JP7088043B2

JP7088043B2 - Motor control device

Info

Publication number: JP7088043B2
Application number: JP2019008062A
Authority: JP
Inventors: 快松浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2039-01-21
Also published as: JP2020120453A

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device.

車両のエアコン等の送風に用いられるモータは、起動時及び停止時に静粛性が求められる場合がある。例えば高速回転中に上位の制御装置から停止指令が送信されると、モータを駆動する電圧を生成する駆動回路の動作を停止させることにより、当該モータへの電力供給を停止して、当該モータを惰性回転させた後に停止させる。 Motors used for ventilation such as air conditioners of vehicles may be required to be quiet at the time of starting and stopping. For example, when a stop command is transmitted from a higher-level control device during high-speed rotation, the operation of the drive circuit that generates the voltage that drives the motor is stopped, so that the power supply to the motor is stopped and the motor is turned on. It is stopped after coasting.

しかしながら、惰性回転中のモータに対して、当該モータを再度回転させる再起動の指令が送信された場合、当該モータがハンチングを起こし、作動音が大きくなる場合があった。 However, when a restart command for rotating the motor again is transmitted to the motor during inertial rotation, the motor may hunt and the operating noise may become louder.

モータ制御装置は、一例としてＰＩ制御（Proportional-Integral Controller：比例積分制御）により、上位制御装置から入力された指令信号が示す目標回転速度とＰＩ制御の制御値との偏差を解消するようにして、当該モータの回転速度を目標回転速度に近付ける制御を行う。ＰＩ制御の制御値は、ＰＩ制御のソフトウェアによっては、惰性回転中のモータの実回転速度よりも時系列での低下が著しい場合があり、かかる場合には、目標回転速度とＰＩ制御の制御値との偏差が、目標回転速度と実回転速度との偏差よりも大きくなる。その結果、再起動時のモータの回転が急加速されることになり、上記のハンチングが発生する。 As an example, the motor control device uses PI control (Proportional-Integral Controller) to eliminate the deviation between the target rotation speed indicated by the command signal input from the host control device and the control value of PI control. , Control to bring the rotation speed of the motor closer to the target rotation speed. Depending on the PI control software, the control value of PI control may decrease significantly in time series from the actual rotation speed of the motor during coasting rotation. In such a case, the control value of the target rotation speed and PI control The deviation from and is larger than the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed. As a result, the rotation of the motor at the time of restart is suddenly accelerated, and the above-mentioned hunting occurs.

特許文献１には、モータの回転速度が０ｒｐｍになった後に当該モータを再起動する、モータ制御装置の発明が開示されている。 Patent Document 1 discloses an invention of a motor control device that restarts a motor after the rotation speed of the motor reaches 0 rpm.

特許第６０４７０５５公報Japanese Patent No. 6047055

しかしながら、特許文献１に記載のモータ制御装置では、モータの回転速度が０ｒｐｍになるまで当該モータの再起動を実行しないので、制御の応答性に難があるおそれがあった。 However, in the motor control device described in Patent Document 1, since the motor is not restarted until the rotation speed of the motor reaches 0 rpm, there is a possibility that the responsiveness of the control may be difficult.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、停止状態に移行中のモータを円滑かつ迅速に再起動できるモータ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a motor control device capable of smoothly and quickly restarting a motor in a stopped state.

前記課題を解決するために、請求項１に記載のモータ制御装置は、モータの回転速度を検出する回転速度検出部と、前記モータに供給する電圧を生成する駆動回路と、回転指令が示す目標回転速度で前記モータを回転させる電圧を生成するように前記駆動回路を制御すると共に、前記モータが回転中に停止指令が入力された場合、前記駆動回路を制御して前記モータの回転を減速させ、前記回転速度検出部で検出した回転速度が第１回転速度以下になった際に、前記モータへ供給する電圧を停止するように前記駆動回路を制御して前記モータを惰性回転させ、前記モータが惰性回転中に回転指令が入力された場合に、前記回転速度検出部で検出した回転速度が前記第１回転速度よりも低く、かつ前記モータの回転が停止状態ではない第２回転速度以下になった際に、該入力された回転指令が示す目標回転速度と予め設定された制御値との偏差に基づいて決定した電圧を生成するように前記駆動回路を制御する制御部と、を含んでいる。
In order to solve the above problems, the motor control device according to claim 1 has a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the motor, a drive circuit that generates a voltage to be supplied to the motor, and a target indicated by a rotation command. The drive circuit is controlled so as to generate a voltage for rotating the motor at the rotation speed, and when a stop command is input while the motor is rotating, the drive circuit is controlled to decelerate the rotation of the motor. When the rotation speed detected by the rotation speed detection unit becomes equal to or lower than the first rotation speed, the drive circuit is controlled so as to stop the voltage supplied to the motor to cause the motor to coast and rotate. When a rotation command is input during coastal rotation, the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is lower than the first rotation speed, and the rotation of the motor is equal to or less than the second rotation speed that is not in the stopped state. Includes a control unit that controls the drive circuit to generate a voltage determined based on the deviation between the target rotation speed indicated by the input rotation command and the preset control value . There is.

このモータ制御装置によれば、惰性回転して停止状態に移行するモータを再び回転させる回転指令が入力された場合に、モータの実回転速度がある程度低下し、かつ当該モータが停止する前に当該モータへの通電を行うことにより、停止状態に移行中のモータを円滑かつ迅速に再起動できる。 According to this motor control device, when a rotation command for rotating a motor that coasts and shifts to a stopped state is input, the actual rotation speed of the motor decreases to some extent, and the motor is said to be before the motor is stopped. By energizing the motor, the motor in the stopped state can be restarted smoothly and quickly.

