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JP2017192203A - Motor controller - Google Patents

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JP2017192203A
JP2017192203A JP2016079898A JP2016079898A JP2017192203A JP 2017192203 A JP2017192203 A JP 2017192203A JP 2016079898 A JP2016079898 A JP 2016079898A JP 2016079898 A JP2016079898 A JP 2016079898A JP 2017192203 A JP2017192203 A JP 2017192203A
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JP
Japan
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rotor
stator winding
rotation angle
phase
motor
Prior art date
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JP2016079898A
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Japanese (ja)
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光 篠原
Hikari Shinohara
光 篠原
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of shortening the time required for positioning of a rotor more than before.SOLUTION: A motor 20 includes three-phase stator windings X, Y, Z for detection, separately from three-phase stator windings U, V, W for driving. A controller 10 electrifies a predetermined stator winding for driving, for positioning. Position of a rotor 22 subjected to positioning is estimated, when the rotor 22 is rotated by this electrification, based on the combination of polarities of induction voltages induced in the three-phase stator windings X, Y, Z for detection. As a result, the rotor 22 can be positioned by performing electrification once, and the time required for positioning of the rotor 22 can be shortened more than before.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータの回転子の位置決めを早期に行うことが可能なモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device capable of quickly positioning a rotor of a motor.

例えば、特許文献1に記載された3相直流モータの駆動制御装置では、3相直流モータを2相通電したときに、非通電となる相巻線に生じる誘起電圧と基準電圧とを比較した結果に基づいて、回転子の磁極位置が存在する角度範囲を推定する。そして、推定した角度範囲に基づいて、回転子の位置決め角度を決定し、決定した位置決め角度に応じた相巻線に通電を行うことで、回転子を位置決めする。   For example, in the drive control device for a three-phase DC motor described in Patent Document 1, when a three-phase DC motor is energized in two phases, a result of comparing an induced voltage generated in a phase winding that is de-energized with a reference voltage Is used to estimate the angular range in which the magnetic pole position of the rotor exists. Then, based on the estimated angle range, the rotor positioning angle is determined, and the rotor is positioned by energizing the phase winding according to the determined positioning angle.

回転子の位置決め角度は、停止状態である回転子の磁極位置に対して半回転に満たない回転角度に決定される。このようにして、停止状態の初期位置から起動前の位置決め位置までの回転子の角度変位を抑制することで、モータの起動までの時間の短縮を図っている。   The rotor positioning angle is determined to be less than a half rotation with respect to the magnetic pole position of the rotor in the stopped state. In this way, the time until the motor is started is reduced by suppressing the angular displacement of the rotor from the initial position in the stopped state to the positioning position before the start.

特開2011−36083号公報JP 2011-36083 A

しかしながら、上述した特許文献1の装置では、回転子の磁極位置が存在する角度範囲を推定するための相巻線の通電と、回転子の位置決めのための総巻線の通電とを行う必要がある。このように、特許文献1の装置では、回転子の位置決めのために2回の通電を行う必要があるため、回転子を位置決めするのに要する時間の短縮には限界がある。   However, in the above-described apparatus of Patent Document 1, it is necessary to energize the phase windings for estimating the angle range in which the magnetic pole position of the rotor exists and energize the total windings for positioning the rotor. is there. As described above, in the apparatus of Patent Document 1, since it is necessary to energize twice for positioning the rotor, there is a limit to shortening the time required for positioning the rotor.

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、回転子の位置決めに要する時間を従来よりも短縮することが可能な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-described points, and an object of the present invention is to provide a motor control device capable of shortening the time required for positioning of the rotor as compared with the prior art.

上記目的を達成するために、第1発明によるモータ制御装置は、
モータ(20)の回転子(22)を位置決めするため、モータの3相の駆動用固定子巻線(U、V、W)の内、所定の駆動用固定子巻線に通電を行う位置決め通電部(S300)と、
位置決め通電部による通電によって回転子が回転し、回転子から作用する磁束が変化することにより、3相の駆動用固定子巻線とは異なる3相の検出用固定子巻線(X、Y、Z)に誘起される誘起電圧の極性の組み合わせに基づき、回転子の位置決めされた位置を推定する位置推定部(S330)と、
回転子を、停止した状態から回転させるべく、3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の変化に応じて、通電する3相の駆動用固定子巻線を切り替えることにより回転磁界を発生させるものであり、位置推定部によって推定された回転子の位置に応じて、通電を開始する駆動用固定子巻線を変更する始動部(S120)と、を備える。
In order to achieve the above object, a motor control device according to a first invention comprises:
In order to position the rotor (22) of the motor (20), positioning energization is performed to energize a predetermined driving stator winding among the three-phase driving stator windings (U, V, W) of the motor. Part (S300),
The rotor is rotated by energization by the positioning energization unit, and the magnetic flux acting from the rotor is changed, so that the three-phase detection stator windings (X, Y, A position estimation unit (S330) for estimating a position where the rotor is positioned based on a combination of polarities of induced voltages induced in Z);
In order to rotate the rotor from the stopped state, the rotating magnetic field is switched by switching the three-phase driving stator winding to be energized in accordance with the change in the induced voltage induced in the three-phase detecting stator winding. And a starting unit (S120) for changing the driving stator winding for starting energization according to the position of the rotor estimated by the position estimating unit.

このように、第1発明によるモータ制御装置では、モータが、3相の駆動用固定子巻線とは別に、3相の検出用固定子巻線を備えており、位置推定部は、位置決め通電部によって所定の駆動用固定子巻線への通電によって回転子が回転したときに、3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の極性の組み合わせに基づき、回転子の位置決めされた位置を推定する。つまり、第1発明によるモータ制御装置では、位置決め通電部により、所定の駆動用固定子巻線へ通電したことにより回転子が回転したとき、その回転子の回転によって生じる誘起電圧を3相の検出用固定子巻線にて測定することが可能である。そのため、それら3相の検出用固定子巻線にて測定した誘起電圧の組み合わせに基づき、回転子の磁極位置を、従来のように広い角度範囲としてではなく、より具体的な狭い範囲にて推定することができる。その結果、回転子の位置決めを一度の通電で済ますことができ、回転子の位置決めに要する時間を従来よりも短縮することができる。   Thus, in the motor control device according to the first aspect of the present invention, the motor includes the three-phase detection stator windings in addition to the three-phase driving stator windings, and the position estimation unit performs positioning energization. The rotor is positioned based on the combination of the polarity of the induced voltages induced in the three-phase detection stator winding when the rotor is rotated by energizing the predetermined driving stator winding by the unit. Estimate the position. That is, in the motor control device according to the first aspect of the present invention, when the rotor is rotated by energizing a predetermined driving stator winding by the positioning energization unit, the induced voltage generated by the rotation of the rotor is detected in three phases. It is possible to measure with the stator winding. Therefore, based on the combination of induced voltages measured by these three-phase detection stator windings, the rotor magnetic pole position is estimated in a more specific narrow range rather than a wide angular range as in the past. can do. As a result, the rotor can be positioned only once, and the time required for positioning the rotor can be shortened as compared with the prior art.

また、第2発明によるモータ制御装置は、
モータ(20)の回転子(22)を位置決めするため、モータの3相の駆動用固定子巻線(U、V、W)の内、所定の駆動用固定子巻線に通電を行う位置決め通電部(S300)と、
位置決め通電部による通電によって回転子が回転したとき、回転子の回転方向を検出する回転方向検出部(S315)と、
位置決め通電部による通電によって回転子が回転し、回転子から作用する磁束が変化することにより、3相の駆動用固定子巻線とは異なる1相の検出用固定子巻線(X)に誘起される誘起電圧の極性と、回転方向検出部によって検出された回転子の回転方向とに基づき、回転子の位置決めされた位置を推定する位置推定部(S335)と、
回転子を、停止した状態から回転させるべく、3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の変化に応じて、通電する3相の駆動用固定子巻線を切り替えることにより回転磁界を発生させるものであり、位置推定部によって推定された回転子の位置に応じて、通電を開始する駆動用固定子巻線を変更する始動部(S120)と、を備える。
The motor control device according to the second invention is
In order to position the rotor (22) of the motor (20), positioning energization is performed to energize a predetermined driving stator winding among the three-phase driving stator windings (U, V, W) of the motor. Part (S300),
A rotation direction detection unit (S315) that detects a rotation direction of the rotor when the rotor is rotated by energization by the positioning energization unit;
The rotor is rotated by energization by the positioning energization unit, and the magnetic flux acting from the rotor is changed, so that it is induced in the one-phase detection stator winding (X) different from the three-phase driving stator winding. A position estimation unit (S335) for estimating the position of the rotor based on the polarity of the induced voltage and the rotation direction of the rotor detected by the rotation direction detection unit;
In order to rotate the rotor from the stopped state, the rotating magnetic field is switched by switching the three-phase driving stator winding to be energized in accordance with the change in the induced voltage induced in the three-phase detecting stator winding. And a starting unit (S120) for changing the driving stator winding for starting energization according to the position of the rotor estimated by the position estimating unit.

このように、第2発明によるモータ制御装置は、回転子の回転方向を検出する回転方向検出部を備え、位置推定部は、位置決め通電部によって所定の駆動用固定子巻線への通電によって回転子が回転したとき、1相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の極性と、回転方向検出部によって検出された回転子の回転方向とに基づき、回転子の位置決めされた位置を推定する。1相の検出用固定子巻線にて測定される誘起電圧の極性に加えて、回転子の回転方向に関する情報が取得できれば、3相の検出用固定子巻線にて測定される誘起電圧の組み合わせの場合と同等の狭い範囲及び精度にて、回転子の磁極位置を推定することができる。そのため、第2発明によるモータ制御装置によっても、回転子の位置決めを一度の通電で済ますことができ、回転子の位置決めに要する時間を従来よりも短縮することができる。   As described above, the motor control device according to the second aspect of the present invention includes the rotation direction detection unit that detects the rotation direction of the rotor, and the position estimation unit rotates by energizing a predetermined driving stator winding by the positioning energization unit. When the rotor rotates, the position of the rotor is determined based on the polarity of the induced voltage induced in the one-phase detection stator winding and the rotation direction of the rotor detected by the rotation direction detector. presume. In addition to the polarity of the induced voltage measured by the one-phase detection stator winding, if information on the rotation direction of the rotor can be obtained, the induced voltage measured by the three-phase detection stator winding The magnetic pole position of the rotor can be estimated with a narrow range and accuracy equivalent to the combination. Therefore, even with the motor control device according to the second aspect of the invention, the rotor can be positioned with a single energization, and the time required for the positioning of the rotor can be shortened as compared with the prior art.

上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。   The reference numerals in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in an embodiment described later in order to facilitate understanding of the present invention, and are intended to limit the scope of the present invention. Not intended.

また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。   Further, the technical features described in the claims of the claims other than the features described above will become apparent from the description of embodiments and the accompanying drawings described later.

