無刷電機(jī)控制裝置、以及無刷電機(jī)控制方法
【專利摘要】在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠通過三相無刷電機(jī)的輸出電壓避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。在本發(fā)明的無刷電機(jī)控制裝置（10）中，根據(jù)被三相無刷電機(jī)（1）的輔助線圈Su感應(yīng)的相電壓Vsu的過零點(diǎn)的周期，計(jì)算出引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)。然后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低于第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，在無法檢測(cè)出過零點(diǎn)之前，將三相無刷電機(jī)1的控制狀態(tài)從通過相位控制調(diào)節(jié)器部（24）進(jìn)行的對(duì)交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位控制狀態(tài)，切換到通過短路式調(diào)節(jié)器部（25）進(jìn)行的電機(jī)線圈的相間電路狀態(tài)。之后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)超過第一旋轉(zhuǎn)數(shù)，相電壓Vsu達(dá)到了能夠檢測(cè)出過零點(diǎn)的電壓水平時(shí)，再次切換到通過相位控制調(diào)節(jié)器（24）部進(jìn)行的相位控制狀態(tài)。
【專利說明】無刷電機(jī)控制裝置、以及無刷電機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種作為內(nèi)燃機(jī)構(gòu)(引擎(engine))的啟動(dòng)機(jī)(starter motor)及交流發(fā)電機(jī)使用的三相無刷電機(jī)(brushless motor)的控制裝置，以及三相無刷電機(jī)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地，作為內(nèi)燃機(jī)構(gòu)(引擎)的啟動(dòng)機(jī)及交流發(fā)電機(jī)使用的三相無刷電機(jī)(以下也會(huì)僅稱為“電機(jī)”)的驅(qū)動(dòng)控制方式，目前已知一種將用于檢測(cè)三相無刷電機(jī)中的轉(zhuǎn)子(rotor)(永久磁鐵側(cè))的位置的復(fù)數(shù)個(gè)霍爾(Hall)元件安裝在轉(zhuǎn)子的周圍的傳感器(sensor)型驅(qū)動(dòng)控制電路(參考非專利文獻(xiàn)一)。但是，在這種傳感器型驅(qū)動(dòng)控制電路中，有必要在電機(jī)中設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)霍爾元件，另外，根據(jù)需要還有可能需要安裝除轉(zhuǎn)子外的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)用的磁鐵等，因此成為了電機(jī)小型化和低成本化的障礙。另外，根據(jù)霍爾元件的安裝情況，位置檢測(cè)精度會(huì)出現(xiàn)偏差。所以，強(qiáng)烈希望能夠?qū)崿F(xiàn)一種不使用霍爾元件等的傳感器來檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置的無傳感器(sensorless)型驅(qū)動(dòng)控制電路。
[0003]例如，生成與通過三相無刷電機(jī)(作為發(fā)電機(jī)起作用的無刷電機(jī))的輔助線圈(subcoil) Su檢測(cè)出的一相的交流輸出電壓的過零點(diǎn)(zero cross point)同步的矩形波，并基于這個(gè)矩形波生成與其他兩相同步的矩形波，基于這些矩形波(轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)波形)，對(duì)三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制，從而進(jìn)行對(duì)蓄電池(battery)的充電的蓄電池充電裝置(參考專利文獻(xiàn)一)。
[0004]另外，同樣地，還已知一種設(shè)置檢測(cè)三相無刷電機(jī)的任一相的交流輸出電壓的輔助線圈Su，生成與通過這個(gè)輔助線圈Su檢測(cè)出的一相的交流輸出電壓的過零點(diǎn)同步的矩形波，基于這個(gè)矩形波，生成與其他兩相同步的矩形波，通過這些矩形波(轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)波形)推定出轉(zhuǎn)子位置，進(jìn)行對(duì)無刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制的無刷電機(jī)控制裝置(參考專利文獻(xiàn)二)。
[0005]另外，還有相關(guān)的混合動(dòng)力(hybrid)車的控制裝置(參考專利文獻(xiàn)三)。這個(gè)專利文獻(xiàn)三中記載的混合動(dòng)力車的控制裝置的目的在于:在電機(jī)的無傳感器控制中，在使得磁極位置的檢測(cè)精度提高的同時(shí)，確保所需的靜音性。
[0006]在上述專利文獻(xiàn)一記載的蓄電池充電裝置中，根據(jù)被輔助線圈Su感應(yīng)的相電壓(交流電壓)檢測(cè)出過零點(diǎn)，基于這個(gè)過零點(diǎn)生成與相電壓同步的矩形波，并基于這個(gè)矩形波生成與其他兩相同步的矩形波，基于這些矩形波(轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)波形)，對(duì)三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制，從而進(jìn)行對(duì)蓄電池的充電。
[0007]但是,上述專利文獻(xiàn)一中記載的蓄電池充電裝置在開始熄火(engine stall)等的情況下，一旦引擎的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)下降直至相電壓減小到了無法檢測(cè)出過零點(diǎn)的程度，由于不能檢測(cè)出過零點(diǎn)，交流輸出電壓的相位控制變得不可能。即，從三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))向蓄電池的充電的控制變得不可能。因此，與蓄電池相連接的裝置等的外部負(fù)載有可能被施加過大的電壓。
[0008]另外，在專利文獻(xiàn)三記載的混合動(dòng)力車的控制裝置中，內(nèi)燃機(jī)構(gòu)的停止時(shí)，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)Ne在預(yù)定旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以上的情況下，進(jìn)行作為通常的再生控制的再生動(dòng)作(給蓄電池充電)，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)Ne比預(yù)定旋轉(zhuǎn)數(shù)N2小的情況下，進(jìn)行電機(jī)的三相短路控制，產(chǎn)生制動(dòng)扭矩從而使得內(nèi)燃機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)停止。
[0009]因此，專利文獻(xiàn)三中記載的混合動(dòng)力車的控制裝置在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)為低速旋轉(zhuǎn)時(shí)(空轉(zhuǎn)(idle)旋轉(zhuǎn)數(shù)以下)，通過電機(jī)的三相短路，產(chǎn)生制動(dòng)扭矩來使得引擎停止，確保停止時(shí)的靜音性。[0010]但是，專利文獻(xiàn)三中記載的混合動(dòng)力車的控制裝置在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況(例如，引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)為低速旋轉(zhuǎn)時(shí))下，三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)就不被控制，外部負(fù)載就被施加過大的電壓。
[0011]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]【專利文獻(xiàn)一】W02007-114272號(hào)公報(bào)
[0014]【專利文獻(xiàn)二】W02008-120734號(hào)公報(bào)
[0015]【專利文獻(xiàn)三】日本特開2008-137550號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明是鑒于這樣的實(shí)際情況而發(fā)明的，本發(fā)明的一種實(shí)施方式的目的在于提供一種無刷電機(jī)控制裝置以及無刷電機(jī)控制方法，當(dāng)不使用位置傳感器對(duì)三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))進(jìn)行控制時(shí)，在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠控制三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈通電狀態(tài),能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。
[0017]本發(fā)明提供一種無刷電機(jī)控制裝置，該無刷電機(jī)控制裝置是一種在對(duì)三相無刷電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的同時(shí)，當(dāng)所述三相無刷電機(jī)作為被引擎旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池充電的無刷電機(jī)控制裝置，其特征在于，包括:三相橋式電路，各臂由開關(guān)元件及與該開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管構(gòu)成；相電壓檢測(cè)部，檢測(cè)所述三相無刷電機(jī)的任一相的相電壓；過零點(diǎn)檢測(cè)部，檢測(cè)通過所述相電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的一相的相電壓的過零點(diǎn)；引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部，基于通過所述過零點(diǎn)檢測(cè)部檢測(cè)出的過零點(diǎn)的周期計(jì)測(cè)所述引擎的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)；相位控制調(diào)節(jié)器部，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)以上時(shí)，對(duì)從所述三相無刷電機(jī)輸出的各相的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制并提供給所述蓄電池；以及短路式調(diào)節(jié)器部，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿所述第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，根據(jù)所述蓄電池的充電電壓，進(jìn)行控制使得從所述三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓通過所述三相橋式電路的開關(guān)元件相間短路，或者，將所述開關(guān)元件全部關(guān)閉。
[0018]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置中，檢測(cè)三相無刷電機(jī)的任一相的相電壓，根據(jù)這個(gè)相電壓的過零點(diǎn)的時(shí)間間隔，計(jì)算出引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)。當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低于第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，在無法檢測(cè)出相電壓的過零點(diǎn)之前，將對(duì)于三相無刷電機(jī)的控制狀態(tài)從通過相位控制調(diào)節(jié)器部進(jìn)行的交流輸出電壓的相位控制狀態(tài)切換到通過短路式調(diào)節(jié)器部進(jìn)行的電機(jī)線圈的通電控制狀態(tài)。之后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)超過第一旋轉(zhuǎn)數(shù)，相電壓達(dá)到了能夠檢測(cè)出過零點(diǎn)的足夠大的電壓水平時(shí)，將對(duì)于三相無刷電機(jī)的控制狀態(tài)再次切換到通過相位控制調(diào)節(jié)器部進(jìn)行的交流輸出電壓的相位控制狀態(tài)。[0019]這樣，在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置中，在對(duì)無位置傳感器的三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))進(jìn)行控制時(shí)，即使是在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠控制三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。
[0020]另外，在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置中，當(dāng)所述蓄電池的充電電壓在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上時(shí)，所述短路式調(diào)節(jié)器部通過所述三相橋式電路的開關(guān)元件使得所述三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓相間短路，當(dāng)所述蓄電池的充電電壓未滿預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述短路式調(diào)節(jié)器部將所述開關(guān)元件全部關(guān)閉從而使用所述三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓通過所述二極管來給所述蓄電池充電
[0021]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置中，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，當(dāng)蓄電池的充電電壓在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上時(shí)，使得三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓通過開關(guān)元件相間短路。另外，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，當(dāng)蓄電池的充電電壓未滿預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓時(shí)，將三相橋式電路的開關(guān)元件全部關(guān)閉，使用三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓，通過與開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管來給蓄電池充電。
