[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4715494B2 - Brushless motor control method and control apparatus - Google Patents

Brushless motor control method and control apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4715494B2
JP4715494B2 JP2005357956A JP2005357956A JP4715494B2 JP 4715494 B2 JP4715494 B2 JP 4715494B2 JP 2005357956 A JP2005357956 A JP 2005357956A JP 2005357956 A JP2005357956 A JP 2005357956A JP 4715494 B2 JP4715494 B2 JP 4715494B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
phase
rotor
coil
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005357956A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007166738A (en
Inventor
豊 稲葉
充由 島崎
智弘 木下
正勝 高橋
智博 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusan Denki Co Ltd filed Critical Kokusan Denki Co Ltd
Priority to JP2005357956A priority Critical patent/JP4715494B2/en
Publication of JP2007166738A publication Critical patent/JP2007166738A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4715494B2 publication Critical patent/JP4715494B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、界磁を有する回転子と、3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子とを備えたブラシレスモータを駆動する際の制御方法及びこの制御方法を実施するために用いる制御装置に関し、特に高温の環境下で使用されるブラシレスモータを制御するのに好適な制御方法及び制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control method for driving a brushless motor including a rotor having a field magnet and a stator having an armature coil composed of a three-phase coil, and a control device used for carrying out this control method. In particular, the present invention relates to a control method and a control apparatus suitable for controlling a brushless motor used in a high temperature environment.

周知のように、ブラシレスモータは、回転子ヨークに永久磁石を取り付けて磁石界磁を形成した回転子と、3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と、直流電源から3相のコイルに流す電流の通電パターンを切り換えるために直流電源と電機子コイルとの間に配置されたインバータ回路と、各相のコイルに対して回転子の位置(回転角度位置)を検出する位置センサと、回転子を所定の方向に回転させるべく、位置センサにより検出される回転子の位置の変化に伴って、3相のコイルへの通電パターンを切り換えるようにインバータ回路を制御するコントローラとにより構成される。   As is well known, a brushless motor includes a rotor having a permanent magnet attached to a rotor yoke to form a magnet field, a stator having an armature coil composed of a three-phase coil, and a three-phase coil from a DC power source. An inverter circuit disposed between the DC power supply and the armature coil to switch the energization pattern of the current to be passed through, a position sensor for detecting the position of the rotor (rotational angle position) with respect to each phase coil, In order to rotate the rotor in a predetermined direction, a controller that controls the inverter circuit so as to switch the energization pattern to the three-phase coil in accordance with a change in the position of the rotor detected by the position sensor. .

従来ブラシレスモータの回転子の位置を検出する位置センサとしては、特許文献1に示されているように、ホール素子からなる磁気センサが多く用いられているが、磁気センサは、半導体を用いているため、熱に弱い性質を持っている。従って、高温の環境下で使用されるブラシレスモータの回転子の位置を検出する位置センサとして磁気センサを用いることは適当でない。   Conventionally, as a position sensor for detecting the position of a rotor of a brushless motor, as shown in Patent Document 1, a magnetic sensor composed of a Hall element is often used. However, the magnetic sensor uses a semiconductor. Therefore, it has the property of being vulnerable to heat. Therefore, it is not appropriate to use a magnetic sensor as a position sensor for detecting the position of the rotor of a brushless motor used in a high temperature environment.

高温の環境下で使用されるブラシレスモータとしては、例えば、エンジンを始動するために用いられるモータがある。従来エンジンを始動するモータは、エンジンに取り付けられる発電機とは別個に設けられていたが、最近、エンジンに取り付けられる磁石発電機をエンジンの始動時にブラシレスモータとして駆動してエンジンを始動することが検討されるようになっている。エンジン用の磁石発電機は、その回転子がエンジンのクランク軸に直接取り付けられるため、この発電機をブラシレスモータとして動作させる際に用いる位置センサとして、ホール素子等の熱に弱い磁気センサを用いると、信頼性が低下するのを避けられない。   As a brushless motor used in a high temperature environment, for example, there is a motor used for starting an engine. Conventionally, a motor for starting an engine has been provided separately from a generator attached to the engine. Recently, however, a magnet generator attached to an engine can be driven as a brushless motor when starting the engine to start the engine. It is being considered. Magnet generators for engines use a magnetic sensor that is sensitive to heat, such as a hall element, as a position sensor used when operating the generator as a brushless motor because the rotor is directly attached to the crankshaft of the engine. It is inevitable that the reliability will deteriorate.

そこで、特許文献2に示されているように、回転子にリラクタを設けるとともに、このリラクタのエッジを検出してパルスを発生する信号発生装置を設けて、この信号発生装置の出力パルスから回転子の位置を検出することが提案されている。   Therefore, as disclosed in Patent Document 2, a rotor is provided with a reluctor, and a signal generator that detects the edge of the reluctor and generates a pulse is provided, and the rotor is generated from the output pulse of the signal generator. It has been proposed to detect the position of.

周知のように、リラクタのエッジを検出してパルスを発生する信号発生装置は、リラクタに対向する磁極部を有する鉄心と、この鉄心に巻回された信号コイルと、該鉄心に磁気結合された磁石とをパルサ内に備えていて、リラクタのエッジが鉄心の磁極部の位置を通過する際に信号コイルと鎖交する磁束に変化を生じさせることにより、信号コイルにパルス信号を誘起させるように構成されている。   As is well known, a signal generator for detecting the edge of a reluctator and generating a pulse includes an iron core having a magnetic pole portion facing the reluctator, a signal coil wound around the iron core, and a magnetic coupling to the iron core. In order to induce a pulse signal in the signal coil by causing a change in the magnetic flux interlinking with the signal coil when the edge of the reluctator passes through the position of the magnetic pole part of the iron core. It is configured.

磁束の変化を検出してパルスを発生する磁束変化形の信号発生装置としては、上記の形式のものの他、回転子側及び固定子側にそれぞれパルス発生用磁石及び信号コイルを設けて、パルス発生用磁石が信号コイルの位置を通過する際に生じる磁束の変化により信号コイルにパルスを誘起させるものもある。   As a magnetic flux change type signal generator that detects a change in magnetic flux and generates a pulse, in addition to the above type, a pulse generating magnet and a signal coil are provided on the rotor side and the stator side, respectively, to generate a pulse. There is also a type in which a pulse is induced in the signal coil by a change in magnetic flux generated when the working magnet passes the position of the signal coil.

これらの磁束変化検出形の信号発生装置は、半導体素子を用いないため、熱には強いが、回転子の回転に伴って生じる磁束の時間的変化を利用してパルスを得るものであるため、回転子がある程度以上の回転速度で回転していないと認識し得るパルスを発生することができないという問題を有している。   Since these magnetic flux change detection type signal generators do not use semiconductor elements, they are resistant to heat, but because they obtain pulses using the temporal change of magnetic flux generated as the rotor rotates, There is a problem that it is impossible to generate a pulse that can be recognized that the rotor is not rotating at a rotation speed of a certain level or more.

また、ブラシレスモータの回転子の位置を検出する方法として、特許文献3に示されているように、ホール素子等の位置センサを用いることなく、電機子コイルの逆誘起電圧の変化から回転子の位置を検出する方法も知られている。特許文献3に示された方法では、星形結線された3相のコイルに、同じく星形結線された3つの抵抗器からなる抵抗回路を並列に接続して、電機子コイルの中性点と抵抗回路の中性点との間の電位差から、3相のコイルの逆誘起電圧の総和を検出し、この逆誘起電圧の総和の変化に基づいて回転子の位置を検出している。   Further, as a method for detecting the position of the rotor of the brushless motor, as shown in Patent Document 3, without using a position sensor such as a Hall element, the change of the rotor is detected from the change in the reverse induced voltage of the armature coil. A method for detecting the position is also known. In the method disclosed in Patent Document 3, a three-phase coil connected in a star shape is connected in parallel with a resistor circuit composed of three resistors connected in a star shape, and the neutral point of the armature coil is determined. From the potential difference from the neutral point of the resistance circuit, the sum of the reverse induced voltages of the three-phase coils is detected, and the position of the rotor is detected based on the change in the sum of the reverse induced voltages.

またホール素子の代りにレゾルバを位置センサとして用いて、ブラシレスモータの回転子の位置を検出することも知られている。
特開2004−80931号公報 特開2004−173482号公報 特開昭60−194782号公報
It is also known to detect the position of the rotor of a brushless motor using a resolver as a position sensor instead of a Hall element.
JP 2004-80931 A JP 2004-173482 A JP 60-194782 A

上記のように、ホール素子等の磁気センサは耐熱性が低いため、ブラシレスモータの回転子の位置を検出する位置センサとして磁気センサを用いると、ブラシレスモータが高温の環境下で使用された場合に、センサが破損するおそれがある。これに対し、特許文献2に示されたように、磁束変化検出形の信号発生装置を位置センサとして用いれば、ブラシレスモータが高温環境下で使用される場合にセンサが破損するという問題が生じるおそれを無くすことができる。   As described above, since a magnetic sensor such as a Hall element has low heat resistance, if the magnetic sensor is used as a position sensor for detecting the position of the rotor of the brushless motor, the brushless motor is used in a high-temperature environment. The sensor may be damaged. On the other hand, as shown in Patent Document 2, if a magnetic flux change detection type signal generator is used as a position sensor, there is a risk that the sensor may be damaged when the brushless motor is used in a high temperature environment. Can be eliminated.

しかしながら、磁束変化検出形の信号発生装置は、回転子がある程度の回転速度以上で回転していないと認識し得るパルスを発生することができないため、ブラシレスモータの通電パターンを切り換える位置を検出するためにこのような信号発生装置を用いた場合には、モータの負荷が重くなって、モータがロック状態またはロックに近い状態になったときに、通電パターンの切換位置を検出するためのパルスを得ることができなくなり、ロック状態が継続してしまうという問題が生じる。   However, since the magnetic flux change detection type signal generator cannot generate a pulse that can be recognized that the rotor is not rotating at a certain rotational speed or more, it detects a position for switching the energization pattern of the brushless motor. When such a signal generator is used, a pulse for detecting the switching position of the energization pattern is obtained when the load on the motor becomes heavy and the motor enters a locked state or a state close to the locked state. Cannot be performed, and the locked state continues.

同様に、特許文献3に示されたように、電機子コイルの逆誘起電圧の変化から回転子位置を検出する方法も、ブラシレスモータが回転していて、電機子コイルにしきい値を超える逆誘起電圧が発生しているときにのみ適用できる方法であるため、ブラシレスモータの始動時の通電パターンの切換位置を検出する目的や、モータがロックに近い状態またはロック状態になったときの通電パターンの切換位置を検出する目的には使用することができない。   Similarly, as shown in Patent Document 3, the method of detecting the rotor position from the change in the reverse induction voltage of the armature coil is also applied to the reverse induction exceeding the threshold value in the armature coil when the brushless motor is rotating. Since this method can be applied only when voltage is generated, the purpose of detecting the switching position of the energization pattern at the start of the brushless motor, and the energization pattern when the motor is close to the lock or locked It cannot be used for the purpose of detecting the switching position.

また通電パターンを切り換える回転子の位置を検出するセンサとしてレゾルバを用いた場合には、レゾルバ自体が高価である上に、励磁電圧に対する出力電圧の位相差を検出するための検出回路が必要になるため、コストが高くなるという問題が生じる。   Further, when a resolver is used as a sensor for detecting the position of the rotor for switching the energization pattern, the resolver itself is expensive and a detection circuit for detecting the phase difference of the output voltage with respect to the excitation voltage is required. Therefore, the problem that cost becomes high arises.

本発明の目的は、ホール素子等の耐熱性が低い位置センサや、レゾルバなどの高価な位置センサを用いることなく、モータの電流制限時における電機子コイルへの通電パターンの切換位置を的確に決定して、極低速回転領域から定常回転速度領域まで、ブラシレスモータを満足に動作させることができるようにしたブラシレスモータの制御方法及びこの制御方法を実施するために用いる制御装置を提供することにある。   The object of the present invention is to accurately determine the switching position of the energization pattern to the armature coil when the motor current is limited without using a position sensor with low heat resistance such as a hall element or an expensive position sensor such as a resolver. It is another object of the present invention to provide a brushless motor control method capable of satisfactorily operating a brushless motor from an extremely low speed rotation region to a steady rotation speed region, and a control device used to implement this control method. .

本発明は、中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの回転子を所定の方向に回転させるべく、直流電源から電機子コイルに流す電機子電流を制御するブラシレスモータの制御方法に適用される。   The present invention rotates a rotor of a brushless motor including a stator having an armature coil composed of a three-phase coil connected so as to have a neutral point and a rotor having a field in a predetermined direction. Therefore, the present invention is applied to a brushless motor control method for controlling an armature current that flows from a DC power source to an armature coil.

本発明においては、電機子電流が設定された上限値に達したときに、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で、電機子コイルを通して循環電流を流す駆動停止過程と、直流電源から電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせる電流制限制御を行う。   In the present invention, when the armature current reaches the set upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, and the two-phase coils of the three-phase coils are placed in the middle. A drive stop process in which a circulating current is passed through the armature coil in such a way that a current flows in the same direction with respect to the sex point and a current that is the sum of the currents flowing through the two-phase coils flows through the other one-phase coil. And current limiting control for alternately performing a driving process of supplying current from the DC power source to the armature coil.

上記電流制限制御の駆動停止過程では、中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相のコイルを流れている電流の減衰の状態から回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定過程と、前記電流制限時回転子位置判定過程で判定された回転子の位置に基づいて電流制限制御の駆動過程で直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定過程とを行い、電流制限制御の駆動過程では、電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンで直流電源から3相のコイルに電流を流すようにインバータ回路を制御する。   In the driving stop process of the current limiting control, the two phases of the armature coil in which the current flows in the same direction with respect to the neutral point is set as the determination target phase, and the attenuation of the current flowing through the coil of the determination target phase is reduced. A current limit rotor position determination process for determining the rotor position from the state, and a current limit control driving process based on the rotor position determined in the current limit rotor position determination process. Current limit energization pattern determination process that determines the energization pattern when current is passed through the coil of the phase and the position at which energization starts in that energization pattern, and the current limit energization pattern in the drive process of current limit control The inverter circuit is controlled so that current flows from the DC power source to the three-phase coil with the energization pattern determined in the determination process.

上記電機子電流の上限値は、モータがロック状態になったときに流れる電機子電流(ロック電流)の値に近い値(ロック電流値よりは低い値)に設定する。即ち、電機子電流が上限値に達したことを検出することにより、モータがロックに近い状態になったことを検出できるようにしておく。   The upper limit value of the armature current is set to a value close to the value of the armature current (lock current) that flows when the motor is locked (a value lower than the lock current value). That is, by detecting that the armature current has reached the upper limit value, it is possible to detect that the motor has become close to the lock state.

モータの負荷が重くなり、モータがロックに近い状態になると、回転子が殆ど回転しなくなり、電機子コイルに誘起電圧が発生しなくなるので、電機子コイルには大きな電流が流れる。本発明では、電機子電流が増大して設定された上限値に達したときに直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止する駆動停止過程と、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を再開させる駆動過程とを交互に行わせて電機子電流を上限値以下に制限する電流制限制御を行なうので、ロックに近い状態になったときに過大な電流が流れ続けて電機子コイルが焼損するのを防ぐことができる。   When the load on the motor becomes heavy and the motor is close to the lock state, the rotor hardly rotates and no induced voltage is generated in the armature coil, so that a large current flows through the armature coil. In the present invention, when the armature current increases and reaches the set upper limit value, the driving stop process for stopping the supply of current from the DC power source to the armature coil, and the current supply from the DC power source to the armature coil Current limit control is performed to limit the armature current to the upper limit or less by alternately performing the driving process for resuming the supply, so that excessive current continues to flow when the state close to the lock and the armature coil Burnout can be prevented.

本発明者は、種々の実験を行なった結果、電流制限制御において、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態で、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で、電機子コイルを通して循環電流を流した場合に、電機子コイルの2相のコイルをそれぞれ流れる電流の減衰状態と、回転子の位置(回転角度位置)との間に相関関係があり、電源から切り離された状態にある2相のコイルをそれぞれ流れる電流の減衰状態から、回転子の位置を判定できることを見出した。回転子の位置を判定できれば、その判定結果に基づいて、続いて行われる駆動過程において、モータから十分な出力トルクを発生させ続けるために必要な通電パターンと、その通電パターンでの通電を開始する位置(通電パターンの切換位置)とを決定することができ、決定された通電パターンで3相のコイルへの通電を行なうことにより、モータから出力トルクを発生させ続けることができる。   As a result of various experiments, the present inventor has found that a neutral point is applied to the two-phase coil of the three-phase coils in the current limit control in a state where the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped. When the circulating current is passed through the armature coil in such a way that the current flows in the same direction to the other and the current of the sum of the currents flowing through the two-phase coils flows through the other one-phase coil. There is a correlation between the decay state of the current flowing through the two-phase coils of the child coil and the position of the rotor (rotational angle position), and the current flowing through the two-phase coils that are disconnected from the power It was found that the position of the rotor can be determined from the attenuation state of the rotor. If the position of the rotor can be determined, the energization pattern necessary to continue generating sufficient output torque from the motor and the energization with the energization pattern are started in the subsequent driving process based on the determination result. The position (switching position of the energization pattern) can be determined, and the output torque can be continuously generated from the motor by energizing the three-phase coils with the determined energization pattern.

上記のように、本発明の方法によれば、駆動されているブラシレスモータがロックに近い状態になって、電機子電流が設定された上限値に達したときに直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止する過程と、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を行う過程とを交互に行わせることにより電機子電流を制限するとともに、電源から電流が供給されない状態にある電機子コイルの2相のコイルに同方向に流れている循環電流の減衰状態から回転子の位置を判定して、判定した位置に基づいて、次の駆動過程において直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電の開始位置とを決定するようにしたので、ホール素子等の耐熱性が低い位置センサやレゾルバなどの高価な位置センサを用いなくても、ブラシレスモータの電流制限制御時に出力トルクを発生させ続けて、その回転を維持することができる。このように電流制限時においてもモータの回転を維持できるようにしておけば、やがて負荷が軽くなった時点で回転速度を上昇させて、定常運転に復帰させることができる。   As described above, according to the method of the present invention, when the driven brushless motor is close to the lock state and the armature current reaches the set upper limit value, the DC power supply to the armature coil is The armature current is limited by alternating the process of stopping the current supply and the process of supplying the current from the DC power supply to the armature coil, and the armature is in a state where no current is supplied from the power supply. The position of the rotor is determined from the attenuation state of the circulating current flowing in the same direction in the two-phase coil of the coil, and current is supplied from the DC power source to the three-phase coil in the next driving process based on the determined position. Since the energization pattern at the time of flowing and the start position of energization with the energization pattern are determined, a position sensor with low heat resistance such as a hall element or an expensive position sensor such as a resolver must be used. , Continue to generate an output torque at the time of current limitation control of the brushless motor, it is possible to maintain the rotation. As described above, if the rotation of the motor can be maintained even when the current is limited, the rotational speed can be increased and the steady operation can be resumed when the load is eventually reduced.

駆動されているブラシレスモータの負荷が一時的に重くなる状態は、例えば、エンジンのクランク軸に回転子を取り付けた回転電機をブラシレスモータとして駆動して、エンジンを始動する場合に、ピストンが圧縮行程の下死点から上死点に向けて上昇していく過程で生じる。特に、極寒冷地でエンジンを始動する際に、エンジンの潤滑油が凍結していてクランク軸が回転し難くなっていると、モータの負荷は、ピストンが圧縮行程の下死点から上死点に向けて上昇していく過程で非常に重くなり、モータがロックに近い状態になる。また電気自動車においても、急勾配の坂を登り切る寸前等に、駆動されているブラシレスモータの負荷が重くなり、モータがロック寸前の状態になることがあり得る。本発明によれば、このように負荷が軽くなったり重くなったりするブラシレスモータがロック状態またはロックに近い状態になったときに、出力トルクを発生させ続けて、モータがロックしたままの状態に陥るのを防ぐことができる。また回転子の位置を検出する位置センサとしては、耐熱性を有する磁束変化検出形の信号発生装置を用いることができるので、高温の環境下で使用されるブラシレスモータをも問題なく駆動することができる。   When the load of the driven brushless motor temporarily increases, for example, when the rotary electric machine having a rotor attached to the crankshaft of the engine is driven as a brushless motor and the engine is started, the piston is compressed. It occurs in the process of rising from the bottom dead center to the top dead center. In particular, when starting the engine in a very cold region, if the engine lubricating oil is frozen and the crankshaft is difficult to rotate, the load on the motor will cause the piston to move from the bottom dead center to the top dead center. It becomes very heavy in the process of ascending toward, and the motor becomes close to the lock. Also in an electric vehicle, the load of the driven brushless motor may become heavy just before climbing a steep slope, and the motor may be in a state just before locking. According to the present invention, when the brushless motor whose load is lighter or heavier becomes locked or close to the locked state, the output torque is continuously generated and the motor remains locked. You can prevent falling. As a position sensor for detecting the position of the rotor, a magnetic flux change detection type signal generator having heat resistance can be used, so that a brushless motor used in a high temperature environment can be driven without any problem. it can.

本発明の好ましい態様では、電流制限制御の駆動停止過程で行う電流制限時回転子位置判定過程において、判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として、該第1及び第2の減衰割合の差から回転子の位置を判定する。   In a preferred aspect of the present invention, in the current limit rotor position determination process performed in the current stop control drive stop process, the attenuation ratios of the currents flowing through one and the other of the two phases to be determined are respectively As the attenuation ratio of 2, the position of the rotor is determined from the difference between the first and second attenuation ratios.

ブラシレスモータの電機子コイルへの通電パターンを切り換える制御において、通電パターンを切換える位相は、通常電機子コイルの無負荷誘起電圧の位相を基準にして決められる。一般にブラシレスモータにおいては、通電パターンの切り換え位相により出力トルクを調整することができる。電流制限時の駆動過程において、電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンへの切り換え位置は、モータの出力トルクを最大にする位置とするのが好ましい。   In the control for switching the energization pattern to the armature coil of the brushless motor, the phase for switching the energization pattern is usually determined based on the phase of the no-load induced voltage of the armature coil. In general, in a brushless motor, the output torque can be adjusted by the switching phase of the energization pattern. In the driving process at the time of current limitation, it is preferable that the switching position to the energization pattern when the current flows from the power source to the three-phase coil is a position that maximizes the output torque of the motor.

上記電流制限制御においては、電源から電機子コイルへの電流の供給を停止させた後、一定の時間が経過した後に(駆動停止過程を行っている時間が設定値に達した後に)駆動過程を開始させるようにしてもよく、電機子電流が上限値よりも低く設定された制限解除値まで減少したことが検出された後に駆動過程を開始させるようにしてもよい。   In the current limit control, after the supply of current from the power source to the armature coil is stopped, the drive process is performed after a certain time has elapsed (after the drive stop process has reached the set value). The driving process may be started after it is detected that the armature current has decreased to the limit release value set lower than the upper limit value.

上記電流制限制御の駆動停止過程では、判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として、該第1及び第2の減衰割合の差から回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定過程と、この電流制限時回転子位置判定過程で判定された回転子の位置に基づいて電流制限制御の駆動過程で直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定過程とを行うのが好ましい。   In the driving stop process of the current limit control, the attenuation ratio of the current flowing in one and the other of the two phases to be determined is defined as the first and second attenuation ratios, respectively. From the DC power source in the current limit control driving process based on the rotor position determination process at the time of current limit for determining the position of the rotor from the difference and the rotor position determined in the rotor position determination process at the time of current limit It is preferable to perform an energization pattern determination process at the time of current limitation that determines an energization pattern when a current is passed through a phase coil and a position where energization is started in the energization pattern.

上記の制御方法において、電流制限制御の駆動過程で直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンは、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンであることが好ましい。   In the above control method, the energization pattern when the current flows from the DC power source to the three-phase coil in the current limit control driving process is the same direction with respect to the neutral point in the two-phase coil of the three-phase coils. It is preferable that the current pattern is such that a current equal to the sum of the currents flowing through the two-phase coils is supplied to the other one-phase coil.

本発明はまた、中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの電機子コイルと直流電源との間に設けられたブリッジ形インバータ回路と、回転子を所定の方向に回転させるべくインバータ回路を制御するコントローラとを備えたブラシレスモータの制御装置に適用される。   The present invention also provides an armature coil of a brushless motor including a stator having an armature coil formed of a three-phase coil connected to have a neutral point and a rotor having a field, and a DC power source. The present invention is applied to a brushless motor control device including a bridge-type inverter circuit provided therebetween and a controller that controls the inverter circuit to rotate the rotor in a predetermined direction.

本発明に係わる制御装置においては、上記コントローラが、ブラシレスモータの定常運転時にインバータ回路を制御する定常時インバータ制御部と、電機子電流が設定された上限値に達したときに直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にする駆動停止過程と直流電源から電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせるようにインバータ回路を制御して、電機子電流を上限値以下に制限する電流制限制御を行う電流制限時インバータ制御部とを備えている。   In the control device according to the present invention, the controller controls the inverter circuit during steady operation of the brushless motor, and the steady-state inverter control unit when the armature current reaches a set upper limit value. The inverter circuit is controlled so that the driving stop process for stopping the current supply to the coil and the driving process for supplying current from the DC power supply to the armature coil are alternately performed, and the armature current is set to the upper limit value. And a current limiting inverter control unit that performs current limiting control to be limited to the following.

