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JP7661909B2 - Electronic Control Unit - Google Patents
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Description

本発明は、尿素配管の圧力制御を行うためのポンプモータを制御する電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device that controls a pump motor to control the pressure in a urea pipe.

車両の排気ガス等に適用される尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)システムについては、浄化性能の向上を図るため、起動から短時間で配管圧力を上昇させて尿素水を噴射できる状態にすることが求められている。そのためには、尿素水を圧送するポンプ用のモータを、短時間、高回転数で起動させることが重要であり、起動直後から定格回転数に近い回転数でモータを駆動させることが理想である。 In order to improve purification performance, urea-SCR (Selective Catalytic Reduction) systems used in vehicle exhaust gases, etc., are required to increase pipe pressure in a short time after startup so that urea water can be injected. To achieve this, it is important to start the motor for the pump that pumps the urea water at high speed for a short time, and ideally, the motor should be operated at a speed close to the rated speed immediately after startup.

しかしながら、温度変化等によりモータや尿素水の特性が変化すると、PWM制御を行う際に同一のデューティ比でモータを駆動しても、モータの回転数が変化してしまう。そのため、回転数が高くなるモータ・尿素水特性の条件では、強制転流時の過回転がモータの定格回転数を上回ってしまうおそれがある。その事態を回避するには、起動直後の目標回転数を定格回転数よりも低い回転数にしなければならず、起動から高回転数に到達するまでの時間が長くなってしまう。一方で、回転数が低くなるようなモータ・尿素水特性の条件では、強制転流時に回転数が目標回転数まで上昇せず、目標回転数に到達する時間が長くなってしまう。 However, if the characteristics of the motor or urea water change due to temperature changes, etc., the motor's rotation speed will change even if the motor is driven with the same duty ratio during PWM control. Therefore, under motor/urea water characteristics conditions that result in a high rotation speed, over-rotation during forced commutation may exceed the motor's rated rotation speed. To avoid this situation, the target rotation speed immediately after startup must be set lower than the rated rotation speed, which lengthens the time it takes to reach a high rotation speed after startup. On the other hand, under motor/urea water characteristics conditions that result in a low rotation speed, the rotation speed does not rise to the target rotation speed during forced commutation, and the time it takes to reach the target rotation speed increases.

特開2020-48328号公報JP 2020-48328 A 特開2008-148379号公報JP 2008-148379 A

特許文献1,2は、何れもモータの起動を短時間で行うため技術である。特許文献1に開示されている手法では、インバータ回路のデューティ差分は補正できるが、モータや尿素水の特性変化による変動については補正できない。また、特許文献2に開示されているように、強制転流時の電流制限レベルを上昇させて電流を多く流す手法を用いれば、高回転数で起動させることができる。しかしながら、上記の高回転数になるモータ・尿素水特性では定格回転数を超えてしまうため、電流制限を高回転数になるモータ・尿素水特性に合わせて設定しなければならず、定格回転数に近い目標回転数では目標回転数に到達するまでの時間を短縮することができない。 Both Patent Documents 1 and 2 are technologies for starting a motor in a short time. The method disclosed in Patent Document 1 can correct the duty difference of the inverter circuit, but cannot correct fluctuations due to changes in the characteristics of the motor or urea water. In addition, as disclosed in Patent Document 2, a method of increasing the current limit level during forced commutation to allow a large current to flow can be used to start the motor at a high rotation speed. However, since the motor/urea water characteristics that result in the above high rotation speed exceed the rated rotation speed, the current limit must be set to match the motor/urea water characteristics that result in a high rotation speed, and the time required to reach the target rotation speed cannot be shortened at a target rotation speed close to the rated rotation speed.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータや尿素水の特性に合わせてポンプモータを極力短い時間で起動できる電子制御装置を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide an electronic control device that can start the pump motor in the shortest possible time in accordance with the characteristics of the motor and urea water.

請求項1記載の電子制御装置によれば、制御部は、尿素配管の圧力制御を行うためのポンプモータの駆動をPWM制御し、ポンプモータの回転数を目標回転数に到達させるように強制転流処理を行う。 According to the electronic control device of claim 1, the control unit PWM controls the drive of the pump motor to control the pressure in the urea pipe, and performs forced commutation processing so that the rotation speed of the pump motor reaches the target rotation speed.

そして制御部は、強制転流処理を行う前のテスト期間において、テスト駆動デューティ比のPWM信号によりポンプモータを駆動した際に検出される回転数と、前記テスト駆動デューティ比のPWM信号に対応する基準回転数とを比較し、その比較結果に応じて強制転流処理時に設定するPWM信号の強制転流デューティ比を補正する。このように構成すれば、テスト期間において、検出されるポンプモータの回転数に応じて強制転流デューティ比を適切に補正できるので、ポンプモータの起動を極力短時間で、且つ定格回転数を超えないように行うことが可能になる。 The control unit compares the rotation speed detected when the pump motor is driven by the PWM signal of the test drive duty ratio during a test period before the forced commutation process is performed with a reference rotation speed corresponding to the PWM signal of the test drive duty ratio, and corrects the forced commutation duty ratio of the PWM signal to be set during the forced commutation process according to the comparison result. With this configuration, the forced commutation duty ratio can be appropriately corrected according to the detected rotation speed of the pump motor during the test period, making it possible to start the pump motor in as short a time as possible and without exceeding the rated rotation speed.

