專利名稱：電動機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對在產(chǎn)業(yè)用設(shè)備、或者電動輔助自行車、電動摩托車、電動汽車等電動車輛中使用的電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的電動機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
以往，在驅(qū)動無刷電動機(jī)的控制方式中，廣泛使用著電路構(gòu)成廉價且高效的120 度通電方式。120度通電方式是，使用磁極位置檢測元件檢測轉(zhuǎn)子的磁極位置，使逆變電路的開關(guān)元件0N/0FF，從而在各相的線圈中流過電流以驅(qū)動電動機(jī)。但是，在切換通電相位時，有時會發(fā)生轉(zhuǎn)矩波動，產(chǎn)生振動和噪聲，這一現(xiàn)象尤其在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中顯著出現(xiàn)。針對該問題有以下控制方式，即與轉(zhuǎn)子的位置同步地使逆變電路所具有的開關(guān)元件的上級、下級(依次串聯(lián)連接的一對開關(guān)元件的上級、下級)交替0N/0FF，從而生成正弦波狀的調(diào)制波信號，使流過電動機(jī)線圈的電流成為正弦波狀(所謂的正弦波驅(qū)動方式)。 但是，為了檢測轉(zhuǎn)子位置需要高價的編碼器和解算器，再者，用于將磁極位置檢測信號輸入微型計算機(jī)中的接口電路需要多個部件，因此具有比120度通電方式價格高這樣的問題。針對這些問題提出了以下控制方式，S卩作為磁極位置檢測使用廉價的霍爾集成電路，并且根據(jù)該霍爾集成電路的磁極位置檢測信號模擬地生成正弦波狀的調(diào)制波信號， 進(jìn)行正弦波驅(qū)動(例如參照日本國特開2004-120841號公報)。然而，U相、V相以及W相的3個磁極位置檢測信號僅具有由各相的上升沿及下降沿構(gòu)成的6個模式。因此，例如在4極對轉(zhuǎn)子的12槽電動機(jī)的情況下，電動機(jī)10每旋轉(zhuǎn)一圈僅有6X4次數(shù)的分辨能力。因此，利用6X4模式的磁極位置檢測信號生成正弦波狀的調(diào)制波信號，會發(fā)生正弦波的波形粗糙，失真變得嚴(yán)重等問題。特別是，在電動機(jī)的低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域，磁極位置檢測信號的更新變慢(磁極位置檢測信號的輸出間隔長)，因此存在以下問題粗糙波形的正弦波進(jìn)一步在時間軸上拉長，調(diào)制波信號從正弦波形的偏移和失真變大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種電動機(jī)控制裝置，其能夠改善低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的正弦波狀的調(diào)制波信號的生成，并且能夠生成正弦波失真少的調(diào)制波信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，電動機(jī)10具有設(shè)置在轉(zhuǎn)子12上的多個磁極22 ；和配置在所述轉(zhuǎn)子12的相對位置上并伴隨著磁極位置θ re隨轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)發(fā)生的變化而輸出磁極位置檢測信號的多個磁傳感器3 34f，該電動機(jī)10的電動機(jī)驅(qū)動裝置2構(gòu)成為，根據(jù)磁傳感器3 34f各自的磁極位置檢測信號的變化檢測出所述轉(zhuǎn)子的磁極位置θ re,并根據(jù)該磁極位置θ re生成正弦波狀的調(diào)制波信號，進(jìn)行電動機(jī)10的驅(qū)動，電動機(jī)控制裝置 2具有對所述磁極位置檢測信號發(fā)生變化期間的磁極位置θ Μ進(jìn)行插補的磁極位置插補機(jī)構(gòu)95。其他特征及效果將從實施例的記載及附上的權(quán)利要求書中得到明確。


圖1是示意性示出代表性實施方式的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。圖2是表示DC無刷電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是從圖2中的II-II線上觀察到的向視圖。圖4是示出定子的構(gòu)成的俯視圖。圖5是示出磁檢測電路及驅(qū)動電路的構(gòu)成的圖。圖6 (A)是示出第一磁傳感器的輸出波形的圖，圖6(B)是示出噪聲濾波器的輸出波形的圖，圖6(C)是示出波形整形電路的輸出波形的圖。圖7(A)是示出3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖的波形圖，圖7(B)是示出轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖的波形圖，圖7(C)是示出正弦波信號的波形圖。圖8是示出脈沖生成電路的真值的表圖。圖9(A)是將3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖與誤差成分一起示出的說明圖，圖9(B)是示出根據(jù)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖利用第一手法進(jìn)行速度檢測的情況下的誤差成分所產(chǎn)生的影響的說明圖，圖9(C)是示出利用第一手法進(jìn)行速度檢測的情況下的誤差成分所產(chǎn)生的影響的說明圖。圖10是表示電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的電動機(jī)控制系統(tǒng)的框圖。圖11是示出轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖信號與磁極位置的關(guān)系的圖。圖12是表示正弦波振幅信號的圖。圖13是磁極位置插補處理的流程圖。圖14是分別示出轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖、磁極位置插補器所輸出的磁極位置以及正弦波形的調(diào)制波信號的圖。圖15是示出電動機(jī)轉(zhuǎn)速與角度插補誤差的關(guān)系的圖。圖16是示出代表性實施方式的變形例的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的電動機(jī)控制系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的代表性實施方式。在該代表性實施方式中，作為在電動車輛中使用的電動機(jī)，例示出DC無刷電動機(jī)(以下簡稱為“電動機(jī)”)。圖1是示意性示出代表性實施方式的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)1的構(gòu)成的圖。如圖1所示，電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)1具有車載電池等的直流電源E ；由該直流電源E 的電力驅(qū)動的、作為車輛驅(qū)動的動力源的電動機(jī)10 ；以及對電動機(jī)10的驅(qū)動進(jìn)行控制的控制裝置2?？刂蒲b置2具有驅(qū)動電路4，其根據(jù)電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速的指令值即速度指令值， 控制電動機(jī)驅(qū)動電流的波形；和逆變電路6，其在該驅(qū)動電路4的控制下，將直流電源E的直流電流變換成交流的電動機(jī)驅(qū)動電流，向電動機(jī)10輸出。逆變電路6是例如組合有功率 MOSFET, IGBT等的6個開關(guān)元件Trl Tr6的電路，各開關(guān)元件Trl Tr6根據(jù)來自驅(qū)動電路4的PWM驅(qū)動信號而被0N/0FF。此外，指令速度值由車輛側(cè)的計算機(jī)生成，并被輸入到控制裝置2的驅(qū)動電路4中。圖2是示出代表性實施方式的電動機(jī)10的結(jié)構(gòu)圖。
