CN104854787B - 无传感器无刷直流电动机的驱动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

通过抑制因旋转变动引起的振动来减小噪音，并使驱动电动机的电流接近同步时的状态，且只消耗维持旋转所必需的电流；驱动机构通过按照一定的周期将用于决定无传感器无刷直流电动机的转子旋转位置的通电模式进行切换，从而驱动无传感器无刷直流电动机；检测机构检测表示转子的换相的过零信号；计算机构计算表示检测出的过零信号数量的比例的同步判断率；脉宽控制机构以使计算出的同步判断率进入目标范围内的方式对驱动机构的PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

Description

无传感器无刷直流电动机的驱动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及无传感器无刷直流电动机的驱动装置及其控制方法。

背景技术

在以无传感器方式驱动无刷直流电动机(BLDCM)的无传感器控制中，通过检测与反电动势的中性点的过零信号而进行旋转同步控制(例如，参照专利文献1)。

在无传感器控制下使电动机起动时，以一定转速进行换相并检测过零信号，从而使无刷直流电动机追随过零信号而起动。

在油泵用电动机中，当油温低时，油的粘度高，因此存在由于空化(cavitation)等的原因而导致转速受到限制的情况。由于转速低时反电动势小，因此难以进行过零信号的检测。

已提出有如下发明，即：根据油温进行控制，在低温下以一定转速进行旋转，当变为高温或者经过一定时间后则使旋转同步(例如，参照专利文献2)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本公报、特开2003-111482号

专利文献2：日本公报、特开2005-214216号

但是，在以一定转速使电动机旋转(进行了换相)后，当由驱动电流产生的驱动力矩比由于油的粘度产生的制动力矩大时，由于在换相的初期电动机旋转完之后直至下一次换相为止电动机都处于停止状态，因此导致因旋转变动而产生噪音。

另外，在以一定转速使电动机旋转后，当由驱动电流产生的驱动力矩比由于油的粘度产生的制动力矩小时，电动机的旋转迟于换相操作且以存在转差的状态旋转，因此导致因旋转变动而产生噪音。

在以一定转速使电动机旋转后，如果因油的粘度产生的制动力矩与由驱动电流产生的驱动力矩相同，则恰如同步一般进行旋转，因此不会产生因旋转变动引起的噪音，但是，由于转速低而难以进行同步判断。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述课题，即提供一种：能够通过抑制因旋转变动引起的振动来减小噪音，并使驱动电动机的电流接近同步时的状态，且只消耗维持旋转所必需的电流的驱动装置及控制方法、以及程序。

为了解决上述课题，本发明的驱动装置的一个方面为具备：驱动机构，其通过按照一定的周期将用于决定无传感器无刷直流电动机的转子旋转位置的通电模式进行切换，从而驱动无传感器无刷直流电动机；检测机构，其检测表示转子的换相的过零信号；计算机构，其计算表示检测出的过零信号数量的比例的同步判断率；以及PWM驱动Duty控制机构，其以使计算出的同步判断率进入目标范围内的方式对驱动机构的PWM(Pulse widthModulation)驱动Duty的脉宽进行控制。

另外，本发明的驱动装置的一个方面是在上述构成的基础上，PWM驱动Duty的脉宽控制机构，根据同步判断率与第一阈值的比较结果、或同步判断率与比第一阈值小的第二阈值的比较结果，而减小PWM驱动Duty的脉宽、或增大PWM驱动Duty的脉宽、或维持PWM驱动Duty的脉宽。

进而，本发明的驱动装置的一个方面是在上述构成的基础上，在上次的PWM驱动Duty的脉宽控制中同步判断率比第一阈值小或为第二阈值以下的情况下，当在本次的PWM驱动Duty的脉宽控制中同步判断率比第一阈值小时，PWM驱动Duty的脉宽控制机构将PWM驱动Duty的脉宽减小，而当在本次的PWM驱动Duty的脉宽控制中同步判断率为第一阈值以上时，PWM驱动Duty的脉宽控制机构维持PWM驱动Duty的脉宽；在上次的PWM驱动Duty的脉宽控制中同步判断率为第一阈值以上或大于第二阈值的情况下，当在本次的PWM驱动Duty的脉宽控制中同步判断率比第二阈值大时，PWM驱动Duty的脉宽控制机构将PWM驱动Duty的脉宽增大，而当在本次的PWM驱动Duty的脉宽控制中同步判断率为第二阈值以下时，PWM驱动Duty的脉宽控制机构维持PWM驱动Duty的脉宽。

