專利名稱：無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置以及無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置以及無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
作為以無(wú)傳感器方式低速驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)的技術(shù)，如日本特開2009 - 189176號(hào)公報(bào)所記載那樣，提出了根據(jù)非通電相的感應(yīng)電壓(磁飽和電壓)切換通電模式的技術(shù)。但是,在上述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，如下所述，PWM (Pulse Width Modulation 脈寬調(diào)制)控制的占空比變大，從而無(wú)刷電機(jī)可能失步。即，在極低速區(qū)域?qū)o(wú)刷電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)反饋控制的狀態(tài)下，例如在無(wú)刷電機(jī)由于高負(fù)載等而未達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速的情況下，執(zhí)行增加占空比的控制。該情況下，如果增大無(wú)刷電機(jī)的占空比則電流也變大，需要限制該電流。電流有“相電流”和“電源電流”兩種，在高負(fù)載狀態(tài)下首先限制的是相電流。在限制了相電流的狀態(tài)下，無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸增加和/或由于線圈溫度上升引起的線圈阻抗的增加等，相對(duì)于同一相電流，占空比/電源電流變大。其結(jié)果，通電的相之間的磁通變化率變小、感應(yīng)電壓減小，因此不能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)切換無(wú)刷電機(jī)的通電模式，從而無(wú)刷電機(jī)失步。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)針對(duì)具有多個(gè)繞組的無(wú)刷電機(jī)的各相切換通電模式，而對(duì)無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)非通電相的電壓與電壓閾值依次切換通電模式。此外，無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)通電模式切換時(shí)機(jī)下的非通電相的電壓變化和電壓閾值限制通電量的上限值。根據(jù)以下關(guān)于與附圖關(guān)聯(lián)的實(shí)施方式的說(shuō)明，可以理解本發(fā)明的其它目的和各種情況。


圖1是示出汽車AT (Automatic Transmission :自動(dòng)變速)用油壓泵系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出電機(jī)控制裝置及無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖3是示出無(wú)刷電機(jī)的通電模式的時(shí)序圖。圖4是示出無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制的流程圖。圖5是學(xué)習(xí)電壓閾值的子例程的流程圖。圖6是學(xué)習(xí)電壓閾值的子例程的流程圖。圖7是驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)的子例程的流程圖。圖8是設(shè)定目標(biāo)電機(jī)轉(zhuǎn)速的映射圖的說(shuō)明圖。圖9是設(shè)定占空比的下限值的方法的說(shuō)明圖。
圖10是設(shè)定占空比的上限值的方法的說(shuō)明圖。圖11是根據(jù)電源電壓校正占空比的上限值的方法的說(shuō)明圖。圖12是根據(jù)溫度校正占空比的上限值的方法的說(shuō)明圖。圖13是非通電相的相電壓檢測(cè)期間的說(shuō)明圖。圖14是設(shè)定施加電壓的上限值的方法的說(shuō)明圖。圖15是根據(jù)占空比校正電壓閾值的方法的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖具體敘述用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出作為無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用對(duì)象的一例的汽車AT用油壓泵系統(tǒng)的概略情況。在汽車AT用油壓泵系統(tǒng)中，作為向變速器7和致動(dòng)器8供油的油泵，具有由發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式油泵6和用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)油泵I。此外，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，具有如下的怠速熄火控制功能在自動(dòng)停止條件成立時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)起動(dòng)條件成立時(shí)重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)由于怠速熄火而停止的期間，機(jī)械式油泵6也停止其動(dòng)作，因此在怠速熄火中，使電動(dòng)油泵I動(dòng)作，向變速器7和致動(dòng)器8供油。電動(dòng)油泵I由直接聯(lián)結(jié)的無(wú)刷電機(jī)(3相同步電動(dòng)機(jī))2來(lái)驅(qū)動(dòng)。無(wú)刷電機(jī)2由電機(jī)控制裝置(MCU) 3根據(jù)來(lái)自AT控制裝置(ATCU) 4的指令來(lái)控制。電機(jī)控制裝置(驅(qū)動(dòng)裝置)3對(duì)無(wú)刷電機(jī)2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵1，經(jīng)由電動(dòng)油管5將油盤10的油提供給變速器7和致動(dòng)器8。在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，利用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式油泵6，經(jīng)由油管9將油盤10的油提供給變速器7和致動(dòng)器8。此時(shí)，無(wú)刷電機(jī)2為關(guān)閉狀態(tài)(停止?fàn)顟B(tài))，且流向電動(dòng)油泵I的油被單向閥11截?cái)唷Ｔ诎l(fā)動(dòng)機(jī)怠速熄火時(shí)，機(jī)械式油泵6的轉(zhuǎn)速降低且油管9的油壓降低，因此與發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速熄火同步，AT控制裝置4將電機(jī)起動(dòng)的指令發(fā)送到電機(jī)控制裝置3。接收到起動(dòng)指令的電機(jī)控制裝置3使無(wú)刷電機(jī)2起動(dòng)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵I，開始由電動(dòng)油泵I進(jìn)行的供油。并且，在機(jī)械式油泵6的噴出壓降低而電動(dòng)油泵I的噴出壓超過(guò)單向閥11的閥開啟壓力時(shí)，油通過(guò)電動(dòng)油管5、電動(dòng)油泵1、單向閥11、變速器7/致動(dòng)器8、油盤10的路徑進(jìn)行循環(huán)。另外，在本實(shí)施方式中，無(wú)刷電機(jī)2對(duì)油壓泵系統(tǒng)的電動(dòng)油泵I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但無(wú)刷電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的對(duì)象設(shè)備不限定于油泵，也可以是在混合動(dòng)力車輛中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水循環(huán)中使用的電動(dòng)水泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)等。圖2示出電機(jī)控制裝置3及無(wú)刷電機(jī)2的詳細(xì)情況。電機(jī)控制裝置3包含電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路212和內(nèi)置有計(jì)算機(jī)的控制器213，控制器213與AT控制裝置4之間進(jìn)行通信。