第1実施形態であり、ポンプモータの始動制御処理の内容を示すフローチャート1 is a flowchart showing the contents of a start control process of a pump motor according to a first embodiment. 強制転流デューティ補正処理の内容を示すフローチャートFlowchart showing the forced commutation duty correction process ポンプモータの始動制御を示すタイミングチャートTiming chart showing pump motor start control 強制転流デューティ比を補正しない場合の図3相当図Diagram equivalent to Figure 3 when the forced commutation duty ratio is not corrected 電子制御装置の構成を示す図A diagram showing the configuration of an electronic control device. 第2実施形態であり、強制転流デューティ補正処理の内容を示すフローチャート11 is a flowchart showing the content of a forced commutation duty correction process according to a second embodiment. 第3実施形態であり、強制転流デューティ補正処理の内容を示すフローチャートFIG. 11 is a flowchart showing the content of a forced commutation duty correction process according to a third embodiment. ポンプモータの始動制御を示すタイミングチャートTiming chart showing pump motor start control 第4実施形態であり、強制転流デューティ補正処理の内容を示すフローチャート13 is a flowchart showing the content of a forced commutation duty correction process according to a fourth embodiment. モータの特性が理想的である場合の回転数と駆動デューティ比との関係を示す図FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the rotation speed and the drive duty ratio when the motor characteristics are ideal. 実際のモータの特性に対応する図10相当図Figure 10 corresponds to the actual motor characteristics 強制転流デューティ比を補正する手順を説明する図(その1)Diagram explaining the procedure for correcting the forced commutation duty ratio (part 1) 強制転流デューティ比を補正する手順を説明する図(その2)Diagram explaining the procedure for correcting the forced commutation duty ratio (part 2) 強制転流デューティ比を補正する手順を説明する図(その3)Diagram explaining the procedure for correcting the forced commutation duty ratio (part 3) 第5実施形態であり、ポンプモータの始動制御を示すタイミングチャートFIG. 13 is a timing chart showing a start control of a pump motor according to a fifth embodiment. 強制転流デューティ補正処理の内容を示すフローチャートFlowchart showing the forced commutation duty correction process 線形補間により強制転流デューティ比を補正する処理を説明する図A diagram explaining the process of correcting the forced commutation duty ratio by linear interpolation.

(第1実施形態)
図5に示すように、本実施形態の電子制御装置1は、三相ブラシレスDCモータ2の駆動をPWM(Pulse Width Modulation)制御する。モータ2は、車両の排気ガスに適用される尿素SCRシステムにおいて、尿素配管の圧力制御を行うためのポンプモータである。電子制御装置1は、マイクロコンピュータ;マイコン3、制御IC4及びインバータ回路5を備えている。インバータ回路5は、スイッチング素子であるNチャネルMOSFET6を三相ブリッジ接続して構成されている。電源側の3個のFET6Hがハイサイドスイッチであり、グランド側の3個のFET6Lがローサイドスイッチである。
First Embodiment
As shown in Fig. 5, the electronic control device 1 of this embodiment performs PWM (Pulse Width Modulation) control of the drive of a three-phase brushless DC motor 2. The motor 2 is a pump motor for controlling the pressure of a urea pipe in a urea SCR system applied to vehicle exhaust gas. The electronic control device 1 includes a microcomputer 3, a control IC 4, and an inverter circuit 5. The inverter circuit 5 is configured by connecting N-channel MOSFETs 6, which are switching elements, in a three-phase bridge configuration. The three FETs 6H on the power supply side are high-side switches, and the three FETs 6L on the ground side are low-side switches.

電源VBとFET6Hのドレインとの間には抵抗素子7が接続されており、電源VBは、抵抗素子8を介してマイコン3の入力端子に接続されている。その入力端子とグランドとの間には、抵抗素子9及びコンデンサ10が並列に接続されている。マイコン3は、電源VBの電圧を、抵抗素子8及び9で分圧した値で検出する。また、FET6Lのソースとグランドとの間には抵抗素子11が接続されており、抵抗素子11の両端は、それぞれ抵抗素子12,13を介してマイコン3の入力端子に接続されている。それら入力端子の間には、コンデンサ14が接続されている。マイコン3は、抵抗素子11の端子電圧を検出することで、インバータ回路5に通電される電流を検出する。 A resistor element 7 is connected between the power supply VB and the drain of FET 6H, and the power supply VB is connected to the input terminal of the microcomputer 3 via a resistor element 8. A resistor element 9 and a capacitor 10 are connected in parallel between the input terminal and ground. The microcomputer 3 detects the voltage of the power supply VB as a value obtained by dividing the voltage by the resistor elements 8 and 9. A resistor element 11 is connected between the source of FET 6L and ground, and both ends of the resistor element 11 are connected to the input terminal of the microcomputer 3 via resistor elements 12 and 13, respectively. A capacitor 14 is connected between these input terminals. The microcomputer 3 detects the current flowing through the inverter circuit 5 by detecting the terminal voltage of the resistor element 11.