[0022]這樣，即使是在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠控制三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。并且，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)第未滿一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，也能夠進(jìn)行給電池的充電。
[0023]另外，在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置中，還包括:全部關(guān)閉控制部，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在比所述第一旋轉(zhuǎn)數(shù)更低的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)以下(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)>第二旋轉(zhuǎn)數(shù))時(shí)，將所述三相橋式電路的開關(guān)元件全部關(guān)閉。
[0024]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置中，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在比第一旋轉(zhuǎn)數(shù)更低的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)以下時(shí)(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)>第二旋轉(zhuǎn)數(shù))，使得所述三相無刷電機(jī)的各相的線圈端子變?yōu)殡姎庑缘拈_放狀態(tài)。
[0025]這樣，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低、引擎近于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，使得三相無刷電機(jī)I電地開放，能夠使得對(duì)于三相無刷電機(jī)I的控制停止。
[0026]另外，在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置中，當(dāng)所述三相無刷電機(jī)作為三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池充電，同時(shí)，在所述引擎的啟動(dòng)時(shí)，將所述三相無刷電機(jī)作為該引擎的啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0027]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置中，當(dāng)三相無刷電機(jī)作為被引擎旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，通過這個(gè)三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓給蓄電池充電。并且，在引擎的啟動(dòng)時(shí)，把三相無刷電機(jī)作為引擎的啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0028]這樣，能夠在將無刷電機(jī)控制裝置作為蓄電池充電裝置運(yùn)作的同時(shí)，將其作為引擎的啟動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)作。
[0029]本發(fā)明還提供一種無刷電機(jī)控制方法，該無刷電機(jī)控制方法是一種在對(duì)三相無刷電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的同時(shí)，當(dāng)所述三相無刷電機(jī)作為被引擎旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池充電的無刷電機(jī)控制裝置方法，其特征在于，包含:步驟，由開關(guān)元件及與該開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管構(gòu)成三相橋式電路的各臂；相電壓檢測(cè)步驟，檢測(cè)所述三相無刷電機(jī)的任一相的相電壓；過零點(diǎn)檢測(cè)步驟，檢測(cè)通過所述相電壓檢測(cè)步驟檢測(cè)出的一相的相電壓的過零點(diǎn)；弓丨擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)步驟，基于通過所述過零點(diǎn)檢測(cè)步驟檢測(cè)出的過零點(diǎn)的周期計(jì)測(cè)所述引擎的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)；相位控制調(diào)節(jié)器步驟，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)以上時(shí)，對(duì)從所述三相無刷電機(jī)輸出的各相的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制并提供給所述蓄電池；以及短路式調(diào)節(jié)器步驟，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿所述第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，根據(jù)所述蓄電池的充電電壓，進(jìn)行控制使得從所述三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓通過所述三相橋式電路的開關(guān)元件相間短路，或者，將所述開關(guān)元件全部關(guān)閉。
[0030]在包含這樣的步驟的無刷電機(jī)控制裝置中，檢測(cè)三相無刷電機(jī)的任一相的相電壓，根據(jù)這個(gè)相電壓的過零點(diǎn)的時(shí)間間隔，計(jì)算出引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)。然后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低于第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，在無法檢測(cè)出相電壓的過零點(diǎn)之前，將對(duì)于三相無刷電機(jī)的控制狀態(tài)從通過相位控制調(diào)節(jié)器步驟進(jìn)行的交流輸出電壓的相位控制狀態(tài)切換到通過短路式調(diào)節(jié)器步驟進(jìn)行的電機(jī)線圈的通電控制狀態(tài)。之后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)超過第一旋轉(zhuǎn)數(shù)，相電壓達(dá)到了能夠檢測(cè)出過零點(diǎn)的足夠大的電壓水平時(shí)，將對(duì)于三相無刷電機(jī)的控制狀態(tài)再次切換到通過相位控制調(diào)節(jié)器步驟進(jìn)行的交流輸出電壓的相位控制狀態(tài)。
[0031]這樣,在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制方法中，在對(duì)無位置傳感器的三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))進(jìn)行控制時(shí)，即使是在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠控制三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。
[0032]發(fā)明效果
[0033]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置中，根據(jù)被三相無刷電機(jī)的線圈感應(yīng)的相電壓的過零點(diǎn)的時(shí)間間隔，計(jì)算引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低于第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，在無法檢測(cè)出過零點(diǎn)之前，從相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作切換到短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作。之后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)超過上述的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)，可以獲得在上述相電壓中能夠檢測(cè)出過零點(diǎn)的足夠大的電壓時(shí)，可以再次切換到相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作。
[0034]這樣，在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置中，當(dāng)不使用位置傳感器來對(duì)三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))進(jìn)行控制時(shí)，在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠控制三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式例涉及的無刷電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖；
[0036]圖2A是用于對(duì)短路式調(diào)節(jié)器部25的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖；
[0037]圖2B是用于對(duì)短路式調(diào)節(jié)器部25的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖；
[0038]圖3是用于對(duì)通過通電控制部23進(jìn)行的調(diào)節(jié)器選擇動(dòng)作進(jìn)行說明的流程圖(flowchart)；
[0039]圖4是用于對(duì)在圖3所示的步驟S13及步驟S16中進(jìn)行的短路式調(diào)節(jié)器控制進(jìn)行說明的圖；
[0040]圖5是顯示具有全部關(guān)閉功能的無刷電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖；
[0041]圖6是用于對(duì)全部關(guān)閉控制部26的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖；[0042]圖7A是顯示圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置IOA中的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)和控制狀態(tài)的切換的示例圖；
[0043]圖7B是顯示圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置IOA中的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)和控制狀態(tài)的切換的示例圖；
[0044]圖8是用于對(duì)圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置IOA中的調(diào)節(jié)器選擇動(dòng)作進(jìn)行說明的流程圖；
[0045]圖9A是用于說明過零點(diǎn)推定部22的動(dòng)的圖；
[0046]圖9B是用于說明過零點(diǎn)推定部22的動(dòng)的圖；
[0047]圖10是用于對(duì)通過過零點(diǎn)推定進(jìn)行的轉(zhuǎn)子位置(交流輸出電壓的相位)的推定方法進(jìn)行說明的圖；
[0048]圖11是用于說明提前角/遲后角控制的圖；
[0049]圖12是顯示作為蓄電池充電裝置及電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置工作的無刷電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖；
[0050]圖13是用于對(duì)120°通電控制部27的控制動(dòng)作進(jìn)行說明的圖；
[0051]圖14是用于對(duì)占空控制進(jìn)行說明的圖；以及
[0052]圖15是顯示輔助線圈Su的其他結(jié)構(gòu)例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0054](對(duì)于無刷電機(jī)控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的說明)
[0055]圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式例涉及的無刷電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10在三相無刷電機(jī)I作為被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，作為對(duì)從這個(gè)三相交流發(fā)電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制，從而給蓄電池4充電的蓄電池充電裝置工作。
[0056]在圖1中，三相無刷電機(jī)I由具有U、V、W的各相線圈(被鐵芯卷繞的線圈)及該線圈的中性線N的定子(stator) 2,以及四極的永久磁鐵(兩對(duì)N、S極)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子3所構(gòu)成。并且，在定子2中，三相(U、V、W)的繞組(線圈)被沿圓周方向依次卷裝。另外，在U相線圈中，具有用于檢測(cè)被該U相線圈感應(yīng)的電壓(通過轉(zhuǎn)子3的永久磁鐵被感應(yīng)的正弦波的電壓)的輔助線圈(Su) 2a。另外，輔助線圈Su被設(shè)置在其他相(V相或W相)也可以。
[0057]在無刷電機(jī)控制裝置10中，設(shè)有由Nch型的FET (Field Effect Transistor)的三相橋(bridge)構(gòu)成的開關(guān)(switching)元件Ql?Q6。在這個(gè)三相橋式電路14中，上臂(arm)側(cè)的開關(guān)元件Ql、Q2、Q3各自的漏極(drain)端子與作為直流電源的蓄電池4的正側(cè)(+側(cè))端子相連通。另外，下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6各自的源極(source)端子與作為直流電源的蓄電池4的負(fù)側(cè)(一側(cè))端子相連通。