無(wú)刷電機(jī)2是3相DC (Direct Current :直流)無(wú)刷電機(jī)(3相同步電動(dòng)機(jī)),在省略圖示的圓筒狀的定子上卷繞有U相、V相和W相的3相繞組215u、215v、215w，在形成于該定子的中央部的空間中以可旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)有永磁鐵轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子)216。此處，將3相繞組215u.215v.215w呈Y字狀連接的部位稱作中性點(diǎn)214。此外，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路212構(gòu)成為將例如由IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,絕緣柵雙極晶體管)構(gòu)成的6個(gè)開關(guān)元件217a 217f進(jìn)行3相橋接,并且分別與各開關(guān)元件217a 217f反向并聯(lián)有二極管218a 218f。此外，電機(jī)控制裝置3具有向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路212提供電力的電源電路219。開關(guān)兀件217a 217f的控制端子(門極端子，gate terminal)與控制器213連接，通過(guò)由控制器213進(jìn)行的脈寬調(diào)制(PWM)動(dòng)作來(lái)控制開關(guān)元件217a 217f的接通/斷開?？刂破?13根據(jù)非通電相的感應(yīng)電壓和電壓閾值依次切換通電模式，并且通過(guò)向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路212輸出脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào))控制無(wú)刷電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)。此外，感應(yīng)電壓(脈沖感應(yīng)電壓)是利用針對(duì)2相的脈沖電壓的施加而在非通電相感應(yīng)的電壓，磁路的飽和狀態(tài)由于轉(zhuǎn)子位置(磁極位置)而變化，因此在非通電相產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子位置的感應(yīng)電壓。因此，能夠根據(jù)非通電相的感應(yīng)電壓估計(jì)轉(zhuǎn)子位置，從而能夠檢測(cè)通電模式的切換時(shí)機(jī)。此外，通電模式表示3相中的施加脈沖電壓的2相的選擇模式。圖3示出各個(gè)通電模式下針對(duì)各相施加電壓的施加狀態(tài)。 通電模式由每隔電氣角60度依次切換的6種通電模式(I) (6 )構(gòu)成，在各通電模式(I) (6)中，向從3相選擇出的2相施加脈沖電壓。在本實(shí)施方式中，在將永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極與U相線圈相對(duì)的位置設(shè)為0 [度]時(shí)，將進(jìn)行從通電模式(3)向通電模式(4)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置(磁極位置)設(shè)定為30度，將進(jìn)行從通電模式(4)向通電模式(5)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)定為90度，將進(jìn)行從通電模式(5)向通電模式(6)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)定為150度，將進(jìn)行從通電模式
(6)向通電模式(I)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)定為210度，將進(jìn)行從通電模式(I)向通電模式(2)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)定為270度，將進(jìn)行從通電模式(2)向通電模式(3)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)定為330度。在通電模式(I)中，通過(guò)將開關(guān)元件217a和開關(guān)元件217d控制為接通，其他全設(shè)為斷開，相對(duì)于中性點(diǎn)214向U相施加電壓V，相對(duì)于中性點(diǎn)214向V相施加電壓一 V，電流從U相朝V相流過(guò)。在通電模式(2)中，通過(guò)將開關(guān)元件217a和開關(guān)元件217f控制為接通，其他全設(shè)為斷開，相對(duì)于中性點(diǎn)214向U相施加電壓V，相對(duì)于中性點(diǎn)214向W相施加電壓一 V，電流從U相朝W相流過(guò)。在通電模式(3)中，通過(guò)將開關(guān)元件217c和開關(guān)元件217f控制為接通，其他全設(shè)為斷開，相對(duì)于中性點(diǎn)214向V相施加電壓V，相對(duì)于中性點(diǎn)214向W相施加電壓-V，電流從V相朝W相流過(guò)。在通電模式(4)中，通過(guò)將開關(guān)元件217b和開關(guān)元件217c控制為接通，其他全設(shè)為斷開，相對(duì)于中性點(diǎn)214向V相施加電壓V，相對(duì)于中性點(diǎn)214向U相施加電壓一 V，電流從V相朝U相流過(guò)。在通電模式(5)中，通過(guò)將開關(guān)元件217b和開關(guān)元件217e控制為接通，其他全設(shè)為斷開，相對(duì)于中性點(diǎn)214向W相施加電壓V，相對(duì)于中性點(diǎn)214向U相施加電壓一 V，電流從W相朝U相流過(guò)。在通電模式(6)中，通過(guò)將開關(guān)元件217e和開關(guān)元件217d控制為接通，其他全設(shè)為斷開，相對(duì)于中性點(diǎn)214向W相施加電壓V，相對(duì)于中性點(diǎn)214向V相施加電壓一 V，電流從W相朝V相流過(guò)。另外，在這種通電控制的情況下，例如在通電模式(I)中，通過(guò)將開關(guān)元件217a和開關(guān)元件217d控制為接通，其他全設(shè)為斷開，向U相施加電壓V，向V相施加電壓一 V，電流從U相朝V相流過(guò)。但是，還能夠通過(guò)如下所述的互補(bǔ)控制方式進(jìn)行各通電模式(I) (6)下的通電控制，在該互補(bǔ)控制方式中，用與驅(qū)動(dòng)下級(jí)開關(guān)元件217d的PWM波反相位的PWM波驅(qū)動(dòng)上級(jí)開關(guān)元件217c，在下級(jí)開關(guān)元件217d接通時(shí)，使上級(jí)開關(guān)元件217c斷開，在下級(jí)開關(guān)元件217d斷開時(shí)，使上級(jí)開關(guān)元件217c接通。如上所述，通過(guò)每隔60度的電氣角切換6個(gè)通電模式(I) (6)，各開關(guān)元件217a 217f每隔240度通電120度期間，因此將圖3所示的通電方式稱作120度通電方式。 在本實(shí)施方式中，根據(jù)在非通電相產(chǎn)生的電壓(感應(yīng)電壓)和電壓閾值的比較來(lái)進(jìn)行通電模式的切換，電機(jī)控制裝置3進(jìn)行所謂的無(wú)位置傳感器的通電控制。具體而言，控制器213根據(jù)通電模式，判斷從3相端子電壓Vu、Vv、Vw中選擇的非通電相(斷相)的端子電壓是否穿過(guò)電壓閾值。并且，控制器213在非通電相的端子電壓穿過(guò)了電壓閾值時(shí)(非通電相的端子電壓與電壓閾值一致時(shí))、或非通電相的端子電壓穿過(guò)電壓閾值并進(jìn)行了增大變化或減少變化時(shí)，切換通電模式。接著，參照?qǐng)D4，對(duì)電機(jī)控制裝置3的控制器213每隔預(yù)定時(shí)間At反復(fù)執(zhí)行的無(wú)刷電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行說(shuō)明。在步驟I (在圖中簡(jiǎn)單記作“SI”。以下相同。)中，鑒于用于判定通電模式的切換時(shí)機(jī)的電壓閾值會(huì)由于無(wú)刷電機(jī)2的偏差、溫度等而發(fā)生變化，因而通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)確定該電壓閾值。因此，控制器213在電動(dòng)油泵I的驅(qū)動(dòng)前，確定電壓閾值的學(xué)習(xí)條件是否成立。具體而言，將在電源剛剛接通后或者電動(dòng)油泵I剛剛停止后等沒有產(chǎn)生無(wú)刷電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求的情況作為電壓閾值的學(xué)習(xí)條件。并且，控制器213如果判定為電壓閾值的學(xué)習(xí)條件成立則將處理進(jìn)行到步驟2 (是)，另一方面，如果判定為電壓閾值的學(xué)習(xí)條件不成立則將處理進(jìn)行到步驟3 (否)。在步驟2中，控制器213執(zhí)行學(xué)習(xí)電壓閾值的子例程。在步驟3中，控制器213例如判斷是否利用怠速熄火控制功能產(chǎn)生了怠速熄火請(qǐng)求，總而言之，AT控制裝置4判定是否請(qǐng)求了電動(dòng)油泵I的驅(qū)動(dòng)。