制御部に相当するマイコン3は、制御IC4にU,V,W各相の電圧指令値を入力し、制御IC4は、それらの電圧指令値を搬送波信号の電圧と比較することで各相のPWM信号を生成する。PWM信号は、各FET6のゲートに入力される。 The microcomputer 3, which corresponds to the control unit, inputs voltage command values for the U, V, and W phases to the control IC 4, which generates a PWM signal for each phase by comparing these voltage command values with the voltage of the carrier signal. The PWM signal is input to the gate of each FET 6.

インバータ回路5の各相出力端子は、電子制御装置1のU,V,W相端子を介して、モータ2の一端が共通に接続されている各相コイル15U,15V,15Wの他端にそれぞれ接続されている。上記のU,V,W相端子は、制御IC4の入力端子にそれぞれ接続されている。また、インバータ回路5には、抵抗素子16及び17の直列回路が並列に接続されており、それらの共通接続点は、制御IC4の入力端子に接続されている。制御IC4は、モータ2の各相端子電圧と、抵抗素子16及び17により分圧された電源VBの中点電圧とを比較することで、モータ2のロータ位置信号をマイコン3に入力する。マイコン3は、入力されるロータ位置信号に基づいてモータ2を位置センサレス制御する。 The output terminals of each phase of the inverter circuit 5 are connected to the other end of each phase coil 15U, 15V, 15W, which is commonly connected to one end of the motor 2, via the U-, V-, and W-phase terminals of the electronic control device 1. The U-, V-, and W-phase terminals are each connected to the input terminal of the control IC 4. In addition, a series circuit of resistance elements 16 and 17 is connected in parallel to the inverter circuit 5, and their common connection point is connected to the input terminal of the control IC 4. The control IC 4 inputs a rotor position signal of the motor 2 to the microcomputer 3 by comparing each phase terminal voltage of the motor 2 with the midpoint voltage of the power supply VB divided by the resistance elements 16 and 17. The microcomputer 3 controls the motor 2 without using a position sensor based on the input rotor position signal.

マイコン3には、図示しない尿素水タンクの温度を検出する温度センサ18のセンサ信号が入力されている。マイコン3は、モータ2や尿素配管、尿素タンク等を加熱するために配置されているヒータ19への通電を制御する。 The microcomputer 3 receives a sensor signal from a temperature sensor 18 that detects the temperature of a urea water tank (not shown). The microcomputer 3 controls the supply of electricity to a heater 19 that is arranged to heat the motor 2, urea piping, urea tank, etc.

次に、本実施形態の作用について説明する。図1に示すように、マイコン3は、尿素ポンプモータ2の始動判定を開始すると(S1)、尿素水の温度が0℃以下の場合は(S2;Yes)ヒータ19に通電して解凍制御を行い(S3)、0℃より高い場合は(No)、モータ2を回転させてその動作を事前に確認するためのテスティングを実施する(S4)。テスト期間に相当するテスティングでは、テスト用に設定したテスト駆動デューティ比のPWM信号を出力してモータ2を回転させる。 Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, when the microcomputer 3 starts to determine whether to start the urea pump motor 2 (S1), if the temperature of the urea water is below 0°C (S2; Yes), it energizes the heater 19 to perform thawing control (S3), and if it is above 0°C (No), it rotates the motor 2 to perform testing to check its operation in advance (S4). During the testing period, which corresponds to the test period, a PWM signal with a test drive duty ratio set for the test is output to rotate the motor 2.

次に、テスティング時に検出されたモータ2の回転数と異常判定回転数とを比較する(S5)。異常判定回転数は、モータ2が凍結等により正常に回転しないことを判定するために設定される回転数である。異常判定回転数未満であれば(No)解凍制御回数の判定を行い(S6)、異常判定回転数以上であれば(Yes)異常判定電流の判定(S8)を行う。ステップS6において、解凍制御を実施した回数が2回以下であれば再度解凍制御(S3)を実施し、3回であればモータ異常と判定して(S7)制御を終了する。 Next, the rotation speed of the motor 2 detected during testing is compared with the abnormality judgment rotation speed (S5). The abnormality judgment rotation speed is a rotation speed that is set to determine whether the motor 2 is not rotating normally due to freezing or the like. If it is less than the abnormality judgment rotation speed (No), a judgment is made on the number of times of thawing control (S6), and if it is equal to or greater than the abnormality judgment rotation speed (Yes), a judgment is made on the abnormality judgment current (S8). In step S6, if the number of times thawing control has been performed is two or less, thawing control (S3) is performed again, and if it has been performed three times, it is determined that a motor abnormality has occurred (S7) and control is terminated.

