CN103444071A - 电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本电动机驱动方法在包括卷绕线圈得到的定子和与定子相对置地旋转自如地进行配置的转子的电动机中，在基于超前角量的相位的通电定时对线圈进行通电驱动来使转子旋转。此时，判断对电动机提供的电源电压是否超过规定的电压，当判断为超过规定的电压时，变更超前角量以使对线圈通电的电流量变大，来对线圈进行通电驱动。

Description

电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机

技术领域

本发明涉及一种在电动机的电源线被施加例如大的噪声等而电源电压上升形成过电压的情况下以抑制该过电压所产生的影响的方式驱动电动机的电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机。

背景技术

汽车等所搭载的电池为搭载设备的电源。车辆搭载有很多的设备，例如在行驶过程中这些设备根据状况进行动作。因此，车载电池的电源电压与一般的电气设备的电源相比变动大。并且，已知如下情形：当在引擎驱动过程中由于某些原因而车载电池切断时，产生被称为甩负荷(load dump)的瞬变现象，在电源线中产生高电压。

因此，以往提出了一种保护车载的设备免受叠加在车载电池的电源线中的电涌等的过电压影响的技术(例如参照专利文献1)。

这样的以往的技术构成为在电源线中产生了电涌的情况下，在电涌为规定电压以上的期间控制单元将鼓风机电动机电路控制成通电状态。由此，电涌流向鼓风机电动机电路而被吸收。以往的技术通过这样的方法实现了电涌吸收电路的负担、电涌吸收元件数的减少。

然而，上述以往的技术是在鼓风机电动机停止时产生了电涌的情况下对鼓风机电动机进行通电驱动使其进行动作来使鼓风机电动机吸收电涌能量的结构。因此，存在以下问题：在对鼓风机电动机进行通电驱动时产生了电涌的情况下，无法在通过通电驱动吸收电涌能量之外吸收电涌能量。

专利文献1：日本特开平11-59159号公报

发明内容

本发明的电动机驱动方法在包括卷绕线圈得到的定子和与定子相对置且旋转自如地进行配置的转子的电动机中，在基于超前角量的相位的通电定时对线圈进行通电驱动来使转子旋转。该电动机驱动方法判断对电动机提供的电源电压是否超过规定的电压，当判断为超过规定的电压时，变更超前角量以使对线圈通电的电流量变大来对线圈进行通电驱动。

由此，在电源电压由于例如噪声等的影响上升而变为超过规定的电压那样的过电压时，电动机不变更转速等当前的旋转动作，而在维持当前的旋转动作的同时通过变更超前角量使电流量变大，来吸收电压上升形成的过电压的能量，由此能够抑制电源线的电压上升。

另外，本发明的电动机驱动方法在电源电压未超过规定的电压时，控制超前角量以使电流量变小，当判断为超过规定的电压时，控制超前角量以使电流量变大。

由此，在电源电压不超过规定的电压时，抑制线圈的电流量实现效率化、低噪声化，并且在超过规定的电压时能够抑制电源线的电压上升。

并且，本发明的电动机驱动装置是如下结构：具备执行上述的电动机驱动方法的功能，在基于超前角量的通电定时对线圈进行通电驱动。

并且，本发明的电动机驱动装置在包括卷绕线圈得到的定子和与定子相对置且旋转自如地进行配置的转子的电动机中，在基于超前角量的相位的通电定时对线圈进行通电驱动来使转子旋转。该电动机驱动装置具备：通电定时生成部，其生成基于超前角量的相位的通电定时；驱动波形生成部，其生成用于驱动线圈的波形信号，在基于通电定时的定时输出波形信号；PWM电路，其生成利用从驱动波形生成部提供的波形信号进行脉宽调制得到的驱动脉冲信号；逆变器，其根据驱动脉冲信号对线圈进行通电；过电压判断部，其判断对电动机提供的电源电压是否超过规定的电压；以及超前角设定部，其对通电定时生成部设定超前角量。而且，超前角设定部是如下结构：当过电压判断部判断为超过规定的电压时，对通电定时生成部设定使对线圈通电的电流量变大那样的超前角量。

根据该结构，在电源电压由于例如噪声等的影响上升而变为超过规定的电压那样的过电压时，电动机不变更转速等当前的旋转动作而通过变更超前角量使电流量变大，来吸收电压上升所形成的过电压的能量，由此能够抑制电源线的电压上升。

并且，本发明的无刷电动机是内置有上述电动机驱动装置或一体地形成有上述电动机驱动装置的结构。

根据该结构，能够实现以下一种无刷电动机，该无刷电动机具备抑制从电源线提供的电源电压的电压上升的功能。

如上所述，根据本发明的电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机，在由于例如噪声等的影响而电源电压变为过电压时，进行动作以变更超前角量来使对线圈通电的电流量变大。因此，能够提供一种抑制在电动机的通电驱动过程中产生的电源线的电压上升并能够在稳定的电源环境下进行动作的电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的无刷电动机的构造的图。

