無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制裝置以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制裝置以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制裝置以及控制方法，已知在開(kāi)始無(wú)傳感器控制的情況下，對(duì)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的規(guī)定相通電，將轉(zhuǎn)子定位在規(guī)定位置的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2012 - 0300741號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]但是，通過(guò)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)而被驅(qū)動(dòng)的泵等的旋轉(zhuǎn)體或轉(zhuǎn)子本身的慣性越大，則轉(zhuǎn)子相對(duì)于規(guī)定位置的搖動(dòng)越難以衰減。因此，轉(zhuǎn)子的定位所需的時(shí)間變長(zhǎng)，所以存在無(wú)傳感器控制的開(kāi)始延遲，泵等的啟動(dòng)響應(yīng)性降低的顧慮。
[0008]因此，本發(fā)明鑒于以上的現(xiàn)有的問(wèn)題點(diǎn)，其目的在于，提供一種在開(kāi)始無(wú)傳感器控制的情況下，能夠縮短轉(zhuǎn)子的定位所需的時(shí)間的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制裝置以及控制方法。
[0009]為了解決課題的手段
[0010]因此，本發(fā)明的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制裝置以及控制方法在接受到無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)指令的情況下，保持對(duì)于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的規(guī)定相的通電而將轉(zhuǎn)子定位在規(guī)定位置，臨時(shí)切換為對(duì)與規(guī)定相不同的組合的相通電的其他的通電模式。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制裝置以及控制方法，在開(kāi)始無(wú)傳感器控制的情況下，能夠縮短轉(zhuǎn)子的定位所需的時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是表示無(wú)刷電動(dòng)機(jī)及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0015]圖3是表示無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的通電模式的時(shí)序圖。
[0016]圖4是表示無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制處理的內(nèi)容的流程圖。
[0017]圖5是表示轉(zhuǎn)子的定位控制處理的內(nèi)容的流程圖。
[0018]圖6表示各通電模式的定位角度，(a)是關(guān)于通電模式⑴的說(shuō)明圖，(b)是關(guān)于通電模式⑵的說(shuō)明圖，(c)是關(guān)于通電模式⑶的說(shuō)明圖，⑷是關(guān)于通電模式⑷的說(shuō)明圖，(e)是關(guān)于通電模式(5)的說(shuō)明圖，(f)是關(guān)于通電模式(6)的說(shuō)明圖。
[0019]圖7是說(shuō)明通過(guò)定位通電模式而產(chǎn)生的正向轉(zhuǎn)矩的說(shuō)明圖。
[0020]圖8表示非通電相電壓對(duì)于轉(zhuǎn)子磁極相位的波形圖，(a)是關(guān)于通電模式(2)的說(shuō)明圖，(b)是關(guān)于通電模式(3)的說(shuō)明圖，(c)是關(guān)于通電模式⑷的說(shuō)明圖。
[0021]圖9是說(shuō)明通過(guò)通電模式的切換而產(chǎn)生的反向轉(zhuǎn)矩的說(shuō)明圖。
[0022]圖10是表示圖7的狀態(tài)下的非通電相電壓的說(shuō)明圖。
[0023]圖11是表示通電模式的反向切換處理的內(nèi)容的流程圖。
[0024]圖12說(shuō)明伴隨著通電模式的切換的非通電相電壓的變化，(a)是通電模式(3)中的非通電相電壓對(duì)于轉(zhuǎn)子磁極相位的波形圖，(b)是通電模式(2)中的非通電相電壓對(duì)于轉(zhuǎn)子磁極相位的波形圖。
[0025]圖13說(shuō)明伴隨著通電模式的切換的非通電相電壓的變化，(a)是非通電相電壓對(duì)于時(shí)間的波形圖，(b)是通電模式的時(shí)序圖。
[0026]圖14說(shuō)明返回到定位通電模式的定時(shí)，(a)是通電模式(3)中的非通電相電壓對(duì)于轉(zhuǎn)子磁極相位的波形圖，(b)是通電模式(2)中的非通電相電壓對(duì)于轉(zhuǎn)子磁極相位的波形圖，(c)是非通電相電壓對(duì)于時(shí)間的波形圖。
[0027]圖15是表示通電模式的正向切換處理的內(nèi)容的流程圖。
[0028]圖16說(shuō)明“Φ慟”通電模式中的施加電壓，(a)是定位通電模式中的非通電相電壓對(duì)于時(shí)間的波形圖，(b)是表示各峰值相對(duì)于(a)中的最初的峰的比例的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，參照附圖，詳細(xì)敘述用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1表示對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻系統(tǒng)的一例。
[0030]作為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的氣缸體、氣缸蓋等進(jìn)行了冷卻的制冷劑的冷卻水，經(jīng)由第一冷卻水通路12，導(dǎo)入到并列設(shè)置了電動(dòng)式的散熱器風(fēng)扇14的散熱器16。導(dǎo)入到散熱器16的冷卻水在通過(guò)安裝了風(fēng)扇的散熱器芯時(shí)，與外部氣體進(jìn)行熱交換，其溫度降低。然后，通過(guò)散熱器16而溫度降低的冷卻水經(jīng)由第二冷卻水通路18返回到發(fā)動(dòng)機(jī)10。
[0031]此外，第一冷卻水通路12和第二冷卻水通路18經(jīng)由分流通路20而連通連接，使得從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的冷卻水繞過(guò)散熱器16。在分流通路20的下游端和第二冷卻水通路18的接合處，配設(shè)了將分流通路20的通路面積在全開(kāi)到全閉之間以多級(jí)或者連續(xù)地開(kāi)閉的電控恒溫箱22。電控恒溫箱22例如能夠作為開(kāi)閉閥而構(gòu)成，該開(kāi)閉閥通過(guò)內(nèi)置加熱器，利用同樣內(nèi)置的蠟的熱膨脹，從而將閥門開(kāi)閉，該內(nèi)置加熱器經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路而根據(jù)PWM信號(hào)的占空比而被驅(qū)動(dòng)。因此，通過(guò)根據(jù)占空比來(lái)控制電控恒溫箱22，能夠改變通過(guò)散熱器16的冷卻水的比例。