上記電流制限時インバータ制御部は、前記電機子電流が設定された上限値に達したときに直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で電機子コイルを通して循環電流を流すようにインバータ回路を制御して電流制限制御の駆動停止過程を行なわせる駆動停止時インバータ制御手段と、直流電源から電機子コイルへの電流の供給が停止している間に中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相を流れている電流の減衰の状態から回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定手段と、駆動過程で直流電源から3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンで直流電源から電機子コイルに電機子電流を流すものとして、電流制限時回転子位置判定手段により判定された回転子の位置に対して電流制限制御の駆動過程で直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始する位置とを決定する電流制限時通電パターン決定手段と、電流制限時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで直流電源から3相のコイルに電流を流して電流制限制御の駆動過程を行なわせるようにインバータ回路を制御する電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段とを備えることにより構成される。   The inverter control unit at the time of current limit stops the supply of current from the DC power source to the armature coil when the armature current reaches a set upper limit value. A current is passed in the same direction with respect to the neutral point in the phase coil, and a circulating current is passed through the armature coil in the manner of flowing the current that is the sum of the currents flowing in the two-phase coils in the other one-phase coil. Inverter control means at the time of driving stop that controls the inverter circuit so that the current flows, and the driving stop process of current limit control is performed, and the neutral point while the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped Current-limiting rotor position determination means for determining the position of the rotor from the state of attenuation of the current flowing in the determination target phase, with two phases of the armature coil in which current flows in the same direction as the determination target phase And DC power supply in the drive process An energization pattern in which a current in the same direction as a neutral point is supplied to a two-phase coil of three-phase coils and a sum of currents flowing through the two-phase coils is supplied to the other one-phase coil. Assuming that an armature current flows from the DC power source to the armature coil, a current is supplied from the DC power source to the three-phase coil in the current limit control driving process with respect to the rotor position determined by the rotor position determination means at the time of current limitation. Current-limiting energization pattern determining means for determining an energization pattern when flowing current and a position at which energization is started in the energization pattern, and a three-phase from the DC power source with the energization pattern determined by the current-limiting energization pattern determining means And a current limiting motor driving inverter control means for controlling the inverter circuit so as to cause a current to flow through the coil so as to drive the current limiting control.

本発明の好ましい態様では、上記電流制限時インバータ制御部が、電機子電流が設定された上限値に達したときに直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で電機子コイルを通して循環電流を流すようにインバータ回路を制御して電流制限制御の駆動停止過程を行なわせる駆動停止時インバータ制御手段と、直流電源から電機子コイルへの電流の供給が停止している間に中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として演算する電流制限時減衰割合演算手段と、第1及び第2の減衰割合の差から回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定手段と、電流制限時回転子位置判定手段により判定された回転子の位置に対して電流制限制御の駆動過程で直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定手段と、電流制限時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで直流電源から3相のコイルに電流を流して電流制限制御の駆動過程を行なわせるようにインバータ回路を制御する電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段とを備えている。   In a preferred aspect of the present invention, the inverter control unit at the time of current limitation stops the supply of current from the DC power source to the armature coil when the armature current reaches the set upper limit value. The electric current flows in the same direction with respect to the neutral point in the two-phase coil of the coils of the coil, and the current flowing in the other one-phase coil is the sum of the currents flowing in the two-phase coils. Inverter control means at the time of driving stop that controls the inverter circuit so that the circulating current flows through the child coil to perform the driving stop process of current limiting control, and while the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped The two phases of the armature coil in which the current flows in the same direction with respect to the neutral point are defined as the determination target phases, and the attenuation ratio of the current flowing in one and the other of the two phases of the determination target phase is set to the first, respectively. And as the second decay rate Current limiting attenuation rate calculating means, current limiting rotor position determining means for determining the position of the rotor from the difference between the first and second attenuation ratios, and current limiting rotor position determining means. Current limit energization pattern that determines the energization pattern when a current flows from a DC power source to a three-phase coil in the drive process of current limit control with respect to the position of the rotor and the position at which energization starts in that energization pattern A current limiting motor for controlling the inverter circuit so that a current limiting control and a driving process of the current limiting control are performed by causing a current to flow from the DC power source to the three-phase coil with the energization pattern determined by the current limiting energizing pattern determining unit Drive inverter control means.

上記電流制限時インバータ制御部は、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、一定の時間が経過した後に直流電源から電機子コイルへの電流の供給を再開させるように構成してもよく、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、電機子電流が上限値よりも低く設定された制限解除値まで減少したことが検出された後に直流電源から電機子コイルへの電流の供給を再開させるように構成してもよい。   The inverter control unit at the time of current limit is configured to resume the supply of current from the DC power supply to the armature coil after a certain time has elapsed after stopping the supply of current from the DC power supply to the armature coil. After the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, the armature coil is detected from the DC power supply after it is detected that the armature current has decreased to the limit release value set lower than the upper limit value. You may comprise so that supply of the electric current to may be restarted.

本発明の他の好ましい態様では、更に、ブラシレスモータの始動時にインバータ回路を制御する始動時インバータ制御部が設けられる。この場合、定常時インバータ制御部及び電流制限時インバータ制御部の構成は前記のものと同様でよい。   In another preferred aspect of the present invention, a startup inverter control unit is further provided for controlling the inverter circuit when the brushless motor is started. In this case, the configurations of the steady-state inverter control unit and the current limiting inverter control unit may be the same as those described above.

上記始動時インバータ制御部は、固定子の各相のコイルに一時的に直流電圧を印加して各相のコイルに過渡電流を流す過渡電流通電過程を3相のコイルのそれぞれに対して行なう過渡電流通電手段と、過渡電流通電過程で3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流を検出して、検出した過渡電流から回転子が如何なる位置にあるかを判定する始動時回転子位置判定手段と、この始動時回転子位置判定手段により判定された回転子の位置に対して回転子を所定の方向に回転させるために必要な通電パターンを決定する始動時通電パターン決定手段と、始動時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで電機子コイルに通電するようにインバータ回路を制御する始動時インバータ制御手段とにより構成することができる。   The start-up inverter control unit performs a transient current energization process for applying a transient voltage to each phase coil by temporarily applying a DC voltage to each phase coil of the stator for each of the three phase coils. A current energizing means, a starting rotor position determining means for detecting a transient current flowing in each of the three-phase coils during the transient current energizing process, and determining a position of the rotor from the detected transient current; A starting energization pattern determining means for determining an energization pattern necessary for rotating the rotor in a predetermined direction with respect to the rotor position determined by the starting rotor position determining means; and a starting energization pattern determination It can be constituted by a start-up inverter control means for controlling the inverter circuit so that the armature coil is energized with the energization pattern determined by the means.

上記始動時回転子位置判定手段は、過渡電流の波高値から回転子が3相のコイルに対して如何なる位置にあるのかを判定するように構成することができる。   The starting rotor position determining means can be configured to determine the position of the rotor relative to the three-phase coil from the peak value of the transient current.

上記始動時回転子位置判定手段はまた、過渡電流の波高値と波形とから回転子が3相のコイルに対して如何なる位置にあるのかを判定するように構成することができる。   The starting rotor position determining means can also be configured to determine the position of the rotor relative to the three-phase coil from the peak value and waveform of the transient current.

ブラシレスモータにおいて、電機子コイルに電流が流れていないときに電機子鉄心に流れる磁束は、磁石界磁の位置と各相のコイルとの間の相対的な位置関係(回転子の各相の電機子コイルに対する位置)により異なり、各相の電機子コイルのインダクタンスは回転子の位置により異なるため、ブラシレスモータの各相の電機子コイルに電圧を印加したときに流れる過渡電流は、回転子の位置により相違する。従って、ブラシレスモータの固定子の各相の電機子コイルに一時的に直流電圧を印加して各相の電機子コイルに過渡電流を流す過程を3相のコイルのそれぞれに対して行なって、3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流の波高値を比較したり、過渡電流の波形を比較したりすることにより、回転子が各相の電機子コイルに対して如何なる位置にあるかを判定することができる。   In a brushless motor, the magnetic flux that flows through the armature core when no current flows through the armature coil is determined by the relative positional relationship between the position of the magnet field and the coil of each phase (the electric motor of each phase of the rotor). Since the inductance of the armature coil of each phase differs depending on the rotor position, the transient current that flows when voltage is applied to the armature coil of each phase of the brushless motor depends on the position of the rotor. It depends on. Therefore, a process of passing a transient current through each phase armature coil by temporarily applying a DC voltage to each phase armature coil of the stator of the brushless motor is performed on each of the three phase coils. Determine the position of the rotor relative to the armature coil of each phase by comparing the peak values of the transient currents that flow through the phase coils and by comparing the waveforms of the transient currents. Can do.

過渡電流の波形から回転子の位置を判定するには、3相の電機子コイルにそれぞれ流れた過渡電流の波形の特徴を抽出する処理を行って、抽出した特徴を比較するようにすればよい。過渡電流の波形の特徴の抽出は、例えば以下の(a)ないし(c)のようにして行うことができる。
(a)電機子コイルに直流電圧を印加した後、一定時間τが経過した時点での電流値を測定し、比較する。
(b)過渡電流が流れ始めた後、一定の電流値に達するまでに要した時間を測定し、比較する。
(c)過渡電流の立上がり時の時間的な変化率から波形を判定する。
(d)時間幅2Δtを有する過渡電流波形の前半の時間的変化率Δi1/Δtと後半の時間的変化率Δi2/Δtとを求めて、前半の変化率Δi1/Δtと後半の変化率Δi2/Δtとの差が設定値以上であるか否かを判定する。
In order to determine the position of the rotor from the waveform of the transient current, it is only necessary to perform a process for extracting the characteristics of the waveform of the transient current flowing in each of the three-phase armature coils and compare the extracted features. . Extraction of the characteristics of the waveform of the transient current can be performed, for example, as follows (a) to (c).
(A) After applying a DC voltage to the armature coil, the current value at the time when a certain time τ has elapsed is measured and compared.
(B) Measure and compare the time required to reach a constant current value after the transient current starts to flow.
(C) The waveform is determined from the temporal change rate at the rise of the transient current.
(D) The first half time change rate Δi 1 / Δt and the second half time change rate Δi 2 / Δt of the transient current waveform having the time width 2Δt are obtained, and the first half change rate Δi 1 / Δt and the second half change rate Δi 2 / It is determined whether or not the difference from Δt is greater than or equal to a set value.

以上のように、本発明によれば、モータの電機子電流が上限値に達したときに、電源から電機子コイルへの電流の供給を停止する駆動停止過程と、電源から電機子コイルへの電流の供給を行う駆動過程とを交互に行わせて、電機子電流を上限値以下に制限する電流制限制御を行なうので、モータがロックに近い状態になったときに電機子電流が過大になって電機子コイルが焼損するのを防ぐことができる。   As described above, according to the present invention, when the armature current of the motor reaches the upper limit value, the drive stop process for stopping the supply of current from the power supply to the armature coil, and the power supply to the armature coil, Since current limiting control is performed to limit the armature current to the upper limit value or less by alternately performing the driving process for supplying current, the armature current becomes excessive when the motor is close to lock. Thus, the armature coil can be prevented from being burned out.

本発明によればまた、上記駆動停止過程で電機子コイルを通して流れる循環電流の減衰状態から回転子の位置を判定して、判定された回転子の位置に基づいて、次の駆動過程を開始する際の通電パターンを決定するようにしたので、ホール素子等の耐熱性が低い位置センサや、レゾルバなどの高価な位置センサを用いずに、モータがロックに近い状態になったときの電機子コイルへの通電パターンを的確に決定することができる。従って本発明によれば、耐熱性が低いホール素子等の位置センサや、レゾルバなどの高価な位置センサを用いることなく、モータがロックに近い状態になる極低速回転領域から定常回転速度領域まで、ブラシレスモータに満足な動作を行なわせることができる。   According to the present invention, the position of the rotor is determined from the decay state of the circulating current flowing through the armature coil in the driving stop process, and the next driving process is started based on the determined rotor position. The armature coil when the motor is close to the lock without using a position sensor with low heat resistance such as a hall element or an expensive position sensor such as a resolver. The energization pattern can be accurately determined. Therefore, according to the present invention, without using a position sensor such as a Hall element with low heat resistance, or an expensive position sensor such as a resolver, from a very low speed rotation region where the motor is close to a lock to a steady rotation speed region, The brushless motor can be operated satisfactorily.

更に本発明に係わるブラシレスモータにおいて、モータの始動時に電機子コイルに過渡電流を流して、該過渡電流から判定した回転子の位置に基づいて通電パターンの切り換え位置を決定するようにした場合には、ホール素子のような耐熱性が低い位置センサを用いたり、レゾルバのような高価な位置センサを用いたりすることなく、ブラシレスモータの始動を行なわせることができるので、始動時から定常回転領域までの全領域においてブラシレスモータを満足に動作させることができる。   Further, in the brushless motor according to the present invention, when the motor is started, a transient current is passed through the armature coil, and the energization pattern switching position is determined based on the position of the rotor determined from the transient current. Since the brushless motor can be started without using a position sensor with low heat resistance such as a Hall element or using an expensive position sensor such as a resolver, from the start to the steady rotation range The brushless motor can be operated satisfactorily in all areas.

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1はブラシレスモータがエンジンに取り付けられて、エンジンの始動時にブラシレスモータとして運転され、エンジンが始動した後は磁石発電機として運転される場合に本発明を適用した実施形態を示したもので、同図において1は磁石発電機としても運転されるブラシレスモータ、2はバッテリからなる直流電源、3はブラシレスモータ1と直流電源2との間に設けられたインバータ回路、4はマイクロプロセッサを備えて、インバータ回路3を制御するコントローラ、5はブラシレスモータ1の回転子の位置が予め定めた位置に一致したときにパルス信号を発生する信号発生装置、6は過渡電流を流す際に閉じられる過渡電流通電用スイッチ、7uないし7wはブラシレスモータの電機子コイルを構成するU,V,W3相のコイルをそれぞれ流れる電流を検出する電流検出手段である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment to which the present invention is applied when a brushless motor is attached to an engine and operated as a brushless motor when the engine is started, and is operated as a magnet generator after the engine is started. In the figure, 1 is a brushless motor that is also operated as a magnet generator, 2 is a DC power source comprising a battery, 3 is an inverter circuit provided between the brushless motor 1 and the DC power source 2, and 4 is provided with a microprocessor. , A controller for controlling the inverter circuit 3, a signal generator for generating a pulse signal when the position of the rotor of the brushless motor 1 coincides with a predetermined position, and a transient current that is closed when a transient current is passed. The energizing switches 7u to 7w are U, V and W 3-phase coils that constitute the armature coil of the brushless motor. A current detecting means for detecting a current flowing through, respectively.

更に詳細に説明すると、図1において、10は鉄などの強磁性材料によりほぼカップ状を呈するように構成された回転子ヨークで、この回転子ヨークは、その底壁部の中央部に取り付けられたボス部がエンジン(図示せず。)のクランク軸に嵌合されて取り付けられている。回転子ヨーク10の周壁部10aの内周に永久磁石が取り付けられて偶数極の界磁が構成されている。本実施形態では、180°間隔で配置された2個の円弧状の永久磁石M1及びM2が、回転子ヨーク10の周壁部10aの内周に接着等により取り付けられ、これらの永久磁石が着磁方向を異にして径方向に着磁されることにより、回転子ヨークの内周に2極の磁石界磁が構成されている。回転子ヨーク10と永久磁石M1及びM2とにより回転子1Aが構成されている。この例では、磁石回転子1Aが、エンジンの正回転時に図1において反時計方向(矢印CCW方向)に回転させられるものとする。   More specifically, in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a rotor yoke configured to have a substantially cup shape with a ferromagnetic material such as iron, and this rotor yoke is attached to the central portion of the bottom wall portion thereof. The boss portion is fitted and attached to a crankshaft of an engine (not shown). A permanent magnet is attached to the inner periphery of the peripheral wall portion 10a of the rotor yoke 10 to form an even pole field. In the present embodiment, two arc-shaped permanent magnets M1 and M2 arranged at an interval of 180 ° are attached to the inner periphery of the peripheral wall portion 10a of the rotor yoke 10 by adhesion or the like, and these permanent magnets are magnetized. By magnetizing in the radial direction in different directions, a two-pole magnet field is formed on the inner periphery of the rotor yoke. The rotor yoke 10 and the permanent magnets M1 and M2 constitute a rotor 1A. In this example, it is assumed that the magnet rotor 1A is rotated counterclockwise (arrow CCW direction) in FIG. 1 when the engine rotates forward.

磁石回転子1Aの内側には、固定子1Bが配置されている。固定子1Bは、環状に形成された継鉄部の外周部から3個の突極部を放射状に突出させた構造を有する公知の星形環状電機子鉄心(図示せず。)と、この電機子鉄心の3個の突極部にそれぞれ巻回された3相のコイルLuないしLwとからなっている。3相のコイルLuないしLwは星形結線され、これらの電機子コイルの中性点と反対側の端末部から3相の端子1u,1v及び1wが引き出されている。   A stator 1B is arranged inside the magnet rotor 1A. The stator 1B includes a known star-shaped annular armature core (not shown) having a structure in which three salient pole portions are radially projected from the outer peripheral portion of the annularly formed yoke portion, and this electric machine. It consists of three-phase coils Lu to Lw wound around three salient pole portions of the core. The three-phase coils Lu to Lw are star-connected, and the three-phase terminals 1u, 1v, and 1w are drawn from the terminal portion on the opposite side to the neutral point of these armature coils.

固定子1Bは、エンジンのケースの一部に形成された固定子取付け部に固定され、電機子鉄心の3個の突極部のそれぞれの先端に形成された磁極部が磁石回転子1Aの磁石界磁の磁極に所定のギャップを介して対向させられる。   The stator 1B is fixed to a stator mounting portion formed in a part of the engine case, and the magnetic pole portions formed at the tips of the three salient pole portions of the armature core are magnets of the magnet rotor 1A. It is made to oppose the magnetic pole of a field through a predetermined gap.

回転子ヨーク10の周壁部10aの外周には、該周壁部の周方向に延びる円弧状の突起からなる3つのリラクタ11ないし13が120°間隔で形成され、これらのリラクタ11ないし13と回転子ヨーク10とにより信号発生用ロータ5Aが構成されている。またロータ5Aの近傍に、リラクタ11ないし13のそれぞれの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに極性が異なるパルス信号を発生するパルサ5Bが配置され、信号発生用ロータ5Aとパルサ5Bとにより、磁束変化検出形の信号発生装置5が構成されている。なお本明細書において、磁束変化検出形の信号発生装置とは、ロータの回転に伴って、コイルに鎖交する磁束に変化を生じさせることにより、コイルに信号電圧を誘起させる形式の信号発生装置を意味する。   On the outer periphery of the peripheral wall portion 10a of the rotor yoke 10, three relaxors 11 to 13 made of arc-shaped protrusions extending in the circumferential direction of the peripheral wall portion are formed at intervals of 120 °. The yoke 10 constitutes a signal generating rotor 5A. Further, a pulser 5B that generates a pulse signal having a different polarity when the front end side edge and the rear end side edge in the respective rotation directions of the reluctors 11 to 13 are detected is disposed in the vicinity of the rotor 5A. The pulse generator 5B constitutes a magnetic flux change detection type signal generator 5. In this specification, the magnetic flux change detection type signal generator means a signal generator of a type that induces a signal voltage in the coil by causing a change in the magnetic flux linked to the coil as the rotor rotates. Means.

パルサ5Bは、エンジンのケース等に固定されていて、リラクタ11ないし13のそれぞれの回転方向の前端側エッジを検出したときに第1の極性のパルス信号を発生し、リラクタ11ないし13のそれぞれの回転方向の後端側エッジを検出したときに第2の極性のパルス信号を発生する。本実施形態では、各リラクタが60°の極弧角を有していて、3つのリラクタ11ないし13が120°間隔で設けられているため、パルサ5Bは、回転子1Aが1回転する間に60°間隔で6つのパルス信号を発生する。これら6つのパルス信号がそれぞれ発生するタイミングが、180°スイッチング駆動によりブラシレスモータを駆動する際の通電パターンの6つの切換タイミング(励磁相の切換タイミング)に一致するように、リラクタ11ないし13及びパルサ5Bが設けられている。   The pulsar 5B is fixed to the engine case or the like, and generates a pulse signal of the first polarity when the front end side edge in the rotational direction of each of the reluctors 11 to 13 is detected. When a rear end edge in the rotational direction is detected, a pulse signal having the second polarity is generated. In the present embodiment, each reluctator has a polar arc angle of 60 °, and the three reluctors 11 to 13 are provided at intervals of 120 °. Therefore, the pulsar 5B is rotated during one rotation of the rotor 1A. Six pulse signals are generated at intervals of 60 °. The timings at which these six pulse signals are generated respectively coincide with the six switching timings (excitation phase switching timings) of the energization pattern when driving the brushless motor by 180 ° switching driving, and the pulsers 11 to 13 and the pulser. 5B is provided.

パルサ5Bが発生するパルス信号は、コントローラ4のパルス信号入力端子4aに入力されている。パルス信号入力端子4aに入力されたパルス信号は、コントローラ4内に設けられた波形整形回路によりマイクロプロセッサが認識し得る信号に変換されて、コントローラ4内のマイクロプロセッサに入力されている。   The pulse signal generated by the pulsar 5B is input to the pulse signal input terminal 4a of the controller 4. The pulse signal input to the pulse signal input terminal 4 a is converted into a signal that can be recognized by the microprocessor by a waveform shaping circuit provided in the controller 4, and input to the microprocessor in the controller 4.

インバータ回路3は、オンオフ制御が自在なスイッチ素子と帰還ダイオードとを逆並列接続して構成したエレメントにより3相ブリッジ回路の各辺を構成した周知の回路からなる。図示の例では、一端が共通接続されたスイッチ素子Qu,Qv及びQwと、これらのスイッチ素子にそれぞれ逆並列接続された帰還ダイオードDu,Dv及びDwとによりブリッジの3つの上アームが構成され、スイッチ素子Qu,Qv及びQwのそれぞれの他端に一端が接続されるとともに他端が共通接続されたスイッチ素子Qx,Qy及びQzと、これらのスイッチ素子にそれぞれ逆並列接続された帰還ダイオードDx,Dy及びDzによりブリッジの3つの下アームが構成されている。本実施形態では、インバータ回路3のブリッジの各アームを構成するスイッチ素子としてMOSFETが用いられ、MOSFETのドレインソース間に形成された寄生ダイオードが帰還ダイオードとして用いられている。   The inverter circuit 3 includes a known circuit in which each side of the three-phase bridge circuit is configured by an element configured by connecting a switching element that can be controlled on and off and a feedback diode in antiparallel. In the illustrated example, three upper arms of the bridge are configured by switch elements Qu, Qv, and Qw that are commonly connected at one end and feedback diodes Du, Dv, and Dw that are connected in reverse parallel to these switch elements, respectively. Switch elements Qx, Qy, and Qz having one end connected to the other end of each of the switch elements Qu, Qv, and Qw and the other end connected in common, and feedback diodes Dx, Dy and Dz constitute the three lower arms of the bridge. In the present embodiment, a MOSFET is used as a switch element constituting each arm of the bridge of the inverter circuit 3, and a parasitic diode formed between the drain and source of the MOSFET is used as a feedback diode.

スイッチ素子QuないしQw及びQxないしQzの制御端子(図示の例ではMOSFETのゲート)にはそれぞれコントローラ4から駆動信号SuないしSw及びSxないしSzが与えられている。スイッチ素子QuないしQw及びQxないしQzは、駆動信号SuないしSw及びSxないしSzが与えられている間オン状態を保持し、駆動信号SuないしSw及びSxないしSzが除去されたときにオフ状態になる。   Drive signals Su to Sw and Sx to Sz are supplied from the controller 4 to the control terminals (MOSFET gates in the illustrated example) of the switch elements Qu to Qw and Qx to Qz, respectively. The switch elements Qu to Qw and Qx to Qz are kept on while the drive signals Su to Sw and Sx to Sz are applied, and are turned off when the drive signals Su to Sw and Sx to Sz are removed. Become.

図示のインバータ回路3においては、ブリッジの上アームを構成するスイッチ素子Qu,Qv,Qwの一端の共通接続点及び下アームを構成するスイッチ素子Qx,Qy,Qzの他端の共通接続点がそれぞれプラス側及びマイナス側の直流側端子3a及び3bとなっており、スイッチ素子Qu,Qv,Qwの他端とスイッチ素子Qx,Qy,Qzの一端との接続点がそれぞれ交流側端子3u,3v,3wとなっている。直流側端子3a,3b間に直流電源2が接続され、交流側端子3u,3v及び3wにそれぞれ電機子コイルLu,Lv及びLwの非中性点側端子(中性点と反対側の端子)から引き出された3相の端子1u,1v及び1wが、電流検出器7uないし7wを構成するシャント抵抗器RiuないしRiwを通して接続されている。   In the illustrated inverter circuit 3, the common connection point at one end of the switch elements Qu, Qv, Qw constituting the upper arm of the bridge and the common connection point at the other end of the switch elements Qx, Qy, Qz constituting the lower arm are respectively shown. Positive side and negative side DC side terminals 3a and 3b are provided, and connection points between the other ends of the switch elements Qu, Qv, Qw and one end of the switch elements Qx, Qy, Qz are respectively AC side terminals 3u, 3v, 3w. A DC power source 2 is connected between the DC side terminals 3a and 3b, and non-neutral point terminals (terminals opposite to the neutral point) of the armature coils Lu, Lv and Lw are respectively connected to the AC side terminals 3u, 3v and 3w. The three-phase terminals 1u, 1v, and 1w drawn from are connected through shunt resistors Riu to Riw constituting current detectors 7u to 7w.

図示のインバータ回路3においては、ダイオードDu,Dv,Dw,Dx,Dy及びDzにより全波整流回路が構成され、ブラシレスモータ1が外部から駆動されて磁石発電機として運転される際に、電機子コイルLuないしLwに誘起する3相交流電圧がこの全波整流回路により直流電圧に変換されて直流電源2を構成するバッテリに充電用電圧として印加される。   In the illustrated inverter circuit 3, a full-wave rectifier circuit is configured by the diodes Du, Dv, Dw, Dx, Dy, and Dz, and when the brushless motor 1 is driven from the outside and operated as a magnet generator, the armature A three-phase AC voltage induced in the coils Lu to Lw is converted into a DC voltage by the full-wave rectifier circuit and applied to the battery constituting the DC power supply 2 as a charging voltage.