图2是本发明的实施方式1的电动机驱动装置的框图。

图3是表示超前角量和电动机电流的特性例的图。

图4是表示本发明的实施方式1的电动机驱动方法的过程的一例的流程图。

图5是表示该电动机驱动方法的另一例的流程图。

图6是本发明的实施方式2的电动机驱动装置的框图。

图7是表示该电动机驱动装置的其它结构例的框图。

图8是表示本发明的实施方式2的电动机驱动方法的过程的一例的流程图。

图9是本发明的实施方式3的电动机驱动装置的框图。

图10是表示本发明的实施方式3的电动机驱动方法的过程的一例的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图并说明本发明的实施方式的电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的无刷电动机10的构造的图。在本实施方式中，列举转子被旋转自如地配置在定子的内周侧而成的内转子型的无刷电动机的例子进行说明。本实施方式的无刷电动机具有多相的线圈，各相通过进行脉宽调制(以下适当地称为PWM)后的信号被驱动而旋转。

如图1所示，无刷电动机10具备定子11、转子12、电路基板13以及电动机盒14。电动机盒14由被密封的圆筒形状的金属形成，无刷电动机10是在这样的电动机盒14内收容有定子11、转子12以及电路基板13的结构。电动机盒14由盒主体14a和盒盖14b构成，通过在盒主体14a上安装盒盖14b来形成大致密封的电动机盒14。

在图1中，定子11是在定子铁芯15上卷绕每一相的线圈16而构成的。在本实施方式中，列举将区分为相位彼此相差120度的设为U相、V相、W相的三个相的线圈16卷绕在定子铁芯15上的一例进行说明。定子铁芯15具有向内周侧突出的多个凸极。另外，定子铁芯15的外周侧是大致圆筒形状，该外周被固定在盒主体14a上。

在定子11的内侧隔着空隙插入了转子12。转子12在转子框架17的外周保持圆筒形状的永磁体18，配置成以通过轴承19支承的旋转轴20为中心自由旋转。即，配置成定子铁芯15的凸极的前端面与永磁体18的外周面相对置。

并且，在该无刷电动机10中，安装有各种电路部件31的电路基板13内置在电动机盒14的内部。通过这些电路部件31构成用于对电动机进行控制、驱动的电动机驱动装置。另外，在电路基板13上还安装有由霍尔元件等构成的位置检测传感器38以检测转子12的旋转位置。在定子铁芯15上安装有支承构件21，电路基板13通过该支承构件21被固定在电动机盒14内。而且，U相、V相、W相各自的线圈16的端部作为引出线16a从定子11引出，各个引出线16a与电路基板13相连接。

为了形成这样的结构，首先，将定子11插入到盒主体14a的内部并固定在盒主体14a的内表面，接着将转子12、电路基板13收容在盒主体14a的内部，之后将盒盖14b固定在盒主体14a上。通过这样的过程，形成内置有位置检测传感器、电动机驱动装置的无刷电动机10。此外，无刷电动机10也可以是一体地形成有电动机驱动装置的结构。特别地，通过将电动机盒14设为金属制而具有屏蔽效果，因此能够抑制从电路基板13、定子11等向外部放射的电磁噪声。另外，由于是将定子铁芯15直接固定在盒主体14a上的结构，因此能够将定子11所产生的热通过金属制的电动机盒14放出到外部。

针对如以上那样构成的无刷电动机10，从外部提供电源电压、控制信号，由此通过电路基板13的电动机驱动装置使驱动电流流过线圈16，从定子铁芯15产生磁场。然后，通过来自定子铁芯15的磁场和来自永磁体18的磁场，根据这些磁场的极性而产生吸引力和排斥力，通过这些力而转子12以旋转轴20为中心旋转。

接着，针对由被安装在电路基板13上的位置检测传感器38、电路部件31构成的本实施方式的电动机驱动装置进行说明。

图2是本实施方式的无刷电动机10的电动机驱动装置40的框图。

电动机驱动装置40具备与三个相分别对应的位置检测传感器38，并且具备旋转控制部41、驱动波形生成部42、PWM电路43、逆变器44、通电定时生成部45、速度信号生成部46、超前角设定部47、电压测量部51以及过电压判断部52。另外，为了使电动机驱动装置40的各电路进行动作，从电源线Pw向电源端子50提供电源电压Vcc。例如在是车辆的情况下，从车载电池经由电源线Pw提供电源电压Vcc。另外，例如外部的上级器等向电动机驱动装置40通知各种指令、控制信号Cnt，并且通知例如指示每分钟的转数(rpm)作为指示转速或指示速度的旋转指示信号Rr。

旋转指示信号Rr被通知给旋转控制部41。另外，向旋转控制部41通知由速度信号生成部46生成的检测速度信号Rv作为检测转速。在本实施方式中，列举检测转子12的旋转位置并根据检测出的位置信息生成检测速度信号Rv的一例。旋转控制部41根据旋转指示信号Rr和检测速度信号Rv，生成表示对线圈16的驱动量的旋转控制信号Dd。

