电动机的驱动控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供防止由于切换通电模式而发生异常的驱动控制装置。驱动控制装置具有：逆变电路和预驱动电路，它们从电源Vcc接受电力的供给，并通过驱动控制信号Sd来驱动无刷电动机；和控制电路部，其根据来自旋转位置检测器的检测信号HU、HV、HW来检测转子的旋转位置，根据检测到的转子的旋转位置来确定向电枢线圈Lu、Lv、Lw进行通电的通电模式，并向预驱动电路输出驱动控制信号Sd，以使得在无刷电动机起动时，开始预先设定的第1通电模式A的旋转控制，在经过了规定时间后，调整为在切换通电模式时各相不发生短路的通电定时，然后切换为相比于第1通电模式A具有规定的超前角量的第2通电模式B的旋转控制。
【专利说明】电动机的驱动fe制装直
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及使电动机旋转驱动的驱动控制装置。
【背景技术】
[0002]无刷电动机等电动机的驱动控制装置根据旋转中的转子的位置，使电动机的各相的电枢线圈通电。因此，电动机的驱动控制装置例如使用霍尔传感器等旋转位置检测器，根据来自旋转位置检测器的输出信号来检测转子的位置。然后，电动机的驱动控制装置根据检测到的转子的位置来设定使电动机的各相通电的模式(通电模式)，并对转子的旋转进行控制。
[0003]此外，为了对霍尔传感器的安装位置的相对误差进行校正，或者为了最大限度地发挥电动机的转矩，电动机的驱动控制装置进行合并电枢线圈中的感应电压的相位与电动机的电流的相位的超前角控制。
[0004]在电动机的驱动控制装置进行超前角控制的情况下，若以相比适当的超前角位置有较大偏移的通电模式来起动电动机，可能会产生电动机向非预期的方向旋转等不稳定的动作。因此，在专利文献I中，公开了一种控制装置，为了使在刚起动电动机后的低速旋转时的旋转驱动稳定，该控制装置在电动机起动时以及在电动机达到规定的旋转速度后，对通电模式进行切换。
[0005]在专利文献I的摘要中，作为技术问题记载了 “提供了一种能够通过简单的控制使旋转驱动稳定化，尤其是使刚起动后的低速旋转时的旋转驱动稳定化的无刷电动机控制装置。”，作为解决方法记载了“驱动定时生成部16生成基于转子IOa的旋转位置(来自霍尔元件Hu、Hv、Hw的检测信号)的正规通电定时和120°超前角通电定时，控制部17根据转子IOa的旋转速度来生成相对120°超前角通电定时的延迟量。然后，通过控制部17，在转子IOa的旋转速度小于规定旋转速度时，实施正规通电定时的旋转控制，若转子IOa的旋转速度超过规定旋转速度，则切换为延迟量反映后的超前角通电定时的旋转控制。”。
[0006]专利文献1:日本特开2009-268225号公报
【发明内容】
[0007]专利文献I所记载的控制装置在切换通电模式时，暂时停止向电动机的通电。这是因为在切换通电模式时，要防止由于同时存在切换前后的通电模式而发生的各相元件的短路、旋转控制的误动作。
[0008]然而，若控制装置暂时停止向电动机的通电，则电动机的转矩和旋转速度降低。进而当控制装置重新开始通电时，在电动机中发生异常声音。
[0009]此外，专利文献I所记载的控制装置根据旋转速度的检测结果来切换通电模式。因此，需要监视转子的旋转速度的电路，导致耗费成本。
[0010]于是，本发明的课题在于，提供一种能够防止由切换通电模式而发生异常的电动机的驱动控制装置。[0011]为了解决上述的课题，本发明的技术方案I所记载的电动机的驱动控制装置的特征在于，其具有:电动机驱动部，其从电源接受电力的供给，并通过驱动控制信号驱动电动机；和控制部，其根据来自旋转传感器的检测信号来检测转子的旋转位置，根据检测到的转子的旋转位置来确定向电枢线圈进行通电的通电模式，并向上述电动机驱动部输出上述驱动控制信号，以使得在上述电动机起动时，开始预先设定的第I通电模式的旋转控制，在经过了规定时间后，调整为在切换通电模式时各相不发生短路的通电定时，然后切换为相比于上述第I通电模式具有规定的超前角量的第2通电模式的旋转控制。
[0012]因此，电动机控制部6在各相不发生短路的通电定时，不用停止通电而将通电模式从第I通电模式A切换为第2通电模式B。由此，能够防止旋转控制的误动作、电动机的旋转速度和转矩的降低以及发生异常声音等的不良状况。
[0013]针对其他的方法，在用于实施发明的方式中进行说明。
[0014]本发明能够提供一种能够防止由于切换通电模式而发生异常的电动机的驱动控制装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示第I实施方式中的无刷电动机的驱动控制装置的概略结构图。
[0016]图2是表示第I实施方式中的第I通电模式A的时间图的波形图。
[0017]图3是表示第I实施方式中的第I通电模式A的真值的图。
[0018]图4是表示第I实施方式 中的第2通电模式B的时间图的波形图。