本実施形態においては、ブラシレスモータ1が停止している状態で、その回転子1Aの位置(回転子の界磁と電機子コイルの各相のコイルとの間の位置関係)を判定するため、電機子コイルLuないしLwの中性点と接地間に過渡電流通電用スイッチ6が挿入されている。   In this embodiment, in order to determine the position of the rotor 1A (positional relationship between the rotor field and each phase coil of the armature coil) while the brushless motor 1 is stopped. A transient current energizing switch 6 is inserted between the neutral point of the armature coils Lu to Lw and the ground.

過渡電流通電用スイッチ6は、エミッタが接地されたNPNトランジスタからなっていて、該トランジスタのコレクタがコイルLuないしLwの中性点に接続され、ベースがコントローラ4に設けられたスイッチ制御信号出力端子4bに接続されている。   The switch for energizing the transient current 6 is composed of an NPN transistor whose emitter is grounded, the collector of the transistor is connected to the neutral point of the coils Lu to Lw, and the base is a switch control signal output terminal provided in the controller 4 4b.

電流検出器7uないし7wをそれぞれ構成するシャント抵抗器RiuないしRiwのそれぞれの両端に得られる検出信号は、演算増幅器OPuないしOPwを通してコントローラ4の電流検出信号入力端子4cに入力されている。   Detection signals obtained at both ends of the shunt resistors Riu to Riw constituting the current detectors 7u to 7w are input to the current detection signal input terminal 4c of the controller 4 through operational amplifiers OPu to OPw.

前述のように、本発明に係わる制御方法では、モータの始動時に、固定子1Bの各相の電機子コイルに一時的に直流電圧を印加して各相の電機子コイルに過渡電流を流す過程を3相のコイルのそれぞれに対して行なう過渡電流通電過程と、過渡電流通電過程で3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流から回転子が3相のコイルに対して如何なる位置にあるかを判定する回転子位置判定過程とを行うことにより、回転子1Aの位置を判定する。このようにして判定した回転子の位置に基づいて回転子を所定の方向に回転させるために必要な通電パターンを決定し、決定した通電パターンで電機子コイルに電流を流すようにインバータ回路3を制御する。   As described above, in the control method according to the present invention, at the time of starting the motor, a process in which a DC voltage is temporarily applied to the armature coils of each phase of the stator 1B and a transient current is caused to flow through the armature coils of each phase. Determine the position of the rotor with respect to the three-phase coil from the transient current energization process for each of the three-phase coils and the transient currents flowing in the three-phase coils during the transient current energization process. The position of the rotor 1A is determined by performing the rotor position determination process. Based on the position of the rotor thus determined, an energization pattern necessary for rotating the rotor in a predetermined direction is determined, and the inverter circuit 3 is set so that a current flows through the armature coil with the determined energization pattern. Control.

本発明に係わる制御装置を構成するため、コントローラ4のマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、図2に示す各種の手段を構成する。図2において、20は過電流通電手段で、この過電流通電手段は、固定子1Bの各相の電機子コイルの中性点と反対側の端子と接地電位部との間に電圧を印加した状態で過渡電流通電用スイッチ6を短時間オン状態にして中性点を一時的に接地電位部に接続することにより、電機子コイルの3相のコイルLuないしLwに一時的に過渡電流を流す過渡電流通電過程を行なう。   In order to configure the control device according to the present invention, various means shown in FIG. 2 are configured by causing the microprocessor of the controller 4 to execute a predetermined program. In FIG. 2, 20 is an overcurrent energizing means, and this overcurrent energizing means applied a voltage between the terminal opposite to the neutral point of the armature coil of each phase of the stator 1B and the ground potential portion. In this state, the transient current energizing switch 6 is turned on for a short time, and the neutral point is temporarily connected to the ground potential portion, whereby the transient current is temporarily passed through the three-phase coils Lu to Lw of the armature coil. Perform a transient current conduction process.

また21は始動時回転子位置判定手段で、この判定手段は、過渡電流通電手段20が3相のコイルにそれぞれ流した過渡電流を電流検出手段7uないし7wの出力から検出して、検出した過渡電流から回転子1Aの界磁が3相のコイルLuないしLwに対して如何なる位置にあるかを判定するための処理を行う。   Reference numeral 21 denotes a starting rotor position determining means which detects the transient currents that the transient current energizing means 20 has passed through the three-phase coils from the outputs of the current detecting means 7u to 7w, and detects the detected transients. Processing for determining the position of the field of the rotor 1A with respect to the three-phase coils Lu to Lw from the current is performed.

本実施形態では、過渡電流通電手段20と始動時回転子位置判定手段21とにより、過渡電流通電過程で3相のコイルLuないしLwにそれぞれ流れた過渡電流を検出して、検出した過渡電流から回転子の位置を判定する始動時回転子位置判定手段22が構成されている。   In the present embodiment, the transient current energizing means 20 and the starting rotor position determining means 21 detect the transient currents respectively flowing in the three-phase coils Lu to Lw during the transient current energizing process, and from the detected transient currents A starting rotor position determining means 22 for determining the position of the rotor is configured.

23は始動時通電パターン決定手段、24は始動時インバータ制御手段である。本発明では、直流電源2から3相のコイルLuないしLwのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンで電機子電流を流すものとして、回転子を所定の方向(本実施形態では図1の矢印CCW方向)に回転させるべく、同方向の電流を流す2相の組み合わせを切り換えて、通電パターンを切り換える制御を行わせる。   Reference numeral 23 denotes a start-time energization pattern determining means, and reference numeral 24 denotes a start-time inverter control means. In the present invention, a current in the same direction with respect to the neutral point is supplied from the DC power source 2 to the two-phase coil among the three-phase coils Lu to Lw, and the two-phase coil is supplied to the other one-phase coil. Assuming that an armature current is passed by an energization pattern that passes a current of the sum of currents, a two-phase current that passes a current in the same direction to rotate the rotor in a predetermined direction (in the present embodiment, the direction of the arrow CCW in FIG. 1). Control to switch the energization pattern by switching the combination.

始動時通電パターン決定手段23は、始動時回転子位置判定手段22により判定された回転子の位置に基づいて、回転子を所定の方向に回転させるために必要な電機子コイルへの通電パターンを決定する。また始動時インバータ制御手段24は、始動時通電パターン決定手段23により決定された通電パターンに従って3相のコイルLuないしLwに電流を流すように、インバータ回路3の上アームの3つのスイッチ素子QuないしQwのうちの1つと下アームの3つのスイッチ素子QxないしQzのうちの2つとを同時にオン状態にするか、またはインバータ回路3の下アームの3つのスイッチ素子QxないしQzのうちの1つと上アームの3つのスイッチ素子QuないしQwのうちの2つとを同時にオン状態にするように、インバータ回路3のスイッチ素子を制御する。   The start-time energization pattern determination means 23 determines an energization pattern to the armature coil necessary for rotating the rotor in a predetermined direction based on the position of the rotor determined by the start-time rotor position determination means 22. decide. In addition, the start-time inverter control means 24 causes the three switch elements Qu to the upper arm of the inverter circuit 3 to flow current to the three-phase coils Lu to Lw in accordance with the energization pattern determined by the start-time energization pattern determination means 23. One of Qw and two of the three switching elements Qx to Qz of the lower arm are simultaneously turned on, or one of the three switching elements Qx to Qz of the lower arm of the inverter circuit 3 and the upper The switch elements of the inverter circuit 3 are controlled so that two of the three switch elements Qu to Qw of the arm are simultaneously turned on.

この例では、固定子の各相のコイルに一時的に直流電圧を印加して各相のコイルに過渡電流を流す過渡電流通電過程を3相のコイルのそれぞれに対して行なう過渡電流通電手段20と、過渡電流通電過程で3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流を検出して、検出した過渡電流から回転子1Aの位置を判定する始動時回転子位置判定手段21と、始動時回転子位置判定手段21により判定された回転子の位置に基づいて回転子を所定の方向に回転させるために必要な通電パターンを決定する始動時通電パターン決定手段23と、始動時通電パターン決定手段23により決定された通電パターンで電機子コイルに通電するようにインバータ回路3を制御する始動時インバータ制御手段24とにより、ブラシレスモータの始動時にインバータ回路3を制御する始動時インバータ制御部25が構成されている。   In this example, a transient current energizing means 20 that performs a transient current energization process for applying a transient voltage to each phase coil by temporarily applying a DC voltage to each phase coil of the stator for each of the three phase coils. And a starting rotor position determining means 21 for detecting a transient current flowing in each of the three-phase coils during the transient current application process and determining the position of the rotor 1A from the detected transient current, and a starting rotor position Based on the position of the rotor determined by the determining means 21, the energization pattern determining means 23 for starting that determines the energization pattern necessary for rotating the rotor in a predetermined direction and the energizing pattern determining means 23 for starting are determined. Inverter circuit at the start of the brushless motor by the start-up inverter control means 24 for controlling the inverter circuit 3 so as to energize the armature coil in the energized pattern. It is constructed the starting inverter control unit 25 for controlling.

また26は、信号発生装置5が発生するパルス信号から得られる回転子1Aの位置情報に基づいて回転子1Aが固定子1Bの3相のコイルLuないしLwに対して如何なる位置にあるのかを判定する定常時回転子位置判定手段、27は、定常時回転子位置判定手段26により判定された位置に基づいて回転子を所定の方向に回転させるために必要な通電パターンを決定する定常時通電パターン決定手段、28は、定常時通電パターン決定手段27により決定された通電パターンで3相のコイルLuないしLwに電流を流すように、インバータ回路3のスイッチ素子を制御する定常時インバータ制御手段である。   Reference numeral 26 denotes a position where the rotor 1A is located with respect to the three-phase coils Lu to Lw of the stator 1B based on the position information of the rotor 1A obtained from the pulse signal generated by the signal generator 5. The steady-state rotor position determining means 27 for determining the energization pattern required for rotating the rotor in a predetermined direction based on the position determined by the steady-state rotor position determining means 26. The determining means 28 is a steady-state inverter control means for controlling the switching elements of the inverter circuit 3 so that current flows through the three-phase coils Lu to Lw with the energization pattern determined by the steady-state energization pattern determining means 27. .

本実施形態では、モータの定常運転時において、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンで電機子電流を流すものとして、回転子を所定の方向に回転させるべく、通電パターンを切り換える制御(180°スイッチング制御)を行う。そのため、定常運転時においては、インバータ回路3のブリッジの上アームまたは下アームの2つのスイッチ素子と、これら2つのスイッチ素子に直列に接続されている下アームまたは上アームの2つのスイッチ素子を除く下アームまたは上アームの1つのスイッチ素子とを同時にオン状態にするスイッチパターンでインバータ回路のスイッチ素子をオンオフ制御する。   In this embodiment, during steady operation of the motor, current flows in the same direction with respect to the neutral point through the two-phase coils of the three-phase coils, and the two-phase coils are connected to the other one-phase coils. Assuming that an armature current is passed by an energization pattern that causes the sum of the currents to flow, control for switching the energization pattern (180 ° switching control) is performed in order to rotate the rotor in a predetermined direction. Therefore, during steady operation, the two switch elements of the upper arm or lower arm of the bridge of the inverter circuit 3 and the two switch elements of the lower arm or upper arm connected in series to these two switch elements are excluded. The switch element of the inverter circuit is on / off controlled by a switch pattern that simultaneously turns on the lower arm or one switch element of the upper arm.

この例では、定常時回転子位置判定手段26と、定常時通電パターン決定手段27と、定常時インバータ制御手段28とにより、ブラシレスモータの定常運転時にインバータ回路3を制御する定常時インバータ制御部29が構成されている。   In this example, the steady-state rotor position determining means 26, the steady-state energization pattern determining means 27, and the steady-state inverter control means 28 are used to control the inverter circuit 3 during steady operation of the brushless motor. Is configured.

更に、30は、3相のコイルにそれぞれ流れる電流を検出している電流検出手段7uないし7wにより検出された電流のうち、最も大きい電流が設定された上限値に達したときに電流制限信号SLを発生する電流制限信号発生手段、31は、電機子電流が上限値に達して電流制限信号SLが発生したときに直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で電機子コイルを通して循環電流を流すようにインバータ回路を制御して電流制限制御の駆動停止過程を行なわせる駆動停止時インバータ制御手段である。   Further, reference numeral 30 denotes a current limit signal SL when the largest current among the currents detected by the current detection means 7u to 7w that detect currents flowing through the three-phase coils reaches a set upper limit value. Current limiting signal generating means 31 for generating a three-phase in a state where the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped when the armature current reaches the upper limit value and the current limiting signal SL is generated. The electric current flows in the same direction with respect to the neutral point in the two-phase coil of the coils of the coil, and the current flowing in the other one-phase coil is the sum of the currents flowing in the two-phase coils. This is a drive stop time inverter control means for controlling the inverter circuit so that the circulating current flows through the child coil and performing the drive stop process of the current limiting control.

電機子電流が上限値に達したときに、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止して上記のようなパターンで循環電流を流すには、インバータ回路のブリッジの下アームの3つのスイッチ素子のオンオフの状態はそのままにして、上アームの3つのスイッチ素子の内、オン状態にある1つまたは2つのスイッチ素子をオフ状態にするか、またはインバータ回路のブリッジの上アームの3つのスイッチ素子のオンオフの状態をそのままにして下アームを構成する3つのスイッチ素子の内、オン状態ある1つまたは2つのスイッチ素子をオフ状態にすればよい。即ち、電機子電流が上限値に達したときに、インバータ回路の上アームの3つのスイッチ素子QuないしQwの内の2つのスイッチ素子がオン状態にあり、下アームの3つのスイッチ素子QxないしQzの内の1つのスイッチ素子がオン状態にあるときには、下アームでオン状態にある1つのスイッチ素子をオン状態にしたままで上アームでオン状態にある2つのスイッチ素子を同時にオフ状態にするか、または上アームでオン状態にある2つのスイッチ素子をオン状態にしたままで、下アームでオン状態にある1つのスイッチ素子をオフ状態にすることにより、上記のパターンで循環電流を流すことができる。また電機子電流が上限値に達したときに、インバータ回路の上アームの3つのスイッチ素子QuないしQwの内の1つのスイッチ素子がオン状態にあり、下アームの3つのスイッチ素子QxないしQzの内の2つのスイッチ素子がオン状態にあるときには、上アームでオン状態にある1つのスイッチ素子をオン状態にしたままで下アームでオン状態にある2つのスイッチ素子を同時にオフ状態にするか、または下アームでオン状態にある2つのスイッチ素子をオン状態にしたままで、上アームでオン状態にある1つのスイッチ素子をオフ状態にすることにより、上記のパターンで循環電流を流すことができる。   When the armature current reaches the upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped and the circulating current is caused to flow in the pattern as described above. While maintaining the on / off state of the switch element, one or two of the three switch elements of the upper arm are turned off, or the three arms of the upper arm of the bridge of the inverter circuit are switched off. One or two switch elements in the on state may be turned off among the three switch elements constituting the lower arm while keeping the on / off state of the switch element as it is. That is, when the armature current reaches the upper limit value, two switch elements Qu to Qw of the upper arm of the inverter circuit are in the on state, and the three switch elements Qx to Qz of the lower arm are turned on. When one of the switch elements is turned on, whether one switch element that is on in the lower arm is turned on and two switch elements that are on in the upper arm are turned off simultaneously Alternatively, by turning on one switch element in the on state in the lower arm while keeping the two switch elements in the on state in the upper arm in the on state, the circulating current can flow in the above pattern. it can. When the armature current reaches the upper limit value, one of the three switch elements Qu to Qw of the upper arm of the inverter circuit is in the on state, and the three switch elements Qx to Qz of the lower arm are turned on. When two of the switch elements are in the on state, the two switch elements that are in the on state in the lower arm are turned off at the same time while the one switch element that is in the on state in the upper arm is in the on state, Alternatively, by turning on one switch element that is on in the upper arm while the two switch elements that are on in the lower arm are on, the circulating current can flow in the above pattern. .

前述のように、本実施形態では、モータの定常運転時に180°スイッチング制御を行うため、定常運転時においては、インバータ回路のブリッジの上アームまたは下アームの2つのスイッチ素子と、これら2つのスイッチ素子に直列に接続されている2つのスイッチ素子を除く下アームまたは上アームの1つのスイッチ素子とを同時にオン状態にするスイッチパターンでインバータ回路のスイッチ素子をオンオフ制御する。この場合、電機子電流が上限値に達したときに、オン状態にある上アームまたは下アームの2つのスイッチ素子をそのままオン状態に保持し、他のスイッチ素子をオフ状態にするか、またはオン状態にある上アームまたは下アームの1つのスイッチ素子をそのままオン状態に保持し、他のスイッチ素子をオフ状態にすることにより、上記のパターンで循環電流を流すことができる。   As described above, in the present embodiment, the 180 ° switching control is performed during the steady operation of the motor. Therefore, during the steady operation, the two switch elements of the upper arm or the lower arm of the bridge of the inverter circuit and the two switches The switch elements of the inverter circuit are on / off controlled by a switch pattern that simultaneously turns on the lower arm or one switch element of the upper arm excluding two switch elements connected in series to the elements. In this case, when the armature current reaches the upper limit value, the two switch elements of the upper arm or the lower arm that are in the on state are kept in the on state and the other switch elements are in the off state or are turned on. By holding one switch element of the upper arm or the lower arm in the state as it is and turning off the other switch element, the circulating current can flow in the above pattern.

32は電流制限時減衰割合演算手段で、この演算手段は、直流電源(図示の例ではバッテリ)から電機子コイルへの電流の供給が停止している間に中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相の2相の一方及び他方をそれぞれ流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として演算する。   Reference numeral 32 denotes a current limiting attenuation rate calculating means which is operated in the same direction with respect to the neutral point while the supply of current from the DC power source (battery in the illustrated example) to the armature coil is stopped. Using the two phases of the armature coil through which the current is flowing as the determination target phase, the attenuation ratio of the current flowing through one of the two phases of the determination target phase and the other is calculated as the first and second attenuation ratios, respectively. .

33は電流制限時回転子位置判定手段で、この判定手段は、上記第1及び第2の減衰割合の差から回転子1Aの位置を判定する。   Reference numeral 33 denotes a current limit rotor position determination means, which determines the position of the rotor 1A from the difference between the first and second attenuation ratios.

また34は電流制限時通電パターン決定手段で、このパターン決定手段34は、駆動過程で直流電源から3相のコイルLu〜Lwのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンで直流電源から電機子コイルに電機子電流を流すものとして、電流制限時回転子位置判定手段33により判定された回転子の位置に対して回転子の回転を維持するのに適した通電パターンを決定する。   Reference numeral 34 denotes a current limiting energization pattern determining means. This pattern determining means 34 is a current in the same direction with respect to the neutral point from the DC power source to the two-phase coils Lu to Lw in the driving process. Current-limiting rotor position determination means that the armature current flows from the DC power source to the armature coil in a current-carrying pattern in which the current of the sum of the currents flowing through the two-phase coils flows through the other one-phase coil An energization pattern suitable for maintaining the rotation of the rotor with respect to the position of the rotor determined by 33 is determined.

また35は電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段で、この制御手段は、電流制限時通電パターン決定手段34により決定された通電パターンで直流電源から電機子コイルに電流を流して電流制限制御の駆動過程を行なわせるようにインバータ回路3を制御する。   Reference numeral 35 denotes inverter control means for driving the motor at the time of current limit. This control means drives the current limit control by flowing current from the DC power source to the armature coil with the energization pattern determined by the energization pattern determination means 34 at the time of current limit. The inverter circuit 3 is controlled so as to perform the process.

この例では、電流制限信号発生手段30と、駆動停止時インバータ制御手段31と、電流制限時減衰割合演算手段32と、電流制限時回転子位置判定手段33と、電流制限時通電パターン決定手段34と、電流制限時インバータ制御手段35とにより、ブラシレスモータの電流制限時にインバータ回路3を制御する電流制限時インバータ制御部36が構成されている。   In this example, the current limit signal generating means 30, the drive stop time inverter control means 31, the current limit time attenuation ratio calculating means 32, the current limit time rotor position determining means 33, and the current limit time energization pattern determining means 34 are shown. The current limiting inverter control means 35 constitutes a current limiting inverter control unit 36 for controlling the inverter circuit 3 when the current of the brushless motor is limited.

また37は制御切換手段で、この制御切換手段は、モータの始動時には始動時インバータ制御部25によりインバータ回路3を制御し、信号発生装置5がしきい値以上のレベルを有するパルス信号を発生する回転速度までブラシレスモータの回転速度が上昇した後は、定常時インバータ制御部29によりインバータ回路3を制御し、モータの始動時または定常運転時にモータがロックに近い状態になって電流制限制御が行われるときには、電流制限時インバータ制御部36によりインバータ回路3を制御するように制御を切り換える。   Reference numeral 37 denotes control switching means. The control switching means controls the inverter circuit 3 by the start-time inverter control unit 25 when the motor is started, and the signal generator 5 generates a pulse signal having a level equal to or higher than a threshold value. After the rotation speed of the brushless motor has increased to the rotation speed, the inverter circuit 3 is controlled by the steady-state inverter control unit 29, and the motor is close to the lock state at the start of the motor or the steady operation, so that the current limit control is performed. When the current is limited, the control is switched so that the inverter control unit 36 controls the inverter circuit 3 when the current is limited.

図示の制御切換手段は、始動スイッチ等の始動/停止指令発生手段38から始動指令が与えられたときに、始動時インバータ制御部25によるインバータ回路3の制御を開始してモータを始動させ、信号発生装置5が発生したパルス信号が認識されるようになったときに、定常時インバータ制御部29によるインバータ回路3の制御を開始する。またモータの始動時または定常運転時にモータがロック状態またはロックに近い状態になって、電流制限信号発生手段30が電流制限信号SLを発生したときに、駆動停止時インバータ制御手段31によるインバータ回路3の制御を行わせて、インバータ回路の上アームまたは下アームで同時にオン状態になっている2つのスイッチ素子をオン状態のままにし、オン状態にあった下アームまたは上アームの他の1つのスイッチ素子をオフ状態にすることにより、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止させるとともに、3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で、電機子コイルを通して循環電流を流して、駆動停止過程を行なわせる。   When a start command is given from a start / stop command generating means 38 such as a start switch, the illustrated control switching means starts control of the inverter circuit 3 by the start time inverter control unit 25 to start the motor, When the pulse signal generated by the generator 5 is recognized, control of the inverter circuit 3 by the steady-state inverter control unit 29 is started. Further, when the motor is in a locked state or close to a locked state at the time of starting or steady operation, and the current limit signal generating means 30 generates the current limit signal SL, the inverter circuit 3 by the inverter control means 31 at the time of driving stop. The two switching elements that are simultaneously turned on in the upper arm or the lower arm of the inverter circuit are kept in the on state, and another one switch in the lower arm or the upper arm that is in the on state is controlled. By turning off the element, the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, and the current flows in the same direction with respect to the neutral point through the two-phase coils of the three-phase coils, The other one-phase coil is driven by circulating current through the armature coil in the manner of flowing the current that is the sum of the currents flowing through the two-phase coils. Let the process take place.

制御切換手段37はまた、電源制限時減衰割合演算手段32により、判定対象相の2相のコイルを流れている電流の減衰割合の演算を行わせた後、電流制限時回転子位置判定手段33による回転子位置の判定と、電流制限時通電パターン決定手段34による通電パターンの決定とを行わせる。制御切換手段37はまた、直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、一定時間が経過したときに、電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段35によるインバータ回路3の制御を開始して駆動過程を開始させるか、または直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、電機子電流が上限値よりも低く設定された制限解除値まで減少したことが検出されたときに、電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段35によるインバータ回路3の制御を開始して駆動過程を開始させる。そして、モータのロック状態が解消してその回転速度が上昇し、信号発生装置5がしきい値以上のパルス信号を発生したことが検出されたときに、インバータ回路3の制御を定常時インバータ制御部29による制御に切り換える。   The control switching means 37 also causes the current limit-time rotor position determination means 33 after the power-supply-limit-time attenuation ratio calculation means 32 calculates the attenuation ratio of the current flowing through the two-phase coil of the determination target phase. The determination of the rotor position by the above and the determination of the energization pattern by the current limit energization pattern determination means 34 are performed. The control switching means 37 also starts control of the inverter circuit 3 by the current-limiting motor drive inverter control means 35 when a fixed time has elapsed after stopping the supply of current from the DC power supply to the armature coil. When the driving process is started or the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, it is detected that the armature current has decreased to a limit release value set lower than the upper limit value. Then, the control of the inverter circuit 3 by the motor control inverter control means 35 at the time of current limitation is started to start the driving process. Then, when it is detected that the locked state of the motor is released and its rotational speed is increased and the signal generator 5 generates a pulse signal that is equal to or greater than the threshold value, the control of the inverter circuit 3 is controlled by the inverter control in the steady state The control is switched to the control by the unit 29.

ここで、本発明においてモータの始動時に回転子の位置を検出する方法の原理を説明する。図1に示したブラシレスモータ1においては、各相の電機子コイルの中性点と反対側の端子から電流が流れ込んだときに、コイルの極性が外側から見てN極になるように、各相の電機子コイルが巻かれている。   Here, the principle of the method for detecting the position of the rotor when the motor is started in the present invention will be described. In the brushless motor 1 shown in FIG. 1, when current flows from a terminal opposite to the neutral point of each phase armature coil, the polarity of the coil becomes N pole when viewed from the outside. Phase armature coils are wound.