在代表性實施方式中，作為電動機(jī)10，如圖2所示例示出具有轉(zhuǎn)子12和定子14的內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動機(jī)10。此外，也能夠由外轉(zhuǎn)子型電動機(jī)實施。轉(zhuǎn)子12具有圓筒狀的殼體16和在該殼體16的中心在軸向延伸的轉(zhuǎn)子軸18。如圖3所示，在殼體16的內(nèi)部，沿該殼體16的內(nèi)壁配置有永久磁鐵20，構(gòu)成為例如8極0對磁極)的電動機(jī)10。在轉(zhuǎn)子12中的與定子14相對的部分設(shè)置有檢查磁鐵22。永久磁鐵 20是為了使轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)而設(shè)置，檢測磁鐵22是為了檢測轉(zhuǎn)子12的速度而設(shè)置。此外，檢測磁鐵22以與電動機(jī)10的磁極位置相對應(yīng)的方式交替排列有N極和S極而被磁化。因此，對于檢測磁鐵22，關(guān)于N極與S極的邊界，具有8個邊界(第一邊界2 第八邊界Mh)。另一方面，如圖4所示，在定子14中，12個槽(第一槽26a 第十二槽沈1)沿圓周以等間隔且例如沿順時針方向以第一槽^a、第二槽^b、第三槽^c...這樣的順序排列。其中，在第一槽^a、第四槽^cU第七槽^g以及第十槽26j上纏繞有第一相線圈，在第二槽^b、第五槽^e、第八槽^h以及第十一槽2 上纏繞有第二相 線圈，在第三槽^c、 第六槽^f、第九槽以及第十二槽261上纏繞有第三相線圈。定子14在其中央設(shè)有用于供轉(zhuǎn)子軸18的端部插入的孔部觀，在該孔部觀的周圍以包圍該孔部觀的方式設(shè)置有例如俯視呈二字狀的安裝板30。此外，在孔部觀的周圍設(shè)有用于第一相線圈的第一接線端子部32a、用于第二相線圈的第二接線端子部32b以及用于第三相線圈的第三接線端子部32c。此外，線圈的接線方式不限于圖4所示的Y接線，利用星形接線和三角形接線等其他接線方式也能實施。在安裝板30中的與轉(zhuǎn)子12的檢測磁鐵22相對的面(例如上表面)上配置有6 個磁傳感器(第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f)。具體而言，在考慮了通過孔部28的中心位置，并且通過第五槽26e和第十一槽2 的各中心的基準(zhǔn)線m時，在安裝板30的上表面中，在基準(zhǔn)線m上且在第五槽26e側(cè)的位置上設(shè)置有第一磁傳感器34a，在從該第一磁傳感器3 沿孔部28的圓周例如沿順時針方向離開30°的位置上設(shè)置有第二磁傳感器34b，在從該第二磁傳感器34b沿孔部28的圓周離開30°的位置上設(shè)置有第三磁傳感器;34c。同樣地，在安裝板30的上面中，在基準(zhǔn)線m上且在第十一槽2 側(cè)的位置上設(shè)置有第四磁傳感器34d，在從該第四磁傳感器34d沿孔部觀的圓周例如沿逆時針方向離開 30°的位置上設(shè)置有第五磁傳感器34e，在從該第五磁傳感器3 沿孔部觀的圓周離開 30°的位置上設(shè)置有第六磁傳感器34f。第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f中，第一磁傳感器3 第三磁傳感器3 用于檢測轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)速度，第一磁傳感器3 與第一相對應(yīng)，第二磁傳感器34b與第二相對應(yīng)，第三磁傳感器3 與第三相對應(yīng)。因此，若換個方式說明上述排列的話，則第一磁傳感器3 第三磁傳感器3 沿轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)方向以第一磁傳感器34a、第二磁傳感器 34b、第三磁傳感器34c的順序排列，并且，沿轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)方向分別間隔30°而配置。同樣地，第四磁傳感器34d 第六磁傳感器34f用于檢測轉(zhuǎn)子12的反轉(zhuǎn)速度，第四磁傳感器34d與第一相對應(yīng)，第五磁傳感器3 與第三相對應(yīng)，第六磁傳感器34f與第二相對應(yīng)。因此，換個方式說明上述排列的話，則第四磁傳感器34d 第六磁傳感器34f沿轉(zhuǎn)
5子12的反轉(zhuǎn)方向以第四磁傳感器34d、第五磁傳感器34e、第六磁傳感器34f的順序排列， 并且，沿轉(zhuǎn)子12的反轉(zhuǎn)方向分別間隔30°而配置。 此外，第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f分別由霍爾集成電路構(gòu)成?；魻柤呻娐肥菍⒒魻栐瓦壿嬰娐芳苫说拇艂鞲衅?，根據(jù)霍爾元件的電磁現(xiàn)象檢測出轉(zhuǎn)子 12的檢測磁鐵22的磁極(N極或S極)及其磁極的強(qiáng)度。因此，若轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)，則從霍爾元件輸出與磁通密度成比例的模擬電壓信號。邏輯電路對來自霍爾元件的模擬電壓信號整形而輸出與磁場的極性對應(yīng)的數(shù)字波形、例如N極時高電平、S極時低電平的數(shù)字波形。在代表性實施方式中，使用了例如具有輸出晶體管的集電極開路輸出方式的霍爾集成電路。具有這些第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f而構(gòu)成了用于檢測電動機(jī)10的磁極位置的磁檢測電路52 (圖1)。如圖1及圖5 (后述)所示，該磁檢測電路52具有包括第一磁傳感器3 第三磁傳感器3 并輸出3相的第一數(shù)字波形的第一磁傳感器部64a ； 和包括第四磁傳感器34d 第六磁傳感器34f并輸出3相的第二數(shù)字波形的第二磁傳感器部64a。這些第一數(shù)字波形及第二數(shù)字波形作為磁極位置檢測信號而被輸入到驅(qū)動電路4。如圖1所示，驅(qū)動電路4具有磁極位置檢測信號處理電路M、脈沖生成電路56以及CPU 58。CPU 58能夠至少使作為軟件的轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)60和轉(zhuǎn)子速度檢測機(jī)構(gòu)62 工作。圖5是將驅(qū)動電路4的構(gòu)成與磁檢測電路52 —起示出的圖。此外，圖5中對用于生成向逆變電路6輸入的信號的構(gòu)成部件省略圖示。如圖5所示，磁極位置檢測信號處理電路M具有上拉電阻66，使來自磁檢測電路52的數(shù)字波形、即來自第一磁傳感器部6 的3相的第一數(shù)字波形及來自第二磁傳感器部64b的3相的第二數(shù)字波形穩(wěn)定；噪聲濾波器68 (低通濾波器)，用于抑制高頻成分(噪聲)；波形整形電路70，具有施密特觸發(fā)器功能，并且將在噪聲濾波器68中變形后的波形整形成脈沖波形；以及選擇電路72，根據(jù)來自CPU 58的表示轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制信號&，對3相的第一數(shù)字波形或3相的第二數(shù)字波形進(jìn)行切換選擇，并將其作為3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa(第一相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sal 第三相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖&ι3)輸出ο脈沖生成電路56是生成分別反應(yīng)來自選擇電路72的3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖的各上升沿及各下降沿的一連串的脈沖信號的電路。即，脈沖生成電路56具有第一邏輯電路74，將來自選擇電路72的3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ中的第一相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sal與第二相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa2的“異或”值輸出；和第二邏輯電路76，將第三相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa3與第一邏輯電路74的輸出的“異或”值作為轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb 輸出。CPU 58所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)60根據(jù)來自選擇電路72的3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ檢測轉(zhuǎn)子12的位置，CPU 58所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)子速度檢測機(jī)構(gòu)62根據(jù)來自脈沖生成電路56的轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb檢測轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速(正轉(zhuǎn)速或反轉(zhuǎn)速)。此外，CPU 58 根據(jù)由轉(zhuǎn)子速度檢測機(jī)構(gòu)62檢測出的轉(zhuǎn)速和從車輛側(cè)輸入的速度指令值，對電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速進(jìn)行反饋控制。關(guān)于該電動機(jī)控制的構(gòu)成在后說明。