[0058]并且，上臂側(cè)的開關(guān)元件Ql的源極端子與下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4的漏極端子相連接，這個(gè)開關(guān)元件Ql和Q4的連接點(diǎn)通過輸出電源線Lu，與三相無刷電機(jī)I的U相線圈端子相連接。另外，上臂側(cè)的開關(guān)元件Q2的源極端子與下臂側(cè)的開關(guān)元件Q5的漏極端子相連接，這個(gè)開關(guān)元件Q2和Q5的連接點(diǎn)通過輸出電源線Lv，與三相無刷電機(jī)I的V相線圈端子相連接。另外，上臂側(cè)的開關(guān)元件Q3的源極端子與下臂側(cè)的開關(guān)元件Q6的漏極端子相連接，這個(gè)開關(guān)元件Q3和Q6的連接點(diǎn)通過輸出電源線Lw，與三相無刷電機(jī)I的W相線圈端子相連接。另外，在各個(gè)開關(guān)元件Ql?Q6上，、二極管Dx (寄生二極管等)如圖所示的那樣，以陰極(cathode)朝向蓄電池4的正側(cè)端子方向、陽極(anode)朝向蓄電池4的負(fù)側(cè)端子方向的狀態(tài)被并聯(lián)連接。另外，開關(guān)元件Ql?Q6也可以是IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)或雙極晶體管(bipolar transistor)。
[0059]另外，無刷電機(jī)控制裝置10具有對(duì)上臂側(cè)的開關(guān)元件(FET) QU Q2、Q3進(jìn)行打開或關(guān)閉(0N/0FF)驅(qū)動(dòng)的高(Hi)側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)(predriver)電路11 ;對(duì)下臂側(cè)的開關(guān)元件(FET)Q4、Q5、Q6進(jìn)行打開或關(guān)閉驅(qū)動(dòng)的低(Lo)側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路12 ;以及過零點(diǎn)檢測(cè)電路13。上述的開關(guān)元件Ql?Q6通過從高側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路11和低側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路12輸出的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。這個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)是在預(yù)驅(qū)動(dòng)電路11及12中，基于從控制部(由CPU等構(gòu)成的控制部)20輸出的FET驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被生成的。
[0060]過零點(diǎn)檢測(cè)電路13根據(jù)被附設(shè)在三相無刷電機(jī)I的U相線圈上的輔助線圈Su感應(yīng)的電壓(U相電壓)Vsu，檢測(cè)出過零點(diǎn)。另外，過零點(diǎn)檢測(cè)電路13在三相無刷電機(jī)I低速旋轉(zhuǎn)的情況下(后述的進(jìn)行120°通電的情況下)，檢測(cè)出被定子2的各相線圈(U相線圈、V相線圈、W相線圈)感應(yīng)的電壓(Vu、Vv, Vw)的過零點(diǎn)。另外，過零點(diǎn)檢測(cè)電路13在三相無刷電機(jī)I高速旋轉(zhuǎn)的情況下(后述的進(jìn)行180°通電的情況下)，根據(jù)被附設(shè)在三相無刷電機(jī)I的U相線圈上的輔助線圈Su感應(yīng)的電壓(U相電壓)Vsu檢測(cè)出過零點(diǎn)。這個(gè)過零點(diǎn)檢測(cè)電路13將檢測(cè)出的過零點(diǎn)的信息作為過零點(diǎn)信號(hào)向控制部20輸出。
[0061]另外，在被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu中產(chǎn)生的過零點(diǎn)是在該線圈的位置與轉(zhuǎn)子3的磁極的中點(diǎn)(N、S極的交界點(diǎn))一致時(shí)產(chǎn)生的。另外，在被后述的120°通電時(shí)成為非通電相的各相線圈(U相線圈、V相線圈、W相線圈)感應(yīng)的交流電壓中產(chǎn)生的過零點(diǎn)也是在該線圈的位置與轉(zhuǎn)子3的磁極的中點(diǎn)(N、S極的交界點(diǎn))一致時(shí)產(chǎn)生的。
[0062]另外，在控制部20中，設(shè)有引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部21、過零點(diǎn)推定部22、以及通電控制部23。引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部21通過計(jì)測(cè)(計(jì)數(shù)測(cè)定)由過零點(diǎn)檢測(cè)電路13檢測(cè)出的過零點(diǎn)的時(shí)間間隔(周期)，計(jì)測(cè)三相無刷電機(jī)I被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)。
[0063]在對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行180°通電的情況下，控制部20中的過零點(diǎn)推定部22從過零點(diǎn)檢測(cè)電路13輸入被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu的過零點(diǎn)的信息。然后，過零點(diǎn)推定部22對(duì)被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu的過零點(diǎn)(相鄰的過零點(diǎn))的間隔時(shí)間T進(jìn)行計(jì)測(cè)。例如，將從在輔助線圈Su的輸出電壓Vsu中產(chǎn)生過零點(diǎn)的時(shí)間開始到在下一個(gè)輸出電壓Vsu中產(chǎn)生過零點(diǎn)為止的時(shí)間通過計(jì)時(shí)器(timer)等進(jìn)行計(jì)數(shù)(count),從而計(jì)測(cè)過零點(diǎn)的間隔時(shí)間T。
[0064]另外，過零點(diǎn)推定部22基于過零點(diǎn)的間隔時(shí)間T，計(jì)算出T/3和2T/3的時(shí)間，推定出其他兩相(V相、W相)的過零點(diǎn)(位相)。然后，過零點(diǎn)推定部22將被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu的過零點(diǎn)(U相的過零點(diǎn))的信息以及推定出的其他兩相(V、W相)的過零點(diǎn)信息向通電控制部23輸出。對(duì)于這個(gè)過零點(diǎn)推定部22中的其他兩相(V相、W相)的過零點(diǎn)的推定動(dòng)作的詳細(xì)情況，在后面進(jìn)行描述。另外，輔助線圈Su也可以不被設(shè)置在U相上而是設(shè)置在V相或W相中的任意一個(gè)。在這種情況下，過零點(diǎn)推定部22通過被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu，推定沒有設(shè)置輔助線圈Su的其他兩相的過零點(diǎn)。
[0065]通電控制部23具有相位控制調(diào)節(jié)器(regulator)部24以及短路(short)式調(diào)節(jié)器部25。這個(gè)通電控制部23從引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部21輸入引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的信息，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)，選擇相位控制調(diào)節(jié)器部24，當(dāng)未滿預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，選擇短路式調(diào)節(jié)器部25，從而對(duì)三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓進(jìn)行控制。在這里，第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI是無法檢測(cè)出從三相交流發(fā)電機(jī)I輸出的三相交流輸出電壓各自的過零點(diǎn)，不能對(duì)開關(guān)元件Ql?Q6進(jìn)行相位控制的旋轉(zhuǎn)數(shù)。另外，第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI是將變得無法檢測(cè)出從三相交流發(fā)電機(jī)I輸出的三相交流輸出電壓各自的過零點(diǎn)時(shí)的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)通過預(yù)先實(shí)測(cè)而求得的。
[0066]相位控制調(diào)節(jié)器部24基于相電壓Vsu的過零點(diǎn)以及通過過零點(diǎn)推定部22推定出的過零點(diǎn)的信息(交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位),通過控制開關(guān)元件Ql?Q6的打開或關(guān)閉(0N/0FF)的時(shí)間點(diǎn)，對(duì)從三相無刷電機(jī)I輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制，從而給蓄電池4充電。在這個(gè)相位控制調(diào)節(jié)器部24中，當(dāng)三相無刷電機(jī)I被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，將從這個(gè)三相無刷電機(jī)(交流發(fā)電機(jī))I輸出的三相交流輸出電壓，通過開關(guān)元件Ql?Q6依次轉(zhuǎn)換(交流/直流轉(zhuǎn)換)將其變?yōu)橹绷鬏敵鲭妷海ㄟ^這個(gè)直流輸出電壓向蓄電池4流通充電電流。
[0067]當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定旋轉(zhuǎn)數(shù)(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI)以下時(shí)，短路式調(diào)節(jié)器部25對(duì)三相橋式電路14的開關(guān)元件Ql?Q6的打開或關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行控制。當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定旋轉(zhuǎn)數(shù)(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI)以下時(shí)，如后述的那樣，這個(gè)短路式調(diào)節(jié)器部25根據(jù)蓄電池4的充電電壓，通過打開三相橋式電路14的下側(cè)的臂(開關(guān)元件Q4、Q5、Q6)，使得三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈端子相間短路，或者，全部關(guān)閉開關(guān)元件Ql?Q6，通過與開關(guān)元件Ql?Q6分別逆并聯(lián)的二極管Dx，使用電機(jī)I的交流輸出電壓來給蓄電池4充電。
[0068]另外，在控制部20中，設(shè)有用于檢測(cè)蓄電池電壓Vbat的電阻分壓電路(由電阻Rl及R2構(gòu)成的電路)、生成基準(zhǔn)電壓Vref的基準(zhǔn)電壓電路31、以及比較蓄電池電壓Vbat和基準(zhǔn)電壓Vref的誤差放大器(amplifier) (32)。
[0069]這個(gè)誤差放大器32對(duì)來自實(shí)際的蓄電池電壓Vbat的反饋(feedback)信號(hào)Vfb與蓄電池充電電壓的設(shè)定值(目標(biāo)值)Vref進(jìn)行比較，將它們的差的信號(hào)放大并作為誤差放大器輸出Vc輸出。另外，誤差放大器輸出Vc在蓄電池電壓Vbat低、Vfb < Vref時(shí)，為Vc >0，在蓄電池電壓Vbat高、Vfb > Vref時(shí)，為Vc < O。當(dāng)Vc > O時(shí)，通過相位控制調(diào)節(jié)器部24，進(jìn)行給蓄電池4的充電(遲后角控制)，當(dāng)Vc < O時(shí)，進(jìn)行從蓄電池4的放電(提前角控制)。對(duì)這個(gè)提前角/遲后角控制在后面進(jìn)行描述。
[0070]另外，為了使得短路式調(diào)節(jié)器部25生成用于判定蓄電池的充電電壓而使用的信號(hào)(后述的輸出電壓Vd),在控制部20中，設(shè)有生成判定基準(zhǔn)電壓Vsref的判定基準(zhǔn)電壓電路41，以及對(duì)來自蓄電池電壓Vbat的反饋信號(hào)Vfb與判定基準(zhǔn)電壓Vsref進(jìn)行比較的比較器(comparator) (CMP)42。這個(gè)比較器(CMP)42的輸出電壓Vd例如在蓄電池的電壓Vbat低、Vfb < Vsref時(shí)，為Vd=H (高電平)，在蓄電池電壓Vbat高、Vfb > Vsref時(shí)，為Vd=L (低電平)。
[0071]然后，當(dāng)比較器42的輸出電壓Vd為Vd=H (高電平)時(shí)，短路式調(diào)節(jié)器部25將開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉，通過二極管Dx用電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電。另外，當(dāng)比較器42的輸出電壓Vd為Vd=L (低電平)時(shí)，短路式調(diào)節(jié)器部25將下側(cè)臂的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6打開(上側(cè)臂的開關(guān)元件Q1、Q2、Q3關(guān)閉)，使得電機(jī)I的交流輸出電壓相間短路。[0072]以上對(duì)無刷電機(jī)控制裝置10的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，這個(gè)無刷電機(jī)控制裝置10中搭載有微型計(jì)算機(jī)(microcomputer)(或微控制器(microcontroller))。并且,對(duì)于無刷電機(jī)控制裝置10中的控制部20、引擎旋轉(zhuǎn)計(jì)測(cè)部21、過零點(diǎn)推定部22、通電控制部23、以及其他的電路等，上述的微型計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行軟件程序(software program)能夠?qū)崿F(xiàn)其處理功能，也可以通過軟件處理來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可以由硬件(hardware)構(gòu)成。
[0073]另外，設(shè)置在三相無刷電機(jī)I上的輔助線圈Su如圖1所示，顯示了定子的U相線圈與輔助線圈Su并聯(lián)設(shè)置，通過這個(gè)輔助線圈Su檢測(cè)出U相的感應(yīng)電壓Vsu的例子，但不以此為限，也可以通過圖15所示的方法構(gòu)成輔助線圈Su。