また、このモータ制御装置によれば、目標回転速度と制御値との偏差を解消するようにモータに通電することにより、停止状態に移行中のモータを円滑に再起動できる。
Further, according to this motor control device, by energizing the motor so as to eliminate the deviation between the target rotation speed and the control value, the motor in the stopped state can be smoothly restarted.

請求項２に記載のモータ制御装置は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記第２回転速度は、前記第２回転速度と前記制御値との差分が、前記第１回転速度と前記制御値との差分よりも小さく、かつ所定範囲内であるように設定される。
The motor control device according to claim 2 is the motor control device according to claim 1 , wherein the second rotation speed is the difference between the second rotation speed and the control value, and the first rotation speed and the control value. It is set to be smaller than the difference from the control value and within a predetermined range.

このモータ制御装置によれば、実回転速度が、制御値と実回転速度との差分が所定範囲になる第２回転速度以下になった際に、目標回転速度と制御値との偏差に基づいてモータに供給する電圧を決定することにより、再起動時のモータの急加速を抑制して当該モータを円滑に再起動できる。 According to this motor control device, when the actual rotation speed becomes equal to or less than the second rotation speed in which the difference between the control value and the actual rotation speed is within a predetermined range, the actual rotation speed is based on the deviation between the target rotation speed and the control value. By determining the voltage to be supplied to the motor, the sudden acceleration of the motor at the time of restart can be suppressed and the motor can be restarted smoothly.

請求項３に記載のモータ制御装置は、請求項２に記載のモータ制御装置において、前記偏差に基づく電圧決定において、比例制御、比例積分制御及び比例積分微分制御のいずれかを用いる。停止状態に移行中のモータを円滑かつ迅速に再起動できる。 The motor control device according to claim 3 uses any one of proportional control, proportional integral control, and proportional integral differential control in the voltage determination based on the deviation in the motor control device according to claim 2 . The motor that is in the stopped state can be restarted smoothly and quickly.

このモータ制御装置によれば、目標回転速度と制御値との偏差を解消するようにしてモータに供給する電圧を決定する比例制御、比例積分制御及び比例積分微分制御のいずれかを用いることにより、停止状態に移行中のモータを円滑に再起動できる。 According to this motor control device, by using either proportional control, proportional integral control, or proportional integral differential control that determines the voltage supplied to the motor so as to eliminate the deviation between the target rotation speed and the control value. The motor that is in the stopped state can be restarted smoothly.

本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the motor control device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の再起動処理の一例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed an example of the restart process of the motor control device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置による再起動処理におけるモータの回転速度の時系列での変化の一例を示した概略図である。It is a schematic diagram which showed an example of the change in the time series of the rotation speed of a motor in the restart process by the motor control device which concerns on embodiment of this invention. 時間ｔ₃で回転指令に応じてモータの回転制御を行った場合の実回転速度とＰＩ制御の制御値とを比較した概略図の一例である。It is an example of a schematic diagram comparing the actual rotation speed and the control value of PI control when the rotation control of the motor is performed according to the rotation command at the time _t3 . 時間ｔ₄で回転指令に応じてモータの回転制御を行った場合の実回転速度とＰＩ制御の制御値とを比較した概略図の一例である。This is an example of a schematic diagram comparing the actual rotation speed and the control value of PI control when the rotation control of the motor is performed according to the rotation command at time _t4 .

図１は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の概略を示す図である。インバータ回路４０は、三相モータであるモータ５２のステータ１４のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータＦＥＴ４４Ａ、４４ＤはＵ相コイル１４Ｕに、インバータＦＥＴ４４Ｂ、４４ＥはＶ相コイル１４Ｖに、インバータＦＥＴ４４Ｃ、４４ＦはＷ相コイル１４Ｗに、各々供給する電力のスイッチングを行う。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of a motor control device 20 according to the present embodiment. The inverter circuit 40 switches the electric power supplied to the coil of the stator 14 of the motor 52, which is a three-phase motor. For example, the inverter FETs 44A and 44D switch the power to be supplied to the U-phase coil 14U, the inverter FETs 44B and 44E to the V-phase coil 14V, and the inverter FETs 44C and 44F to the W-phase coil 14W.

インバータＦＥＴ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの各々のドレインは、ノイズ除去用のチョークコイル４６を介して車載のバッテリ８０の正極に接続されている。また、インバータＦＥＴ４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆの各々のソースは、逆接防止ＦＥＴ４８を介してバッテリ８０の負極に接続されている。 Each drain of the inverter FETs 44A, 44B, 44C is connected to the positive electrode of the vehicle-mounted battery 80 via a choke coil 46 for noise removal. Further, each source of the inverter FETs 44D, 44E, and 44F is connected to the negative electrode of the battery 80 via the reverse connection prevention FET 48.

本実施の形態では、シャフト１６と同軸に設けられたロータマグネット１２Ａ又はセンサマグネットの磁界をロータ１２の回転位置を示す磁界としてホールセンサ１２Ｂが検出する。マイコン３２は、ホールセンサ１２Ｂにより検出された磁界に基づいてロータ１２の回転速度及び位置（回転位置）を検出し、ロータ１２の回転速度及び回転位置に応じてインバータ回路４０のスイッチングの制御を行う。 In the present embodiment, the hall sensor 12B detects the magnetic field of the rotor magnet 12A provided coaxially with the shaft 16 or the sensor magnet as the magnetic field indicating the rotation position of the rotor 12. The microcomputer 32 detects the rotation speed and position (rotation position) of the rotor 12 based on the magnetic field detected by the Hall sensor 12B, and controls the switching of the inverter circuit 40 according to the rotation speed and rotation position of the rotor 12. ..