第1実施形態に係るモータ制御装置を含む、制御システム全体の概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the whole control system containing the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 車両のイグニッションスイッチがオンされて、制御装置への電源供給が開始されたときに実行される処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed when the ignition switch of a vehicle is turned ON and the power supply to a control apparatus is started. 図2のフローチャートにおける位置決め制御の詳細な処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed process of the positioning control in the flowchart of FIG. 図2のフローチャートにおけるセンサレス始動の詳細な処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed process of the sensorless start in the flowchart of FIG. 図2のフローチャートにおけるオフセット誤差補正値学習の詳細な処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed process of the offset error correction value learning in the flowchart of FIG. 位置決め制御について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating positioning control. 位置決め制御により、モータの回転子が停止する位置を示す図である。It is a figure which shows the position where the rotor of a motor stops by positioning control. 3相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性と、回転子の停止位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the polarity of the induced voltage of a stator winding for three phases, and the stop position of a rotor. 1相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性及び回転子の回転方向と、回転子の停止位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the polarity of the induced voltage of the stator winding of 1 phase detection, the rotation direction of a rotor, and the stop position of a rotor. 第2実施形態における位置決め制御の詳細な処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed process of the positioning control in 2nd Embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係るモータ制御装置に関して、図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、本実施形態では、モータはベルトなどを介して車両のエンジンと連結されて、エンジンの始動、エンジンのトルク補助、及び発電を行うインテグレーテッドスタータージェネレータ(ISG)として用いられる例について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the motor control device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, an example will be described in which the motor is connected to a vehicle engine via a belt or the like, and used as an integrated starter generator (ISG) that starts the engine, assists engine torque, and generates electric power.

図1は、第1実施形態に係るモータ制御装置10を含む、制御システム全体の概略構成を示す構成図である。制御システムは、図1に示すように、主な構成要素として、モータ制御装置10、モータ20、及び角度センサ30を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the entire control system including the motor control device 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the control system includes a motor control device 10, a motor 20, and an angle sensor 30 as main components.

モータ20は、固定子21に、6相(U相、V相、W相、X相、Y相、Z相)の固定子巻線が設けられている。U相、V相、及びW相の固定子巻線は、それぞれ電気角で120°ずれた位置に設置されている。同様に、X相、Y相、及びZ相の固定子巻線も、それぞれ電気角で120°ずれた位置に設置されている。そして、本実施形態では、U相とX相、V相とY相、及びW相とZ相とは、それぞれ電気角で30°ずれた位置となるように、各相の固定子巻線が固定子21に設けられている。従って、U相、V相、W相の3相の固定子巻線と、X相、Y相、Z相の3相の固定子巻線とは、回転子22の回転方向に沿って、交互に設けられている。ただし、そのずれ角は30°に限定されるものではない。例えば、U相とX相、V相とY相、及びW相とZ相とが、それぞれ電気角で60°ずれた位置となるように設けられても良い。   In the motor 20, a stator 21 is provided with six-phase (U-phase, V-phase, W-phase, X-phase, Y-phase, Z-phase) stator windings. The U-phase, V-phase, and W-phase stator windings are respectively installed at positions shifted by 120 ° in electrical angle. Similarly, the X-phase, Y-phase, and Z-phase stator windings are also installed at positions shifted by 120 ° in electrical angle. In the present embodiment, the stator windings of the respective phases are arranged so that the U phase and the X phase, the V phase and the Y phase, and the W phase and the Z phase are shifted from each other by 30 ° in electrical angle. The stator 21 is provided. Therefore, the U-phase, V-phase, and W-phase three-phase stator windings and the X-phase, Y-phase, and Z-phase stator windings alternate along the rotation direction of the rotor 22. Is provided. However, the deviation angle is not limited to 30 °. For example, the U phase and the X phase, the V phase and the Y phase, and the W phase and the Z phase may be provided so as to be shifted from each other by 60 ° in electrical angle.

モータ20は、永久磁石を有する回転子22を備える。図1には、S極及びN極の永久磁石がそれぞれ1つずつ設けられた例を示している。しかし、S極及びN極の永久磁石はそれぞれ複数設けられても良い。また、回転子22は永久磁石そのものから構成されても良いし、回転子22に永久磁石を埋め込んだり、外面に永久磁石を貼り付けたりしても良い。さらに、回転子22は、永久磁石ではなく、電磁石により磁力を発生するように構成しても良い。   The motor 20 includes a rotor 22 having a permanent magnet. FIG. 1 shows an example in which one S-pole and one N-pole permanent magnet is provided. However, a plurality of S-pole and N-pole permanent magnets may be provided. The rotor 22 may be composed of a permanent magnet itself, or may be embedded in the rotor 22 or may be attached to the outer surface. Further, the rotor 22 may be configured to generate a magnetic force by an electromagnet instead of a permanent magnet.

回転子22が発する磁力の向きは、回転子22の回転に伴い変化する。その結果、各固定子巻線の鎖交磁束数が変化するので、回転子22が回転したとき、各固定子巻線には、鎖交磁束数の変化に応じた電圧が誘起される。   The direction of the magnetic force generated by the rotor 22 changes as the rotor 22 rotates. As a result, since the number of interlinkage magnetic fluxes of each stator winding changes, when the rotor 22 rotates, a voltage corresponding to the change in the number of interlinkage magnetic fluxes is induced in each stator winding.

回転子22の回転軸となるシャフトには、回転子22の回転角度(例えば、S極の中心の回転角度位置)を検出するために、検出用磁石31が設けられている。さらに、検出用磁石31の近傍に、検出用磁石31の回転角度を検出するための検出素子(例えば、ホール素子)32が設けられている。これら、検出用磁石31と検出素子32とによって、回転子22の回転角度を検出する角度センサ30が構成されている。   A detection magnet 31 is provided on the shaft serving as the rotation axis of the rotor 22 in order to detect the rotation angle of the rotor 22 (for example, the rotation angle position of the center of the south pole). Further, a detection element (for example, a Hall element) 32 for detecting the rotation angle of the detection magnet 31 is provided in the vicinity of the detection magnet 31. The detection magnet 31 and the detection element 32 constitute an angle sensor 30 that detects the rotation angle of the rotor 22.

なお、検出素子32は、ホール素子に限られず、例えば磁気抵抗効果素子を用いても良い。さらに、角度センサ30として、磁気センサ以外のセンサ、例えば、フォトインタラプタ方式の光センサを用いても良い。   The detection element 32 is not limited to a Hall element, and for example, a magnetoresistive element may be used. Further, as the angle sensor 30, a sensor other than the magnetic sensor, for example, a photo interrupter type optical sensor may be used.

検出用磁石31がシャフトに設置、固定されるときに、回転子22の実回転角度と角度センサ30による検出回転角度とを完全に合わせ込むことは、手間や時間がかかる作業である。そのため、本実施形態では、図1に示すように、回転子22の実回転角度と角度センサ30による検出回転角度とがずれることを許容する。そして、製造段階において、回転子22の実回転角度と角度センサ30による検出回転角度とのずれを、固定子巻線に誘起される誘起電圧と角度センサ30による検出信号とに基づいてオフセット誤差として計測する。さらに、オフセット誤差をゼロとするためのオフセット誤差補正値を、制御装置10内の書込可能な不揮発性メモリ11に予め記憶させる。制御装置10は、角度センサ30のセンサ検出信号に基づいて回転子22の回転角度を検出する際には、センサ検出信号に基づいて算出される回転角度を、記憶している補正値によって補正することによって、回転子22の正しい回転角度を検出する。   When the detection magnet 31 is installed and fixed on the shaft, it is a laborious and time-consuming operation to perfectly match the actual rotation angle of the rotor 22 and the rotation angle detected by the angle sensor 30. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the actual rotation angle of the rotor 22 and the rotation angle detected by the angle sensor 30 are allowed to deviate. In the manufacturing stage, the deviation between the actual rotation angle of the rotor 22 and the rotation angle detected by the angle sensor 30 is determined as an offset error based on the induced voltage induced in the stator winding and the detection signal from the angle sensor 30. measure. Further, an offset error correction value for making the offset error zero is stored in advance in a writable nonvolatile memory 11 in the control device 10. When detecting the rotation angle of the rotor 22 based on the sensor detection signal of the angle sensor 30, the control device 10 corrects the rotation angle calculated based on the sensor detection signal with the stored correction value. Thus, the correct rotation angle of the rotor 22 is detected.

制御装置10は、モータ20の各固定子巻線に電流を通電するインバータ回路を備えている。インバータ回路は、U相、V相、W相の3相の固定子巻線への通電を制御する第1インバータ回路と、X相、Y相、Z相の3相の固定子巻線への通電を制御する第2インバータ回路とを備える。第1インバータ回路及び第2インバータ回路は、それぞれ、スイッチング素子として、例えば、還流ダイオードが並列に接続された、6個のMOSFET、あるいはIGBTを備えている。これらのスイッチング素子は、各相ごとに、上アームと下アームとに接続されており、上アームと下アームとの中点が各相の固定子巻線に接続されている。従って、オンする上アーム側のスイッチング素子と、オンする下アーム側のスイッチング素子との組合せを変更することにより、所望の固定子巻線へ、所望の向きで電流を通電することができる。また、モータ20が発電する際には、所望の固定子巻線から車載バッテリへ電力を回収することができる。   The control device 10 includes an inverter circuit that supplies current to each stator winding of the motor 20. The inverter circuit includes a first inverter circuit that controls energization of the three-phase stator windings of U phase, V phase, and W phase, and three-phase stator windings of X phase, Y phase, and Z phase. A second inverter circuit for controlling energization. Each of the first inverter circuit and the second inverter circuit includes, for example, six MOSFETs or IGBTs each having a reflux diode connected in parallel as a switching element. These switching elements are connected to the upper arm and the lower arm for each phase, and the midpoint between the upper arm and the lower arm is connected to the stator winding of each phase. Therefore, by changing the combination of the switching element on the upper arm side to be turned on and the switching element on the lower arm side to be turned on, a current can be supplied to a desired stator winding in a desired direction. Moreover, when the motor 20 generates electric power, it is possible to recover electric power from a desired stator winding to the in-vehicle battery.

このように、本実施形態におけるモータ20は、U相、V相、W相の3相固定子巻線と、X相、Y相、Z相の3相固定子巻線とを有し、さらに、それぞれの3相固定子巻線への通電を制御する第1インバータ回路と第2インバータ回路とを備えている。これにより、制御装置10は、モータ20を、6相モータ、もしくは3相2重モータとして駆動することが可能である。   Thus, the motor 20 in this embodiment has a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase stator winding, and an X-phase, Y-phase, and Z-phase three-phase stator winding. And a first inverter circuit and a second inverter circuit for controlling energization to the respective three-phase stator windings. Thereby, the control apparatus 10 can drive the motor 20 as a 6-phase motor or a 3-phase double motor.