例如在僅檢測轉(zhuǎn)子12正轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)子位置及正轉(zhuǎn)速的情況下，可以省略與轉(zhuǎn)子12 的反轉(zhuǎn)有關(guān)的第二磁傳感器部64b (第四磁傳感器34d 第六磁傳感器34f)，而且相應(yīng)地分別省略一部分上拉電阻66的構(gòu)成要素、噪聲濾波器68的構(gòu)成要素、波形整形電路70的構(gòu)成要素，并進(jìn)一步省略選擇電路72。圖6是磁檢測電路52及驅(qū)動電路4的動作說明圖，圖6 (A)是示出第一磁傳感器 34a的輸出波形的圖，圖6(B)是示出噪聲濾波器的輸出波形的圖，圖6(C)是示出波形整形電路70的輸出波形的圖。對例如從第一磁傳感器3 輸出的數(shù)字波形進(jìn)行說明，由于伴隨著轉(zhuǎn)子12的例如正轉(zhuǎn)，與第一磁傳感器3 相對的磁極例如以N極一S極一N極一S極的方式依次改變，因此第一磁傳感器3 的輸出晶體管例如在與N極相對的期間為OFF，在與S極相對的期間為 ON。由于在第一磁傳感器3 的輸出側(cè)連接有上拉阻抗66，因此在輸出晶體管為OFF時，輸出電壓被提高到電源電壓Vcc附近。第一磁傳感器34a的輸出由后級的噪聲濾波器68抑制高頻成分(噪聲)。然而，如圖6(B)所示，第一磁傳感器3 的輸出波形為其上升沿及下降沿與噪聲濾波器68的時間常數(shù)對應(yīng)地發(fā)生變形的一次延遲波形。由于噪聲濾波器68而上升沿及下降沿發(fā)生變形的第一磁傳感器34a的輸出提供后級的波形整形電路70的施密特觸發(fā)器功能而被整形成脈沖波形。具體而言，波形整形電路70在噪聲濾波器68的輸出(輸出電壓)為第一閾值電壓Vtp以上的時刻成為低電平， 在第二閾值電壓Vtn(< Vtp)以下的時刻成為高電平。此外，在該波形整形電路70中也進(jìn)行著震顫防止。另一方面，選擇電路72根據(jù)來自通過CPU 58動作的轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)60的表示轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制信號&，對與從波形整形電路70輸出的第一磁傳感器部6 對應(yīng)的3相的第一數(shù)字波形和與第二磁傳感器部64b對應(yīng)的3相的第二數(shù)字波形進(jìn)行切換選擇，并將其作為3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ輸出。在圖7中示出轉(zhuǎn)子12正轉(zhuǎn)時的3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ的例子。3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖&用于對轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測，進(jìn)一步用于檢測轉(zhuǎn)子12的磁極位置。當(dāng)然，轉(zhuǎn)子12每旋轉(zhuǎn)一周，能夠以4周期的定時(timing)(脈沖周期Ta)檢測轉(zhuǎn)子12的速度，但檢測精度低。此外，在脈沖生成電路56中，從第一邏輯電路74輸出第一相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖 Sal與第二相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa2的“異或”值，從第二邏輯電路76輸出第三相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa3與第一邏輯電路74的輸出的“異或”值。即，根據(jù)三輸入異或功能生成轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb。圖8示出脈沖生成電路56的真值表。在該真值表中，若第一相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sal 第三相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa3均為“0”或“ 1 ”，則是電氣配線的斷線或短路導(dǎo)致的異常輸出，由CPU 58進(jìn)行電動機(jī)停止等的錯誤處理。在驅(qū)動電路4中，根據(jù)來自脈沖生成電路56的輸出檢測轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速(正轉(zhuǎn)速或反轉(zhuǎn)速)。從脈沖生成電路56輸出的轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的脈沖周期為轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ的脈沖周期Ta的1/3，因此根據(jù)從脈沖生成電路56輸出的轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb檢測轉(zhuǎn)子12的速度，從而與使用了 3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ的情況相比，檢測精度得到提高。作為檢測定時，作為第一手法，考慮將脈沖波形變化的定時、即從下降沿到下一上升沿的期間、從上升沿到下一下降沿的期間分別作為速度檢測周期。這種情況下，由于在轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)一周的期間，有M個速度檢測周期到來，因此能夠高精度地檢測轉(zhuǎn)子12的速度。但是，各速度檢測周期的開始時刻大多受到各種誤差成分的影響。作為誤差成分， 有檢測磁鐵誤差、磁傳感器誤差、噪聲濾波器誤差、CPU誤差等。檢測磁鐵誤差包括檢測磁鐵22的磁化范圍的誤差和對轉(zhuǎn)子12的安裝誤差，指的是實際的第一邊界2 第八邊界24h相對于理想的第一邊界2 第八邊界24h的配置誤差成分。磁傳感器誤差在檢測轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)速的情況下，包括第一磁傳感器3 第三磁傳感器;Mc的讀取誤差和對定子14的安裝誤差，在檢測轉(zhuǎn)子12的反轉(zhuǎn)速的情況下，包括第四磁傳感器34d 第六磁傳感器34f的讀取誤差和對定子14的安裝誤差。噪聲濾波器誤差包括由電路元件的電路常數(shù)的偏差等引起的時間常數(shù)誤差。CPU誤差包括將模擬信號變換成數(shù)字信號時的量子化誤差。其中，CPU誤差由于依賴于CPU自身的性能，因此從上述誤差成分中除外。如圖6⑶所示，時間常數(shù)誤差由于噪聲濾波器68的輸出波形基于CR時間常數(shù)成為一次延遲波形而生成。S卩，對于從后級的波形整形電路70輸出的脈沖波形(參照圖6(C))，理想情況下， 其下降沿時刻與噪聲濾波器68的輸出波形(參照圖6(B))的上升沿時刻大致同時，上升沿時刻與噪聲濾波器68的輸出波形的下降沿時刻大致同時。但是，由于噪聲濾波器68的輸出波形為一次延遲波形，因此波形整形電路70的輸出波形的下降沿時刻僅延遲從噪聲濾波器68的輸出波形的上升沿時刻到噪聲濾波器68的輸出(輸出電壓)成為第一閾值電壓Vtp的時刻為止的時間，該延遲時間Atl為時間常數(shù)誤差。此外，波形整形電路70的輸出波形的上升沿時刻僅延遲從噪聲濾波器68的輸出波形的下降沿時刻到噪聲濾波器68的輸出(輸出電壓)成為第二閾值電壓Vtn以下的時刻為止的時間，但該延遲時間At2短到能夠忽視的程度。因此，能夠作為波形整形電路70 的輸出波形中的、在上升沿時刻不存在時間常數(shù)誤差的波形進(jìn)行處理。因此，如圖9(A)所示，3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖&中的各下降沿受到噪聲濾波器誤差導(dǎo)致的影響。如上述那樣，由于檢測磁鐵誤差包括檢測磁鐵22的磁化范圍的誤差和安裝誤差， 因此，在各磁傳感器檢測到磁極變化的時刻受到檢測磁鐵誤差的影響。即，3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ中的各下降沿及各上升沿受到檢測磁鐵誤差的影響。具體而言，在以第一磁傳感器3 為基準(zhǔn)位置時，例如第一相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Ml中，從基準(zhǔn)位置開始最初的下降沿受到檢測磁鐵22中的第一邊界Ma的位置誤差 (第一檢測磁鐵誤差)的影響，接下來的最初的上升沿受到檢測磁鐵22中的第二邊界24b 的位置誤差(第二檢測磁鐵誤差)的影響，接下來的第二次的下降沿受到檢測磁鐵22中的第三邊界Mc的位置誤差(第三檢測磁鐵誤差)的影響，接下來的第二次的上升沿受到檢測磁鐵22中的第四邊界24d的位置誤差(第四檢測磁鐵誤差)的影響，接下來的第三次的下降沿受到檢測磁鐵22中的第五邊界Me的位置誤差(第五檢測磁鐵誤差)的影響，接下來的第三次的上升沿受到檢測磁鐵22中的第六邊界Mf的位置誤差(第六檢測磁鐵誤差)的影響，接下來的第四次的下降沿受到檢測磁鐵中的第七邊界Mg的位置誤差(第七檢測磁鐵誤差)的影響。