今、3相のコイルLuないしLwに電流が流れていないとすると、固定子の電機子鉄心に流れる磁束の大きさは、磁石界磁と各相の電機子コイルとの位置関係により異なる。ここで、図1の状態から回転子1Aを反時計方向に30°ずつ段階的に回転させたとして、図3(A)ないし(L)に示すように30°ずつ位置が異なる位置P1ないしP12を考え、P1ないしP12の位置でU相の電機子鉄心に流れる磁束φを磁石による起磁力に対して図示すると、図4に示すようになる。位置P6とP8においては、回転子が線対称な位置関係にあるため、U相の電機子鉄心を流れる磁束は同じになる。同様に、位置P9〜P12のそれぞれにおける回転子の位置は、位置P5ないしP2のそれぞれにおける回転子の位置と線対称な関係にあるため、位置P9,P10,P11,P12のそれぞれの位置でU相の電機子鉄心に流れる磁束の大きさはそれぞれ、位置P5,P4,P3,P2の位置でU相の電機子鉄心に流れる磁束の大きさと同一である。また図4に示した位置P13は、位置P1と同じ位置であり、この位置P13でU相の電機子鉄心に流れる磁束は位置P1の位置でU相の電機子鉄心に流れる磁束と同一である。   Assuming that no current flows through the three-phase coils Lu to Lw, the magnitude of the magnetic flux flowing through the armature core of the stator varies depending on the positional relationship between the magnet field and the armature coils of each phase. Here, assuming that the rotor 1A is rotated stepwise by 30 ° counterclockwise from the state of FIG. 1, positions P1 to P12 whose positions are different by 30 ° as shown in FIGS. 3 (A) to 3 (L). When the magnetic flux φ flowing through the U-phase armature core at the positions P1 to P12 is illustrated with respect to the magnetomotive force by the magnet, it is as shown in FIG. At the positions P6 and P8, since the rotor is in a line-symmetrical positional relationship, the magnetic flux flowing through the U-phase armature core is the same. Similarly, the position of the rotor at each of the positions P9 to P12 is in a line-symmetric relationship with the position of the rotor at each of the positions P5 to P2, and therefore U at each of the positions P9, P10, P11 and P12. The magnitude of the magnetic flux flowing through the phase armature core is the same as the magnitude of the magnetic flux flowing through the U-phase armature core at the positions P5, P4, P3, and P2, respectively. The position P13 shown in FIG. 4 is the same position as the position P1, and the magnetic flux flowing in the U-phase armature core at this position P13 is the same as the magnetic flux flowing in the U-phase armature core at the position P1. .

上記のように、界磁を有する回転子と3相の電機子コイルを有する固定子とからなるブラシレスモータにおいて、電機子コイルに電流が流れていないときに電機子鉄心に流れる磁束は、界磁の位置と各相の電機子コイルとの間の相対的な位置関係(回転子の各相の電機子コイルに対する位置)により異なり、各相の電機子コイルのインダクタンスは回転子の位置により異なるため、回転子の位置により各相の電機子コイルに流れる過渡電流が相違する。従って、固定子の各相の電機子コイルに一時的に直流電圧を印加して各相の電機子コイルに過渡電流を流す過程を3相の電機子コイルのそれぞれに対して行なって、3相の電機子コイルにそれぞれ流れた過渡電流の特徴を抽出して比較すると、回転子が各相の電機子コイルに対して如何なる位置にあるかを判定することができる。   As described above, in a brushless motor including a rotor having a field magnet and a stator having a three-phase armature coil, the magnetic flux flowing through the armature core when no current flows through the armature coil is Because the position of the armature coil of each phase differs depending on the relative positional relationship (position of the rotor with respect to the armature coil of each phase), and the inductance of the armature coil of each phase varies with the position of the rotor. Depending on the position of the rotor, the transient currents flowing through the armature coils of each phase are different. Therefore, a process of applying a DC voltage temporarily to the armature coils of each phase of the stator and causing a transient current to flow through the armature coils of each phase is performed for each of the three-phase armature coils, When the characteristics of the transient currents flowing through the armature coils are extracted and compared, the position of the rotor with respect to the armature coils of each phase can be determined.

図5に示したように、抵抗rとインダクタンスLとの直列回路にトランジスタTR1を通して直流電源2の電圧Eを印加する回路を構成して、トランジスタTR1をオン状態にしたとすると、以下の(1)式により与えられる過渡電流iが流れる。
i=(E/r)[1−exp{−(r/L)t}] …(1)
As shown in FIG. 5, when a circuit for applying the voltage E of the DC power source 2 through the transistor TR1 is configured in a series circuit of the resistor r and the inductance L and the transistor TR1 is turned on, the following (1 The transient current i given by
i = (E / r) [1-exp {-(r / L) t}] (1)

ここで、抵抗rが一定であるとし、インダクタンスLがLa,Lb及びLcの値(La<Lb<Lc)をとったとすると、r/La>r/Lb>r/Lcの関係が成り立つため、インダクタンスの値がLa,Lb及びLcのときにそれぞれ流れる過渡電流ia,ib及びicをそれぞれ時間tに対して示すと図6のようになる。   Here, assuming that the resistance r is constant and the inductance L takes the values of La, Lb and Lc (La <Lb <Lc), the relationship r / La> r / Lb> r / Lc holds. FIG. 6 shows the transient currents ia, ib, and ic that flow when the inductance values are La, Lb, and Lc, respectively, with respect to time t.

図1に示した例において、回転子の位置が図3(A)に示すP1であるときに、インバータ回路3のスイッチ素子Quをオン状態にし、過渡電流通電用スイッチ6をオン状態にしたとする。このとき図4に示すように、電機子コイルLuに流れる電流ΔIが起磁力ΔFを発生し、U相の電機子鉄心の磁束がΔφ1だけ変化するため、コイルには逆誘起電圧が発生する。回転子が位置P1にあるときのU相の電機子コイルのインダクタンスをL1とし、U相の電機子コイルの巻数をnとすると、L1×ΔI=nΔφ1の関係があるため、回転子が位置P1にあるときのU相の電機子コイルのインダクタンスL1は下記の式により与えられる。
L1=nΔφ1/ΔI …(2)
In the example shown in FIG. 1, when the position of the rotor is P1 shown in FIG. 3A, the switch element Qu of the inverter circuit 3 is turned on and the transient current energizing switch 6 is turned on. To do. At this time, as shown in FIG. 4, the current ΔI flowing through the armature coil Lu generates a magnetomotive force ΔF, and the magnetic flux of the U-phase armature core changes by Δφ1, so that a reverse induced voltage is generated in the coil. When the inductance of the U-phase armature coil when the rotor is at the position P1 is L1, and the number of turns of the U-phase armature coil is n, there is a relationship of L1 × ΔI = nΔφ1, and therefore the rotor is positioned at the position P1. The inductance L1 of the U-phase armature coil is given by the following equation.
L1 = nΔφ1 / ΔI (2)

一方回転子が図3(E)に示すP5の位置にあるときに、インバータ回路3のスイッチ素子Quをオン状態にし、過渡電流通電用スイッチ6をオン状態にしたとすると、電流ΔIが流れることにより発生する起磁力ΔFにより、磁束変化Δφ5が発生する。このときU相の電機子コイルのインダクタンスL5は下記の式により与えられる。
L5=nΔφ5/ΔI …(3)
ここでΔφ1<Δφ5であるため、L1<L5となり、回転子の位置がP1の時及びP5の時にそれぞれ流れる過渡電流i1及びi5は図7に示すようになる。
On the other hand, when the rotor is at the position P5 shown in FIG. 3E, if the switching element Qu of the inverter circuit 3 is turned on and the transient current energizing switch 6 is turned on, the current ΔI flows. The magnetic flux change Δφ5 is generated by the magnetomotive force ΔF generated by. At this time, the inductance L5 of the U-phase armature coil is given by the following equation.
L5 = nΔφ5 / ΔI (3)
Here, since Δφ1 <Δφ5, L1 <L5, and the transient currents i1 and i5 flowing when the rotor position is P1 and P5, respectively, are as shown in FIG.

また回転子の位置がP1であるときには、V相及びW相の電機子コイルに対する回転子の位置が、U相の電機子コイルに対する位置P5の位置に相当する位置になるため、回転子がP1の位置にあるときに、インバータ回路3のスイッチ素子Qvをオン状態にして、過渡電流通電用スイッチ6をオン状態にしたとき、及びインバータ回路3のスイッチ素子Qwをオン状態にして、過渡電流通電用スイッチ6をオン状態にしたときには、上記i5相当の過渡電流が流れる。   When the rotor position is P1, the rotor position with respect to the V-phase and W-phase armature coils corresponds to the position P5 position with respect to the U-phase armature coil. When the switch element Qv of the inverter circuit 3 is turned on and the transient current energizing switch 6 is turned on, and when the switch element Qw of the inverter circuit 3 is turned on, When the switch 6 is turned on, a transient current equivalent to i5 flows.

上記のように、各相の電機子コイルに一時的に直流電圧を印加した時に流れる過渡電流の波高値及び波形は、回転子1Aの位置により異なるため、固定子の各相の電機子コイルに一時的に直流電圧を印加して各相の電機子コイルに過渡電流を流す過程を3相のコイルのそれぞれに対して行って、3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流の波高値を測定して比較するか、または波高値を比較すると共に、3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流の波形の特徴を比較することにより、回転子の磁石界磁が3相のコイルに対して如何なる位置にあるかを判定することができる。   As described above, the peak value and waveform of the transient current that flows when a DC voltage is temporarily applied to the armature coil of each phase vary depending on the position of the rotor 1A. Temporarily applying a DC voltage and passing a transient current through the armature coil of each phase is performed for each of the three-phase coils, and the peak values of the transient currents flowing through the three-phase coils are measured. By comparing the characteristics of the waveforms of the transient currents flowing in the three-phase coils and comparing the crest values, the rotor magnet field is positioned in any position with respect to the three-phase coils. It can be determined whether there is.

本発明において、回転子の位置を過渡電流の波高値のみから判定するか、または過渡電流の波高値と波形との双方を用いて判定するかは、スイッチパターンの切換位置を定めるために必要な回転子の位置が得られるか否かにより決める。即ち、3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流の波高値を比較するだけで、スイッチパターンの切換位置を定めるために必要な回転子の位置の情報が得られる場合には、過渡電流の波高値のみを用いて回転子の位置を判定する。また3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流の波高値を比較するだけでは、スイッチパターンの切換位置を定めるために必要な回転子の位置の情報が得られない場合には、過渡電流の波高値と波形(波形から抽出した特徴)との双方を用いて回転子の位置を判定する。   In the present invention, whether to determine the position of the rotor only from the peak value of the transient current or whether to determine using both the peak value and waveform of the transient current is necessary to determine the switching position of the switch pattern. It is determined by whether or not the rotor position can be obtained. That is, if the information on the rotor position necessary to determine the switching position of the switch pattern can be obtained simply by comparing the peak values of the transient currents flowing through the three-phase coils, the peak value of the transient current is obtained. The position of the rotor is determined using only If the information on the rotor position necessary for determining the switching position of the switch pattern cannot be obtained only by comparing the peak values of the transient currents flowing through the three-phase coils, the peak value of the transient current is obtained. And the waveform (features extracted from the waveform) are used to determine the position of the rotor.

過渡電流の波形を判定の1条件として回転子の位置を判定する際には、m相の電機子コイルにそれぞれ流れた過渡電流の波形の特徴を抽出して、抽出した特徴を比較する。過渡電流の波形の特徴抽出は、例えば下記のようにして行うことができる。
(a)電機子コイルに直流電圧を印加した後、図8(A)に示すように、一定時間τが経過した時点での電流値iaτ及びibτを測定して比較する。
(b)図8(B)に示したように、過渡電流ia及びibが流れ始めた後、一定の電流値isに達するまでに要した時間ta及びtbを測定して比較する。
(c)図8(C)に示したように、過渡電流iの立上がり時の時間的な変化率から波形を判定する。例えば、ib1/t1とia1/t1とを比較するか、ib2/t2とia2/t2とを比較する。
When determining the position of the rotor using the transient current waveform as one condition for determination, the characteristics of the waveform of the transient current respectively flowing in the m-phase armature coil are extracted, and the extracted characteristics are compared. The feature extraction of the transient current waveform can be performed, for example, as follows.
(A) After applying a DC voltage to the armature coil, as shown in FIG. 8A, current values iaτ and ibτ at the time when a certain time τ has elapsed are measured and compared.
(B) As shown in FIG. 8B, after the transient currents ia and ib begin to flow, the time ta and tb required to reach a constant current value is are measured and compared.
(C) As shown in FIG. 8C, the waveform is determined from the temporal change rate when the transient current i rises. For example, ib1 / t1 is compared with ia1 / t1, or ib2 / t2 is compared with ia2 / t2.

上記のように、ブラシレスモータが停止している時に、スイッチ6を閉じた状態にして、3相のコイルLu,Lv及びLwにつながるインバータ回路のブリッジの上辺のスイッチ素子Qu,Qv及びQwを順次短時間ずつオン状態にする過程を行うことにより、電機子コイルLu,Lv及びLwにそれぞれ過渡電流を流し、3相のコイルLuないしLwにそれぞれ流れた過渡電流の波高値または波高値と波形を比較することにより、回転子1Aの位置を判定することができる。   As described above, when the brushless motor is stopped, the switch 6 is closed, and the switch elements Qu, Qv and Qw on the upper side of the bridge of the inverter circuit connected to the three-phase coils Lu, Lv and Lw are sequentially turned on. By performing a process of turning on the state for a short time, a transient current is caused to flow in each of the armature coils Lu, Lv and Lw, and a peak value or a peak value and a waveform of the transient current respectively flowing in the three-phase coils Lu to Lw are obtained. By comparing, the position of the rotor 1A can be determined.

ブラシレスモータが停止している状態で、回転子1Aが各相の電機子コイルに対して如何なる位置関係にあるかを判定することができれば、その判定結果に基づいて、回転子1Aを所定の方向に回転させるために必要な通電パターンを決定することができるため、決定された通電パターンで電機子コイルに通電するように、インバータ回路のスイッチ素子を制御することにより、回転子を所定の方向に回転させることができる。   If it is possible to determine the positional relationship of the rotor 1A with respect to the armature coils of each phase while the brushless motor is stopped, the rotor 1A is moved in a predetermined direction based on the determination result. Since the energization pattern necessary for rotating the rotor in a predetermined direction can be determined, by controlling the switch element of the inverter circuit so that the armature coil is energized with the determined energization pattern, the rotor is moved in a predetermined direction. Can be rotated.

ブラシレスモータを回転させることができれば、以後は、制御切換手段36により、インバータ回路3の制御を、始動時インバータ制御部25による制御から定常時インバータ制御部29による制御に切り換えて、信号発生装置5が出力するパルス信号から定常時回転子位置判定手段26により判定した回転子の位置の情報に基づいて、定常時通電パターン決定手段27により通電パターンを決定し、定常時通電パターン決定手段27により決定された通電パターンで電機子コイルに通電するようにインバータ回路3のスイッチ素子を制御してブラシレスモータを回転させることができる。   If the brushless motor can be rotated, thereafter, the control switching means 36 switches the control of the inverter circuit 3 from the control by the start-time inverter control unit 25 to the control by the steady-state inverter control unit 29, and the signal generator 5 Is determined by the steady-state energization pattern determining means 27 based on the rotor position information determined by the steady-state rotor position determining means 26 from the pulse signal output by the steady-state rotor pattern determining means 27 and determined by the steady-state energization pattern determining means 27. The brushless motor can be rotated by controlling the switch element of the inverter circuit 3 so that the armature coil is energized with the energized pattern.

ブラシレスモータが始動して、回転子1Aが、図3(A)に示すP1の位置に達したときに、インバータ回路の制御を定常時インバータ制御部29による制御に切り換えて、180°スイッチングにより電機子コイルLuないしLwに電流を流すべくインバータ回路3を制御する場合に、信号発生装置5の出力パルス信号に基づいて決定されるスイッチパターンを信号発生装置5の出力パルス信号の波形と共に図9に示した。図9(A)は信号発生装置5が出力するパルス信号の波形を示したもので、Vf11及びVr11はそれぞれ回転子がP1の位置及びP3の位置にあるときに、パルサ5Bがリラクタ11の回転方向の前端側エッジf11及び後端側エッジr11をそれぞれ検出して発生するパルス信号を示し、Vf12及びVr12はそれぞれ回転子がP5の位置及びP7の位置にあるときに、パルサ5Bがリラクタ12の回転方向の前端側エッジf12及び後端側エッジr12をそれぞれ検出して発生するパルス信号を示している。またVf13及びVr13はそれぞれ回転子がP9の位置及びP11の位置にあるときに、パルサ5Bがリラクタ13の回転方向の前端側エッジf13及び後端側エッジr13をそれぞれ検出して発生するパルス信号を示している。   When the brushless motor starts and the rotor 1A reaches the position P1 shown in FIG. 3 (A), the control of the inverter circuit is switched to the control by the steady-state inverter control unit 29, and the motor is switched by 180 ° switching. When the inverter circuit 3 is controlled so that current flows through the child coils Lu to Lw, the switch pattern determined based on the output pulse signal of the signal generator 5 is shown in FIG. 9 together with the waveform of the output pulse signal of the signal generator 5. Indicated. FIG. 9A shows the waveform of the pulse signal output from the signal generator 5. Vf11 and Vr11 are the rotation of the reluctator 11 when the rotor is at the position P1 and the position P3, respectively. The pulse signals generated by detecting the front end side edge f11 and the rear end side edge r11 in the direction are respectively shown, and Vf12 and Vr12 indicate that the pulser 5B has The pulse signals generated by detecting the front end side edge f12 and the rear end side edge r12 in the rotation direction are shown. Vf13 and Vr13 are pulse signals generated when the pulsar 5B detects the front end side edge f13 and the rear end side edge r13 in the rotation direction of the reluctator 13 when the rotor is at the position of P9 and P11, respectively. Show.

また図9(B)に示した表は、回転子の各位置における通電パターンを得るためにオン状態にするインバータ回路のスイッチ素子の組み合わせ(スイッチパターン)を示したもので、同図において符号U,V及びWが表示された区間はそれぞれ、スイッチ素子Qu,Qv及びQwをオン状態にすることを意味し、符号X,Y及びZが表示された区間はそれぞれ、スイッチ素子Qx,Qy及びQzをオン状態にすることを意味する。例えば、スイッチ素子Qu,Qy及びQzがオン状態にされて、電機子コイルLuに流し込んだ励磁電流を電機子コイルLv及びLwを通して流し出している通電パターンから、回転子がP5の位置に達して、パルス信号Vf12が発生したときには、スイッチパターンを、(Qu,Qy,Qz)から(Qu,Qv,Qz)に切り換えて、電機子コイルLu及びLvにそれぞれ流し込んだ電流を電機子コイルLwを通して流し出す通電パターンに切り換える。また回転子の位置がP7の位置に達したときには、スイッチパターンを(Qu,Qv,Qz)から(Qx,Qv,Qz)に切り換えて、電機子コイルLu及びLvにそれぞれ流し込んだ励磁電流を電機子コイルLwを通して流し出している通電パターンから、電機子コイルLvに流し込んだ励磁電流を電機子コイルLu及びLwを通して流し出す通電パターンに切り換える。   The table shown in FIG. 9B shows combinations (switch patterns) of switch elements of the inverter circuit that are turned on to obtain the energization pattern at each position of the rotor. , V, and W indicate that the switch elements Qu, Qv, and Qw are turned on, respectively, and sections indicated by the symbols X, Y, and Z indicate the switch elements Qx, Qy, and Qz, respectively. Is turned on. For example, when the switching elements Qu, Qy and Qz are turned on, the rotor reaches the position P5 from the energization pattern in which the exciting current flowing into the armature coil Lu flows out through the armature coils Lv and Lw. When the pulse signal Vf12 is generated, the switch pattern is switched from (Qu, Qy, Qz) to (Qu, Qv, Qz), and the currents flowing in the armature coils Lu and Lv are passed through the armature coil Lw. Switch to the energization pattern. When the position of the rotor reaches the position P7, the switch pattern is switched from (Qu, Qv, Qz) to (Qx, Qv, Qz), and the excitation currents flowing into the armature coils Lu and Lv, respectively. The energizing pattern flowing out through the armature coil Lw is switched to the energizing pattern flowing out through the armature coils Lu and Lw from the energizing pattern flowing into the armature coil Lv.

本実施形態では、通電パターンを切り換える位置でパルス信号が発生するようにリラクタとパルサとが設けられているため、制御を切り換えるときの回転子の位置(図9に示した例ではP1の位置)が決まれば、励磁相の決定は容易に行うことができる。   In the present embodiment, since the reluctator and the pulser are provided so that the pulse signal is generated at the position where the energization pattern is switched, the position of the rotor when switching the control (position P1 in the example shown in FIG. 9). If it is determined, the excitation phase can be easily determined.

ブラシレスモータの始動時に負荷が重いために、回転子を僅かしか回転させることができないときには、最初の通電パターンである時間駆動し、その間にパルサがパルス信号を発生しない場合には、駆動を一旦止めて、回転子の位置を判定する処理を再度行い、その判定結果に基づいて新たな通電パターンを決定して、決定した通電パターンで電機子コイルに通電するようにインバータ回路を制御する。回転速度が低すぎて、パルサ5Bが識別し得るパルス信号を発生できない状態にある間この制御を続けることにより、ブラシレスモータを連続的に回転させることができる。   If the rotor can be rotated only slightly because the load is heavy at the start of the brushless motor, it will be driven for the first energization pattern for the duration of the first energization pattern. Then, the process for determining the position of the rotor is performed again, a new energization pattern is determined based on the determination result, and the inverter circuit is controlled so that the armature coil is energized with the determined energization pattern. By continuing this control while the rotation speed is too low to generate a pulse signal that can be identified by the pulser 5B, the brushless motor can be continuously rotated.

特にブラシレスモータによりエンジンを始動する際には、エンジンの圧縮行程で、回転速度を十分に高くすることができず、パルサから識別し得るパルス信号を発生させることができないことが考えられるが、上記の制御を続けると、エンジンの圧縮行程の上死点の手前の位置で負荷がピークを過ぎた時点で回転速度が上昇するので、パルサから識別し得るパルス信号を発生させて、定常時インバータ制御部29による制御に移行させることができ、次の圧縮行程ではモータから十分なトルクを発生させて始動用電動機としての機能を果たすことができる。   In particular, when starting the engine with a brushless motor, it is considered that the rotational speed cannot be sufficiently increased during the compression stroke of the engine, and it is possible that a pulse signal that can be identified from the pulser cannot be generated. If the control continues, the rotational speed increases when the load passes the peak at the position before the top dead center of the compression stroke of the engine, so a pulse signal that can be identified from the pulsar is generated, and the inverter control at normal time The control can be shifted to the control by the unit 29, and in the next compression stroke, a sufficient torque can be generated from the motor to function as a starting motor.

上記のように、本実施形態の制御装置では、ブラシレスモータが停止していて、信号発生装置がパルス信号を発生することができないときに、電機子コイルに流した過渡電流から判定した回転子の位置に基づいて決定した通電パターンで電機子コイルに通電するようにインバータ回路を制御してブラシレスモータを始動させるので、ホール素子等の耐熱性が低いセンサを用いたり、レゾルバ等の高価なセンサを用いたりせずに始動時の通電パターンを決定して、ブラシレスモータを始動させることができる。またブラシレスモータが始動した後、その回転速度が上昇して信号発生装置5が識別し得るレベルのパルス信号を発生するようになった後は、信号発生装置5が出力するパルス信号から得られる回転角度情報を用いて判定した回転子の位置に基づいて通電パターンを決定して電機子コイルに通電することができるため、ブラシレスモータを通常のブラシレスモータと同様に回転させることができる。   As described above, in the control device of the present embodiment, when the brushless motor is stopped and the signal generator cannot generate a pulse signal, the rotor of the rotor determined from the transient current passed through the armature coil is determined. Since the brushless motor is started by controlling the inverter circuit so that the armature coil is energized with the energization pattern determined based on the position, a sensor with low heat resistance such as a hall element or an expensive sensor such as a resolver is used. The brushless motor can be started by determining the energization pattern at the start without using it. In addition, after the brushless motor is started, the rotation speed is increased and a pulse signal having a level that can be identified by the signal generator 5 is generated. Then, the rotation obtained from the pulse signal output from the signal generator 5 is obtained. Since the energization pattern can be determined based on the position of the rotor determined using the angle information and the armature coil can be energized, the brushless motor can be rotated in the same manner as a normal brushless motor.

次に、実際に始動時の通電パターンを決定する方法について説明する。図4において、Δφ1,Δφ2,…はそれぞれ、回転子がP1,P2,P3,…(P8以降は省略)の位置にあるときに図1のスイッチ6をオン状態にして過渡電流を流したときにU相の鉄心に流れる磁束φの変化を示している。また図10の表は、回転子がP1ないしP12のそれぞれの位置にある状態でスイッチ6をオン状態にしてU相ないしW相の電機子コイルにそれぞれ過渡電流を流したときのU相〜W相の鉄心に流れる磁束の変化をまとめて示している。これらU相ないしW相の鉄心を流れる磁束の変化を曲線で示すと図11(A)のようになり、検出される過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwは図11(B)のようになる。図11(B)に示す過渡電流から、最初の通電パターンを決定して、決定した通電パターンで電機子コイルに通電するようにインバータ回路の所定のスイッチ素子に駆動信号を与えることにより、回転子を回転させることができる。   Next, a method for actually determining the energization pattern at the start will be described. In FIG. 4, Δφ1, Δφ2,... Is when the switch 6 in FIG. 1 is turned on and a transient current flows when the rotor is in the position of P1, P2, P3,. Shows the change of the magnetic flux φ flowing in the U-phase iron core. Further, the table of FIG. 10 shows that the U phase to W when the transient is passed through the U-phase to W-phase armature coils with the switch 6 turned on in the state where the rotor is in the respective positions P1 to P12. The change of the magnetic flux which flows into the iron core of a phase is shown collectively. When the change of the magnetic flux flowing through the U-phase or W-phase iron core is shown by a curve, it is as shown in FIG. 11A, and the detected peak values Δiu, Δiv and Δiw of the transient current are as shown in FIG. Become. The initial energization pattern is determined from the transient current shown in FIG. 11 (B), and a drive signal is applied to a predetermined switch element of the inverter circuit so that the armature coil is energized with the determined energization pattern. Can be rotated.