制御装置10は、第1インバータ回路及び第2インバータ回路の各スイッチング素子のオン、オフを制御するための制御回路を有している。この制御回路は、車両のイグニッションスイッチがオンされて、最初にモータ20を始動するときには、角度センサ30からのセンサ検出信号を用いずに、モータ20をセンサレス始動する。   The control device 10 has a control circuit for controlling on / off of each switching element of the first inverter circuit and the second inverter circuit. This control circuit starts the motor 20 sensorlessly without using the sensor detection signal from the angle sensor 30 when the ignition switch of the vehicle is turned on and the motor 20 is started for the first time.

書込可能な不揮発性メモリ11は、例えば、ノイズなどの影響により、記憶しているデータが消失したり、変質したりする可能性がある。もし、不揮発性メモリ11に記憶されているオフセット誤差補正値が消失したり、変質したりすると、記憶補正値を用いた場合に、モータ20を適切に駆動制御することができない虞がある。そのため、本実施形態では、最初にモータ20を始動するときには、モータ20をセンサレス始動するのである。そして、センサレス始動において、補正値が適正であると判定されるか、もしくは適正な補正値が算出されると、角度センサ30からのセンサ検出信号を用いたモータ20の駆動制御に移行する。   In the writable nonvolatile memory 11, for example, there is a possibility that stored data may be lost or altered due to the influence of noise or the like. If the offset error correction value stored in the non-volatile memory 11 is lost or altered, there is a possibility that the motor 20 cannot be appropriately controlled when the stored correction value is used. Therefore, in this embodiment, when the motor 20 is started for the first time, the motor 20 is sensorlessly started. In the sensorless start, when it is determined that the correction value is appropriate or an appropriate correction value is calculated, the control shifts to drive control of the motor 20 using the sensor detection signal from the angle sensor 30.

制御装置10は、モータ20をセンサレス始動する準備として、まず、第1インバータ回路を介して、U相、V相、W相の3相の固定子巻線の内、所定の固定子巻線(例えば、U相→V相)に通電を行って回転子22を回転させることにより、回転子22の位置決めを行う。次に、位置決めされた回転子22の位置において、回転子22に対して最大の回転トルクを作用させることができるように、U相、V相、W相の3相の固定子巻線の中で、通電する固定子巻線及び通電方向を決定し、センサレス始動のための通電を開始する。このように、回転子22の位置決め及びセンサレス始動においては、U相、V相、W相の3相の固定子巻線が、モータ20を駆動するための駆動用固定子巻線として用いられる。   In preparation for sensorless start-up of the motor 20, the control device 10 first sets a predetermined stator winding (of the three-phase stator windings of U phase, V phase, and W phase) via the first inverter circuit ( For example, the rotor 22 is positioned by rotating the rotor 22 by energizing from the U phase to the V phase. Next, in the position of the positioned rotor 22, the U-phase, V-phase, and W-phase stator windings are arranged so that the maximum rotational torque can be applied to the rotor 22. Thus, the stator winding to be energized and the energization direction are determined, and energization for sensorless start is started. As described above, in the positioning of the rotor 22 and the sensorless start, the three-phase stator windings of the U phase, the V phase, and the W phase are used as driving stator windings for driving the motor 20.

回転子22の位置決め及びセンサレス始動の間、制御装置10の制御回路は、X相、Y相、Z相の3相固定子巻線には通電を行わないように構成されている。回転子22の位置決めの際、回転子22が回転することにより、X相、Y相、Z相の3相の固定子巻線には、回転子22の回転角度変化に応じた電圧が誘起される。制御装置10は、これらX相、Y相、Z相の固定子巻線の誘起電圧を取り込み、基準電圧となる仮想中性点電位と比較して、X相、Y相、Z相の各相の誘起電圧の極性を判定する。さらに、制御装置10は、判定したX相、Y相、Z相の各相の誘起電圧の極性の組合せから回転子22の回転角度を推定する。また、制御装置10は、センサレス始動の場合には、X相、Y相、Z相の3相の固定子巻線に誘起される誘起電圧の変化に応じて、通電するU相、V相、W相の3相の固定子巻線を切り替えることによって、回転磁界を発生させる。このように、回転子22の位置決め及びセンサレス始動においては、X相、Y相、Z相の3相の固定子巻線が、モータ20の回転子22の回転角度に応じた誘起電圧を検出するための検出用固定子巻線として用いられる。   During positioning of the rotor 22 and sensorless start-up, the control circuit of the control device 10 is configured not to energize the three-phase stator windings of the X phase, the Y phase, and the Z phase. When the rotor 22 is positioned, as the rotor 22 rotates, a voltage corresponding to a change in the rotation angle of the rotor 22 is induced in the three-phase stator windings of the X phase, the Y phase, and the Z phase. The The control device 10 takes in the induced voltages of these X-phase, Y-phase, and Z-phase stator windings, and compares each phase of the X-phase, Y-phase, and Z-phase with a virtual neutral point potential that is a reference voltage. The polarity of the induced voltage is determined. Further, the control device 10 estimates the rotation angle of the rotor 22 from the combination of the polarities of the induced voltages of the determined X-phase, Y-phase, and Z-phase. In addition, in the case of sensorless start, the control device 10 determines whether the energized U phase, V phase, and the like according to changes in the induced voltage induced in the three-phase stator windings of the X phase, the Y phase, and the Z phase. A rotating magnetic field is generated by switching the W-phase three-phase stator winding. As described above, in the positioning of the rotor 22 and the sensorless start, the three-phase stator windings of the X phase, the Y phase, and the Z phase detect the induced voltage corresponding to the rotation angle of the rotor 22 of the motor 20. Used as a detection stator winding.

ここで、従来のセンサレス駆動では、3相の固定子巻線の内、通電していない1相の誘起電圧が中性点電位を横切ったとき(ゼロクロスしたとき)に、回転子の回転角度を推定し、通電する2相を切り替えるようにしている。しかし、このような従来のセンサレス駆動では、各相の無通電期間が限定されているので、例えば急な負荷変動によりモータの回転速度が急激に変化した場合には、ゼロクロスしたことを検出できない虞がある。例えば、本実施形態のように、モータ20がインテグレーテッドスタータジェネレータとして用いられる場合、エアコン装置のコンプレッサやオイルポンプ等の負荷が、エンジンの回転速度(すなわち、モータ20の回転速度)を変動させる可能性がある。   Here, in the conventional sensorless drive, when the induced voltage of one phase, which is not energized among the three-phase stator windings, crosses the neutral point potential (when zero crossing), the rotation angle of the rotor is changed. The two phases to be energized are estimated and switched. However, in such a conventional sensorless drive, the non-energization period of each phase is limited. Therefore, for example, when the rotational speed of the motor changes suddenly due to a sudden load fluctuation, it may not be possible to detect that zero crossing has occurred. There is. For example, when the motor 20 is used as an integrated starter generator as in this embodiment, a load such as a compressor or an oil pump of an air conditioner can change the rotational speed of the engine (that is, the rotational speed of the motor 20). There is sex.

さらに、従来のセンサレス駆動の場合、無通電に切り替えられた直後の固定子巻線には自己誘導起電力が発生し、その自己誘導起電力が、回転子の回転による誘起電圧に重畳される。このため、自己誘導起電力による影響により、回転子の回転による誘起電圧がゼロクロスしたポイントを正確に測定することができない虞もある。   Furthermore, in the case of the conventional sensorless drive, a self-induced electromotive force is generated in the stator winding immediately after being switched to non-energization, and the self-induced electromotive force is superimposed on the induced voltage due to the rotation of the rotor. For this reason, there is a possibility that the point where the induced voltage due to the rotation of the rotor is zero-crossed cannot be accurately measured due to the influence of the self-induced electromotive force.

その点、本実施形態においては、制御装置10は、回転子22の位置決め及びセンサレス始動の間、制御装置10は、X相、Y相、Z相の3相の検出用固定子巻線には通電を行わないので、回転子22の回転による誘起電圧の極性の変化を正しく測定することができる。さらに、制御装置10は、3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の極性の組み合わせに基づき、回転子22の位置決めされた位置を推定する。このため、回転子22の位置決めされた位置を、より狭い範囲に絞り込んで推定することができる。従って、回転子22の位置決めを一度の通電で済ますことができ、回転子22の位置決めに要する時間を従来よりも短縮することができる。その結果、モータ20のセンサレス始動を早期に開始することができる。そして、そのセンサレス始動により回転子22が所定回転速度に達したときに実行される、オフセット誤差補正値が適正であるか否かの判定等を行うタイミングも早めることができる。従って、角度センサ30からのセンサ検出信号を用いたモータ20の駆動制御への移行に要する時間を短くすることができる。   In this regard, in the present embodiment, the control device 10 is provided with a three-phase detection stator winding of X phase, Y phase, and Z phase during positioning of the rotor 22 and sensorless start. Since energization is not performed, a change in polarity of the induced voltage due to rotation of the rotor 22 can be correctly measured. Further, the control device 10 estimates the positioned position of the rotor 22 based on the combination of the polarities of the induced voltages induced in the three-phase detection stator windings. For this reason, the position where the rotor 22 is positioned can be narrowed down and estimated. Therefore, the positioning of the rotor 22 can be performed with one energization, and the time required for the positioning of the rotor 22 can be shortened as compared with the prior art. As a result, the sensorless start of the motor 20 can be started early. And the timing which performs the determination whether the offset error correction value is appropriate, etc. performed when the rotor 22 reaches a predetermined rotational speed by the sensorless start can be advanced. Therefore, it is possible to shorten the time required for shifting to drive control of the motor 20 using the sensor detection signal from the angle sensor 30.

以下、制御装置10において実行される処理の詳細な内容を、図2〜図5のフローチャートを用いて説明する。   Hereinafter, the detailed content of the process performed in the control apparatus 10 is demonstrated using the flowchart of FIGS.

図2のフローチャートに示す処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされて、制御装置10への電源供給が開始されたときに実行されるものである。最初のステップS100では、イグニッションスイッチがエンジン始動位置に操作されて、エンジン始動が要求されたか否かを判定する。エンジン始動が要求されている場合、ステップS110の処理に進む。一方、イグニッションスイッチがアクセサリ位置などにある場合、エンジン始動は要求されていないと判定し、ステップS160の処理に進む。   The process shown in the flowchart of FIG. 2 is executed when the ignition switch of the vehicle is turned on and the power supply to the control device 10 is started. In the first step S100, it is determined whether or not an engine start is requested by operating the ignition switch to the engine start position. When the engine start is requested, the process proceeds to step S110. On the other hand, if the ignition switch is at the accessory position or the like, it is determined that the engine start is not requested, and the process proceeds to step S160.

ステップS110では、モータ20のセンサレス始動によってエンジンの始動を行うための準備として、まず、モータ20の回転子22の位置決め制御を実行する。この位置決め制御の詳細な処理は、図3のフローチャートに示されている。以下、図3のフローチャートを参照して、位置決め制御について説明する。   In step S110, as a preparation for starting the engine by sensorless start of the motor 20, first, positioning control of the rotor 22 of the motor 20 is executed. The detailed processing of this positioning control is shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the positioning control will be described with reference to the flowchart of FIG.