這在第二相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa2及第三相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖&13中也是相同的。如上述那樣，由于磁傳感器誤差在檢測轉(zhuǎn)子12的正轉(zhuǎn)速時，包括第一磁傳感器 34a 第三磁傳感器34c的讀取誤差和對定子14的安裝誤差，因此在以第一磁傳感器3 為基準(zhǔn)時，與第二磁傳感器34b對應(yīng)的第二相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖的各上升沿及各下降沿受到第二磁傳感器34b引起的磁傳感器誤差(記為第二磁傳感器誤差)的影響，與第三傳感器;Mc對應(yīng)的第三相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sa3的各上升沿及各下降沿受到由第三磁傳感器3 引起的磁傳感器誤差(記為第三磁傳感器誤差)的影響。因此，從脈沖生成電路56輸出的轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb受到上述各種誤差成分的影響。例如，如圖9(B)所示，在時刻tl受到噪聲濾波器誤差、第三磁傳感器誤差以及第七檢測磁鐵誤差的影響，在時刻t2受到第二磁傳感器的影響，在時刻t3受到噪聲傳感器誤差和第一檢測磁鐵誤差的影響，以下相同。因此，上述第一手法、即在將從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到下一上升沿的期間及從上升沿到下一下降沿的期間分別作為速度檢測周期來檢測轉(zhuǎn)子12的速度時，如圖 9⑶所示，受到在時刻tl 時刻t23所包括的3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M所有的誤差成分的影響。因此，作為第二手法，優(yōu)選將從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到接下來的任意的下降沿的期間、從上升沿到接下來的任意的上升沿的期間作為速度檢測周期來檢測轉(zhuǎn)子12 的速度。這種情況下，為了提高檢測精度，優(yōu)選滿足速度檢測期間<轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ 的脈沖周期Ta。例如，在將從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到下一下降沿的期間(t0 — t2、 t2 — t4、t4 — t6、...)作為速度檢測周期來檢測轉(zhuǎn)子12的速度時，如圖9(C)所示，在時刻t2僅受到第二磁傳感器誤差的影響，在時刻t4僅受到第三磁傳感器誤差的影響，在時刻 t6僅受到第二檢測磁鐵誤差的影響，在時刻偽僅受到第二檢測磁鐵誤差和第二磁傳感器誤差的影響，在時刻tlO僅受到第二檢測磁鐵誤差和第三磁傳感器誤差的影響，在時刻tl2 僅受到第四檢測磁鐵誤差的影響，在時刻tl4僅受到第四檢測磁鐵誤差和第二磁傳感器誤差的影響，在時刻tl6僅受到第四檢測磁鐵誤差和第三磁傳感器誤差的影響，在時刻tl8僅受到第六檢測磁鐵誤差的影響，在時刻t20僅受到第六檢測磁鐵誤差和第二磁傳感器誤差的影響，在時刻t22僅受到第六檢測磁鐵誤差和第三磁傳感器誤差的影響，能夠?qū)⒒谡`差成分的影響抑制到最小限度。這樣進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)子12的速度的檢測精度。此外，用作速度檢測期間的從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到接下來任意的下降沿的周期，除了上述的從下降沿到下一下降沿的期間以外，也可以采用從下降沿到中間間隔一個的下降沿的期間(t0 — t4、t4 — t8、t8 — tl2、...)。用作速度檢測期間的從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿到接下來任意的上升沿的周期，可以是從上升沿到下一上升沿的期間(tl — t3、t3 — t5、t5 — t7、...)，也可以采用從上升沿到中間間隔一個的上升沿的期間(tl — t5、t5 — t9、t9 — tl3、· · ·)。不管采用哪一個，都優(yōu)選使誤差成分產(chǎn)生的影響成為最小限度的期間用作速度檢測期間。這樣，本實施方式的速度檢測電路50能夠?qū)⒄`差成分產(chǎn)生的影響抑制到最小限度，能夠高精度地檢測轉(zhuǎn)子12的速度。S卩，在進(jìn)行速度控制的電動機(jī)系統(tǒng)中，電動機(jī)10(轉(zhuǎn)子12)的轉(zhuǎn)速的檢測精度極為重要。因此，對于進(jìn)行速度控制的電動機(jī)系統(tǒng)中的電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速的檢測，考慮使用高精度但是高價格的編碼器和解算器。而在本實施方式中使用的霍爾集成電路雖然廉價，但是分辨能力低，通常存在電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速的檢測誤差大這樣的問題。而像代表性實施方式那樣，設(shè)置根據(jù)3相的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M而生成轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的脈沖生成電路56，由此能夠高精度地檢測轉(zhuǎn)子12的速度。再者，作為速度檢測期間，選擇從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到接下來任意的下降沿的期間或者從上升沿到接下來任意的上升沿的期間，從而能夠進(jìn)一步提高檢測精度。特別是，通過將從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到下一下降沿的期間作為速度檢測期間而選擇，能夠?qū)⒄`差成分的影響抑制到最小限度，其結(jié)果，能夠使轉(zhuǎn)子12的速度檢測精度提高到以轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ的脈沖期間Ta為速度檢測期間時的3倍，能夠使誤差成分為大約1/10。由此，即使將霍爾集成電路用作磁傳感器，也能夠高精度地進(jìn)行電動機(jī)10的速度控制，能夠幾乎無誤差地高精度地追從于來自CPTO8的速度指令值。而且，作為速度檢測期間，選擇從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到接下來任意的下降沿的期間或從上升沿到接下來任意的上升沿的期間，從而能夠進(jìn)一步提高檢測精度。 特別是，通過將從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到下一下降沿的期間作為速度檢測期間而選擇，能夠?qū)⒄`差成分的影響抑制到最小限度，其結(jié)果，能夠使轉(zhuǎn)子12的速度檢測精度提高到以轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ的脈沖周期Ta作為速度檢測期間時的3倍，能夠使誤差成分為大約1/10。接著，說明電動機(jī)10的驅(qū)動控制系統(tǒng)。圖10是表示電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)1的電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的框圖。在該電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)中，從搭載在車輛上的計算機(jī)向控制裝置2輸入作為速度指令值的指令速度ω J，進(jìn)行反饋控制使得電動機(jī)10以該指令速度ω ；被驅(qū)動。g卩，如圖10所示，電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)大體上具有位置·速度檢測部82、速度控制部84、驅(qū)動信號生成部86以及角度插補部88。此外，這些各部分由上述驅(qū)動電路4所具有的CPU 58實現(xiàn)。位置 速度檢測部82用于檢測轉(zhuǎn)子12的磁極位置及轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速ω ，并將轉(zhuǎn)速ωΜ輸出給速度控制部84，且將磁極位置Θ re輸出給角度插補部88，該位置 速度檢測部82構(gòu)成為包括上述轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)60及轉(zhuǎn)子速度檢測機(jī)構(gòu)62。速度控制部84根據(jù)從車輛所具有的計算機(jī)輸入的指令速度ω J和用位置·速度檢測部82檢測出的轉(zhuǎn)速ωΜ計算電壓指令值，并輸出給驅(qū)動信號生成部86。