[0074]在圖15所示的例子中，使用在定子側(cè)具有復(fù)數(shù)個(gè)極(圖中的例子是六極)的三相無刷電機(jī)，通過將其中任一相(圖中的例子是U相)中的一極的線圈6隔離(floating)，形成輔助線圈Su。即，去除U相的全六極中的一極的線圈6 (使其成為隔離狀態(tài))，從這個(gè)去除了的線圈6引出端子SUBl和SUB2，通過這個(gè)端子SUBl和SUB2，獲得U相電壓Vsu。
[0075](對(duì)短路式調(diào)節(jié)器部25的動(dòng)作的說明)
[0076]其次，對(duì)通電控制部23中的短路式調(diào)節(jié)器部25的動(dòng)作進(jìn)行說明。通電控制部23在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以下時(shí)，選擇短路式調(diào)節(jié)器部25，通過這個(gè)短路式調(diào)節(jié)器部25控制三相無刷電機(jī)I。圖2A和圖2B是用于對(duì)短路式調(diào)節(jié)器部25的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
[0077]如這個(gè)圖2A和圖2B所示，短路式調(diào)節(jié)器部25在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，根據(jù)蓄電池4的充電電壓，通過將三相橋式電路14的下側(cè)臂的(開關(guān)元件Q4、Q5、Q6)打開，使得三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈端子相間短路，或者，將開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉，通過與開關(guān)元件Ql?Q6分別并聯(lián)連接的二極管Dx從電機(jī)I給蓄電池4充電。
[0078]圖2A是無刷電機(jī)三相I以未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)，且蓄電池4的充電電壓(更準(zhǔn)確地說是來自蓄電池電壓Vbat的反饋信號(hào)Vfb)比判定基準(zhǔn)電壓Vsref高時(shí)的例子。這時(shí)，將三相橋式電路14上臂側(cè)的開關(guān)元件Q1、Q2、Q3全部關(guān)閉(0FF)，并將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6全部打開(0N)。這樣，三相無刷電機(jī)I的U、V、W相的各電機(jī)線圈端子被相間短路。
[0079]因此，如圖2A所示，當(dāng)三相無刷電機(jī)I以未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)，U、V相線圈端子中正電壓被引起，W相線圈端子中負(fù)電壓被引起時(shí)，電流Iuw和電流Ivw流向圖中的箭頭所示的方向。這樣，從三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈輸出的電流不流向蓄電池4，而是在三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈中回流，成為被電機(jī)線圈的內(nèi)部電阻消耗的狀態(tài)。這樣，當(dāng)弓I擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以下、且蓄電池4的充電電壓在判定基準(zhǔn)電壓Vsref以上時(shí)，能夠避免三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓向蓄電池4輸出。
[0080]另外，在圖2A所示的例子中，顯示了將上臂側(cè)的開關(guān)元件Q1、Q2、Q3全部關(guān)閉，將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6全部打開的例子，相反，也可以將上臂側(cè)的開關(guān)元件Q1、Q2、Q3全部打開，將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6全部關(guān)閉。
[0081]圖2B是無刷電機(jī)三相I以未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)、且蓄電池4的充電電壓(更準(zhǔn)確地說是來自蓄電池電壓Vbat的反饋信號(hào)Vfb)比判定基準(zhǔn)電壓Vsref更低時(shí)的例子。這時(shí)，將三相橋式電路14上臂側(cè)的開關(guān)元件Ql、Q2、Q3全部關(guān)閉(0FF)，并且，將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6也全部關(guān)閉。
[0082]因此，如圖2B所示，當(dāng)三相無刷電機(jī)I以未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)，U、V相線圈端子中正電壓被引起，W相線圈端子中負(fù)電壓被引起時(shí)，電流Iuw和電流Ivw流向圖中的箭頭所示的方向。這樣，從三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈輸出的電流通過二極管Dx流向蓄電池4，蓄電池4被充電。這樣，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上、且蓄電池4的充電電壓未滿判定基準(zhǔn)電壓Vsref時(shí)，能夠通過三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電。
[0083](對(duì)在通電控制部23中進(jìn)行的調(diào)節(jié)器的選擇動(dòng)作的說明)
[0084]如上所述，當(dāng)三相無刷電機(jī)I被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，三相無刷電機(jī)I成為三相交流發(fā)電機(jī)。在這個(gè)三相無刷電機(jī)I成為三相交流發(fā)電機(jī)時(shí)，通電控制部23選擇相位控制調(diào)節(jié)器部24或短路式調(diào)節(jié)器部25，對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行控制。
[0085]即，通電控制部23在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)，通過相位控制調(diào)節(jié)器部24，將從三相無刷電機(jī)I輸出的三相交流輸出電壓Vu、Vv、Vw轉(zhuǎn)換成直流電壓(順序轉(zhuǎn)換)，通過直流電壓向蓄電池4流通充電電流。另外，通電控制部23在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以下時(shí)，通過短路式調(diào)節(jié)器部25，根據(jù)蓄電池4的充電電壓，使得三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈端子相間短路，或者，通過三相橋式電路14的各臂的二極管Dx，使用三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電。
[0086]圖3是用于對(duì)通過通電控制部23進(jìn)行的調(diào)節(jié)器選擇動(dòng)作進(jìn)行說明的流程圖。以下，參照這個(gè)圖3對(duì)在通電控制部23中進(jìn)行的通過相位控制進(jìn)行的調(diào)節(jié)器動(dòng)作(REG動(dòng)作)，以及通過短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行的短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作(短路式REG動(dòng)作)的切換動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0087]在無刷電機(jī)控制裝置10的動(dòng)作狀態(tài)下，通電控制部23判定當(dāng)前的控制狀態(tài)(REG控制)是否是通過短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行的控制狀態(tài)(短路式REG)(步驟S11)。例如，通電控制部23具有能夠設(shè)定(set)、重設(shè)(reset)的指示器(flag),在步驟Sll中，檢測(cè)出這個(gè)指示器的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)O被設(shè)定時(shí)，判定當(dāng)前的控制狀態(tài)是通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的控制狀態(tài)，當(dāng)數(shù)據(jù)I被設(shè)定時(shí)，判定當(dāng)前的控制狀態(tài)是通過短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行的控制狀態(tài)。另外，通電控制部23在判定后述的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)是否在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)(步驟S12、S15)，當(dāng)判定出引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)，在這個(gè)指示器中設(shè)定數(shù)據(jù)0，當(dāng)判定出引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，在這個(gè)指示器中設(shè)定數(shù)據(jù)I。然后，當(dāng)判定出當(dāng)前的控制狀態(tài)是通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的相位控制狀態(tài)(相位控制REG)時(shí)(步驟Sll:No)，接下來，通電控制部23從引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部21輸入引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的信息，判定引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)是否在預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上(步驟S12)。
[0088]然后，在步驟S12中，當(dāng)被判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，(步驟S12:No )，通電控制部23將控制狀態(tài)(REG控制)從通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的控制狀態(tài)(相位控制REG)切換到通過短路式調(diào)節(jié)器部部25進(jìn)行的控制狀態(tài)(短路式REG)(步驟S13)。另一方面，在步驟S12中，當(dāng)被判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)(步驟S12:Yes),通電控制部23將控制狀態(tài)(REG控制)繼續(xù)維持在通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的控制狀態(tài)(相位控制REG)(步驟S14)。
[0089]另外，當(dāng)在步驟Sll中，當(dāng)前的控制狀態(tài)(REG控制)被判定為通過短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行的控制狀態(tài)(短路式REG)時(shí)(步驟Sll:Yes)，接下來，通電控制部23從引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部輸入引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)21的信息，判定引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)是否在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上(步驟S15)。
[0090]然后，當(dāng)在步驟S15中，被判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)(步驟S15:Yes)，通電控制部23將控制狀態(tài)(REG控制)從通過短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行的控制狀態(tài)(短路式REG)切換到通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的控制狀態(tài)(相位控制REG)(步驟S14)。另一方面，當(dāng)在步驟S15中，被判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)(步驟S15:No)，通電控制部23將控制狀態(tài)(REG控制)繼續(xù)維持在通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的控制狀態(tài)(短路式REG)(步驟S16)。
[0091]另外，圖4是用于對(duì)在圖3所示的步驟S13及步驟S16中進(jìn)行的短路式調(diào)節(jié)器控制進(jìn)行說明的圖。如這個(gè)圖4所示，短路式調(diào)節(jié)器部25在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在NI以下時(shí)，判定蓄電池4的充電電壓是否在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上(步驟S131)。更具體的是，對(duì)來自蓄電池電壓Vbat的反饋信號(hào)Vfb與判定基準(zhǔn)電壓Vsref通過比較器(CMP) 42進(jìn)行比較。
[0092]然后，當(dāng)在步驟S131中，判定為蓄電池4的充電電壓在預(yù)定的判定電壓以上時(shí)，短路式調(diào)節(jié)器部25將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6打開，使得三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈端子相間短路(步驟S132)。
[0093]另一方面，當(dāng)在步驟S131中，判定為蓄電池4的充電電壓不在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上時(shí)，短路式調(diào)節(jié)器部25將三相橋式電路14的各臂的開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉，通過與這個(gè)開關(guān)元件Ql?Q6分別并聯(lián)連接的二極管DX，使用電機(jī)I的交流輸出電壓進(jìn)行給蓄電池4的充電(步驟S133)。
[0094]這樣，短路式調(diào)節(jié)器部25在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在NI以下時(shí)，根據(jù)蓄電池4的充電電壓，控制使得電機(jī)I的交流輸出電壓相間短路從而不向蓄電池4輸出，或者，通過電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電。