并且，控制器213如果判定為產(chǎn)生了電動(dòng)油泵I的驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求，則使處理進(jìn)入到步驟4 (是)，另一方面，如果判定為未產(chǎn)生電動(dòng)油泵I的驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求，則結(jié)束處理(否)。另外，雖然在圖4中未圖示，但在步驟2的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生了電動(dòng)油泵I的驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求的情況下，結(jié)束學(xué)習(xí)并使用已設(shè)定的電壓閾值。在步驟4中，控制器213執(zhí)行驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)2的子例程。圖5和圖6不出學(xué)習(xí)電壓閾值的子例程的詳細(xì)情況。在步驟11 13中，對(duì)從通電模式(4)向通電模式(5)的切換判定中使用的電壓閾值V4-5進(jìn)行學(xué)習(xí)，在步驟14 16中，對(duì)從通電模式(5)向通電模式(6)的切換判定中使用的電壓閾值V5-6進(jìn)行學(xué)習(xí)，在步驟17 19中，對(duì)從通電模式(6)向通電模式(I)的切換判定中使用的電壓閾值V6-1進(jìn)行學(xué)習(xí)，在步驟20 22中，對(duì)從通電模式(I)向通電模式(2)的切換判定中使用的電壓閾值V1-2進(jìn)行學(xué)習(xí)，在步驟23 25中，對(duì)從通電模式(2)向通電模式(3)的切換判定中使用的電壓閾值V2-3進(jìn)行學(xué)習(xí)，在步驟26 28中，對(duì)從通電模式(3)向通電模式(4)的切換判定中使用的電壓閾值V3-4進(jìn)行學(xué)習(xí)。其中，各電壓閾值的學(xué)習(xí)順序是任意的，能夠適當(dāng)變更。在步驟11中，控制器213將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的角度。具體而言，向各相施加與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即Vu=0、Vv=Vin、Vw= — Vin0在向各相施加與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí),永磁鐵轉(zhuǎn)子216被U相、V相、W相的合成磁通吸引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極旋轉(zhuǎn)直至角度90度。另外，施加與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)的角度即90度是進(jìn)行從通電模式(4)向通電模式(5)的切換的角度位置。在步驟12中，控制器213在步驟11中將針對(duì)U相、V相和W相的施加電壓Vu、Vv、·Vw設(shè)定為與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓后，進(jìn)行等待直至經(jīng)過(guò)最大動(dòng)作延遲時(shí)間(待機(jī)時(shí)間)，該最大動(dòng)作延遲時(shí)間是被估計(jì)為永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極到達(dá)與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的90度的角度位置所需的時(shí)間。并且，在能夠推斷為永磁鐵轉(zhuǎn)子216停止于90度的角度位置時(shí)，控制器213從與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓切換為與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即 Vu= — Vin、Vv=Vin、Vw=O。在步驟13中，控制器213檢測(cè)從與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓剛剛切換為與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓之后的、通電模式(4)下的斷相(非通電相)即W相的端子電壓Vw。并且，控制器213根據(jù)端子電壓Vw，更新并存儲(chǔ)從通電模式(4)向通電模式(5)的切換判定中使用的電壓閾值V4-5。S卩，從通電模式(4)向通電模式(5)的切換被設(shè)定為在角度90度時(shí)進(jìn)行，根據(jù)通電模式(4)下的斷相(非通電相)即W相的端子電壓Vw判斷是否變?yōu)榻嵌?0度。在此，能夠通過(guò)使與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓持續(xù)，而定位于進(jìn)行從通電模式
(4)向通電模式(5)的切換的角度位置(90度)。并且，如果在上述狀態(tài)下從通電模式(3)切換為通電模式(4)，則剛剛切換之后的W相的端子電壓Vw表示角度位置90度時(shí)的斷相的端子電壓V。因此，根據(jù)從持續(xù)與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓的狀態(tài)剛剛切換為通電模式
(4)之后的W相的端子電壓Vw，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(4)向通電模式(5 )的切換判定中使用的電壓閾值V4-5。并且，在通電模式(4)的斷相(非通電相)即W相的端子電壓Vw穿過(guò)電壓閾值V4-5時(shí)(變?yōu)閃相的端子電壓Vw=電壓閾值V4-5時(shí))，執(zhí)行從通電模式(4)向通電模式(5)的切換。在電壓閾值的更新處理中，可以將此次求出的斷相的端子電壓V直接存儲(chǔ)為電壓閾值，此外，也可以存儲(chǔ)上次以前的電壓閾值和此次求出的斷相的端子電壓V的加權(quán)平均值作為新的電壓閾值，還可以存儲(chǔ)過(guò)去多次求出的斷相的端子電壓V的移動(dòng)平均值作為新的電壓閾值。此外，如果此次求出的斷相的端子電壓V處于預(yù)先存儲(chǔ)的正常范圍內(nèi)，則根據(jù)此次求出的斷相的端子電壓V進(jìn)行電壓閾值的更新，在超出正常范圍的情況下，禁止基于此次求出的斷相的端子電壓V更新電壓閾值，使電壓閾值原樣保持上次值即可。在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)值作為電壓閾值的初始值、I次也沒有執(zhí)行電壓閾值學(xué)習(xí)的未學(xué)習(xí)狀態(tài)下，使用初始值(設(shè)計(jì)值)作為電壓閾值來(lái)判定通電模式的切換時(shí)機(jī)。在以一定周期對(duì)斷相(非通電相)的端子電壓進(jìn)行A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換后讀入的情況下，檢測(cè)通電模式剛剛切換之后的斷相的端子電壓時(shí)，能夠?qū)⒆畛踝x入的斷相的端子電壓設(shè)為剛剛切換之后的斷相的端子電壓，但是也可以與通電模式的切換處理同步地執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換處理。在步驟14中，控制器213將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的角度。具體而言，向各相施加與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即Vu= — Vin、Vv=Vin、Vw=0。在向各相施加與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí),永磁鐵轉(zhuǎn)子216被U相、V相、W相的合成磁通吸引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極旋轉(zhuǎn)直至角度150度。另外，施加與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)的角度即150度是進(jìn)行從通電模式(5)向通電模式(6)的切換的角度位置。在步驟15中，控制器213在步驟14中將針對(duì)U相、V相和W相的施加電壓Vu、Vv、Vw設(shè)定為與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓后，進(jìn)行等待直至經(jīng)過(guò)最大動(dòng)作延遲時(shí)間(待機(jī)時(shí)間)，該最大動(dòng)作延遲時(shí)間是被估計(jì)為永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極到達(dá)與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的150度的角度位置所需的時(shí)間。