无刷电动机的控制装置以及控制方法_4

文档序号:8270200阅读:来源:国知局
通电模式(2)的定位角度为30deg,成为在转子120中反向的转矩动作而“制动”作用的状态,因此转子120的正向的转动终于停止而开始反向转动。因此,非通电相(V相)的电压从E'点上升至例如F'点,但之后,向E'点逐渐减少。即,如图14(c)所示,该非通电相(V相)的电压以F'点为边界,时间变化率进行正/负反转。并且,若在转子120开始了反向转动的情况下维持通电模式(2),则反而会加大转子120的摇动,所以在时间变化率变化为小于O时,将通电模式(2)返回到作为定位通电模式的通电模式⑶。
[0093]在步骤3007中,判定为在非通电相(V相)中产生的电压的时间变化率β小于O的情况下,进入步骤3008(是)。另一方面,判定为在非通电相(V相)中产生的电压的时间变化率β为O以上的情况下,返回到步骤3006(否)。
[0094]在步骤3008中,实施定位通电模式。在将通电模式⑵返回到定位通电模式的情况下,与在步骤3004中将定位通电模式切换为通电模式(2)时相同地,如图13所示,产生在非通电相(U相)中产生的电压由于环流而贴近GND电压的现象。此外,在本步骤之后实施的步骤1002中,基于非通电相的电压本身,判定定位控制处理是否完成。因此,也可以在执行步骤1002的情况下,如步骤3005所示,在本步骤中实施定位通电模式之后经过环流时间为止不检测非通电相的电压。此外,也可以在检测出非通电相的电压贴近GND电压之后再次上升时的边缘之后,检测非通电相的电压。这关于后述的正向切换处理也是同样的。另夕卜,通过本步骤的实施而不需要步骤2001。
[0095]图15表示关于步骤2007中的通电模式的正向切换处理的细节。另外,正向切换处理由于除了使对反向转动的转子120产生正向的转矩的方面不同之外,与图11的反向切换处理相同,所以简化或省略说明而叙述。
[0096]在步骤4001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。
[0097]在步骤4002中,进行通电模式的正向切换实施标记Fccw的设定。正向切换实施标记Fccw是表示是否实施通电模式的正向切换的标记。这里,设为在Fccw= I的情况下表示实施正向切换,在Fccw = O的情况下表示不实施正向切换。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,Fccw = O表示不实施向通电模式(4)的切换,Fccw=I表示实施向通电模式⑷的切换。
[0098]在时间变化率α丨小于O的情况下,为了中止正向切换的实施,设定为Fccw = 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,设定为Fccw = 1
[0099]在步骤4003中,判定正向切换实施标记Fccw为O和I中的哪一个。在Fccw = O的情况下,由于不实施通电模式的正向切换,所以为了判定步骤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Fccw= I的情况下,为了实施通电模式的正向切换,进入步骤4004。
[0100]在步骤4004中,将通电模式从定位通电模式切换为正向。
[0101]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⑷。
[0102]在步骤4005中,判定在步骤4004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。在判定为经过了规定时间的情况下,进入步骤4006 (是),另一方面,在判定为没有经过规定时间的情况下,重复本步骤(否)。
[0103]在步骤4006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。
[0104]在步骤4007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。在判定为在非通电相(V相)中产生的电压的时间变化率β小于O的情况下,进入步骤4008(是)。另一方面,判定为在非通电相(V相)中产生的电压的时间变化率β为O以上的情况下,返回到步骤4006(否)。
[0105]在步骤4008中,实施定位通电模式。