[0095]通過上述的流程圖所示的程序，在無刷電機(jī)控制裝置10中，計(jì)算引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低于預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，在無法檢測(cè)出相電壓(例如，被輔助線圈Su感應(yīng)的相電壓Vsu)的過零點(diǎn)之前，將對(duì)于三相無刷電機(jī)I的控制動(dòng)作從通過相位控制調(diào)節(jié)器進(jìn)行的控制動(dòng)作切換到通過短路式調(diào)節(jié)器進(jìn)行的控制動(dòng)作。然后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)高于第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，將對(duì)于三相無刷電機(jī)I的控制動(dòng)作，再次切換到通過相位控制調(diào)節(jié)器進(jìn)行的控制動(dòng)作。這樣，在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠進(jìn)行對(duì)三相無刷電機(jī)I的調(diào)節(jié)器控制，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。
[0096](對(duì)無刷電機(jī)控制裝置10的變形例進(jìn)行的說明)
[0097]前面對(duì)在上述的無刷電機(jī)控制裝置10中，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)變得比預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI更低時(shí)，將對(duì)于三相無刷電機(jī)I的控制動(dòng)作，從通過相位控制調(diào)節(jié)器進(jìn)行的控制動(dòng)作切換到通過短路式調(diào)節(jié)器進(jìn)行的控制動(dòng)作的例子進(jìn)行了說明。以下，將對(duì)當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)下降、引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)變得比預(yù)定的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2 (N2<N1)更低時(shí)，將三相無刷電機(jī)I的U、V、W相的線圈端子全部關(guān)閉(電氣性地關(guān)閉)的例子進(jìn)行說明。在這里，第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2是從三相交流發(fā)電機(jī)I輸出的各個(gè)三相交流輸出電壓不是充電的電壓、即不是提供充電的電壓的旋轉(zhuǎn)數(shù)。例如，這個(gè)第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2是引擎停止之前的低旋轉(zhuǎn)數(shù)。另外，第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2是通過實(shí)測(cè)從三相交流發(fā)電機(jī)I輸出的各個(gè)三相交流輸出電壓不再提供充電，變?yōu)椴辉偬峁┏潆姷碾妷簳r(shí)的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)而求得的。
[0098]圖5是顯示具有全部關(guān)閉功能的無刷電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置IOA與圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10相比，在新追加了全部關(guān)閉控制部26這一點(diǎn)上不同，其他的結(jié)構(gòu)與圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10相同。因此，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)部分給與相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。
[0099]這個(gè)全部關(guān)閉控制部26在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)(N2 <N1)，將無刷電機(jī)控制裝置IOA與三相無刷電機(jī)I的U、V、W相電機(jī)線圈之間變?yōu)殡姎庑缘拈_放狀態(tài)。
[0100]圖6是用于對(duì)全部關(guān)閉控制部26的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。如這個(gè)圖6所示，全部關(guān)閉控制部26將三相橋式電路14的上臂側(cè)的開關(guān)元件Ql、Q2、Q3全部關(guān)閉(0FF)，另外，將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6也全部關(guān)閉(OFF)。這樣，使得U、V、W相的各電機(jī)線圈端子從三相橋式電路14電氣性地開放(但是，通過與開關(guān)元件Ql?Q6并聯(lián)連接的二極管Dx與蓄電池4相連接)。這樣，就形成了由二極管Dx構(gòu)成的整流電路(三相整流電路)。S卩，三相無刷電機(jī)I成為不被無刷電機(jī)控制裝置IOA控制的自由旋轉(zhuǎn)(free run)的狀態(tài)。
[0101]另外，圖6在將上臂側(cè)開關(guān)元件Q1、Q2、Q3全部關(guān)閉(0FF)，并且，將下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6也全部關(guān)閉(OFF)這點(diǎn)上,與前面所示的圖2B相同，圖2B包含引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在N2以上的情況，當(dāng)這個(gè)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在N2以上時(shí)，能夠通過電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電。與此相對(duì)，圖6是引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在N2以下、引擎幾乎在停止或馬上就要停止的狀態(tài)，為不能通過電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電的狀態(tài)。
[0102]另外，圖7A和圖7B是顯示圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置IOA中的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)和控制狀態(tài)的切換的示例圖。如這個(gè)圖7A所示，在隨著時(shí)間t的經(jīng)過引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)N變化的情況下，當(dāng)時(shí)刻tl以前的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上的區(qū)域時(shí)，通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行對(duì)交流輸出電壓Vu、Vv, Vw的相位控制。另外，在時(shí)刻tl?t2時(shí)的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以下，且在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以上的區(qū)域時(shí)，通過短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行短路式進(jìn)行調(diào)節(jié)器控制。另外，時(shí)刻t2以后的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下的區(qū)域內(nèi)，通過全部關(guān)閉控制部26進(jìn)行全部關(guān)閉控制。
[0103]另外，在通電控制部23中，當(dāng)在相位控制調(diào)節(jié)器部24與短路式調(diào)節(jié)器部25之間，以及短路式調(diào)節(jié)器部25與全部關(guān)閉控制部26之間切換控制狀態(tài)時(shí)，使其具有滯后(hysteresis)特性,能夠切換控制狀態(tài)。例如,如圖7B所示,如時(shí)刻tl的a點(diǎn)所示，當(dāng)將控制狀態(tài)從相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作向短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作切換時(shí)，作為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的切換判定值使用弓I擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI。
[0104]然后如時(shí)刻t2的b點(diǎn)所示，當(dāng)將控制狀態(tài)從短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作向相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作切換時(shí)，作為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的切換判定值使用擎旋轉(zhuǎn)數(shù)“NI+ΛΝ( ΔΝ> O)”。另外，如時(shí)刻t3的c點(diǎn)所示，當(dāng)將控制狀態(tài)從相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作向短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作切換時(shí)，作為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的切換判定值，再次使用引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI。另外，即使是在短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作和全部關(guān)閉控制之間切換控制狀態(tài)時(shí)，同樣使得通電控制部23具有滯后特性，能夠切換控制狀態(tài)。
[0105]這樣，例如，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI附近停留時(shí)，能夠避免頻繁地發(fā)生相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作和短路式調(diào)節(jié)器動(dòng)作的切換。
[0106]另外，圖8是用于對(duì)圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置IOA中的調(diào)節(jié)器選擇動(dòng)作進(jìn)行說明的流程圖。圖8所示的流程圖與圖3所示的流程圖相比，在新追加了用斜線陰影表示的步驟S12A、步驟S17、步驟S15A、步驟S18的點(diǎn)上不同。其他的處理與圖3所示的流程圖相同。因此，對(duì)于相同的處理內(nèi)容給予相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。
[0107]圖8中追加的步驟S12A、步驟S17、步驟S15A、步驟S18是當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)，用于通過全部關(guān)閉控制部26使得三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈變?yōu)殡姷拈_放狀態(tài)的步驟。
[0108]S卩，在追加的步驟S12A中，當(dāng)在步驟S12中判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)(步驟S12:No)，通電控制部23進(jìn)一步判定引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)是否在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下(步驟S12A)。然后，當(dāng)判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)(步驟S12A:Yes)，通電控制部23選擇全部關(guān)閉控制部26，將三相橋式電路14中的開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉(步驟S17)。另一方面，當(dāng)在步驟S12A中，判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)不在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)(步驟S12A:No)，進(jìn)入步驟S13，通電控制部23從通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的控制狀態(tài)切換到短路式調(diào)節(jié)器部25的控制(步驟S13)。
[0109]另外，在追加的步驟S15A中，當(dāng)在步驟S15中判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)(步驟S15:No)，通電控制部23進(jìn)一步判定引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)是否在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下(步驟S15A)。然后，當(dāng)判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)(步驟S15A:Yes)，通電控制部23選擇全部關(guān)閉控制部26，將三相橋式電路14中的開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉(步驟S18)。另一方面，當(dāng)在步驟S15A中，判定為引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)不在第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)(步驟S12A:No)、進(jìn)入步驟S16，通電控制部23繼續(xù)維持短路式調(diào)節(jié)器部25的控制狀態(tài)(步驟
S16)。