[0019]图5是表示第I实施方式中的第2通电模式B的真值的图。
[0020]图6是表示第I实施方式中的电动机控制部切换通电模式的处理的流程图。
[0021]图7是表示第2实施方式中的无刷电动机的驱动控制装置的概略结构图。
[0022]附图符号说明:l、la...驱动控制装置；2...逆变电路(电动机驱动部)；3…预驱动电路(电动机驱动部);4…旋转位置检测器5、5a…控制电路部(控制部);6…电动机控制部；
7、7a...超前角控制部；8…通电模式存储部；9…定时器电路部；10...速度检测部；20...无刷电动机；Sp…旋转位置信号；Sa…超前角控制信号；St…计时信息；Se…通电模式信息；Ss…旋转速度信号；Cs…速度指不信号。
【具体实施方式】
[0023]下面，参照各图，对用于实施本发明的方式进行详细地说明。
[0024](第I实施方式的结构)
[0025]图1是表示第I实施方式中的无刷电动机20的驱动控制装置I的概略结构图。
[0026]无刷电动机20的驱动控制装置I具有逆变电路2、预驱动电路3、旋转位置检测器
4、控制电路部5以及电阻Rl。
[0027]驱动控制装置I与电源Vcc连接，并通过U相布线、V相布线、W相布线这3相与无刷电动机20连接，还与旋转位置检测器4连接。
[0028]驱动控制装置I控制无刷电动机20的旋转。驱动控制装置I向无刷电动机20输出3相交流。
[0029]逆变电路2例如作为开关元件Ql~Q6具有6个FET(Field Effect Transistor:场效应管)。逆变电路2构成为包括U相的开关引线、V相的开关引线以及W相的开关引线。逆变电路2与电源Vcc连接，并经由电阻Rl与直流接地连接。
[0030]U相的开关引线具有上臂侧的开关元件Ql和下臂侧的开关元件Q2。开关元件Ql的漏极端子与电源Vcc连接。开关元件Ql的源极端子输出U相的交流信号，并与开关元件Q2的漏极端子连接。开关元件Q2的源极端子经由电阻Rl与直流接地连接。向开关元件Ql的栅极端子输出驱动信号UH (参照图2 (D))。向开关元件Q2的栅极端子输出驱动信号UL (参照图2 (E))。
[0031]V相的开关引线具有上臂侧的开关元件Q3和下臂侧的开关元件Q4。开关元件Q3的漏极端子与电源Vcc连接。开关元件Q3的源极端子输出V相的交流信号，并与开关元件Q4的漏极端子连接。开关元件Q4的源极端子经由电阻Rl与直流接地连接。向开关元件Q3的栅极端子输出驱动信号VH (参照图2 (F))。向开关元件Q4的栅极端子输出驱动信号VL (参照图2 (G))。
[0032]W相的开关引线具有上臂侧的开关元件Q5和下臂侧的开关元件Q6。开关元件Q5的漏极端子与电源Vcc连接。开关元件Q5的源极端子输出W相的交流信号，并与开关元件Q6的漏极端子连接。开关元件Q6的源极端子经由电阻Rl与直流接地连接。向开关元件Q5的栅极端子输出驱动信号WH (参照图2 (H))。向开关元件Q6的栅极端子输出驱动信号WL (参照图2 (D)0
[0033]S卩，逆变电路2具有上臂侧开关元件Ql、Q3、Q5和下臂侧开关元件Q2、Q4、Q6，其中上臂侧开关元件Q1、Q3、Q5连接在无刷电动机20的各电枢线圈Lu、Lv、Lw的各相与电源Vcc的一方端子之间，下臂侧开关元件Q2、Q4、Q6经由电阻Rl连接在各电枢线圈Lu、Lv、Lw的各相与电源Vcc的接地端子之间。
[0034]逆变电路2从电源Vcc接受电力的供给，若被输入与驱动控制信号Sd对应的驱动信号UH、UL、VH、VL、WH、WL,则3相交流流过无刷电动机20的U相布线、V相布线、W相布线。
[0035]预驱动电路3例如具有6个栅极驱动电路。若预驱动电路3被输入驱动控制信号Sd,则由此生成与驱动控制信号Sd对应的驱动信号UH、UL、VH、VL、WH、WL，并向逆变电路2输出。
[0036]在本实施方式中，逆变电路2和预驱动电路3是指从电源Vcc接受电力的供给并通过驱动控制信号Sd来驱动无刷电动机20的电动机驱动部。
[0037]旋转位置检测器4检测无刷电动机20的未图示的转子的旋转位置。旋转位置检测器4具有例如3组霍尔传感器与放大器的组合，其生成对各霍尔传感器的信号放大后的3个检测信号HU、HV、HW (脉冲信号:参照图2 (A)、(B)、(C))作为旋转位置信号Sp向控制电路部5的电动机控制部6输出。
[0038]控制电路部5 (控制部)具有电动机控制部6、超前角控制部7、通电模式存储部8以及定时器电路部9。控制电路部5与旋转位置检测器4连接，并与未图示的外部装置连接而被输入速度指示信号Cs，与预驱动电路3连接而输出驱动控制信号Sd。控制电路部5(控制部)例如是具有未图不的ROM (Read Only Memory:只读存储器)和RAM (Random AccessMemory:随机存储器)的微型电子计算机，通过读入并执行记录于ROM的程序,使电动机控制部6、超前角控制部7、通电模式存储部8以及定时器电路部9具体化。[0039]控制电路部5向预驱动电路3输出驱动控制信号Sd，以使得在无刷电动机20起动时，开始预先设定的第I通电模式A的旋转控制，在经过了规定时间后，调整为在切换通电模式时各相不发生短路的通电定时后切换为相比于第I通电模式A而具有规定的超前角量的第2通电模式B的旋转控制。