并且，在能夠推斷為永磁鐵轉(zhuǎn)子216停止于150度的角度位 置時(shí)，控制器213從與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓切換為與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即 Vu= — Vin、Vv=O > Vw=Vin0在步驟16中，控制器213檢測(cè)從與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓剛剛切換為與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓之后的、通電模式(5)下的斷相(非通電相)即V相的端子電壓Vv0并且，控制器213根據(jù)端子電壓Vv，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(5)向通電模式(6)的切換判定中使用的電壓閾值V5-6。S卩，從通電模式(5)向通電模式(6)的切換被設(shè)定為在角度150度時(shí)進(jìn)行，根據(jù)通電模式(5)下的斷相(非通電相)即V相的端子電壓Vv判斷是否變?yōu)榻嵌?50度。在此，能夠通過(guò)持續(xù)與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓，定位于進(jìn)行從通電模式(5)向通電模式(6)的切換的角度位置(150度)。并且，如果在上述狀態(tài)下從通電模式(4)切換為通電模式(5)，則剛剛切換之后的V相的端子電壓Vv表示角度位置150度時(shí)的斷相的端子電壓V。因此，根據(jù)從持續(xù)與通電模式(4)對(duì)應(yīng)的施加電壓的狀態(tài)剛剛切換為通電模式
(5)之后的V相的端子電壓Vv，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(5)向通電模式(6)的切換判定中使用的電壓閾值V5-6。并且，在通電模式(5)的斷相(非通電相)即V相的端子電壓Vv穿過(guò)電壓閾值V5-6時(shí)(變?yōu)閂相的端子電壓Vv=電壓閾值V5-6時(shí))，執(zhí)行從通電模式(5)向通電模式(6)的切換。在步驟17中，控制器213將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的角度。具體而言，向各相施加與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即Vu= — Vin、Vv=0、Vw=Vin。在向各相施加與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí),永磁鐵轉(zhuǎn)子216被U相、V相、W相的合成磁通吸引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極旋轉(zhuǎn)直至角度210度。另外，施加與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)的角度即210度是進(jìn)行從通電模式(6)向通電模式(I)的切換的角度位置。在步驟18中，控制器213在步驟17中將針對(duì)U相、V相和W相的施加電壓Vu、Vv、Vw設(shè)定為與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓后，進(jìn)行等待直至經(jīng)過(guò)最大動(dòng)作延遲時(shí)間(待機(jī)時(shí)間)，該最大動(dòng)作延遲時(shí)間是被估計(jì)為永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極到達(dá)與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的210度的角度位置所需的時(shí)間。并且，在能夠推斷為永磁鐵轉(zhuǎn)子216停止于210度的角度位置時(shí)，控制器213從與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓切換為與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即 Vu=O> Vv= — Vin、Vw=Vin0在步驟19中，控制器213檢測(cè)從與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓剛剛切換為與通電模式(6 )對(duì)應(yīng)的施加電壓之后的、通電模式(6 )下的斷相(非通電相)即U相的端子電壓Vu。并且，控制器213根據(jù)端子電壓Vu，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(6)向通電模式(I)的切換判定中使用的電壓閾值V6-1。S卩，從通電模式(6)向通電模式(I)的切換被設(shè)定為在角度210度時(shí)進(jìn)行，根據(jù)通電模式(6)下的斷相(非通電相)即U相的端子電壓Vu判斷是否變?yōu)榻嵌?10度。在此，能夠通過(guò)持續(xù)與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓，定位于進(jìn)行從通電模式(6)向通電模式(I)的切換的角度位置(210度)。并且，如果在上述狀態(tài)下從通電模式(5)切換為通電模式(6)，則剛剛切換之后的U相的端子電壓Vu表示角度位置210度時(shí)的斷相的端 子電壓V。因此，根據(jù)從持續(xù)與通電模式(5)對(duì)應(yīng)的施加電壓的狀態(tài)剛剛切換為通電模式(6 )之后的U相的端子電壓Vu，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(6 )向通電模式(I)的切換判定中使用的電壓閾值V6-1。并且，在通電模式(6)的斷相(非通電相)即U相的端子電壓Vu穿過(guò)電壓閾值V6-1時(shí)(變?yōu)閁相的端子電壓Vu=電壓閾值V6-1時(shí))，執(zhí)行從通電模式(6)向通電模式(I)的切換。在步驟20中，控制器213將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的角度。具體而言，向各相施加與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即Vu=0、Vv= — Vin、Vw=Vin。在向各相施加與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí),永磁鐵轉(zhuǎn)子216被U相、V相、W相的合成磁通吸引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極旋轉(zhuǎn)直至角度270度。另外，施加與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)的角度即270度是進(jìn)行從通電模式(I)向通電模式(2)的切換的角度位置。在步驟21中，控制器213在步驟20中將針對(duì)U相、V相和W相的施加電壓Vu、Vv、Vw設(shè)定為與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓后，進(jìn)行等待直至經(jīng)過(guò)最大動(dòng)作延遲時(shí)間(待機(jī)時(shí)間)，該最大動(dòng)作延遲時(shí)間是被估計(jì)為永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極到達(dá)與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的270度的角度位置所需的時(shí)間。并且，在能夠推斷為永磁鐵轉(zhuǎn)子216停止于270度的角度位置時(shí)，控制器213從與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓切換為與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即 Vu=Viru Vv= — Vin、Vw=O0在步驟22中，控制器213檢測(cè)從與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓剛剛切換為與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓之后的、通電模式(I)下的斷相(非通電相)即W相的端子電壓Vw。并且，控制器213根據(jù)端子電壓Vw，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(I)向通電模式(2)的切換判定中使用的電壓閾值Vl-2。S卩，從通電模式(I)向通電模式(2)的切換被設(shè)定為在角度270度時(shí)進(jìn)行，根據(jù)通電模式(I)下的斷相(非通電相)即W相的端子電壓Vw判斷是否變?yōu)榻嵌?70度。在此，能夠通過(guò)持續(xù)與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓，定位于進(jìn)行從通電模式(I)向通電模式(2)的切換的角度位置(270度)。并且，如果在上述狀態(tài)下從通電模式(6)切換為通電模式(I )，則剛剛切換之后的W相的端子電壓Vw表示角度位置270度時(shí)的斷相的端子電壓V。