マイコン３２には、エアコンのスイッチ操作に対応してエアコンを制御する、マイコン３２に対する上位の制御装置であるエアコンＥＣＵ８２からのロータ１２の回転速度に係る速度指令値を含む制御信号が入力される。また、マイコン３２には、サーミスタ５４Ａと抵抗５４Ｂとで構成された分圧回路５４と、インバータ回路４０とバッテリ８０の負極との間に設けられた電流検出部５６とが接続されている。 A control signal including a speed command value related to the rotation speed of the rotor 12 from the air conditioner ECU 82, which is a higher control device for the air conditioner 32, is input to the microcomputer 32 to control the air conditioner in response to the switch operation of the air conditioner. Further, the microcomputer 32 is connected to a voltage dividing circuit 54 composed of a thermistor 54A and a resistor 54B, and a current detecting unit 56 provided between the inverter circuit 40 and the negative electrode of the battery 80.

分圧回路５４を構成するサーミスタ５４Ａは、回路の基板の温度に応じて抵抗値が変化するので、分圧回路５４が出力する信号の電圧は基板の温度に応じて変化する。マイコン３２は、分圧回路５４から出力される信号の電圧の変化に基づいて、基板の温度を算出する。 Since the resistance value of the thermistor 54A constituting the voltage dividing circuit 54 changes according to the temperature of the substrate of the circuit, the voltage of the signal output by the voltage dividing circuit 54 changes according to the temperature of the substrate. The microcomputer 32 calculates the temperature of the substrate based on the change in the voltage of the signal output from the voltage dividing circuit 54.

電流検出部５６は、抵抗値が０．２ｍΩ～数Ω程度のシャント抵抗５６Ａと、シャント抵抗５６Ａの両端の電位差を増幅してシャント抵抗５６Ａの電流に比例する電圧値を信号として出力するアンプ５６Ｂとを含み、アンプ５６Ｂが出力した信号は、マイコン３２の温度保護制御部６２に入力される。温度保護制御部６２は、アンプ５６Ｂが出力した信号に基づいて、インバータ回路４０の電流を算出する。 The current detection unit 56 amplifies the potential difference between the shunt resistance 56A having a resistance value of about 0.2 mΩ to several Ω and the potential difference between both ends of the shunt resistance 56A, and outputs a voltage value proportional to the current of the shunt resistance 56A as a signal. The signal output by the amplifier 56B is input to the temperature protection control unit 62 of the microcomputer 32. The temperature protection control unit 62 calculates the current of the inverter circuit 40 based on the signal output by the amplifier 56B.

本実施の形態では、サーミスタ５４Ａを含む分圧回路５４からの信号、電流検出部５６が出力した信号、及びホールセンサ１２Ｂが出力した信号は、マイコン３２内の温度保護制御部６２に入力される。温度保護制御部６２は、各々入力された信号に基づいて基板の素子の温度、インバータ回路４０の電流、及びロータ１２の回転速度等を算出する。また、温度保護制御部６２には、電源であるバッテリ８０が接続されており、温度保護制御部６２は、バッテリ８０の電圧を電源電圧値として検知する。 In the present embodiment, the signal from the voltage dividing circuit 54 including the thermistor 54A, the signal output by the current detection unit 56, and the signal output by the hall sensor 12B are input to the temperature protection control unit 62 in the microcomputer 32. .. The temperature protection control unit 62 calculates the temperature of the element of the substrate, the current of the inverter circuit 40, the rotation speed of the rotor 12, and the like based on the input signals. Further, a battery 80, which is a power source, is connected to the temperature protection control unit 62, and the temperature protection control unit 62 detects the voltage of the battery 80 as a power supply voltage value.

エアコンＥＣＵ８２からの制御信号は、マイコン３２内の速度制御部６４に入力される。速度制御部６４には、ホールセンサ１２Ｂが出力した信号も入力される。速度制御部６４は、エアコンＥＣＵ８２からの制御信号並びにホールセンサ１２Ｂからの信号に基づくロータ１２の回転速度及び回転位置に基づいて、インバータ回路４０のスイッチングの制御に係るＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のデューティ比を算出する。 The control signal from the air conditioner ECU 82 is input to the speed control unit 64 in the microcomputer 32. The signal output by the Hall sensor 12B is also input to the speed control unit 64. The speed control unit 64 controls PWM (Pulse Width Modulation) related to the switching control of the inverter circuit 40 based on the rotation speed and rotation position of the rotor 12 based on the control signal from the air conditioner ECU 82 and the signal from the hall sensor 12B. Calculate the duty ratio.