[0110]在上述的無刷電機(jī)控制裝置10及IOA中，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)，通過相位控制調(diào)節(jié)器部24對(duì)三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓Vu、Vv, Vw進(jìn)行相位控制，從而進(jìn)行給蓄電池4的充電。在這個(gè)相位控制調(diào)節(jié)器部24中，基于通過過零點(diǎn)推定部22推定出的過零點(diǎn)，推定三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位,對(duì)這個(gè)交流輸出電壓Vu、Vv、Vw進(jìn)行整流及相位控制，從而進(jìn)行對(duì)蓄電池4的控制。在對(duì)這個(gè)相位控制調(diào)節(jié)器部24的動(dòng)作進(jìn)行說明之前，先對(duì)過零點(diǎn)推定部22中的過零點(diǎn)推定動(dòng)作(交流輸出電壓Vu、Vv, Vw的相位推定動(dòng)作)進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0111](對(duì)過零點(diǎn)推定部22的動(dòng)作的說明)
[0112]圖9A和圖9B是用于說明過零點(diǎn)推定部22的動(dòng)作的圖。圖9A是將U相線圈的一極的線圈6同其他繞組分離使其成為隔離狀態(tài)，并將這個(gè)成為隔離狀態(tài)的線圈6作為輔助線圈Su的例子，是與圖15所示的圖相同的圖。
[0113]另外，圖9B是橫向表示時(shí)間t的經(jīng)過，縱向表示電壓值，并且，是顯示被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓(U相電壓)Vsu ;這個(gè)電壓Vsu的過零點(diǎn)；被推定出的V、W相電壓的過零點(diǎn)；具有這個(gè)被推定出的過零點(diǎn)的V、W相波形(實(shí)際上是沒有檢測(cè)的假想的V、W相的感應(yīng)電壓波形)的圖。
[0114]過零點(diǎn)推定部22基于通過過零點(diǎn)檢測(cè)電路13檢測(cè)出的輔助線圈Su的輸出電壓Vsu的過零點(diǎn)的檢測(cè)信號(hào)，在檢測(cè)這個(gè)U相中的相電壓的相位(被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu的相位)的同時(shí)，計(jì)算出相鄰的過零點(diǎn)之間的間隔時(shí)間T。更具體的是，如圖9B所示，基于被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu的時(shí)刻t0上的過零點(diǎn)al和時(shí)刻tl上的過零點(diǎn)a2，計(jì)算出過零點(diǎn)之間的間隔時(shí)間T (=tl-t0)。[0115]然后，過零點(diǎn)推定部22基于相鄰的過零點(diǎn)al及a2的間隔時(shí)間T(180°相位的期間)，計(jì)算出將這個(gè)間隔時(shí)間T分為三份(每60°相位分割)時(shí)的1/3Τ、2/3Τ的時(shí)間。通過這個(gè)過零點(diǎn)推定部22計(jì)算出的1/3Τ的時(shí)間如圖9Β所示，相當(dāng)于從U相的過零點(diǎn)a2產(chǎn)生的時(shí)刻tl到W相電壓的過零點(diǎn)bl產(chǎn)生的時(shí)刻t2為止的時(shí)間。同樣地，通過這個(gè)過零點(diǎn)推定部21計(jì)算出的2/3T的時(shí)間相當(dāng)于從U相的過零點(diǎn)a2產(chǎn)生的時(shí)刻tl到V相電壓的過零點(diǎn)Cl產(chǎn)生的時(shí)刻t3為止的時(shí)間。
[0116]S卩，由于通常三相無刷電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)速度不會(huì)急劇變化，因此可以認(rèn)為輔助線圈Su的輸出電壓(交流電壓)Vsu的一周期前的波形和當(dāng)前周期的波形類似。所以，在過零點(diǎn)推定部22中，基于輔助線圈Su的輸出電壓Vsu的相鄰的過零點(diǎn)的間隔時(shí)間T，能夠推定出接下來產(chǎn)生的W相及V相的過零點(diǎn)。這個(gè)過零點(diǎn)是在轉(zhuǎn)子磁極的中點(diǎn)(N、S極的交界點(diǎn))與各相線圈的位置一致時(shí)產(chǎn)生的，通過推定這個(gè)過零點(diǎn)，可以推定出交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位(轉(zhuǎn)子位置)。
[0117]之后，到達(dá)時(shí)刻t4，當(dāng)在輔助線圈Su的輸出電壓Vsu中再次產(chǎn)生過零點(diǎn)a3時(shí)，過零點(diǎn)推定部22對(duì)相鄰的過零點(diǎn)a2及a3之間的間隔時(shí)間T’進(jìn)行計(jì)測(cè)，并基于這個(gè)間隔時(shí)間T’，再次計(jì)算出1/3T’、2/3T’的時(shí)間。通過這個(gè)過零點(diǎn)推定部22計(jì)算出的1/3Τ’的時(shí)間如圖9Β所示，相當(dāng)于從U相的過零點(diǎn)a3產(chǎn)生的時(shí)刻t4到W相的過零點(diǎn)b2產(chǎn)生的時(shí)刻t5為止的時(shí)間。同樣地，通過這個(gè)過零點(diǎn)推定部22計(jì)算出的2/3T’的時(shí)間如圖9B所示，相當(dāng)于從U相的過零點(diǎn)a3產(chǎn)生的時(shí)刻t4到V相的過零點(diǎn)c3產(chǎn)生的時(shí)刻t6為止的時(shí)間。以后，在過零點(diǎn)推定部22中，反復(fù)進(jìn)行輔助線圈Su的輸出電壓的過零點(diǎn)的間隔時(shí)間T的計(jì)測(cè)，以及通過計(jì)算1/3T、2/3T的時(shí)間實(shí)現(xiàn)的W、V相的過零點(diǎn)的推定處理。
[0118]圖10是用于對(duì)通過過零點(diǎn)推定進(jìn)行的轉(zhuǎn)子位置(交流輸出電壓的相位)的推定方法進(jìn)行說明的圖。這個(gè)圖10是橫向表示時(shí)刻t的經(jīng)過，縱向表示電壓值，并且，是顯示輔助線圈Su的輸出電壓Vsu ;這個(gè)電壓Vsu的過零點(diǎn)；被推定出的V、W相的過零點(diǎn)；具有這個(gè)被推定出的過零點(diǎn)的V、W相波形(實(shí)際上是沒有檢測(cè)的假想的V、W相的感應(yīng)電壓波形)的圖。另外，圖10是將基于過零點(diǎn)生成的與U相同步的矩形波Ru、與W相同步的矩形波Rw、與V相同步的矩形波Rv并排顯示的波形(轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)波形)。另外，這個(gè)圖10所示的U、V、W相的矩形波Ru、Rv、Rw是基于電壓Vsu的過零點(diǎn)和推定出的V、W相的過零點(diǎn)，在通電控制部23 (或過零點(diǎn)推定部22)中生成的。
[0119]如這個(gè)圖10所示，U相的矩形波Ru是在U相電壓波形(更準(zhǔn)確地說是輔助線圈Su的輸出電壓波形)每個(gè)的過零點(diǎn)(例如a2、a3、a4)，電平反轉(zhuǎn)的波形。這個(gè)矩形波Ru在過零點(diǎn)a2，從高電平(H電平)向低電平(L電平)變化，在過零點(diǎn)a3，從低電平向高電平變化，在過零點(diǎn)a4，從高電平向低電平變化。
[0120]另外，W相的矩形波Rw在W相電壓波形(實(shí)際上是沒有被檢測(cè)的假想的電壓波形)的每個(gè)過零點(diǎn)(例如bl、b2、b3)，電平反轉(zhuǎn)的波形。這個(gè)W相的矩形波Rw在過零點(diǎn)bl，從低電平向高電平變化，在過零點(diǎn)b2，從高電平向低電平變化，在過零點(diǎn)b3，從低電平向高電平變化。另外，V相的矩形波Rv在V相電壓波形(實(shí)際上是沒有被檢測(cè)的假想的電壓波形)的每個(gè)過零點(diǎn)(例如cl、c2、c3)，電平反轉(zhuǎn)的波形。這個(gè)V相的矩形波Rv在過零點(diǎn)Cl，從高電平向低電平變化，在過零點(diǎn)c2，從低電平向高電平變化，在過零點(diǎn)c3，從高電平向低電平變化。[0121]所以，由于各相中的過零點(diǎn)是轉(zhuǎn)子磁極的中點(diǎn)(N、S極的交界點(diǎn))通過的點(diǎn)，因此可以根據(jù)圖10所示的與W、U、V相同步的各矩形波形Ru、Rv、Rw的高電平和低電平的狀態(tài)，通過過零點(diǎn)檢測(cè)檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置信息。例如，如圖10所示，可以檢測(cè)出每60度的O~5的六個(gè)區(qū)間。例如，在時(shí)刻tl~時(shí)刻t7的一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期(U相的360°期間)中，通過時(shí)刻tl~t2的第〇階段(stage)STO ;時(shí)刻t2~t3的第一階段STl ;時(shí)刻t3~t4的第二階段ST2 ；時(shí)刻t4~t5的第三階段ST3 ;時(shí)刻t5~t6的第四階段ST4 ;時(shí)刻t6~t7的第五階段ST5這六個(gè)區(qū)間，能夠檢測(cè)出每60°的轉(zhuǎn)子位置(交流輸出電壓U、V、W的相位 )。
[0122](對(duì)相位控制調(diào)節(jié)器部24的動(dòng)作的說明)
[0123]其次，基于通過上述的過零點(diǎn)推定部22檢測(cè)出的U、V、W相的過零點(diǎn)的信號(hào)(交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的推定相位)，對(duì)通過相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的相位控制調(diào)節(jié)器動(dòng)作進(jìn)行說明。在這個(gè)相位控制動(dòng)作中，無刷電機(jī)控制裝置10及IOA為了高效地進(jìn)行給蓄電池4的充電，進(jìn)行控制三相無刷電機(jī)I的發(fā)電量的提前角/遲后角控制。另外，提前角/遲后角控制的控制方法是普通公知的方法，與本發(fā)明沒有直接的關(guān)系，因此以下對(duì)相位控制調(diào)節(jié)器部24中的提前角/遲后角控制在以下僅簡單地說明。
[0124]當(dāng)三相無刷電機(jī)I被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，三相無刷電機(jī)I成為三相交流發(fā)電機(jī)。當(dāng)這個(gè)三相無刷電機(jī)I成為三相交流發(fā)電機(jī)時(shí)，無刷電機(jī)控制裝置進(jìn)行把從三相無刷電機(jī)I輸出的三相交流輸出電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓(順序轉(zhuǎn)換)，并通過這個(gè)直流電壓向蓄電池4流通充電電流的動(dòng)作。這時(shí)，無刷電機(jī)控制裝置10及IOA為了高效地進(jìn)行給蓄電池4的充電，進(jìn)行控制三相無刷電機(jī)I的發(fā)電量的提前角/遲后角控制。
[0125]提前角/遲后角控制如圖11所示，是指對(duì)于三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓的相位，通過將構(gòu)成無刷電機(jī)控制裝置中的整流部的開關(guān)元件Ql~Q6的通電時(shí)間點(diǎn)移動(dòng)到提前角側(cè)或遲后角側(cè)，來對(duì)三相無刷電機(jī)I的發(fā)電量進(jìn)行控制。根據(jù)這個(gè)提前角/遲后角控制，能夠在蓄電池4的電壓比基準(zhǔn)電壓低而需要給蓄電池充電時(shí)，對(duì)無刷電機(jī)控制裝置進(jìn)行遲后角控制使得變?yōu)樾铍姵爻潆姞顟B(tài)，在蓄電池4的電壓比基準(zhǔn)電壓高不需要充電時(shí)，對(duì)無刷電機(jī)控制裝置進(jìn)行提前角控制從而使得變?yōu)閺男铍姵叵蛉酂o刷電機(jī)I釋放能量的狀態(tài)。
[0126]這個(gè)相位控制調(diào)節(jié)器部24基于從過零點(diǎn)推定部22輸出的相電壓Vsu (U相)的過零點(diǎn)以及推定出的其他兩相(V、W相)的過零點(diǎn)，推定交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位，基于這個(gè)交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的被推定出的相位以及來自誤差放大器32的輸出Vc，決定提前角/遲后角量，對(duì)交流輸出電壓Vu、Vv、Vw進(jìn)行整流及相位控制，從而給蓄電池4充電。另外，通過過零點(diǎn)進(jìn)行的交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位推定也可以使用過零點(diǎn)推定部22來進(jìn)行。
[0127]當(dāng)進(jìn)行這個(gè)提前角/遲后角控制時(shí)，控制部20中的誤差放大器32對(duì)來自實(shí)際的蓄電池電壓Vbat的反饋(feedback)信號(hào)Vfb與蓄電池充電電壓的設(shè)定值(目標(biāo)值)Vref進(jìn)行比較，將它們的差的信號(hào)放大并作為誤差放大器輸出Vc輸出。另外，當(dāng)誤差放大器輸出Vc在蓄電池電壓Vbat低、Vfb < Vref時(shí)，為Vc > 0，當(dāng)蓄電池電壓Vbat高、Vfb > Vref時(shí)，為Vc < O。當(dāng)Vc > O時(shí)，進(jìn)行對(duì)蓄電池4的充電(遲后角控制)，當(dāng)Vc < O時(shí)，進(jìn)行從蓄電池4的放電(提前角控制)。
[0128]相位控制調(diào)節(jié)器部24中的提前角/遲后角控制部24a從誤差放大器輸出Vc接收誤差放大器輸出Vc的信號(hào)，決定提前角/遲后角量，生成根據(jù)提前角/遲后角量的開關(guān)元件Ql?Q6的打開或關(guān)閉信號(hào)，并向高側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路11和低側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路12輸出。
[0129]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置10及IOa中，通過過零點(diǎn)檢測(cè)電路13，檢測(cè)出三相交流發(fā)電機(jī)的任一相，例如上述U相的輔助線圈Su的輸出電壓Vsu的過零點(diǎn)。然后，通過過零點(diǎn)推定部22，推定出其他兩相(V、W相)的過零點(diǎn)。然后，通過被輔助線圈Su感應(yīng)的電壓(U相電壓)Vsu的過零點(diǎn)，以及通過過零點(diǎn)推定部22推定出的其他兩相(V相、W相)的過零點(diǎn)，推定出三相無刷電機(jī)I各相的交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位。
[0130]然后，在相位控制調(diào)節(jié)器部24中，相對(duì)于這個(gè)被推定出的三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位，基于誤差放大器32的輸出電壓Vc決定提前角/遲后角量，通過上述的提前角/遲后角控制部24a將開關(guān)元件Ql?Q6的通電時(shí)間點(diǎn)控制為提前角側(cè)或遲后角側(cè)。
[0131](對(duì)無刷電機(jī)控制裝置作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行工作的情況的說明)
[0132]其次，對(duì)三相無刷電機(jī)I作為引擎5的啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，無刷電機(jī)控制裝置對(duì)這個(gè)啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制時(shí)的例子進(jìn)行說明。