具体地说，速度信号生成部46针对基于来自位置检测传感器38的位置传感器信号Det的位置信息进行例如微分运算等，计算转子12的转速并作为检测速度信号Rv输出。旋转控制部41求出表示指示转速的旋转指示信号Rr与速度信号生成部46所计算出的表示检测转速的检测速度信号Rv的偏差。然后，旋转控制部41生成表示与偏差相应的扭矩量的旋转控制信号Dd以使得按照指示转速的实际速度旋转。旋转控制部41将这样的旋转控制信号Dd提供到驱动波形生成部42。

驱动波形生成部42针对每一相生成用于驱动线圈16的波形信号Wd，将所生成的波形信号Wd提供到PWM电路43。在对线圈16进行正弦波驱动的情况下，波形信号Wd是正弦波信号，在对线圈16进行矩形波驱动的情况下，波形信号Wd是矩形波信号。另外，根据旋转控制信号Dd来决定波形信号Wd的振幅。而且，根据来自通电定时生成部45的通电相位信号Dp来决定将波形信号Wd提供到PWM电路43的定时。与通电相位信号Dp相应的定时相对于作为基准的定时在超前方向的相位时是所谓的超前角，在滞后方向的相位时是滞后角。

PWM(Pulse Width Modulation)电路43将从驱动波形生成部42按每一相提供的波形信号Wd作为调制信号分别进行脉宽调制(PWM)。PWM电路43将这样用波形信号Wd进行脉宽调制而得到的脉冲串的信号、即驱动脉冲信号Pd提供到逆变器44。

逆变器44根据驱动脉冲信号Pd，按每一相对线圈16进行通电来驱动线圈16。逆变器44针对U相、V相、W相分别具备连接在电源的正极侧的开关元件和连接在负极侧的开关元件。另外，正极侧和负极侧的两个开关元件的与电源侧相反的一侧相互连接，该连接部成为由逆变器44对线圈16进行驱动的驱动输出端部。U相的驱动输出端部Uo通过引出线16a与线圈16U相连接，V相的驱动输出端部Vo通过引出线16a与线圈16V相连接，而且，W相的驱动输出端部Wo通过引出线16a与线圈16W相连接。而且，在各个相中，当根据驱动脉冲信号Pd将开关元件接通和断开时，驱动电流从电源通过接通的开关元件而从驱动输出端部向线圈16流动。在此，驱动脉冲信号Pd是对波形信号Wd进行脉宽调制得到的信号，因此通过这样对各开关元件进行接通和断开，来以与波形信号Wd相应的驱动电流对各个线圈16进行通电。

通过如以上那样的结构，形成按照旋转指示信号Rr来对转子12的转速进行控制的反馈控制环。即，在本实施方式中，以使转子12追随指示转速旋转的方式进行反馈控制来使转子12旋转。

接着，针对用于生成检测速度信号Rv、通电相位信号Dp的结构进行说明。

首先，被安装在电路基板13上的位置检测传感器38检测旋转的转子12的永磁体18的磁极变化，作为位置传感器信号Det进行输出。位置传感器信号Det被提供到通电定时生成部45和速度信号生成部46。

速度信号生成部46如上述那样使用位置传感器信号Det生成检测速度信号Rv，并提供到旋转控制部41。

通电定时生成部45将位置传感器信号Det的定时作为基准定时，生成使相位相对于基准定时偏移某超前角量而得到的定时。从超前角设定部47向通电定时生成部45提供超前角量P。然后，通电定时生成部45生成表示相对于基准定时超前了超前角量P的定时的通电相位信号Dp。这样的通电相位信号Dp被提供到驱动波形生成部42。由此，驱动波形生成部42在相对于基于位置传感器信号Det的基准定时超前了通电相位信号Dp的定时输出波形信号Wd。即，电动机驱动装置40进行动作以通过与旋转控制信号Dd相应的振幅且与超前角量P相应的相位的波形信号Wd对线圈16进行通电驱动。

接着，针对超前角设定部47设定给通电定时生成部45的超前角量P进行说明。

图3是表示相当于通电定时的超前角量和电动机电流的特性例的图。理论上在某一固定的转速下如图3所示那样改变超前角量时，形成电动机电流向下突出那样的特性，存在电动机电流最小的极小值。即，通过以电动机电流为极小值的超前角量驱动线圈，能够有效地对电动机进行驱动。此外，电动机电流为极小值的超前角量根据转速的不同而变化。因此，在本实施方式中，也向超前角设定部47通知旋转指示信号Rr，超前角设定部47被设为根据旋转指示信号Rr生成与转速相应的超前角量P的结构。