180°スイッチングによりインバータ回路を制御するものとして、回転子がP1ないしP13の位置にあるときに、始動時にオン状態にするインバータ回路のスイッチ素子の組み合わせ(スイッチパターン)を図11(C)に示した。図11(C)に示したスイッチパターンにおいて符号U,V,W,X,Y及びZはそれぞれスイッチ素子Qu,Qv,Qw、Qx,Qy及びQzをオン状態にすることを意味する。例えば、スイッチパターン(U,Y,W)はスイッチ素子Qu,Qy及びQwをオン状態にすることを意味する。   FIG. 11C shows a combination (switch pattern) of switch elements of the inverter circuit that is turned on at the start-up when the rotor is in the position of P1 to P13, for controlling the inverter circuit by 180 ° switching. It was. In the switch pattern shown in FIG. 11C, symbols U, V, W, X, Y, and Z mean that the switch elements Qu, Qv, Qw, Qx, Qy, and Qz are turned on, respectively. For example, the switch pattern (U, Y, W) means that the switch elements Qu, Qy, and Qw are turned on.

回転子の位置によっては、図11(B)に示した過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwの大きさの順序により、始動時のスイッチパターンが一義的に決まるが、位置によっては、過渡電流の大きさの順序だけでは、スイッチパターンを決定できないことがある。例えばP1,P5及びP9のそれぞれの位置における過渡電流の波高値Δiu,Δiv,Δiwの大きさの順序は、それぞれP7,P11及びP3の位置における過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwの大きさの順序と同じであるので、これらの位置では、過渡電流の波高値の大きさの順序を見るだけでは、始動時のインバータ回路のスイッチパターンを決定することができない。   Depending on the position of the rotor, the switch pattern at the start is uniquely determined by the order of the peak values Δiu, Δiv, and Δiw of the transient current shown in FIG. 11B, but depending on the position, the transient current In some cases, the switch pattern cannot be determined only by the order of the sizes. For example, the order of the magnitudes of the transient current peak values Δiu, Δiv, Δiw at the respective positions P1, P5 and P9 is the magnitude of the transient current peak values Δiu, Δiv and Δiw at the positions P7, P11 and P3, respectively. Therefore, at these positions, it is impossible to determine the switch pattern of the inverter circuit at the start only by looking at the order of the peak values of the transient currents.

そこで、過渡電流ΔiuないしΔiwの波形を見ると、例えば、P1の位置での過渡電流ΔiuないしΔiwの波形はそれぞれ図12の(A)ないし(C)に示すようになるが、P7の位置での過渡電流ΔiuないしΔiwの波形はそれぞれ図13(A)ないし(C)に示すようになり、U相の過渡電流Δiuの波形がP1の位置とP7の位置とでは異なる。P1の位置では、飽和したU相の鉄心を減磁する方向に過渡電流が流れることにより磁束変化Δφ1が生じるため、過渡電流の波形は、三角波形よりも凸形の波形(立ち上がりが二次曲線的に湾曲した波形)を呈し、U相の電機子コイルを通して流れる過渡電流が最も大きくなる。従って最も大きい過渡電流がU相の過渡電流である場合に、その波形が三角波形よりも凸形である否かを判定して、凸形である場合に、回転子の位置がP1であると判定することができる。   Therefore, looking at the waveforms of the transient currents Δiu to Δiw, for example, the waveforms of the transient currents Δiu to Δiw at the position of P1 are as shown in FIGS. 12A to 12C, respectively. The waveforms of the transient currents Δiu to Δiw are as shown in FIGS. 13A to 13C, respectively, and the waveform of the U-phase transient current Δiu differs between the position P1 and the position P7. At P1, the flux change Δφ1 occurs due to the transient current flowing in the direction of demagnetizing the saturated U-phase core. Therefore, the transient current waveform is more convex than the triangular waveform. The transient current flowing through the U-phase armature coil is the largest. Accordingly, when the largest transient current is a U-phase transient current, it is determined whether or not the waveform is more convex than the triangular waveform. If the waveform is convex, the rotor position is P1. Can be determined.

過渡電流の波形が凸形である場合には、図14(A)に示すように、波形の前半の電流増加率Δi1/Δtに比べて、後半の電流増加率Δi2/Δtが小さくなるが、三角波形である場合には、図14(B)に示すように、波形の前半の電流増加率Δi1/Δtと後半の電流増加率Δi2/Δtとの差が小さくなる。従って、過渡電流の時間幅を2Δtとして、過渡電流波形の前半の時間的変化率Δi1/Δtと後半の時間的変化率Δi2/Δtとを求めて、前半の変化率Δi1/Δtと後半の変化率Δi2/Δtとの差が設定値以上であるか否かを判定することにより、過渡電流の波形が凸形であるか三角波形であるかを判定することができ、この判定結果から位置がP1の位置かP7の位置かを判定することができる。   When the waveform of the transient current is convex, as shown in FIG. 14A, the current increase rate Δi2 / Δt in the latter half is smaller than the current increase rate Δi1 / Δt in the first half of the waveform. In the case of a triangular waveform, as shown in FIG. 14B, the difference between the current increase rate Δi 1 / Δt in the first half of the waveform and the current increase rate Δi 2 / Δt in the second half becomes small. Accordingly, assuming that the time width of the transient current is 2Δt, the temporal change rate Δi1 / Δt in the first half of the transient current waveform and the temporal change rate Δi2 / Δt in the second half are obtained, and the change rate Δi1 / Δt in the first half and the change in the second half are obtained. By determining whether or not the difference from the rate Δi 2 / Δt is greater than or equal to the set value, it is possible to determine whether the waveform of the transient current is a convex shape or a triangular waveform. Whether the position is P1 or P7 can be determined.

過渡電流通電過程を行った結果得られた過渡電流の波高値の大きさの順序と、最大の過渡電流の波形とから、ブラシレスモータを始動する際の通電パターンを決定する始動時通電パターン決定手段23を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を図15に示した。   Starting energization pattern determining means for determining an energization pattern for starting a brushless motor from the order of the peak values of the transient current obtained as a result of the transient current energizing process and the waveform of the maximum transient current FIG. 15 shows an example of a program algorithm executed by the microprocessor in order to configure the program 23.

図15に示したアルゴリズムによる場合には、回転子の各位置におれる始動時の通電パターンを、オン状態にするインバータ回路のスイッチ素子の組み合わせ(スイッチパターン)の形で決定する。始動時の通電パターンを判別する過程が開始された時に先ずステップS1でΔiu,Δiv及びΔiwの中の最大のものΔimaxを見つける。その結果、ステップS2に示すように、ΔimaxがΔiuであるとされたときには、次いでΔivとΔiwとを比較し、ステップS3に示すようにΔiv>Δiwであるときには、ステップS4に移行して、Δiuの波形が凸形であるか否かを判定する。その結果Δiuの波形が凸形でないと判定されたときにはステップS5で始動時のスイッチパターンをUVZとし、Δiuの波形が凸形であると判定されたときにはステップS6で始動時のスイッチパターンをXYWとする。   In the case of the algorithm shown in FIG. 15, the starting energization pattern at each position of the rotor is determined in the form of a combination (switch pattern) of switch elements of the inverter circuit to be turned on. When the process of determining the energization pattern at the start is started, first, the maximum Δimax among Δiu, Δiv and Δiw is found in step S1. As a result, when Δimax is determined to be Δiu as shown in step S2, Δiv is compared with Δiw, and when Δiv> Δiw as shown in step S3, the process proceeds to step S4, and Δiu It is determined whether or not the waveform is convex. As a result, when it is determined that the waveform of Δiu is not convex, the switch pattern at the start is set to UVZ in step S5, and when it is determined that the waveform of Δiu is convex, the switch pattern at the start is set to XYW in step S6. To do.

またステップS3でΔivとΔiwとを比較した結果、ステップS7に示すように、Δiv<Δiwであるときには、ステップS8に進んでΔiuの波形が凸形であるか否かを判定する。その結果Δiuの波形が凸形でないと判定されたときにはステップS9で始動時のスイッチパターンをXVZとし、Δiuの波形が凸形であると判定されたときにはステップS10で始動時のスイッチパターンをUYWとする。   Further, as a result of comparing Δiv and Δiw in step S3, as shown in step S7, when Δiv <Δiw, the process proceeds to step S8 to determine whether or not the waveform of Δiu is convex. As a result, when it is determined that the waveform of Δiu is not convex, the switch pattern at the start is XVZ in step S9, and when it is determined that the waveform of Δiu is convex, the switch pattern at the start is UYW in step S10. To do.

ステップS11に示すように、ステップS1で見出された最大の過渡電流の波高値がΔivであると判定されたときには、次いでΔiwとΔiuとを比較し、ステップS12に示すようにΔiw>Δiuであるときには、ステップS13に移行して、Δivの波形が凸形であるか否かを判定する。その結果Δivの波形が凸形でないと判定されたときにはステップS14でスイッチパターンをXVWとし、Δivの波形が凸形であると判定されたときにはステップS15でスイッチパターンをUYZとする。   As shown in step S11, when it is determined that the peak value of the maximum transient current found in step S1 is Δiv, Δiw and Δiu are then compared, and Δiw> Δiu as shown in step S12. If there is, the process proceeds to step S13 to determine whether or not the waveform of Δiv is convex. As a result, when it is determined that the waveform of Δiv is not convex, the switch pattern is set to XVW in step S14, and when it is determined that the waveform of Δiv is convex, the switch pattern is set to UYZ in step S15.

またΔiwとΔiuとを比較した結果、ステップS16に示すように、Δiw<Δiuであるときには、ステップS17に進んでΔivの波形が凸形であるか否かを判定する。その結果Δivの波形が凸形でないと判定されたときにはステップS18でスイッチパターンをXYWとし、Δivの波形が凸形であると判定されたときにはステップS19でスイッチパターンをUVZとする。   Further, as a result of comparing Δiw and Δiu, as shown in step S16, when Δiw <Δiu, the process proceeds to step S17 to determine whether or not the waveform of Δiv is convex. As a result, when it is determined that the waveform of Δiv is not convex, the switch pattern is set to XYW at step S18, and when it is determined that the waveform of Δiv is convex, the switch pattern is set to UVZ at step S19.

ステップS20に示すように、ステップS1で見出された最大の過渡電流の波高値がΔiwであると判定されたときには、次いでΔiuとΔivとを比較し、ステップS21に示すようにΔiu>Δivであるときには、ステップS22に移行して、Δiwの波形が凸形であるか否かを判定する。その結果Δiwの波形が凸形でないと判定されたときにはステップS23でスイッチパターンをUYWとし、Δiwの波形が凸形であると判定されたときにはステップS24でスイッチパターンをXVZとする。   As shown in step S20, when it is determined that the peak value of the maximum transient current found in step S1 is Δiw, Δiu and Δiv are then compared, and Δiu> Δiv as shown in step S21. If there is, the process proceeds to step S22 to determine whether or not the waveform of Δiw is convex. As a result, when it is determined that the waveform of Δiw is not convex, the switch pattern is set to UYW in step S23, and when it is determined that the waveform of Δiw is convex, the switch pattern is set to XVZ in step S24.

またΔiuとΔivとを比較した結果、ステップS25に示すように、Δiu<Δivであるときには、ステップS26に進んでΔiwの波形が凸形であるか否かを判定する。その結果Δiwの波形が凸形でないと判定されたときにはステップS27でスイッチパターンをUYZとし、Δiwの波形が凸形であると判定されたときにはステップS28でスイッチパターンをXVWとする。   As a result of comparing Δiu and Δiv, as shown in step S25, when Δiu <Δiv, the process proceeds to step S26 to determine whether the waveform of Δiw is convex. As a result, when it is determined that the waveform of Δiw is not convex, the switch pattern is set to UYZ in step S27, and when the waveform of Δiw is determined to be convex, the switch pattern is set to XVW in step S28.

また上記のように過渡電流の波形が凸型であるか否かを見る代りに、図11に示すように、特定の位置P1,P5及びP9では、すべての相の電機子コイルを流れる過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwが或判定値Δisよりも大きい値を示すことを利用して、回転子の位置を判別するようにすることもできる。このように、特定の位置ではすべての相の電機子コイルを流れる過渡電流の波高値が判定値Δisよりも大きくなるが、他の位置ではそのようにはならない関係を利用して位置を判定する場合に、始動時通電パターン決定手段23を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートを図16に示した。図16に示したフローチャートは、ステップS4′,S8′,S13′,S17′,S22′及びS26′において、すべての相の過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwが判定値Δisよりも大きいか否かを判定する点を除き、図15に示したフローチャートと同様であるので、その詳細な説明は省略する。   Instead of checking whether or not the waveform of the transient current is convex as described above, as shown in FIG. 11, the transient currents flowing through the armature coils of all phases at specific positions P1, P5 and P9 as shown in FIG. It is also possible to determine the position of the rotor by using the fact that the peak values Δiu, Δiv, and Δiw of each indicate a value larger than a certain determination value Δis. As described above, the peak value of the transient current flowing through the armature coils of all phases at a specific position becomes larger than the determination value Δis, but the position is determined by using a relationship that does not occur at other positions. FIG. 16 is a flowchart showing an algorithm of a program executed by the microprocessor in order to configure the start-time energization pattern determining means 23 in this case. In the flowchart shown in FIG. 16, in steps S4 ′, S8 ′, S13 ′, S17 ′, S22 ′ and S26 ′, the peak values Δiu, Δiv and Δiw of the transient currents of all phases are larger than the determination value Δis. Since it is the same as the flowchart shown in FIG. 15 except that it is determined whether or not, detailed description thereof will be omitted.

制御切換手段36は、ブラシレスモータ1の始動時には始動時インバータ制御部25によりインバータ回路3を制御し、信号発生装置5がしきい値以上のレベルを有するパルス信号を発生する状態になった後は、定常時インバータ制御部29によりインバータ回路3を制御するように制御を切り換える。従って、ブラシレスモータが始動した後は、信号発生装置5が発生するパルスにより判定された回転子の位置に基づいて通電パターンが切り換えられて電機子コイルへの通電が行われる。   When the brushless motor 1 is started, the control switching means 36 controls the inverter circuit 3 by the start-time inverter control unit 25, and after the signal generating device 5 is in a state of generating a pulse signal having a level equal to or higher than a threshold value. Then, the control is switched so that the inverter circuit 3 is controlled by the inverter control unit 29 in the steady state. Therefore, after the brushless motor is started, the energization pattern is switched based on the position of the rotor determined by the pulse generated by the signal generator 5, and the armature coil is energized.

本発明においては、後記する電流制限時の制御おいて、180°スイッチングによりインバータ回路のスイッチング制御を行なわせる必要があるため、上記の実施形態では、始動時及び定常運転時にも180°スイッチングによりインバータ回路のスイッチング制御を行なわせている。しかし、本発明に係わる制御方法及び制御装置において、始動時及び定常運転時には、120°スイッチングによりインバータ回路3を制御することができる。   In the present invention, since it is necessary to perform switching control of the inverter circuit by 180 ° switching in the current limiting control described later, in the above embodiment, the inverter is also switched by 180 ° switching at the time of starting and steady operation. The switching control of the circuit is performed. However, in the control method and the control apparatus according to the present invention, the inverter circuit 3 can be controlled by 120 ° switching at the time of starting and during steady operation.

回転子がP1ないしP12のそれぞれの位置にある状態でU相ないしW相の電機子コイルにそれぞれ過渡電流を流したときのU相〜W相の鉄心に流れる磁束Δφと、検出される過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwと、120°スイッチングによりインバータ回路3を制御する場合のスイッチパターンの変化とを図17に示した。   Magnetic flux Δφ flowing in the U-phase to W-phase iron core when a transient current is passed through the U-phase or W-phase armature coil while the rotor is in the respective positions P1 to P12, and the detected transient current FIG. 17 shows the crest values Δiu, Δiv and Δiw of FIG. 16 and the change in the switch pattern when the inverter circuit 3 is controlled by 120 ° switching.

120°スイッチングによりインバータ回路を制御する場合には、過渡電流通電過程で3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwの内で、中間値を示す過渡電流の波高値が判定値ΔIsを通過する位置で、該中間値を示す過渡電流の波高値が判定値Is以下になるか以上になるかによって、初期スイッチパターンを切り換える。例えば、Δiu,Δiv及びΔiwの内で中間値を示すΔiuが判定値ΔIs以下になる位置P2でスイッチパターンを(U,Y)に切り換え、Δiu,Δiv及びΔiwの内で中間値を示すΔivが判定値Is以上になる位置P4でスイッチパターンを(U,Z)に切り換えている。またΔiu,Δiv及びΔiwの内で中間値を示すΔivが判定値ΔIs以下になる位置P6でスイッチパターンを(V,Z)に切り換えている。   When the inverter circuit is controlled by 120 ° switching, the peak value of the transient current indicating an intermediate value among the peak values Δiu, Δiv, and Δiw of the transient currents respectively flowing in the three-phase coils during the transient current application process is The initial switch pattern is switched depending on whether the peak value of the transient current indicating the intermediate value is equal to or lower than the determination value Is at a position where the determination value ΔIs passes. For example, the switch pattern is switched to (U, Y) at position P2 where Δiu indicating an intermediate value among Δiu, Δiv, and Δiw is equal to or less than the determination value ΔIs, and Δiv indicating the intermediate value among Δiu, Δiv, and Δiw is The switch pattern is switched to (U, Z) at a position P4 where the determination value Is is greater than or equal to. Further, the switch pattern is switched to (V, Z) at a position P6 where Δiv indicating an intermediate value among Δiu, Δiv, and Δiw is equal to or less than the determination value ΔIs.

上記の実施形態では、図2に示した定常時回転子位置判定手段26が、リラクタのエッジを検出してパルス信号を発生する信号発生装置5の出力に基づいて、モータが起動した後の回転子の位置を判定するようにしているが、特許文献3に示された方法と同様に、電機子コイルの逆誘起電圧の変化から起動後の回転子の位置を判定するようにすることもできる。   In the embodiment described above, the rotation after the motor is started based on the output of the signal generator 5 in which the steady-state rotor position determination means 26 shown in FIG. Although the position of the child is determined, it is also possible to determine the position of the rotor after startup from the change in the reverse induced voltage of the armature coil, as in the method disclosed in Patent Document 3. .

次に、モータがロックに近い状態になったときの制御について説明する。
本発明においては、モータがロックに近い状態になって、電機子電流が設定された上限値に達したときに、直流電源2から電機子コイルLuないしLwへの電流の供給を停止した状態にして3相のコイルLuないしLwのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で、電機子コイルを通して循環電流を流す駆動停止過程と、直流電源から電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせる電流制限制御を行う。
Next, the control when the motor is in a state close to the lock will be described.
In the present invention, the supply of current from the DC power source 2 to the armature coils Lu to Lw is stopped when the motor is close to the lock and the armature current reaches the set upper limit value. Current flows in the same direction with respect to the neutral point through the two-phase coils of the three-phase coils Lu to Lw, and the sum of the currents flowing through the two-phase coils flows through the other one-phase coil. Current limiting control is performed to alternately perform a driving stop process in which circulating current flows through the armature coil and a driving process in which current is supplied from the direct current power source to the armature coil.

電流制限制御の駆動停止過程では、中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相とし、判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として、該第1及び第2の減衰割合の差から回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定過程と、次に行われる駆動過程で直流電源2から3相のコイルLuないしLwのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンで直流電源から電機子コイルに電機子電流を流すものとして、電流制限時回転子位置判定過程で判定された回転子の位置に基づいて、次の駆動過程でモータから出力トルクを発生させ続けるために、直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンと、その通電パターンでの通電を開始する位置(通電パターンの切換位置)とを決定する電流制限時通電パターン決定過程とを行う。電流制限制御の駆動過程では、電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンで直流電源から3相のコイルへの電流の供給を開始する。   In the drive stop process of the current limit control, the two phases of the armature coil in which the current flows in the same direction with respect to the neutral point is set as the determination target phase, and the current flowing through one and the other of the two phases of the determination target phase Current-limiting rotor position determination process for determining the position of the rotor from the difference between the first and second attenuation ratios, and the next driving process performed. The current in the same direction flows from the DC power source 2 to the two-phase coils of the three-phase coils Lu to Lw with respect to the neutral point, and the sum of the currents flowing through the two-phase coils to the other one-phase coil. Based on the rotor position determined in the current limit rotor position determination process, output from the motor in the next drive process, assuming that an armature current flows from the DC power supply to the armature coil in the energization pattern of In order to continue generating torque, Energizing pattern when supplying a current to the three-phase coil, performs a current limiting during energization pattern determination process of determining the start position of current in the energization pattern (switch position of the energization pattern). In the drive process of the current limit control, the supply of current from the DC power supply to the three-phase coil is started with the energization pattern determined in the current limit energization pattern determination process.

電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンの正規の通電開始位置と、駆動過程が開始される位置とは必ずしも一致するとは限らない。電流制限制御の駆動過程を行なうに際して、該駆動過程が開始される位置(回転子の位置)が、電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンでの正規の通電開始位置よりも遅れた位置である場合には、駆動過程が開始されると同時に、電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンでの通電を途中から開始させ、駆動過程が行なわれている間、その通電パターンでの通電を行なわせる。また駆動過程が開始される位置が、電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンでの正規の通電開始位置よりも進んでいる場合には、駆動開始過程が開始された後、電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンでの正規の通電開始位置が検出されたときに直流電源から3相のコイルへの通電を開始させ、駆動過程が行なわれている間、その通電パターンでの通電を行なわせる。   The normal energization start position of the energization pattern determined in the current limit energization pattern determination process and the position where the driving process is started do not always coincide with each other. When performing the current limiting control driving process, the position where the driving process is started (rotor position) is delayed from the normal energization starting position in the energization pattern determined in the current limiting energization pattern determination process. In the case of the position, at the same time as the driving process is started, energization with the energization pattern determined in the current limiting energization pattern determination process is started halfway, and while the driving process is being performed, the energization pattern is Energize at. In addition, when the position where the driving process is started is ahead of the normal energization start position in the energization pattern determined in the current limiting energization pattern determination process, the current limiting is performed after the drive start process is started. When a normal energization start position is detected in the energization pattern determined in the current energization pattern determination process, energization from the DC power source to the three-phase coil is started, and the energization pattern is performed during the drive process. Energize at.

本実施形態では、回転子の位置を識別するため、図3(A)のように、U相のコイルLuが巻かれた歯部の中心が回転子のN極の中心に対向した状態になる位置を基準位置P1(0°の位置)とし、基準位置P1から回転子が反時計方向に30°ずつ回転する毎に現れる位置にそれぞれP2,P3,…の符号を付けている。回転子がP1,P2,…の位置にあるときにU相の鉄心に流れる磁束は図4に示した通りである。図4に示されているように、U相のコイルが巻かれた鉄心を流れる磁束は、回転子がP2の位置及びP12の位置にあるときに同じになり、回転子がP3の位置及びP11の位置にあるときにも同じになる。U相のコイルが巻かれた鉄心を流れる磁束はまた、回転子がP5の位置及びP9の位置にある時に同じになり、回転子がP6の位置及びP8の位置にあるときに同じになる。   In this embodiment, in order to identify the position of the rotor, the center of the tooth portion around which the U-phase coil Lu is wound faces the center of the N pole of the rotor as shown in FIG. The position is defined as a reference position P1 (0 ° position), and P2, P3,... Are added to the positions that appear each time the rotor rotates 30 ° counterclockwise from the reference position P1. The magnetic flux flowing through the U-phase iron core when the rotor is at the positions P1, P2,... Is as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the magnetic flux flowing through the iron core on which the U-phase coil is wound is the same when the rotor is at the positions P2 and P12, and the rotor is at the positions P3 and P11. It is the same when it is in the position. The magnetic flux flowing through the iron core on which the U-phase coil is wound is also the same when the rotor is at the positions P5 and P9, and is the same when the rotor is at the positions P6 and P8.

今、図19(A)に示したように、回転子が基準位置P1から120°回転したP5の位置、基準位置から150°回転した位置P6の位置、及び基準位置P1から180°回転したP7の位置にある場合を考える。回転子がP5の位置に達したときに、インバータ回路3のスイッチパターンが、上アームの2つのスイッチ素子Qu及びQvと、下アームのスイッチ素子Qzとをオン状態にするスイッチパターンに切り換えられて、スイッチ素子Qu及びQvと、スイッチ素子Qzとをオン状態にするようにインバータ回路が制御され、3相のコイルLu,Lv及びLwにそれぞれ図18及び図19(A)の左端の図に示されているような通電パターンで直流電源から3相のコイルLu,Lv及びLwに電流iu,iv及びiwが供給される。回転子のP6の位置では、上記のスイッチパターンでのインバータ回路の制御が継続され、図19(A)の中央の図に示されているような通電パターンで3相のコイルに電流が供給されている。回転子がP7の位置に達したときに、インバータ回路3のスイッチパターンが、上アームのスイッチ素子Qvと、下アームのスイッチQu及びQwとをオン状態にするスイッチパターンに切り換えられて、図19(A)の右端の図に示したような通電パターンで3相のコイルLu,Lv及びLwにそれぞれ電流iu,iv及びiwが供給される。   As shown in FIG. 19A, the position of the rotor P5 rotated 120 ° from the reference position P1, the position P6 rotated 150 ° from the reference position, and the position P7 rotated 180 ° from the reference position P1. Consider the case where When the rotor reaches the position P5, the switch pattern of the inverter circuit 3 is switched to a switch pattern that turns on the two switch elements Qu and Qv of the upper arm and the switch element Qz of the lower arm. The inverter circuits are controlled so that the switch elements Qu and Qv and the switch element Qz are turned on, and the three-phase coils Lu, Lv, and Lw are respectively shown in the leftmost diagrams of FIGS. 18 and 19A. The currents iu, iv, and iw are supplied from the DC power source to the three-phase coils Lu, Lv, and Lw in the energization pattern as described above. At the position P6 of the rotor, the control of the inverter circuit with the above switch pattern is continued, and current is supplied to the three-phase coil in the energization pattern as shown in the center diagram of FIG. ing. When the rotor reaches the position P7, the switch pattern of the inverter circuit 3 is switched to the switch pattern that turns on the switch element Qv of the upper arm and the switches Qu and Qw of the lower arm. Currents iu, iv and iw are supplied to the three-phase coils Lu, Lv and Lw, respectively, in the energization pattern as shown in the rightmost diagram of FIG.