[0133]圖12是顯示無刷電機(jī)控制裝置作為蓄電池充電裝置工作的同時(shí)，作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置工作時(shí)的結(jié)構(gòu)的圖。圖12所示的無刷電機(jī)控制裝置IOB與圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10相比，在新追加了 120°通電控制部27和180°通電控制部28的點(diǎn)上不同，其他的結(jié)構(gòu)與圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10相同。因此，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)部分給予相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。
[0134]圖12所示的無刷電機(jī)控制裝置IOB與圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10同樣，當(dāng)三相無刷電機(jī)作為被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，作為通過相位控制調(diào)節(jié)器部24給蓄電池4充電的充電裝置工作。另外，無刷電機(jī)控制裝置IOB在三相無刷電機(jī)I作為引擎5的啟動(dòng)機(jī)工作時(shí),作為這個(gè)啟動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置工作。
[0135]在圖12中，120°通電控制部27通過120°通電對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行控制。180°通電控制部28通過180°通電對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行控制。這個(gè)120°通電控制方法和180°通電控制方法與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，且是普通公知的方法，因此對(duì)這個(gè)120°通電及180°通電在以下僅簡單地說明。
[0136](對(duì)120°通電的說明)
[0137]當(dāng)三相無刷電機(jī)I以低旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，例如，可以通過120°通電控制部27，通過120°通電方式對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0138]圖13是用于對(duì)120°通電進(jìn)行說明的圖，橫向表示時(shí)間t的經(jīng)過，且是縱向上并排顯示了 U相線圈端子的電壓波形、V相線圈端子的電壓波形、及W相線圈端子的電壓波形的圖。在這個(gè)圖13所示的電壓波形中，當(dāng)U相線圈被正向通電時(shí)，這個(gè)U相線圈被施加來自蓄電池4的正側(cè)的直流電壓，當(dāng)U相線圈被負(fù)向通電時(shí)，這個(gè)U相線圈中被施加來自蓄電池4的負(fù)側(cè)的直流電壓(V、W相線圈也同樣)。
[0139]這個(gè)120°通電如圖13中的U、V、W相的電壓波形所示，在180°的全相位期間，僅在120°的期間內(nèi)向線圈通電。因此，在U、V、W的各相中產(chǎn)生了非通電相，通過檢測(cè)這個(gè)非通電相的過零點(diǎn)a、b、c，能夠檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置。
[0140]例如，U相線圈在時(shí)刻t0?tl(60°相位中)時(shí)為非通電相，在時(shí)刻tl?t2(120°相位中)時(shí)變?yōu)橥娤?。在這個(gè)時(shí)刻to?tl (60°相位中)的為非通電相的區(qū)間中，在U相線圈中產(chǎn)生了由轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，通過檢測(cè)其過零點(diǎn)a，能夠檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置。同樣地，對(duì)于V相，也可以在為非通電相的區(qū)間中，通過檢測(cè)其過零點(diǎn)b，檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置。同樣地，對(duì)于W相，也可以在為非通電相的區(qū)間中，通過檢測(cè)其過零點(diǎn)C，來檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置。這樣，能夠檢測(cè)出每60°的轉(zhuǎn)子位置(轉(zhuǎn)子磁極的切換點(diǎn))的同時(shí)，能夠根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)子位置，決定對(duì)于U、V、W相線圈的通電相和通電時(shí)間點(diǎn)，從而驅(qū)動(dòng)三相無刷電機(jī)I。
[0141]另外，在電機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可以切換到上述的120度通電，基于被上述的輔助線圈Su感應(yīng)的電壓(U相電壓)Vsu，通過180°通電對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0142]另外，在通過120°通電控制部27進(jìn)行120°通電的情況下，為了調(diào)整施加到三相無刷電機(jī)I上的電壓，可以在u、v、w相的電機(jī)線圈各自的通電期間內(nèi)，對(duì)打開或關(guān)閉的占空比進(jìn)行控制。例如，如用于對(duì)占空控制進(jìn)行說明的圖14所示，在從時(shí)刻tl到t2的U相線圈的通電期間內(nèi)，可以使得打開或關(guān)閉(0N/0FF)的占空比率變化。這個(gè)占空比的控制在V相、U相中也同樣被進(jìn)行。這樣，通電控制部23能夠根據(jù)三相無刷電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)數(shù)，使得施加到電機(jī)線圈上的電壓變化。另外，這個(gè)占空比的控制在后述的180°通電時(shí)也可以同樣進(jìn)行。
[0143](對(duì)180°通電的說明)
[0144]另一方面，在電機(jī)以高旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的情況下，為了充分調(diào)動(dòng)電機(jī)功率(motorpower),通電控制部23通過180°通電控制部28對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行180°通電控制。這個(gè)180°通電時(shí)，就不能像上述的120°通電時(shí)那樣檢測(cè)出非通電相的過零點(diǎn)。因此，如前所述，在U相線圈上并聯(lián)設(shè)置輔助線圈Su，通過檢測(cè)這個(gè)輔助線圈Su中產(chǎn)生的U相電壓(通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)被感應(yīng)的正弦波電壓)Vsu的過零點(diǎn)，檢測(cè)出轉(zhuǎn)子3的磁極中點(diǎn)(N、S極的交界點(diǎn))與輔助線圈Su的位置達(dá)到一致。
[0145]然后，上述的過零點(diǎn)推定部22檢測(cè)出被僅僅一個(gè)輔助線圈Su感應(yīng)的電壓Vsu的過零點(diǎn)，基于這個(gè)電壓Vsu的過零點(diǎn)推定其他兩相(V、W相)的過零點(diǎn)(推定轉(zhuǎn)子位置)。然后，180°通電控制部28基于推定出的轉(zhuǎn)子位置，通過進(jìn)行電機(jī)線圈的通電相的切換，控制對(duì)U、V、W相線圈的通電相的切換及通電時(shí)間點(diǎn)。即，在無刷電機(jī)控制裝置IOB中，通過使用過零點(diǎn)推定部22推定出過零點(diǎn)，推定出轉(zhuǎn)子位置，180°通電控制部28選擇與這個(gè)轉(zhuǎn)子位置相對(duì)應(yīng)的通電模式和通電時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)電機(jī)線圈的180°通電。
[0146]另外，因?yàn)?80°通電方式的詳細(xì)情況及其通電波形等是普通公知的，所以省略其說明。另外，當(dāng)進(jìn)行上述的120°通電時(shí)，也是基于被輔助線圈Su感應(yīng)的過零點(diǎn)，以及通過過零點(diǎn)推定部22推定出的過零點(diǎn)，推定出轉(zhuǎn)子位置，與180°通電時(shí)同樣，選擇與轉(zhuǎn)子位置相對(duì)應(yīng)的通電模式和通電時(shí)間點(diǎn)，從而能夠進(jìn)行對(duì)電機(jī)線圈的120°通電。
[0147]這樣，當(dāng)圖12所示的無刷電機(jī)控制裝置IOB在三相無刷電機(jī)I作為被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，作為蓄電池充電裝置工作。另外，在無刷電機(jī)控制裝置IOB把三相無刷電機(jī)I作為引擎5的啟動(dòng)機(jī)使用時(shí)，作為這三相無刷電機(jī)I的驅(qū)動(dòng)裝置工作。
[0148]另外，在這里，對(duì)本發(fā)明與上述實(shí)施方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)充說明。在上述實(shí)施方式中，本發(fā)明中的三相無刷電機(jī)與三相無刷電機(jī)I相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的刷電機(jī)控制裝置與圖1所示的無刷電機(jī)控制裝置10、圖5所示的無刷電機(jī)控制裝置10A、以及圖12所示的無刷電機(jī)控制裝置IOB相對(duì)應(yīng)。另外，本發(fā)明中的相電壓檢測(cè)部與輔助線圈Su相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的過零點(diǎn)檢測(cè)部與過零點(diǎn)檢測(cè)部13相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的引擎與引擎5相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部與引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部21相對(duì)應(yīng)。
[0149]另外，本發(fā)明中的相位控制調(diào)節(jié)器部與相位控制調(diào)節(jié)器部24相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的短路式調(diào)節(jié)器部與短路式調(diào)節(jié)器部25相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的全部關(guān)閉控制部與全部關(guān)閉控制部26相對(duì)應(yīng)。
[0150]另外，本發(fā)明中的三相橋式電路與三相橋式電路14相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的開關(guān)元件與上臂側(cè)的開關(guān)元件Ql、Q2、Q3以及下臂側(cè)的開關(guān)元件Q4、Q5、Q6相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中的“與開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管”對(duì)應(yīng)于與各開關(guān)元件Ql?Q6逆并聯(lián)的二極管Dx。
[0151]然后，在上述的實(shí)施方式中，當(dāng)無刷電機(jī)控制裝置10對(duì)三相無刷電機(jī)I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的同時(shí)，三相無刷電機(jī)I作為被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，是對(duì)從該三相無刷電機(jī)I輸出的交流輸出電壓Vv、Vu, Vw進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池4充電的無刷電機(jī)控制裝置10，包括:三相橋電路，各臂由開關(guān)元件Ql?Q6以及與該開關(guān)元件Ql?Q6逆并聯(lián)的二極管Dx構(gòu)成的；相電壓檢測(cè)部(輔助線圈Su)，檢測(cè)三相無刷電機(jī)I的任一相的相電壓；過零點(diǎn)檢測(cè)電路13，檢測(cè)通過相電壓檢測(cè)部(輔助線圈Su)檢測(cè)出的一相的相電壓Vsu的過零點(diǎn)；引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部21，基于通過過零點(diǎn)檢測(cè)電路13檢測(cè)出的過零點(diǎn)的周期(過零點(diǎn)的時(shí)間間隔)，計(jì)測(cè)引擎5的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)；相位控制調(diào)節(jié)器部24，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI以上時(shí)，對(duì)從三相無刷電機(jī)I輸出的各相的交流輸出電壓Vu、Vv, Vw進(jìn)行整流及相位控制從而提供給蓄電池4 ;以及短路式調(diào)節(jié)器部25，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí),根據(jù)蓄電池的充電電壓,控制使得從三相無刷電機(jī)I輸出的交流輸出電壓通過三相橋式電路14的開關(guān)元件相位相間短路，或者，將開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉。
[0152]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置IOa中，檢測(cè)三相無刷電機(jī)I的任一相的相電壓Vsu，根據(jù)這個(gè)相電壓Vsu的過零點(diǎn)的周期(時(shí)間間隔)，計(jì)算引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)。然后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI時(shí)，在不能檢測(cè)出相電壓Vsu的過零點(diǎn)之前，將對(duì)于三相無刷電機(jī)I對(duì)控制狀態(tài)，從相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位控制狀態(tài)，切換到提供短路式調(diào)節(jié)器部25進(jìn)行的電機(jī)線圈的通電控制狀態(tài)。之后，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)高于預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI，相電壓Vsu達(dá)到了能夠檢測(cè)出過零點(diǎn)的足夠大的電壓水平時(shí)，將對(duì)于三相無刷電機(jī)I的控制狀態(tài)，再次切換到提供相位控制調(diào)節(jié)器部24進(jìn)行的交流輸出電壓Vu、Vv、Vw的相位控制狀態(tài)。