ステップS8では、テスティング時に検出されたモータ電流と異常判定電流値と比較し、異常判定電流値より大きければ(No)ステップS7に移行し、異常判定電流値以下であれば(Yes)強制転流時のデューティ比を補正する処理を行う(S9)。 In step S8, the motor current detected during testing is compared with the abnormality determination current value. If it is greater than the abnormality determination current value (No), the process proceeds to step S7. If it is equal to or less than the abnormality determination current value (Yes), the process corrects the duty ratio during forced commutation (S9).

それから、補正された強制転流デューティ比でモータを強制転流させモータを起動させると(S10)回転数フィードバック制御に移行し、ポンプが脱調しないようにモータ2を駆動するPWMデューティを連続的に変化させながら目標回転数になるように制御する(S11)。そして、目標回転数に到達した直後は、モータ2を高回転で回転させて圧力を急速に上昇させ、圧力が上がってきたら回転数を低下させ、目標圧力となるように回転数を調節し、以降は圧力が保持されるように回転数を制御する(S12)。 Then, the motor is forcibly commutated with the corrected forced commutation duty ratio and started (S10), and the system transitions to rotation speed feedback control, where the PWM duty for driving motor 2 is continuously changed to control the target rotation speed so that the pump does not step out (S11). Then, immediately after the target rotation speed is reached, motor 2 is rotated at high speed to rapidly increase the pressure, and when the pressure starts to rise, the rotation speed is reduced, and the rotation speed is adjusted to reach the target pressure, and thereafter the rotation speed is controlled so that the pressure is maintained (S12).

図2に示すように、ステップS9における強制転流デューティ補正処理では、テスティング時に検出されたモータ2の回転数と、テスト駆動デューティ比に対応した基準回転数を1.05倍した値とを比較し(S21)、1.05倍値以上であれば(Yes)強制転流デューティ比を予め定めた基準デューティ比よりも小さい値に補正し(S22)、1.05倍値より小さい場合は(No)基準回転数を0.95倍した値と比較する(S23)。0.95倍値より小さい場合は強制転流デューティ比を基準デューティ比よりも大きい値に補正し(S24)、0.95倍以下であれば強制転流デューティ比を基準デューティ比と同じ値に設定する(S25)。 As shown in FIG. 2, in the forced commutation duty correction process in step S9, the rotation speed of the motor 2 detected during testing is compared with a value obtained by multiplying the reference rotation speed corresponding to the test drive duty ratio by 1.05 (S21). If the rotation speed is equal to or greater than the 1.05-fold value (Yes), the forced commutation duty ratio is corrected to a value smaller than a predetermined reference duty ratio (S22). If the rotation speed is smaller than the 1.05-fold value (No), the reference rotation speed is compared with a value obtained by multiplying the reference rotation speed by 0.95 (S23). If the rotation speed is smaller than the 0.95-fold value, the forced commutation duty ratio is corrected to a value larger than the reference duty ratio (S24). If the rotation speed is equal to or smaller than 0.95, the forced commutation duty ratio is set to the same value as the reference duty ratio (S25).

図4は、テスティング時にモータ2の動作確認のみを行い、強制転流デューティ補正処理を行わない場合を想定した始動制御のタイミングチャートである。テスティング時に検出された回転数の高低に関わらず、予め設定した強制転流デューティ比、つまり基準デューティ比でポンプモータを強制転流させるので、テスティング時の回転数が高くなったポンプ・尿素水特性の場合は、モータの定格回転数を超える過回転が発生する。また、テスティング時の回転数が低くなったポンプ・尿素水特性の場合は強制転流では、目標回転数までモータの回転数が上昇せずデューティ遷移の時間が長くなり、目標回転数到達時間が長くなる。 Figure 4 is a timing chart of start-up control assuming that only the operation of motor 2 is checked during testing, and forced commutation duty correction processing is not performed. Regardless of the rotation speed detected during testing, the pump motor is forcibly commutated at a preset forced commutation duty ratio, i.e., a reference duty ratio. Therefore, in the case of pump/urea water characteristics in which the rotation speed during testing is high, over-rotation beyond the rated rotation speed of the motor occurs. Also, in the case of pump/urea water characteristics in which the rotation speed during testing is low, forced commutation does not increase the motor rotation speed to the target rotation speed, and the duty transition time becomes longer, resulting in a longer time to reach the target rotation speed.