速度制御部６４が算出したデューティ比を示す信号は、ＰＷＭ出力部６６と温度保護制御部６２とに入力される。温度保護制御部６２は、基板の素子の温度と、ロータ１２の回転速度と、モータ５２及びモータ制御装置２０の回路の負荷と、に基づいて、速度制御部６４が算出したデューティ比を補正して、速度制御部６４にフィードバックする。モータ及び回路の負荷は、例えば、インバータ回路４０の電流、電源電圧又はインバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比である。本実施の形態では、インバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比はＰＷＭ出力部６６がインバータ回路４０に生成させる電圧のデューティ比と同じである。図１に示したように、ＰＷＭ出力部６６がインバータ回路４０に生成させる電圧のデューティ比を示す信号は、温度保護制御部６２にも入力されている。 The signal indicating the duty ratio calculated by the speed control unit 64 is input to the PWM output unit 66 and the temperature protection control unit 62. The temperature protection control unit 62 corrects the duty ratio calculated by the speed control unit 64 based on the temperature of the element of the substrate, the rotation speed of the rotor 12, and the load of the circuit of the motor 52 and the motor control device 20. Then, it feeds back to the speed control unit 64. The load of the motor and the circuit is, for example, the duty ratio of the current of the inverter circuit 40, the power supply voltage, or the voltage generated by the inverter circuit 40. In the present embodiment, the duty ratio of the voltage generated by the inverter circuit 40 is the same as the duty ratio of the voltage generated by the PWM output unit 66 in the inverter circuit 40. As shown in FIG. 1, a signal indicating the duty ratio of the voltage generated by the PWM output unit 66 in the inverter circuit 40 is also input to the temperature protection control unit 62.

また、温度保護制御部６２には、記憶装置であるメモリ６８が接続されている。メモリ６８は、モータ５２及び回路が過負荷状態になった場合にデューティ比を制限するための制限値等を記憶している。 Further, a memory 68, which is a storage device, is connected to the temperature protection control unit 62. The memory 68 stores a limit value or the like for limiting the duty ratio when the motor 52 and the circuit are in an overloaded state.

速度制御部６４は、温度保護制御部６２による補正を、例えばＰＩ制御等によって自身が算出したデューティ比にフィードバックし、当該フィードバックを行ったデューティ比を示す信号をＰＷＭ出力部６６に出力する。ＰＷＭ出力部６６は、入力された信号が示すデューティ比の電圧を生成するようにインバータ回路４０のスイッチングを制御する。 The speed control unit 64 feeds back the correction by the temperature protection control unit 62 to the duty ratio calculated by itself by, for example, PI control, and outputs a signal indicating the duty ratio to which the feedback is performed to the PWM output unit 66. The PWM output unit 66 controls the switching of the inverter circuit 40 so as to generate a voltage having a duty ratio indicated by the input signal.

本実施の形態では、Ｕ相コイル１４Ｕ、Ｖ相コイル１４Ｖ、Ｗ相コイル１４Ｗに各々生じた誘起電圧を検出し、検出した誘起電圧に基づいて算出したロータ１２の位置信号を出力する誘起電圧検出部７０を備えている。 In the present embodiment, the induced voltage detection that detects the induced voltage generated in each of the U-phase coil 14U, the V-phase coil 14V, and the W-phase coil 14W and outputs the position signal of the rotor 12 calculated based on the detected induced voltage. The unit 70 is provided.

また、本実施の形態では、ホールセンサ１２Ｂが検知したロータ１２の位置信号と、誘起電圧検出部７０が誘起電圧に基づいて算出したロータ１２の位置信号とを比較して、ホールセンサ１２Ｂが検出したロータ１２の位置信号の補正量を算出するセンサ信号補正量算出部７２を備えている。センサ信号補正量算出部７２が算出した補正量は、前述の速度制御部６４に入力される。速度制御部６４は、ホールセンサ１２Ｂからの信号を上述の補正量で補正して、デューティ比を算出する。補正量の算出のタイミングは、種々の場合が考えられるが、一例として、モータ５２の始動直後である。又は、モータ５２の回転制御中に、ホールセンサ１２Ｂが検知したロータ１２の位置信号と、誘起電圧検出部７０が誘起電圧に基づいて算出したロータ１２の位置信号とのずれが許容範囲を超えた場合に、当該補正量を算出してもよい。 Further, in the present embodiment, the Hall sensor 12B detects by comparing the position signal of the rotor 12 detected by the Hall sensor 12B with the position signal of the rotor 12 calculated by the induced voltage detection unit 70 based on the induced voltage. The sensor signal correction amount calculation unit 72 for calculating the correction amount of the position signal of the rotor 12 is provided. The correction amount calculated by the sensor signal correction amount calculation unit 72 is input to the speed control unit 64 described above. The speed control unit 64 corrects the signal from the Hall sensor 12B with the above-mentioned correction amount, and calculates the duty ratio. The timing of calculating the correction amount may be various, but as an example, it is immediately after the start of the motor 52. Alternatively, the deviation between the position signal of the rotor 12 detected by the Hall sensor 12B and the position signal of the rotor 12 calculated by the induced voltage detection unit 70 based on the induced voltage during the rotation control of the motor 52 exceeds the allowable range. In some cases, the correction amount may be calculated.

モータ５２は三相モータ、一例としてブラシレスＤＣモータであるが、ブラシ付きＤＣモータでもよい。モータ５２がブラシ付きＤＣモータの場合、インバータ回路４０に代えて、４つのＦＥＴで構成されたＨブリッジ回路でモータ５２に供給する電圧を生成する。また、モータ５２がブラシ付きＤＣモータの場合、ロータの位置の検出は不要なので、ホールセンサ１２Ｂ、誘起電圧検出部７０及びセンサ信号補正量算出部７２は不要となる。 The motor 52 is a three-phase motor, for example, a brushless DC motor, but a brushed DC motor may also be used. When the motor 52 is a brushed DC motor, a voltage to be supplied to the motor 52 is generated by an H-bridge circuit composed of four FETs instead of the inverter circuit 40. Further, when the motor 52 is a DC motor with a brush, it is not necessary to detect the position of the rotor, so that the Hall sensor 12B, the induced voltage detection unit 70, and the sensor signal correction amount calculation unit 72 are unnecessary.