[0106]根据这样的电动机控制装置200,能够使对通过定位通电模式而转动的转子120,向与转动方向相反的方向产生转矩而作用“制动”。因此,即使通过无刷电动机100而被驱动的电动水泵26的旋转体或转子120自身的惯性变大,转子120相对于定位通电模式中的定位角度的摇动也不会难以衰减。因此,由于转子120的定位所需的时间能够缩短到例如大约0.8秒至0.115秒,因此能够迅速地开始步骤1003中的无传感器控制,电动水泵26的启动响应性提尚。
[0107]另外,在前述的实施方式中,在规定的情况下,也可以不实施将定位通电模式切换为正向或者反向,从而对转动的转子120使“制动”作用的步骤2002?步骤2007的处理。这是因为,由于冷却系统中的冷却水的粘度的温度依赖性,若水温降低而电动水泵26的摩擦力提高,则该摩擦力代替“制动”,转子120的摇动容易衰减。因此,前述的规定的情况例如是相对于水温的上限值,水温的实际测量值成为该上限值以下的情况,该水温的上限值是成为即使不通过定位通电模式的切换而使“制动”作用也不会对电动水泵26的启动响应性产生影响的冷却水的粘度的水温的上限值。
[0108]与此不同地,前述的规定的情况也可以是,以非通电相的电压收敛到图8(b)的△ Θ的范围为前提,非通电相的电压的例如零交叉点等中的时间变化率成为规定率以下的情况。即使转子的磁极相位相同,非通电相电压的时间变化率也随着冷却水的粘度提高而降低,所以前述的规定率是在成为不对电动水泵26的启动响应性产生影响的冷却水的粘度时的时间变化率的上限值。
[0109]在前述的实施方式中,将定位通电模式切换为反向或者正向(步骤3004、步骤4004),使对转动的转子120向与转动方向相反的方向产生转矩而作用“制动”,但该“制动”的大小也可以根据从步骤2001的定位通电模式实施起经过的时间而缓慢地减小。具体而言,在从作为定位通电模式的通电模式(3)切换为通电模式(2)或者通电模式(4)的情况下,根据从定位通电模式的实施起经过的时间,减少通电模式(2)或者通电模式(4)中的电动机施加电压V。由于由此能够使在与转子120的转动方向相反的方向上产生的转矩降低,缓慢地减小“制动”的大小,所以降低由于“制动”的过度施加而使转子120的摇动反而难以衰减的可能性。
[0110]此外,也可以代替根据时间而缓慢地减小“制动”的大小的前述的方法,而根据定位通电模式中的非通电相的电压的振幅而缓慢地减小“Φ恸”的大小。如图16(a)所示,在步骤2002中判定为能够开始通电模式的切换控制之后,依次检测定位通电模式中的非通电相的电压伴随着转子120的摇动衰减而缓慢地减小的峰电压(图中的白色圆圈标记)。此外,如图16(b)所示,依次运算将各峰电压V1、V2、V3、V4、V5、V6…除以最初检测出的峰电压Vl且进行绝对值化后的峰电压比率Vl/VlU V2/V1U V3/V1U V4/V1U V5/V1U
V6/V11…。并且,在峰电压比率的运算后,最初实施步骤3004或者步骤4004的情况下,施加对电动机施加电压V(或者一 V)乘以最新的峰电压比率所得的电压而实施通电模式(2)或者通电模式(4)。由于这样也能够使在与转子120的转动方向相反的方向上产生的转矩降低,缓慢地减小“Φ恸”的大小,所以不会由于“制动”的过度施加而阻碍转子120的定位所需的时间的缩短。
[0111]另外,缓慢地减小“制动”的大小,除了根据时间或定位通电模式中的非通电相的电压而进行之外,还能够根据前述的水温或时间变化率而进行。例如,伴随着水温的上升而减小“制动”的大小,另一方面,根据水温的降低而缓慢地增大“制动”的大小。此外,例如,根据时间变化率的增大而缓慢地减小“制动”的大小,另一方面,根据时间变化率的减少而缓慢地增大“制动”的大小。
[0112]如前所述,无刷电动机100除了应用于电动水泵26的动力源,例如还能够应用于对发动机/变速器等提供润滑冷却功能/油压的油泵的动力源、用于使车辆的各种机构部件工作的电动致动器等各种用途。
[0113]这里,关于能够从所述实施方式掌握的除了权利要求以外的技术思想,以下与效果一同记载。
[0114](I)如技术方案I?技术方案3的任一项所述的无刷电动机的控制装置,在接受到无刷电动机的启动指令的情况下,对所述无刷电动机的多个相中的2相通电而将转子定位在规定位置,其特征在于,在将对所述2相通电的所述定位通电模式临时切换为对与所述2相不同的其他的2相通电的通电模式的情况下,在再次开始所述定位通电模式时,经过规定时间之后实施所述定位通电模式。这样,在从定位通电模式切换通电模式的情况下,即使
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