詳細(xì)而言，速度控制部84具有根據(jù)指令速度ω:和轉(zhuǎn)速ω 計算轉(zhuǎn)矩指令值的速度控制器90 ；能夠利用轉(zhuǎn)矩指令值及指令速度ω ；檢索的占空(Duty)映射91及超前角映射92。速度控制器90具有比例⑵控制器和積分⑴控制器，根據(jù)指令速度ω ；和轉(zhuǎn)速ωΜ的偏差，利用PI控制補償誤差，并計算出轉(zhuǎn)矩指令值。占空映射91是預(yù)先規(guī)定了指令速度ω ；、后述的PWM驅(qū)動信號的占空比以及轉(zhuǎn)矩的相互之間的關(guān)系的映射。利用轉(zhuǎn)矩指令值及指令速度ω:對占空映射91進(jìn)行檢索，從而決定能夠得到該轉(zhuǎn)矩指令值的轉(zhuǎn)矩的占空比。超前角映射92是預(yù)先規(guī)定了指令速度ω:、超前角以及轉(zhuǎn)矩的相互之間的關(guān)系的映射。即，利用轉(zhuǎn)矩指令值及指令速度ω:對超前角映射92進(jìn)行檢索，從而能夠針對該轉(zhuǎn)矩指令值及指令速度ω:得到最佳的超前角。并且，包括這些超前角及占空比的指示值在內(nèi)的電壓指令值被輸入到驅(qū)動信號生成部86中。驅(qū)動信號生成部86具有波形生成器93和PWM驅(qū)動信號生成部94。對于波形生成器93，從后述的角度插補部88輸入基于轉(zhuǎn)子12的磁極位置θ 的U相、V相以及W相各相的正弦振幅信號sin θ re,并且從速度控制部84輸入上述電壓指令值，根據(jù)電壓指令值調(diào)整各相的正弦振幅信號sin θ re的信號振幅，并分別作為正弦波的調(diào)制波信號VuaWva*、 Vwa*而輸出給PWM驅(qū)動信號生成部94。PWM驅(qū)動信號生成部94根據(jù)各正弦波的調(diào)制波信號VuAVvAVwa*生成PWM驅(qū)動信號。具體而言，PWM驅(qū)動信號生成部94利用三角波比較非同步式生成PWM驅(qū)動信號，對各正弦波的調(diào)制波信號Vim*、Vva*, Vwa*和作為載波的三角波的電壓值進(jìn)行比較，生成PWM驅(qū)動信號，并輸出給逆變電路6。角度插補部88用于根據(jù)位置·速度檢測部82輸出的轉(zhuǎn)子12的磁極位置θ re生成正弦振幅信號sin θ re,并輸出給驅(qū)動信號生成部86，該角度插補部88具有磁極位置插補器95和三角函數(shù)運算器96。如上述圖7(C)所示，正弦振幅信號sin θ 是與轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Μ同步了的周期的正弦波的振幅信號。在代表性實施方式中，由于轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的脈沖周期是轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M的脈沖周期Ta的1/3 (電角60度)，因此在該轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的每上升沿及下降沿的時刻生成正弦振幅信號sin θ re,由此，與根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M的上升沿及下降沿生成正弦振幅信號sin θ re的情況相比能夠提高分辨能力。當(dāng)然，電角根據(jù)電動機(jī)10的構(gòu)造(轉(zhuǎn)子和定子的構(gòu)造、槽數(shù)等)而改變。磁極位置插補器95在轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿及下降沿的時刻將磁極位置 9,6輸出給三角函數(shù)運算器96。S卩，在電動機(jī)10向恒定方向旋轉(zhuǎn)的情況下，每當(dāng)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb上升及下降時，磁極位置θ 以0度一60度一120度一180度一240度一300 度一360度(0度)一60度這樣的方式以60度間隔從0度到360度循環(huán)地變化。磁極位置插補器95將在電動機(jī)10旋轉(zhuǎn)開始時或旋轉(zhuǎn)方向的反轉(zhuǎn)檢測之后，轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb 第一次上升或者下降的時刻設(shè)定成磁極位置θ re = 0，之后，每當(dāng)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb上升或者下降時，向三角函數(shù)運算器96輸出的磁極位置θ re每次增加60度。三角函數(shù)運算器96每當(dāng)被輸入磁極位置θ re時計算磁極位置θ 的正弦值 (sin θ re)，并將其作為正弦振幅信號sin θ re而輸出給波形生成器93。此時，三角函數(shù)運算器96每當(dāng)被輸入磁極位置θ re時更新正弦振幅信號sin θ re的值，三角函數(shù)運算器96的輸出信號波形成為所謂的臺階狀的信號波形。因此，若磁極位置插補器95構(gòu)成為僅按電角60 度輸出磁極位置ΘΜ，則如圖11中的點劃線所示，三角函數(shù)運算器96輸出的正弦振幅信號 Sinere為偏離正弦波形較大的粗糙信號Sj。特別是，當(dāng)電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速ω Μ低時，轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的脈沖周期Tc變長，因此，正弦振幅信號sin θ re成為將粗糙信號Sj在時間軸上拉長的波形，從正弦波形的偏離顯著。因此，在代表性實施方式中，磁極位置插補器95除了轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb上升及下降時以外，在其間也以一定時間間隔對磁極位置θ M進(jìn)行插補，并輸出給三角函數(shù)運算器96，由此，提高正弦振幅信號sin θ re的分辨率。在代表性實施方式中，如圖12所示，將1周期的正弦波信號劃分成512份，即角度
11分辨能力為512/360 (deg)，磁極位置插補器95以該角度分辨能力對角度進(jìn)行插補，從而三角函數(shù)運算器96暫時輸出的正弦振幅信號sin θ re的曲線圖與正弦波十分近似。但是，在將PWM控制信號的生成的載波所使用的三角波的載波頻率設(shè)為fc，將從速度控制部84向波形生成器93輸入的電壓指令值的頻率即指令電壓頻率設(shè)為fl時，在利用三角波比較非同步式的PWM控制來驅(qū)動電動機(jī)10的情況下，若不以充分的速度向生成為 PWM驅(qū)動信號的正弦波的調(diào)制波信號VuAVva*、Vwf發(fā)出指令，則波形走樣。因此，通過使 fc/fl彡N( = 9)來維持波形品質(zhì)。(這里，N = 9是，作為能夠在載波頻率fc中得到實用的頻率的值，根據(jù)實驗值或經(jīng)驗值等求出的。)即，在電動機(jī)10的設(shè)定最高轉(zhuǎn)速為X[rpm]的情況下，求出指令電壓頻率fl = X/60X (極數(shù)m [Hz]，因此若將載波的載波頻率fc = Y[kHz]設(shè)定成滿足fc/fl彡N(= 9)的關(guān)系，則不產(chǎn)生波形的走樣。在代表性實施方式中，將設(shè)定最高轉(zhuǎn)速X設(shè)為3500[rpm]， 在載波頻率fc中使用fc = 16kHz。在磁極位置插補器95中按載波頻率fc (即每62. 5 μ秒)發(fā)生中斷，每當(dāng)發(fā)生該中斷時，通過磁極位置插補器95進(jìn)行磁極位置插補處理。磁極位置插補處理是對轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿與下降沿之間的磁極位置 θ re進(jìn)行插補的處理。由于從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿到下降沿的期間(即1/2脈沖周期)相當(dāng)于電角60度，因此在從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿到下降沿的范圍內(nèi)，使插補角度α按照60度所對應(yīng)的經(jīng)過時間逐漸增加(正轉(zhuǎn)時)或減少(反轉(zhuǎn)時)，然后，對在轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上一上升沿或下降沿時輸出的磁極位置θ Μ加上插補角度α， 從而進(jìn)行插補。圖13是磁極位置插補處理的流程圖。如圖13所示，在發(fā)生中斷時(步驟Si)，磁極位置插補器95首先通過轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb上升或下降的情況來判定信號電平是否存在變化(步驟S2)。在信號電平發(fā)生了變化的情況下(步驟S2 是)，將插補角度α的初始值設(shè)為30度(步驟S3)。該初始值是根據(jù)電動機(jī)10的槽數(shù)而決定的值。