[0153]這樣，在引擎熄火等的引擎正常各種以外的狀況下，能夠控制對(duì)三相無刷電機(jī)I的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。
[0154]另外，在上述實(shí)施方式中，當(dāng)短路式調(diào)節(jié)器部25在蓄電池4的充電電壓在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上時(shí)，將三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓通過三相橋式電路14的開關(guān)元件相間短路，在蓄電池4的充電電壓未滿預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓時(shí)，將開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉從而使用三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓通過二極管Dx來給蓄電池充電。
[0155]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置10中，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，當(dāng)蓄電池的充電電壓在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上時(shí)，使得三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓通過開關(guān)元件相間短路。并且，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，當(dāng)蓄電池4的充電電壓未滿預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓時(shí)，將三相橋式電路14的開關(guān)元件Ql?Q6全部關(guān)閉，使用三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓，通過與開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管Dx來給蓄電池充電。
[0156]這樣，即使是在引擎熄火等的引擎正常各種以外的狀況下，也能夠?qū)θ酂o刷電機(jī)I的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)進(jìn)行控制，能夠避免外部負(fù)載被施加過大的電壓。另外，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿第一旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，也能夠進(jìn)行給蓄電池的充電。
[0157]另外，在上述實(shí)施方式中，無刷電機(jī)控制裝置10包括全部關(guān)閉控制部26，該全部關(guān)閉控制部26在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在比預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI更的預(yù)定的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下的情況下(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI >第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2)，將三相橋式電路14的開關(guān)元件Ql~Q6全部關(guān)閉。
[0158]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置10中，當(dāng)引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在比預(yù)定的第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI更低的預(yù)定的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2以下時(shí)(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)NI >第二旋轉(zhuǎn)數(shù)N2)，使得三相無刷電機(jī)I的各相的線圈端子變?yōu)殡姷拈_放狀態(tài)。
[0159]這樣，在引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)低、引擎5近于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，使得三相無刷電機(jī)I電地開放，能夠使得對(duì)于三相無刷電機(jī)I的控制停止。
[0160]另外，本發(fā)明的無刷電機(jī)控制裝置10在三相無刷電機(jī)I作為三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)I輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池4充電，同時(shí)，在引擎5的啟動(dòng)時(shí)，將三相無刷電機(jī)I作為該引擎5的啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0161]在這樣的結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)控制裝置10中，當(dāng)三相無刷電機(jī)I作為被引擎5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，通過這個(gè)三相無刷電機(jī)I的交流輸出電壓給蓄電池4充電。并且，在引擎5的啟動(dòng)時(shí)，把三相無刷電機(jī)I作為引擎的啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0162]這樣，能夠在將無刷電機(jī)控制裝置10作為蓄電池充電裝置運(yùn)作的同時(shí)，將其作為引擎5的啟動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)作。
[0163]以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，在本發(fā)明的無刷電機(jī)控制裝置中，即使是在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠?qū)嵤┱{(diào)節(jié)器部控制，能夠避免產(chǎn)品或外部負(fù)載被施加過大的電壓。
[0164]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0165]本發(fā)明的一種實(shí)施方式的無刷電機(jī)控制裝置能夠用在作為內(nèi)燃機(jī)構(gòu)(引擎)的啟動(dòng)機(jī)及交流發(fā)電機(jī)使用的三相無刷電機(jī)的控制裝置中。特別是，將其作為一種在對(duì)無位置傳感器的三相無刷電機(jī)(三相交流發(fā)電機(jī))進(jìn)行控制時(shí)，即使是在引擎熄火等的引擎正常工作以外的狀況下，也能夠控制三相無刷電機(jī)的電機(jī)線圈的通電狀態(tài)，能夠避免產(chǎn)品或外部負(fù)載被施加過大的電壓的無刷電機(jī)可以控制裝置而利用。
[0166]符號(hào)說明
[0167]I…三相無刷電機(jī)
[0168]2…定子
[0169]2a…輔助線圈Su
[0170]3…轉(zhuǎn)子
[0171]4…蓄電池
[0172]5…引擎
[0173]6…線圈
[0174]10、10A、IOB…無刷電機(jī)控制裝置[0175]11…高側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路
[0176]12…低側(cè)預(yù)驅(qū)動(dòng)電路
[0177]13...過零點(diǎn)檢測(cè)電路
[0178]14…三相橋式電路
[0179]20…控制部
[0180]21…引擎旋轉(zhuǎn)計(jì)測(cè)部
[0181]22…過零點(diǎn)推定部
[0182]23…通電控制部
[0183]24…相位控制調(diào)節(jié)器部
[0184]24a…提前角/遲后角控制部
[0185]25…短路式調(diào)節(jié)器部
[0186]26…全部關(guān)閉控制部
[0187]27…120°通電控制部
[0188]28…180°通電控制部
`[0189]31…基準(zhǔn)電壓電路
[0190]32…誤差放大器
[0191]41...判定基準(zhǔn)電壓電路
[0192]42…比較器
【權(quán)利要求】
1.一種在對(duì)三相無刷電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的同時(shí)，當(dāng)所述三相無刷電機(jī)作為被引擎旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池充電的無刷電機(jī)控制裝置，其特征在于，包括: 三相橋式電路，各臂由開關(guān)元件及與該開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管構(gòu)成； 相電壓檢測(cè)部，檢測(cè)所述三相無刷電機(jī)的任一相的相電壓； 過零點(diǎn)檢測(cè)部，檢測(cè)通過所述相電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的一相的相電壓的過零點(diǎn)； 引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)部，基于通過所述過零點(diǎn)檢測(cè)部檢測(cè)出的過零點(diǎn)的周期計(jì)測(cè)所述引擎的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)； 相位控制調(diào)節(jié)器部，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)以上時(shí)，對(duì)從所述三相無刷電機(jī)輸出的各相的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制并提供給所述蓄電池；以及 短路式調(diào)節(jié)器部，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿所述第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，根據(jù)所述蓄電池的充電電壓，進(jìn)行控制使得從所述三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓通過所述三相橋式電路的開關(guān)元件相間短路，或者，將所述開關(guān)元件全部關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷電機(jī)控制裝置，其特征在于: 其中，當(dāng)所述蓄電池的充電電壓在預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓以上時(shí)，所述短路式調(diào)節(jié)器部通過所述三相橋式電路的開關(guān)元件使得所述三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓相間短路，當(dāng)所述蓄電池的充電電壓未滿預(yù)定的判定基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述短路式調(diào)節(jié)器部將所述開關(guān)元件全部關(guān)閉從而使用所述三相無刷電機(jī)的交流輸出電壓通過所述二極管來給所述蓄電池充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷電機(jī)控制裝置，其特征在于，還包括: 全部關(guān)閉控制部，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在比所述第一旋轉(zhuǎn)數(shù)更低的第二旋轉(zhuǎn)數(shù)以下(第一旋轉(zhuǎn)數(shù)>第二旋轉(zhuǎn)數(shù))時(shí)，將所述三相橋式電路的開關(guān)元件全部關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的無刷電機(jī)控制裝置，其特征在于: 其中，當(dāng)所述三相無刷電機(jī)作為三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池充電，同時(shí)，在所述引擎的啟動(dòng)時(shí)，將所述三相無刷電機(jī)作為該引擎的啟動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
5.一種在對(duì)三相無刷電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的同時(shí)，當(dāng)所述三相無刷電機(jī)作為被引擎旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的三相交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，對(duì)從該三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制從而給蓄電池充電的無刷電機(jī)控制裝置方法，其特征在于，包含: 構(gòu)成步驟，由開關(guān)元件及與該開關(guān)元件逆并聯(lián)的二極管構(gòu)成三相橋式電路的各臂； 相電壓檢測(cè)步驟，檢測(cè)所述三相無刷電機(jī)的任一相的相電壓； 過零點(diǎn)檢測(cè)步驟，檢測(cè)通過所述相電壓檢測(cè)步驟檢測(cè)出的一相的相電壓的過零點(diǎn)；引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)測(cè)步驟，基于通過所述過零點(diǎn)檢測(cè)步驟檢測(cè)出的過零點(diǎn)的周期計(jì)測(cè)所述引擎的引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)； 相位控制調(diào)節(jié)器步驟，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)在第一旋轉(zhuǎn)數(shù)以上時(shí)，對(duì)從所述三相無刷電機(jī)輸出的各相的交流輸出電壓進(jìn)行整流及相位控制并提供給所述蓄電池；以及 短路式調(diào)節(jié)器步驟，當(dāng)所述引擎旋轉(zhuǎn)數(shù)未滿所述第一旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，根據(jù)所述蓄電池的充電電壓，進(jìn)行控制使得從所述三相無刷電機(jī)輸出的交流輸出電壓通過所述三相橋式電路的開關(guān)元件相間短路，或者，將所述開關(guān)元件全部關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK103518320SQ201280020507
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月6日
【發(fā)明者】原田智生 申請(qǐng)人:新電元工業(yè)株式會(huì)社