図3は、強制転流デューティ補正処理を行った場合の始動制御のタイミングチャートである。テスティングを開始するとモータ2が回転するが、モータ2や尿素水の特性に応じて、同じ駆動デューティ比でも、実線で示す基準回転数と同等の回転数になる場合、破線で示す基準回転数よりも回転数が高くなる場合、一点鎖線で示す基準回転数よりも回転数が低くなる場合に分かれる。 Figure 3 is a timing chart of start-up control when forced commutation duty correction processing is performed. When testing begins, motor 2 rotates, but depending on the characteristics of motor 2 and the urea water, even with the same drive duty ratio, the rotation speed may be equal to the reference rotation speed shown by the solid line, may be higher than the reference rotation speed shown by the dashed line, or may be lower than the reference rotation speed shown by the dashed line.

このときの回転数の値と基準回転数を比較し、例えば基準回転数の±5%以内であれば同等とすると、強制転流デューティ比を、基準とするデューティ比と同じ値、基準回転数より高い場合は基準デューティ比より小さい値、基準回転数より低い場合は基準デューティ比より大きい値に補正する。 The rotation speed value at this time is compared with a reference rotation speed, and if it is within ±5% of the reference rotation speed, it is deemed to be equivalent. If it is higher than the reference rotation speed, the forced commutation duty ratio is corrected to the same value as the reference duty ratio, to a value smaller than the reference duty ratio, and if it is lower than the reference rotation speed, to a value larger than the reference duty ratio.

その後、補正された強制転流デューティでモータを強制転流させると、テスティング回転数でデューティを補正したことで、モータや尿素水の特性に関わらず目標回転数との誤差を小さく抑えることができる。強制転流の後、回転数フィードバック制御を開始し、目標回転数に到達するように駆動デューティを連続的に変化させるデューティ遷移処理を行い、目標回転数に到達した後は圧力昇圧・保持制御に移行する。強制転流での目標回転数との誤差を小さく抑えることで、目標回転数に到達する時間が短縮されている。 The motor is then forcibly commutated with the corrected forced commutation duty, and by correcting the duty at the testing speed, the error from the target speed can be kept small regardless of the characteristics of the motor or urea water. After forced commutation, speed feedback control is started and a duty transition process is performed that continuously changes the drive duty to reach the target speed, and after the target speed is reached, pressure boost and maintenance control is performed. By keeping the error from the target speed with forced commutation small, the time to reach the target speed is shortened.

以上のように本実施形態によれば、電子制御装置1において、マイコン3は、尿素配管の圧力制御を行うためのポンプモータ2の駆動をPWM制御して圧力制御を開始する前に、ポンプモータ2の回転動作を確認するテスティングを行う。その後に、モータ2の回転数を、前記圧力制御を行う際の目標回転数に到達させるように強制転流処理を行う。 As described above, according to this embodiment, in the electronic control device 1, the microcomputer 3 performs testing to check the rotational operation of the pump motor 2 before starting pressure control by PWM controlling the drive of the pump motor 2 for controlling the pressure in the urea pipe. After that, a forced commutation process is performed so that the rotational speed of the motor 2 reaches the target rotational speed when performing the pressure control.

そしてマイコン3は、テスティングにおいて、テスト駆動デューティ比のPWM信号によりポンプモータ2を駆動した際に検出される回転数と、テスト駆動デューティ比のPWM信号に対応する基準回転数とを比較し、その比較結果に応じ強制転流デューティ比を補正する。このように構成すれば、テスティングで検出されるポンプモータ2の回転数に応じて強制転流デューティ比を適切に補正できるので、ポンプモータ2の回転数を目標回転数に到達させるまでの時間を極力短くすると共に、定格回転数を超えないように制御することが可能になる。 During testing, the microcomputer 3 compares the rotation speed detected when the pump motor 2 is driven by the PWM signal of the test drive duty ratio with the reference rotation speed corresponding to the PWM signal of the test drive duty ratio, and corrects the forced commutation duty ratio according to the comparison result. With this configuration, the forced commutation duty ratio can be appropriately corrected according to the rotation speed of the pump motor 2 detected during testing, so that the time required for the rotation speed of the pump motor 2 to reach the target rotation speed can be shortened as much as possible, and it is possible to control the rotation speed so that it does not exceed the rated rotation speed.

(第2実施形態)
以下、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図6に示すように、第2実施形態ではマイコン3Aが、強制転流デューティ補正処理において、ステップS21及びS23で「Yes」と判断すると、強制転流デューティ比を、基準デューティ比に、基準回転数とテスティング時に検出された回転数との比を乗じたものに設定する(S26)。
Second Embodiment
In the following, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and their explanations are omitted, and only the different parts are explained. As shown in Fig. 6, in the second embodiment, when the microcomputer 3A judges "Yes" in steps S21 and S23 in the forced commutation duty correction process, the forced commutation duty ratio is set to the reference duty ratio multiplied by the ratio between the reference rotation speed and the rotation speed detected during testing (S26).

モータ2や尿素水の特性に応じた駆動条件が同一の場合、PWM制御におけるデューティ比とモータ2の回転数との間には、線形の相関関係がある。したがって、第2実施形態のように補正することで、強制転流時における回転数の変動を抑制できる。 When the driving conditions according to the characteristics of the motor 2 and the urea water are the same, there is a linear correlation between the duty ratio in PWM control and the rotation speed of the motor 2. Therefore, by performing correction as in the second embodiment, it is possible to suppress fluctuations in the rotation speed during forced commutation.

