遅角調整後において、スパイク電圧期間tsの後、相電圧V1が最初にゼロクロス基準電圧Vzsとクロスするタイミングである。これにより、破線で示す位相信号S1と位置検出信号S4とが生成される。
時刻t33bは、遅角調整後において、スパイク電圧期間tsの後、相電圧V1が最初にゼロクロス基準電圧Vz2とクロスするタイミングである。これにより、実線で示す位相信号S1と位置検出信号S4とが生成される。
時刻t34は、開放期間60°(P0)の終了タイミングであり、かつ、相通電期間P1の開始タイミングである。
相電圧V1と比較するゼロクロス基準電圧Vzsを、ゼロクロス基準電圧Vz2に上げることにより、位置検出信号S4の出力タイミングは、破線で示す時刻t33aから、実線で示す時刻t33bに遅れる。
このように、駆動制御装置1は、スパイク電圧期間tsに応じて進角/遅角調整しているので、応答性が速い制御が実現できる。
なお、本実施形態の駆動制御装置1は、相電圧V1〜V3の立ち上がり時のスパイク電圧期間tsを利用して進角制御を行うため、相電圧V1〜V3の立ち下がり時のスパイク電圧期間tsは進角制御には利用せずに無視する。
In each graph of FIG.5 (b), the continuous line has shown the case where retardation adjustment is carried out. A broken line indicates before the delay angle adjustment.
Time t31 is the start timing of the opening period 60 ° (P0). A positive spike voltage is generated in the phase voltage V1.
Time t32 indicates the end timing of the spike voltage in the positive direction of the phase voltage V1. The spike voltage period ts is the time from time t31 to time t32. Thereafter, the phase voltage V1 increases.
Time t33a is the timing at which the phase voltage V1 first crosses the zero-cross reference voltage Vzs after the spike voltage period ts after the delay angle adjustment. Thereby, a phase signal S1 and a position detection signal S4 indicated by a broken line are generated.
Time t33b is a timing at which the phase voltage V1 first crosses the zero-cross reference voltage Vz2 after the spike voltage period ts after the delay angle adjustment. Thereby, a phase signal S1 and a position detection signal S4 indicated by a solid line are generated.
Time t34 is the end timing of the open period 60 ° (P0) and the start timing of the phase energization period P1.
By raising the zero cross reference voltage Vzs to be compared with the phase voltage V1 to the zero cross reference voltage Vz2, the output timing of the position detection signal S4 is delayed from the time t33a indicated by the broken line to the time t33b indicated by the solid line.
Thus, since the drive control device 1 adjusts the advance / retard angle according to the spike voltage period ts, it is possible to realize control with quick response.
In addition, since the drive control apparatus 1 of this embodiment performs advance angle control using the spike voltage period ts when the phase voltages V1 to V3 rise, the spike voltage period ts when the phase voltages V1 to V3 fall. Is not used for advance control and is ignored.

(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(h)のようなものがある。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, there are the following (a) to (h).

(a) 上記実施例での進角制御は、相電圧V1〜V3の立ち上がり時のスパイク電圧期間tsを利用しているが、相電圧V1〜V3の立ち下がり時のスパイク電圧期間tsを利用するようにしてもよい。その場合は、ゼロクロス基準電圧Vzの調整と進角調整との関係は逆になる。
(b) 駆動制御装置1の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウェアによる処理であってもよい。
(c) モータ20は、3相のブラシレスモータに限定されず、他の種類のモータであってもよい。また、モータ20の相数は、3相に限られない。
(d) モータ20の駆動方式は、正弦波駆動方式に限定されず、たとえば、矩形波駆動方式であってもよい。
(e) 駆動制御装置1は、少なくともその一部を集積回路(IC:Integrated Circuit)としてもよい。
(A) The advance angle control in the above embodiment uses the spike voltage period ts when the phase voltages V1 to V3 rise, but uses the spike voltage period ts when the phase voltages V1 to V3 fall. You may do it. In that case, the relationship between the adjustment of the zero-cross reference voltage Vz and the advance angle adjustment is reversed.
(B) At least a part of each component of the drive control device 1 may be software processing instead of hardware processing.
(C) The motor 20 is not limited to a three-phase brushless motor, and may be another type of motor. Further, the number of phases of the motor 20 is not limited to three phases.
(D) The driving method of the motor 20 is not limited to the sine wave driving method, and may be, for example, a rectangular wave driving method.
(E) At least a part of the drive control device 1 may be an integrated circuit (IC).