[0040]若控制电路部5被从未图示的外部装置输入指示无刷电动机20的旋转速度的速度指示信号Cs，则控制电路部5向预驱动电路3输出驱动控制信号Sd旋转驱动无刷电动机20。
[0041]超前角控制部7保存速度指示信号Cs与超前角值建立对应的信息，即超前角值信息。另外，无刷电动机20的超前角值是以电角度表示无刷电动机20的未图示的转子的旋转位置的值。超前角控制部7将超前角值信息作为超前角控制信号Sa向电动机控制部6输出。
[0042]定时器电路部9对时间进行计测，并将计测到的结果作为计时信息St向电动机控制部6输出。
[0043]电动机控制部6接收指示无刷电动机20的旋转速度的速度指示信号Cs，将驱动控制信号Sd输出到预驱动电路3并进行控制，以使得无刷电动机20的旋转速度成为指示速度。电动机控制部6根据接收到的速度指示信号Cs和从超前角控制部7取得的超前角控制信号Sa，来生成驱动控制信号Sd。本实施方式的驱动控制信号Sd是PWM (Pulse WidthModulation:脉冲宽度调制)信号。电动机控制部6根据计时信息St来确认是否经过规定时间，并根据上述确认的结果，从通电模式存储部8中选择任意一个通电模式，并向预驱动电路3输出与选择的通电模式对应的驱动控制信号Sd。
[0044]通电模式存储部8存储预先设定的2种通电模式，即第I通电模式A (参照图2、图3)和第2通电模式B (参照图4、图5)。通电模式存储部8将2种通电模式的任意一方作为通电模式信息Se向电动机控制部6输出。第2通电模式B相比于第I通电模式A,相位以电角度前进60度。第2通电模式B相对于第I通电模式A，具有规定的超前角量。这里，所谓超前角量是指超前角值的差。
[0045]在无刷电动机20起动时，控制电路部5开始预先设定的第I通电模式A的旋转控制。在经过了规定时间，无刷电动机20的速度上升后，控制电路部5向预驱动电路3输出驱动控制信号Sd，以使得切换为各相不发生短路的通电定时后切换为相比第I通电模式A具有规定的超前角量的第2通电模式B的旋转控制。由此，能够提高无刷电动机20的驱动效率。
[0046]这里，规定时间是指从第I通电模式A的旋转控制开始时开始的预先设定的经过时间，或者是达到预先设定的通电切换次数的时间。
[0047]无刷电动机20具有电枢线圈Lu、Lv> Lw。该电枢线圈Lu、Lv> Lw的一端被Y型连接。电枢线圈Lu的另一端与U相连接，电枢线圈Lv的另一端与V相连接，电枢线圈Lw的另一端与W相连接。通过从逆变电路2向U相、V相、W相输入3相交流，无刷电动机20进行旋转驱动。
[0048]电源Vcc是恒定电压源。电源Vcc例如将从直流电源中供给的直流电力稳定化为恒定电压，向驱动控制装置I供给直流电力。电源Vcc与逆变电路2连接，并通过未图示的布线与驱动控制装置I的各部连接。[0049]图2 (A)?(I)是表示第I实施方式中的第I通电模式A的时间图的波形图。图中的横轴共同表示以电角度为单位的时间。图中的纵轴表示信号是H (High:高)电平与L(Low:低)电平中的任意一种。
[0050]在以第I通电模式A或者第2通电模式B进行通电的情况下，当通电模式所涉及的驱动信号的真值为I时，电动机控制部6生成具有规定的导通占空比的PWM信号作为驱动信号，当通电模式所涉及的驱动信号的真值为O时，生成L电平的信号作为驱动信号。
[0051]第2通电模式B相对于第I通电模式A，相位以电角度前进了 60度。
[0052]图2 (A)是表不检测彳目号HU的时间图。
[0053]检测信号HU在电角度O?180度时为H (High)电平，在电角度180?360度时为L (Low)电平。检测信号HU在电角度O度、180度以及360度时具有边缘。
[0054]图2 (B )表示检测信号HV的时间图。
[0055]检测信号HV在电角度O?60度时为H电平，在电角度60?240度时为L电平，在电角度240?360度时为H电平。检测信号HV在电角度60度与电角度240度时具有边缘。
[0056]图2 (C)是表不检测f目号HW的时间图。
[0057]检测信号服在电角度O?120度时为L电平，在电角度120?300度时为H电平，在电角度300?360度时为L电平。检测信号HW在电角度120度与300度时具有边缘。
[0058]图2 (D)是表不驱动彳目号UH的时间图。
[0059]驱动信号UH在电角度O?120度时为H电平，在电角度120?360度时为L电平。
[0060]图2 (E)是表不驱动彳目号UL的时间图。
[0061]驱动信号UL在电角度O?180度时为L电平，在电角度180?300度时为H电平，在电角度300?540度时为L电平。