即，在電動機(jī)10的槽數(shù)為12槽的情況下，槽以30度間隔配置，所以第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f也分別以30度間隔配置。因此，從第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f的任一個開始每電角30度輸出磁極位置檢測信號。 轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb由脈沖生成電路56根據(jù)該磁極位置檢測信號生成，因此轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升及下降沿時表示磁極位置θ re已經(jīng)移動了電角30度，將該電角30度設(shè)為初始值。此外，槽數(shù)為M，在按槽配置磁傳感器的情況下，作為初始值(360度/槽數(shù)M)設(shè)定。此外，在U相、V相以及W相的槽分別配置有磁傳感器時，(360度/槽數(shù)M)X2> (360度/磁極數(shù))> (360度/槽數(shù)M)的關(guān)系成立。接著，磁極位置插補器95判斷電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向是否為反轉(zhuǎn)(步驟S4)。在電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向向同一方向旋轉(zhuǎn)時(步驟S4 否)，以后述的中斷計數(shù)值Cn未達(dá)到計數(shù)上限值Cmax為條件(步驟S5:否)，將指定插補角度α的計算算法的插補曲線Qf設(shè)置為“通常插補”(步驟S6)。另一方面，在電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向為反轉(zhuǎn)的情況下(步驟S4: 是)，或者在中斷計數(shù)值Cn達(dá)到計數(shù)上限值Cmax的情況下(步驟S5 是)，將用于使插補角度α的計算算法從通常的算法進(jìn)行變更的插補曲線Qf設(shè)置為“極低速用插補”(步驟S7)。這里，由于第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f的各磁極位置檢測信號的輸出順序按照電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向而唯一確定，因此在上述步驟S4中，根據(jù)輸出了磁極位置檢測信號的本次的磁傳感器34和各磁傳感器34的上次為止的磁極位置檢測信號的輸出順序，判斷電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向有無反轉(zhuǎn)。此外，輸出磁極位置檢測信號的磁傳感器34的順序在步驟S2中每當(dāng)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平變化時被更新記錄在RAM等中。中斷計數(shù)值Cn是對在轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平變化期間所發(fā)生的中斷發(fā)生次數(shù)進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器的值。由于每當(dāng)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平發(fā)生1次變化時，磁極位置θ re僅變化電角60度，因此將電角60度除以此期間的中斷計數(shù)值Cn的最終計數(shù)值Cend(上次信號電平變化所需要的時間)，從而能夠得到中斷每發(fā)生1次的磁極位置 9^的移動量(每中斷發(fā)生時間的移動量)。磁極位置插補器95用于下一次的中斷發(fā)生時進(jìn)行的插補角度α的計算，對轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的從上次到本次的信號電平變化期間進(jìn)行計數(shù)后的當(dāng)前時刻的中斷計數(shù)值Cn設(shè)為最終計數(shù)值Cend并進(jìn)行記錄(步驟S8)。這里，由于電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速越慢則轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平的變化間隔 (周期)越長，與之成比例地，中斷計數(shù)值Cn也越增大，因此，若信號電平的變化間隔非常長，則中斷計數(shù)值Cn發(fā)生溢出。具體而言，在代表性實施方式中，由于使中斷以16kHz發(fā)生，因此每62. 5 μ秒中斷計數(shù)值Cn增加，在使用IObit計時器構(gòu)成中斷計數(shù)器的情況下， 62.5 μ秒χ 1024N64m秒成為計數(shù)器的上限值，因此信號電平的變化間隔超過它時，發(fā)生溢出。也就是說，例如在電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速慢到30rpm的情況下，U相1周期的時間為(30/60) X 4，為2Hz (500m秒)，因此發(fā)生溢出。在發(fā)生溢出時，根據(jù)中斷計數(shù)值Cn計算出的插補角度α發(fā)生錯誤。因此，在代表性實施方式中，根據(jù)構(gòu)成中斷計數(shù)器的計時器的bit 數(shù)，在不發(fā)生溢出的范圍內(nèi)設(shè)定上述計數(shù)上限值Cmax，在中斷計數(shù)值Cn超出該計數(shù)上限值 Cmax的情況下，電動機(jī)10以極低速旋轉(zhuǎn)，插補角度α的計算算法從通常的算法發(fā)生改變。 因此，如上述那樣，磁極位置插補器95在上述步驟S5中判斷中斷計數(shù)值Cn是否達(dá)到計數(shù)上限值Cmax，在未達(dá)到的情況下(步驟S5 否)，將插補曲線Qf設(shè)置為“通常插補”(步驟 S6)，此外，在超出計數(shù)上限值Cmax的情況下(步驟S5 是)，將插補曲線Qf設(shè)置為“極低速用插補”。此外，對于電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)成為極低速的時刻，可列舉電動機(jī)10停止前，剛起動時、以及旋轉(zhuǎn)方向剛反轉(zhuǎn)時。接著，磁極位置插補器95通過極低速用參數(shù)Iowpath=(當(dāng)前的中斷計數(shù)值)+1計算出電動機(jī)10以極低速旋轉(zhuǎn)的情況下的插補角度α所使用的極低速用參數(shù) Iowpath并進(jìn)行記錄。此外，在此式中，當(dāng)前的中斷計數(shù)值Cn表示轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號發(fā)生變化之前的計數(shù)值(相當(dāng)于經(jīng)過時間)。磁極位置插補器95如以上那樣，在進(jìn)行了插補曲線Qf的設(shè)定、最終計數(shù)值Cend 的記錄以及極低速用參數(shù)Iowpath的設(shè)定之后，將中斷計數(shù)值Cn清零(步驟S10)，將處理步驟返回步驟Si。在中斷發(fā)生時(步驟Si)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平未發(fā)生變化的情況下(步驟S2:否)，進(jìn)行磁極位置的插補角度α的計算。即，磁極位置插補器95首先將中斷計數(shù)值Cn加“1” (步驟Sll)，其結(jié)果，判斷中斷計數(shù)值Cn是否達(dá)到計數(shù)上限值Cmax (步驟S12)。在達(dá)到計數(shù)上限值Cmax的情況下(步驟S12 是)，為了表示電動機(jī)10以極低速旋轉(zhuǎn)，將插補曲線Qf設(shè)置為“極低速用插補”(步驟S13)。并且，磁極位置插補器95利用與插補曲線Qf對應(yīng)的算法計算磁極位置θ re的插補角度α (步驟S14)。具體而言，在插補曲線Qf為“通常插補”的情況下(步驟S14:通常插補)，為了與中斷計數(shù)值Cn成比例地使插補角度α?xí)簳r增加或者減少，利用下式計算插補角度α (步驟S15)。插補角度α =-(插補角度α的初始值)+(當(dāng)前的中斷計數(shù)值CnX60度/最終計數(shù)值Cend)由此，計算出插補角度α，該插補角度α與中斷計數(shù)值Cn成比例地從_30度(或者+30度)暫時增大。另一方面，在插補曲線Qf為“極低速用插補”的情況下(步驟S14 極低速用插補)，不是使插補角度α單純地與中斷計數(shù)值Cn成比例地增大，而是將中斷計數(shù)值Cn除以上述極低速用參數(shù)Iowpath的余數(shù)為0的情況下，即，在中斷計數(shù)值Cn僅增加上述極低速用參數(shù)Iowpath的情況下，將插補角度α僅增加1度(步驟S16)。由此，插補角度α的增加相對于中斷計數(shù)值Cn的增加變得緩慢，能夠?qū)?yīng)于電動機(jī)10的低速旋轉(zhuǎn)而使插補角度α緩慢變化。