进而，本发明的驱动装置的一个方面是在上述构成的基础上，PWM驱动Duty控制机构，从作为预先设定的初始宽度的PWM驱动Duty的脉宽起开始对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

本发明的驱动装置的一个方面是在上述构成的基础上，上述PWM驱动Duty的脉宽控制机构，从作为根据油温设定的初始宽度的上述PWM驱动Duty的脉宽起开始对上述PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

另外，本发明的控制方法的一个方面为：通过按照一定的周期将用于决定无传感器无刷直流电动机的转子旋转位置的通电模式进行切换而被驱动的无传感器无刷直流电动机的控制方法，该控制方法包括：检测步骤，在该步骤中检测表示无传感器无刷直流电动机的转子的换相的过零信号；计算步骤，在该步骤中计算表示检测出的过零信号数量的比例的同步判断率；以及PWM驱动Duty的脉宽控制步骤，在该步骤中以使计算出的同步判断率进入目标范围内的方式对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

进而，本发明的程序的一个方面为：使对通过按照一定的周期将用于决定无传感器无刷直流电动机的转子旋转位置的通电模式进行切换由此而被驱动的无传感器无刷直流电动机进行控制的计算机执行包括以下步骤的处理：计算步骤，在该步骤中计算表示过零信号数量的比例的同步判断率，其中，该过零信号表示无传感器无刷直流电动机的转子的换相；PWM驱动Duty的脉宽控制步骤，在该步骤中以使计算出的同步判断率进入目标范围内的方式对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

(发明效果)

根据本发明的一个方面，能够提供通过抑制因旋转变动引起的振动来减小噪音，并使驱动电动机的电流接近同步时的状态且只消耗维持旋转所必需的电流的驱动装置及控制方法、以及程序。

附图说明

图1是表示冷却系统的构成例的方块图。

图2是说明无刷直流电动机的驱动方法及电动机的反电动势的图。

图3是表示通过微型计算机21执行控制程序而实现的功能构成的方块图。

图4是表示同步判断率与驱动Duty之间关系的例子的图。

图5是表示-30℃的油温下的同步判断率特性与油流量之间关系的例子的图。

图6是表示相对于同步判断率的驱动Duty的控制概念的图。

图7是表示相对于同步判断率的驱动Duty控制的步长值的例子的图。

图8是表示参数及参数值的例子的图。

图9是对最佳步长值的控制处理进行说明的流程图。

图10是对上次Duty+模式的处理进行说明的流程图。

图11是对上次Duty-模式的处理进行说明的流程图。

图12是对Duty最小/最大变化中模式的处理进行说明的流程图。

(符号说明)

1...冷却系统 11...电动油泵控制器

12...电动机 13...泵

14...油盘 15...油冷却器

16...被冷却设备 17...油温传感器

18...上位控制器 21...微型计算机

22...驱动电路 23...检测电路

24...通信电路 31...微型计算机

32...通信电路 51...电动机Duty设定控制处理部

71...同步判断率计算部 72...模式设定处理部

73...判断部 74...Duty增减处理部

具体实施方式

以下，参照图1～图12对本发明一实施方式的冷却系统进行说明。

图1是表示冷却系统的构成例的方块图。冷却系统1通过使冷却用油循环而将电动机或发电机等的被冷却设备进行冷却。冷却系统1包括电动油泵控制器11、电动机12、泵13、油盘14、油冷却器15、被冷却设备16、油温传感器17、以及上位控制器18。

电动油泵控制器11根据来自上位控制器18的指令驱动并控制电动机12。电动机12是无传感器无刷直流电动机，其驱动泵13。泵13例如是旋转式容积泵，其抽吸贮存在油盘14的储油槽中的冷却用油，并经由油冷却器15将冷却用油加压输送至被冷却设备16。油冷却器15对流经其内的油进行散热。被冷却设备16为电动机或发电机等，其利用从泵13加压输送来的油被冷却。将被冷却设备16冷却后的油被送回至油盘14中。

油温传感器17设置在油盘14上，其检测贮存在油盘14的储油槽中的冷却用油的温度(以下称为“油温”)，并将表示检测到的温度的油温信号供给至上位控制器18。

电动油泵控制器11由微型计算机21、驱动电路22、检测电路23、以及通信电路24构成。微型计算机21由通用的微型计算机或电动机控制专用的微型计算机等构成，微型计算机21通过执行控制程序而进行各种处理。微型计算机21根据来自检测电路23的信号或由通信电路24接收的来自上位控制器18的指令等，对驱动电路22进行控制。

驱动电路22是驱动机构的一例，其在微型计算机21的控制下，按照一定的周期将用于决定电动机12的转子旋转位置的通电模式(power supply pattern)进行切换，由此对电动机12进行驱动，其中，电动机12为无传感器无刷直流电动机。