因此，根據(jù)從持續(xù)與通電模式(6)對(duì)應(yīng)的施加電壓的狀態(tài)剛剛切換為通電模式(I)之后的W相的端子電壓Vw，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(I)向通電模式(2)的切換判定中使用的電壓閾值V1-2。并且，在通電模式(I)的斷相(非通電相)即W相的端子電壓Vw穿過(guò)電壓閾值V1-2時(shí)(變?yōu)閃相的端子電壓Vw=電壓閾值V1-2時(shí))，執(zhí)行從通電模式(I)向通電模式(2)的切換。在步驟23中，控制器213將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的角度。具體而言，向各相施加與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即Vu=ViruVv= — Vin、Vw=0。在向各相施加與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)，永磁鐵轉(zhuǎn)子216被U相、V相、W相的合成磁通吸引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極旋轉(zhuǎn)直至角度330度。另外，施加與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)的角度即330度是進(jìn)行從通電模式(2)向通電模式(3)的切換的角度位·置。在步驟24中，控制器213在步驟23中將針對(duì)U相、V相和W相的施加電壓Vu、Vv、Vw設(shè)定為與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓后，進(jìn)行等待直至經(jīng)過(guò)最大動(dòng)作延遲時(shí)間(待機(jī)時(shí)間)，該最大動(dòng)作延遲時(shí)間是被估計(jì)為永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極到達(dá)與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的330度的角度位置所需的時(shí)間。并且，在能夠推斷為永磁鐵轉(zhuǎn)子216停止于330度的角度位置時(shí)，控制器213從與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓切換為與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即 Vu=Viru Vv=O> Vw= — Vin。在步驟25中，控制器213檢測(cè)從與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓剛剛切換為與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓之后的、通電模式(2)下的斷相(非通電相)即V相的端子電壓Vv0并且，控制器213根據(jù)端子電壓Vv，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(2)向通電模式(3)的切換判定中使用的電壓閾值V2-3。S卩，從通電模式(2)向通電模式(3)的切換被設(shè)定為在角度330度時(shí)進(jìn)行，根據(jù)通電模式(2)下的斷相(非通電相)即V相的端子電壓Vv判斷是否變?yōu)榻嵌?30度。在此，能夠通過(guò)持續(xù)與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓，定位于進(jìn)行從通電模式(2)向通電模式(3)的切換的角度位置(330度)。并且，如果在上述狀態(tài)下從通電模式(I)切換為通電模式(2)，則剛剛切換之后的V相的端子電壓Vv表示角度位置330度時(shí)的斷相的端子電壓V。因此，根據(jù)從持續(xù)與通電模式(I)對(duì)應(yīng)的施加電壓的狀態(tài)剛剛切換為通電模式(2 )之后的V相的端子電壓Vv，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(2 )向通電模式(3 )的切換判定中使用的電壓閾值V2-3。并且，在通電模式(2)的斷相(非通電相)即V相的端子電壓Vv穿過(guò)電壓閾值V2-3時(shí)(變?yōu)閂相的端子電壓Vv=電壓閾值V2-3時(shí))，執(zhí)行從通電模式(2)向通電模式(3)的切換。在步驟26中，控制器213將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的角度。具體而言，向各相施加與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即Vu=Vin、Vv=O、Vw=-Vin。在向各相施加與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)，永磁鐵轉(zhuǎn)子216被U相、V相、W相的合成磁通吸引而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極旋轉(zhuǎn)直至角度30度。另外，施加與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓時(shí)的角度即30度是進(jìn)行從通電模式(3)向通電模式(4)的切換的角度位置。
在步驟27中，控制器213在步驟26中將針對(duì)U相、V相和W相的施加電壓Vu、Vv、Vw設(shè)定為與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓后，進(jìn)行等待直至經(jīng)過(guò)最大動(dòng)作延遲時(shí)間(待機(jī)時(shí)間)，該最大動(dòng)作延遲時(shí)間是被估計(jì)為永磁鐵轉(zhuǎn)子216的N極到達(dá)與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的30度的角度位置所需的時(shí)間。并且，在能夠推斷為永磁鐵轉(zhuǎn)子216停止于30度的角度位置時(shí)，控制器213從與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓切換為與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓，即 Vu=0、Vv=Vin、Vw= — Vin。在步驟28中，控制器213檢測(cè)從與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓剛剛切換為與通電模式(3)對(duì)應(yīng)的施加電壓之后的、通電模式(3)下的斷相(非通電相)即U相的端子電壓Vu。并且，控制器213根據(jù)端子電壓Vu，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(3)向通電模式(4)的切換判定中使用的電壓閾值V3-4。S卩，從通電模式(3)向通電模式(4)的切換被設(shè)定為在角度30度時(shí)進(jìn)行，根據(jù)通電模式(3)下的斷相(非通電相)即U相的端子電壓Vu判斷是否變?yōu)榻嵌?0度。
在此，能夠通過(guò)持續(xù)與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓，定位于進(jìn)行從通電模式(3)向通電模式(4)的切換的角度位置(30度)。并且，如果在上述狀態(tài)下從通電模式(2)切換為通電模式(3)，則剛剛切換之后的U相的端子電壓Vu表示角度位置30度時(shí)的斷相的端子電壓V。因此，根據(jù)從持續(xù)與通電模式(2)對(duì)應(yīng)的施加電壓的狀態(tài)切換為通電模式(3)之后的U相的端子電壓Vu，更新并存儲(chǔ)在從通電模式(3)向通電模式(4)的切換判定中使用的電壓閾值V3-4。并且，在通電模式(3)的斷相(非通電相)即U相的端子電壓Vu穿過(guò)電壓閾值V3-4時(shí)(變?yōu)閁相的端子電壓Vu=電壓閾值V3-4時(shí))，執(zhí)行從通電模式(3)向通電模式(4)的切換。由此,通過(guò)保持為通電模式(I) (6)中的任意一個(gè)，將永磁鐵轉(zhuǎn)子216定位于進(jìn)行通電模式的切換的角度位置，從定位時(shí)的通電模式切換為下一個(gè)通電模式。并且，將剛剛切換之后的斷相的端子電壓學(xué)習(xí)為在進(jìn)行了定位的角度位置處切換通電模式時(shí)(從剛剛切換之后的通電模式進(jìn)一步切換為下一個(gè)通電模式時(shí))使用的電壓閾值。因此，即使進(jìn)行切換的角度位置處的斷相的端子電壓由于電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)偏差、電機(jī)的偏差、或者溫度等環(huán)境條件的變化等而產(chǎn)生偏差，也能夠根據(jù)該偏差逐次修正電壓閾值。因此，能夠抑制通電模式的切換時(shí)機(jī)偏離預(yù)期的角度位置。此外，按照6種通電模式的切換的每一個(gè)，單獨(dú)學(xué)習(xí)電壓閾值，根據(jù)切換為哪個(gè)通電模式來(lái)選擇用于通電模式的切換時(shí)機(jī)判定的電壓閾值。