电机驱动电压控制装置以及电机驱动电压控制方法_2

文档序号:9264878阅读:来源:国知局
制装置的方式在基于驱动指令信号来形成供应给电机的驱动电压信号的电机驱动电压控制装置中,具备:低层次部,进行降低驱动电压信号的层次度且使量化噪声偏重于高频带域的噪声整形调制;以及PWM调制部,将由低层次部形成的低层次度的驱动电压信号的振幅调制为脉冲宽度。
[0036]低层次部将驱动电压信号的层次度低层次化为PWM调制部的分辨率的范围内,通过噪声整形调制,将量化噪声的频率分布偏重于与包含电机的电感的低通滤波器的截止频率相比更高频率侧。
[0037]PWM调制部向电机供应通过低层次部进行低层次化且将量化噪声偏重于高频率侧的驱动电压信号。
[0038]偏重于驱动电压信号的高频带域侧的量化噪声被电机的电感构成的低通滤波器截断,供应给电机的驱动电压信号的量化噪声降低。
[0039]本发明的电机驱动电压控制装置能够设为具备高电压化部的结构,能够通过将由高电压化部提高了电压的驱动电压信号供应给电机来提高电机的输出,其中,该高电压化部用于将由PWM调制部形成的驱动电压信号的电压值高电压化。
[0040]本发明的电机驱动电压控制装置能够设为在低层次部的前级具备高频率化部的结构,该高频率化部用于提高驱动指令信号的频率。通过高频率化部提高驱动指令信号的频率,从而低通滤波器能够进行平滑化。
[0041]本发明的高频率化部能够设为以比低通滤波器的截止频率高的频率对驱动指令信号进行过采样的结构。
[0042]通常,在基于PWM调制的驱动控制中,驱动指令信号中,比低通滤波器的截止频率高的频率分量被低通滤波器截止。从而,在进行了数字化的驱动指令信号的频率上的设定中,设定比低通滤波器的截止频率低的频率且可得到所需的精度的频率分量就足够。
[0043]但是,在驱动指令信号以比低通滤波器的截止频率低的频率被送来的情况下,即使对驱动指令信号进行了噪声整形,也不能使量化噪声偏重于与截止频率相比更高频率侧,不具有量化噪声的降低效果。
[0044]因此,在驱动指令信号的频域的高频率分量被设定得比低通滤波器的截止频率低的情况下,通过过采样而以高频率对于驱动指令信号将比低通滤波器的截止频率低的频率分量进行采样,从而在取得了比低通滤波器的截止频率高的频率分量后,对于所取得的驱动电压信号,通过噪声整形调制来使量化噪声偏重于比低通滤波器的截止频率高的频率且进行低层次化,使得进行了偏重的高频域的噪声能够通过低通滤波器去除。
[0045]另一方面,在驱动指令信号以较高的频率被采样,驱动指令信号的频域的高频率分量被设定得比低通滤波器的截止频率高的情况下,不需要进行过采样,所以不对驱动指令信号进行过采样而直接通过噪声整形调制来使量化噪声偏重于比低通滤波器的截止频率高的频率且进行低层次化,使得进行了偏重的高频域的噪声能够通过低通滤波器去除。
[0046]本发明的低层次部能够使用Λ Σ调制器作为进行低层次化和噪声整形调制的结构。噪声整形调制不限于Δ Σ调制,还能够基于其他调制方式。
[0047]Δ Σ调制能够通过以下结构来进行噪声整形调制,并通过对调制信号进行量化的量化部件来进行低层次化,其中,该结构中通过使通过了积分器的输出反馈给输入的结构来使量化噪声的频率分布偏向高频率侧。
[0048]本申请发明的电机驱动电压控制方法的方式在基于驱动指令信号而形成供应给电机的驱动电压信号的电机驱动电压控制方法中,具备:低层次步骤,进行降低驱动指令信号的层次度且使量化噪声偏重于高频带域的噪声整形调制;以及PWM调制步骤,将通过低层次步骤形成的低层次度的驱动指令信号的振幅调制为脉冲宽度。