[0062]图2 (D)、(E)的虚线区域表示电角度120度、300度、480度以及660度的附近。
[0063]电角度120度附近的虚线区域与电角度480度附近的虚线区域是，电动机控制部6将通电模式变为第2通电模式B后，驱动信号UH的下降边缘和驱动信号UL的上升边缘时间性地接近的区域。这时，由于开关元件Ql的截止的延迟(开关延迟时间)、开关元件Q2的导通的延迟(开关延迟时间)的偏差，可能会使U相的开关元件Q1、Q2同时导通而流过贯通电流。
[0064]电角度300度附近的虚线区域与电角度660度附近的虚线区域是，电动机控制部6将通电模式变为第2通电模式B后，驱动信号UH的上升边缘与驱动信号UL的下降边缘时间性地接近的区域。这时，由于开关元件Ql的导通的延迟、开关元件Q2的截止的延迟的偏差，可能会使U相的开关元件Ql、Q2同时导通而流过贯通电流。
[0065]另外，在电角度120度、300度、480度、660度时，存在检测信号HW的边缘。
[0066]图2 (F)是表不驱动信号VH的时间图。
[0067]驱动信号VH在电角度O?120度时为L电平，在电角度120?240度时为H电平，在电角度240?480度时为L电平。
[0068]图2 (G)是表不驱动信号VL的时间图。
[0069]驱动信号VL在电角度O?60度时为H电平，在电角度60?300度时为L电平，在电角度300?420度时为H电平。[0070]图2 (F)、(G)的虚线区域是表示电角度60度、240度、420度、600度的附近。
[0071]电角度60度附近的虚线区域与电角度420度附近的虚线区域是电动机控制部6将通电模式变为第2通电模式B后，驱动信号VH的上升边缘与驱动信号VL的下降边缘时间性地接近的区域。这时，由于开关元件Q3的导通的延迟、开关元件Q4的截止的延迟的偏差，可能会使V相的开关元件Q3、Q4同时导通而流过贯通电流。
[0072]电角度240度附近的虚线区域与电角度600度附近的虚线区域是，电动机控制部6将通电模式变为第2通电模式B后，驱动信号VH的下降边缘与驱动信号VL的上升边缘时间性地接近的区域。这时，由于开关元件Q3的截止的延迟、开关元件Q4的导通的延迟的偏差，可能会使V相的开关元件Q3、Q4同时导通而流过贯通电流。
[0073]另外，在电角度60度、240度、420度、600度时，存在检测信号HV的边缘。
[0074]图2 (H)是表不驱动彳目号WH的时间图。
[0075]驱动信号WH在电角度O?240度时为L电平，在电角度240?360度时为H电平。
[0076]图2 (I)表不驱动信号WL的时间图。
[0077]驱动信号WL在电角度O?60度时为L电平，在电角度60?180度时为H电平，在电角度180?360度时为L电平。
[0078]图2 (H)、(I)的虚线区域表示电角度180度、360度、540度、720度的附近。
[0079]电角度180度附近的虚线区域与电角度540度附近的虚线区域是，电动机控制部6将通电模式变为第2通电模式B后，驱动信号WH的上升边缘与驱动信号WL的下降边缘时间性地接近的区域。这时，由于开关元件Q5的导通的延迟、开关元件Q6的截止的延迟的偏差，可能会使W相的开关元件Q5、Q6同时导通而流过贯通电流。
[0080]电角度360度附近的虚线区域与电角度720度附近的虚线区域是，电动机控制部6将通电模式变为第2通电模式B后，驱动信号WH的下降边缘与驱动信号WL的上升边缘时间性地接近的区域。这时，由于开关元件Q5的截止的延迟、开关元件Q6的导通的延迟的偏差，可能会使W相的开关元件Q5、Q6同时导通而流过贯通电流。
[0081]另外，在电角度180度、360度、540度、720度时，存在检测信号HV的边缘。
[0082]第I通电模式A被设定为各相的上臂侧的开关元件与下臂侧的开关元件不会同时导通。第I通电模式A还被设定为各相的上臂侧的驱动信号的边缘与下臂侧的驱动信号的边缘不会时间性地接近。
[0083]然而，若在检测信号HU、HV、HW的边缘时间的附近进行从第I通电模式A向第2通电模式B的切换，则可能会使各相的上臂侧的驱动信号的边缘与下臂侧的驱动信号的边缘时间性地接近。这时，由于上臂侧的开关元件的导通截止的延迟、开关元件的导通截止的延迟的偏差，可能会使上臂侧的开关元件与下臂侧的开关元件同时导通而流过贯通电流。
[0084]图3是表示第I实施方式中的第I通电模式A的真值的图。图中的各行表示电角度。图中的各列表不各信号。
[0085]第I通电模式A的检测信号HU的真值在电角度O?180度时为1，在电角度180?360度时为O。
[0086]第I通电模式A的检测信号HV的真值在电角度O?60度时为1，在电角度60?240度时为0，在电角度240?360度时为I。
[0087]第I通电模式A的检测信号HW的真值在电角度O?120度时为0，在电角度120?300度时为1，在电角度300?360度时为O。