在本实施方式中，利用这样的特性，在本无刷电动机10正常运转时将电动机电流为极小值那样的超前角量P设定给通电定时生成部45以实现效率化。另外，由于能够在电动机电流为极小值的状态下进行旋转驱动来达到期望的转速，因此还能够实现低噪声化。

并且，在本实施方式中，设为根据电源电压Vcc变更超前角量P那样的结构。由于设为这样的结构，因此在本实施方式中，具备电压测量部51和过电压判断部52。

电压测量部51测量对电源端子50提供的电源电压Vcc的电压值，将测量出的电源电压值Vt通知给过电压判断部52。过电压判断部52判断被提供的电源电压Vcc是否为超过规定的电压的过电压，将判断结果作为过电压判断信号Vov通知给超前角设定部47。过电压判断部52进行这样的动作，因此例如保持有规定的电压值即阈值电压Vth。而且，当来自电压测量部51的电源电压值Vt变为超过阈值电压Vth的电压值时判断为过电压，在电源电压值Vt为不超过阈值电压Vth的电压值时判断为不是过电压，输出基于该判断的过电压判断信号Vov。

在过电压判断信号Vov中没有判断为过电压时，设为正常运转，超前角设定部47将使电动机电流变小那样的超前角量P设定给通电定时生成部45。另外，当在过电压判断信号Vov中判断为过电压时，超前角设定部47将使对线圈16通电的电流量变大那样的超前角量P设定给通电定时生成部45。即，在没有判断为过电压时，超前角设定部47如图3的超前角值Pb那样设定使电动机电流成为最小的超前角量P。另外，在判断为过电压时，超前角设定部47如图3的超前角值Pm那样设定使电动机电流变大的超前角量P。

电动机驱动装置40如以上说明的那样具备如下结构：当过电压判断部52判断为过电压时，超前角设定部47将使对线圈16通电的电流量变大那样的超前角量P设定给通电定时生成部45。在本实施方式中，由于电动机驱动装置40具备这样的结构，因此例如在电源线中叠加有电涌、噪声对电源线的电容器进行充电而电源电压Vcc变为过电压时，在通过反馈控制维持转速等当前的旋转动作的同时，通过变更超前角量P使电流量变大来吸收因电涌等产生的过电压的能量。由此，抑制电源线Pw的电压上升，减少因电涌、噪声等的影响引起的电源电压Vcc的变动，确保无刷电动机10的稳定动作，并且还确保了与电源线Pw连接的其它电气设备的稳定动作。

以上列举具备过电压判断部52和超前角设定部47的电动机驱动装置40的例子进行了说明，但是也可以是具备执行同样的功能那样的电动机驱动方法的结构。

图4是表示本实施方式的电动机驱动方法的过程的一例的流程图。在图4中，当开始本电动机驱动方法的处理时，首先判断电源电压Vcc是否为超过规定的电压的过电压(步骤S100)。在步骤S100中，当判断为不是过电压时进入步骤S104，当判断为是过电压时进入步骤S106(步骤S102)。在判断为不是过电压时，作为超前角量P，将如图3例示的使电流量极小那样的超前角值Pb设定给通电定时生成部45(步骤S104)。另外，在判断为是过电压时，作为超前角量P，将如图3例示的使电流量变大那样的超前角值Pm设定给通电定时生成部45(步骤S106)。然后，例如在没有从上级器等指示处理结束的情况下，重复步骤S100至步骤S108的处理，当指示结束时，结束本电动机驱动方法的处理(步骤S108)。

这样，本实施方式的电动机驱动方法判断提供给电动机的电源电压Vcc是否为超过规定的电压的过电压，当判断为过电压时，变更超前角量P以使对线圈16通电的电流量变大，来对线圈16进行通电驱动。通过使无刷电动机10包含执行这样的电动机驱动方法的功能，也能够抑制电源线Pw的电压上升。

另外，图5是表示本实施方式的电动机驱动方法的其它例子的流程图。在图5所示的电动机驱动方法中，首先，作为超前角量P，事先设定使电流量极小的超前角值Pb(步骤S200)。之后，判断电源电压Vcc是否为超过规定的电压的过电压(步骤S202)。在步骤S202中，当判断为不是过电压时进入步骤S206，当判断为是过电压时进入步骤S210(步骤S204)。

在判断为不是过电压时，进一步判断是否设定了超前角值Pb作为超前角量P(步骤S206)。在设定了超前角值Pb作为超前角量P的情况下，进入步骤S212。另一方面，在没有设定超前角值Pb作为超前角量P的情况下，将从当前的超前角量P减去规定的变更值dP得到的值设定为新的超前角量P，并进入步骤S212(步骤S208)。

