无刷电动机的控制装置以及控制方法_3

文档序号:8270200阅读:来源:国知局
图8的电压波形而确定转子120的磁极位置。但是,在本说明书中,为了便于说明,设为作为在非通电相中产生的电压而利用图8的电压波形。
[0065]在步骤2002中,判定是否能够开始切换定位通电模式的通电模式切换控制。
[0066]切换定位通电模式是因为以下的理由。S卩,通过步骤2001的定位通电模式的实施,如图7所示那样开始了转动的转子120引起其磁极(例如,N极)的相位相对于定位角度而增减的摇动,但若电动水泵26的旋转体或转子120自身的惯性(惯性力矩)越大则导致该摇动越难以衰减。因此,由于转子120的定位所需的时间变长,所以存在前述的步骤1003中的无传感器控制的开始延迟,电动水泵26等的启动响应性降低的顾虑。相对于此,如图9所示,通过适当切换定位通电模式,对转动的转子120作用向与转动方向相反的方向产生转矩而抑制摇动的、所谓的“制动”。这是因为这样能够缩短转子120的定位所需的时间。
[0067]能够开始通电模式切换控制的基准是,在通过控制器220以从E⑶38输出驱动指令信号为契机而开始无刷电动机100的控制而最初实施本步骤的情况下,例如从步骤2001中的定位通电模式的实施起经过了规定时间等,在图8(b)中,推定转子120的磁极相位收敛到如下范围,即非通电相的电压配合转子120的磁极相位由于转子120的摇动而夹着定位角度增减也进行增减的范围。例如,在将定位通电模式设为通电模式(3)的情况下,推定转子120的磁极相位收敛到图8(b)的Δ Θ的范围。
[0068]另一方面,在本步骤的第2次以后的实施中,不是以下的状态成为用于开始通电模式切换控制的基准,该状态为,例如,在非通电相中产生的电压的绝对值超过规定电压等,由于将定位通电模式切换为不同的通电模式而使“制动”作用,使得转子120的摇动反倒难以衰减的状态。
[0069]在步骤2002中,判定为能够开始通电模式切换控制的情况下,进入步骤2003(是),判定为不能开始通电模式切换控制的情况下,结束定位控制处理(否)。
[0070]在步骤2003中,运算在非通电相(例如,U相)中产生的感应电压的时间变化率α。具体而言,控制器220包括在每个微小时间At检测非通电相的电压的检测部件,根据在由该检测部件检测出的非通电相的电压中、本次检测出的电压Vl和前次检测出的电压V2而求出减法值(VI — V2),将该减法值除以微小时间At而运算时间变化率α。另外,也可以将时间变化率α设为减法值(V1- V2)。
[0071]运算时间变化率α是因为,如前所述,在非通电相的电压中重叠与转子120的转动速度对应的速度引起电压,从而难以从图8的电压波形确定转子120的磁极相位,此外,是因为只要能推定计转子120向正向或者反向中的哪一个方向转动即可。
[0072]在步骤2004中,进行通电模式的切换标记Fmod的设定。通电模式的切换标记Fmod是,对定位通电模式表示将通电模式向正向切换一个的正向切换或者将通电模式向反向切换一个的反向切换中的其中一个的标记。这里,设为在Fmod = O的情况下表示反向切换,在Fmod = I的情况下表示正向切换。如本实施方式所示,在定位通电模式为通电模式(3)的情况下,Fmod = O表示切换为通电模式⑵,Fmod = I表示切换为通电模式⑷。
[0073]通电模式的切换标记Fmod、即正向切换或者反向切换中的哪一个被设定基于在步骤2003中运算出的变化率α是否小于O而定。在时间变化率α为O以上的情况下,为了进行反向切换,设定为Fmod = 0,另一方面,在时间变化率α小于O的情况下,为了进行正向切换,设定为Fmod = 1
[0074]例如,如图7所示,若设为在定位通电模式为通电模式(3)的情况下,转子120向正向转动,则如图10所示,在非通电相中产生的电压从图中的白色圆圈标记开始增大,时间变化率α成为O以上,所以为了进行定位通电模式的反向切换,设定为Fmod = O。
[0075]另外,为了使通电模式的切换向正向和反向交替地实施,除了在以来自ECU38的驱动指令信号的输出为契机而开始无刷电动机100的控制并最初实施本步骤的情况之外,也可以以在本步骤中设定为Fmod = I时前次的设定为Fmod = O、在设定为Fmod = O时以前次的设定为Fmod = I作为条件。