(f) 図1に示した進角調整回路7の回路ブロック構成は具体例であって、これに限定されない。例えば、記憶部74は、必ずしもスパイク電圧期間判定部72に含まれていなくてもよく、別の回路部として独立していてもよい。
(g) 図2に示したフローチャートは具体例であって、これらのステップの処理に限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されてもよい。
(F) The circuit block configuration of the advance adjustment circuit 7 shown in FIG. 1 is a specific example, and is not limited to this. For example, the storage unit 74 may not necessarily be included in the spike voltage period determination unit 72 and may be independent as another circuit unit.
(G) The flowchart shown in FIG. 2 is a specific example, and is not limited to the processing of these steps. For example, other processing may be inserted between the steps.

(h) モータ20の各回転速度に対応した所定の基準時間tzは、理論および実測結果などをもとに適切な値が設定され、記憶部74に記憶されればよい。また、モータ20の各回転速度に対応した基準時間の上限値・下限値を記憶部74に記憶してもよい。モータ20の各回転速度に対応する基準時間の上限値・下限値により、進角または遅角の限界値を定めることができる。 (H) The predetermined reference time tz corresponding to each rotational speed of the motor 20 may be set to an appropriate value based on the theory and the actual measurement result and stored in the storage unit 74. Further, the upper limit value and the lower limit value of the reference time corresponding to each rotation speed of the motor 20 may be stored in the storage unit 74. The advance or retard limit value can be determined by the upper limit value / lower limit value of the reference time corresponding to each rotational speed of the motor 20.

1 駆動制御装置 (モータ駆動制御装置の一例)
2 インバータ回路 (モータ駆動部の一部)
3 プリドライブ回路 (モータ駆動部の一部)
4 制御部
5 電圧比較部
51〜53 コンパレータ
6 位置検出回路 (位置検出部の一例)
7 進角調整回路 (進角調整部の一例)
71 スパイク電圧計測部
72 スパイク電圧期間判定部
73 ゼロクロス基準電圧生成部
74 記憶部
8 開始基準電圧生成回路
20 モータ (3相ブラシレスDCモータ)
Sin 回転速度指令信号
S1,S2,S3 位相信号 (位置調整信号の一例)
S4 位置検出信号
S5 駆動制御信号
Lu,Lv,Lw コイル
V1,V2,V3 相電圧
Vcc 電源電圧
Vd 直流電源
Vu,Vv,Vw 端子間電圧
Vuu,Vul,Vvu,Vvl,Vwu,Vwl 駆動信号
Vz,Vzs,Vz1,Vz2 ゼロクロス基準電圧 (基準電圧の一例)
ts スパイク電圧期間
tz 所定の基準時間
Q1〜Q6 スイッチング素子
1 Drive control device (an example of a motor drive control device)
2 Inverter circuit (part of motor drive)
3 Pre-drive circuit (part of motor drive)
4 Control Unit 5 Voltage Comparison Units 51 to 53 Comparator 6 Position Detection Circuit (Example of Position Detection Unit)
7 Advance adjustment circuit (an example of advance adjustment unit)
71 Spike Voltage Measurement Unit 72 Spike Voltage Period Determination Unit 73 Zero-Cross Reference Voltage Generation Unit 74 Storage Unit 8 Start Reference Voltage Generation Circuit 20 Motor (3-phase Brushless DC Motor)
Sin Rotational speed command signal S1, S2, S3 Phase signal (an example of position adjustment signal)
S4 Position detection signal S5 Drive control signal Lu, Lv, Lw Coils V1, V2, V3 Phase voltage Vcc Power supply voltage Vd DC power supply Vu, Vv, Vw Terminal voltage Vuu, Vul, Vvu, Vvl, Vwu, Vwl Drive signal Vz, Vzs, Vz1, Vz2 Zero cross reference voltage (an example of reference voltage)
ts spike voltage period tz predetermined reference time Q1-Q6 switching element

Claims (5)