図２は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の再起動処理の一例を示したフローチャートである。図２に示した処理では、上位制御装置であるエアコンＥＣＵ８２からマイコン３２にモータ５２を定常回転速度で回転させる指令信号が入力され、マイコン３２が当該指令信号に従ってモータ５２が定常回転速度で回転するようにインバータ回路４０を制御していた際に、エアコンＥＣＵ８２からモータ５２の停止指令が入力された場合を想定している。ステップ２００では、停止指令が入力されたか否かを判定し、停止指令が入力された場合は手順をステップ２０２に移行し、停止指令が入力されていない場合は、ステップ２００での停止指令の入力の判定を継続する。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of the restart process of the motor control device 20 according to the present embodiment. In the process shown in FIG. 2, a command signal for rotating the motor 52 at a steady rotation speed is input from the air conditioner ECU 82, which is a higher control device, to the microcomputer 32, and the microcomputer 32 rotates the motor 52 at a steady rotation speed according to the command signal. It is assumed that a stop command for the motor 52 is input from the air conditioner ECU 82 when the inverter circuit 40 is controlled as described above. In step 200, it is determined whether or not the stop command has been input, and if the stop command is input, the procedure shifts to step 202, and if the stop command is not input, the stop command is input in step 200. The judgment of is continued.

ステップ２０２では、モータ５２に供給する電圧を低下させる、すなわちモータ５２のコイルに印加する電圧のデューティ比を低下させてモータ５２の回転速度の減速を開始する。 In step 202, the voltage supplied to the motor 52 is lowered, that is, the duty ratio of the voltage applied to the coil of the motor 52 is lowered to start deceleration of the rotational speed of the motor 52.

図３は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０による再起動処理におけるモータ５２の回転速度の時系列での変化の一例を示した概略図である。図３に示したように、時間ｔ₁で停止指令が入力されたことにより、定常回転速度で回転していたモータ５２は減速を開始する。定常回転速度は、モータ制御装置２０及びモータ５２等の仕様によって異なるが、本実施の形態では、一例として３０００ｒｐｍ～５０００ｒｐｍ程度である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of changes in the rotation speed of the motor 52 in time series in the restart process by the motor control device 20 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, when the stop command is input at time t ₁ , the motor 52 rotating at the steady rotation speed starts decelerating. The steady rotation speed varies depending on the specifications of the motor control device 20, the motor 52, and the like, but in the present embodiment, it is about 3000 rpm to 5000 rpm as an example.

ステップ２０４では、モータ５２の回転速度が惰性開始回転速度である第１回転速度以下になったか否かを判定する。第１回転速度は、モータ制御装置２０及びモータ５２等の仕様によって異なるが、本実施の形態では、一例として目標回転速度である定常回転速度の略１／５～２／３の回転速度であり、より具体的には１０００ｒｐｍ～２０００ｒｐｍ程度である。ステップ２０４でモータ５２の回転速度が第１回転速度以下になった場合は手順をステップ２０６に移行し、モータ５２の回転速度が第１回転速度を超えている場合はステップ２０４での判定を継続する。 In step 204, it is determined whether or not the rotation speed of the motor 52 is equal to or lower than the first rotation speed, which is the coasting start rotation speed. The first rotation speed differs depending on the specifications of the motor control device 20, the motor 52, and the like, but in the present embodiment, as an example, the rotation speed is approximately 1/5 to 2/3 of the steady rotation speed, which is the target rotation speed. More specifically, it is about 1000 rpm to 2000 rpm. If the rotation speed of the motor 52 becomes lower than the first rotation speed in step 204, the procedure is shifted to step 206, and if the rotation speed of the motor 52 exceeds the first rotation speed, the determination in step 204 is continued. do.

ステップ２０６では、インバータＦＥＴ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆのスイッチングをオフにして、モータ５２へ供給する電圧の生成を停止してモータ５２の惰性回転を開始する。図３に示したように、時間ｔ₂で、モータ５２の回転速度が第１回転速度以下になったので、インバータ回路４０からの電力供給が停止され、モータ５２は惰性回転を始める。モータ５２の惰性回転は後述するように実回転速度１００が復帰時回転速度である第２回転速度以下になる時間ｔ₄まで継続する。本実施の形態では、時間ｔ₂～ｔ₄の区間を惰性回転区間１０２と呼称する。 In step 206, the switching of the inverter FETs 44A, 44B, 44C, 44D, 44E, 44F is turned off, the generation of the voltage supplied to the motor 52 is stopped, and the inertial rotation of the motor 52 is started. As shown in FIG. 3, since the rotation speed of the motor 52 becomes equal to or lower than the first rotation speed at time t ₂ , the power supply from the inverter circuit 40 is stopped, and the motor 52 starts coasting rotation. As will be described later, the inertial rotation of the motor 52 continues until the time t ₄ when the actual rotation speed 100 becomes equal to or less than the second rotation speed which is the rotation speed at the time of return. In the present embodiment, the section between the times t ₂ and t ₄ is referred to as an inertial rotation section 102.

ステップ２０８では、上位制御装置であるエアコンＥＣＵ８２から、モータ５２を定常回転速度で回転させる回転指令が入力された否かを判定する。図３では時間ｔ₃において回転指令が入力されている。ステップ２０８では、時間ｔ₃のように回転指令が入力された場合は手順をステップ２１０に移行し、回転指令が入力されていない場合は手順をステップ２１６に移行する。 In step 208, it is determined whether or not a rotation command for rotating the motor 52 at a steady rotation speed is input from the air conditioner ECU 82, which is a higher-level control device. In FIG. ₃ , the rotation command is input at the time t3. In step 208, when the rotation command is input as in the time t ₃ , the procedure shifts to step 210, and when the rotation command is not input, the procedure shifts to step 216.