微型计算机21按照图2的通电模式对驱动电路22的U、V、W及u、v、w的通电模式依次进行切换，由此对电动机的转速进行控制。

进而，在微型计算机21的控制下，通过对驱动电路22的u、v、w的脉宽调制驱动占空比(以下，称为“PWM驱动Duty”)的脉宽进行控制，从而控制电动机的驱动电流并控制电动机的驱动力矩。

检测电路23是检测机构的一例，其由滤波器或比较电路、逻辑电路、A/D转换器(模数转换器)等构成，该检测电路23检测图2所示的电动机12的反电动势，生成表示电动机12状态的信号并将该信号供给至微型计算机21。检测电路23检测过零(zero-cross)信号，该过零信号表示作为无传感器无刷直流电动机的电动机12的转子的换相(phaseswitching)。

通信电路24与上位控制器18进行通信，从而获取来自上位控制器18的指令，或者将表示电动油泵控制器11或电动机12状态的信号供给至上位控制器18。

上位控制器18由微型计算机31和通信电路32构成。微型计算机31由通用的微型计算机构成，其执行上位控制程序，并从油温传感器17获取油温信号，从而执行对电动油泵控制器11发送指示等的各种处理。通信电路32与电动油泵控制器11进行通信，从而向电动油泵控制器11发送指令，或者，从电动油泵控制器11获取表示电动油泵控制器11或电动机12的状态的信号。

上位控制器18根据被冷却设备16的状态或来自油温传感器17的油温信号，判断是否使驱动泵13的电动机12停止、或使电动机12同步动作、或在该控制(最佳步长值控制)下使电动机12动作，并经由通信电路32对电动油泵控制器11发送指示。进而，根据情况经由通信电路32将油温信号供给至电动油泵控制器11。

图3是表示通过微型计算机21执行控制程序而实现的功能构成的方块图。当微型计算机21执行控制程序时，实现电动机Duty(占空比)设定控制处理部51的功能。

在同步动作的情况下，电动机Duty设定控制处理部51根据来自检测电路23的过零信号将驱动电动机12的通电模式切换为与过零信号同步，并且，设定由上位控制器18通过通信指示的PWM驱动Duty的脉宽并对驱动电路22指示该PWM驱动Duty的脉宽，由此对电动机12的驱动进行控制。

在该控制(最佳步长值控制)下进行动作时，电动机Duty设定控制处理部51将通电模式按照一定的周期进行切换，并且，根据来自检测电路23的过零信号设定驱动电动机12的PWM驱动Duty的脉宽，并对驱动电路22指示该PWM驱动Duty的脉宽，由此对电动机12的驱动进行控制。

以下，对在该控制下的动作情况进行说明。

电动机Duty设定控制处理部51包括同步判断率计算部71、模式设定处理部72、判断部73、以及Duty(占空比)增减处理部74。

同步判断率计算部71是计算机构的一例，其计算出表示在检测电路23中检测出的过零信号的数量比例的同步判断率。例如，在理论上每隔60°电角度从作为无传感器无刷直流电动机的电动机12输出一个过零信号的情况下，同步判断率计算部71计算出下述值并将其作为同步判断率，该值是指：以在最大能够取得90的过零信号的采样中所取得的来自检测电路23的过零信号数量除采样最大量(该情况下为90)所得的百分比形式的值。

模式设定处理部72根据电动机Duty设定控制处理部51的控制状态，将电动机Duty设定控制处理部51的模式设定成上次Duty+模式(即，上次占空比增加模式)、上次Duty-模式(即，上次占空比减小模式)、或Duty最小/最大变化中模式中的任意一种模式。

判断部73将同步判断率与判断值H、判断值L、或判断值LL进行比较，从而判断同步判断率是否进入目标范围内。判断值H、判断值L以及判断值LL被预先设定。判断值H的值大于判断值L的值，判断值L的值大于判断值LL的值。

Duty增减处理部74为PWM驱动Duty脉宽控制机构的一例，其以计算出的同步判断率进入目标范围内的方式控制驱动电路22的PWM驱动Duty的脉宽。例如，Duty增减处理部74根据电动机Duty设定控制处理部51的模式及判断部73的判断结果，使PWM驱动Duty的脉宽增加或减小。

在此，对油温低时的同步判断率与PWM驱动Duty的脉宽(以下，也称为“驱动Duty”)之间的关系进行说明。图4是表示同步判断率与驱动Duty之间关系(以下，称为“同步判断率特性”)的例子的图。在图4中，纵轴表示同步判断率，横轴表示驱动Duty。在图4中，粗线、实线、虚线、点划线、以及双点划线分别表示油温为-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃时的同步判断率特性。