図3のフローチャートのステップS300では、U相、V相、W相の3相の駆動用固定子巻線の内、所定の固定子巻線に通電を行って回転子22を回転させる。例えば、所定の固定子巻線として、U相からV相に通電を行った場合、U相はS極となり、V相はN極となる。この場合、U相及びV相の固定子巻線による磁界の向きは、図6に点線矢印で示すように、X相の固定子巻線へ向かう方向となる。   In step S300 of the flowchart of FIG. 3, the rotor 22 is rotated by energizing a predetermined stator winding among the three-phase driving stator windings of the U phase, the V phase, and the W phase. For example, when a predetermined stator winding is energized from the U phase to the V phase, the U phase becomes the S pole and the V phase becomes the N pole. In this case, the direction of the magnetic field by the U-phase and V-phase stator windings is the direction toward the X-phase stator windings, as indicated by the dotted arrows in FIG.

このとき、回転子22は、初期の停止位置に応じて、図7(a)、(b)、(c)に示すいずれかの位置まで回転して静止する。図7(a)には、静止位置として、点線矢印で示す固定子巻線の磁界方向と、一点鎖線矢印で示す回転子22の磁界方向が直交する位置Aが示されている。詳しく述べると、図7(a)に示す位置Aは、回転子22の磁界方向が、第1の回転方向である時計回りに、固定子巻線の磁界方向よりも電気角で90°遅れた位置である。図7(b)には、静止位置として、回転子22の磁界方向が、図7(a)の場合とは逆向きであるが、固定子巻線の磁界方向と直交するロータ位置Bが示されている。この図7(b)に示す位置Bは、回転子22の磁界方向が、第1の回転方向である時計回りに、固定子巻線の磁界方向よりも電気角で90°進んだ位置である。図7(c)には、静止位置として、固定子巻線の磁界方向と回転子22の磁界方向とが対向する位置Cが示されている。   At this time, the rotor 22 rotates to a position shown in FIGS. 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C according to the initial stop position and stops. FIG. 7A shows a position A where the magnetic field direction of the stator winding indicated by the dotted line arrow and the magnetic field direction of the rotor 22 indicated by the one-dot chain line arrow are orthogonal to each other as the stationary position. More specifically, in the position A shown in FIG. 7A, the magnetic field direction of the rotor 22 is delayed by 90 ° in electrical angle from the magnetic field direction of the stator winding in the clockwise direction as the first rotation direction. Position. FIG. 7B shows a rotor position B as a stationary position in which the magnetic field direction of the rotor 22 is opposite to that in FIG. 7A, but orthogonal to the magnetic field direction of the stator winding. Has been. The position B shown in FIG. 7B is a position where the magnetic field direction of the rotor 22 is advanced 90 ° in electrical direction from the magnetic field direction of the stator winding in the clockwise direction as the first rotation direction. . FIG. 7C shows a position C where the magnetic field direction of the stator winding and the magnetic field direction of the rotor 22 face each other as a stationary position.

ここで、回転子22が位置Aや位置Bにて静止する理由について説明する。例えば、駆動用固定子巻線への通電により発生する磁界の大きさが相対的に小さく、回転子22を回転させる回転トルクが小さい場合、回転子22のS極及びN極の中心位置が、それぞれ、駆動用固定子巻線の磁界のS極及びN極の中間位置となったとき、双方の磁界による吸引力及び反発力がともに小さくなり、それ以上、回転子22が回転できなくなる場合がある。位置Aや位置Bにて回転子22が静止するのは、このような理由によるためである。   Here, the reason why the rotor 22 stops at the position A and the position B will be described. For example, when the magnitude of the magnetic field generated by energizing the driving stator winding is relatively small and the rotational torque for rotating the rotor 22 is small, the center positions of the S pole and N pole of the rotor 22 are In each case, when the magnetic field of the driving stator winding is in the middle position between the S pole and the N pole, the attractive force and the repulsive force of both magnetic fields become small, and the rotor 22 cannot be rotated any more. is there. This is the reason why the rotor 22 is stationary at the position A or the position B.

本来は、位置決め制御において、回転子22が、このような予定外の位置Aや位置Bにて静止することは避けるべきである。しかしながら、本実施形態では、X相、Y相、Z相の3相の検出用固定子巻線にて、回転子22の回転による誘起電圧を測定可能であるため、回転子22が位置Aや位置Bにて静止したことを推定可能である。そのため、本実施形態では、位置決め時に駆動用固定子巻線が発生する磁界の大きさを調整することにより、回転子22の静止位置として、積極的に、位置Aや位置Bを利用することとした。このような位置Aや位置Bを回転子22の静止位置として利用することで、位置決め時の回転子22の角度変位を90°以下に抑えることができる。   Originally, in the positioning control, the rotor 22 should be prevented from standing still at such unscheduled positions A and B. However, in this embodiment, since the induced voltage due to the rotation of the rotor 22 can be measured with the three-phase detection stator windings of the X phase, the Y phase, and the Z phase, the rotor 22 is positioned at the position A or It can be estimated that the camera is stationary at the position B. Therefore, in this embodiment, the position A and the position B are positively used as the stationary position of the rotor 22 by adjusting the magnitude of the magnetic field generated by the driving stator winding during positioning. did. By using such position A and position B as the stationary position of the rotor 22, the angular displacement of the rotor 22 during positioning can be suppressed to 90 ° or less.

具体的には、回転子22の初期停止位置(S極の中心位置)が、図6の角度範囲1〜3に属する場合、点線矢印で示す固定子巻線による磁界による反発力及び吸引力を受けて、回転子22は時計回りに回転する。しかし、この場合、回転子22の回転角度位置が、図7(b)に示す位置Bの近傍において、回転トルク不足により、回転子22は静止する。そして、回転子22が静止する前に測定されていた、3相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性は、X相がプラス、Y相がプラス、Z相がマイナスとなる。なお、回転子22の初期停止位置が角度範囲1に属する場合、Y相の初期の極性はマイナスであるが、回転子22が回転して角度範囲2の領域に進入すると、Y相の極性はプラスに反転する。従って、図8に示すように、3相の検出用固定子巻線により、回転子22の静止する直前に、X相プラス、Y相プラス、Z相マイナスの組合せの誘起電圧が測定された場合、回転子22は位置Bにおいて静止したと推定することができる。そして、回転子22は、角度範囲1〜3に属する初期位置から位置Bまで回転するだけであるため、回転子22の角度変位は90°以下に抑えられる。   Specifically, when the initial stop position (the center position of the S pole) of the rotor 22 belongs to the angle ranges 1 to 3 in FIG. In response, the rotor 22 rotates clockwise. However, in this case, the rotor 22 stops at the rotation angle position of the rotor 22 in the vicinity of the position B shown in FIG. The polarities of the induced voltages of the three-phase detection stator windings measured before the rotor 22 is stationary are positive for the X phase, positive for the Y phase, and negative for the Z phase. When the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle range 1, the initial polarity of the Y phase is negative, but when the rotor 22 rotates and enters the area of the angle range 2, the polarity of the Y phase is Invert to plus. Therefore, as shown in FIG. 8, when the induced voltage of the combination of the X phase plus, the Y phase plus, and the Z phase minus is measured by the three-phase detection stator winding immediately before the rotor 22 stops. It can be estimated that the rotor 22 is stationary at the position B. And since the rotor 22 only rotates from the initial position which belongs to the angle ranges 1-3 to the position B, the angular displacement of the rotor 22 is suppressed to 90 degrees or less.

また、回転子22の初期停止位置が、図6の角度範囲4〜6に属する場合、点線矢印で示す固定子巻線による磁界による反発力及び吸引力を受けて、回転子22は時計回りに回転する。一方、回転子22の初期停止位置が、図6の角度範囲7〜9に属する場合、点線矢印で示す固定子巻線による磁界による反発力及び吸引力を受けて、回転子22は反時計回りに回転する。そして、いずれの場合も、回転子22の回転角度位置が、図7(c)に示す位置Cの近傍において、固定子巻線の磁界と回転子22の磁界との吸引力が最も大きくなるので、回転子22は静止する。回転子22が静止する前に測定されていた、3相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性は、X相がマイナス、Y相については、初期位置が角度範囲4〜7に属する場合はプラス、初期位置が角度範囲8〜9に属する場合はマイナス、Z相については、初期位置が角度範囲4〜5に属する場合はマイナス、初期位置が角度範囲6〜9に属する場合はプラスとなる。従って、この場合、図8に示すように、Y相及びZ相の誘起電圧の極性に係わらず、X相の固定子巻線により測定された誘起電圧の極性がマイナスであることに基づき、回転子22は位置Cにおいて静止したと推定することができる。そして、回転子22が位置Cにおいて静止する場合も、回転子22の変位角度は90°以下に抑えられる。   In addition, when the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle range 4 to 6 in FIG. 6, the rotor 22 is rotated clockwise by receiving the repulsive force and the attractive force due to the magnetic field by the stator winding indicated by the dotted arrow. Rotate. On the other hand, when the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle ranges 7 to 9 in FIG. 6, the rotor 22 is counterclockwise by receiving the repulsive force and the attractive force due to the magnetic field by the stator winding indicated by the dotted arrows. Rotate to. In any case, the attracting force between the magnetic field of the stator winding and the magnetic field of the rotor 22 becomes the largest when the rotational angle position of the rotor 22 is in the vicinity of the position C shown in FIG. The rotor 22 is stationary. The polarity of the induced voltage of the three-phase detection stator winding, which was measured before the rotor 22 stopped, is negative for the X phase and the initial position for the Y phase is in the angle range 4-7. Is positive if the initial position belongs to the angular range 8-9, minus for the Z phase if the initial position belongs to the angular range 4-5, positive if the initial position belongs to the angular range 6-9. Become. Therefore, in this case, as shown in FIG. 8, the polarity of the induced voltage measured by the X-phase stator winding is negative regardless of the polarity of the Y-phase and Z-phase induced voltages. It can be estimated that the child 22 is stationary at the position C. Even when the rotor 22 is stationary at the position C, the displacement angle of the rotor 22 is suppressed to 90 ° or less.