しかしながら、時間ｔ₃でのＰＩ制御の制御値は、モータ５２の実回転速度に比して大きく低下する場合がある。 However, the control value of PI control at time t ₃ may be significantly lower than the actual rotation speed of the motor 52.

図４は、時間ｔ₃で回転指令に応じてモータ５２の回転制御を行った場合の実回転速度１００とＰＩ制御の制御値１０６とを比較した概略図の一例である。ＰＩ制御の制御値は、モータ５２への通電が行われている場合は、基本的にホールセンサ１２Ｂ等で検出したモータ５２の実回転速度１００であるが、停止状態に移行する惰性回転時のモータ５２を再起動する際は、マイコン３２の仕様によっては、実回転速度１００ではなく、マイコン３２に予め設定された制御値１０６を用いてＰＩ制御を開始する場合がある。制御値１０６は、モータ５２の惰性回転時に実回転速度１００のように時系列で低下する傾向を示す。 FIG. ₄ is an example of a schematic diagram comparing the actual rotation speed 100 and the control value 106 of the PI control when the rotation control of the motor 52 is performed in response to the rotation command at the time t3. The control value of PI control is basically the actual rotation speed 100 of the motor 52 detected by the Hall sensor 12B or the like when the motor 52 is energized, but it is during coastal rotation that shifts to the stopped state. When restarting the motor 52, depending on the specifications of the microcomputer 32, PI control may be started using the control value 106 preset in the microcomputer 32 instead of the actual rotation speed 100. The control value 106 shows a tendency to decrease in time series like the actual rotation speed 100 when the motor 52 coasts.

しかしながら、モータ５２の出力軸には転がり軸受等が設けられている場合がある。かかる場合には惰性回転であっても実回転速度１００は急激に低下せず、モータ５２への電力供給が停止された後の時間ｔ₃においても、実回転速度１００は、惰性開始回転速度である第１回転速度より若干低下した惰性回転継続回転速度に減速されるに留まることがある。 However, a rolling bearing or the like may be provided on the output shaft of the motor 52. In such a case, the actual rotation speed 100 does not decrease sharply even in the coastal rotation, and the actual rotation speed 100 is the coasting start rotation speed even at the time t ₃ after the power supply to the motor 52 is stopped. It may only be decelerated to a coasting continuous rotation speed slightly lower than a certain first rotation speed.

モータ５２の惰性回転時に実回転速度１００の低下が緩慢であるのに対し、モータ５２への電力供給が停止された場合を想定したＰＩ制御の制御値１０６が、実回転速度１００に比して大きく低下すると、制御値１０６と実回転速度１００との差分１０８が拡大する。そして、かかる差分１０８が拡大した状態では、当然、回転指令が示す目標回転速度である定常回転速度と制御値１０６との偏差が、定常回転速度と実回転速度１００との偏差よりも大きくなる。定常回転速度と実回転速度１００との偏差よりも大きな偏差を解消するようにＰＩ制御を行うと、モータ５２の回転速度を必要以上に急激に加速することになり、ハンチングを発生させるおそれがある。 While the actual rotation speed 100 slowly decreases during the inertial rotation of the motor 52, the control value 106 of the PI control assuming that the power supply to the motor 52 is stopped is higher than the actual rotation speed 100. When it is greatly reduced, the difference 108 between the control value 106 and the actual rotation speed 100 increases. Then, in a state where the difference 108 is expanded, the deviation between the steady rotation speed, which is the target rotation speed indicated by the rotation command, and the control value 106 is naturally larger than the deviation between the steady rotation speed and the actual rotation speed 100. If PI control is performed so as to eliminate a deviation larger than the deviation between the steady rotation speed and the actual rotation speed 100, the rotation speed of the motor 52 will be accelerated more rapidly than necessary, which may cause hunting. ..

本実施の形態では、時間ｔ₃で回転指令が入力されても、後述するように実回転速度１００が復帰時回転速度である第２回転速度以下になる時間ｔ₄までモータ５２の回転制御を開始せず、モータ５２の惰性回転を継続する。本実施の形態では、時間ｔ₃～ｔ₄の区間を指令受信禁止区間１０４と呼称する。 In the present embodiment, even if the rotation command is input at the time t ₃ , the rotation control of the motor 52 is performed until the time t ₄ when the actual rotation speed 100 becomes equal to or less than the second rotation speed which is the rotation speed at the time of return, as described later. The coasting rotation of the motor 52 is continued without starting. In the present embodiment, the section of time t ₃ to t ₄ is referred to as a command reception prohibition section 104.

ステップ２１０では、モータ５２の実回転速度１００が第１回転速度よりも低速である第２回転速度以下になったか否かを判定する。 In step 210, it is determined whether or not the actual rotation speed 100 of the motor 52 is equal to or lower than the second rotation speed, which is lower than the first rotation speed.

図５は、時間ｔ₄で回転指令に応じてモータ５２の回転制御を行った場合の実回転速度１００とＰＩ制御の制御値１０６とを比較した概略図の一例である。図５に示したように、実回転速度１００が第２回転速度に達した時間ｔ₄では、実回転速度１００とＰＩ制御の制御値１０６との差分１１０は、時間ｔ₃での差分１０８よりも小さくなる。 FIG. ₅ is an example of a schematic diagram comparing the actual rotation speed 100 and the control value 106 of the PI control when the rotation control of the motor 52 is performed in response to the rotation command at the time t4. As shown in FIG. 5, at the time t ₄ when the actual rotation speed 100 reaches the second rotation speed, the difference 110 between the actual rotation speed 100 and the control value 106 of the PI control is from the difference 108 at the time t ₃ . Also becomes smaller.