(第3実施形態)
図7に示すように、第3実施形態ではマイコン3Bが、強制転流デューティ補正処理において、ステップS21及びS23で「Yes」と判断すると、強制転流デューティ比を、基準デューティ比に、回転数の差分に応じた回転数補正項を乗じると共に、テスティング時に検出された電源電圧と、強制転流時に検出された電源電圧を乗じた値に補正する(S27)。そして、ステップS23で「No」と判断すると、強制転流デューティ比を、基準デューティ比に、テスティング時に検出された電源電圧と強制転流時に検出された電源電圧との比を乗じた値に補正する(S28)。
Third Embodiment
7, in the third embodiment, when the microcomputer 3B judges "Yes" in steps S21 and S23 in the forced commutation duty correction process, the forced commutation duty ratio is corrected to a value obtained by multiplying the reference duty ratio by a rotation speed correction term corresponding to the difference in the rotation speeds, and by the power supply voltage detected during testing and the power supply voltage detected during forced commutation (S27). When the microcomputer 3B judges "No" in step S23, the forced commutation duty ratio is corrected to a value obtained by multiplying the reference duty ratio by the ratio between the power supply voltage detected during testing and the power supply voltage detected during forced commutation (S28).

図8は、第3実施形態におけるモータ2の回転数と電源電圧に応じた補正を行う場合の始動制御のタイミングチャートを示す。テスティング時に検出された回転数が同一でも、その後の強制転流時に一点鎖線で示すように電源電圧が低下した際に、電源電圧が一定の場合と同じ強制転流デューティ比で強制転流させると、強制転流時の回転数が低下してしまう。したがって、電源電圧が低下している場合は強制転流デューティ比が大きくなるように補正し、電源電圧が上昇している場合は強制転流デューティが小さくなるように補正することで、電源電圧が変動した場合も強制転流時の回転数の変動を抑えることができる。 Figure 8 shows a timing chart of start control when performing correction according to the rotation speed and power supply voltage of motor 2 in the third embodiment. Even if the rotation speed detected during testing is the same, if the power supply voltage drops during subsequent forced commutation as shown by the dashed line, and forced commutation is performed with the same forced commutation duty ratio as when the power supply voltage is constant, the rotation speed during forced commutation will decrease. Therefore, by correcting the forced commutation duty ratio to a larger value when the power supply voltage is dropping, and correcting the forced commutation duty to a smaller value when the power supply voltage is rising, it is possible to suppress fluctuations in the rotation speed during forced commutation even when the power supply voltage fluctuates.

(第4実施形態)
図9に示すように、第4実施形態ではマイコン3Cが、強制転流デューティ補正処理において、ステップS21及びS23で「Yes」と判断すると、強制転流デューティ比を、基準デューティ比から補正定数を減算した値に対して、基準回転数とテスティングに検出された回転数との比を乗じ、その値に補正定数を加えた値で強制転流デューティを補正する(S29)。
Fourth Embodiment
As shown in FIG. 9, in the fourth embodiment, when the microcomputer 3C judges "Yes" in steps S21 and S23 in the forced commutation duty correction process, the forced commutation duty is corrected by multiplying a value obtained by subtracting a correction constant from a reference duty ratio by the ratio between a reference rotation speed and the rotation speed detected in testing, and adding the correction constant to the result (S29).

図10及び図11は、モータを駆動するPWM信号のデューティ比とモータ回転数との関係の一例である。図10に示す損失のない理想的特性のモータでは、駆動デューティ比と回転数との関係が比例関係になるが、図11に示す実際のモータでは、駆動デューティ比と回転数との関係が、線形関係にはなるが完全な比例関係にはならない。そのため、駆動デューティ比と回転数との関係を線形回帰することで得られる関数の定数項の値を補完定数として設定し、強制転流デューティの補正で補正定数を考慮した計算を行うことで補正の精度を向上させることができる。 Figures 10 and 11 are examples of the relationship between the duty ratio of the PWM signal that drives a motor and the motor rotation speed. In a motor with ideal loss-free characteristics as shown in Figure 10, the relationship between the drive duty ratio and the rotation speed is proportional, but in an actual motor as shown in Figure 11, the relationship between the drive duty ratio and the rotation speed is linear but not completely proportional. Therefore, the value of the constant term of the function obtained by linearly regressing the relationship between the drive duty ratio and the rotation speed is set as a complementary constant, and the accuracy of the correction can be improved by performing a calculation that takes the correction constant into account when correcting the forced commutation duty.