さらに、回転子22の初期停止位置が、図6の角度範囲10〜12に属する場合、点線矢印で示す固定子巻線による磁界による反発力及び吸引力を受けて、回転子22は反時計回りに回転する。しかし、この場合、回転子22の回転角度位置が、図7(a)に示す位置Aの近傍において、回転トルク不足により、回転子22は静止する。そして、回転子22が静止する前に測定されていた、3相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性は、X相がプラス、Y相がマイナス、Z相がプラスとなる。なお、回転子22の初期停止位置が角度範囲12に属する場合、Z相の初期の極性はマイナスであるが、回転子22が回転して角度範囲11の領域に進入すると、Z相の極性はプラスに反転する。従って、図8に示すように、3相の検出用固定子巻線により、回転子22の静止する直前に、X相プラス、Y相マイナス、Z相プラスの組合せの誘起電圧が測定された場合、回転子22は位置Aにおいて静止したと推定することができる。そして、回転子22は、角度範囲10〜12に属する初期位置から位置Aまで回転するだけであるため、回転子22の角度変位は90°以下に抑えられる。   Furthermore, when the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle range 10 to 12 in FIG. 6, the rotor 22 is counterclockwise by receiving a repulsive force and an attractive force due to the magnetic field by the stator winding indicated by the dotted arrow. Rotate to. However, in this case, the rotor 22 stops at a rotation angle position of the rotor 22 in the vicinity of the position A shown in FIG. The polarities of the induced voltages of the three-phase detection stator windings measured before the rotor 22 is stationary are positive for the X phase, negative for the Y phase, and positive for the Z phase. When the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle range 12, the initial polarity of the Z phase is negative, but when the rotor 22 rotates and enters the region of the angle range 11, the polarity of the Z phase is Invert to plus. Therefore, as shown in FIG. 8, when the induced voltage of the combination of the X phase plus, the Y phase minus, and the Z phase plus is measured by the three-phase detection stator winding immediately before the rotor 22 stops. It can be estimated that the rotor 22 is stationary at the position A. And since the rotor 22 only rotates from the initial position which belongs to the angle ranges 10-12 to the position A, the angular displacement of the rotor 22 is suppressed to 90 degrees or less.

再び図3のフローチャートに戻って説明を続ける。上述したステップS300の後に実行されるステップS310では、3相の検出用固定子巻線により測定された誘起電圧の極性を検出する。続くステップS320では、回転子22の回転が停止したか否かを判定する。回転子22の回転が停止したか否かは、例えば、検出用固定子巻線にて測定する誘起電圧がほぼゼロとなったことに基づいて判定することができる。あるいは、駆動用固定子巻線への通電開始から、回転子22が90°回転するのに要する時間に基づいて設定される所定時間経過したか否かに基づいて判定しても良い。   Returning to the flowchart of FIG. 3 again, the description will be continued. In step S310 executed after step S300 described above, the polarity of the induced voltage measured by the three-phase detection stator winding is detected. In a succeeding step S320, it is determined whether or not the rotation of the rotor 22 is stopped. Whether or not the rotation of the rotor 22 has stopped can be determined based on, for example, that the induced voltage measured by the detection stator winding has become substantially zero. Alternatively, the determination may be made based on whether or not a predetermined time set based on the time required for the rotor 22 to rotate 90 ° has elapsed since the start of energization of the driving stator winding.

ステップS320において、回転子22の回転が停止したと判定した場合、ステップS330の処理に進む。一方、回転子22の回転が停止していないと判定した場合、ステップS300の処理に戻る。ステップS330では、回転子22が静止する直前に検出されていた3相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性の組合せに基づき、回転子22が位置決めされた位置を推定する。以上にて、位置決め制御は終了する。   If it is determined in step S320 that the rotation of the rotor 22 has stopped, the process proceeds to step S330. On the other hand, when it determines with rotation of the rotor 22 not stopping, it returns to the process of step S300. In step S330, the position where the rotor 22 is positioned is estimated based on the combination of the polarities of the induced voltages of the three-phase detection stator windings detected immediately before the rotor 22 stops. This completes the positioning control.

位置決め制御の終了後、図2のフローチャートのステップS120において、センサレス始動が行われる。このセンサレス始動の詳細な処理は、図4のフローチャートに示されている。以下、図4のフローチャートを参照して、センサレス始動について説明する。   After the end of the positioning control, sensorless start is performed in step S120 of the flowchart of FIG. The detailed processing of this sensorless start is shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the sensorless start will be described with reference to the flowchart of FIG.

図4のフローチャートのステップS400では、推定された回転子22の位置決めされた位置に応じて、回転子22に対して最大の回転トルクを作用させることができるように、U相、V相、W相の3相の駆動用固定子巻線の中で、通電する駆動用固定子巻線及び通電方向を決定する。続くステップS410では、決定された駆動用固定子巻線に、決定された通電方向にて通電を行うことにより、センサレス始動のための通電を開始する。   In step S400 of the flowchart of FIG. 4, the U phase, the V phase, and the W phase are set so that the maximum rotational torque can be applied to the rotor 22 according to the estimated position of the rotor 22 positioned. Among the three-phase driving stator windings of the phase, the driving stator winding to be energized and the energizing direction are determined. In subsequent step S410, energization for the sensorless start is started by energizing the determined driving stator winding in the determined energization direction.

そして、ステップS420では、3相の検出用固定子巻線により測定された誘起電圧の極性変化を検出する。続くステップS430では、検出された誘起電圧の変化に基づき算出される回転子22の回転角度が、駆動用固定子巻線への通電の切替を行うべき回転角度となったか否かを判定する。この判定処理において、まだ通電切替を行うべき回転角度に達していないと判定するとステップS410の処理に戻る。一方、通電切替を行うべき回転角度に達したと判定するとステップS440の処理に進む。   In step S420, the polarity change of the induced voltage measured by the three-phase detection stator winding is detected. In the subsequent step S430, it is determined whether or not the rotation angle of the rotor 22 calculated based on the detected change in the induced voltage is a rotation angle at which energization to the driving stator winding should be switched. In this determination process, if it is determined that the rotation angle for energization switching has not yet been reached, the process returns to step S410. On the other hand, if it determines with having reached the rotation angle which should perform energization switching, it will progress to the process of step S440.

ステップS440では、切替後に通電すべき駆動用固定子巻線、及びその通電方向を決定する。そして、ステップS450では、回転子22の回転角度を更新し、ステップS460において、以前の回転子22の回転角度と、更新した回転子22の回転角度と、経過時間とに基づき、回転子22の回転速度を算出する。   In step S440, the driving stator winding to be energized after switching and its energization direction are determined. In step S450, the rotation angle of the rotor 22 is updated. In step S460, the rotation angle of the rotor 22 is determined based on the previous rotation angle of the rotor 22, the updated rotation angle of the rotor 22, and the elapsed time. Calculate the rotation speed.

ステップS470では、ステップS460で算出された回転子22の回転速度が、学習可能回転速度に到達したか否かを判定する。本実施形態では、センサレス始動によりモータ20の回転子22を回転させつつ、検出用固定子巻線にて測定される誘起電圧の変化から回転子22の回転角度を算出する。この際、回転子22の回転速度が高まるにつれ、検出用固定子巻線の誘起電圧の変化から算出される回転子22の回転角度の精度も高まる。そして、本実施形態では、後述するように、誘起電圧の変化から算出される回転子22の回転角度を用いて、不揮発性メモリ11に記憶されているオフセット誤差補正値が正常であるか否かを判定する。さらに、オフセット誤差補正値が異常と判定した場合には、誘起電圧の変化から算出される回転子22の回転角度を用いて算出したオフセット誤差補正値により、記憶されていたオフセット誤差補正値を更新する。そのため、ステップS470では、回転子22の回転速度が、オフセット誤差補正値が正常であるかの判定が行いうる程度に、及び、適正なオフセット誤差補正値を算出できる程度に、精度の高い回転子22の回転角度を算出可能な回転速度に達したか否かを判定する。ステップS470の判定処理において、回転子22の回転速度は学習可能回転速度に到達していないと判定すると、ステップS410の処理に戻る。一方、ステップS470において、回転子22の回転速度は学習可能回転速度に到達したと判定すると、図4のフローチャートに示すセンサレス始動を終了する。   In step S470, it is determined whether or not the rotation speed of the rotor 22 calculated in step S460 has reached a learnable rotation speed. In the present embodiment, the rotation angle of the rotor 22 is calculated from the change in the induced voltage measured by the detection stator winding while rotating the rotor 22 of the motor 20 by sensorless start. At this time, as the rotation speed of the rotor 22 increases, the accuracy of the rotation angle of the rotor 22 calculated from the change in the induced voltage of the detection stator winding also increases. In the present embodiment, as described later, whether or not the offset error correction value stored in the nonvolatile memory 11 is normal using the rotation angle of the rotor 22 calculated from the change in the induced voltage. Determine. Furthermore, when it is determined that the offset error correction value is abnormal, the stored offset error correction value is updated with the offset error correction value calculated using the rotation angle of the rotor 22 calculated from the change in the induced voltage. To do. Therefore, in step S470, the rotor 22 has a high accuracy so that the rotation speed of the rotor 22 can determine whether the offset error correction value is normal and an appropriate offset error correction value can be calculated. It is determined whether or not the rotation speed at which the rotation angle of 22 can be calculated has been reached. If it is determined in step S470 that the rotation speed of the rotor 22 has not reached the learnable rotation speed, the process returns to step S410. On the other hand, if it is determined in step S470 that the rotational speed of the rotor 22 has reached the learnable rotational speed, the sensorless start shown in the flowchart of FIG. 4 is terminated.

センサレス始動の終了後、図2のフローチャートのステップS130において、オフセット誤差補正値学習が行われる。このオフセット誤差補正値学習の詳細な処理は、図5のフローチャートに示されている。以下、図5のフローチャートを参照して、オフセット誤差補正値学習について説明する。   After completion of the sensorless start, offset error correction value learning is performed in step S130 of the flowchart of FIG. The detailed processing of this offset error correction value learning is shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the offset error correction value learning will be described with reference to the flowchart of FIG.

図5のフローチャートのステップS500では、モータ(ISG)20のセンサレス始動により、モータ20とともに回転するエンジンが自律的に回転を開始し、エンジンの始動が完了したか否かを判定する。エンジンの始動が完了したと判定した場合には、ステップS510の処理に進み、エンジンの始動が完了していないと判定した場合には、ステップS520の処理に進む。ステップS510では、センサレス駆動を継続する。すなわち、検出用固定子巻線によって測定される誘起電圧の変化に基づいて、通電する駆動用固定子巻線を切り替えることにより、モータ20を回転させる。一方、ステップS520では、駆動用固定子巻線への通電を終了する。この場合、モータ20は、エンジンの回転に連れ回されて回転するようになる。   In step S500 of the flowchart of FIG. 5, it is determined whether or not the engine that rotates together with the motor 20 starts autonomously by sensorless start of the motor (ISG) 20 and the start of the engine is completed. If it is determined that the engine has been started, the process proceeds to step S510. If it is determined that the engine has not been started, the process proceeds to step S520. In step S510, sensorless driving is continued. That is, the motor 20 is rotated by switching the driving stator winding to be energized based on the change in the induced voltage measured by the detection stator winding. On the other hand, in step S520, energization of the driving stator winding is terminated. In this case, the motor 20 is rotated by the rotation of the engine.