另外，在步骤S202中判断为是过电压时，将当前的超前角量P与规定的变更值dP相加得到的值设定为新的超前角量P，并进入步骤S212(步骤S210)。

然后，在例如没有从上级器等指示处理结束的情况下，重复步骤S202至步骤S212的处理，当指示结束时结束本电动机驱动方法的处理(步骤S212)。

通过执行图5所示的处理，在电源电压Vcc不是过电压的情况下，设定使电流量极小的超前角值Pb作为超前角量P。另一方面，当产生过电压时，进行动作使超前角量P每次增加变更值dP，电流量也依次增加。而且，当电源电压Vcc变为不是过电压时，超前角量P每次减少变更值dP而成为使电流量极小的超前角值Pb。

图5所示的电动机驱动方法也判断电源电压Vcc是否为过电压，当判断为过电压时，变更超前角量P使对线圈16通电的电流量变大，来对线圈16进行通电驱动，因此能够抑制电源线Pw的电压上升。并且，图5所示的电动机驱动方法是当判断为过电压时使超前角量P相对于超前角值Pb慢慢地偏移的方法，因此能够抑制因超前角量P的急剧变化引起的暂时的转速的变动、因该变动产生的噪声等。

此外，在图4和图5中，列举当判断为过电压时使超前角量P增加来使电流量变大的例子进行了说明，但是也可以通过使超前角量P减少来使电流量增加。

另外，在图5所示的处理中，也可以将变更值dP设为与电源电压Vcc、过电压的电压相应的值。即，例如随着过电压的电压变高，变更值dP也变大。通过像这样进行动作，能够与过电压的电压相应地自适应地抑制电源电压Vcc的变动。

另外，在图5所示的处理中，优选事先设定成为使超前角量P每次增加变更值dP时的限制值的最大超前角量Pmax。即，只要在增加后的超前角量P超过最大超前角量Pmax时还追加将超前角量P限制为最大超前角量Pmax那样的处理即可。

另外，作为实施本电动机驱动方法的具体的一个方法，例如只要构成为在电路基板13上搭载微型计算机来将电动机驱动装置40的功能作为程序嵌入并执行本电动机驱动方法的各步骤的处理即可。通过像这样构成，例如能够更灵活地执行包含本电动机驱动方法的处理。

(实施方式2)

图6是实施方式2的电动机驱动装置60的框图。在本实施方式中也与实施方式1同样地，电动机驱动装置60被内置在如图1所示的无刷电动机10中或与无刷电动机10形成为一体。在图6中，针对与图2相同的结构要素附加相同的附图标记并省略详细说明。电动机驱动装置60与图2所示的电动机驱动装置40相比还具备计时器56和切断控制部57。

从过电压判断部52向计时器56通知过电压判断信号Vov。计时器56当在过电压判断信号Vov中判断为过电压时，从判断出的时刻起开始计量时间。计时器56在判断为过电压的期间对从最初判断为过电压的时刻起至当前时刻为止的时间进行持续计量，测量判断为过电压的期间。而且，计时器56在判断为过电压的期间超过判断值Tth时，将切断指示信号Si输出到切断控制部57。在此，判断值Tth是表示规定的时间宽度的值。另外，计时器56在过电压判断信号Vov中变得不会判断为过电压时结束时间计量。

当从计时器56对切断控制部57通知判断为过电压的期间超过判断值Tth的切断指示信号Si时，切断控制部57向逆变器44输出切断逆变器44的驱动动作的切断控制信号Sht。逆变器44接受该切断控制信号Sht的通知，停止对线圈16进行驱动的动作。

这样，电动机驱动装置60具备：计时器56，其从过电压判断部52判断为过电压时起计量规定时间的经过并进行判断；以及切断控制部57，其按照切断指示信号Si切断向线圈16的通电。而且，计时器56在判断为经过了规定的时间时，将指示切断的切断指示信号Si输出到切断控制部57。

在本实施方式中具有这样的结构，在电源电压由于例如电涌、噪声等的影响上升而变为超过规定的电压那样的过电压时，变更超前角量P来抑制电源线Pw的电压上升。并且，在仅变更超前角量P无法充分地抑制电压上升的情况下，判断为真正的电压异常而停止电动机驱动，因此能够防止因过电压引起的电动机的异常动作。

此外，在上述的说明中，列举使用作为固定值的判断值Tth的例子进行了说明，但是也可以将判断值Tth设为与电源电压Vcc、过电压的电压相应的值。即，例如随着过电压的电压变高而使判断值Tth变小。通过像这样进行动作，能够与过电压的电压相应地自适应地实现电源异常应对处理，例如在施加了极高的电压时，能够迅速地使异常处理功能进行动作。

图7是进一步追加了这样的结构的电动机驱动装置70的框图。图7的电动机驱动装置70相对于图6的结构还具备电压-时间转换表58。电压-时间转换表58是将来自电压测量部51的电源电压值Vt与判断值Tth相对应地进行存储的转换表。根据这样的转换表，能够将判断值Tth设为与电源电压Vcc、过电压的电压相应的值。

以上列举还具备计时器56以及切断控制部57、电压-时间转换表58的电动机驱动装置60和电动机驱动装置70的例子进行了说明，但是也可以是具备执行相同的功能那样的电动机驱动方法的结构。