本実施の形態では、図５に示した差分１１０が、モータ５２の回転制御でハンチングを生じない所定範囲内になるような実回転速度１００を、復帰時回転速度である第２回転速度に設定する。第２回転速度は、モータ制御装置２０及びモータ５２等の仕様によって異なるが、本実施の形態では、一例として第１回転速度の略１／８～３／４の回転速度であり、より具体的には２５０ｒｐｍ～７５０ｒｐｍ程度である。また、第２回転速度は、第１回転速度よりも低速であるが、いかなる場合も０ｒｐｍよりも大きな回転速度である。すなわち、第２回転速度では、モータ５２の回転は停止状態ではない。 In the present embodiment, the actual rotation speed 100 such that the difference 110 shown in FIG. 5 is within a predetermined range in which hunting does not occur in the rotation control of the motor 52 is set as the second rotation speed which is the rotation speed at the time of return. do. The second rotation speed differs depending on the specifications of the motor control device 20, the motor 52, and the like, but in the present embodiment, as an example, the second rotation speed is approximately 1/8 to 3/4 of the first rotation speed, which is more specific. It is about 250 rpm to 750 rpm. Further, the second rotation speed is lower than the first rotation speed, but in any case, the rotation speed is larger than 0 rpm. That is, at the second rotation speed, the rotation of the motor 52 is not in the stopped state.

ステップ２１０で、実回転速度１００が第２回転速度以下の場合は手順をステップ２１２に移行し、実回転速度１００が第２回転速度を上回る場合はステップ２１４で回転指令を無視し、手順をステップ２１０に移行する。 In step 210, if the actual rotation speed 100 is equal to or less than the second rotation speed, the procedure is shifted to step 212, and if the actual rotation speed 100 exceeds the second rotation speed, the rotation command is ignored in step 214 and the procedure is stepped. Move to 210.

ステップ２１２では、インバータ回路４０のインバータＦＥＴ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆのスイッチングを開始して、モータ５２へ供給する電圧の生成を再開する。当該電圧（デューティ比）は、目標回転速度である定常回転速度とＰＩ制御の制御値１０６との偏差に基づいてＰＩ制御により決定する。通電再開は、図３の時間ｔ₄から行われるが、実際にモータ５２の実回転速度１００が増速されるまで若干の時間差がある。しかしながら、モータ５２の実回転速度１００が０ｒｐｍになった後にモータ５２への電力供給を再開する場合よりも、応答性は良好である。 In step 212, switching of the inverter FETs 44A, 44B, 44C, 44D, 44E, 44F of the inverter circuit 40 is started, and the generation of the voltage supplied to the motor 52 is restarted. The voltage (duty ratio) is determined by PI control based on the deviation between the steady rotation speed, which is the target rotation speed, and the control value 106 of PI control. The energization is restarted from the time t ₄ in FIG. 3, but there is a slight time difference until the actual rotation speed 100 of the motor 52 is actually increased. However, the responsiveness is better than the case where the power supply to the motor 52 is restarted after the actual rotation speed 100 of the motor 52 becomes 0 rpm.

図３に示した破線は、モータ５２の回転速度が０ｒｐｍになった際にモータ５２への電力供給を再開した場合の実回転速度１１２である。図３に示したように時間ｔ₅で実回転速度１１２は０ｒｐｍになるが、時間ｔ₄でモータ５２への電力供給を再開した場合、時間ｔ₅では実回転速度１００は目標回転速度である定常回転速度に向けて加速している段階である。従って、本実施の形態では、モータ５２の回転速度が０ｒｐｍになった際にモータ５２への電力供給を再開した場合よりも、モータ５２の回転再開の応答性に優れる。 The broken line shown in FIG. 3 is the actual rotation speed 112 when the power supply to the motor 52 is restarted when the rotation speed of the motor 52 becomes 0 rpm. As shown in FIG. 3, the actual rotation speed 112 becomes 0 rpm at the time t ₅ , but when the power supply to the motor 52 is restarted at the time t ₄ , the actual rotation speed 100 is the target rotation speed at the time t ₅ . It is in the stage of accelerating toward a steady rotation speed. Therefore, in the present embodiment, the responsiveness of restarting the rotation of the motor 52 is superior to the case where the power supply to the motor 52 is restarted when the rotation speed of the motor 52 becomes 0 rpm.

ステップ２１２でモータ５２への電力供給を再開した後は、制御値１０６に代えて実回転速度１００を目標回転速度である定常回転速度に近付けるように加速するＰＩ制御が行われ、再起動処理をリターンする。 After restarting the power supply to the motor 52 in step 212, PI control is performed to accelerate the actual rotation speed 100 so as to approach the steady rotation speed which is the target rotation speed instead of the control value 106, and the restart process is performed. Return.

ステップ２０８で回転指令が入力されなかった場合は、ステップ２１６でモータ５２を停止させるか否かを判定する。ステップ２１６では、実回転速度１００が第２回転速度以下になった場合に、モータ５２の惰性回転を継続することによりモータ５２を停止させて処理をリターンする。ステップ２１６で実回転速度１００が第２回転速度を超える場合は、手順をステップ２０８に移行して、回転指令の入力の有無の判定をする。 If the rotation command is not input in step 208, it is determined in step 216 whether or not to stop the motor 52. In step 216, when the actual rotation speed 100 becomes equal to or lower than the second rotation speed, the motor 52 is stopped by continuing the inertial rotation of the motor 52, and the process is returned. If the actual rotation speed 100 exceeds the second rotation speed in step 216, the procedure shifts to step 208 to determine whether or not a rotation command has been input.