電源からの電力供給を受け、駆動制御信号に基づきモータの各相コイルに駆動電流を供給してロータを回転させるモータ駆動部と、
前記各相コイルの端子間電圧と基準電圧との比較結果に基づいて位置調整信号を生成する電圧比較部と、
前記位置調整信号に基づいて前記ロータの回転位置を示す位置検出信号を出力する位置検出部と、
外部から入力する回転速度指令信号と前記位置検出信号とに基づいて前記駆動制御信号を生成する制御部と、
前記位置調整信号に基づいて、前記各相コイルの端子間電圧における通電切換により発生する立ち上がり時または立ち下がり時のうちいずれかのスパイク電圧期間を計測し、当該スパイク電圧期間と予め設定した所定の基準時間との比較結果に応じて進角調整のための前記基準電圧を生成して前記電圧比較部に出力する進角調整部と、
を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
A motor drive unit that receives power supply from a power source and rotates a rotor by supplying a drive current to each phase coil of the motor based on a drive control signal;
A voltage comparison unit that generates a position adjustment signal based on a comparison result between a terminal voltage of each phase coil and a reference voltage;
A position detection unit that outputs a position detection signal indicating the rotational position of the rotor based on the position adjustment signal;
A control unit that generates the drive control signal based on an externally input rotational speed command signal and the position detection signal;
Based on the position adjustment signal, the spike voltage period is measured at either the rising or falling time generated by energization switching in the inter-terminal voltage of each phase coil, and the spike voltage period is set to a predetermined predetermined value. An advance adjustment unit that generates the reference voltage for advance adjustment according to a comparison result with a reference time and outputs the reference voltage to the voltage comparison unit;
A motor drive control device comprising:
前記進角調整部は、
前記位置調整信号をもとに前記スパイク電圧期間を計測するスパイク電圧計測部と、
前記スパイク電圧期間と前記所定の基準時間との比較結果をもとに、前記基準電圧の設定情報を生成するスパイク電圧期間判定部と、
前記設定情報をもとに前記基準電圧を生成するゼロクロス基準電圧生成部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
The advance angle adjustment unit is
A spike voltage measurement unit that measures the spike voltage period based on the position adjustment signal;
Based on a comparison result between the spike voltage period and the predetermined reference time, a spike voltage period determination unit that generates setting information of the reference voltage;
A zero-cross reference voltage generation unit that generates the reference voltage based on the setting information;
The motor drive control device according to claim 1, comprising:
前記進角調整部は、
前記ロータの複数の回転速度に対応したスパイク電圧の期間の情報を対照テーブルとして記憶する記憶部を備え、
前記対照テーブルに基づき、前記ロータの回転速度に応じた前記所定の基準時間を設定する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のモータ駆動制御装置。
The advance angle adjustment unit is
A storage unit for storing information on a period of spike voltage corresponding to a plurality of rotation speeds of the rotor as a comparison table;
Based on the comparison table, the predetermined reference time according to the rotational speed of the rotor is set.
The motor drive control device according to claim 1, wherein the motor drive control device is a motor drive control device.
前記進角調整部は、
前記スパイク電圧期間と前記所定の基準時間とを比較し、前記スパイク電圧期間が前記所定の基準時間よりも大きいときはその大きさに応じた進角を行い、前記スパイク電圧期間が前記所定の基準時間よりも小さいときはその大きさに応じた遅角を行うように前記基準電圧を生成する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。
The advance angle adjustment unit is
The spike voltage period is compared with the predetermined reference time, and when the spike voltage period is larger than the predetermined reference time, an advance is made according to the magnitude, and the spike voltage period is the predetermined reference time. When the time is smaller than the time, the reference voltage is generated so as to delay according to the magnitude.
The motor drive control device according to claim 1, wherein the motor drive control device is a motor drive control device.
前記電圧比較部は、
各相ごとに、コイル端子間電圧と前記基準電圧とを入力し、それらの比較結果に基づく前記位置調整信号を前記位置検出部と前記進角調整部とに出力するコンパレータをそれぞれ備える、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。
The voltage comparison unit
For each phase, each is provided with a comparator that inputs a voltage between coil terminals and the reference voltage, and outputs the position adjustment signal based on the comparison result to the position detection unit and the advance angle adjustment unit.
The motor drive control device according to claim 1, wherein the motor drive control device is a motor drive control device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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