无论在哪一油温下，同步判断率特性均呈倒V字状。即，相对于同步判断率的规定最大值，当驱动Duty变大时，同步判断率的值变小，另外，当驱动Duty变小时，同步判断率的值变小。另外，当油温变低时，同步判断率特性的顶点位于驱动Duty大的一侧。

另外，如果油温变高，则即使驱动Duty小也能够进行驱动，因此，峰值的驱动Duty也变小(图中，偏向左侧)。另外，当油温变高且油粘度变低时，旋转情况发生波动，因此峰值的同步判断率变低。

图5是表示-30℃的油温下的同步判断率特性与油流量之间关系的例子的图。在图5中，方形标记表示同步判断率特性，圆形标记表示油的流量。

如图5所示，随着驱动Duty变大，油流量增加，并且油流量在约0.24L/min时达到顶点。观察油流量与同步判断率特性之间的关系可知，在呈倒V字状的同步判断率特性右侧的斜坡、即20％左右的驱动Duty上，油流量变为最高并达到顶点。在该同步判断率特性右侧的斜坡范围内，电动机12产生加压输送油时所需的足够的(非过量或不足)驱动力矩。即，在该范围内，电动机12的驱动力矩不会不足，另外也不会过量。因此，因旋转变动引起的振动受到抑制而噪音变小，驱动电动机12的电流接近同步时的状态，且只消耗维持旋转所必需的电流。由此，即使进一步增大驱动Duty，油的流量也不会增加，会导致消耗无用的电流，而且噪音变大。

因此，在油温低时，电动油泵控制器11以使同步判断率维持在呈倒V字状的同步判断率特性的右侧斜坡上的方式对驱动Duty进行控制。

图6是表示电动油泵控制器11的相对于同步判断率控制驱动Duty的概念的图。在图6中，图像(image)1和图像(image)2表示规定油温下的倒V字状的同步判断率特性，并且，当油温进一步变低时，同步判断率特性从图像2朝向图像1的方向进行移动。原则上，当同步判断率小于判断值H时，电动油泵控制器11将驱动Duty仅减小1，当同步判断率大于判断值L时，电动油泵控制器11将驱动Duty仅增大1。通过如此进行，将PWM驱动Duty的脉宽控制为使同步判断率进入目标范围内。

另外，为了使同步判断率尽可能早地移动到控制区内，原则上，在同步判断率小于判断值LL时，电动油泵控制器11将驱动Duty仅减小2。

另外，在以256分之1为单位对PWM驱动Duty的脉宽进行控制时，将驱动Duty仅增大1是指：相对于PWM驱动Duty的脉宽的最大值，将PWM驱动Duty的脉宽仅增大0.39％这一情况，将驱动Duty仅减小1是指：相对于PWM驱动Duty的脉宽的最大值，将PWM驱动Duty的脉宽仅减小0.39％这一情况，将驱动Duty仅减小2是指：相对于PWM驱动Duty的脉宽的最大值，将PWM驱动Duty的脉宽仅减小0.78％这一情况。

另外，对PWM驱动Duty的脉宽的控制是从被设定为20％的控制初始Duty开始。即，从作为预先设定的初始宽度的PWM驱动Duty的脉宽起，开始对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

进而，在从上位控制器经由通信电路供给了油温信息时，根据油温设定控制初始Duty，例如，在油温为-30℃时，将控制初始Duty设定为20％，在油温为-15℃时，将控制初始Duty设定为10％，并从这些控制初始Duty起开始对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。即，从作为根据油温而设定的初始宽度的PWM驱动Duty的脉宽起，开始对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

图7是表示电动油泵控制器11的相对于同步判断率控制驱动Duty时的步长值的例子的图。如上所述，模式设定处理部72根据电动机Duty设定控制处理部51的控制状态，将电动机Duty设定控制处理部51的模式设定为上次Duty+模式、上次Duty-模式、或Duty最小/最大变化中模式中的任一种模式。

在电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty-模式的情况下，当同步判断率小于判断值H时，使驱动Duty仅减小1，电动机Duty设定控制处理部51的下次模式被设定为上次Duty-模式。

在电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty-模式的情况下，当同步判断率小于判断值LL时，使驱动Duty仅减小2，电动机Duty设定控制处理部51的下次模式被设定为上次Duty-模式。