例えば図12に示すように、デューティ比とモータ回転数との関係が一次関数となる場合に、切片に相当する値を補正定数として減じることで、図13に示すように、両者の関係が比例関係となる。この状態で、テスティング時に得られた回転数から強制転流デューティ比を補正する。補正後に、図14に示すように、減じた補正定数を加算して実際の強制転流デューティ比を決定する。 For example, as shown in FIG. 12, if the relationship between the duty ratio and the motor rotation speed is a linear function, by subtracting a value equivalent to the intercept as a correction constant, the relationship between the two becomes proportional as shown in FIG. 13. In this state, the forced commutation duty ratio is corrected from the rotation speed obtained during testing. After correction, the actual forced commutation duty ratio is determined by adding the subtracted correction constant as shown in FIG. 14.

以上のように第4実施形態によれば、強制転流デューティ比の補正を行う際に、デューティ比とモータ回転数との関係が一次関数となる場合の、切片に相当する値を補正定数として減じて補正を行い、補正後にその補正定数を加算した結果で実際の強制転流デューティ比を決定するようにした。これにより、補正を容易に行うことができる。 As described above, according to the fourth embodiment, when correcting the forced commutation duty ratio, if the relationship between the duty ratio and the motor rotation speed is a linear function, a value equivalent to the intercept is subtracted as a correction constant to perform the correction, and the actual forced commutation duty ratio is determined by adding the correction constant after the correction. This makes it easy to perform the correction.

(第5実施形態)
図15に示すように、第5実施形態ではマイコン3Dが、テスティングにおいて、テスト駆動デューティ比を例えば小から大に変化させて回転数1,2を得る。テスト駆動デューティ比の小、大に応じて、基準回転数1,2が定まる。そして、図16に示すステップS31では、テスティング回転数時の回転数1が基準回転数1の1.05倍値以下で、且つテスティング回転数時の回転数2が基準回転数2の1.05倍値以下か否かを判断する。ここで「Yes」と判断するとステップS33に移行し、テスティング回転数時の回転数1が基準回転数1の0.95倍値以上で、且つテスティング回転数時の回転数2が基準回転数2の0.95倍値以上か否かを判断する。ここで「Yes」と判断すると、ステップS25に移行する。
Fifth Embodiment
As shown in FIG. 15, in the fifth embodiment, the microcomputer 3D changes the test drive duty ratio from small to large, for example, in testing to obtain the rotational speeds 1 and 2. The reference rotational speeds 1 and 2 are determined according to whether the test drive duty ratio is small or large. Then, in step S31 shown in FIG. 16, it is determined whether the rotational speed 1 at the testing rotational speed is 1.05 times the reference rotational speed 1 or less, and the rotational speed 2 at the testing rotational speed is 1.05 times the reference rotational speed 2 or less. If it is determined as "Yes" here, it proceeds to step S33, and it is determined whether the rotational speed 1 at the testing rotational speed is 0.95 times the reference rotational speed 1 or more, and the rotational speed 2 at the testing rotational speed is 0.95 times the reference rotational speed 2 or more. If it is determined as "Yes" here, it proceeds to step S25.

ステップS31又はS33で「No」と判断すると、強制転流デューティ比を、以下のように補正する(S32)。尚、「テスティングデューティ比」はテスト駆動デューティ比である。
(強制転流デューティ比)=(目標回転数-テスティング回転数2)
×{(テスティングデューティ比2)-(テスティングデューティ比1)}
/{(テスティング回転数2)-(テスティング回転数1)
+(テスティングデューティ比2)}
If the determination in step S31 or S33 is "No", the forced commutation duty ratio is corrected as follows (S32): Note that the "testing duty ratio" is a test drive duty ratio.
(Forced commutation duty ratio) = (target rotation speed - testing rotation speed 2)
× {(Testing duty ratio 2) - (Testing duty ratio 1)}
/ {(Testing rotation number 2) - (Testing rotation number 1)
+ (Testing duty ratio 2)}

すなわち、図17に示すように、テスティングデューティ比1、2に対応するテスティング回転数1、2を得ることで、目標回転数に対応する強制転流デューティ比を、線形補間により算出する。 That is, as shown in FIG. 17, by obtaining testing rotation speeds 1 and 2 corresponding to testing duty ratios 1 and 2, the forced commutation duty ratio corresponding to the target rotation speed is calculated by linear interpolation.

以上のように第5実施形態によれば、マイコン3Dは、テスティング時においてテスト駆動デューティ比を複数の値に変化させて、各テスト駆動デューティ比に対応するポンプモータの回転数を検出すると、それらの回転数の値に応じて強制転流デューティ比を補正するか否かを決定する。そして、強制転流デューティ比を補正する際には、複数のテスト駆動デューティ比とそれらに対応する回転数との関係から線形補間を行った結果に基づいて、強制転流デューティ比を決定する。これにより、強制転流デューティ比の補正を高い精度で行うことができる。 As described above, according to the fifth embodiment, the microcomputer 3D changes the test drive duty ratio to multiple values during testing, detects the pump motor rotation speeds corresponding to each test drive duty ratio, and determines whether or not to correct the forced commutation duty ratio according to the values of those rotation speeds. When correcting the forced commutation duty ratio, the forced commutation duty ratio is determined based on the results of linear interpolation performed on the relationship between the multiple test drive duty ratios and the corresponding rotation speeds. This makes it possible to correct the forced commutation duty ratio with high accuracy.