[0088]第I通电模式A的驱动信号UH的真值在电角度O?120度时为1，在电角度120?360度时为O。
[0089]第I通电模式A的驱动信号UL的真值在电角度O?180度时为0，在电角度180?300度时为1，在电角度300?360度时为O。
[0090]第I通电模式A的驱动信号VH的真值在电角度O?120度时为0，在电角度120?240度时为1，在电角度240?360度时为O。
[0091]第I通电模式A的驱动信号VL的真值在电角度O?60度时为1，在电角度60?300度时为0，在电角度300?360度时为I。
[0092]第I通电模式A的驱动信号WH的真值在电角度O?240度时为0，在电角度240?360度时为I。
[0093]第I通电模式A的驱动信号WL的真值在电角度O?60度时为O，在电角度60?180度时为1，在电角度180?360度时为O。
[0094]图4(A)?(I)是表示第I实施方式中的第2通电模式B的时间图的波形图。图中的横轴共同表示以电角度为单位的时间。图中的纵轴表示信号是H (High)电平与L (Low)电平中任意一种。
[0095]图4 (A)是表不检测彳目号HU的时间图。
[0096]第2通电模式B的检测信号HU的时间图与第I通电模式A的检测信号HU (图2
(A))的时间图相同。
[0097]图4 (B)是表不检测彳目号HV的时间图。
[0098]第2通电模式B的检测信号HV的时间图与第I通电模式A的检测信号HV (图2
(B))的时间图相同。
[0099]图4 (C)是表不检测彳目号HW的时间图。
[0100]第2通电模式B的检测信号HW的时间图与第I通电模式A的检测信号HW (图2
(C))的时间图相同。
[0101]图4 (D)是表不驱动彳目号UH的时间图。
[0102]驱动信号UH在电角度O?60度时为H电平，在电角度60?300度时为L电平，在电角度300?420度时为H电平。另外，第2通电模式B的驱动信号UH的相位相比于第I通电模式A的驱动信号UH (参照图2 (D))的相位，以电角度前进60度。
[0103]图4 (E)是表不驱动/[目号UL的时间图。
[0104]驱动信号UL在电角度O?120度时为L电平，在电角度120?240度时为H电平，在电角度240?480度时为L电平。另外，第2通电模式B的驱动信号UL的相位相比于第I通电模式A的驱动信号UL (参照图2 (E))的相位，以电角度前进60度。
[0105]图4 (F)是表不驱动彳目号VH的时间图。
[0106]驱动信号VH在电角度O?60度时为L电平，在电角度60?180度时为H电平，在电角度180?420度时为L电平。另外，第2通电模式B的驱动信号VH的相位相比于第I通电模式A的驱动信号VH (参照图2 (F))的相位，以电角度前进60度。
[0107]图4 (G)是表不驱动/[目号VL的时间图。
[0108]驱动信号VL在电角度O?240度时为L电平，在电角度240?360度时为H电平。另外，第2通电模式B的驱动信号VL的相位相比于第I通电模式A的驱动信号VL(参照图2 (G))的相位，以电角度前进60度。
[0109]图4 (H)是表示驱动信号WH的时间图。
[0110]驱动信号WH在电角度O?180度时为L电平，在电角度180?300度时为H电平，在电角度300?540度时为L电平。另外，第2通电模式B的驱动信号WH的相位相比于第I通电模式A的驱动信号WH (参照图2 (H))的相位，以电角度前进60度。
[0111]图4 (I)是表不驱动/[目号WL的时间图。
[0112]驱动信号WL在电角度O?120度时为H电平，在电角度120?360度时为L电平。另外，第2通电模式B的驱动信号WL的相位相比于第I通电模式A的驱动信号WL(参照图
2(I))的相位，以电角度前进60度。
[0113]第2通电模式B被设定为各相的上臂侧的开关元件与下臂侧的开关元件不会同时导通。第2通电模式B还被设定为各相的上臂侧的驱动信号的边缘与下臂侧的驱动信号的边缘不会时间性地接近。
[0114]图5是表示第I实施方式中的第2通电模式B的真值的图。图中的各行表示电角度。图中的各列表不各信号。
[0115]第2通电模式B的检测信号HU的真值与第I通电模式A的检测信号HU的真值(参照图3)相同。
[0116]第2通电模式B的检测信号HV的真值与第I通电模式A的检测信号HV的真值(参照图3)相同。
[0117]第2通电模式B的检测信号HW的真值与第I通电模式A的检测信号HW的真值(参照图3)相同。
[0118]第2通电模式B的驱动信号UH的真值在电角度O?60度时为1，在电角度60?300度时为0，在电角度300?360度时为I。
[0119]第2通电模式B的驱动信号UL的真值在电角度O?120度时为0，在电角度120?240度时为1，在电角度240?360度时为O。
[0120]第2通电模式B的驱动信号VH的真值在电角度O?60度时为O，在电角度60?180度时为1，在电角度180?360度时为O。