此外，極低速用參數(shù)Iowpath表示轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平的變化所需要的上一次的經(jīng)過時間，并按照該經(jīng)過時間使磁極位置θ ^增加，因此比較急劇地抑制磁極位置θ 相對于經(jīng)過時間的增加。由此，例如電動機(jī) 10即將停止驅(qū)動時那樣，在電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速急劇下降的情況下，能夠相應(yīng)地插補磁極位置 θ re0此外，即使在中斷計數(shù)值Cn溢出的情況下，中斷計數(shù)值Cn也能夠循環(huán)地變動，因此不論有無溢出，均能夠每當(dāng)中斷計數(shù)值Cn變動極低速用參數(shù)Iowpath時使插補角度α增加。接著，例如在中斷計時器的溢出等引起插補角度α成為-30度以下的情況下(步驟S17:是)，磁極位置插補器95將插補角度α設(shè)定成-30度(步驟S18)，此外，在超出30 度的情況下(步驟S19:是)，將插補角度α設(shè)定成30度(作為插補角度α所能獲取的最大值)(步驟S20)。并且，磁極位置插補器95對在轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上次的上升或下降時輸出的磁極位置θΜ增加插補角度α，從而計算出插補后的磁極位置θw并在向三角函數(shù)運算器96輸出之后(步驟S21)，將處理返回步驟Si。此外，關(guān)于插補后的磁極位置θ re的計算，詳細(xì)而言，利用插補后的磁極位置ΘΜ =轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平變化時的磁極位置θ re+(插補角度α +超前角)X旋轉(zhuǎn)方向系數(shù)Pdir其中，正轉(zhuǎn)時，Pdir = 1，反轉(zhuǎn)時，Pdir =-1算出。利用以上的磁極位置插補處理，在轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿/下降沿的定時以外的期間也插補磁極位置θ ，如圖14所示，在轉(zhuǎn)子12旋轉(zhuǎn)一周(電角360度)的期間， 以360/512的角度分辨能力由磁極位置插補器95輸出磁極位置θ Μ。其結(jié)果，從三角函數(shù)運算器96輸出的正弦振幅信號sin θ re的曲線波形也接近正弦波，能夠使根據(jù)該正弦振幅信號sin θ re生成的正弦波形的調(diào)制波信號接近正弦波。這里，如上述那樣，在基于第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f的檢測磁鐵誤差中含有各種誤差成分，因此，基于該第一磁傳感器3 第六磁傳感器34f的輸出的磁極位置θ 的插補角度α中也含有角度誤差。如圖15所示，該角度誤差依賴于電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速，越是快速旋轉(zhuǎn)時越大。因此，為了除去該角度誤差，該磁極位置θ 的插補不是以轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的上升沿/下降沿的期間來進(jìn)行，而是與轉(zhuǎn)子速度檢測時相同，以從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的下降沿到下一下降沿的各個期間、或者從上升沿到下一上升沿的各個期間來進(jìn)行，從而能夠除去插補角度α的角度誤差。特別是，通過以從轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖 Sb的下降沿到下一下降沿的各個期間對磁極位置θ ^進(jìn)行插補，能夠?qū)⒄`差成分的影響抑制到最小限度。如以上說明那樣，在代表性實施方式中，電動機(jī)10具有設(shè)置在轉(zhuǎn)子12上的多個磁極22 ；和配置在上述轉(zhuǎn)子12的相對位置上并伴隨著磁極位置θ re隨上述轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)發(fā)生的變化而輸出磁極位置檢測信號的多個磁傳感器3 34f，該電動機(jī)10的電動機(jī)控制裝置12構(gòu)成為，根據(jù)上述磁傳感器3 34f各自的磁極位置檢測信號的變化檢測上述轉(zhuǎn)子的磁極位置θ M，根據(jù)所述磁極位置θ M生成正弦波狀的調(diào)制波信號，進(jìn)行上述電動機(jī) 10的驅(qū)動，該電動機(jī)10的電動機(jī)控制裝置具有對上述磁極位置檢測信號發(fā)生變化期間的磁極位置θ re進(jìn)行插補的磁極位置插補機(jī)構(gòu)95。因此，根據(jù)代表性實施方式的電動機(jī)10的控制裝置2，轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平發(fā)生變化期間的磁極位置θ re被磁極位置插補器95插補，因此能夠與轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的周期無關(guān)地通過波形生成器93生成接近正弦波形的波形的調(diào)制波信號。特別是，電動機(jī)10越低速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平發(fā)生變化的期間越長，但此期間的磁極位置θ re被暫時插補，因此能夠防止正弦波形的調(diào)制波形極端粗糙。 此外，能夠在磁傳感器中使用例如霍爾集成電路等廉價的傳感器來生成接近正弦波的調(diào)制波信號，進(jìn)行電動機(jī)10的模擬正弦波驅(qū)動。此外，根據(jù)代表性實施方式，磁極位置插補器95構(gòu)成為，根據(jù)由轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平的變化在上一次所需的時間(最終計數(shù)值Cend)以及該信號電平發(fā)生變化時的磁極位置θ ^的移動量所求出的單位時間的移動量(電角60度/最終計數(shù)值Cend)、 和所述信號電平發(fā)生變化后的經(jīng)過時間(中斷計數(shù)值Cn)，對磁極位置進(jìn)行插補。根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)π盘栯娖桨l(fā)生變化期間的磁極位置θ Μ根據(jù)此時的電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行插補，能夠不依賴于電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度而生成失真少的調(diào)制波信號。此外，根據(jù)代表性實施方式，磁極位置插補器95構(gòu)成為，轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平發(fā)生變化后的經(jīng)過時間(中斷計數(shù)值Cn)超出預(yù)定時間(計數(shù)上限值Cmax)以后，在每隔信號電平的變化所需要的上次的時間(Iowpath)使磁極位置θ Μ每次增加規(guī)定量(在代表性實施方式中為1度)地進(jìn)行插補。根據(jù)該構(gòu)成，即使在電動機(jī)10以非常低的速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平發(fā)生變化之前的時間變長的情況下，也能夠在上次變化時起超出規(guī)定時間(計數(shù)上限值Cmax)時，抑制磁極位置θ ^的增加程度，切換成與電動機(jī)10的低速旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的調(diào)制波信號。特別是，由于在每隔信號電平的變化所需要的上次的時間使磁極位置θ Μ增加，因此能夠比較急劇地抑制磁極位置θ ^相對于經(jīng)過時間的增加量，從而能夠例如在電動機(jī)10的驅(qū)動即將停止時那樣電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速急劇減小的情況下，生成相應(yīng)的調(diào)制波信號。此外，根據(jù)代表性實施方式，構(gòu)成為，具有脈沖生成電路56，其生成反映了磁傳感器34各個磁極位置檢測信號的變化的一連串的脈沖信號，根據(jù)該脈沖生成電路56的脈沖信號的上升沿及下降沿檢測磁極位置θ Μ，并根據(jù)該磁極位置θ^生成正弦波狀的調(diào)制波信號，且磁極位置插補器95對脈沖信號的上升沿和下降沿期間的磁極位置θ re進(jìn)行插補。根據(jù)該構(gòu)成，由于在脈沖信號中反映出多個磁傳感器34的各個磁極位置檢測信號的變化，因此周期比1個磁極位置檢測信號短(在代表性實施方式中由于由3相的磁極位置檢測信號生成脈沖信號，因此為1/3周期)。并且，根據(jù)該脈沖信號的上升沿及下降沿檢測磁極位置θ M，由此能夠縮短磁極位置θ ^的檢測間隔，能夠更有效地抑制調(diào)制波信號的正弦波失真。此外，根據(jù)代表性實施方式，磁極位置插補器95構(gòu)成為，以從脈沖信號的上升沿到下一上升沿的各個期間，或者以從下降沿到下一下降沿的各個期間對磁極位置進(jìn)行插補。