[0049]低层次步骤中,将驱动指令信号的层次度低层次为PWM调制部的分辨率的范围内,通过噪声整形调制,将量化噪声的频率分布偏重于与包含所述电机的电感的低通滤波器的截止频率相比更高频率侧。
[0050]PWM调制步骤中,对通过低层次步骤进行低层次化且将量化噪声偏重于高频率侧的驱动电压信号进行PWM调制,生成驱动电压信号,并供应给电机。将通过PWM调制步骤得到的驱动电压信号通过电机的电感,由电感构成的低通滤波器来对偏重于驱动电压信号的高频率侧的量化噪声进行截断,降低供应给电机的驱动电压信号的量化噪声。
[0051]本发明的电机驱动电压控制方法具备高电压化步骤,其用于将通过PWM调制步骤形成的驱动电压信号的电压值高电压化。
[0052]本发明的电机驱动电压控制方法在低层次步骤的前级具备高频率化步骤,其用于提高驱动指令信号的频率。高频率化步骤中,将驱动指令信号的频率提高为低通滤波器能够进行平滑化的高频率。
[0053]本发明的高频率化步骤中,在与低层次步骤相比更前步骤中,能够通过以比低通滤波器的截止频率高的频率对驱动指令信号进行过采样而进行。
[0054]在驱动指令信号的频域的高频带域被设定得比低通滤波器的截止频率低的情况下,通过过采样而以高频率对与低通滤波器的截止频率相比更低频率的驱动指令信号进行采样,取得比低通滤波器的截止频率高的频率分量。
[0055]在驱动指令信号以比低通滤波器的截止频率低的频率被送来的情况下,即使对驱动指令信号进行了噪声整形,也不能使量化噪声偏重于与截止频率相比更高频率侧,产生变得不具有量化噪声的降低效果的问题,但通过对驱动指令信号通过过采样等来进行高频率化,从而能够解决该问题。
[0056]在驱动指令信号以较高的频率被采样,驱动指令信号的频域的高频带域被设定得比低通滤波器的截止频率高的情况下,不需要通过过采样等来进行高频率化,所以不进行高频率化步骤,将驱动指令信号直接通过低层次步骤来进行低层次化。
[0057]高频率化步骤中,扩大量化噪声分布的频带域。由于量化噪声在频带域中均等地分布,所以将通过过采样等进行了高频率化后的驱动指令信号低层次化,从而与以通常的采样率进行的情况相比能够使低频域中的量化噪声的等级降低。
[0058]根据本申请发明的电机驱动电压控制的装置以及方法,在基于驱动指令信号而形成供应给电机的驱动电压信号的电机驱动电压控制中,能够以高频率对驱动指令信号进行采样而形成进行了高频化的驱动电压信号的层次信号。为了缩小波纹的幅度且降低量化噪声,降低PWM信号的层次而使其高频,但通过形成以较高的频率层次化的驱动电压信号,即使在原始的驱动电压信号的频率比PWM调制的频率低的情况下,也能够将驱动电压信号提高到所利用的PWM调制的频率。
[0059]从控制器等得到的驱动指令信号在当初以较高的频率层次化的情况下,能够不需要基于米样等的尚频化。
[0060]在进行PWM调制前对驱动指令信号的层次信号进行低层次化。进行了低层次化的调制信号中,量化噪声通过低层次化的噪声整形调制而偏重于高频率侧,低频率侧的量化噪声的等级降低。进而,在低层次化中,降低调制信号的层次数,形成比驱动指令信号低的层次度的驱动电压信号。针对通过降低层次度来进行了高频化的驱动指令信号,能够使其对应于进行PWM调制的电路的处理能力。
[0061]在对进行了低层次化的驱动指令信号进行PWM调制而生成驱动电压信号后使其通过低通滤波器,从而通过低层次化的噪声整形来对偏重于高频率侧的量化噪声进行截断,将供应给电机的驱动电压信号的量化噪声设为仅低频率侧。低频率侧的量化噪声由于低层次化的噪声整形而降低,所以施加给
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