[0076]在步骤2005中,判定通电模式的切换标记Fmod为O和I中的哪一个。在Fmod =O的情况下,为了进行反向切换而进入步骤2006,另一方面,在Fmod = I的情况下,为了进行正向切换而进入步骤2007。
[0077]在步骤2006中,进行通电模式的反向切换。关于通电模式的反向切换的细节,在后面叙述。
[0078]在步骤2007中,进行通电模式的正向切换。关于通电模式的正向切换的细节,在后面叙述。
[0079]图11表示关于步骤2006中的通电模式的反向切换处理的细节。
[0080]在步骤3001中,与步骤2003相同地,运算在非通电相(例如,U相)中产生的电压的微小时间At中的时间变化率α丨。
[0081]在步骤3002中,进行通电模式的反向切换实施标记Fcw的设定。反向切换实施标记Fcw是表示是否实施通电模式的反向切换的标记。这里,设为在Fcw= I的情况下,表示实施反向切换,在Fcw = O的情况下,表示不实施反向切换。
[0082]在设定表示将通电模式向反向切换的切换标记Fmod = O之后进一步设定是否实施反向切换的反向切换标记Few,是为了再次确认转子120的转动方向为正向,从而对于转子120的“制动”不会反而使转子120加速。如本实施方式所示,在定位通电模式为通电模式⑶的情况下,Fcw = O表示不实施向通电模式⑵的切换,Fcw = I表示实施向通电模式⑵的切换。
[0083]在时间变化率α '小于O的情况下,为了中止反向切换的实施而设定为Fcw = 0,另一方面,在时间变化率α '为O以上的情况下,为了实施正向切换而设定为Few = 1
[0084]在步骤3003中,判定反向切换实施标记Fcw为O和I中的哪一个。由于在Fcw =O的情况下,不实施通电模式的反向切换,所以为了判定在步骤1002中的定位控制处理是否完成,结束通电模式的正向切换处理。另一方面,在Fcw= I的情况下,为了实施通电模式的反向切换而进入步骤3004。
[0085]在步骤3004中,将通电模式从定位通电模式切换为反向。如本实施方式所示,在定位通电模式为通电模式(3)的情况下,切换为通电模式(2)。
[0086]在步骤3005中,判定在步骤3004中将通电模式切换为反向之后是否经过了规定时间。规定时间是伴随着通电模式的切换而产生在非通电相中流过的环流电流的时间。
[0087]这里,叙述判定是否经过规定时间的理由。如图12所示,在作为定位通电模式的通电模式⑶中,转子120向正向转动,在非通电相(U相)中产生的电压从A点变化为B点时切换为通电模式(2),进一步,转子120向正向转动,在非通电相(V相)中产生的电压从B'点变化为C'点时,在步骤3008中如后述那样返回到定位通电模式的情况下,在非通电相中产生的电压的时间变化成为如图13(a)所示。
[0088]如图13(a)所示,在从作为定位通电模式的通电模式(3)切换为通电模式(2),在非通电相(V相)中流过环流电流的时间λ中,非通电相(V相)的电压贴近GND(ground)电压。因此,在该时间λ中,即使如后述的步骤3006那样对非通电相的电压运算时间变化率,也不能估计转子120向正向或者反向中的哪一个方向转动。因此,为了直到时间λ经过为止不对非通电相的电压进行时间变化率的运算,以时间λ作为规定时间,判定是否从步骤3004中的通电模式的切换起经过了规定时间。
[0089]在步骤3005中,判定为经过了规定时间的情况下,进入步骤3006(是),另一方面,判定为没有经过规定时间的情况下,重复本步骤(否)。另外,在优先减轻控制器220的处理负担的情况下,也可以不实施步骤3005。这对于后述的正向切换处理也是相同的。
[0090]在步骤3006中,与步骤2003相同地,运算在非通电相(V相)中产生的电压的时间变化率β。
[0091]在步骤3007中,为了检测将通电模式返回到定位通电模式的定时,判定在非通电相(V相)中产生的电压的时间变化率β是否小于O。
[0092]这里,叙述根据在非通电相中产生的电压的时间变化率β而检测返回到定位通电模式的定时的理由。如图14所示,在作为定位通电模式的通电模式(3)中,在转子120正向转动,且在非通电相(U相)中产生的电压从D点变化为E点的情况下,若在E点切换为通电模式(2),则在切换后转子120也因惯性而正向转动,所以在非通电相(V相)中产生的电压从W点向P点变化。但是,由于
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