因此，即使無(wú)刷電機(jī)2的各個(gè)繞組存在偏差，也能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)(預(yù)期的角度位置)進(jìn)行向各通電模式的切換。圖7示出驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)2的子例程。在步驟31中，控制器213例如參照?qǐng)D8所示的設(shè)定有與ATF (AutomaticTransmission Fluid :自動(dòng)變速器油)的油溫對(duì)應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的映射圖,運(yùn)算無(wú)刷電機(jī)2的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。此處，在圖8所示的映射圖中，隨著油溫上升，目標(biāo)轉(zhuǎn)速呈線性增加，但不限于這種特性。在無(wú)刷電機(jī)2驅(qū)動(dòng)水泵的情況下，可以設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度越高，將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定為越高的轉(zhuǎn)速。在步驟32中，控制器213根據(jù)無(wú)刷電機(jī)2的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際的轉(zhuǎn)速(實(shí)際轉(zhuǎn)速)，如下這樣運(yùn)算施加到無(wú)刷電機(jī)2的施加電壓。即，在通過(guò)旋轉(zhuǎn)反饋對(duì)施加電壓進(jìn)行PI (比例積分)控制的情況下，在設(shè)“轉(zhuǎn)速偏差=目標(biāo)轉(zhuǎn)速一實(shí)際轉(zhuǎn)速”時(shí)，能夠根據(jù)“施加電壓=轉(zhuǎn)速偏差XP (比例)增益+轉(zhuǎn)速偏差積分值XI (積分)增益”這一式子求出施加電壓。其他控制方式，例如PID控制也同樣如此。另外，實(shí)際轉(zhuǎn)速使用在后述的步驟41中運(yùn)算出的運(yùn)算值，但也可以使用利用公知的傳感器等檢測(cè)到的檢測(cè)值。此時(shí)，鑒于限制了相電流和電源電流的情況，如下那樣，根據(jù)相電流和電源電流校正施加電壓。即，電源電流使用在電路中檢測(cè)出的檢測(cè)值，相電流使用根據(jù)“相電流=電源電流/占空比”這一式子運(yùn)算出的運(yùn)算值。首先，利用以下的式子，運(yùn)算電流限制值與電流值之差。差1=電源電流的電流限制值一電源電流(檢測(cè)值)差2=相電流的電流限制值一相電流(運(yùn)算值)并且，選擇差I(lǐng)和差2中的較小一方，如果該差為0以下，則如下那樣，通過(guò)將差乘 以增益后的電流限制項(xiàng)，校正施加電壓。電流限制項(xiàng)=電流增益Xmin (差1、差2)在步驟33中，控制器213以如下的方法設(shè)定對(duì)相電流進(jìn)行PWM限制時(shí)的占空比的下限值。例如，如圖9所示，假定如下情況將在PWM控制中按照每個(gè)載波周期重復(fù)增減的PWM計(jì)數(shù)器的波谷(計(jì)數(shù)器值從減少轉(zhuǎn)變成增大的點(diǎn))，換言之，脈沖施加電壓的脈寬PW的中央附近設(shè)為非通電相的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)(采樣時(shí)機(jī))。該情況下，在剛施加脈沖電壓后(剛上升之后)的非通電相的脈沖感應(yīng)電壓波動(dòng)的期間(電壓波動(dòng)期間)長(zhǎng)于脈寬PW的1/2時(shí)，在脈沖感應(yīng)電壓波動(dòng)的期間，會(huì)進(jìn)行非通電相的脈沖感應(yīng)電壓的A/D轉(zhuǎn)換(采樣)，從而無(wú)法高精度地檢測(cè)非通電相的脈沖感應(yīng)電壓。此外,存在如下的可能性在非通電相的脈沖感應(yīng)電壓的A/D轉(zhuǎn)換處理所需的時(shí)間(從A/D轉(zhuǎn)換開始到完成A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)間)長(zhǎng)于脈寬PW的1/2時(shí)，會(huì)在A/D轉(zhuǎn)換處理中停止對(duì)通電相的電壓的施加，此時(shí)也有可能無(wú)法高精度地檢測(cè)非通電相的脈沖感應(yīng)電壓,可能導(dǎo)致無(wú)刷電機(jī)2失步。因此，依照下式運(yùn)算占空比的下限值。下限值=max (電壓波動(dòng)時(shí)間、A / D轉(zhuǎn)換時(shí)間)X2 /載波周期XlOO通過(guò)該式，能夠?qū)㈦妷翰▌?dòng)時(shí)間與A / D轉(zhuǎn)換時(shí)間中的較長(zhǎng)一方的2倍設(shè)為最小脈寬PWmin，能夠抑制在脈沖感應(yīng)電壓波動(dòng)期間進(jìn)行非通電相的脈沖感應(yīng)電壓的A/D轉(zhuǎn)換(采樣)，且能夠抑制在A / D轉(zhuǎn)換處理中停止對(duì)通電相施加電壓。另外，將在PWM控制中按照每個(gè)載波周期重復(fù)增減的PWM計(jì)數(shù)器的波峰(計(jì)數(shù)器值從增大轉(zhuǎn)變成減少的點(diǎn))設(shè)為非通電相的電壓的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)(采樣時(shí)機(jī))的情況下，或者在將PWM切換時(shí)機(jī)設(shè)為非通電相的電壓的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)(采樣時(shí)機(jī))的情況下，也如上所述地設(shè)定占空比的下限值。在步驟34中，控制器213以如下的方法設(shè)定對(duì)相電流進(jìn)行PWM限制時(shí)的占空比的上限值。S卩，如圖10所示，事先取得在改變對(duì)無(wú)刷電機(jī)2進(jìn)行PWM控制的占空比時(shí)的感應(yīng)電壓，根據(jù)電壓閾值和感應(yīng)電壓的關(guān)系設(shè)定占空比的上限值。具體而言，根據(jù)電壓閾值和感應(yīng)電壓一致時(shí)的占空比，考慮偏差，例如將產(chǎn)生相比電壓閾值具有10%左右余量的感應(yīng)電壓的占空比設(shè)定為占空比的上限值。此處，感應(yīng)電壓可以進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的學(xué)習(xí)而取得，也可以是N個(gè)的平均值或最小值。由此，通過(guò)限制占空比的上限值，抑制通電相之間的磁通變化率變小、感應(yīng)電壓減小的情況。因此，能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)切換無(wú)刷電機(jī)2的通電模式，從而抑制無(wú)刷電機(jī)2失步。此外，關(guān)于這樣設(shè)定的占空比的上限值，實(shí)施對(duì)應(yīng)于電源電壓和溫度中的至少一方的校正。即，在電源電壓高的情況下，如圖11所示，與電源電壓低的情況相比，感應(yīng)電壓變大。因此，隨著對(duì)應(yīng)于電源電壓的感應(yīng)電壓與電壓閾值的偏差變大，進(jìn)行確?？紤]了偏差的余量而進(jìn)一步增大占空比的上限值的校正。另一方面，在電機(jī)溫度低的情況下，如圖12所示，與電機(jī)溫度高的情況相比，感應(yīng)電壓變大。因此，隨著對(duì)應(yīng)于電機(jī)溫度的感應(yīng)電壓與電壓閾值的偏差變大，進(jìn)行確?？紤]了偏差的余量而進(jìn)一步增大占空比的上限值的校正。此處，能夠使用無(wú)刷電機(jī)2的轉(zhuǎn)子溫度或與其關(guān)聯(lián)的溫度，例如ATF油溫等作為電機(jī)溫度。另外，如果相電流變大則占空比也變大，因此還可以考慮基于相電流的校正，但此處，在電流限制中假定為相電流大致恒定。由此，即使感應(yīng)電壓伴隨電源電壓或電機(jī)溫度的變化而發(fā)生變化，也能通過(guò)校正占空比的上限值來(lái)補(bǔ)償該變化。因此，能夠抑制無(wú)刷電機(jī)2的通電模式的切換時(shí)機(jī)偏離適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，從而進(jìn)一步抑制無(wú)刷電機(jī)2失步。在步驟35中，控制器213根據(jù)在步驟32中設(shè)定的施加電壓(輸入電壓)、在步驟33中設(shè)定的占空比的下限值以及在步驟34中設(shè)定的占空比的上限值，設(shè)定電機(jī)施加占空比(duty)o首先，根據(jù)“基本占空比=施加電壓/電源電壓X100”計(jì)算基本占空比(％)。然后，在基本占空比大于下限值的情況下，將基本占空比設(shè)為電機(jī)施加占空比，另一方面，在基本占空比小于下限值的情況下，通過(guò)將下限值設(shè)為電機(jī)施加占空比，限制為使電機(jī)施加占空比不低于下限值。