図19(B)の表は、回転子が120°、150°及び180°の位置にある時に各相の鉄心に流れる磁束を、各相の鉄心に流れる磁束と同じ磁束がU相のコイルが巻かれた鉄心に流れる時の回転子の位置で示している。即ち、回転子が120°、150°及び180°の位置にある時にU相のコイルが巻かれた鉄心に流れる磁束は、図4に示した通りであり、回転子が120°、150°及び180°の位置にある時にV相のコイルが巻かれた鉄心に流れる磁束はそれぞれ、回転子がP1,P2及びP3の位置にあるときにU相のコイルが巻かれた鉄心に流れる磁束と同じである。また回転子が120°、150°及び180°の位置にある時にW相のコイルが巻かれた鉄心に流れる磁束はそれぞれ、回転子がP9,P10及びP11の位置にあるときにU相のコイルが巻かれた鉄心に流れる磁束と同じである。   The table in FIG. 19B shows that the magnetic flux that flows through the iron core of each phase when the rotor is at 120 °, 150 °, and 180 ° is the same as the magnetic flux that flows through the iron core of each phase. It shows the position of the rotor when it flows through the wound iron core. That is, the magnetic flux flowing through the iron core around which the U-phase coil is wound when the rotor is at 120 °, 150 ° and 180 ° positions is as shown in FIG. The magnetic flux that flows through the iron core wound with the V-phase coil when it is at 180 ° is the same as the magnetic flux that flows through the iron core wound with the U-phase coil when the rotor is at the positions P1, P2, and P3. It is. The magnetic flux flowing through the iron core wound with the W-phase coil when the rotor is at 120 °, 150 °, and 180 ° is the U-phase coil when the rotor is at the P9, P10, and P11 positions, respectively. It is the same as the magnetic flux flowing through the iron core wound with.

今、インバータ回路3の上アームのスイッチ素子Qu及びQvと、下アームのスイッチ素子Qzとがオン状態になっている状態で、負荷が重く、モータがロックに近い状態にあるとする。このとき回転子が殆ど回転せず、電機子コイルに誘起電圧が発生しないため、電流iu,iv及びiwは非常に大きな値を示し、2相の電流iu及びivの和の電流iwが上限値ILに達する。本発明においては、このように電機子電流が設定された上限値に達したときに電流制限制御を行う。   Assume that the upper arm switch elements Qu and Qv of the inverter circuit 3 and the lower arm switch element Qz are in an ON state, the load is heavy, and the motor is in a state close to locking. At this time, since the rotor hardly rotates and no induced voltage is generated in the armature coil, the currents iu, iv and iw have very large values, and the current iw which is the sum of the two-phase currents iu and iv is the upper limit value. IL is reached. In the present invention, current limit control is performed when the armature current reaches the set upper limit value.

この電流制限制御では、3相のコイルを流れる電流iu,iv及びiwのうちの最も大きい電流iwが上限値に達したときに、例えば、オン状態にある下アームのスイッチ素子Qzをオフ状態にして、直流電源1から3相のコイルLuないしLwへの電流の供給を停止すると共に、コイルLu−コイルLw−ダイオードDw−スイッチ素子Qu−コイルLuの回路と、コイルLv−コイルLw−ダイオードDw−スイッチ素子Qv−コイルLvの回路とからなる循環電流通電回路を構成して、電流iu,iv及びiwを帰還ダイオードDwを通して循環電流として電機子コイルに流す。これらの循環電流は、回路の内部抵抗により時間の経過に伴って減衰していく。スイッチ素子Qzがオフ状態になった後、一定時間Tが経過したときに駆動過程を開始させて、スイッチ素子Qzを再びオン状態にし、直流電源から3相のコイルに出力トルクを発生させるために必要な所定の通電パターンで電流の供給を再開させる。これにより電流iu,iv及びiwは増加していく。これにより電流iwが再び上限値に達した場合には、オン状態にある下アームのスイッチ素子Qzをオフ状態にして、直流電源1から3相のコイルLuないしLwへの電流の供給を停止すると共に、循環電流iu,iv及びiwを流す。これらの動作を繰り返すことにより、電機子電流を上限値以下に制限するとともに、モータの出力トルクを発生させ続ける。上記一定時間Tは、信号発生装置5が認識し得るレベルのパルス信号を発生することができるようになる回転速度(例えば60rpm)における通電パターンの切換間隔[例えば(1/36)sec]に比べて十分に短く(例えば100μsec程度)設定しておく。   In this current limit control, when the largest current iw among the currents iu, iv and iw flowing through the three-phase coils reaches the upper limit value, for example, the switch element Qz of the lower arm that is in the on state is turned off. Then, the supply of current from the DC power source 1 to the three-phase coils Lu to Lw is stopped, and the coil Lu-coil Lw-diode Dw-switching element Qu-coil Lu circuit, coil Lv-coil Lw-diode Dw A circulating current energizing circuit composed of a switch element Qv and a coil Lv circuit is configured, and the currents iu, iv and iw are passed through the feedback diode Dw as a circulating current to the armature coil. These circulating currents decay with time due to the internal resistance of the circuit. In order to start the driving process when a certain time T has elapsed after the switch element Qz is turned off, to turn the switch element Qz on again, and to generate output torque from the DC power supply to the three-phase coil. The supply of current is resumed with a required predetermined energization pattern. As a result, the currents iu, iv and iw increase. Accordingly, when the current iw reaches the upper limit again, the switch element Qz of the lower arm that is in the on state is turned off, and the supply of current from the DC power source 1 to the three-phase coils Lu to Lw is stopped. At the same time, circulating currents iu, iv and iw are supplied. By repeating these operations, the armature current is limited to the upper limit value or less and the motor output torque is continuously generated. The predetermined time T is compared with the switching interval [for example (1/36) sec] of the energization pattern at a rotational speed (for example 60 rpm) at which the signal generator 5 can generate a pulse signal at a level that can be recognized. And sufficiently short (for example, about 100 μsec).

電流制限制御が行われているときに3相のコイルLuないしLwをそれぞれ流れる電流iu,iv及びiwの時間的な変化の一例を図20に示した。電流制限制御において、駆動過程で直流電源から3相のコイルに電流を供給する際に、モータから十分な出力トルクを発生させるためには、駆動過程において直流電源2から3相のコイルLuないしLwに電流を流す際の通電パターンと、その通電パターンでの通電を開始する位置(3相のコイルに対する回転子の位置)とを、3相のコイルに対する回転子の位置に応じて的確に決定する必要がある。しかし、本実施形態のように、回転子の位置を検出する位置センサとして、ホール素子に代えて磁束変化検出形の信号発生装置5を用いる場合、電流制限制御が行われるとき(回転子の回転速度が極めて低いとき)に信号発生装置5から認識し得るレベルのパルスを得ることができないため、信号発生装置5の出力パルスから回転子の位置を判定して電機子コイルへの通電パターンを決定することはできない。   FIG. 20 shows an example of temporal changes in the currents iu, iv and iw flowing through the three-phase coils Lu to Lw when the current limiting control is performed. In the current limiting control, when a current is supplied from the DC power source to the three-phase coil in the driving process, in order to generate a sufficient output torque from the motor, the three-phase coils Lu to Lw from the DC power source 2 in the driving process. The energization pattern when the current is passed through and the position at which energization is started in the energization pattern (the position of the rotor with respect to the three-phase coil) are accurately determined according to the position of the rotor with respect to the three-phase coil. There is a need. However, when the magnetic flux change detection type signal generator 5 is used in place of the Hall element as a position sensor for detecting the position of the rotor as in the present embodiment, when current limit control is performed (rotation of the rotor) Since a pulse of a level that can be recognized from the signal generator 5 cannot be obtained when the speed is extremely low), the position of the rotor is determined from the output pulse of the signal generator 5 and the energization pattern to the armature coil is determined. I can't do it.

そこで、本発明においては、電流制限制御の駆動停止過程では、中性点に対して同方向に循環電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相(上記の例ではU相及びV相)として、判定対象相の2相の一方及び他方を流れている減衰電流(iu及びiv)の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として求め、これら第1及び第2の減衰割合の差から回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定過程を行う。   Therefore, in the present invention, in the driving stop process of the current limiting control, the two phases of the armature coil in which the circulating current flows in the same direction with respect to the neutral point are determined as the determination target phases (in the above example, the U phase and the V phase). Phase), the attenuation ratios of the attenuation currents (iu and iv) flowing in one and the other of the two phases to be determined are obtained as first and second attenuation ratios, respectively, and these first and second attenuation ratios are obtained. The current limit rotor position determination process for determining the rotor position from the difference is performed.

上記の例において、電流制限制御が開始された際のU相及びV相の電流をそれぞれIu及びIv、コイルLu及びLvの抵抗をr、U相及びV相のコイルLu及びLvのインダクタンスをそれぞれLu及びLv、電流制限制御が開始されてからの経過時間をtとすると、判定対象相であるU相とV相とをそれぞれ流れる電流はiu及びivは下記の式により与えられる。
iu=Iu・exp{−(r/Lu)・t} …(4)
iv=Iv・exp{−(r/Lv)・t} …(5)
上記の減衰電流iu及びivについて、t=0の時の電流値iu(0)及びiv(0)と、t=Δtの時の電流値iu(Δt)及びiv(Δt)とを求めると、
iu(0)=Iu …(6)
iu(Δt)=Iu・exp{−(r/Lu)・Δt} …(7)
iv(0)=Iv …(8)
iv(Δt)=Iv・exp{−(r/Lv)・Δt} …(9)
ここで、電流iu(Δt)とiu(0)との比iu(Δt)/iu(0)及びiv(Δt)とiv(0)との比iv(Δt)/iv(0)をとると、
iu(Δt)/iu(0)=exp{−(r/Lu)・Δt} …(10)
iv(Δt)/iv(0)=exp{−(r/Lv)・Δt} …(11)
ここで、exp{−(r/Lu)・Δt}及びexp{−(r/Lv)・Δt}を電流iu及びivの減衰割合と呼ぶことにし、exp{−(r/Lu)・Δt}及びexp{−(r/Lv)・Δt}をそれぞれ第1の減衰割合及び第2の減衰割合とする。
In the above example, the U-phase and V-phase currents when the current limiting control is started are respectively Iu and Iv, the resistances of the coils Lu and Lv are r, and the inductances of the U-phase and V-phase coils Lu and Lv are respectively Assuming that Lu and Lv and the elapsed time from the start of the current limiting control are t, the currents iu and iv flowing in the U-phase and V-phase, which are the determination target phases, are given by the following equations.
iu = Iu.exp {-(r / Lu) .t} (4)
iv = Iv.exp {-(r / Lv) .t} (5)
When the current values iu (0) and iv (0) when t = 0 and the current values iu (Δt) and iv (Δt) when t = Δt are obtained for the above-described attenuation currents iu and iv,
iu (0) = Iu (6)
iu (Δt) = Iu · exp {− (r / Lu) · Δt} (7)
iv (0) = Iv (8)
iv (Δt) = Iv · exp {− (r / Lv) · Δt} (9)
Here, when the ratio iu (Δt) / iu (0) between the current iu (Δt) and iu (0) and the ratio iv (Δt) / iv (0) between iv (Δt) and iv (0) are taken, ,
iu (Δt) / iu (0) = exp {− (r / Lu) · Δt} (10)
iv (Δt) / iv (0) = exp {− (r / Lv) · Δt} (11)
Here, exp {− (r / Lu) · Δt} and exp {− (r / Lv) · Δt} are referred to as attenuation ratios of the currents iu and iv, and exp {− (r / Lu) · Δt}. And exp {− (r / Lv) · Δt} are defined as a first attenuation ratio and a second attenuation ratio, respectively.

r及びΔtを一定とすると、第1及び第2の減衰割合exp{−(r/Lu)・Δt}及びexp{−(r/Lv)・Δt}は、コイルのインダクタンスLu及びLvに関係した値になる。コイルのインダクタンスLはL=n(Δφ/ΔF)で与えられ、Δφ/ΔFは図4で示したように回転子の位置により決まるため、減衰割合exp{−(r/Lu)・Δt}及びexp{−(r/Lv)・Δt}は回転子の位置に関係した値となる。exp{−(r/Lu)・Δt}=expA及びexp{−(r/Lv)・Δt}=expBとおいて、回転子の位置と第1及び第2の減衰割合expA及びexpBとの間の関係を示すと、図21のようになる。特に図21においてexpB−expAは、回転子の位置を示す角度θに比例して増加するので、これより回転子の位置を判定することができ、判定した回転子の位置に基づいて駆動過程における通電パターンの切換位置を決定することができる。駆動過程における通電パターンの切換位置を進角させたい場合には、expB−expAが小さいところで通電パターンを次のパターンに切り換えるようにすればよく、通電パターンの切換位置の進み角度を0°とするのであれば、expB−expAが最大のところ(P7の位置)で通電パターンを次のパターンに切り換えるようにすればよい。180°スイッチング制御を行う際の通電パターンの切換順序は決まっているので、通電パターンの切換位置が決まれば、通電パターンは自動的に決めることができる。 When r and Δt are constant, the first and second attenuation ratios exp {− (r / Lu) · Δt} and exp {− (r / Lv) · Δt} are related to the inductances Lu and Lv of the coil. Value. Since the inductance L of the coil is given by L = n 2 (Δφ / ΔF), and Δφ / ΔF is determined by the position of the rotor as shown in FIG. 4, the damping ratio exp {− (r / Lu) · Δt} And exp {− (r / Lv) · Δt} is a value related to the position of the rotor. exp {− (r / Lu) · Δt} = expA and exp {− (r / Lv) · Δt} = expB, between the position of the rotor and the first and second damping ratios expA and expB The relationship is shown in FIG. In particular, in FIG. 21, expB-expA increases in proportion to the angle θ indicating the position of the rotor, so that the position of the rotor can be determined from this, and in the driving process based on the determined position of the rotor. The switching position of the energization pattern can be determined. When it is desired to advance the switching position of the energization pattern in the driving process, the energization pattern may be switched to the next pattern when expB-expA is small, and the advance angle of the switching position of the energization pattern is set to 0 °. In this case, the energization pattern may be switched to the next pattern when expB-expA is maximum (position P7). Since the switching order of the energization pattern when performing 180 ° switching control is determined, the energization pattern can be automatically determined if the switching position of the energization pattern is determined.

180°スイッチング制御における通電パターンをインバータ回路を構成するスイッチ素子のスイッチパターンで示すと図22のようになる。図22において、U,V,W,X,Y及びWはそれぞれインバータ回路のスイッチ素子Qu,Qv,Qw,Qx,Qy及びQwに対応しており、U,V,W,X,Y及びWのそれぞれのON期間スイッチ素子Qu,Qv,Qw,Qx,Qy及びQwがオン状態になる。この場合、スイッチパターンは、回転子の位置θの変化に伴ってUYW,UYZ,UVZ,XVZ,XVW,…のように決まった順序で変化していくので、現在のスイッチパターン(通電パターン)から次のスイッチパターンを決めることができる。   An energization pattern in 180 ° switching control is shown in FIG. 22 as a switch pattern of switch elements constituting the inverter circuit. In FIG. 22, U, V, W, X, Y and W correspond to the switching elements Qu, Qv, Qw, Qx, Qy and Qw of the inverter circuit, respectively, and U, V, W, X, Y and W Each of the ON period switching elements Qu, Qv, Qw, Qx, Qy and Qw are turned on. In this case, since the switch pattern changes in a predetermined order such as UYW, UYZ, UVZ, XVZ, XVW,... With the change of the rotor position θ, from the current switch pattern (energization pattern). The next switch pattern can be determined.

図23は、駆動停止過程において判定対象相に流れる電流を実際に検出する際の動作を示したものである。今、W相の電流iwが上限値ILに達して、電流制限制御の駆動停止過程が開始されたとする。このときマイクロプロセッサが実行する割り込みがかけられて、電流iuの値を読み込もうとするが、実際に電流値iuの値を読み込むまでにΔt[msec]の遅れがあるため、読み込まれるiuの電流値iu(Δt)は、
iu(Δt)=Iu・exp{−(r/Lu)・Δt} …(12)
となる。このiu(Δt)を読み取った後、ivを読み込むことができるようになるまでには、iu(Δt)をA/D変換するための変換時間tc[msec]がかかるため、読み込まれるivの値iv(Δt+tc)は、
iv(Δt+tc)=Iv・exp{−(r/Lv)・(Δt+tc)} …(13)
となる。
FIG. 23 shows an operation when the current flowing through the determination target phase is actually detected in the drive stop process. Now, it is assumed that the W-phase current iw reaches the upper limit value IL and the driving stop process of the current limit control is started. At this time, an interrupt executed by the microprocessor is applied to try to read the value of the current iu, but since there is a delay of Δt [msec] before the value of the current value iu is actually read, the current value of iu that is read iu (Δt) is
iu (Δt) = Iu · exp {− (r / Lu) · Δt} (12)
It becomes. After reading iu (Δt), it takes a conversion time tc [msec] for A / D conversion of iu (Δt) until iv can be read. iv (Δt + tc) is
iv (Δt + tc) = Iv · exp {− (r / Lv) · (Δt + tc)} (13)
It becomes.

またiu(Δt)を読み込んでからt1[msec]後に読み込まれるiuの値iu(Δt+t1)は、
iu(Δt+t1)=Iu・exp{−(r/Lu)・(Δt+t1)} …(14)
となる。このiu(Δt+t1)を読み込んだ後、ivを読み込むことができるようになるのはiu(Δt+t1)をA/D変換するのに要する時間tcが経過した後であるから、読み込まれるivの値iv(Δt+tc+t1)は、
iv(Δt+tc+t1)=Iv・exp{−(r/Lv)・(Δt+tc+t1)} …(15)
となる。
Further, the value iu (Δt + t1) of iu read after t1 [msec] after reading iu (Δt) is
iu (Δt + t1) = Iu · exp {− (r / Lu) · (Δt + t1)} (14)
It becomes. After reading iu (Δt + t1), iv can be read after the time tc required for A / D conversion of iu (Δt + t1) has elapsed. (Δt + tc + t1) is
iv (Δt + tc + t1) = Iv · exp {− (r / Lv) · (Δt + tc + t1)} (15)
It becomes.

ここで、iu及びivの減衰割合を求めるために、t1[msec]間隔で読み取ったiu,ivのそれぞれの値の比(t1秒後の値)/(t1秒前の値)をとると、
iu(Δt+t1)/iu(Δt)=exp{−(r/Lu)・t1} …(16)
iv(Δt+tc+t1)/iv(Δt+tc)=exp{−(r/Lv)・t1} …(17)
となり、iu,ivそれぞれの電流値の読み取りの時間差の影響は受けない。従って、判定対象相の2相の電流の減衰割合の実際の検出動作は、原理的な検出動作と同じ扱いをすることができる。
Here, in order to obtain the attenuation ratio of iu and iv, the ratio of the values of iu and iv read at t1 [msec] intervals (value after t1 seconds) / (value before t1 seconds)
iu (Δt + t1) / iu (Δt) = exp {− (r / Lu) · t1} (16)
iv (Δt + tc + t1) / iv (Δt + tc) = exp {− (r / Lv) · t1} (17)
Thus, the current values of iu and iv are not affected by the time difference of reading. Therefore, the actual detection operation of the attenuation ratio of the two-phase current of the determination target phase can be handled in the same manner as the principle detection operation.

次に、図2に示した制御装置を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの例を図24ないし図27のフローチャートを用いて説明する。
図24は、ブラシレスモータを制御するために微小な時間間隔で繰り返し実行されるタスクのアルゴリズムを示したフローチャートで、このタスクにおいては、先ずステップS101で、電流制限制御を行う際にインバータ回路3の下アームまたは上アーム(一つのスイッチ素子のみがオン状態にあるアーム)のスイッチ素子をオフ状態にした後そのオフ状態を解除するまでの時間(駆動停止過程を行う時間)を定める「OFF解除タイマ」に所定の時間Tを設定する。
Next, an example of a task algorithm executed by the microprocessor to configure the control device shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
FIG. 24 is a flowchart showing an algorithm of a task that is repeatedly executed at a minute time interval for controlling the brushless motor. In this task, first, in step S101, when the current limit control is performed, the inverter circuit 3 “OFF release timer” that determines the time (the time for which the drive stop process is performed) from when the switch element of the lower arm or the upper arm (the arm in which only one switch element is turned on) is turned off to release the off state. ”Is set to a predetermined time T.

次いでステップS102で、電機子コイルに過渡電流を流してモータを始動する際の回転子の位置を検知する過程を行い、ステップS103で始動時の通電パターンを出力して、この通電パターンで3相のコイルに電流を流すようにインバータ回路3を制御する。次いでステップS104で電流制限信号が入力されているか(電機子電流が上限値に達しているか)否かを判定し、電流制限信号が入力されていない場合には、ステップS105に移行して信号発生装置5のパルサ5Bが発生するパルス信号が入力されたか否かを判定する。その結果パルス信号が入力されていない場合にはステップS104に戻る。ステップS105においてパルサが出力するパルス信号が入力されたと判定されたときには、ステップS106でそのパルス信号から回転子の位置を判定し、その回転子位置での定常運転時の通電パターンを決定する。次いで、ステップS107でその通電パターンを出力し、この通電パターンで直流電源2から3相のコイルLuないしLwに電流を流すようにインバータ回路3を制御する。   Next, in step S102, a process of detecting the position of the rotor when starting the motor by applying a transient current to the armature coil is performed, and in step S103, an energization pattern at the time of starting is output. The inverter circuit 3 is controlled so that a current flows through the coil. Next, in step S104, it is determined whether or not the current limit signal is input (the armature current has reached the upper limit value). If the current limit signal is not input, the process proceeds to step S105 to generate a signal. It is determined whether or not a pulse signal generated by the pulsar 5B of the device 5 is input. As a result, if no pulse signal is input, the process returns to step S104. When it is determined in step S105 that the pulse signal output from the pulser has been input, the rotor position is determined from the pulse signal in step S106, and the energization pattern during steady operation at the rotor position is determined. Next, in step S107, the energization pattern is output, and the inverter circuit 3 is controlled so that current flows from the DC power source 2 to the three-phase coils Lu to Lw with this energization pattern.

ステップS104で電流制限信号が入力されている(3相のコイルの電流のうち最も大きい電流が上限値に達している)と判定されたときには、ステップS108に移行して、インバータ回路の下アーム及び上アームのうち、1つのスイッチ素子のみがオン状態になっているアームのオン状態にあるスイッチ素子をオフ状態にする。これにより直流電源2から3相のコイルLuないしLwへの電流の供給を停止して電流制限制御の駆動停止過程を開始させるとともに、循環電流通電回路を構成して、循環電流iu,iv及びiwを流す。次いでステップS109で中性点に対して同じ方向に電流が流れている判定対象相の2相の電流の減衰割合expA及びexpBを検知するための処理を行い、ステップS110で次の駆動過程で直流電源から3相のコイルLuないしLwに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始する位置(通電パターンの切換位置)を決定するための処理を行う。   When it is determined in step S104 that a current limiting signal has been input (the largest current among the three-phase coil currents has reached the upper limit value), the process proceeds to step S108, where the lower arm of the inverter circuit and In the upper arm, the switch element in the on state of the arm in which only one switch element is in the on state is turned off. As a result, the supply of current from the DC power source 2 to the three-phase coils Lu to Lw is stopped to start the drive stop process of the current limiting control, and the circulating current energizing circuit is configured to generate circulating currents iu, iv and iw. Shed. Next, in step S109, processing is performed to detect the attenuation ratios expA and expB of the two-phase current of the determination target phase in which current flows in the same direction with respect to the neutral point. A process for determining an energization pattern when current is supplied from the power source to the three-phase coils Lu to Lw and a position at which energization is started in the energization pattern (switching position of the energization pattern) is performed.

次いでステップS111で、OFF解除タイマが設定された時間Tを計測してOFF解除信号を発生する(駆動停止過程が開始されてからT時間が経過する)のを待つ。OFF解除信号が発生したときにステップS112に進んでステップS110で決定された通電パターンとその通電パターンでの通電を開始する位置とを出力し、駆動過程を開始させる。ステップS112が実行される時点で既に、回転子の位置がステップS110で決定された通電パターンでの通電を開始する位置を過ぎているときには、直ちにその通電パターンでの通電を開始する。また駆動過程が開始された時の回転子の位置がステップS110で決定された通電パターンでの通電を開始する位置よりも進んでいるときには、駆動過程が開始された後、その通電パターンで通電を開始する位置が検出された時にその通電パターンでの通電を開始する。   Next, in step S111, the time T for which the OFF release timer is set is measured and an OFF release signal is generated (T time has elapsed since the drive stop process was started). When the OFF release signal is generated, the process proceeds to step S112, and the energization pattern determined in step S110 and the position at which energization is started in the energization pattern are output to start the driving process. When the position of the rotor has already passed the position to start energization with the energization pattern determined in step S110 when step S112 is executed, energization with the energization pattern is immediately started. Further, when the position of the rotor when the driving process is started is ahead of the position where the energization pattern determined in step S110 is started, the energization pattern is energized after the driving process is started. When the starting position is detected, energization with the energization pattern is started.