[0032]在第二冷卻水通路18的下游端以及作為其電控恒溫箱22的下游的中間部，分別配設(shè)了在發(fā)動(dòng)機(jī)10和散熱器16之間使冷卻水強(qiáng)制性地循環(huán)的、機(jī)械式水泵24以及電動(dòng)水泵26。機(jī)械式水泵24安裝為堵住發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷卻水入口，例如，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)10的凸輪軸而被驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)水泵26通過(guò)怠速停止功能而為了即使在發(fā)動(dòng)機(jī)10停止時(shí)也能夠發(fā)揮冷卻性能或者維持取暖功能，通過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)10不同的驅(qū)動(dòng)源即后述的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)而被驅(qū)動(dòng)。
[0033]作為對(duì)散熱器風(fēng)扇14、電控恒溫箱22以及電動(dòng)水泵26的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)，安裝了作為檢測(cè)從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的冷卻水的溫度(冷卻水溫度)的冷卻水溫度檢測(cè)部件的水溫傳感器28、檢測(cè)車速的車速傳感器30、檢測(cè)外部氣體溫度的溫度傳感器32、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器34、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的負(fù)荷傳感器36。并且，水溫傳感器28、車速傳感器30、溫度傳感器32、轉(zhuǎn)速傳感器34以及負(fù)荷傳感器36的輸出信號(hào)輸入到內(nèi)置了計(jì)算機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(以下，稱為“ECU”)38，根據(jù)在其ROM(只讀存儲(chǔ)器(Read OnlyMemory))等中存儲(chǔ)的控制程序，散熱器風(fēng)扇14、電控恒溫箱22以及電動(dòng)水泵26受到控制。
[0034]E⑶38至少在發(fā)動(dòng)機(jī)10正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，重復(fù)判定用于使電動(dòng)水泵26驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)條件是否成立。ECU38在判定為該驅(qū)動(dòng)條件成立的情況下，對(duì)電動(dòng)水泵26輸出驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)，另一方面，在判定為驅(qū)動(dòng)條件不成立的情況下，輸出停止或者禁止電動(dòng)水泵26的驅(qū)動(dòng)的停止指令信號(hào)。
[0035]作為電動(dòng)水泵26的驅(qū)動(dòng)條件，舉出發(fā)動(dòng)機(jī)10的油溫為規(guī)定溫度以上。作為其他的驅(qū)動(dòng)條件，舉出關(guān)于電動(dòng)水泵26的驅(qū)動(dòng)電路或者信號(hào)電路等，例如，電壓被確保、通過(guò)過(guò)電流診斷/微型計(jì)算機(jī)診斷/繼電器診斷而診斷為正常、或者繼電器成為ON等。
[0036]圖2表示對(duì)電動(dòng)水泵26進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)及其控制裝置的一例。
[0037]無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100是3相DC (直流)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(3相同步電動(dòng)機(jī))，在省略圖示的圓筒狀的定子(固定子)中具備U相、V相以及W相的3相繞組110u、110v、110W，在該定子的中央部形成的空間，以能夠旋轉(zhuǎn)的方式具備轉(zhuǎn)子(永久磁鐵轉(zhuǎn)子)120。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，設(shè)為沿著轉(zhuǎn)子120的順時(shí)針的旋轉(zhuǎn)方向，U相繞組110u、V相繞組IlOv以及W相繞組IlOw按照這個(gè)順序且以電角120deg的線圈相位差而被配置。此外，設(shè)為以U相繞組IlOu的中心線為基準(zhǔn)軸，V相繞組IlOv的中心線相對(duì)于基準(zhǔn)軸在電角上位于120deg，W相繞組IlOw的中心線相對(duì)于基準(zhǔn)軸在電角上位于240deg。
[0038]作為控制單元的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100的控制裝置(以下，稱為“電動(dòng)機(jī)控制裝置”)200包括驅(qū)動(dòng)電路210、具備微型計(jì)算機(jī)的控制器220。電動(dòng)機(jī)控制裝置200并不限定于配置在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100的附近，例如，電動(dòng)機(jī)控制裝置200中至少控制器220也可以與E⑶38或者其他的控制單元一體地形成。
[0039]驅(qū)動(dòng)電路210包括將開(kāi)關(guān)元件214a?214f以3相橋式連接的電路和電源電路230，該開(kāi)關(guān)元件214a?214f包括反并聯(lián)的二極管212a?212f而構(gòu)成，開(kāi)關(guān)元件214a?214f例如由IGBT(絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor))等、用于電力控制的用途的半導(dǎo)體元件構(gòu)成。開(kāi)關(guān)元件214a?214f的控制端子(柵極端子)連接到控制器220，開(kāi)關(guān)元件214a?214f的導(dǎo)通/截止如后所述那樣通過(guò)控制器220的PWM動(dòng)作而被控制。
[0040]控制器220構(gòu)成為輸入來(lái)自E⑶38的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)。此外，控制器220具有如下電路:從ECU38接受無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)，運(yùn)算作為無(wú)刷電動(dòng)機(jī)100的操作量的施加電壓，并基于該施加電壓而生成PWM信號(hào)。進(jìn)一步，控制器220具有如下電路:根據(jù)規(guī)定的切