此外，在基本占空比大于上限值的情況下，將上限值設(shè)為電機(jī)施加占空比，另一方面，在基本占空比小于上限值的情況下，通過(guò)將基本占空比設(shè)為電機(jī)施加占空t匕，限制為使電機(jī)施加占空比不高于上限值。總而言之，將電機(jī)施加占空比限制在由上限值和下限值劃定的范圍內(nèi)。在如本實(shí)施方式的油壓泵的系統(tǒng)中，不要求高精度地控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，并且，通過(guò)給出高于請(qǐng)求的施加電壓，即使限制占空比也能夠確保請(qǐng)求量以上的油噴出量，不會(huì)產(chǎn)生油壓降低或者潤(rùn)滑不足等情況。此外，在無(wú)刷電機(jī)2驅(qū)動(dòng)水泵時(shí)，即使限制占空比也能夠確保至少請(qǐng)求量以上的冷卻水循環(huán)量，能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的產(chǎn)生。另外，在產(chǎn)生無(wú)刷電機(jī)2的失步的可能性小的高速無(wú)傳感器控制中，可以不使用本控制。在步驟36中，控制器213檢測(cè)此時(shí)的通電模式中的非通電相的電壓。具體而言，在通電模式(I)的情況下，檢測(cè)W相的電壓，在通電模式(2 )的情況下，檢測(cè)V相的電壓，在通電模式(3)的情況下，檢測(cè)U相的電壓，在通電模式(4)的情況下，檢測(cè)W相的電壓，在通電模式(5 )的情況下，檢測(cè)V相的電壓，在通電模式(6 )的情況下，檢測(cè)U相的電壓。在此，參照?qǐng)D13，以通電模式(3)為例對(duì)非通電相的端子電壓的檢測(cè)期間進(jìn)行說(shuō)明。在通電模式(3)下，向V相施加電壓V，向W相通過(guò)脈寬調(diào)制動(dòng)作施加相當(dāng)于指示電壓的電壓一 V，電流從V相朝W相流過(guò)，因此，檢測(cè)電壓的相為U相，在W相下級(jí)的開關(guān)元件217f的接通期間檢測(cè)該U相的相端子電壓。
此外，剛切換通電模式之后，產(chǎn)生換向電流，當(dāng)使用在該換向電流的產(chǎn)生區(qū)間檢測(cè)出的電壓時(shí)，會(huì)錯(cuò)誤地判斷通電模式的切換時(shí)機(jī)。因此，關(guān)于剛切換通電模式后的電壓檢測(cè)值，設(shè)定為從初次起經(jīng)過(guò)預(yù)定次數(shù)的電壓檢測(cè)值不在進(jìn)行切換時(shí)機(jī)的判斷時(shí)使用。預(yù)定次數(shù)能夠根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及電流(電機(jī)負(fù)載)可變地進(jìn)行設(shè)定，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高、電機(jī)電流越高，則將預(yù)定次數(shù)設(shè)定為越大的值。在步驟37中，控制器213判斷低速無(wú)傳感器控制的實(shí)施條件是否成立。在以于非通電相產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(速度電動(dòng)勢(shì))的信號(hào)為觸發(fā)進(jìn)行通電模式切換的無(wú)傳感器控制中，在電機(jī)轉(zhuǎn)速低的區(qū)域，感應(yīng)電壓(速度電動(dòng)勢(shì))變低，難以高精度地檢測(cè)切換時(shí)機(jī)。因此，在電機(jī)的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中，根據(jù)脈沖感應(yīng)電壓與電壓閾值之間的比較，進(jìn)行切換時(shí)機(jī)的判定。因此，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否為預(yù)定轉(zhuǎn)速以下來(lái)判定低速無(wú)傳感器控制的實(shí)施條件是否成立。此處，預(yù)定轉(zhuǎn)速是能夠以速度電動(dòng)勢(shì)為觸發(fā)來(lái)進(jìn)行切換判定的電機(jī)轉(zhuǎn)速的最小值，例如通過(guò)實(shí)驗(yàn)或仿真等預(yù)先確定。并且，控制器213如果判定為低速無(wú)傳感器控制的實(shí)施條件成立，則將處理進(jìn)行到步驟38 (是)，另一方面，如果判定為低速無(wú)傳感器控制的實(shí)施條件不成立，則將處理進(jìn)行到步驟39 (否)。另外，根據(jù)通電模式的切換周期計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速。此外，可以通過(guò)設(shè)定例如第I轉(zhuǎn)速和第2轉(zhuǎn)速(>第I設(shè)定速度)作為預(yù)定轉(zhuǎn)速，使得具有所謂的“遲滯特性”，從而抑制短時(shí)間內(nèi)重復(fù)無(wú)傳感器控制的切換，其中，第I轉(zhuǎn)速用于判定向低速無(wú)傳感器控制的轉(zhuǎn)移，第2轉(zhuǎn)速用于判定低速無(wú)傳感器控制的停止。此外，當(dāng)使用在非通電相產(chǎn)生的速度電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行通電模式的切換的情況下，如果無(wú)刷電機(jī)2失步的可能性小，則也可以不實(shí)施設(shè)定占空比的上限值的處理。在步驟38中，控制器213根據(jù)非通電相的電壓和電壓閾值，判定是否為通電模式的切換時(shí)機(jī)。具體而言，在此時(shí)處于通電模式(I)的情況下，當(dāng)作為非通電相的W相的電壓在閾值V1-2以下時(shí)，判定為是向通電模式(2)切換的切換時(shí)機(jī)，在此時(shí)處于通電模式(2)的情況下，當(dāng)作為非通電相的V相的電壓在閾值V2-3以上時(shí)，判定為是向通電模式(3)切換的切換時(shí)機(jī)，在此時(shí)處于通電模式(3 )的情況下，當(dāng)作為非通電相的U相的電壓在閾值V3-4以下時(shí)，判定為是向通電模式(4)切換的切換時(shí)機(jī)，在此時(shí)處于通電模式(4)的情況下，當(dāng)作為非通電相的W相的電壓在閾值V4-5以上時(shí)，判定為是向通電模式(5)切換的切換時(shí)機(jī)，在此時(shí)處于通電模式(5)的情況下，當(dāng)作為非通電相的V相的電壓在閾值V5-6以下時(shí)，判定為是向通電模式(6)切換的切換時(shí)機(jī)，在此時(shí)處于通電模式(6)的情況下，當(dāng)作為非通電相的U相的電壓在閾值V6-1以上時(shí)，判定為是向通電模式(I)切換的切換時(shí)機(jī)。并且，控制器213如果判定為是通電模式的切換時(shí)機(jī)，則使處理進(jìn)入到步驟40 (是)，另一方面，如果判定為不是通電模式的切換時(shí)機(jī)，則結(jié)束處理(否)。在步驟39中，控制器213根據(jù)非通電相的電壓，判定是否為通電模式的切換時(shí)機(jī)。具體而言，在此時(shí)處于通電模式(1)、(3)或(5)的情況下，非通電相的電壓為0[V]以下，并且從該時(shí)刻起永磁鐵轉(zhuǎn)子216進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)了 30度時(shí)，判定為是向下一個(gè)通電模式(2)、(4)或(6 )切換的切換時(shí)機(jī)，在此時(shí)處于通電模式(2 )、( 4 )或(6 )的情況下，非通電相的電壓為0[V]以上，并且從該時(shí)刻起永磁鐵轉(zhuǎn)子216進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)了 30度時(shí)，判定為是向下一個(gè)通電模式(3)、(5)或(I)切換的切換時(shí)機(jī)。并且，控制器213如果判定為是通電模式的切換時(shí)機(jī)，則使處理進(jìn)入到步驟40 (是)，另一方面，如果判定為不是通電模式的切換時(shí)機(jī)，則結(jié)束處理(否)。在步驟40中，控制器213切換為下一個(gè)通電模式。具體而言，在此時(shí)處于通電模式