图8是表示本实施方式的电动机驱动方法的过程的一例的流程图。在图8所示的电动机驱动方法中，首先，作为超前角量P，事先设定使电流量极小的超前角值Pb(步骤S200)。之后，判断电源电压Vcc是否为超过规定的电压的过电压(步骤S202)。在步骤S202中，当判断为不是过电压时进入步骤S206，当判断为是过电压时进入步骤S302(步骤S204)。

在判断为不是过电压时，进一步判断是否将超前角值Pb设定为超前角量P(步骤S206)。在将超前角值Pb设定为超前角量P的情况下进入步骤S212。另一方面，在没有将超前角值Pb设定为超前角量P的情况下，将从当前的超前角量P减去规定的变更值dP得到的值设定为新的超前角量P，并进入步骤S212(步骤S208)。

另外，当在步骤S202中判断为是过电压时，进入步骤S302，与计时器56同样地进行判断为过电压的期间的时间计量，测量过电压期间(步骤S302)。然后，判断被判断为过电压的期间是否为规定的期间内，在是规定的期间内的情况下进入步骤S306，在超过规定的期间的情况下进入步骤S308(步骤S304)。在步骤S304的判断中是规定的期间内的情况下，将当前的超前角量P与规定的变更值dP相加得到的值设定为新的超前角量P，并进入步骤S212(步骤S306)。然后，例如在没有从上级器等指示处理的结束的情况下，重复步骤S202至步骤S212的处理，当指示结束时，结束本电动机驱动方法的处理(步骤S212)。

另一方面，在步骤S304的判断中为超过了规定的期间的情况下，进行控制以切断逆变器44的驱动动作，停止从逆变器44对线圈16的驱动(步骤S308)。

这样，本实施方式的电动机驱动方法当判断为电源电压是由于例如噪声等的影响上升而超过规定的电压那样的过电压时，在规定的期间变更超前角量P以使对线圈16通电的电流量变大，当在规定的期间之后还判断为过电压时，切断对线圈16的通电。通过使无刷电动机10包含执行这样的电动机驱动方法的功能，也能够抑制电源线Pw的电压上升，并且在仅变更超前角量P无法充分地抑制电压上升的情况下，判断为真正的电压异常而停止电动机驱动，能够防止因过电压引起的电动机的异常动作。

另外，与实施方式1同样地，作为实施本电动机驱动方法的具体的一个方法，例如只要构成为在电路基板13上搭载微型计算机并执行各步骤的处理即可。另外，也可以还追加通过使超前角量P减少来使电流量增加、将变更值dP设为与电源电压Vcc、过电压的电压相应的值、或者设定最大超前角量Pmax那样的限制值等的结构。

另外，在切断控制部57的功能、步骤S308的处理中，列举停止对线圈16的驱动的例子进行了说明，但是也可以构成为进行向上级器通知异常、停止向无刷电动机10提供电源等其它的实现安全、保护那样的动作。

(实施方式3)

图9是实施方式3的电动机驱动装置80的框图。在本实施方式中也与实施方式1、实施方式2同样地，电动机驱动装置80被内置在如图1所示那样的无刷电动机10中或与无刷电动机10形成为一体。在图9中，针对与图2、图6相同的结构要素附加相同的附图标记并省略详细说明。电动机驱动装置80与实施方式1相比，具备分两个阶段判断是否为过电压的过电压判断部82，还具备与实施方式2相同的切断控制部57。

与实施方式1同样地从电压测量部51向过电压判断部82通知电源电压值Vt。过电压判断部82利用电源电压值Vt判断电源电压Vcc是否为超过第一规定电压的过电压，还判断是否为超过第二规定电压的过电压。在此，第二规定电压是高于第一规定电压的电压。过电压判断部82判断电源电压Vcc是否为超过第一规定电压的过电压，与实施方式1同样地将其判断结果作为过电压判断信号Vov通知给超前角设定部47。并且，过电压判断部82当判断为是超过第二规定电压的过电压时，将该判断结果作为切断指示信号Si通知给切断控制部57。过电压判断部82进行这样的动作，因此保持有作为第一规定电压的电压值、即阈值电压Vth1和作为第二规定电压的电压值、即阈值电压Vth2。在此，Vth2>Vth1。而且，当电源电压值Vt变为超过阈值电压Vth1的电压值时，例如判断为设为警告水平那样的过电压，当电源电压值Vt进一步变为超过阈值电压Vth2的电压值时，判断为例如设为异常水平那样的过电压。此外，在电源电压值Vt是不超过阈值电压Vth1的电压值时，判断为不是过电压。