駆動過程での通電を開始した後、ステップS105に移行してパルサの出力信号が入力されているか否かを判定する。その結果、回転子の回転速度が低く、パルサの出力信号が入力されていない場合には、ステップS104に戻って電流制限信号が発生しているか否かを判定する。駆動過程で3相のコイルを流れる電流のうちの最も大きい電流が上限値に達すると、再び電流制限信号が発生するため、ステップS108ないしS112が実行される。回転子の回転速度が上昇し、パルサが認識し得るパルスを発生するようになると、ステップS105でパルサの出力信号が認識されるため、ステップS106及びS107が実行され、定常運転時の通電パターンで3相のコイルへの通電を行うようにインバータ回路が制御される。   After energization in the driving process is started, the process proceeds to step S105, and it is determined whether or not an output signal of the pulser is input. As a result, when the rotation speed of the rotor is low and no pulsar output signal is input, the process returns to step S104 to determine whether or not a current limiting signal is generated. When the largest current among the currents flowing through the three-phase coils in the driving process reaches the upper limit value, a current limit signal is generated again, so steps S108 to S112 are executed. When the rotation speed of the rotor increases and a pulse that can be recognized by the pulser is generated, the output signal of the pulser is recognized in step S105, so steps S106 and S107 are executed, The inverter circuit is controlled to energize the three-phase coil.

図24のステップS109及びS110で行われる処理のアルゴリズムを図25及び図26に示した。図25は、判定対象相の2相の減衰電流を検出してデジタル値に変換する過程を行なうタスクを示し、図26は、図25の処理により得られた判定対象相の2相の電流のデジタル値を用いて減衰割合を演算し、この減衰割合から回転子の位置を判定して、その判定結果に基づいて通電パターンを決定する過程を行なうタスクを示している。   The processing algorithm performed in steps S109 and S110 of FIG. 24 is shown in FIGS. FIG. 25 shows a task for performing a process of detecting a two-phase attenuation current of the determination target phase and converting it into a digital value. FIG. 26 shows a two-phase current of the determination target phase obtained by the processing of FIG. A task for performing a process of calculating an attenuation ratio using a digital value, determining a position of the rotor from the attenuation ratio, and determining an energization pattern based on the determination result is shown.

図25に示されたタスクにおいては、ステップS201において判定対象相の2相に同方向に流れている電流の内の1相の電流の値をデジタル値a1に変換し、ステップ202においてこのデジタル値a1をレジスタにセットする。次いでステップS203において判定対象相の2相に同方向に流れている電流の内の他相の電流の値をデジタル値b1に変換し、ステップS204においてこのデジタル値b1をレジスタにセットする。次いでステップS205において時間t1を計測する動作を行なうマイクロプロセッサ内のタイマをスタートさせ、このタイマがt1の時間を計測したときにステップ206を実行してマイクロプロセッサが行なっている処理に割込みをかける。この割込み処理では先ずステップS207を実行して判定対象相の2相に同方向に流れている電流の内の1相の電流の値をデジタル値a2に変換し、ステップ208においてこのデジタル値a2をレジスタにセットする。次いでステップS209において判定対象相の2相に同方向に流れている電流の内の他相の電流の値をデジタル値b2に変換し、ステップS210においてこのデジタル値b2をレジスタにセットする。   In the task shown in FIG. 25, the value of one phase of the currents flowing in the same direction in the two phases of the determination target phase is converted into a digital value a1 in step S201, and this digital value is converted in step 202. Set a1 in the register. Next, in step S203, the value of the current of the other phase among the currents flowing in the same direction in the two phases to be determined is converted into a digital value b1, and in step S204, the digital value b1 is set in a register. Next, in step S205, a timer in the microprocessor that performs the operation of measuring the time t1 is started, and when the timer measures the time t1, step 206 is executed to interrupt the processing performed by the microprocessor. In this interrupt process, first, step S207 is executed to convert the value of one phase of the currents flowing in the same direction in the two phases to be judged into a digital value a2, and in step 208, this digital value a2 is converted. Set to register. Next, in step S209, the current value of the other phase among the currents flowing in the same direction in the two phases to be determined is converted into a digital value b2, and in step S210, the digital value b2 is set in a register.

また図26に示したタスクにおいては、ステップS301において判定対象相の2相のうちの1相のコイルを流れる減衰電流の検出値のデジタル値a2とa1の比a2/a1を求めて、判定対象相の1相を流れる減衰電流の減衰割合expAを第1の減衰割合として演算する。またステップS302で判定対象相の2相のうちの他の相のコイルを流れる減衰電流の検出値のデジタル値b2とb1の比b2/b1を求めて、判定対象相の他相を流れる減衰電流の減衰割合expBを第2の減衰割合として演算する。ステップS303で減衰割合の差expB−expAを演算し、この減衰割合の差に対してマップを検索することにより、回転子の現在の位置を判定する。次いでステップS304で現在の通電パターンを与えるインバータのスイッチパターンから次の通電パターンを与えるインバータのスイッチパターンを決定するとともに、決定した通電パターンでの通電を開始する位置をステップS303で求められた回転子の位置に基づいて決定する。   In the task shown in FIG. 26, in step S301, the ratio a2 / a1 between the digital value a2 and a1 of the detected value of the attenuation current flowing through the one-phase coil of the two phases to be judged is obtained, and the judgment target is obtained. The attenuation ratio expA of the attenuation current flowing through one phase is calculated as the first attenuation ratio. In step S302, the ratio b2 / b1 of the detected value b2 and b1 of the attenuation current flowing through the other phase coil of the two phases to be determined is obtained, and the attenuation current flowing in the other phase of the determination target phase. Is calculated as the second attenuation ratio. In step S303, an attenuation ratio difference expB-expA is calculated, and a map is searched for the attenuation ratio difference to determine the current position of the rotor. Next, in step S304, an inverter switch pattern that provides the next energization pattern is determined from the switch pattern of the inverter that provides the current energization pattern, and the position at which energization is started in the determined energization pattern is determined in step S303. Determine based on the position of.

図24に示したアルゴリズムによる場合には、ステップS102により図2の始動時回転子位置判定手段21が構成され、ステップS103の通電パターンを決定する過程により図2の始動時通電パターン決定手段23が、またステップS103の始動時の通電パターンを出力する過程と、この通電パターンで3相のコイルに通電するようにインバータ回路に駆動信号を与える手段とにより始動時インバータ制御手段24が構成される。またステップS106により図2の定常時通電パターン決定手段27が構成され、ステップS107の定常時の通電パターンを出力する過程と、この通電パターンで3相のコイルに通電するようにインバータ回路に駆動信号を与える手段とにより定常時インバータ制御手段28が構成されている。更にステップS109により電流制限時減衰割合演算手段32が構成され、ステップS110により電流制限時通電パターン決定手段34が構成されている。またステップS112の通電パターン及び切換位置を出力する過程と、出力された通電パターンで3相のコイルに電流を流すようにインバータ回路のスイッチ素子に駆動信号を与える手段とにより電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段35が構成される。更にステップS104,S105及びS111により制御切換手段37が構成される。   In the case of the algorithm shown in FIG. 24, the starting rotor position determining means 21 shown in FIG. 2 is configured in step S102, and the starting energization pattern determining means 23 shown in FIG. Further, the starting inverter control means 24 is constituted by the process of outputting the starting energization pattern in step S103 and the means for supplying a drive signal to the inverter circuit so as to energize the three-phase coil with this energization pattern. Further, step S106 constitutes the steady-state energization pattern determining means 27 in FIG. 2, and the process of outputting the steady-state energization pattern in step S107 and the drive signal to the inverter circuit to energize the three-phase coil with this energization pattern. The steady-state inverter control means 28 is constituted by the means for providing. Furthermore, the current limiting time decay rate calculating means 32 is configured by step S109, and the current limiting time energization pattern determining means 34 is configured by step S110. Further, the process of outputting the energization pattern and the switching position in step S112 and the means for driving the motor at the time of current limitation by means of giving a drive signal to the switch element of the inverter circuit so that the current flows through the three-phase coil with the output energization pattern. Inverter control means 35 is configured. Furthermore, the control switching means 37 is comprised by step S104, S105, and S111.

図24に示した例では、電流制限制御の駆動停止過程において、電流制限制御時の減衰割合の演算と、回転子位置の判定と、電流制限時の通電パターンの決定とを行なうようにしているが、これらのすべての過程を駆動停止過程において行なうことができない(演算処理時間が足りない)場合には、減衰割合の演算及び電流制限時の通電パターンの決定を行なう過程を駆動過程で行なうようにしてもよい。このように減衰割合の演算及び電流制限時の通電パターンの決定を電流制限制御の駆動過程で行なう場合にマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を図27に示した。   In the example shown in FIG. 24, in the process of stopping the current limit control, the calculation of the attenuation ratio at the time of the current limit control, the determination of the rotor position, and the determination of the energization pattern at the time of the current limit are performed. However, when all of these processes cannot be performed in the drive stop process (the calculation processing time is insufficient), the process of calculating the decay rate and determining the energization pattern at the time of current limitation is performed in the drive process. It may be. FIG. 27 shows an example of a task algorithm executed by the microprocessor when the calculation of the attenuation ratio and the determination of the energization pattern at the time of the current limit are performed in the current limit control driving process.

図27に示したアルゴリズムによる場合には、先ずステップS401で、「OFF解除タイマ」に所定の時間Tを設定する。次いでステップS402で、電機子コイルに過渡電流を流してモータを始動する際の回転子の位置を検知する過程を行い、ステップS403で始動時の通電パターンを出力して、この通電パターンで3相のコイルに電流を流すようにインバータ回路3を制御する。次いでステップS404で電流制限信号が入力されているか(3相のコイルの電流のうち最も大きい電流が上限値に達しているか)否かを判定し、電流制限信号が入力されていない場合には、ステップS405に移行して信号発生装置5のパルサ5Bが発生するパルス信号が入力されたか否かを判定する。その結果パルス信号が入力されていない場合にはステップS404に戻る。ステップS405においてパルサが出力するパルス信号が入力されたと判定されたときには、ステップS406でそのパルス信号から回転子の位置を判定し、その回転子位置での定常運転時の通電パターンを決定する。次いで、ステップS407でその通電パターンを出力し、この通電パターンで直流電源2から3相のコイルLuないしLwに電流を流すようにインバータ回路3を制御する。   In the case of the algorithm shown in FIG. 27, first, in step S401, a predetermined time T is set in the “OFF release timer”. Next, in step S402, a process of detecting the position of the rotor when starting the motor by applying a transient current to the armature coil is performed, and in step S403, an energization pattern at the time of start is output. The inverter circuit 3 is controlled so that a current flows through the coil. Next, in step S404, it is determined whether or not the current limit signal is input (whether the largest current among the currents of the three-phase coils has reached the upper limit value). If the current limit signal is not input, In step S405, it is determined whether a pulse signal generated by the pulser 5B of the signal generator 5 is input. As a result, if no pulse signal is input, the process returns to step S404. If it is determined in step S405 that the pulse signal output by the pulser has been input, the rotor position is determined from the pulse signal in step S406, and the energization pattern during steady operation at the rotor position is determined. Next, in step S407, the energization pattern is output, and the inverter circuit 3 is controlled so that current flows from the DC power supply 2 to the three-phase coils Lu to Lw with this energization pattern.

ステップS404で電流制限信号が入力されていると判定されたときには、ステップS408に移行して、インバータ回路の下アーム及び上アームのうち、1つのスイッチ素子のみがオン状態になっているアームのオン状態にあるスイッチ素子をオフ状態にする。これにより直流電源2から3相のコイルLuないしLwへの電流の供給を停止して電流制限制御の駆動停止過程を開始させるとともに、循環電流通電回路を構成して、循環電流iu,iv及びiwを流す。次いでステップS409で中性点に対して同じ方向に電流が流れている判定対象相の2相の電流の値を検出し、ステップS410で検出した電流値をレジスタにセットする。次いで、ステップS411でOFF解除タイマが設定された時間Tを計測してOFF解除信号を発生する(駆動停止過程が開始されてからT時間が経過する)のを待つ。OFF解除信号が発生したときにステップS412に進んでレジスタにセットされた電流値を読み出し、ステップS413で判定対象相の2相の電流の減衰割合expA及びexpBを演算する。次いでステップS414で駆動過程で直流電源から3相のコイルLuないしLwに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始する位置(通電パターンの切換位置)を決定するための処理を行う。次いでステップS415で、決定された通電パターンとその通電パターンでの通電を開始する位置とを出力し、駆動過程を開始させる。ステップS415が実行される時点で既に、回転子の位置がステップS414で決定された通電パターンでの通電を開始する位置を過ぎているときには、直ちにその通電パターンでの通電を開始する。また駆動過程が開始された時の回転子の位置がステップS414で決定された通電パターンでの通電を開始する位置よりも進んでいるときには、駆動過程が開始された後、その通電パターンで通電を開始する位置が検出された時にその通電パターンでの通電を開始する。   When it is determined in step S404 that the current limit signal is input, the process proceeds to step S408, and the arm in which only one switch element is on in the lower arm and the upper arm of the inverter circuit is turned on. The switch element in the state is turned off. As a result, the supply of current from the DC power source 2 to the three-phase coils Lu to Lw is stopped to start the drive stop process of the current limiting control, and the circulating current energizing circuit is configured to generate circulating currents iu, iv and iw. Shed. In step S409, the current value of the two-phase current of the determination target phase in which current flows in the same direction with respect to the neutral point is detected, and the current value detected in step S410 is set in the register. Next, in step S411, the time T at which the OFF release timer is set is measured, and an OFF release signal is generated (T time elapses after the drive stop process is started). When the OFF release signal is generated, the process proceeds to step S412 to read the current value set in the register, and in step S413, the two-phase current attenuation ratios expA and expB are calculated. Next, in step S414, a process for determining an energization pattern for supplying current from the DC power source to the three-phase coils Lu to Lw in the driving process and a position at which energization is started in the energization pattern (energization pattern switching position) is performed. Do. Next, in step S415, the determined energization pattern and the position at which energization is started with the energization pattern are output to start the driving process. When the position of the rotor has already passed the position to start energization with the energization pattern determined in step S414 at the time when step S415 is executed, energization with the energization pattern is immediately started. Further, when the position of the rotor when the driving process is started is advanced from the position where the energization pattern determined in step S414 is started, energization is performed with the energization pattern after the driving process is started. When the starting position is detected, energization with the energization pattern is started.

駆動過程での通電を開始した後、ステップS405に移行してパルサの出力信号が入力されているか否かを判定する。その結果、回転子の回転速度が低く、パルサの出力信号が入力されていない場合には、ステップS404に戻って電流制限信号が発生しているか否かを判定する。駆動過程で3相のコイルを流れる電流のうちの最も大きい電流が上限値に達すると、再び電流制限信号が発生するため、ステップS408ないしS415が実行される。回転子の回転速度が上昇し、パルサが認識し得るパルスを発生するようになると、ステップS405でパルサの出力信号が認識されるため、ステップS406及びS407が実行され、定常運転時の通電パターンで3相のコイルへの通電を行うようにインバータ回路が制御される。   After energization in the driving process is started, the process proceeds to step S405, and it is determined whether an output signal of the pulser is input. As a result, when the rotation speed of the rotor is low and no pulser output signal is input, the process returns to step S404 to determine whether or not a current limiting signal is generated. When the largest current among the currents flowing through the three-phase coils in the driving process reaches the upper limit value, the current limit signal is generated again, so steps S408 to S415 are executed. When the rotation speed of the rotor is increased and a pulse that can be recognized by the pulsar is generated, the output signal of the pulsar is recognized in step S405. Therefore, steps S406 and S407 are executed. The inverter circuit is controlled to energize the three-phase coil.

図24に示した例では、電流制限制御の駆動停止過程と駆動過程との切換をソフトウェア上で行なっているが、駆動停止過程と駆動過程との切換をハードウェア回路を用いて行なわせることもできる。図28は、駆動過程と駆動停止過程との切換を行なうためにインバータ回路の下アームのスイッチ素子Qx,Qy及びQzの制御端子(MOSFETの場合にはゲート)に接続する回路の構成例を示したもので、同図においてANDxないしANDzはそれぞれスイッチ素子Qx,Qy及びQzの制御端子に出力端子が接続され、一方の入力端子に駆動信号Sx′ないしSz′が与えられるアンド回路、Rはアンド回路ANDxないしANDzの他方の入力端子に出力端子が接続されたラッチ回路である。ラッチ回路Rは、図29に示したように高レベル(Hレベル)から低レベル(Lレベル)に変化する電流制限信号が与えられたときに出力端子の電位をLレベルにし、電流制限信号が与えられた後一定時間Tが経過してLレベルからHレベルに立ち上がるOFF解除信号が与えられたときにその出力端子の電位をHレベルにする。   In the example shown in FIG. 24, the switching between the driving stop process and the driving process of the current limiting control is performed by software. However, the switching between the driving stop process and the driving process may be performed using a hardware circuit. it can. FIG. 28 shows a configuration example of a circuit connected to control terminals (gates in the case of MOSFETs) of the switch elements Qx, Qy and Qz of the lower arm of the inverter circuit in order to switch between the driving process and the driving stop process. In the figure, ANDx and ANDz are AND circuits in which output terminals are connected to the control terminals of the switch elements Qx, Qy and Qz, respectively, and drive signals Sx 'to Sz' are given to one input terminal, and R is an AND circuit. This is a latch circuit in which the output terminal is connected to the other input terminal of the circuits ANDx to ANDz. As shown in FIG. 29, the latch circuit R sets the potential of the output terminal to the L level when a current limit signal that changes from the high level (H level) to the low level (L level) is applied, and the current limit signal is When an OFF release signal that rises from the L level to the H level is given after a given time T has passed, the potential of the output terminal is set to the H level.

図28に示された回路において、電機子電流が上限値に達してラッチ回路Rに電流制限信号が与えられると、ラッチ回路Rの出力がLレベルになるため、アンド回路ANDxないしANDzの出力が「0」になり、インバータ回路の下アームのスイッチ素子QxないしQzへの駆動信号SxないしSzの供給が停止される。これにより電流制限制御の駆動停止過程が開始される。駆動停止過程が開始された後、時間Tが経過してラッチ回路RにOFF解除信号が与えられると、ラッチ回路Rの出力がHレベルになるため、インバータ回路の下アームのスイッチ素子QxないしQzに駆動信号SxないしSzが与えられるようになる。   In the circuit shown in FIG. 28, when the armature current reaches the upper limit value and the current limit signal is given to the latch circuit R, the output of the latch circuit R becomes L level, so that the outputs of the AND circuits ANDx to ANDz It becomes “0” and the supply of the drive signals Sx to Sz to the switch elements Qx to Qz of the lower arm of the inverter circuit is stopped. Thereby, the drive stop process of the current limiting control is started. When the OFF release signal is given to the latch circuit R after the time T has elapsed after the driving stop process is started, the output of the latch circuit R becomes H level, so that the switch elements Qx to Qz of the lower arm of the inverter circuit The drive signals Sx to Sz are supplied to the signal.

図28には示されていないが、スイッチ素子QuないしQwに対しても同様の回路を設け、インバータ回路の上アームのスイッチ素子をオフ状態にする際にスイッチ素子QuないしQwに対して設けた同様の回路のラッチ回路に電流制限信号を与える。   Although not shown in FIG. 28, a similar circuit is provided for the switch elements Qu to Qw, and is provided for the switch elements Qu to Qw when the switch element of the upper arm of the inverter circuit is turned off. A current limit signal is applied to a latch circuit of a similar circuit.

上記の例では、電流制限制御の駆動停止過程において判定対象相の2相に流れる電流の減衰割合expA及びexpBの差を用いて回転子の位置を判定するようにしたが、電流の検出値のA/D変換に要する時間tc(図23参照)が短い場合には、下記の式により求められる電流の減衰割合の傾きDと回転子の位置との間の関係を用いて回転子の位置を判定することもできる。
D=I・[exp{-(r/L)(Δt+tc)}-exp{-(r/L)(Δt+tc+t1)}]/t1 …(18)
In the above example, the position of the rotor is determined using the difference between the attenuation ratios expA and expB of the current flowing in the two phases of the determination target phase in the drive stop process of the current limit control. When the time tc (see FIG. 23) required for the A / D conversion is short, the rotor position is determined using the relationship between the slope D of the current attenuation ratio obtained by the following equation and the rotor position. It can also be determined.
D = I · [exp {− (r / L) (Δt + tc)} − exp {− (r / L) (Δt + tc + t1)}] / t1 (18)

上記の実施形態では、始動時、定常時及び電流制限制御時(ロックに近い状態になったとき)に180°スイッチング制御を行なわせているが、本発明において必ず180°スイッチング制御を行なう必要があるのは、判定対象相の2相に中性点に対して同方向に電流を流す必要がある電流制限制御時のみである。本発明を実施するに当たっては、電流制限制御時にのみ180°スイッチング制御を行ない、始動時及び定常時には120°スイッチング制御を行なわせるようにしても良い。   In the above embodiment, 180 ° switching control is performed at the time of start-up, steady state, and current limit control (when close to a lock state). However, in the present invention, it is necessary to always perform 180 ° switching control. There is only at the time of current limit control in which current needs to flow in the same direction with respect to the neutral point in the two phases to be judged. In practicing the present invention, the 180 ° switching control may be performed only during the current limiting control, and the 120 ° switching control may be performed during start-up and in a steady state.

本発明の一実施形態のハードウェアの構成を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structure of the hardware of one Embodiment of this invention. 図1の実施形態においてコントローラのマイクロプロセッサにより構成される各種の手段を含む制御装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the control apparatus containing the various means comprised by the microprocessor of the controller in embodiment of FIG. (A)ないし(L)は電機子コイルと回転子との間の位置関係の変化を示した説明図である。(A) thru | or (L) is explanatory drawing which showed the change of the positional relationship between an armature coil and a rotor. 回転子の磁石界磁の位置の変化と電機子鉄心を流れる磁束との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the change of the position of the magnetic field of a rotor, and the magnetic flux which flows through an armature core. 本発明の実施形態において電機子コイルに過渡電流を流す回路を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the circuit which sends a transient current to an armature coil in embodiment of this invention. 電機子コイルのインダクタンスが異なる場合に流れる過渡電流の波形を示した波形図である。It is the wave form diagram which showed the waveform of the transient electric current which flows when the inductance of an armature coil differs. 回転子の位置が異なるときに流れる過渡電流の波形を示した波形図である。It is the wave form diagram which showed the waveform of the transient electric current which flows when the position of a rotor differs. (A)ないし(C)は過渡電流の違いを認識するための異なる方法を説明するための図である。(A) thru | or (C) is a figure for demonstrating the different method for recognizing the difference of a transient current. ブラシレスモータがモータとして起動した後に信号発生装置のパルサが発生するパルス信号の波形とスイッチパターンの変化とを示した図である。It is the figure which showed the waveform of the pulse signal which the pulser of a signal generator generates after a brushless motor starts as a motor, and the change of a switch pattern. 回転子が図3に示したP1ないしP12のそれぞれの位置にある状態でU相ないしW相の電機子コイルにそれぞれ過渡電流を流したときのU相〜W相の鉄心に流れる磁束の変化をまとめて示した図表である。Changes in the magnetic flux flowing in the U-phase to W-phase iron cores when transient currents are passed through the U-phase or W-phase armature coils with the rotor in the respective positions P1 to P12 shown in FIG. It is the chart shown collectively. 過渡電流によりU相ないしW相の鉄心を流れる磁束の変化を示したグラフと、検出される過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwを示したグラフと、180°スイッチングによりインバータ回路を制御するものとして、回転子が図3のP1ないしP13の位置にあるときの初期のスイッチパターンを示した図表とを上下に並べて示した図である。A graph showing changes in magnetic flux flowing through a U-phase or W-phase iron core due to a transient current, a graph showing peak values Δiu, Δiv and Δiw of the detected transient current, and controlling an inverter circuit by 180 ° switching FIG. 4 is a diagram in which a chart showing an initial switch pattern when the rotor is located at positions P1 to P13 in FIG. (A)ないし(C)はそれぞれ回転子が図3の位置P1にあるときに過渡電流通電過程でU相ないしW相の電機子コイルに流れる過渡電流の波形を示した波形図である。(A) to (C) are waveform diagrams showing the waveforms of transient currents flowing through the U-phase or W-phase armature coils in the process of energizing the transient current when the rotor is at the position P1 in FIG. (A)ないし(C)はそれぞれ回転子が図3の位置P7にあるときに過渡電流通電過程でU相ないしW相の電機子コイルに流れる過渡電流の波形を示した波形図である。(A) to (C) are waveform diagrams showing the waveforms of transient currents flowing through the U-phase or W-phase armature coils in the process of energizing the transient current when the rotor is at position P7 in FIG. (A)及び(B)は過渡電流の波形が凸形であるのか三角波形であるのかを判別する方法を説明するための図である。(A) And (B) is a figure for demonstrating the method to discriminate | determine whether the waveform of a transient current is a convex waveform or a triangular waveform. 図2に示した制御装置の第1のスイッチパターン決定手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an algorithm of a program executed by a microprocessor in order to constitute first switch pattern determination means of the control device shown in FIG. 図2に示した制御装置の第1のスイッチパターン決定手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの他の例を示したフローチャートである。6 is a flowchart showing another example of an algorithm of a program executed by a microprocessor to constitute the first switch pattern determining means of the control device shown in FIG. 過渡電流によりU相ないしW相の鉄心を流れる磁束の変化を示したグラフと、検出される過渡電流の波高値Δiu,Δiv及びΔiwを示したグラフと、120°スイッチングによりインバータ回路を制御するものとして、回転子が図3のP1ないしP13の位置にあるときの初期のスイッチパターンを示した図表とを上下に並べて示した図である。A graph showing changes in magnetic flux flowing through a U-phase or W-phase iron core due to a transient current, a graph showing peak values Δiu, Δiv and Δiw of the detected transient current, and controlling an inverter circuit by 120 ° switching FIG. 4 is a diagram in which a chart showing an initial switch pattern when the rotor is located at positions P1 to P13 in FIG. 本発明の実施形態において電流制限制御の駆動停止過程において減衰電流が流れている状態を示した回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a state in which an attenuation current flows in a driving stop process of current limit control in the embodiment of the present invention. (A)は本発明の実施形態において回転子が30°ずつ異なる3つの位置にあるときに電機子コイルの3相のコイルに流れる電流を示した説明図である。(B)は回転子が(A)に示された各位置にあるときの鉄心の磁化の状態を示した図表である。(A) is explanatory drawing which showed the electric current which flows into the three-phase coil of an armature coil, when a rotor exists in three positions which differ by 30 degrees in embodiment of this invention. (B) is a chart showing the state of magnetization of the iron core when the rotor is at each position shown in (A). 本発明の実施形態において電流制限制御が行なわれる際に3相のコイルに流れる電流の変化の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the change of the electric current which flows into a three-phase coil, when current limiting control is performed in embodiment of this invention. 本発明の実施形態において電流制限制御時に判定対象相の2相を流れる電流の減衰割合及び減衰割合の差と回転子位置との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the attenuation | damping rate of the electric current which flows through the two phases of a determination object phase in the embodiment of this invention, the difference of an attenuation | damping rate, and a rotor position. 本発明の実施形態で用いるインバータ回路のスイッチ素子のスイッチパターンを回転子の位置に対して示したグラフである。It is the graph which showed the switch pattern of the switch element of the inverter circuit used by embodiment of this invention with respect to the position of a rotor. 本発明の実施形態において電流制限制御時に判定対象相の2相の電流を検出する動作を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the operation | movement which detects the electric current of the two phase of a determination object phase at the time of current limiting control in embodiment of this invention. 図2に示した制御装置を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの要部を示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a main part of a task algorithm executed by a microprocessor in order to configure the control device shown in FIG. 2. FIG. 図24に示されたタスクの一部の処理を行なう際にマイクロプロセッサが実行するプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートである。FIG. 25 is a flowchart showing an algorithm of a program executed by a microprocessor when performing a part of the task shown in FIG. 24. FIG. 図24に示されたタスクの他の処理を行なう際にマイクロプロセッサが実行するプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートである。FIG. 25 is a flowchart showing an algorithm of a program executed by the microprocessor when other processing of the task shown in FIG. 24 is performed. 図2に示した制御装置を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムの変形例を示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a modified example of an algorithm of a task to be executed by a microprocessor in order to configure the control device shown in FIG. 2. 本発明の実施形態において電流制限制御における駆動停止過程と駆動過程との切り換えをハードウェア回路を用いて行なう場合に用いる回路の要部の構成を示した回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a main part of a circuit used when switching between a drive stop process and a drive process in current limiting control using a hardware circuit in the embodiment of the present invention. 図28に示されたラッチ回路に与えられる信号の波形を示した波形図である。FIG. 29 is a waveform diagram showing waveforms of signals applied to the latch circuit shown in FIG. 28.