ステップS530では、いずれかの検出用固定子巻線によって測定される誘起電圧の極性が変化したかを判定する。このステップS530にて誘起電圧の極性が変化したと判定した場合ステップS540の処理に進み、極性が変化していないと判定した場合ステップS500の処理に戻る。いずれかの検出用固定子巻線によって測定される誘起電圧の極性が変化したときに、回転子22の回転角度を高精度に算出できるので、ステップS540では、3相の固定子巻線によって測定される誘起電圧から回転子22の回転角度(第1回転角度)を算出する。   In step S530, it is determined whether the polarity of the induced voltage measured by any of the detection stator windings has changed. If it is determined in step S530 that the polarity of the induced voltage has changed, the process proceeds to step S540. If it is determined that the polarity has not changed, the process returns to step S500. Since the rotation angle of the rotor 22 can be calculated with high accuracy when the polarity of the induced voltage measured by any one of the detection stator windings changes, in step S540, the measurement is performed using the three-phase stator windings. The rotation angle (first rotation angle) of the rotor 22 is calculated from the induced voltage.

続くステップS550では、角度センサ30のセンサ検出信号から回転子22の回転角度(第2回転角度)を算出する。そして、ステップS570において、第1回転角度と第2回転角度との差を、学習オフセット誤差補正値として算出する。   In the subsequent step S550, the rotation angle (second rotation angle) of the rotor 22 is calculated from the sensor detection signal of the angle sensor 30. In step S570, the difference between the first rotation angle and the second rotation angle is calculated as a learning offset error correction value.

続くステップS570では、不揮発性メモリ11から、記憶されているオフセット誤差補正値(記憶オフセット誤差補正値)を読み出し、学習オフセット誤差補正値と記憶オフセット誤差補正値との差分を算出する。そして、ステップS580において、算出した差分が所定の閾値以下であるか否かにより、記憶オフセット誤差補正値が正常であるか否かを判定する。   In the subsequent step S570, the stored offset error correction value (stored offset error correction value) is read from the nonvolatile memory 11, and the difference between the learning offset error correction value and the stored offset error correction value is calculated. In step S580, whether or not the stored offset error correction value is normal is determined based on whether or not the calculated difference is equal to or less than a predetermined threshold.

学習オフセット誤差補正値と記憶オフセット誤差補正値との差分が所定の閾値以下である場合、記憶オフセット誤差補正値は正常であるとみなすことができる。そのため、処理はステップS590に進み、角度センサ30のセンサ検出信号から算出される回転角度の補正のために、記憶オフセット誤差補正値を採用することを決定する。一方、学習オフセット誤差補正値と記憶オフセット誤差補正値との差分が所定の閾値よりも大きい場合、記憶オフセット誤差は、消失または変質により異常となっているとみなすことができる。そのため、処理はステップS600に進み、角度センサ30のセンサ検出信号から算出される回転角度の補正のために、記憶オフセット誤差補正値を採用することを決定する。この場合、学習オフセット誤差補正値が不揮発性メモリ11に書き込まれ、記憶されていたオフセット誤差補正値が更新される。以上により、オフセット誤差補正値学習は終了する。   When the difference between the learning offset error correction value and the stored offset error correction value is equal to or smaller than a predetermined threshold value, the stored offset error correction value can be regarded as normal. Therefore, the process proceeds to step S590, and it is determined to use the stored offset error correction value for correcting the rotation angle calculated from the sensor detection signal of the angle sensor 30. On the other hand, when the difference between the learning offset error correction value and the stored offset error correction value is larger than a predetermined threshold value, the stored offset error can be regarded as abnormal due to disappearance or alteration. Therefore, the process proceeds to step S600, and it is determined to use the stored offset error correction value for correcting the rotation angle calculated from the sensor detection signal of the angle sensor 30. In this case, the learning offset error correction value is written in the nonvolatile memory 11, and the stored offset error correction value is updated. Thus, the offset error correction value learning ends.

オフセット誤差補正値学習の終了後、図2のフローチャートのステップS140において、角度センサ30を用いた、モータ20の6相力行、もしくは発電制御が行われる。つまり、制御装置10は、オフセット誤差補正値学習が終了すると、3相の駆動用固定子巻線に加え、3相の検出用固定子巻線も駆動用固定子巻線として用いて、モータ20の制御を行う。例えば、エンジンの始動がまだ完了していない場合には、角度センサ30のセンサ検出信号から算出される回転角度をオフセット誤差補正値によって補正して補正回転角度を求め、その補正回転角度に基づいて、駆動用固定子巻線への通電の切り替えを行うことにより、モータ20の回転を維持してエンジンを回転させる。また、モータ20により、エンジンを補助するトルクを発生する場合にも、角度センサ30のセンサ検出信号から算出される回転角度をオフセット誤差補正値によって補正して補正回転角度を求め、その補正回転角度に基づいて、駆動用固定子巻線への通電を制御する。さらに、発電制御を行う場合には、補正回転角度に応じて、第1インバータ及び第2インバータの各スイッチング素子をオン、オフすることにより、車載バッテリに回収する電力量を制御する。   After the end of the offset error correction value learning, the six-phase power running of the motor 20 or power generation control using the angle sensor 30 is performed in step S140 of the flowchart of FIG. That is, when the offset error correction value learning is completed, the control device 10 uses the three-phase detection stator winding in addition to the three-phase driving stator winding as the driving stator winding, and uses the motor 20 Control. For example, if the engine has not been started yet, the rotation angle calculated from the sensor detection signal of the angle sensor 30 is corrected by the offset error correction value to obtain the corrected rotation angle, and based on the corrected rotation angle By switching energization to the driving stator winding, the rotation of the motor 20 is maintained and the engine is rotated. Even when the motor 20 generates torque for assisting the engine, the rotation angle calculated from the sensor detection signal of the angle sensor 30 is corrected by the offset error correction value to obtain the correction rotation angle, and the corrected rotation angle Based on the above, energization to the driving stator winding is controlled. Furthermore, when performing power generation control, the amount of electric power collected in the in-vehicle battery is controlled by turning on and off the switching elements of the first inverter and the second inverter according to the corrected rotation angle.

続くステップS150では、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する。イグニションスイッチがオフされていないと判定した場合には、ステップS140の処理に戻る。イグニッションスイッチがオフされたと判定した場合には、図2のフローチャートに示す処理を終了する。   In a succeeding step S150, it is determined whether or not the ignition switch is turned off. If it is determined that the ignition switch is not turned off, the process returns to step S140. If it is determined that the ignition switch has been turned off, the processing shown in the flowchart of FIG. 2 is terminated.

一方、ステップS100においてエンジン始動が要求されていないと判定した場合に実行されるステップS160では、ベルトテンショナー又はクラッチにより、エンジンとモータ(ISG)20との連結を切り離す。これにより、モータ20の回転負荷が減少するので、位置決め制御、センサレス駆動、及びオフセット誤差補正値学習における、回転子22の位置推定や回転角度の算出をより高精度に行うことが可能となる。   On the other hand, in step S160, which is executed when it is determined in step S100 that engine start is not required, the connection between the engine and the motor (ISG) 20 is disconnected by a belt tensioner or a clutch. As a result, the rotational load of the motor 20 is reduced, so that the position estimation of the rotor 22 and the calculation of the rotation angle can be performed with higher accuracy in the positioning control, sensorless driving, and offset error correction value learning.

ステップS170からS190では、ステップS110からS130と同様の位置決め制御、センサレス始動、オフセット誤差補正値学習を実行する。そして、ステップS210において、イグニッションスイッチが始動位置となることなどにより、エンジンの始動要求が生じたか否かを判定する。エンジン始動要求が生じたと判定した場合、ステップS210の処理に進む。一方、エンジン始動要求が生じていないと判定した場合には、始動要求が生じるまで待機する。   In steps S170 to S190, the same positioning control, sensorless start-up, and offset error correction value learning as in steps S110 to S130 are executed. Then, in step S210, it is determined whether or not an engine start request has been made, for example, when the ignition switch is in the start position. If it is determined that an engine start request has occurred, the process proceeds to step S210. On the other hand, if it is determined that an engine start request has not occurred, the system waits until a start request is generated.

ステップS210では、エンジンとモータ20とを連結し、次いで、ステップS220において、ステップS140と同様に、角度センサ30を用いた、モータ20の6相力行、もしくは発電制御を実行する。モータ20の6相力行制御には、上述した通り、エンジンを始動させる制御も含まれる。そして、ステップS230において、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定する。イグニションスイッチがオフされていないと判定した場合には、ステップS220の処理に戻る。イグニッションスイッチがオフされたと判定した場合には、図2のフローチャートに示す処理を終了する。   In step S210, the engine and the motor 20 are connected, and then in step S220, six-phase power running of the motor 20 or power generation control using the angle sensor 30 is executed in the same manner as in step S140. As described above, the six-phase power running control of the motor 20 includes control for starting the engine. In step S230, it is determined whether the ignition switch is turned off. If it is determined that the ignition switch is not turned off, the process returns to step S220. If it is determined that the ignition switch has been turned off, the processing shown in the flowchart of FIG. 2 is terminated.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るモータ制御装置に関して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a motor control device according to the second embodiment of the present invention will be described.

上述した第1実施形態に係るモータ制御装置10では、3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の極性の組み合わせに基づき、回転子22の位置決めされた位置を推定した。これに対して、本実施形態に係るモータ制御装置10では、位置決めのため、所定の駆動用固定子巻線への通電によって回転子22が回転したとき、1相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の極性と、角度センサ30からのセンサ検出信号より検出された回転子22の回転方向とに基づき、回転子22の位置決めされた位置を推定するものである。   In the motor control device 10 according to the first embodiment described above, the position where the rotor 22 is positioned is estimated based on the combination of the polarities of the induced voltages induced in the three-phase detection stator winding. In contrast, in the motor control device 10 according to the present embodiment, when the rotor 22 is rotated by energizing a predetermined driving stator winding for positioning, the one-phase detection stator winding is used. Based on the polarity of the induced voltage induced and the rotation direction of the rotor 22 detected from the sensor detection signal from the angle sensor 30, the position where the rotor 22 is positioned is estimated.

上述したように、制御システムは角度センサ30を備えている。角度センサ30からのセンサ検出信号を用いて、信頼できる補正回転角度を算出するには、オフセット誤差補正値学習を行う必要がある。しかし、オフセット誤差補正値学習の前であっても、角度センサ30からのセンサ検出信号を用いて、具体的には、角度センサ30を構成する複数のホール素子からの信号変化の順序に基づき、回転子22の回転方向を検出することは可能である。   As described above, the control system includes the angle sensor 30. In order to calculate a reliable correction rotation angle using the sensor detection signal from the angle sensor 30, it is necessary to perform offset error correction value learning. However, even before the offset error correction value learning, using the sensor detection signal from the angle sensor 30, specifically, based on the order of signal changes from a plurality of Hall elements constituting the angle sensor 30, It is possible to detect the rotation direction of the rotor 22.