以上説明したように、本実施の形態に係るモータ制御装置２０によれば、モータ５２の実回転速度１００とＰＩ制御の制御値１０６との差分が許容範囲となる第２回転速度でモータ５２への通電を再開することにより、再起動時のモータ５２の急加速を抑制してハンチングを防止できる。その結果、停止状態に移行中のモータ５２を円滑かつ迅速に再起動できるという効果を奏する。 As described above, according to the motor control device 20 according to the present embodiment, the motor 52 is transferred to the motor 52 at a second rotation speed in which the difference between the actual rotation speed 100 of the motor 52 and the control value 106 of the PI control is within the allowable range. By resuming the energization of the motor 52, sudden acceleration of the motor 52 at the time of restart can be suppressed and hunting can be prevented. As a result, there is an effect that the motor 52 in the stopped state can be restarted smoothly and quickly.

本変形例における上述の回転制御は、マイコン３２のソフトウェアを変更することにより実現できる。従って、既存のモータ制御装置のハードウェアの構成を変更することなく、低コストでモータを円滑に再起動することができる。 The above-mentioned rotation control in this modification can be realized by changing the software of the microcomputer 32. Therefore, the motor can be restarted smoothly at low cost without changing the hardware configuration of the existing motor control device.

本実施の形態では、モータ５２の回転制御においてＰＩ制御を用いたが、ＰＩ制御のほかに、Ｐ制御（Proportional Controller：比例制御）又はＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Controller：比例積分微分制御）によって実回転速度１００を目標回転速度に徐々に近づけるようにしてもよい。 In this embodiment, PI control is used in the rotation control of the motor 52, but in addition to PI control, P control (Proportional Controller: proportional control) or PID control (Proportional-Integral-Differential Controller: proportional integral differential control) The actual rotation speed 100 may be gradually brought closer to the target rotation speed.

本発明は、上記の形態例に限定されるものではなく、上記の形態例以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it is needless to say that the present invention can be variously modified and implemented within a range not deviating from the gist thereof other than the above-mentioned embodiment.

１２…ロータ、１２Ａ…ロータマグネット、１２Ｂ…ホールセンサ、１４…ステータ、１４Ｕ…Ｕ相コイル、１４Ｖ…Ｖ相コイル、１４Ｗ…Ｗ相コイル、１６…シャフト、２０…モータ制御装置、３２…マイコン、４０…インバータ回路、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ…インバータＦＥＴ、４６…チョークコイル、４８…逆接防止ＦＥＴ、５２…モータ、５４…分圧回路、５４Ａ…サーミスタ、５４Ｂ…抵抗、５６…電流検出部、５６Ａ…シャント抵抗、５６Ｂ…アンプ、６２…温度保護制御部、６４…速度制御部、６６…ＰＷＭ出力部、６８…メモリ、７０…誘起電圧検出部、７２…センサ信号補正量算出部、８０…バッテリ、８２…エアコンＥＣＵ、１００…実回転速度、１０２…惰性回転区間、１０４…指令受信禁止区間、１０６…制御値、１０８，１１０…差分、１１２…実回転速度、ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃，ｔ₄，ｔ₅…時間 12 ... rotor, 12A ... rotor magnet, 12B ... hall sensor, 14 ... stator, 14U ... U-phase coil, 14V ... V-phase coil, 14W ... W-phase coil, 16 ... shaft, 20 ... motor control device, 32 ... microcomputer, 40 ... Inverter circuit, 44A, 44B, 44C, 44D, 44E, 44F ... Inverter FET, 46 ... Chalk coil, 48 ... Reverse connection prevention FET, 52 ... Motor, 54 ... Voltage division circuit, 54A ... Thermista, 54B ... Resistance, 56 ... current detection unit, 56A ... shunt resistance, 56B ... amplifier, 62 ... temperature protection control unit, 64 ... speed control unit, 66 ... PWM output unit, 68 ... memory, 70 ... induced voltage detection unit, 72 ... sensor signal correction amount Calculation unit, 80 ... Battery, 82 ... Air conditioner ECU, 100 ... Actual rotation speed, 102 ... Coastal rotation section, 104 ... Command reception prohibited section, 106 ... Control value, 108, 110 ... Difference, 112 ... Actual rotation speed, t ₁ , T ₂ , t ₃ , t ₄ , t ₅ ... time

Claims

A rotation speed detector that detects the rotation speed of the motor,
A drive circuit that generates a voltage to be supplied to the motor,
The drive circuit is controlled so as to generate a voltage for rotating the motor at the target rotation speed indicated by the rotation command, and when a stop command is input while the motor is rotating, the drive circuit is controlled to control the motor. When the rotation speed detected by the rotation speed detection unit becomes equal to or lower than the first rotation speed, the drive circuit is controlled so as to stop the voltage supplied to the motor to coast the motor. When the motor is rotated and a rotation command is input while the motor is coasting, the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is lower than the first rotation speed, and the rotation of the motor is not in the stopped state. A control unit that controls the drive circuit to generate a voltage determined based on the deviation between the target rotation speed indicated by the input rotation command and a preset control value when the rotation speed becomes 2 or less. When,
Motor control unit including.

The second rotation speed is set so that the difference between the second rotation speed and the control value is smaller than the difference between the first rotation speed and the control value and is within a predetermined range. The motor control device according to 1 .

The motor control device according to claim 2 , wherein any of proportional control, proportional integral control, and proportional integral differential control is used in voltage determination based on the deviation.