[0121]第2通电模式B的驱动信号VL的真值在电角度O?240度时为O，在电角度240?360度时为I。
[0122]第2通电模式B的驱动信号WH的真值在电角度O?180度时为0，在电角度180?300度时为1，在电角度300?360度时为O。
[0123]第2通电模式B的驱动信号WL的真值在电角度O?120度时为I，在电角度120?360度时为O。
[0124]根据图5的真值，在第I实施方式中，第2通电模式B相对于第I通电模式A，相位以电角度前进60度。
[0125](第I实施方式的动作)
[0126]图6是表示电动机控制部6对通电模式进行切换的处理的流程图。
[0127]若驱动控制装置I被起动并接收到速度指示信号Cs，则电动机控制部6开始无刷电动机20的起动处理。[0128]在步骤SI中，电动机控制部6判断选择的通电模式是否为第2通电模式B。若该判断条件成立(是)，则电动机控制部6结束图6的处理，若该该判断条件不成立(否)，则电动机控制部6进行步骤S2的处理。
[0129]在步骤S2中，电动机控制部6以第I通电模式A开始起动无刷电动机20。S卩，电动机控制部6从通电模式存储部8取得表示第I通电模式A的通电模式信息Se。电动机控制部6根据取得的通电模式信息Se，来以预先设定的PWM信号的导通占空比生成以第I通电模式A通电的驱动控制信号Sd，并向预驱动电路3输出。PWM信号的导通占空比例如是根据无刷电动机20的规格等而设定的。
[0130]在步骤S3中，电动机控制部6使无刷电动机20的旋转速度增加。电动机控制部6不改变PWM信号的导通占空比而继续以第I通电模式A通电。
[0131]在步骤S4中，电动机控制部6根据从定时器电路部9取得的计时信息St来判断从起动无刷电动机20开始是否经过了规定时间。若该判断条件成立(是)，则电动机控制部6进行步骤S5的处理，若该判断条件不成立(否)，则电动机控制部6进行步骤S3的处理。这里，无刷电动机20的起动是指以第I通电模式A开始通电。这里，规定时间是指例如以第I通电模式A开始通电后经过的时间，例如是根据电动机的规格等设定的。
[0132]在步骤S5中，电动机控制部6判断是否是能够切换通电模式定时。若该判断条件成立(是)，则电动机控制部6进行步骤S6的处理，若该判断条件不成立(否)，则电动机控制部6再次进行步骤S5的处理。这里，能够切换通电模式定时是指对检测信号HU、HV、HW的任意之一的边缘(上升沿或者下降沿)进行检测的定时。例如，在电角度超过60度且小于120度而经过了规定时间的情况下的能够切换通电模式定时，成为经过规定时间后最初所检测到的检测信号HW的上升边缘的检测定时(电角度120度时)。
[0133]在步骤S6中，电动机控制部6使第I通电模式A的各驱动信号的相位前进电角度60度。电动机控制部6向预驱动电路3输出包括各驱动信号UH、UL、VH、VL、WH、WL的驱动控制信号Sd。
[0134]在步骤S7中，在第I通电模式A中，电动机控制部6使PWM信号的导通占空比降低，并向预驱动电路3输出具有降低后的导通占空比的PWM信号的驱动控制信号Sd。这里，PWM信号的导通占空比的降低量例如为，在切换为第2通电模式B后，无刷电动机20以目标旋转速度旋转的定常状态的PWM信号的导通占空比。
[0135]在步骤S8中，电动机控制部6向预驱动电路3输出已切换为第2通电模式B的驱动控制信号Sd。这里，电动机控制部6从通电模式存储部8取得第2通电模式B的通电模式信息Se，并根据所取得的通电模式信息Se来向预驱动电路3输出以第2通电模式B进行通电的驱动控制信号Sd。若步骤S8的处理结束，则电动机控制部6结束图6的处理。
[0136]若结束切换通电模式的处理，则电动机控制部6根据速度指示信号Cs进行控制，以使得无刷电动机20成为规定的旋转速度。
[0137]例如，在步骤S5中，考虑电动机控制部6检测到检测信号HV的下降边缘的情况。这时，无刷电动机20的定时对应于图2的时间图中的电角度60度的时间。电动机控制部6在检测到检测信号HV下降边缘后，进行步骤S6的处理。
[0138]在步骤S6中，电动机控制部6调整通电定时，使第I通电模式A的驱动信号UH、UL、VH、VL、WH、WL的相位以电角度前进60度。例如根据超前角控制部7的超前角控制信号Sa来进行该通电定时的调整。这时，由于无刷电动机20的转子的定时是电角度60?120度，因此电动机控制部6将基于第I通电模式A的通电定时调整为电角度120?180度，生成驱动信号 UH、UL、VH、VL、WH、WL。
[0139]根据步骤S6的处理，驱动信号UH从H电平变化为L电平。驱动信号UL保持L电平。驱动信号UL不产生边缘，不与驱动信号UH的边缘接近。因此，U相的上臂侧开关元件Ql与下臂侧开关元件Q2不发生短路，贯通电流不会流过U相开关引线。
[0140]另外根据步骤S6的处理，驱动信号VH从L电平变为H电平。驱动信号VL保持L电平。驱动信号VL不产生边缘，不与驱动信号VH的边缘时间性地接近。因此，V相的上臂侧开关元件Q3与下臂侧开关元件Q4不发生短路，贯通电流不会流过V相开关引线。