在本实施方式中，电动机驱动装置80像这样构成，在电源电压Vcc不超过第一规定电压的情况下，作为正常运转，过电压判断部82控制超前角设定部47以将使电动机电流变小那样的超前角量P设定给通电定时生成部45。另外，在电源电压Vcc超过第一规定电压的情况下，过电压判断部82判断为警告水平的过电压，控制超前角设定部47将使对线圈16通电的电流量变大那样的超前角量P设定给通电定时生成部45。并且，在电源电压Vcc超过第二规定电压的情况下，过电压判断部82判断为异常水平的过电压，控制切断控制部57以切断逆变器44的驱动动作。

在本实施方式中通过像这样构成，来在变为超过第一规定电压的过电压时，变更超前角量P来抑制电源线Pw的电压上升。并且，在变为超过第二规定电压那样的过电压时，判断为真正的电压异常而停止电动机驱动，因此能够防止因过电压引起的电动机的异常动作。

另外，在本实施方式中，也可以是电动机驱动装置80具备执行与上述相同的功能那样的电动机驱动方法的结构。

图10是表示本实施方式的电动机驱动方法的过程的一例的流程图。在图10中，当开始本电动机驱动方法的处理时，首先判断电源电压Vcc是否为超过第一规定电压Vt1的过电压、进一步判断是否为超过第二规定电压Vt2的过电压(步骤S400)。此外，第二规定电压Vt2是高于第一规定电压Vt1的电压。在步骤S400中，当判断为不是超过电压Vt1的过电压时进入步骤S404，当判断为是超过电压Vt1的过电压时进入步骤S406(步骤S402)。在判断为不是超过电压Vt1的过电压时，作为超前角量P，将如图3例示的使电流量极小那样的超前角值Pb设定给通电定时生成部45(步骤S404)。另外，在判断为是超过电压Vt1的过电压时，作为超前角量P，将如图3例示的使电流量变大那样的超前角值Pm设定给通电定时生成部45(步骤S406)。

接着，在步骤S400中判断为不是超过电压Vt2的过电压的情况下，进入步骤S412(步骤S408)。然后，例如在没有从上级器等指示处理结束的情况下，重复步骤S400至步骤S412的处理，当指示结束时结束本电动机驱动方法的处理(步骤S412)。

另一方面，在步骤S400中判断为是超过电压Vt2的过电压的情况下，进入步骤S410(步骤S408)。然后，进行控制以切断逆变器44的驱动动作，停止逆变器44对线圈16的驱动(步骤S410)。

这样，本实施方式的电动机驱动方法判断对电动机提供的电源电压Vcc是否为超过第一规定电压Vt1的过电压，当判断为是超过电压Vt1的过电压时，变更超前角量P以使对线圈16通电的电流量变大，来对线圈16进行通电驱动。并且，判断对电动机提供的电源电压Vcc是否为超过第二规定电压Vt2的过电压，当判断为是超过电压Vt2的过电压时，切断对线圈16的通电。

通过使无刷电动机10包含执行这样的电动机驱动方法的功能，也能够抑制电源线Pw的电压上升，并且在变为超过第二规定电压那样的过电压时，能够判断为真正的电压异常而停止电动机驱动，能够防止过电压所引起的电动机的异常动作。

另外，与实施方式1、实施方式2同样地，作为实施本电动机驱动方法的具体的一个方法，只要构成为例如在电路基板13上搭载微型计算机并执行各步骤的处理即可。另外，也可以还追加通过使超前角量P减少来使电流量增加、或使超前角量P每次增加或减少变更值dP等的结构。

另外，在切断控制部57的功能、步骤S410的处理中，列举停止对线圈16的驱动的例子进行了说明，但是也可以构成为进行向上级器通知异常、或停止向无刷电动机10提供电源等其它的实现安全、保护那样的动作。

如上所述，本发明的电动机驱动方法判断对电动机提供的电源电压是否为超过规定的电压的过电压，当判断为是超过规定的电压的过电压时，变更超前角量以使对线圈通电的电流量变大，来对线圈进行通电驱动。

另外，本发明的电动机驱动装置是如下结构：当过电压判断部判断为是超过规定的电压的过电压时，超前角设定部将使对线圈通电的电流量变大那样的超前角量设定给通电定时生成部。

而且，本发明的无刷电动机是内置上述电动机驱动装置或一体地形成有上述电动机驱动装置的结构。

本发明通过这样的结构，在电源电压因例如电涌、噪声等的影响上升而变为超过规定的电压那样的过电压时，在维持当前的旋转动作的同时变更超前角量使电流量变大。而且，通过该动作吸收了电压上升形成的过电压的能量。因而，根据本发明，能够提供一种能够抑制电源线的电压上升并能够在稳定的电源环境下进行动作的电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机。

产业上的可利用性

本发明的电动机驱动方法、电动机驱动装置以及无刷电动机能够抑制在通电驱动过程中产生的电源线的电压上升，并能够在稳定的电源环境下进行动作，因此对于电气设备中使用的电动机是有用的，特别优选利用于电源电压的变动剧烈的车载用电动机。