根據(jù)該構(gòu)成，能夠除去由磁傳感器34的誤差和檢測磁鐵誤差等各種誤差成分引起的插補角度α的角度誤差。由此，即使在磁傳感器34中使用了廉價的霍爾集成電路等的情況下，也能夠高精度地插補磁極位置θ Μ。上述代表性實施方式只不過示出本發(fā)明的一個方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠任意變形及應(yīng)用。例如，在上述代表性實施方式中，磁極位置插補器95根據(jù)轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Sb的信號電平的變化檢測磁極位置θ ，但不限于此，也可以構(gòu)成為，根據(jù)圖7(A)所示的轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M的各個上升沿/下降沿來檢測磁極位置ΘΜ。這種情況下，以從任一轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M的上升沿/下降沿到另一轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖M的上升沿/下降沿的各個期間來進(jìn)行磁極位置9^的插補。關(guān)于此時的磁極位置插補處理，與圖13所示的流程圖是相同的，因此省略說明。此外，例如在上述代表性實施方式中，作為電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)1，例示了基于指令速度ω:的電動機(jī)驅(qū)動控制，但不限于此。S卩，如圖16所示，也可以為根據(jù)指令轉(zhuǎn)矩Τ*驅(qū)動電動機(jī)10的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)100。此外，在圖16中，對與圖10相同的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略說明。在圖16中，指令轉(zhuǎn)矩Τ*根據(jù)對電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速ω 及節(jié)氣門開度與成為目標(biāo)的轉(zhuǎn)矩指令值之間的關(guān)系作出了規(guī)定的轉(zhuǎn)矩映射來決定。即，從位置 速度檢測部82向車輛所具有的計算機(jī)等中輸入電動機(jī)10的轉(zhuǎn)速ω ，并且輸入節(jié)氣門開度，該計算機(jī)等根據(jù)上述轉(zhuǎn)矩映射決定轉(zhuǎn)矩指令值，并作為指令轉(zhuǎn)矩 "而輸入電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)100的轉(zhuǎn)矩控制器 190 中。轉(zhuǎn)矩控制器190調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩T以使當(dāng)前的輸出轉(zhuǎn)矩T成為指令轉(zhuǎn)矩Τ*，并輸出給占空映射91及超前角映射92。向這些占空映射91及超前角映射92中也分別輸入轉(zhuǎn)速 ωΜ，由此，將對指令轉(zhuǎn)矩f及轉(zhuǎn)速ωΜ最佳的占空比及超前角輸入到驅(qū)動信號生成部86 中，從而進(jìn)行基于指令轉(zhuǎn)矩 "的電動機(jī)10的驅(qū)動控制。此外，在上述代表性實施方式中，對使用了逆變器的代表性實施方式進(jìn)行了說明， 但也能夠應(yīng)用于在電池E和逆變電路6之間組裝有使電池E的電壓升降的DC/DC變換電路等的電壓變換電路而成的電路。附圖標(biāo)記的說明1、100電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)2控制裝置(電動機(jī)控制裝置)4驅(qū)動電路6逆變電路12 轉(zhuǎn)子14 定子20永久磁鐵22檢測磁鐵34、34a 34f磁傳感器50速度檢測電路52磁檢測電路54磁極位置檢測信號處理電路56脈沖生成電路58CPU60轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)62轉(zhuǎn)子速度檢測機(jī)構(gòu)82位置 速度檢測部84速度控制部86驅(qū)動信號生成部88角度插補部93波形生成器94PWM驅(qū)動信號生成部95磁極位置插補部96三角函數(shù)運算器Cend最終計數(shù)值Cmax計數(shù)上限值Cn中斷計數(shù)值Sa, Sal Sa3轉(zhuǎn)子位置檢測脈沖Sb轉(zhuǎn)子速度檢測脈沖Vua* Nwa*調(diào)制波信號Iowpath極低速用參數(shù)Sinere正弦振幅信號ere磁極位置ωΜ 轉(zhuǎn)速ω ；指令速度
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)(10)的電動機(jī)控制裝置O)，所述電動機(jī)(10)具有設(shè)置在轉(zhuǎn)子(12) 上的多個磁極0 ；配置在所述轉(zhuǎn)子(1 的相對位置上并伴隨著磁極位置(Θ J隨所述轉(zhuǎn)子(1 的旋轉(zhuǎn)發(fā)生的變化而輸出磁極位置檢測信號的多個磁傳感器(3 34f)，所述電動機(jī)驅(qū)動裝置O)的特征在于，電動機(jī)驅(qū)動裝置( 構(gòu)成為，根據(jù)所述磁傳感器(3 34f)各自的磁極位置檢測信號的變化檢測出所述轉(zhuǎn)子的磁極位置(θ J，并根據(jù)所述磁極位置(Θ J生成正弦波狀的調(diào)制波信號，進(jìn)行所述電動機(jī)(10)的驅(qū)動，電動機(jī)控制裝置( 具有對所述磁極位置檢測信號發(fā)生變化期間的磁極位置(θ J進(jìn)行插補的磁極位置插補機(jī)構(gòu)(95)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述磁極位置插補機(jī)構(gòu)(％)構(gòu)成為，根據(jù)單位時間的移動量和所述磁極位置檢測信號發(fā)生變化后的經(jīng)過時間對所述磁極位置(Θ J進(jìn)行插補，其中，所述單位時間的移動量根據(jù)所述磁極位置檢測信號的變化所需要的時間及所述磁極位置檢測信號發(fā)生變化時的磁極位置(ΘΜ)的移動量求出。
3.如權(quán)利要求2所述的電動機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述磁極位置插補機(jī)構(gòu)(％)構(gòu)成為，在所述磁極位置檢測信號發(fā)生變化后的經(jīng)過時間超出規(guī)定時間以后，在每隔所述磁極位置檢測信號的變化所需要的上一次的時間使所述磁極位置(θ re)每次增加規(guī)定量而進(jìn)行插補。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，還具有脈沖生成電路(56)，其生成反映了所述磁傳感器(3 34f)各自的磁極位置檢測信號的變化的一連串的脈沖信號，電動機(jī)驅(qū)動裝置( 構(gòu)成為，根據(jù)所述脈沖生成電路(56)的脈沖信號的上升沿及下降沿來檢測磁極位置(θ J，并根據(jù)該磁極位置(θ re)生成正弦波狀的調(diào)制波信號，所述磁極位置插補機(jī)構(gòu)(％)構(gòu)成為，根據(jù)所述脈沖信號的上升沿/下降沿對磁極位置 (0re)進(jìn)行插補。
5.如權(quán)利要求4所述的電動機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述磁極位置插補機(jī)構(gòu)(％)構(gòu)成為，以從所述脈沖信號的上升沿到下一上升沿的各個期間、或者從下降沿到下一下降沿的各個期間對磁極位置(Θ J進(jìn)行插補。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動機(jī)驅(qū)動裝置。電動機(jī)(10)具有設(shè)置在轉(zhuǎn)子(12)上的多個磁極(22)；和配置在轉(zhuǎn)子(12)的相對位置上并伴隨著磁極位置(θre)隨轉(zhuǎn)子(12)的旋轉(zhuǎn)發(fā)生的變化而輸出磁極位置檢測信號的多個磁傳感器(34a～34f)。電動機(jī)驅(qū)動裝置(2)構(gòu)成為，根據(jù)磁傳感器(34a～34f)各自的磁極位置檢測信號的變化檢測出所述轉(zhuǎn)子的磁極位置(θre)，并根據(jù)該磁極位置(θre)生成正弦波狀的調(diào)制波信號，進(jìn)行所述電動機(jī)(10)的驅(qū)動。電動機(jī)控制裝置(2)具有對所述磁極位置檢測信號發(fā)生變化期間的磁極位置(θre)進(jìn)行插補的磁極位置插補機(jī)構(gòu)(95)。
文檔編號H02P6/16GK102281027SQ20111016196
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者秋本浩明 申請人:本田技研工業(yè)株式會社