(I)的情況下切換為通電模式(2)，在此時(shí)處于通電模式(2)的情況下切換為通電模式(3)，在此時(shí)處于通電模式(3)的情況下切換為通電模式(4)，在此時(shí)處于通電模式(4)的情況下切換為通電模式(5)，在此時(shí)處于通電模式(5)的情況下切換為通電模式(6)，在此時(shí)處于通電模式(6)的情況下切換為通電模式(I)。在步驟41中，控制器213根據(jù)通電模式的切換周期運(yùn)算無(wú)刷電機(jī)2的轉(zhuǎn)速。具體而言，計(jì)測(cè)進(jìn)行通電模式的切換的時(shí)間間隔，根據(jù)該時(shí)間間隔運(yùn)算轉(zhuǎn)速。例如，在無(wú)刷電機(jī)2的極對(duì)數(shù)為3的情況下，轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)“轉(zhuǎn)速=60/3/時(shí)間間隔”這一式子求出。也可以對(duì)以上所說(shuō)明的實(shí)施方式，進(jìn)一步附加如下的功能。在實(shí)施了低速無(wú)傳感器控制的情況下，如圖14所示，在電源電流變大時(shí)，非通電相的感應(yīng)電壓逐漸變小從而小于電壓閾值。因此，事先取得與對(duì)無(wú)刷電機(jī)2進(jìn)行PWM控制的占空比相當(dāng)?shù)碾娫措娏?，使其具有考慮了偏差的余量，并且限制施加電壓的上限值，使得電源電流不會(huì)變?yōu)榈贗預(yù)定值以上。此處，作為第I預(yù)定值，例如設(shè)為與在步驟34中設(shè)定的占空比的上限值相當(dāng)?shù)碾娫措娏骷纯?。另外，施加電壓的上限值可以用與占空比的上限值同樣的方法，根據(jù)電源電壓和溫度中的至少一方進(jìn)行校正。此外，如圖15所示，在對(duì)無(wú)刷電機(jī)2進(jìn)行PWM控制的占空比大于第2預(yù)定值時(shí)，非通電相的感應(yīng)電壓逐漸變小從而小于電壓閾值。因此，在占空比大于第2預(yù)定值的情況下，逐漸減小電壓閾值。此處，作為第2預(yù)定值，例如設(shè)為與在步驟34中設(shè)定的占空比的上限值相當(dāng)即可。此外，在無(wú)刷電機(jī)2停止的情況下，在其再次起動(dòng)時(shí)可以將電壓閾值減小預(yù)定比例。由此，能夠順利地再次起動(dòng)無(wú)刷電機(jī)2。此外，在上述實(shí)施方式中，以3相的無(wú)刷電機(jī)為前提，但其相數(shù)不限于3相，也可以是其他相數(shù)。在此，作為參考并入在2011年9月遞交的日本專利申請(qǐng)No. 2011-205654號(hào)的所
有內(nèi)容。雖然僅選擇了所選擇的實(shí)施例來(lái)例示本發(fā)明，但顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不脫離所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明范圍內(nèi)根據(jù)本公開進(jìn)行各種變更和變形。此外，根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的以上說(shuō)明僅是例示，并非旨在限制由所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容所定義的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其根據(jù)非通電相的電壓和電壓閾值依次切換針對(duì)具有多個(gè)繞組的無(wú)刷電機(jī)的各相的通電模式，由此對(duì)所述無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，在該無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置中，根據(jù)所述通電模式的切換時(shí)機(jī)下的所述非通電相的電壓變化和所述電壓閾值限制占空比的上限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，使I個(gè)通電模式持續(xù)，進(jìn)行從使無(wú)刷電機(jī)停止的狀態(tài)向下一個(gè)通電模式的切換，根據(jù)在剛剛切換所述通電模式后的非通電相的電壓，設(shè)定所述電壓閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，在剛剛切換所述通電模式后的非通電相的電壓偏離預(yù)定范圍的情況下，禁止所述電壓閾值的設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，預(yù)先設(shè)定有設(shè)計(jì)值作為所述電壓閾值的初始值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，根據(jù)電源電壓以及所述無(wú)刷電機(jī)的溫度中的至少一方，校正所述占空比的上限值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，在以低速無(wú)傳感器控制驅(qū)動(dòng)所述無(wú)刷電機(jī)的情況下，限制施加給所述無(wú)刷電機(jī)的電壓，以使得電源電流不會(huì)變?yōu)榕c占空比的上限值相當(dāng)?shù)碾娏饕陨稀?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，根據(jù)電源電壓以及所述無(wú)刷電機(jī)的溫度中的至少一方，校正施加給所述無(wú)刷電機(jī)的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，在所述無(wú)刷電機(jī)的占空比大于預(yù)定值的情況下，逐漸減小所述電壓閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，在所述無(wú)刷電機(jī)停止的情況下，在其再次起動(dòng)時(shí)將所述電壓閾值減小預(yù)定比例。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，僅在所述無(wú)刷電機(jī)以預(yù)定轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，限制所述占空比的上限值。
11.一種無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，根據(jù)非通電相的電壓和電壓閾值依次切換針對(duì)具有多個(gè)繞組的無(wú)刷電機(jī)的各相的通電模式，由此對(duì)所述無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行以下操作根據(jù)所述通電模式的切換時(shí)機(jī)下的所述非通電相的電壓變化和所述電壓閾值限制占空比的上限值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置使I個(gè)通電模式持續(xù)，進(jìn)行從使無(wú)刷電機(jī)停止的狀態(tài)向下一個(gè)通電模式的切換，根據(jù)在剛剛切換所述通電模式后的非通電相的電壓設(shè)定所述電壓閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置在剛剛切換所述通電模式后的非通電相的電壓偏離預(yù)定范圍的情況下，禁止所述電壓閾值的設(shè)定。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，預(yù)先設(shè)定有設(shè)計(jì)值作為所述電壓閾值的初始值。
15.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)電源電壓以及所述無(wú)刷電機(jī)的溫度中的至少一方，校正所述占空比的上限值。
16.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置在以低速無(wú)傳感器控制驅(qū)動(dòng)所述無(wú)刷電機(jī)的情況下，限制施加給所述無(wú)刷電機(jī)的電壓，以使得電源電流不會(huì)變?yōu)榕c占空比的上限值相當(dāng)?shù)碾娏饕陨稀?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)電源電壓以及所述無(wú)刷電機(jī)的溫度中的至少一方，校正施加給所述無(wú)刷電機(jī)的電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置在所述無(wú)刷電機(jī)的占空比大于預(yù)定值的情況下，逐漸減小所述電壓閾值。
19.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置在所述無(wú)刷電機(jī)停止的情況下，在其再次起動(dòng)時(shí)將所述電壓閾值減小預(yù)定比例。
20.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置僅在所述無(wú)刷電機(jī)以預(yù)定轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)限制所述占空比的上限值。
全文摘要
本發(fā)明提供無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置以及無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法。通過(guò)切換針對(duì)具有多個(gè)繞組的無(wú)刷電機(jī)的各相的通電模式，對(duì)無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)非通電相的電壓與電壓閾值依次切換通電模式。此外，無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)通電模式的切換時(shí)機(jī)下的非通電相的電壓變化和電壓閾值限制通電量的上限值。
文檔編號(hào)H02P6/08GK103023397SQ20121035258
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者羽野誠(chéng)己, 岡本直樹 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社