1相の検出用固定子巻線にて測定される誘起電圧の極性に加えて、回転子22の回転方向に関する情報が取得できれば、図9に示すように、3相の検出用固定子巻線にて測定される誘起電圧の組み合わせの場合と同等の狭い範囲及び精度にて、回転子22の磁極位置を推定することができる。この点について、以下、詳しく説明する。   If information on the rotation direction of the rotor 22 can be obtained in addition to the polarity of the induced voltage measured by the one-phase detection stator winding, as shown in FIG. 9, the three-phase detection stator winding The magnetic pole position of the rotor 22 can be estimated with a narrow range and accuracy equivalent to the case of the combination of the induced voltages measured at. This point will be described in detail below.

位置決めのため、駆動用固定子巻線のU相からV相に通電を行ったときに、回転子22の初期停止位置が、図6の角度範囲4〜9に属している場合には、上述した通り、X相の固定子巻線により測定された誘起電圧の極性がマイナスであることに基づき、回転子22は位置Cにおいて静止したと推定することができる。   When the energization is performed from the U phase to the V phase of the driving stator winding for positioning, if the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle ranges 4 to 9 in FIG. As described above, it can be estimated that the rotor 22 is stationary at the position C based on the negative polarity of the induced voltage measured by the X-phase stator winding.

次に、回転子22の初期停止位置が、図6の角度範囲1〜3に属する場合、回転子22は時計回りの順方向に回転する。そして、回転トルク不足により、回転子22の回転角度位置が、図7(b)に示す位置Bの近傍において静止したとき、その静止前に測定されていたX相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性はプラスとなる。一方、回転子22の初期停止位置が、図6の角度範囲10〜12に属する場合、回転子22は反時計回りの逆方向に回転する。そして、回転トルク不足により、回転子22の回転角度位置が、図7(a)に示す位置Aの近傍において静止したとき、その静止前に測定されていたX相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性はプラスとなる。このように、回転子22が静止した位置が、位置Aもしくは位置Bであることは、X相の誘起電圧の極性から識別でき、さらに位置Aと位置Bのどちらの位置に静止したかは、角度センサ30のセンサ検出信号から得られる回転方向により識別できる。   Next, when the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle ranges 1 to 3 in FIG. 6, the rotor 22 rotates in the clockwise forward direction. When the rotational angle position of the rotor 22 stops in the vicinity of the position B shown in FIG. 7B due to insufficient rotational torque, the X-phase detection stator winding measured before the stationary state The polarity of the induced voltage is positive. On the other hand, when the initial stop position of the rotor 22 belongs to the angle range 10 to 12 in FIG. 6, the rotor 22 rotates counterclockwise in the reverse direction. When the rotational angle position of the rotor 22 stops in the vicinity of the position A shown in FIG. 7A due to insufficient rotational torque, the X-phase detection stator winding measured before the stationary state The polarity of the induced voltage is positive. Thus, the position where the rotor 22 is stationary can be identified from the polarity of the induced voltage of the X phase that is the position A or the position B. The rotation direction obtained from the sensor detection signal of the angle sensor 30 can be identified.

そのため、本第2実施形態によるモータ制御装置10によっても、回転子22の位置決めを一度の通電で済ますことができ、回転子22の位置決めに要する時間を従来よりも短縮することができる。   Therefore, also with the motor control device 10 according to the second embodiment, the rotor 22 can be positioned with a single energization, and the time required for the positioning of the rotor 22 can be shortened compared to the conventional case.

図10は、本第2実施形態における位置決め制御の処理を示すフローチャートである。第1実施形態における位置決め制御と同様の処理を行うステップには、同じステップ番号を付けている。なお、その他の処理は、上述した第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。   FIG. 10 is a flowchart showing a positioning control process in the second embodiment. Steps that perform the same processing as the positioning control in the first embodiment are given the same step numbers. Since other processes are the same as those in the first embodiment described above, description thereof is omitted.

図10のフローチャートのステップS300では、U相、V相、W相の3相の駆動用固定子巻線の内、所定の固定子巻線に通電を行って回転子22を回転させる。続くステップS315では、1相の検出用固定子巻線により測定された誘起電圧の極性を検出する。続くステップS320では、回転子22の回転が停止したか否かを判定する。さらに、角度センサ30のセンサ検出信号に基づき、回転子22の回転方向を算出する。   In step S300 of the flowchart of FIG. 10, the rotor 22 is rotated by energizing a predetermined stator winding among the three-phase driving stator windings of the U phase, the V phase, and the W phase. In subsequent step S315, the polarity of the induced voltage measured by the one-phase detection stator winding is detected. In a succeeding step S320, it is determined whether or not the rotation of the rotor 22 is stopped. Further, the rotation direction of the rotor 22 is calculated based on the sensor detection signal of the angle sensor 30.

ステップS320では、回転子22の回転が停止したか否かを判定する。回転子22の回転が停止したか否かは、例えば、1相の検出用固定子巻線にて測定する誘起電圧がほぼゼロとなったことに基づいて判定することができる。ステップS320において、回転子22の回転が停止したと判定した場合、ステップS335の処理に進む。一方、回転子22の回転が停止していないと判定した場合、ステップS300の処理に戻る。ステップS335では、回転子22が静止する直前に検出されていた1相の検出用固定子巻線の誘起電圧の極性と、算出された回転方向とに基づき、回転子22が位置決めされた位置を推定する。   In step S320, it is determined whether or not the rotation of the rotor 22 has stopped. Whether or not the rotation of the rotor 22 has stopped can be determined based on, for example, that the induced voltage measured by the one-phase detection stator winding has become substantially zero. If it is determined in step S320 that the rotation of the rotor 22 has stopped, the process proceeds to step S335. On the other hand, when it determines with rotation of the rotor 22 not stopping, it returns to the process of step S300. In step S335, the position where the rotor 22 is positioned is determined based on the polarity of the induced voltage of the one-phase detection stator winding detected just before the rotor 22 stops and the calculated rotation direction. presume.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、なんら上述した実施形態に制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、オフセット誤差補正値は、予め計測されて不揮発性メモリ11に記憶されていた。しかしながら、このようなオフセット誤差補正値の事前の測定や記憶は行わなくても良い。この場合、上述した位置決め及びセンサレス始動を行ってモータ20を回転させ、そのモータ20の回転中に算出される学習オフセット誤差補正値をオフセット誤差補正値として使用すれば良い。   For example, in the above-described embodiment, the offset error correction value is measured in advance and stored in the nonvolatile memory 11. However, such prior measurement and storage of the offset error correction value may not be performed. In this case, the motor 20 is rotated by performing the above-described positioning and sensorless start, and the learning offset error correction value calculated during the rotation of the motor 20 may be used as the offset error correction value.

また、上述した実施形態では、モータ20をインテグレーテッドスタータジェネレータとして用いる例について説明したが、モータ20は、他の用途に用いられるものであっても良い。   Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated the example which uses the motor 20 as an integrated starter generator, the motor 20 may be used for another use.

また、上述した実施形態では、オフセット誤差補正値学習の終了後に、検出用固定子巻線を駆動用固定子巻線として用いる例について説明した。しかしながら、オフセット誤差補正値学習の終了後も、モータ20の駆動は、U相、V相、Z相の3相のみで行い、X相、Y相、Z相は駆動用固定子巻線として用いなくとも良い。   In the above-described embodiment, the example in which the detection stator winding is used as the driving stator winding after the offset error correction value learning is completed has been described. However, even after the offset error correction value learning is completed, the motor 20 is driven only in three phases of the U phase, the V phase, and the Z phase, and the X phase, the Y phase, and the Z phase are used as driving stator windings. Not necessary.

10…モータ制御装置
20…モータ
21…固定子
22…回転子
30…角度センサ
31…検出用磁石
32…検出素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor control apparatus 20 ... Motor 21 ... Stator 22 ... Rotor 30 ... Angle sensor 31 ... Detection magnet 32 ... Detection element

Claims (11)