(その他の実施形態)
ステップS2及びS3の処理は、必要に応じて行えば良い。
第3実施形態における電源電圧の比に応じた補正を、第4、第5実施形態に適用しても良い。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Other Embodiments
The processes in steps S2 and S3 may be performed as necessary.
The correction according to the ratio of the power supply voltages in the third embodiment may be applied to the fourth and fifth embodiments.
Although the present disclosure has been described based on the embodiment, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiment or structure. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, and other combinations and forms including only one element, more than one element, or less than one element, are also within the scope and concept of the present disclosure.

図面中、1は電子制御装置、2はポンプモータ、3はマイクロコンピュータ、4は制御ICを示す。 In the drawing, 1 indicates an electronic control device, 2 indicates a pump motor, 3 indicates a microcomputer, and 4 indicates a control IC.

Claims (6)

尿素配管の圧力制御を行うためのポンプモータ(2)と、
前記ポンプモータの回転数を検出する回転数検出部(10,16,17)と、
前記ポンプモータの駆動をPWM(Pulse Width Modulation)制御する制御部(3、3A~3D)とを備え、
前記制御部は、前記回転数を目標回転数に到達させるように前記ポンプモータの強制転流処理を行う前に、前記ポンプモータの回転動作を確認するテスト期間を有しており、
前記テスト期間において、テスト駆動デューティ比のPWM信号により前記ポンプモータを駆動した際に検出される前記ポンプモータの回転数と、前記テスト駆動デューティ比のPWM信号に対応する基準回転数とを比較し、その比較結果に応じて前記強制転流処理時に設定するPWM信号の強制転流デューティ比を補正する電子制御装置。
A pump motor (2) for controlling the pressure of the urea pipe;
A rotation speed detection unit (10, 16, 17) for detecting the rotation speed of the pump motor;
A control unit (3, 3A to 3D) that controls the drive of the pump motor by PWM (Pulse Width Modulation),
the control unit has a test period for confirming a rotation operation of the pump motor before performing a forced commutation process of the pump motor so as to make the rotation speed reach a target rotation speed ,
an electronic control device that, during the test period, compares a rotation speed of the pump motor detected when the pump motor is driven by a PWM signal of a test drive duty ratio with a reference rotation speed corresponding to the PWM signal of the test drive duty ratio, and corrects a forced commutation duty ratio of the PWM signal that is set during the forced commutation processing in accordance with a result of the comparison.
前記制御部(3A)は、前記テスト期間に検出される前記ポンプモータの回転数と前記基準回転数との比に応じて、前記強制転流デューティ比を補正する請求項1記載の電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1, wherein the control unit (3A) corrects the forced commutation duty ratio according to the ratio between the pump motor rotation speed detected during the test period and the reference rotation speed. 前記制御部(3C)は、基準デューティ比から所定の補正定数を減算した値に前記比を乗じた結果に対し、所定の補正定数を加算して前記強制転流デューティ比を補正する請求項記載の電子制御装置 2. The electronic control device according to claim 1 , wherein the control unit (3C) corrects the forced commutation duty ratio by adding a predetermined correction constant to a result obtained by subtracting a predetermined correction constant from a reference duty ratio, multiplying the result by the ratio . 前記制御部(3B)は、前記テスト期間における電源電圧と前記強制転流処理時における電源電圧とを比較した結果にも応じて、前記強制転流デューティ比を補正する請求項1から3の何れか一項に記載の電子制御装置。 The electronic control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit (3B) corrects the forced commutation duty ratio in accordance with a result of comparing the power supply voltage during the test period with the power supply voltage during the forced commutation process. 前記制御部(3D)は、前記テスト期間において前記テスト駆動デューティ比を複数の値に変化させて、各テスト駆動デューティ比に対応するポンプモータの回転数を検出すると、それらの回転数の値に応じて前記強制転流デューティ比を補正するか否かを決定する請求項1記載の電子制御装置。 The electronic control device according to claim 1, wherein the control unit (3D) changes the test drive duty ratio to a plurality of values during the test period, detects the pump motor rotation speed corresponding to each test drive duty ratio, and determines whether or not to correct the forced commutation duty ratio according to the values of the rotation speed. 前記制御部は、前記強制転流デューティ比を補正する際には、複数のテスト駆動デューティ比とそれらに対応する回転数との関係から線形補間を行った結果に基づいて、前記強制転流デューティ比を決定する請求項5記載の電子制御装置。 The electronic control device according to claim 5, wherein when correcting the forced commutation duty ratio, the control unit determines the forced commutation duty ratio based on the result of linear interpolation performed on the relationship between a plurality of test drive duty ratios and the corresponding rotation speeds.
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