符号の説明Explanation of symbols

1 ブラシレスモータ
2 直流電源
3 インバータ回路
4 コントローラ
5 信号発生装置
20 過渡電流通電手段
21 始動時回転子位置判定手段
22 始動時回転子位置判定手段
23 始動時通電パターン決定手段
24 始動時インバータ制御手段
25 始動時インバータ制御部
26 定常時回転子位置判定手段
27 定常時通電パターン決定手段
28 定常時インバータ制御手段
29 定常時インバータ制御部
30 電流制限信号発生手段
31 駆動停止時インバータ制御手段
32 電流制限時減衰割合演算手段
33 電流制限時回転子位置判定手段
34 電流制限時通電パターン決定手段
35 電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段
36 電流制限時インバータ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brushless motor 2 DC power supply 3 Inverter circuit 4 Controller 5 Signal generator 20 Transient current energizing means 21 Starting rotor position judging means 22 Starting rotor position judging means 23 Starting energizing pattern determining means 24 Starting inverter control means 25 Inverter control unit at start 26 Constant rotor position determination means 27 Constant energization pattern determination means 28 Constant inverter control means 29 Constant inverter control section 30 Current limit signal generation means 31 Inverter control means at driving stop 32 Decay at current limit Ratio calculation means 33 Current limit rotor position determination means 34 Current limit energization pattern determination means 35 Current limit motor drive inverter control means 36 Current limit inverter control section

Claims (13)

中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの前記回転子を所定の方向に回転させるべく、直流電源から前記電機子コイルに流す電機子電流を制御するブラシレスモータの制御方法であって、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに、前記直流電源から前記電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で、前記電機子コイルを通して循環電流を流す駆動停止過程と、前記直流電源から前記電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせる電流制限制御を行い、
前記電流制限制御の駆動停止過程で前記中性点に対して同方向に電流が流れている前記電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相のコイルを流れている電流の減衰の状態から前記回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定過程と、前記電流制限時回転子位置判定過程で判定された回転子の位置に基づいて前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定過程とを行い、
前記電流制限制御の駆動過程では、前記電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンで前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流すように前記インバータ回路を制御するブラシレスモータの制御方法。
In order to rotate the rotor of a brushless motor having a stator having an armature coil composed of a three-phase coil connected so as to have a neutral point and a rotor having a field in a predetermined direction A brushless motor control method for controlling an armature current flowing from a power source to the armature coil,
When the armature current reaches a set upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, and the two-phase coils of the three-phase coils are neutralized. Stop driving the circulating current through the armature coil by flowing the current in the same direction with respect to the point and flowing the current of the sum of the currents flowing through the two-phase coils to the other one-phase coil. Current limiting control is performed to alternately perform a process and a driving process of supplying current from the DC power source to the armature coil,
Attenuation of the current flowing through the coil of the determination target phase with the two phases of the armature coil in which current flows in the same direction with respect to the neutral point in the drive stop process of the current limit control as the determination target phase The current limit rotor position determination process for determining the position of the rotor from the state, and the current limit control driving process based on the rotor position determined in the current limit rotor position determination process Performing a current-limiting energization pattern determining process for determining an energization pattern when a current is passed from the DC power source to the three-phase coil and a position at which energization is started in the energization pattern;
In the driving process of the current limiting control, a brushless motor control method for controlling the inverter circuit so that a current flows from the DC power source to the three-phase coil in accordance with the energization pattern determined in the current limiting energization pattern determination process. .
中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの前記回転子を所定の方向に回転させるべく、直流電源から前記電機子コイルに流す電機子電流を制御するブラシレスモータの制御方法であって、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに、前記直流電源から前記電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で、前記電機子コイルを通して循環電流を流す駆動停止過程と、前記直流電源から前記電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせる電流制限制御を行い、
前記電流制限制御の駆動停止過程では、前記中性点に対して同方向に電流が流れている前記電機子コイルの2相を判定対象相とし、前記判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として、該第1及び第2の減衰割合の差から前記回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定過程と、前記電流制限時回転子位置判定過程で判定された回転子の位置に基づいて前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定過程とを行い、
前記電流制限制御の駆動過程では、前記電流制限時通電パターン決定過程で決定された通電パターンで前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流すように前記インバータ回路を制御するブラシレスモータの制御方法。
In order to rotate the rotor of a brushless motor having a stator having an armature coil composed of a three-phase coil connected so as to have a neutral point and a rotor having a field in a predetermined direction A brushless motor control method for controlling an armature current flowing from a power source to the armature coil,
When the armature current reaches a set upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, and the two-phase coils of the three-phase coils are neutralized. Stop driving the circulating current through the armature coil by flowing the current in the same direction with respect to the point and flowing the current of the sum of the currents flowing through the two-phase coils to the other one-phase coil. Current limiting control is performed to alternately perform a process and a driving process of supplying current from the DC power source to the armature coil,
In the drive stop process of the current limit control, the two phases of the armature coil in which current flows in the same direction with respect to the neutral point is set as the determination target phase, and one and the other of the two phases of the determination target phase are set as the determination target phase. The current-limit-time rotor position determination process for determining the position of the rotor from the difference between the first and second attenuation ratios, where the current attenuation ratio is a first attenuation ratio and a second attenuation ratio, respectively. Based on the rotor position determined in the current limit rotor position determination process, an energization pattern for flowing current from the DC power source to the three-phase coil in the driving process of the current limit control and the energization pattern Conduct the current limit energization pattern determination process to determine the position to start energization,
In the driving process of the current limiting control, a brushless motor control method for controlling the inverter circuit so that a current flows from the DC power source to the three-phase coil in accordance with the energization pattern determined in the current limiting energization pattern determination process. .
前記電流制限制御では、前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、一定の時間が経過した後に前記駆動過程を開始させる請求項1または2に記載のブラシレスモータの制御方法。   3. The method of controlling a brushless motor according to claim 1, wherein, in the current limit control, the driving process is started after a predetermined time has elapsed after the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped. 前記電流制限制御では、前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、前記電機子電流が前記上限値よりも低く設定された制限解除値まで減少したことが検出された後に前記駆動過程を開始させる請求項1または2に記載のブラシレスモータの制御方法。   In the current limit control, after the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, it is detected that the armature current has decreased to a limit release value set lower than the upper limit value. The method for controlling a brushless motor according to claim 1, wherein the driving process is started. 前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流す際の通電パターンは、前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンである請求項1ないし4のいずれか1つに記載のブラシレスモータの制御方法。   The energization pattern when the current flows from the DC power source to the three-phase coil in the driving process of the current limit control is a current in the same direction with respect to the neutral point in the two-phase coil of the three-phase coils. The brushless motor control method according to any one of claims 1 to 4, wherein a current pattern of a sum of currents flowing through the two-phase coils is applied to the other one-phase coil. 中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの前記電機子コイルと直流電源との間に設けられたブリッジ形インバータ回路と、前記回転子を所定の方向に回転させるべく前記インバータ回路を制御するコントローラとを備えたブラシレスモータの制御装置であって、 前記コントローラは、
前記ブラシレスモータの定常運転時に前記インバータ回路を制御する定常時インバータ制御部と、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに前記直流電源から前記電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にする駆動停止過程と前記直流電源から前記電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせるように前記インバータ回路を制御して、前記電機子電流を前記上限値以下に制限する電流制限制御を行う電流制限時インバータ制御部と、
を具備し、
前記電流制限時インバータ制御部は、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして、前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で前記電機子コイルを通して循環電流を流すように前記インバータ回路を制御して前記電流制限制御の駆動停止過程を行なわせる駆動停止時インバータ制御手段と、
前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給が停止している間に前記中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相を流れている電流の減衰の状態から前記回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定手段と、
前記電流制限時回転子位置判定手段により判定された回転子の位置に対して前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定手段と、
前記電流制限時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流して前記電流制限制御の駆動過程を行なわせるように前記インバータ回路を制御する電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段と、
を備えているブラシレスモータの制御装置。
Provided between the armature coil of a brushless motor and a DC power source having a stator having an armature coil composed of a three-phase coil connected to have a neutral point and a rotor having a field. A brushless motor control device comprising: a bridge-type inverter circuit; and a controller for controlling the inverter circuit to rotate the rotor in a predetermined direction.
A steady-state inverter control unit for controlling the inverter circuit during steady-state operation of the brushless motor;
When the armature current reaches a set upper limit value, a drive stop process for stopping the supply of current from the DC power source to the armature coil and supplying current from the DC power source to the armature coil A current limiting inverter control unit that controls the inverter circuit so as to alternately perform a driving process to perform current limiting control for limiting the armature current to the upper limit value or less;
Comprising
The current control inverter control unit is
When the armature current reaches a set upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, and a neutral point is added to the two-phase coil of the three-phase coils. The inverter is configured such that a current flows in the same direction with respect to the other one-phase coil and a circulating current flows through the armature coil in a manner of flowing a current that is the sum of the currents flowing through the two-phase coils in the other one-phase coil. A drive stop time inverter control means for controlling the circuit to perform the drive stop process of the current limiting control;
While the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, two phases of the armature coil in which current flows in the same direction with respect to the neutral point are set as the determination target phase, and the determination target phase Current limiting rotor position determination means for determining the position of the rotor from the state of attenuation of the current flowing through
An energization pattern for flowing current from the DC power source to the three-phase coil in the driving process of the current limit control with respect to the rotor position determined by the rotor position determination means at the time of current limit, Current limit energization pattern determination means for determining a position to start energization;
Current limiting time for controlling the inverter circuit so that the current limiting control is driven by causing current to flow from the direct current power source to the three-phase coil with the energization pattern determined by the current limiting time energization pattern determining means. An inverter control means for driving the motor;
A control device for a brushless motor.
中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの前記電機子コイルと直流電源との間に設けられたブリッジ形インバータ回路と、前記回転子を所定の方向に回転させるべく前記インバータ回路を制御するコントローラとを備えたブラシレスモータの制御装置であって、 前記コントローラは、
前記ブラシレスモータの定常運転時に前記インバータ回路を制御する定常時インバータ制御部と、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに前記直流電源から前記電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にする駆動停止過程と前記直流電源から前記電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせるように前記インバータ回路を制御して、前記電機子電流を前記上限値以下に制限する電流制限制御を行う電流制限時インバータ制御部と、
を具備し、
前記電流制限時インバータ制御部は、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして、前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で前記電機子コイルを通して循環電流を流すように前記インバータ回路を制御して前記電流制限制御の駆動停止過程を行なわせる駆動停止時インバータ制御手段と、
前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給が停止している間に前記中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として演算する電流制限時減衰割合演算手段と、
前記第1及び第2の減衰割合の差から前記回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定手段と、
前記電流制限時回転子位置判定手段により判定された回転子の位置に対して前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定手段と、
前記電流制限時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流して前記電流制限制御の駆動過程を行なわせるように前記インバータ回路を制御する電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段と、
を備えているブラシレスモータの制御装置。
Provided between the armature coil of a brushless motor and a DC power source having a stator having an armature coil composed of a three-phase coil connected to have a neutral point and a rotor having a field. A brushless motor control device comprising: a bridge-type inverter circuit; and a controller for controlling the inverter circuit to rotate the rotor in a predetermined direction.
A steady-state inverter control unit for controlling the inverter circuit during steady-state operation of the brushless motor;
When the armature current reaches a set upper limit value, a drive stop process for stopping the supply of current from the DC power source to the armature coil and supplying current from the DC power source to the armature coil A current limiting inverter control unit that controls the inverter circuit so as to alternately perform a driving process to perform current limiting control for limiting the armature current to the upper limit value or less;
Comprising
The current control inverter control unit is
When the armature current reaches a set upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, and a neutral point is added to the two-phase coil of the three-phase coils. The inverter is configured such that a current flows in the same direction with respect to the other one-phase coil and a circulating current flows through the armature coil in a manner of flowing a current that is the sum of the currents flowing through the two-phase coils in the other one-phase coil. A drive stop time inverter control means for controlling the circuit to perform the drive stop process of the current limiting control;
While the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, two phases of the armature coil in which current flows in the same direction with respect to the neutral point are set as the determination target phase, and the determination target phase Current limiting attenuation rate calculating means for calculating the attenuation rate of the current flowing in one and the other of the two phases as the first and second attenuation rates, respectively;
Current limiting rotor position determination means for determining the position of the rotor from the difference between the first and second attenuation ratios;
An energization pattern for flowing current from the DC power source to the three-phase coil in the driving process of the current limit control with respect to the rotor position determined by the rotor position determination means at the time of current limit, Current limit energization pattern determination means for determining a position to start energization;
Current limiting time for controlling the inverter circuit so that the current limiting control is driven by causing current to flow from the direct current power source to the three-phase coil with the energization pattern determined by the current limiting time energization pattern determining means. An inverter control means for driving the motor;
A control device for a brushless motor.
中性点を持つように結線された3相のコイルからなる電機子コイルを有する固定子と界磁を有する回転子とを備えたブラシレスモータの前記電機子コイルと直流電源との間に設けられたブリッジ形インバータ回路と、前記回転子を所定の方向に回転させるべく前記インバータ回路を制御するコントローラとを備えたブラシレスモータの制御装置であって、 前記コントローラは、
前記ブラシレスモータの始動時に前記インバータ回路を制御する始動時インバータ制御部と、
前記ブラシレスモータの定常運転時に前記インバータ回路を制御する定常時インバータ制御部と、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに前記直流電源から前記電機子コイルへの電流の供給を停止した状態する駆動停止過程と前記直流電源から前記電機子コイルに電流を供給する駆動過程とを交互に行わせるように前記インバータ回路を制御して、前記電機子電流を前記上限値以下に制限する電流制限制御を行う電流制限時インバータ制御部と、
を具備し、
前記始動時インバータ制御部は、
前記固定子の各相のコイルに一時的に直流電圧を印加して各相のコイルに過渡電流を流す過渡電流通電過程を前記3相のコイルのそれぞれに対して行なう過渡電流通電手段と、 前記過渡電流通電過程で前記3相のコイルにそれぞれ流れた過渡電流を検出して、検出した過渡電流から前記回転子の位置を判定する始動時回転子位置判定手段と、
前記始動時回転子位置判定手段により判定された前記回転子の位置に対して前記回転子を所定の方向に回転させるために必要な前記通電パターンを決定する始動時通電パターン決定手段と、
前記始動時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで前記電機子コイルに通電するように前記インバータ回路を制御する始動時インバータ制御手段と、
を備え、
前記電流制限時インバータ制御部は、
前記電機子電流が設定された上限値に達したときに前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した状態にして、前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向に電流を流し、他の1相のコイルには前記2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す電流の流し方で前記電機子コイルを通して循環電流を流すように前記インバータ回路を制御して前記電流制限制御の駆動停止過程を行なわせる駆動停止時インバータ制御手段と、
前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給が停止している間に前記中性点に対して同方向に電流が流れている電機子コイルの2相を判定対象相として、該判定対象相の2相の一方及び他方を流れている電流の減衰割合をそれぞれ第1及び第2の減衰割合として演算する電流制限時減衰割合演算手段と、
前記第1及び第2の減衰割合の差から前記回転子の位置を判定する電流制限時回転子位置判定手段と、
前記電流制限時回転子位置判定手段により判定された回転子の位置に対して前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から3相のコイルに電流を流す際の通電パターンとその通電パターンでの通電を開始させる位置とを決定する電流制限時通電パターン決定手段と、
前記電流制限時通電パターン決定手段により決定された通電パターンで前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流して前記電流制限制御の駆動過程を行なわせるように前記インバータ回路を制御する電流制限時モータ駆動用インバータ制御手段と、
を備えているブラシレスモータの制御装置。
Provided between the armature coil of a brushless motor and a DC power source having a stator having an armature coil composed of a three-phase coil connected to have a neutral point and a rotor having a field. A brushless motor control device comprising: a bridge-type inverter circuit; and a controller for controlling the inverter circuit to rotate the rotor in a predetermined direction.
A start-up inverter control unit for controlling the inverter circuit at the start of the brushless motor;
A steady-state inverter control unit for controlling the inverter circuit during steady-state operation of the brushless motor;
When the armature current reaches a set upper limit value, a drive stop process in which supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, and current is supplied from the DC power supply to the armature coil. A current limiting inverter control unit for controlling the inverter circuit to alternately perform a driving process and performing current limiting control for limiting the armature current to the upper limit value or less;
Comprising
The starting inverter control unit is:
Transient current energizing means for applying a transient current energizing process to each of the three-phase coils to apply a transient current to the coils of each phase by temporarily applying a DC voltage to the coils of each phase of the stator; A starting rotor position determining means for detecting a transient current flowing through each of the three-phase coils in a transient current application process and determining the position of the rotor from the detected transient current;
A starting energization pattern determining means for determining the energization pattern necessary for rotating the rotor in a predetermined direction with respect to the position of the rotor determined by the starting rotor position determining means;
Starting inverter control means for controlling the inverter circuit so as to energize the armature coil with the energization pattern determined by the starting energization pattern determining means;
With
The current control inverter control unit is
When the armature current reaches a set upper limit value, the supply of current from the DC power source to the armature coil is stopped, and a neutral point is added to the two-phase coil of the three-phase coils. The inverter is configured such that a current flows in the same direction with respect to the other one-phase coil and a circulating current flows through the armature coil in a manner of flowing a current that is the sum of the currents flowing through the two-phase coils in the other one-phase coil. A drive stop time inverter control means for controlling the circuit to perform the drive stop process of the current limiting control;
While the supply of current from the DC power supply to the armature coil is stopped, two phases of the armature coil in which current flows in the same direction with respect to the neutral point are set as the determination target phase, and the determination target phase Current limiting attenuation rate calculating means for calculating the attenuation rate of the current flowing in one and the other of the two phases as the first and second attenuation rates, respectively;
Current limiting rotor position determination means for determining the position of the rotor from the difference between the first and second attenuation ratios;
An energization pattern for flowing current from the DC power source to the three-phase coil in the driving process of the current limit control with respect to the rotor position determined by the rotor position determination means at the time of current limit, Current limit energization pattern determination means for determining a position to start energization;
Current limiting time for controlling the inverter circuit so that the current limiting control is driven by causing current to flow from the direct current power source to the three-phase coil with the energization pattern determined by the current limiting time energization pattern determining means. An inverter control means for driving the motor;
A control device for a brushless motor.
前記電流制限制御の駆動過程で前記直流電源から前記3相のコイルに電流を流す際の通電パターンは、前記3相のコイルのうちの2相のコイルに中性点に対して同方向の電流を流し、他の1相のコイルには2相のコイルを流れる電流の和の電流を流す通電パターンである請求項6ないし8のいずれか1つに記載のブラシレスモータの制御装置。   The energization pattern when the current flows from the DC power source to the three-phase coil in the driving process of the current limit control is a current in the same direction with respect to the neutral point in the two-phase coil of the three-phase coils. The brushless motor control device according to any one of claims 6 to 8, wherein a current of a sum of currents flowing through the two-phase coils is supplied to the other one-phase coil. 前記始動時回転子位置判定手段は、前記過渡電流の波高値から前記回転子が前記3相のコイルに対して如何なる位置にあるのかを判定するように構成されている請求項8に記載のブラシレスモータの制御装置。   9. The brushless according to claim 8, wherein the starting rotor position determining means is configured to determine a position of the rotor relative to the three-phase coil from a peak value of the transient current. Motor control device. 前記始動時回転子位置判定手段は、前記過渡電流の波高値と波形とから前記回転子が前記3相のコイルに対して如何なる位置にあるのかを判定するように構成されている請求項8に記載のブラシレスモータの制御装置。   9. The starting rotor position determination means is configured to determine a position of the rotor relative to the three-phase coil from a peak value and a waveform of the transient current. The brushless motor control device described. 前記電流制限時インバータ制御部は、前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、一定の時間が経過した後に前記直流電源から前記3相のコイルへの電流の供給を再開させて前記駆動過程を行なうように構成されている請求項6ないし11のいずれか1つに記載のブラシレスモータの制御装置。   The current limiting inverter control unit restarts the supply of current from the DC power supply to the three-phase coil after a certain time has elapsed after stopping the supply of current from the DC power supply to the armature coil. The brushless motor control device according to any one of claims 6 to 11, wherein the controller is configured to perform the driving process. 前記電流制限時インバータ制御部は、前記直流電源から電機子コイルへの電流の供給を停止した後、前記電機子電流が前記上限値よりも低く設定された制限解除値まで減少したことが検出された後に前記直流電源から前記3相のコイルへの電流の供給を再開させて前記駆動過程を行なうように構成されている請求項6ないし11のいずれか1つに記載のブラシレスモータの制御装置。
The current limit inverter control unit detects that the armature current has decreased to a limit release value set lower than the upper limit value after stopping the supply of current from the DC power source to the armature coil. 12. The brushless motor control device according to claim 6, wherein the driving process is performed by restarting the supply of current from the DC power source to the three-phase coil.
JP2005357956A 2005-12-12 2005-12-12 Brushless motor control method and control apparatus Expired - Fee Related JP4715494B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005357956A JP4715494B2 (en) 2005-12-12 2005-12-12 Brushless motor control method and control apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005357956A JP4715494B2 (en) 2005-12-12 2005-12-12 Brushless motor control method and control apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007166738A JP2007166738A (en) 2007-06-28
JP4715494B2 true JP4715494B2 (en) 2011-07-06

Family

ID=38249011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005357956A Expired - Fee Related JP4715494B2 (en) 2005-12-12 2005-12-12 Brushless motor control method and control apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4715494B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3381408B2 (en) * 1993-10-26 2003-02-24 トヨタ自動車株式会社 Electric angle detecting device and synchronous motor driving device using the same
JPH07274585A (en) * 1994-03-30 1995-10-20 Hokuto Seigyo Kk Method for detecting stop position of, and control equipment for drive of, brushless motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007166738A (en) 2007-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4581544B2 (en) Rotor electric machine rotor position determination method, rotor position determination device, and rotary electric machine control device
US5001405A (en) Position detection for a brushless DC motor
JP4465129B2 (en) Brushless motor driving apparatus and driving method
JP4295620B2 (en) Stepper motor control device
JPH06113585A (en) Position detection device for brushless dc motor using time-difference method without hall-effect device
JP2004040943A (en) Method and device for detecting rotor stop position of sensorless motor, and method and device for starting
CN103684140B (en) Brshless DC motor and rotor-position localization method, startup method
JP6002643B2 (en) Control device and AC motor system using the same
KR100189122B1 (en) Sensorless bldc motor control method
JP2017143612A (en) Sensorless starting method for three-phase brushless motor
KR100572164B1 (en) Commutation controller
CN112747662B (en) Method for detecting magnetic field position of motor
JP5405224B2 (en) Motor driving device and method for determining relative position of rotor provided in motor
JP4715494B2 (en) Brushless motor control method and control apparatus
JP2017131000A (en) Sensorless drive method for three-phase brushless motor
JP2018014773A (en) Sensorless motor rotor position detection method and sensorless motor driver
JP6951008B1 (en) Rotor position detection method for sensorless motor and sensorless motor drive method
EP2704308A1 (en) Brushless motor control device and brushless motor control method
JP2014087113A (en) Motor Drive device
JP2004023900A (en) Controller of starter generator for internal combustion engine
KR101079354B1 (en) Sensorless driving apparatus for single-phase SRM using residual flux and method therefor
JP5930264B2 (en) Driving device and driving method for two-phase brushless motor
JP4501365B2 (en) Winding field motor control device
JP3654003B2 (en) Rotor position detection device for sensorless motor
JP7433113B2 (en) Motor control device, motor system and motor control method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4715494

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140408

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees