無刷電機的驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無刷電機的驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法。在比較非通電相的脈沖感應(yīng)電壓和電壓閾值來檢測通電方式的切換定時的驅(qū)動方式中，在脈沖感應(yīng)電壓未達到電壓閾值的狀態(tài)時，檢測在進行通電方式的切換的角度下的脈沖感應(yīng)電壓。而且，根據(jù)檢測出動脈沖感應(yīng)電壓是否滿足規(guī)定條件來判別是退磁故障還是鎖止故障，如果是退磁故障，則在變更電壓閾值后持續(xù)電機控制，如果是鎖止故障，則停止電機控制。
【專利說明】無刷電機的驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在無刷電機的3相中對施加與脈寬調(diào)制信號對應(yīng)的脈沖電壓的2相，根據(jù)非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓來切換的驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在特開2009-189176號公報中，公開了通過脈沖電壓檢測非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓，將該脈沖感應(yīng)電壓和閾值進行比較而順序切換通電方式(pattern)的3相無刷電機的驅(qū)動裝置。
[0003]可是，在將非通電相的脈沖感應(yīng)電壓和閾值進行比較，將施加脈沖感應(yīng)電壓的2相順序切換的無傳感器控制中，因退磁故障使脈沖感應(yīng)電壓下降而脈沖感應(yīng)電壓未達到閾值時，不能進行通電方式的切換就無法使無刷電機起動。
[0004]這里，如果根據(jù)脈沖感應(yīng)電壓的下降來變更閾值，則可起動無刷電機，但無刷電機的起動不良在無刷電機鎖止(lock)的情況下也發(fā)生。
[0005]但是，以往，由于不能區(qū)分可電機起動的退磁故障和不能起動的鎖止，所以有可能在不能起動的鎖止?fàn)顟B(tài)中持續(xù)無刷電機的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于，提供在發(fā)生了無刷電機的控制的異常的情況下，可以適當(dāng)?shù)剡x擇控制的持續(xù)和中止的無刷電機的驅(qū)動裝置及驅(qū)動方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的無刷電機的驅(qū)動裝置包括:控制單元，將在所述無刷電機的3相中施加與脈寬調(diào)制信號對應(yīng)的脈沖電壓的2相，根據(jù)非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓來切換；檢測單元，檢測控制單元的控制有無異常；以及選擇單元，在所述控制單元的控制上產(chǎn)生了異常的情況下，根據(jù)在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓，選擇持續(xù)或中止所述控制單元的控制。
[0008]此外，本發(fā)明的無刷電機的驅(qū)動方法中，將在所述無刷電機的3相中施加與脈寬調(diào)制信號對應(yīng)的脈沖電壓的2相根據(jù)非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓來切換；檢測有無施加所述脈沖電壓的2相的切換控制的異常；在所述切換控制上產(chǎn)生了異常的情況下，檢測在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓，根據(jù)所述檢測出的脈沖感應(yīng)電壓，選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制。
[0009]本發(fā)明的其他的目的和各種方式通過接下來對與附圖關(guān)聯(lián)的實施方式進行的說明，會更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的液壓泵系統(tǒng)的方框圖。
[0011]圖2是表示本發(fā)明的實施方式的無刷電機及控制裝置的電路圖。
[0012]圖3是表示本發(fā)明的實施方式的無刷電機的通電方式及退磁故障的檢測條件的圖。
[0013]圖4是表示本發(fā)明的實施方式的無刷電機的非通電相的電壓的圖。
[0014]圖5是表示本發(fā)明的實施方式的無刷電機的退磁故障造成的脈沖感應(yīng)電壓的變化的圖。
[0015]圖6是表示本發(fā)明的實施方式的發(fā)生了無刷電機的退磁故障的情況下的處理的流程圖。
[0016]圖7是表示本發(fā)明的實施方式的無刷電機的故障檢測處理的流程圖。
[0017]圖8是表示本發(fā)明的實施方式的無刷電機的退磁故障的檢測條件的圖。
[0018]圖9是表示本發(fā)明的實施方式的檢測在進行通電相的切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓的處理的流程圖。
[0019]圖10是表示本發(fā)明的實施方式的檢測在進行通電相的切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓的處理的流程圖。
[0020]圖11是表示本發(fā)明的實施方式的在發(fā)生了無刷電機的退磁故障的情況下的處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的無刷電機的驅(qū)動裝置的應(yīng)用例即液壓泵系統(tǒng)的方框圖，該液壓泵系統(tǒng)是使油在汽車用自動變速器中循環(huán)的系統(tǒng)。
[0022]圖1所示的液壓泵系統(tǒng)，作為對變速機構(gòu)7和致動器8供給油的油泵，包括由省略了圖示的發(fā)動機(engine)的輸出驅(qū)動的機械式油泵6、以及用電機驅(qū)動的電動油泵I。
[0023]而且，作為一例，電動油泵I在發(fā)動機因怠速停止時工作，向變速機構(gòu)7和致動器8供給油，抑制怠速中的液壓下降。
[0024]電動油泵I由直接連接的3相無刷電機2驅(qū)動，無刷電機2基于來自AT控制裝置4的指令而由電機控制裝置3控制。電機控制裝置3是控制對無刷電機2各相的通電的驅(qū)
動裝置。
[0025]由無刷電機2驅(qū)動的電動油泵I將油盤10的油通過油管道5供給到變速機構(gòu)7和致動器8。
[0026]發(fā)動機的運轉(zhuǎn)中，由發(fā)動機驅(qū)動的機械式油泵6工作，從機械式油泵6對于變速機構(gòu)7和致動器8供給油，此時，無刷電機2為停止?fàn)顟B(tài)，通過止回閥11阻斷朝向電動油泵I的油的流動。
[0027]另一方面，在發(fā)動機因怠速而停止時，機械式油泵6停止，油管道9內(nèi)的油壓下降，所以根據(jù)怠速產(chǎn)生的發(fā)動機的停止指令，AT控制裝置4將電機起動的指令發(fā)送到電機控制裝置3。
[0028]接受了電機起動指令的電機控制裝置3使無刷電機2起動而使電動油泵I旋轉(zhuǎn)，開始電動油泵I的油的壓送。
[0029]而且，在機械式油泵6的排出壓力下降，另一方面電動油泵I的排出壓力超過設(shè)定壓力時，止回閥11開閥，油通過油管道5、電動油泵1、止回閥11、變速機構(gòu)7、致動器8、油盤10的路徑進行循環(huán)。
[0030]再有，適用本發(fā)明的驅(qū)動裝置的無刷電機，例如，可以設(shè)為在混合動力車輛等中驅(qū)動用于發(fā)動機的冷卻水循環(huán)的電動水泵的無刷電機，并不是將無刷電機驅(qū)動的機器限定為油泵。此外，并不是將無刷電機限定為汽車上所裝載的電機。
[0031 ] 圖2是表示無刷電機2及控制裝置3的一例的電路圖。
[0032]控制裝置3包括驅(qū)動電路212、以及包括微計算機的控制器213。而且，控制器213通過省略了圖示的通信線路，與AT控制裝置4之間進行通信。
[0033]無刷電機2是3相DC無刷電機，在省略圖示的圓筒狀的定子上包括U相、V相及W相的3相繞組215u、215v、215w，在該定子的中央部形成的空間中可旋轉(zhuǎn)地包括永久磁鐵轉(zhuǎn)子 216。
[0034]驅(qū)動電路212具有將包含反向并聯(lián)的二極管218a?218f的開關(guān)元件217a?217f進行3相橋式連接的電路以及電源電路219，開關(guān)元件217a?217f例如由FET構(gòu)成。
[0035]開關(guān)元件217a?217f的柵極(gate)端子連接到控制器213，控制器213通過脈寬調(diào)制PWM來控制開關(guān)元件217a?217f的導(dǎo)通、截止。
[0036]控制器213以不使用檢測轉(zhuǎn)子的位置信息的傳感器的無傳感器方式進行無刷電機2的驅(qū)動控制，而且，控制器213根據(jù)電機轉(zhuǎn)速來切換正弦波驅(qū)動和矩形波驅(qū)動。
[0037]正弦波驅(qū)動是對各相施加正弦波電壓而驅(qū)動無刷電機2的方式。在該正弦波驅(qū)動中，控制器213從通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(速度電動勢)得到轉(zhuǎn)子的位置信息，另一方面，在速度電動勢的轉(zhuǎn)子位置的檢測周期期間，基于電機轉(zhuǎn)速來估計轉(zhuǎn)子位置，根據(jù)估計出的轉(zhuǎn)子位置和PWM占空計算3相輸出設(shè)定值，以相間電壓之差控制電流的方向和強度而流過3相交流電流。
[0038]此外，矩形波驅(qū)動是通過將選擇在無刷電機2的3相中施加脈沖電壓的2相的通電方式根據(jù)規(guī)定的切換定時(timing)順序切換驅(qū)動無刷電機2的方式。在該矩形波驅(qū)動中，控制器213通過對通電相施加脈沖狀的電壓而從非通電相感應(yīng)的電壓即脈沖感應(yīng)電壓獲得轉(zhuǎn)子的位置信息，檢測在無刷電機2的3相中施加脈沖電壓的2相的切換定時，即通電方式的切換定時。
[0039]這里，在正弦波驅(qū)動中為了位置檢測而檢測的速度電動勢，隨著電機轉(zhuǎn)速的下降，輸出電平下降，所以在轉(zhuǎn)速低的區(qū)域中基于速度電動勢的位置檢測的精度下降。另一方面，在矩形波驅(qū)動中為了位置檢測而檢測的脈沖感應(yīng)電壓，在包含電機停止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)速低的區(qū)域中也保持足夠的輸出電平，可以基于脈沖感應(yīng)電壓檢測位置信息。
[0040]因此，控制器213在以正弦波驅(qū)動方式能夠以足夠的精度檢測位置信息的轉(zhuǎn)速高的區(qū)域中，以正弦波驅(qū)動方式驅(qū)動無刷電機2，在以正弦波驅(qū)動方式不能以足夠的精度檢測位置信息的轉(zhuǎn)速低的區(qū)域中，以矩形波驅(qū)動方式驅(qū)動無刷電機2。
[0041]在矩形波驅(qū)動中，對每個通電方式設(shè)定用于判定對下一個通電方式的切換定時的電壓閾值，控制器213將非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓超過了電壓閾值的定時作為通電方式的切換定時來檢測，若檢測到切換定時，則切換到下一個通電方式中的通電。
[0042]S卩，非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓根據(jù)無刷電機2的角度而變化。因此，控制器213將通電方式的切換角度下的脈沖感應(yīng)電壓作為電壓閾值預(yù)先設(shè)定，在脈沖感應(yīng)電壓達到了電壓閾值時，檢測無刷電機2的角度成為通電方式的切換角度的情況。
[0043]作為通電方式，如圖3所示，設(shè)定從⑴到(6)的六個通電方式。
[0044]在通電方式⑴中從U相向V相流動電流，在通電方式⑵中從U相向W相流動電流，在通電方式⑶中從V相向W相流動電流，在通電方式(4)中從V相向U相流動電流，在通電方式(5)中從W相向U相流動電流，在通電方式(6)中從W相向V相流動電流，控制器213每60度(deg)電角順序切換通電方式。
[0045]因此，在通電方式(I)中W相為非通電相，在通電方式⑵中V相為非通電相,在通電方式⑶中U相為非通電相，在通電方式⑷中W相為非通電相，在通電方式(5)中V相為非通電相，在通電方式(6)中U相為非通電相。
[0046]此外，在將U相線圈的角度位置設(shè)為轉(zhuǎn)子的O度角度的位置的情況下，例如，將進行從通電方式(3)向通電方式(4)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)為30度，將進行從通電方式
(4)向通電方式(5)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)為90度，將進行從通電方式(5)向通電方式(6)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)為150度，將進行從通電方式(6)向通電方式⑴的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)為210度，將進行從通電方式⑴向通電方式(2)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)為270度，將進行從通電方式(2)向通電方式(3)的切換的轉(zhuǎn)子的角度位置設(shè)為330度。
[0047]控制器213基于非通電相的脈沖感應(yīng)電壓和電壓閾值的比較而檢測上述每60度的通電方式的切換定時。
[0048]如圖4所示，電壓閾值被設(shè)定為高于或低于中性點電壓的值。
[0049]在通電方式(I)、(3)、(5)中，電壓閾值被設(shè)定為低于中性點電壓的值，在非通電相的電壓比低于中性點電壓的電壓閾值低時，控制器213進行向下一個通電方式的切換。此外，在通電方式(2)、(4)、(6)中，電壓閾值被設(shè)定為高于中性點電壓的值，在非通電相的電壓比高于中性點電壓的電壓閾值高時，控制器213進行向下一個通電方式的切換。
[0050]于是，控制器213在矩形波驅(qū)動中，基于非通電相的脈沖感應(yīng)電壓和電壓閾值的比較而進行通電方式的切換。因此，在高溫條件等中產(chǎn)生磁通量減少的退磁故障，例如圖5所示，在非通電相的脈沖感應(yīng)電壓下降而未達到電壓閾值時，控制器213不能檢測通電方式的切換定時，不能使無刷電機2起動。
[0051]圖5所示的U相開路期間，是根據(jù)通電方式(3)通電的狀態(tài)，在跟隨這樣的通電方式(3)的通電控制狀態(tài)下，在檢測到非通電相即U相上感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓低于作為比中性點電壓低的電壓而設(shè)定的電壓閾值的情況時，控制器213進行向通電方式(4)的切換。
[0052]但是，在脈沖感應(yīng)電壓的振幅因發(fā)生退磁故障而變小，脈沖感應(yīng)電壓不橫穿電壓閾值時，控制器213因為不能檢測向通電方式(4)的切換定時而維持通電方式(3)，不能使無刷電機2起動。
[0053]因此，控制器213如圖6的流程圖所示那樣控制無刷電機2。
[0054]在圖6的流程圖中，在步驟SlOl中，控制器213根據(jù)為了產(chǎn)生電機轉(zhuǎn)矩的矩形波驅(qū)動，判定是否為進行向無刷電機2的各相通電的狀態(tài)。
[0055]在步驟SlOl中判定為無刷電機2為控制中時，控制器21進至步驟S102，判定非通電相的脈沖感應(yīng)電壓未達到對每個通電方式設(shè)定的電壓閾值的狀態(tài)的持續(xù)時間是否在設(shè)定時間以上。
[0056]換句話說，控制器213判定是否是通電方式持續(xù)的時間持續(xù)了正常狀態(tài)中不應(yīng)有的時間的異常狀態(tài)。
[0057]如果是通電方式的切換以正常范圍內(nèi)的時間周期順序進行的狀態(tài)，即利用矩形波驅(qū)動的通電控制為正常狀態(tài)，則控制器213進至步驟S103。
[0058]再有，在切換到正弦波驅(qū)動的情況下，假設(shè)控制器213在步驟S102中判定為正常地起動時，進至步驟S103。
[0059]在步驟S103中，控制器213通過矩形波驅(qū)動或正弦波驅(qū)動來驅(qū)動無刷電機2。
[0060]另一方面，控制器213在判定為非通電相的脈沖感應(yīng)電壓未達到對每個通電方式設(shè)定的電壓閾值的狀態(tài)的持續(xù)時間為設(shè)定時間以上的情況下，即在因為不能進行通電方式的切換而使無刷電機2不能正常地起動的異常狀態(tài)的情況下，進至步驟S104。
[0061 ] 在步驟S104中，控制器213在進行通電方式的切換的角度位置驅(qū)動無刷電機2，檢測在進行通電方式的切換的角度位置中的非通電相的脈沖感應(yīng)電壓，對于各通電方式進行基于檢測出的脈沖感應(yīng)電壓更新用于檢測通電方式的切換定時的電壓閾值的電壓閾值的學(xué)習(xí)處理。
[0062]如上述，從設(shè)定(I)到(6)的六個通電方式作為通電方式，在步驟S104中控制器213學(xué)習(xí)分別在六個通電方式中使用的六個電壓閾值。
[0063]再有，關(guān)于控制器213進行的電壓閾值的學(xué)習(xí)處理，后面根據(jù)流程圖詳細(xì)地說明。
[0064]在下一個步驟S105中，控制器213實施判定異常狀態(tài)的原因是退磁故障和退磁故障以外的故障的哪一個的處理。
[0065]再有，退磁故障是無刷電機的磁通量因熱等而減少的狀態(tài)，退磁故障以外的故障，例如是因無刷電機2的轉(zhuǎn)子或輸出軸的鎖止(lock)等造成的不動狀態(tài)。此外，如后述，根據(jù)是退磁故障和退磁故障以外的故障的哪一個，控制器213選擇持續(xù)或中止無刷電機2的控制。
[0066]在發(fā)生了退磁故障的情況下，如果將用于通電方式的切換定時的檢測的電壓閾值變更為與脈沖感應(yīng)電壓的下降相稱的值，則控制器213可基于電壓閾值和脈沖感應(yīng)電壓的比較進行通電方式的切換，使無刷電機2可以起動。但是，在發(fā)生了退磁故障以外的故障的情況下，即使變更電壓閾值，也不能正常地進行通電方式的切換，所以控制器213中止無刷電機2的控制。
[0067]如圖7的流程圖所示，控制器213進行是否為步驟S105中的退磁故障的判別。
[0068]在圖7的流程圖中，在步驟S201中，控制器213判定在步驟S104中學(xué)習(xí)的電壓閾值是否滿足條件(I)。
[0069]在控制器213的無刷電機2的控制中，如圖4及圖8所示，在通電方式(I)、(3)、
(5)中電壓閾值被設(shè)定為低于中性點電壓的值,在通電方式(2)、(4)、(6)中電壓閾值被設(shè)定為高于中性點電壓的值。
[0070]此外，即使發(fā)生退磁故障，通電方式的切換定時中的脈沖感應(yīng)電壓在通電方式(I)、(3)、(5)中也保持低于中性點電壓的狀態(tài)，在通電方式(2)、(4)、(6)中也保持高于中性點電壓的狀態(tài)。
[0071]另一方面，通電方式的切換定時中的脈沖感應(yīng)電壓在通電方式(I)、(3)、(5)中低于中性點電壓、在通電方式⑵、⑷、(6)中高于中性點電壓的特性，若無刷電機2鎖止而為不動狀態(tài)時則不保持。
[0072]例如，假定在30度位置無刷電機2鎖止，則在通電方式(3)時，非通電相U相的脈沖感應(yīng)電壓成為表示與向通電方式(4)的角度位置即30度的位置相稱的值。但是，通電方式(I)時，非通電相即W相的脈沖感應(yīng)電壓保持高于中性點電壓的電壓，在通電方式(I)中向通電方式(2)的切換定時中的脈沖感應(yīng)電壓不滿足低于中性點電壓的條件。
[0073]而且，即使是無刷電機2在哪個角度位置鎖止的情況，也發(fā)生切換定時中的脈沖感應(yīng)電壓高于或低于中性點電壓從正常狀態(tài)反轉(zhuǎn)的通電方式。
[0074]因此，在新學(xué)習(xí)的電壓閾值和中性點電壓之間的相關(guān)維持正常狀態(tài)下的相關(guān)的情況下，即，在通電方式(I)、(3)、(5)中的電壓閾值分別低于中性點電壓、且通電方式(2)、
(4)、(6)中的電壓閾值分別高于中性點電壓的情況下，控制器213判定為脈沖感應(yīng)電壓因退磁故障下降，不能檢測通電方式的切換定時作為其結(jié)果。
[0075]即，如圖3所示，滿足條件(I)的狀態(tài)是，新學(xué)習(xí)的全部六個電壓閾值從初始狀態(tài)起不變地保持著高于或低于中性點電壓的狀態(tài)的狀態(tài)。
[0076]這里，在即使新學(xué)習(xí)的電壓閾值中的一個相對中性點電壓的高低的相關(guān)與正常狀態(tài)不同的情況下，就與脈沖感應(yīng)電壓因退磁故障下降的情況下的特性不同。因此，在不滿足條件(I)的情況下，控制器213判定為因鎖止故障等的退磁故障以外的故障而不能使無刷電機2起動，并進至步驟S203，判定退磁故障以外的故障的發(fā)生。
[0077]再有，電壓閾值高于或低于中性點電壓的狀態(tài)是，包含在高于中性點電壓的電壓范圍中的狀態(tài)，或包含在低于中性點電壓的電壓范圍中的狀態(tài)。
[0078]此外，控制器213可以基于在進行通電方式的切換的角度下檢測出的脈沖感應(yīng)電壓而取代電壓閾值來判定是否滿足條件(I)。
[0079]此外，在基于中性點電壓檢測非通電相的電壓的情況下，控制器213可以基于檢測出的脈沖感應(yīng)電壓或基于該脈沖感應(yīng)電壓設(shè)定的電壓閾值是正的值還是負(fù)的值來判定是否滿足條件(I)。
[0080]在步驟S201中，在判定為全部六個電壓閾值從初始狀態(tài)不變地保持高于或低于中性點電壓的狀態(tài)的情況下，控制器213可以做出是退磁故障的判定，但控制器213進而進至步驟S202，判定在步驟S104中學(xué)習(xí)的電壓閾值是否滿足條件(2)。
[0081]條件(2)是滿足了條件(I)，并且用于判定脈沖感應(yīng)電壓是否實際地下降的條件。如圖8所示，將用電壓閾值的初始值和中性點電壓夾住的電壓范圍中包含步驟S104中學(xué)習(xí)的全部電壓閾值作為條件(2)。
[0082]發(fā)生了退磁故障的情況下脈沖感應(yīng)電壓下降，所以即使六個電壓閾值滿足條件(1)，新學(xué)習(xí)的電壓閾值在通電方式(2)、(4)、(6)中高于初始值的情況、在通電方式(I)、
(3)、(5)中低于初始值的情況下，也有可能發(fā)生退磁故障以外的故障。
[0083]另一方面，在以電壓閾值的初始值和中性點電壓夾住的電壓范圍中，包含在步驟S104中學(xué)習(xí)的全部電壓閾值，在滿足條件(2)的情況下，被確認(rèn)是退磁故障。
[0084]而且，在不滿足條件(2)的情況下，即使?jié)M足條件(I)，由于有可能發(fā)生退磁故障以外的故障，所以控制器213進至步驟S203，判定退磁故障以外的故障的發(fā)生。
[0085]另一方面，在滿足條件(I)和條件(2)的情況下，控制器213進至步驟S204，判定為發(fā)生了退磁故障。
[0086]再有，省略步驟S202的步驟，控制器213基于是否滿足步驟S201中的條件(I)的判定，可以判定是退磁故障還是退磁故障以外的故障的發(fā)生狀態(tài)。相反地，省略步驟S201的步驟，控制器213基于是否滿足步驟S202中的條件(2)的判定，可以判定是退磁故障還是退磁故障以外的故障的發(fā)生狀態(tài)。
[0087]此外，不是將與新學(xué)習(xí)的電壓閾值比較的電壓閾值限定為初始值，控制器213例如可以將上次的學(xué)習(xí)值或?qū)W習(xí)值的移動平均值等與新學(xué)習(xí)的電壓閾值比較。
[0088]此外，基于學(xué)習(xí)的電壓閾值進行是否為退磁故障的判別，不限定為基于條件(I)或條件(2)進行判別，控制器213可以基于在不能進行正常的通電控制的狀態(tài)下學(xué)習(xí)的電壓閾值和作為正常范圍或異常范圍所設(shè)定的電壓范圍之間的比較，判別是否為退磁故障。
[0089]在圖6的流程圖的步驟S105中，若進行發(fā)生了退磁故障還是發(fā)生了退磁故障以外的故障的判別，則控制器213在步驟S106中判定在步驟S105中的處理中是否判別了發(fā)生退磁故障。
[0090]這里，在發(fā)生了退磁故障以外的故障的情況下，即使使用新學(xué)習(xí)的電壓閾值，也不能正常地進行通電方式的切換控制。因此，控制器213進至步驟S107，停止向無刷電機2的通電，使無刷電機2保持為停止?fàn)顟B(tài)，并且將在無刷電機2中發(fā)生了退磁故障以外的鎖止故障等故障而停止無刷電機2的驅(qū)動的情況通知給AT控制裝置4等。
[0091]接收到表示在無刷電機2中發(fā)生了退磁故障以外的故障的鎖止故障等情況的信號的AT控制裝置4，輸出請求禁止怠速的信號，或輸出使報警無刷電機2的故障發(fā)生的報警裝置動作的控制信號，并進行保存鎖止故障的判定歷史的處理等。
[0092]另一方面，在步驟S106中判定為發(fā)生了退磁故障時，控制器213進至步驟S108，進行將用于通電方式的切換的電壓閾值變更為新學(xué)習(xí)的電壓閾值的處理。即，控制器213進行變更電壓閾值的處理，將其變更為在變?yōu)榍袚Q通電方式的角度時超過因退磁故障下降的脈沖感應(yīng)電壓的值。在這樣的電壓閾值的變更中，使電壓閾值靠近中性點電壓。
[0093]通過變更電壓閾值，在脈沖感應(yīng)電壓因退磁故障下降后，也可通過脈沖感應(yīng)電壓和電壓閾值的比較而檢測要進行通電方式的切換的角度位置。
[0094]在步驟S108中進行變更電壓閾值的處理后，控制器213在下一個步驟S109中進行表示檢測到發(fā)生退磁故障的情況的標(biāo)記的設(shè)置。
[0095]而且，控制器213在下一個步驟SllO中使用在步驟S108中變更后的電壓閾值持續(xù)無刷電機2的控制，而且將發(fā)生了退磁故障的情況通知給AT控制裝置4等。
[0096]接收到表示在無刷電機2中發(fā)生了退磁故障的情況的信號的AT控制裝置4，輸出請求變更怠速的實施條件的信號，或輸出使報警無刷電機2的故障發(fā)生的報警裝置動作的控制信號，并進行保存退磁故障的判定歷史的處理等。
[0097]根據(jù)圖6的流程圖中所示的、控制器213進行的無刷電機2的控制，在基于脈沖感應(yīng)電壓不能進行通電方式的切換控制的異常狀態(tài)中，將異常的原因區(qū)分為退磁故障和該退磁故障以外，在退磁故障的情況下，在變更電壓閾值后使控制持續(xù)，在退磁故障以外的故障的情況下中止無刷電機2的控制。
[0098]因此，在盡管發(fā)生了退磁故障，但可以驅(qū)動無刷電機2的狀態(tài)中，可以抑制不必要地禁止驅(qū)動的情況，由此，可以使包含無刷電機2的系統(tǒng)的正常動作持續(xù)。
[0099]此外，在發(fā)生了鎖止故障的情況下，進行無刷電機2的控制的情況受到抑制，可以實現(xiàn)電機驅(qū)動電路的保護等，此外，可以抑制以無刷電機2的驅(qū)動為前提的動作被錯誤實施。
[0100]這里，詳細(xì)地說明圖6的流程圖的步驟S104中的電壓閾值的學(xué)習(xí)。[0101]圖9的流程圖表示一例控制器213進行的電壓閾值的學(xué)習(xí)處理。
[0102]控制器213在步驟S301中判定因為不能進行無刷電機2的通電方式的切換而是否開始電壓閾值的學(xué)習(xí)。
[0103]在步驟S301中，判定開始學(xué)習(xí)時，控制器213進至步驟S302，設(shè)定初次的通電方式，根據(jù)這樣的通電方式進行對無刷電機2的各相的通電。
[0104]控制器213可以設(shè)定判定了控制的異常時的通電方式作為初次的通電方式，此夕卜，可以設(shè)定從判定了控制的異常時的通電方式起前進了相當(dāng)于規(guī)定次數(shù)的通電方式，而且，可以設(shè)定預(yù)先確定的通電方式。
[0105]另一方面，在不是學(xué)習(xí)的開始狀態(tài)的情況下，控制器213繞過步驟S302而進至步驟 S303。
[0106]控制器213在步驟S303中判定是否獲取完畢當(dāng)前通電方式中的非通電相的脈沖感應(yīng)電壓，如果脈沖感應(yīng)電壓未獲取則進至步驟S304，如果獲取完畢則進至步驟S305。
[0107]在步驟S304中，控制器213判斷自進行了通電方式的切換的時刻起的時間是否為規(guī)定時間(I)以上。而且，如果自通電方式的切換后的時間為規(guī)定時間(I)以上，則控制器213進至步驟S307，如果未經(jīng)過規(guī)定時間(I)則進至步驟S305。
[0108]規(guī)定時間(I)是從通電方式的切換起至檢測到進行通電方式切換的角度下的脈沖感應(yīng)電壓為止的延遲時間，設(shè)定規(guī)定時間(I)，以避開緊靠通電方式切換后的非通電相的電壓變動期間。
[0109]再有，在是初次的通電方式的情況下，無論有無經(jīng)過規(guī)定時間(I)，控制器213都進至步驟S305。
[0110]在步驟S305中，判定自設(shè)定為當(dāng)前的通電方式起的時間是否達到了規(guī)定時間⑵。
[0111]而且，在自設(shè)定為當(dāng)前的通電方式的經(jīng)過時間未達到規(guī)定時間(2)的情況下，通過直接結(jié)束本例程，使當(dāng)前的通電方式中的通電持續(xù)。
[0112]規(guī)定時間(2)是至實際的電機角度達到當(dāng)前的通電方式對應(yīng)的角度并穩(wěn)定的響應(yīng)時間，設(shè)定規(guī)定時間(2)，以便如果在切換了通電方式后經(jīng)過了規(guī)定時間(2)，可以看作無刷電機2旋轉(zhuǎn)至與那時的通電方式相稱的角度停止。
[0113]而且，設(shè)為規(guī)定時間(I)〈規(guī)定時間(2)。
[0114]在當(dāng)前的通電方式未持續(xù)相當(dāng)規(guī)定時間(2)的情況下，控制器213結(jié)束為了進一步持續(xù)當(dāng)前的通電方式中的通電的本例程，如果當(dāng)前的通電方式持續(xù)了相當(dāng)規(guī)定時間(2)，則進至步驟S306，進行向下一個通電方式的切換。
[0115]在進行通電方式的切換時，控制器213等待經(jīng)過規(guī)定時間(1)，從步驟S304前進到步驟S307。
[0116]在步驟S307中，控制器213將那時的通電方式中的非通電相的電壓作為進行通電方式的切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓來采樣。
[0117]例如，通過持續(xù)通電方式(3)下的通電，可以將無刷電機2定位在進行從通電方式
(4)向通電方式(5)的切換的角度即90度的位置。如果在這樣的狀態(tài)下從通電方式(3)切換到通電方式(4)，則緊接切換后的W相的電壓Vw成為角度90度中的非通電相的電壓。而且，基于這樣的電壓Vw，可以設(shè)定用于從通電方式(4)向通電方式(5)的切換定時即角度90度的檢測的電壓閾值。
[0118]因此，控制器213通過反復(fù)將一個通電方式中的通電持續(xù)相當(dāng)規(guī)定時間⑵而切換到下一個通電方式，將切換后的經(jīng)過了規(guī)定時間(I)的時刻中的非通電相的電壓作為通電方式的切換定時中的非通電相的電壓來檢測，學(xué)習(xí)與各通電方式對應(yīng)的電壓閾值。
[0119]再有，控制器213除了可以將步驟S307中采樣的脈沖感應(yīng)電壓直接設(shè)為電壓閾值以外，也可以將步驟S307中采樣的脈沖感應(yīng)電壓作為變量來計算電壓閾值。
[0120]控制器213在步驟S308中判定是否學(xué)習(xí)了全部通電方式中的電壓閾值，如果沒有學(xué)習(xí)了全部通電方式中的電壓閾值，則返回到步驟S301，持續(xù)電壓閾值的學(xué)習(xí)。
[0121]而且，在學(xué)習(xí)了全部通電方式中的電壓閾值時，控制器213進至步驟S309，判定學(xué)習(xí)完成。
[0122]再有，并不是將通電方式的切換定時中的脈沖感應(yīng)電壓的檢測方法限定為上述的方法，可以適當(dāng)采用公知的各種各樣的檢測方法。
[0123]圖10的流程圖，作為圖6的流程圖的步驟S104中的電壓閾值的學(xué)習(xí)的一例，表示在進行定位的情況和采樣通電方式的切換定時中的電壓的情況下，將無刷電機2的PWM控制中的占空比切換的學(xué)習(xí)處理的例子。
[0124]再有，在圖10的流程圖中，對進行與圖9的流程圖同樣的處理的步驟，附加相同的步驟號并省略詳細(xì)的說明。
[0125]在圖10的流程圖中，控制器213進至進行初次的通電方式設(shè)定的步驟302的下一個步驟S302A，將無刷電機2的PWM控制中的占空比設(shè)定為使無刷電機2旋轉(zhuǎn)并將無刷電機2定位時使用的占空比Dl。
[0126]此外，在步驟S308中判定為全部通電方式中的學(xué)習(xí)未完成的情況下，控制器213進至步驟S308A，將無刷電機2的PWM控制中的占空比設(shè)定為上述占空比Dl。
[0127]再有，除了可以使步驟S302A中設(shè)定的占空比Dl和步驟S308A中設(shè)定的占空比Dl為相同的值以外，也可以設(shè)定為不同的值。
[0128]而且，在步驟S305中判定在占空比Dl下的控制狀態(tài)中經(jīng)過了規(guī)定時間(2)時，控制器213準(zhǔn)備電壓閾值的學(xué)習(xí)，在步驟S306A中，將無刷電機2的PWM控制中的占空比設(shè)定為小于占空比Dl的占空比D2。
[0129]在占空比D2下的控制狀態(tài)中等待經(jīng)過規(guī)定時間(I)，在經(jīng)過規(guī)定時間(I)時，控制器213將那時的非通電相的電壓作為通電方式的切換角度中的脈沖感應(yīng)電壓來學(xué)習(xí)，在采樣了電壓后，將占空比從占空比D2返回到占空比D1。
[0130]例如，在低溫狀態(tài)時電動油泵I吸引的油的粘度高的情況下，若將無刷電機2定位時的占空比小，則不能使無刷電機2旋轉(zhuǎn)至對應(yīng)于通電方式的期待位置，有可能錯誤學(xué)習(xí)電壓閾值。
[0131]另一方面，在將進行通電方式切換的角度中的非通電相的電壓采樣的情況下，占空比越大,非通電相中感應(yīng)的電壓越大。因此,若基于占空比大的狀態(tài)中采樣的脈沖感應(yīng)電壓來學(xué)習(xí)電壓閾值，則在脈沖感應(yīng)電壓變低的占空比低的狀態(tài)中，有可能脈沖感應(yīng)電壓未達到電壓閾值而不能檢測通電方式的切換定時。
[0132]而且，若基于占空比高的狀態(tài)中采樣的電壓，設(shè)定即使在占空比低的狀態(tài)中也可適用的電壓閾值，則電壓閾值的學(xué)習(xí)誤差增大，有可能無法以適當(dāng)?shù)亩〞r切換通電方式。[0133]因此，在將無刷電機2定位時，S卩，在使其旋轉(zhuǎn)至通電方式的切換角度時，控制器213通過設(shè)定即使低溫也可以使無刷電機2旋轉(zhuǎn)的占空比D1，并在采樣切換角度中的非通電相的電壓的情況下，設(shè)定比定位時低的占空比D2(D2〈D1)，能夠以足夠的精度學(xué)習(xí)電壓閾值。
[0134]再有，占空比Dl是用于確保低溫狀態(tài)中的電機轉(zhuǎn)矩的占空比，高溫狀態(tài)中采用占空比Dl的必要性下降。因此，控制器213可以是油溫越低，將占空比Dl設(shè)定為越大的值，或油溫度超過設(shè)定溫度的情況下取消占空比的切換。
[0135]圖11的流程圖表示發(fā)生了退磁故障的情況下的控制的另一例子。
[0136]該圖11的流程圖所示的控制是，在發(fā)生了退磁故障的情況下，在圖6的流程圖中追加有實施用于抑制進一步的退磁的處理的步驟。
[0137]因此，對進行與圖6的流程圖同樣的處理的步驟，附加相同的步驟號并省略詳細(xì)的說明。
[0138]在圖11的流程圖中，控制器213在步驟S102中，判定為非通電相的脈沖感應(yīng)電壓未達到對每個通電方式設(shè)定的閾值的狀態(tài)持續(xù)了設(shè)定時間以上時，進至步驟S102A，判定是否有檢測出退磁故障的歷史。
[0139]在有檢測出退磁故障的歷史的情況下，S卩，在由于檢測出退磁故障的發(fā)生而變更電壓閾值進行控制的情況下，盡管基于退磁故障的檢測變更了電壓閾值，但退磁進一步升級等而可以估計為脈沖感應(yīng)電壓未達到變更后的電壓閾值的狀態(tài)。因此，控制器213不進行電壓閾值的學(xué)習(xí)而進至步驟S107，將對無刷電機2的通電停止，將無刷電機2的旋轉(zhuǎn)停止。
[0140]再有，在有檢測出退磁故障的歷史的情況下再次學(xué)習(xí)電壓閾值，在學(xué)習(xí)的電壓閾值脫離容許范圍而小的情況下，控制器213判定為退磁故障超過容許范圍并在加重，可以停止無刷電機2的通電控制。
[0141]而且，在步驟S102中，在基于非通電相的脈沖感應(yīng)電壓和電壓閾值的比較判定為進行通電方式的切換的情況下，控制器213進至步驟S103A，判定是否有檢測出退磁故障的歷史。
[0142]在步驟S103A中，在判定為有檢測出退磁故障的歷史的情況下，S卩，在根據(jù)伴隨退磁故障的脈沖感應(yīng)電壓的下降而變更電壓閾值后使無刷電機2的控制持續(xù)的情況下，控制器213進至步驟S103B。
[0143]在步驟S103B中，控制器213將無刷電機2的電機電流限制得低于不發(fā)生退磁故障情況下的電機電流，從而使無刷電機2的控制持續(xù)。
[0144]S卩，在發(fā)生了退磁故障的情況下，控制器213設(shè)定低于不發(fā)生退磁故障的情況下容許的電機電流的容許電機電流，并控制電機電流，以使其不超過該容許電機電流。
[0145]另一方面，在沒有檢測出退磁故障的歷史的情況下，S卩，在未發(fā)生退磁故障的情況下，控制器213進至步驟S103，不進行將電機電流抑制得低于標(biāo)準(zhǔn)的處理，進行無刷電機2的控制。
[0146]在發(fā)生了退磁故障時，通過抑制電機電流的增大，可以抑制無刷電機2的各相的發(fā)熱，抑制退磁的加重。
[0147]再有，控制器213可以是脈沖感應(yīng)電壓的下降越重，估計為退磁越重，退磁越重，將容許電機電流變更得越低。
[0148]2013年2月6日提出的要求優(yōu)先權(quán)的日本專利申請N0.2013-021212的全部內(nèi)容通過引用而包含于此。
[0149]雖然僅選擇了所選定的實施例來說明本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，能夠在不偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)做出各種變化和修改。
[0150]此外，先前對于根據(jù)本發(fā)明的實施例的描述只是用于說明目的，而不是用于限制由權(quán)利要求及其等價物限定的本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種無刷電機的驅(qū)動裝置，包括: 控制單元，將在所述無刷電機的3相中施加與脈寬調(diào)制信號對應(yīng)的脈沖電壓的2相，根據(jù)非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓來切換； 檢測單元，檢測所述控制單元的控制有無異常；以及 選擇單元，在所述控制單元的控制上產(chǎn)生了異常的情況下，根據(jù)對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓，選擇持續(xù)或中止所述控制單元的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述選擇單元在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓滿足規(guī)定的條件的情況下持續(xù)所述控制單元的控制，在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓不滿足所述規(guī)定的條件的情況下中止所述控制單元的控制。
3.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述控制單元將所述非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓和閾值進行比較，檢測施加所述脈沖電壓的2相的切換定時， 所述選擇單元在持續(xù)所述控制單元的控制的情況下變更所述閾值。
4.如權(quán)利要求3所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述選擇單元將所述閾值變更為靠近中性點電壓的電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述選擇單元在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的所述脈沖感應(yīng)電壓包含在與進行所述切換的各個角度對應(yīng)的規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，持續(xù)所述控制單元的控制，在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的所述脈沖感應(yīng)電壓不包含在所述規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，中止所述控制單元的控制。
6.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述控制單元將所述非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓和閾值進行比較，檢測對施加所述脈沖電壓的2相的切換定時， 所述檢測單元在所述脈沖感應(yīng)電壓未達到所述閾值的情況下檢測所述控制單元的控制異常的發(fā)生。
7.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述選擇單元在持續(xù)所述控制單元的控制的情況下將電機電流相比異常發(fā)生前限制得更低。
8.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 在所述控制單元的控制上發(fā)生了異常的情況下，所述選擇單元在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度上順序驅(qū)動所述無刷電機從而檢測進行所述切換的各個角度中的非通電相的脈沖感應(yīng)電壓。
9.如權(quán)利要求8 所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 相比向進行所述切換的角度驅(qū)動所述無刷電機的情況下的占空比，所述選擇單元降低在進行所述切換的角度下檢測脈沖感應(yīng)電壓的情況下的占空比。
10.如權(quán)利要求1所述的無刷電機的驅(qū)動裝置， 所述選擇單元基于對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的各個角度中的所述脈沖感應(yīng)電壓高于或低于中性點的電壓，選擇持續(xù)或中止所述控制單元的控制。
11.一種無刷電機的驅(qū)動裝置，包括: 控制裝置，將在所述無刷電機的3相中施加與脈寬調(diào)制信號對應(yīng)的脈沖電壓的2相根據(jù)非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓來切換； 檢測裝置，檢測所述控制裝置的控制有無異常；以及 選擇裝置，在所述控制裝置的控制上產(chǎn)生了異常的情況下，根據(jù)對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓，選擇持續(xù)或中止所述控制裝置的控制。
12.一種無刷電機的驅(qū)動方法，包括以下步驟: 將在所述無刷電機的3相中施加與脈寬調(diào)制信號對應(yīng)的脈沖電壓的2相根據(jù)非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓來切換； 檢測有無施加所述脈沖電壓的2相的切換控制的異常； 在所述切換控制上產(chǎn)生了異常的情況下，檢測在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓， 根據(jù)所述檢測出的脈沖感應(yīng)電壓，選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制。
13.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制的步驟包括以下步驟: 在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓滿足規(guī)定的條件的情況下持續(xù)所述無刷電機的控制， 在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的脈沖感應(yīng)電壓不滿足所述規(guī)定的條件的情況下中止所述無刷電機的控制。
14.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 切換施加所述脈沖電壓的2相的步驟包括以下步驟: 將所述非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓和閾值進行比較，檢測施加所述脈沖電壓的2相的切換定時， 選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制的步驟包括以下步驟: 在持續(xù)所述無刷電機的控制的情況下變更所述閾值。
15.如權(quán)利要求14所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 變更所述閾值的步驟包括以下步驟: 將所述閾值變更為靠近中性點的電壓的電壓。
16.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制的步驟包括以下步驟: 在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的所述脈沖感應(yīng)電壓包含在與進行所述切換的各個角度對應(yīng)的規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，持續(xù)所述無刷電機的控制， 在對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的角度中的所述脈沖感應(yīng)電壓不包含在所述規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，中止所述無刷電機的控制。
17.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 切換施加所述脈沖電壓的2相的步驟包括以下步驟: 將所述非通電相中感應(yīng)的脈沖感應(yīng)電壓和閾值進行比較，檢測施加所述脈沖電壓的2相的切換定時， 檢測有無所述切換控制的異常的步驟包括以下步驟:在所述脈沖感應(yīng)電壓未達到所述閾值的情況下檢測所述切換控制異常的發(fā)生。
18.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制的步驟包括以下步驟: 在持續(xù)所述無刷電機的控制的情況下，相比異常發(fā)生前，將電機電流限制得更低。
19.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 檢測所述脈沖感應(yīng)電壓的步驟包括以下步驟: 相比向進行所述切換的角度驅(qū)動所述無刷電機的情況下的占空比，降低在進行所述切換的角度下檢測脈沖感應(yīng)電壓的情況下的占空比。
20.如權(quán)利要求12所述的無刷電機的驅(qū)動方法， 選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制的步驟包括以下步驟: 將對施加所述脈沖電壓的2相進行切換的各個角度中的所述脈沖感應(yīng)電壓和中性點的電壓進行比較， 基于所述比較結(jié)果，選擇持續(xù)或中止所述無刷電機的控制。
【文檔編號】H02P6/08GK103973177SQ201310394751
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】岡本直樹 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社