[0141]另外根据步骤S6的处理，驱动信号WH保持L电平。驱动信号WL保持H电平。驱动信号WH、WL均不产生边缘。因此，W相的上臂侧开关元件Q5与下臂侧开关元件Q6不发生短路，贯通电流不会流过W相开关引线。
[0142]在步骤S7中，电动机控制部6通过第I通电模式A使PWM信号的导通占空比降低，并向预驱动电路3输出具有已降低占空比的P丽信号的驱动控制信号Sd。
[0143]在步骤S8中，电动机控制部6向预驱动电路3输出已切换为第2通电模式B的驱动控制信号Sd。
[0144]如此这样，电动机控制部6不用暂时停止向无刷电动机20的通电，而在各相的开关元件不发生上下短路的通电定时，从第I通电模式A切换为第2通电模式B。因此，电动机控制部6能够抑制贯通电流流过各相臂，并能够从第I通电模式A安全地切换为第2通电模式B。另外，电动机控制部6能够抑制伴随向第2通电模式B的切换而产生的无刷电动机20的急速的速度变化(加速)。
[0145](第I实施方式的效果)
[0146]在以上说明的第I实施方式中，具有如以下(A)?(E)那样的效果。
[0147](A)电动机控制部6向预驱动电路3输出驱动控制信号Sd，以使得在无刷电动机20起动时，开始预先设定的第I通电模式A的旋转控制，并在调整为切换通电模式时不发生各相短路的通电定时后切换为相比于第I通电模式A具有规定的超前角量的第2通电模式B的旋转控制。由此，电动机控制部6不用停止通电，而能够在各相的开关元件不发生上下短路的通电定时，从第I通电模式A安全地切换为第2通电模式B。
[0148](B)在无刷电动机20起动时，电动机控制部6开始预先设定的第I通电模式A的旋转控制，若经过了规定时间，则切换为第2通电模式B的旋转控制。由此，在无刷电动机20起动时，由于电动机控制部6进行第I通电模式A的旋转控制，因此能够抑制电动机向非预期的方向旋转等不稳定的动作。另外在通常旋转时，由于电动机控制部6进行最适合通常旋转的第2通电模式B的旋转控制，因此能够最大限度地发挥电动机的转矩。
[0149](C)电动机控制部6不用停止通电，而从第I通电模式A切换为第2通电模式B。由此，电动机控制部6能够针对旋转控制的误动作、无刷电动机20的旋转速度降低、无刷电动机20的转矩降低以及从无刷电动机20发出的异常声音等的不良状况防患于未然。
[0150](D)控制电路部5从起动无刷电动机20到切换为第2通电模式B为止的规定时间是指从开始第I通电模式A中的旋转控制时开始的预先设定的经过时间，或者是指达到预先设定的通电的切换次数的时间。因此，电动机控制部6无需设置监视旋转速度的电路，能够使电路简单化，并降低成本。
[0151](E)电动机控制部6使在从第I通电模式A切换为第2通电模式B时的PWM信号的导通占空比低于即将切换通电模式时的PWM信号的导通占空比。由此，电动机控制部6能够在切换为第2通电模式B时，抑制产生急速的速度变化(加速)。
[0152](第2实施方式的结构)
[0153]图7是第2实施方式中的无刷电动机20的驱动控制装置Ia的概略结构图。针对与第I实施方式的驱动控制装置I (参照图1)相同的要素赋予相同的符号。
[0154]第2实施方式的驱动控制装置Ia代替第I实施方式的控制电路部5 (参照图1)而具有控制电路部5a。除此之外，驱动控制装置Ia与第I实施方式的驱动控制装置I (参照图1)具有相同的结构。
[0155]控制电路部5a代替第I实施方式的超前角控制部7 (参照图1)而具有超前角控制部7a，另外还具有速度检测部10。除此之外，控制电路部5a与第I实施方式的控制电路部5 (参照图1)具有相同的结构。
[0156]速度检测部10根据来自旋转位置检测器4的旋转位置信号Sp，来对无刷电动机20的旋转速度进行检测，并输出旋转速度信号Ss。速度检测部10与旋转位置检测器4连接，并被输入旋转位置信号Sp。速度检测部10向电动机控制部6和超前角控制部7a输出表示检测到的速度的旋转速度信号Ss。
[0157]超前角控制部7a具有与旋转速度信号Ss对应的超前角值信息,输入旋转速度信号Ss后，输出超前角控制信号Sa，以使得成为与目前速度对应的最合适的超前角量。
[0158]超前角控制部7a将无刷电动机20的旋转速度和超前角值建立对应。超前角控制部7a保存旋转速度信号Ss与超前角值被建立对应的超前角值信息。超前角控制部7a根据旋转速度信号Ss来向电动机控制部6输出超前角控制信号Sa，以使得成为与目前速度对应的最适合的超前角量。
[0159]电动机控制部6进行如下控制，比较速度指示信号Cs与旋转速度信号Ss，调整驱动控制信号Sd的PWM信号的导通占空比向预驱动电路3输出，以使得无刷电动机20成为指定的旋转速度。
[0160](第2实施方式的效果)
[0161]在以上说明的第2实施方式中，除了与第I实施方式相同的效果之外，还具有如以下(F)那样的效果。