モータ(20)の回転子(22)を位置決めするため、前記モータの3相の駆動用固定子巻線(U、V、W)の内、所定の駆動用固定子巻線に通電を行う位置決め通電部(S300)と、
前記位置決め通電部による通電によって前記回転子が回転し、前記回転子から作用する磁束が変化することにより、前記3相の駆動用固定子巻線とは異なる3相の検出用固定子巻線(X、Y、Z)に誘起される誘起電圧の極性の組み合わせに基づき、前記回転子の位置決めされた位置を推定する位置推定部(S330)と、
前記回転子を、停止した状態から回転させるべく、前記3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の変化に応じて、通電する前記3相の駆動用固定子巻線を切り替えることにより回転磁界を発生させるものであり、前記位置推定部によって推定された前記回転子の位置に応じて、通電を開始する前記駆動用固定子巻線を変更する始動部(S120)と、を備えるモータ制御装置。
In order to position the rotor (22) of the motor (20), among the three-phase driving stator windings (U, V, W) of the motor, positioning for energizing a predetermined driving stator winding An energization section (S300);
The rotor is rotated by energization by the positioning energization unit, and the magnetic flux acting from the rotor is changed, so that a three-phase detection stator winding (different from the three-phase driving stator winding ( A position estimation unit (S330) that estimates a position of the rotor based on a combination of polarities of induced voltages induced in X, Y, Z);
In order to rotate the rotor from a stopped state, the three-phase driving stator winding to be energized is switched according to a change in induced voltage induced in the three-phase detection stator winding. And a starting part (S120) for changing the driving stator winding for starting energization according to the position of the rotor estimated by the position estimating part. Motor control device.
前記回転子の回転角度に応じた検出信号を出力する角度センサ(30)からの検出信号に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第1回転角度算出部(S550)と、
前記始動部による前記駆動用固定子巻線への通電によって、前記回転子が回転している間に、前記3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第2回転角度算出部(S540)と、
前記第1回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度と、前記第2回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度との差から、前記角度センサの前記モータへの取付誤差に起因するオフセット誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出部(S560)と、を備える請求項1に記載のモータ制御装置。
A first rotation angle calculation unit (S550) that calculates a rotation angle of the rotor based on a detection signal from an angle sensor (30) that outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotor;
Based on the induced voltage induced in the three-phase detection stator winding while the rotor is rotating by energization of the driving stator winding by the starter, the rotor A second rotation angle calculation unit (S540) for calculating a rotation angle;
From the difference between the rotation angle of the rotor calculated by the first rotation angle calculation unit and the rotation angle of the rotor calculated by the second rotation angle calculation unit, the mounting error of the angle sensor to the motor is reduced. The motor control device according to claim 1, further comprising: a correction value calculation unit (S560) that calculates a correction value for correcting an offset error caused by the offset error.
前記回転子の回転角度に応じた検出信号を出力する角度センサからの検出信号に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第1回転角度算出部(S550)と、
前記角度センサからの検出信号に基づく前記回転子の回転角度と、実際の前記回転子の回転角度とのオフセット誤差を補正するための補正値を記憶する記憶部(11)と、
前記始動部による前記駆動用固定子巻線への通電によって前記回転子が回転している間に、前記3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第2回転角度算出部(S540)と、
前記第1回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度と、前記第2回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度との差と、前記記憶部に記憶された補正値とを対比することにより、前記補正値の異常を判定する判定部(S570、S580)と、
前記判定部によって前記補正値が異常であると判定された場合に、正しい補正値を算出し、前記記憶部に記憶させる補正値更新部(S600)と、を備える請求項1に記載のモータ制御装置。
A first rotation angle calculation unit (S550) that calculates a rotation angle of the rotor based on a detection signal from an angle sensor that outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotor;
A storage unit (11) for storing a correction value for correcting an offset error between a rotation angle of the rotor based on a detection signal from the angle sensor and an actual rotation angle of the rotor;
Rotation of the rotor based on the induced voltage induced in the three-phase detection stator winding while the rotor is rotating by energization of the driving stator winding by the starter A second rotation angle calculation unit (S540) for calculating an angle;
The difference between the rotation angle of the rotor calculated by the first rotation angle calculation unit and the rotation angle of the rotor calculated by the second rotation angle calculation unit, and the correction value stored in the storage unit A determination unit (S570, S580) for determining an abnormality of the correction value by comparing; and
The motor control according to claim 1, further comprising: a correction value update unit (S600) that calculates a correct correction value and stores the correction value in the storage unit when the determination unit determines that the correction value is abnormal. apparatus.
モータ(20)の回転子(22)を位置決めするため、前記モータの3相の駆動用固定子巻線(U、V、W)の内、所定の駆動用固定子巻線に通電を行う位置決め通電部(S300)と、
前記位置決め通電部による通電によって前記回転子が回転したとき、前記回転子の回転方向を検出する回転方向検出部(S315)と、
前記位置決め通電部による通電によって前記回転子が回転し、前記回転子から作用する磁束が変化することにより、前記3相の駆動用固定子巻線とは異なる1相の検出用固定子巻線(X)に誘起される誘起電圧の極性と、前記回転方向検出部によって検出された前記回転子の回転方向とに基づき、前記回転子の位置決めされた位置を推定する位置推定部(S335)と、
前記回転子を、停止した状態から回転させるべく、前記3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧の変化に応じて、通電する前記3相の駆動用固定子巻線を切り替えることにより回転磁界を発生させるものであり、前記位置推定部によって推定された前記回転子の位置に応じて、通電を開始する前記駆動用固定子巻線を変更する始動部(S120)と、を備えるモータ制御装置。
In order to position the rotor (22) of the motor (20), among the three-phase driving stator windings (U, V, W) of the motor, positioning for energizing a predetermined driving stator winding An energization section (S300);
A rotation direction detection unit (S315) that detects a rotation direction of the rotor when the rotor is rotated by energization by the positioning energization unit;
The rotor is rotated by energization by the positioning energization unit, and the magnetic flux acting from the rotor is changed, so that a one-phase detection stator winding (different from the three-phase driving stator winding ( A position estimation unit (S335) for estimating the position of the rotor based on the polarity of the induced voltage induced in X) and the rotation direction of the rotor detected by the rotation direction detection unit;
In order to rotate the rotor from a stopped state, the three-phase driving stator winding to be energized is switched according to a change in induced voltage induced in the three-phase detection stator winding. And a starting part (S120) for changing the driving stator winding for starting energization according to the position of the rotor estimated by the position estimating part. Motor control device.
前記回転方向検出部は、前記回転子の回転角度に応じた検出信号を出力する角度センサ(30)からの検出信号に基づき、前記回転子の回転方向を検出するものであり、
前記モータには、3相の前記検出用固定子巻線(X、Y、Z)が設けられており、
前記角度センサからの検出信号に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第1回転角度算出部(S550)と、
前記始動部による前記駆動用固定子巻線への通電によって、前記回転子が回転している間に、前記3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第2回転角度算出部(S540)と、
前記第1回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度と、前記第2回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度との差から、前記角度センサの前記モータへの取付誤差に起因するオフセット誤差を補正するための補正値を算出する補正値算出部(S560)と、を備える請求項4に記載のモータ制御装置。
The rotation direction detection unit detects a rotation direction of the rotor based on a detection signal from an angle sensor (30) that outputs a detection signal corresponding to a rotation angle of the rotor.
The motor is provided with the three-phase detection stator winding (X, Y, Z),
A first rotation angle calculation unit (S550) for calculating a rotation angle of the rotor based on a detection signal from the angle sensor;
Based on the induced voltage induced in the three-phase detection stator winding while the rotor is rotating by energization of the driving stator winding by the starter, the rotor A second rotation angle calculation unit (S540) for calculating a rotation angle;
From the difference between the rotation angle of the rotor calculated by the first rotation angle calculation unit and the rotation angle of the rotor calculated by the second rotation angle calculation unit, the mounting error of the angle sensor to the motor is reduced. The motor control device according to claim 4, further comprising: a correction value calculation unit (S560) that calculates a correction value for correcting an offset error caused by the offset error.
前記回転方向検出部は、前記回転子の回転角度に応じた検出信号を出力する角度センサ(30)からの検出信号に基づき、前記回転子の回転方向を検出するものであり、
前記モータには、3相の前記検出用固定子巻線(X、Y、Z)が設けられており、
前記角度センサからの検出信号に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第1回転角度算出部(S550)と、
前記角度センサからの検出信号に基づく前記回転子の回転角度と、実際の前記回転子の回転角度とのオフセット誤差を補正するための補正値を記憶する記憶部(11)と、
前記始動部による前記駆動用固定子巻線への通電によって前記回転子が回転している間に、前記3相の検出用固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づき、前記回転子の回転角度を算出する第2回転角度算出部(S540)と、
前記第1回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度と、前記第2回転角度算出部が算出する前記回転子の回転角度との差と、前記記憶部に記憶された補正値とを対比することにより、前記補正値の異常を判定する判定部(S570、S580)と、
前記判定部によって前記補正値が異常であると判定された場合に、正しい補正値を算出し、前記記憶部に記憶させる補正値更新部(S600)と、を備える請求項4に記載のモータ制御装置。
The rotation direction detection unit detects a rotation direction of the rotor based on a detection signal from an angle sensor (30) that outputs a detection signal corresponding to a rotation angle of the rotor.
The motor is provided with the three-phase detection stator winding (X, Y, Z),
A first rotation angle calculation unit (S550) for calculating a rotation angle of the rotor based on a detection signal from the angle sensor;
A storage unit (11) for storing a correction value for correcting an offset error between a rotation angle of the rotor based on a detection signal from the angle sensor and an actual rotation angle of the rotor;
Rotation of the rotor based on the induced voltage induced in the three-phase detection stator winding while the rotor is rotating by energization of the driving stator winding by the starter A second rotation angle calculation unit (S540) for calculating an angle;
The difference between the rotation angle of the rotor calculated by the first rotation angle calculation unit and the rotation angle of the rotor calculated by the second rotation angle calculation unit, and the correction value stored in the storage unit A determination unit (S570, S580) for determining an abnormality of the correction value by comparing; and
The motor control according to claim 4, further comprising: a correction value updating unit (S600) that calculates a correct correction value and stores the correction value in the storage unit when the determination unit determines that the correction value is abnormal. apparatus.
前記位置推定部は、前記所定の駆動用固定子巻線への通電時の磁界方向と前記回転子の磁界方向とが対向する第1の位置、前記所定の駆動用固定子巻線への通電時の磁界方向から、第1の回転方向において前記回転子の磁界方向が電気角で90°進んだ第2の位置、及び前記所定の駆動用固定子巻線への通電時の磁界方向から、前記第1の回転方向において前記回転子の磁界方向が電気角で90°遅れた第3の位置のいずれかを、前記回転子の位置決めされた位置として推定する請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータ制御装置。   The position estimation unit is configured to supply a current to the predetermined driving stator winding at a first position where a magnetic field direction when energizing the predetermined driving stator winding and a magnetic field direction of the rotor are opposed to each other. From the magnetic field direction at the time, from the second position where the magnetic field direction of the rotor is advanced by 90 ° in electrical angle in the first rotation direction, and from the magnetic field direction when energizing the predetermined driving stator winding, Any one of the third positions where the magnetic field direction of the rotor is delayed by 90 ° in electrical angle in the first rotation direction is estimated as the position where the rotor is positioned. The motor control device according to item. 前記3相の検出用固定子巻線と前記3相の駆動用固定子巻線とは、前記回転子の回転方向に沿って、交互に設けられる請求項2,3,5,6のいずれか1項に記載のモータ制御装置。   7. The three-phase detection stator winding and the three-phase driving stator winding are provided alternately along the rotation direction of the rotor. The motor control device according to item 1. 前記角度センサからの検出信号から算出される前記回転子の回転角度を前記補正値を用いて補正した回転角度に基づいて、前記モータの駆動用固定子巻線への通電の切り換えを制御する制御部(S140)を備え、
前記制御部は、前記3相の駆動用固定子巻線に加え、前記3相の検出用固定子巻線も駆動用固定子巻線として用いる請求項8に記載のモータ制御装置。
Control for controlling switching of energization to the driving stator winding of the motor based on the rotation angle obtained by correcting the rotation angle of the rotor calculated from the detection signal from the angle sensor using the correction value Part (S140),
The motor control device according to claim 8, wherein the control unit uses the three-phase detection stator winding as the driving stator winding in addition to the three-phase driving stator winding.
前記モータは、エンジンと連結されて、エンジンの始動、エンジンのトルク補助、及び発電を行うインテグレーテッドスタータージェネレータであり、
前記モータと前記エンジンとの連結状態を開放可能な機構が設けられ、
前記機構により前記モータと前記エンジンとの連結状態が開放されているときに、前記位置決め通電部による前記回転子の位置決め、及び、前記始動部による前記回転子の回転が行われる請求項1乃至9のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
The motor is an integrated starter generator that is connected to an engine to start the engine, assist engine torque, and generate electric power.
A mechanism capable of opening the connection state between the motor and the engine is provided;
The positioning of the rotor by the positioning energization unit and the rotation of the rotor by the starting unit are performed when the connection state between the motor and the engine is released by the mechanism. The motor control device according to any one of the above.
前記モータは、エンジンと連結されて、エンジンの始動、エンジンのトルク補助、及び発電を行うインテグレーテッドスタータージェネレータであり、
前記モータが前記エンジンを始動するときに、前記位置決め通電部による前記回転子の位置決め、及び、前記始動部による前記回転子の回転が行われる場合、前記エンジンの始動完了に伴って、前記始動部による前記回転子の回転を終了し、前記モータを前記エンジンの回転による連れまわし状態とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
The motor is an integrated starter generator that is connected to an engine to start the engine, assist engine torque, and generate electric power.
When the motor starts the engine, if the positioning of the rotor by the positioning energization unit and the rotation of the rotor by the starter are performed, the starter The motor control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the rotation of the rotor is stopped and the motor is rotated by the rotation of the engine.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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