附图标记说明

10：无刷电动机；11：定子；12：转子；13：电路基板；14：电动机盒；14a：盒主体；14b：盒盖；15：定子铁芯；16：线圈；16a：引出线；17：转子框架；18：永磁体；19：轴承；20：旋转轴；21：支承部件；31：电路部件；38：位置检测传感器；40、60、70、80：电动机驱动装置；41：旋转控制部；42：驱动波形生成部；43：PWM电路；44：逆变器；45：通电定时生成部；46：速度信号生成部；47：超前角设定部；50：电源端子；51：电压测量部；52、82：过电压判断部；56：计时器；57：切断控制部；58：电压-时间转换表。

Claims (12)

1.一种电动机驱动方法，在包括卷绕线圈得到的定子和与上述定子相对置且旋转自如地进行配置的转子的电动机中，在基于超前角量的相位的通电定时对上述线圈进行通电驱动来使上述转子旋转，该电动机驱动方法的特征在于，

判断对上述电动机提供的电源电压是否超过规定的电压，

当判断为超过上述规定的电压时，变更上述超前角量以使对上述线圈通电的电流量变大来对上述线圈进行通电驱动。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，

在上述电源电压未超过规定的电压时，控制上述超前角量以使上述电流量变小，当判断为超过上述规定的电压时，控制上述超前角量以使上述电流量变大。

3.根据权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，

通过进行反馈控制以使上述转子追随指示转速进行旋转，来使上述转子旋转。

4.根据权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，

当判断为超过上述规定的电压时，在规定的期间变更上述超前角量以使对上述线圈通电的上述电流量变大，

在上述规定的期间之后还判断为超过上述规定的电压时，切断对上述线圈的通电。

5.根据权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，

将上述规定的电压设为第一规定电压，将第二规定电压设为高于上述第一规定电压的电压，

判断上述电源电压是否超过上述第一规定电压，还判断上述电源电压是否超过上述第二规定电压，

当判断为超过上述第一电压时，变更上述超前角量以使对上述线圈通电的电流量变大，来对上述线圈进行通电驱动，

当判断为超过上述第二电压时，切断对上述线圈的通电。

6.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备执行根据权利要求1所述的电动机驱动方法的功能，在基于上述超前角量的上述通电定时对上述线圈进行通电驱动。

7.一种电动机驱动装置，在包括卷绕线圈得到的定子和与上述定子相对置且旋转自如地进行配置的转子的电动机中，在基于超前角量的相位的通电定时对上述线圈进行通电驱动来使上述转子旋转，该电动机驱动装置的特征在于，具备：

通电定时生成部，其生成基于上述超前角量的相位的上述通电定时；

驱动波形生成部，其生成用于驱动上述线圈的波形信号，在基于上述通电定时的定时输出上述波形信号；

PWM电路，其生成利用从上述驱动波形生成部提供的上述波形信号进行脉宽调制得到的驱动脉冲信号；

逆变器，其根据上述驱动脉冲信号对上述线圈进行通电；

过电压判断部，其判断对上述电动机提供的电源电压是否超过规定的电压；以及

超前角设定部，其对上述通电定时生成部设定上述超前角量，

其中，当上述过电压判断部判断为超过上述规定的电压时，上述超前角设定部对上述通电定时生成部设定使对上述线圈通电的电流量变大那样的上述超前角量。

8.根据权利要求7所述的电动机驱动装置，其特征在于，

在上述过电压判断部判断为未超过上述规定的电压时，上述超前角设定部控制上述超前角量以使上述电流量变小，在上述过电压判断部判断为超过上述规定的电压时，设定使上述电流量变大那样的上述超前角量。

9.根据权利要求7所述的电动机驱动装置，其特征在于，

还具备旋转控制部，该旋转控制部生成基于指示转速与检测转速的偏差的旋转控制信号，

上述驱动波形生成部生成与上述旋转控制信号相应的振幅的上述波形信号。

10.根据权利要求7所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具备：

计时器，其从上述过电压判断部判断为超过上述规定的电压时开始计量规定时间的经过；以及

切断控制部，其按照切断指示信号切断对上述线圈的通电，

其中，上述计时器在判断为经过了上述规定时间时，将指示切断的上述切断指示信号输出到上述切断控制部。

11.根据权利要求7所述的电动机驱动装置，其特征在于，

还具备切断控制部，该切断控制部切断对上述线圈的通电，

上述过电压判断部判断对上述电动机提供的上述电源电压是否超过第一规定电压，还判断上述电源电压是否超过第二规定电压，

当上述过电压判断部判断为超过上述第一规定电压时，上述超前角设定部对上述通电定时生成部设定使对上述线圈通电的电流量变大那样的上述超前角量，

当上述过电压判断部判断为超过上述第二规定电压时，上述切断控制部切断对上述线圈的通电。

12.一种无刷电动机，其特征在于，内置有根据权利要求7所述的电动机驱动装置或一体地形成有根据权利要求7所述的电动机驱动装置。

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