[0162](F)驱动控制装置Ia具有速度检测部10，并使用旋转速度信号Ss来进行无刷电动机20的速度控制、超前角控制等的反馈控制。由此，能够正确地进行向第2通电模式B的切换，并能够正确地设定PWM信号的导通占空比的降低量。
[0163](变形例)
[0164]本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够改变实施。作为该利用方式和变形例，例如，具有如以下(a)?(k)那样的方式。
[0165](a)上述实施方式的无刷电动机20的相数为3相。然而，并不限定于此，无刷电动机20的相数为3相以上即可。
[0166](b)驱动控制装置l、la控制的电动机的种类并不限定于无刷电动机。
[0167](C)开关元件Ql?Q6的种类并不限定于FET，可以使任意种类的开关元件。例如，开关元件也可以釆用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)
坐寸O
[0168](d)第I通电模式A与第2通电模式B并不限定于图2?图5的具体例。第2通电模式B例如相对于第I通电模式A，相位以电角度前进相当于最低间隔以上的角度即可。
[0169](e)超前角控制部7、7a并不限定于上述实施方式的结构。用于设定超前角值的对象参数能够根据预先设定的固定值、所检测的旋转速度、所检测的电动机电流以及旋转的指示速度等，任意地进行设定。
[0170](f)图6所示的流程图是具体例，并不限定于该处理，例如，可以在各步骤之间插入其他的处理。
[0171]( g)在图6所示的流程图的步骤S4中，规定时间也可以不为预先设定的时间，而是由预先设定的导通截止引起的通电的切换次数达到规定次数的时间。另外，规定次数例如可以根据电动机的规格等而设定。
[0172](h)在图6所示的步骤S6中，电动机控制部6向预驱动电路3输出使电角度前进60度的驱动控制信号Sd，在步骤S8中，切换通电模式。然而，对于电动机控制部6切换通电模式的控制方法而言，只要是在驱动信号UH、UL,驱动信号VH、VL,驱动信号WH、WL不同时变为H电平，且同相的开关引线的驱动信号的边缘不会时间性地接近，可以是任意的控制方法。
[0173](i )驱动控制信号Sd是PWM信号。然而，并不限定于此，驱动控制信号Sd也可以是PFMCPulse Frequency Modulation:脉冲频率调制)信号、PDM(Pulse Density Modulation:脉冲密度调制)信号等任意的脉冲调制信号。
[0174](j)电动机控制部6在第I通电模式A下控制为使全部的相的电角度前进。然而，并不限定于此，电动机控制部6也可以控制为只使驱动信号发生边缘的相的电角度前进。
[0175](k)电动机控制部6在第I通电模式A下控制为使全部的相的电角度前进。然而，并不限定于此，电动机控制部6也可以控制为只关闭驱动信号发生边缘的相的通电模式。
【权利要求】
1.一种电动机的驱动控制装置，其特征在于，具有: 电动机驱动部，其从电源接受电力的供给，并通过驱动控制信号驱动电动机；和 控制部，其根据来自旋转传感器的检测信号来检测转子的旋转位置，根据检测到的转子的旋转位置来确定向电枢线圈进行通电的通电模式，并向所述电动机驱动部输出所述驱动控制信号，以使得在所述电动机起动时，开始预先设定的第I通电模式的旋转控制，在经过了规定时间后，调整为在切换通电模式时各相不发生短路的通电定时，然后切换为相比于所述第I通电模式具有规定的超前角量的第2通电模式的旋转控制。
2.根据权利要求1所述的电动机的驱动控制装置，其特征在于， 所述规定时间是从所述第I通电模式的旋转控制开始时开始的预先设定的经过时间，或者是达到预先设定的通电切换次数的时间。
3.根据权利要求1所述的电动机的驱动控制装置，其特征在于， 所述电动机驱动部通过在内部生成的PWM信号来对流过所述电动机的驱动电流进行控制， 所述控制部对所述电动机驱动部进行控制，以使得当从所述第I通电模式切换为所述第2通电模式时，在其开始时所述PWM信号的导通占空比低于即将切换通电模式时的所述PWM信号的导通占空比。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动机的驱动控制装置，其特征在于，所述控制部具有: 通电模式存储部，其存储所述第I通电模式和所述第2通电模式； 定时器电路部，其对时间进行计测，并输出基于计时结果的计时信息；以及 电动机控制部，其根据所述计时信息来确认是否经过所述规定时间，并根据所述确认的结果，从所述通电模式存储部中选择任意的通电模式，并输出与选择的通电模式对应的所述驱动控制信号。
【文档编号】H02P6/08GK103825507SQ201310363420
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2012年11月19日
【发明者】青木政人 申请人:美蓓亚株式会社