在电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty-模式的情况下，当同步判断率为判断值H以上时，使驱动Duty保持不变，电动机Duty设定控制处理部51的下次模式被设定为上次Duty+模式。在此，驱动Duty被保持不变是指驱动Duty的值被维持而不变更的意思。

在电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty+模式的情况下，当同步判断率大于判断值L时，使驱动Duty仅增大1，电动机Duty设定控制处理部51的下次模式被设定为上次Duty+模式。

在电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty+模式的情况下，当同步判断率为判断值L以下时，驱动Duty被保持不变，电动机Duty设定控制部51的下次模式被设定为上次Duty-模式。

图8是表示电动油泵控制器11的参数及参数值的例子的图。例如，在电动油泵控制器11中使用如下参数及参数值：设定为20％的判断值H、设定为10％的判断值L、设定为5％的判断值LL、设定为20％的控制初始Duty、设定为5.9％的控制Duty最小值、设定为35％的控制Duty最大值、设定为90的同步判断率采样数、以及设定为10的同步判断率停止数。

该情况下，在能够获取规定采样次数即最大90的过零信号的采样结束时刻，执行以下说明的最佳步长值(step value)控制处理，然后，仅在能够获取最大10的过零信号的采样期间停止采样。即，仅在与同步判断率采样数相对应的期间获取过零信号，且仅在与同步判断率停止数相对应的期间停止采样，并且重复进行上述两操作。

另外，在驱动Duty达到被设定为5.9％的控制Duty最小值时，判断为从同步判断率特性的左侧斜坡的低位置处开始，并使驱动Duty为被设定成35％的控制Duty最大值。

接着，对最佳步长值的控制处理进行说明。

图9是对最佳步长值的控制处理进行说明的流程图。

在步骤S11中，电动机Duty设定控制处理部51的模式设定处理部72判断是否为停止模式。另外，从被设定为20％的控制初始Duty起开始对PWM驱动Duty的脉宽进行控制。

当在步骤S11中判断为不是停止模式时，在步骤S12中，模式设定处理部72判断是否为未接收同步判断率的状态。

当在步骤S12中判断为未接收同步判断率的状态时，在步骤S13中，模式设定处理部72从同步判断率计算部71接收同步判断率。

在步骤S14中，模式设定处理部72向同步判断率计算部71通知已接收同步判断率。

在步骤S15中，模式设定处理部72判断电动机Duty设定控制处理部51的目前模式是否为上次Duty+模式。

当在步骤S15中判断为电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty+模式时，处理进入步骤S16，执行上次Duty+模式的处理。

在执行了上次Duty+模式的处理之后，电动机Duty设定控制处理部51对驱动电路22指示PWM驱动Duty的脉宽，然后结束最佳步长值的控制处理。

当在步骤S15中判断为电动机Duty设定控制处理部51的目前模式不是上次Duty+模式时，处理进入步骤S17，模式设定处理部72判断电动机Duty设定控制处理部51的目前模式是否为上次Duty-模式。

当在步骤S17中判断为电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为上次Duty-模式时，处理进入步骤S18，执行上次Duty-模式的处理，然后，电动机Duty设定控制处理部51对驱动电路22指示PWM驱动Duty的脉宽，然后结束最佳步长值的控制处理。

当在步骤S17中判断为电动机Duty设定控制处理部51的目前模式不是上次Duty-模式时，处理进入步骤S19，模式设定处理部72判断电动机Duty设定控制处理部51的目前模式是否为Duty最小/最大变化中模式。

当在步骤S19中判断为电动机Duty设定控制处理部51的目前模式为Duty最小/最大变化中模式时，处理进入步骤S20，执行Duty最小/最大变化中模式的处理，然后，结束最佳步长值的控制处理。

当在步骤S19中判断为电动机Duty设定控制处理部51的目前模式不是Duty最小/最大变化中模式时，结束最佳步长值的控制处理。

当在步骤S11中判断为停止模式时，结束最佳步长值的控制处理。

图10是对上次Duty+模式的处理进行说明的流程图。

在步骤S41中，判断部73将同步判断率与被设定为10％的判断值L进行比较，从而判断同步判断率是否大于判断值L。

当在步骤S41中判断为同步判断率大于判断值L时，处理进入步骤S42，Duty增减处理部74将驱动Duty仅增大1。即，在该情况下，Duty增减处理部74使PWM驱动Duty的脉宽相对于目前的PWM驱动Duty的脉宽仅增大0.39％。

在步骤S43中，判断部73将驱动Duty与被设定为35％的控制Duty最大值进行比较，从而判断驱动Duty是否为控制Duty最大值以上。

当在步骤S43中判断为驱动Duty为控制Duty最大值以上时，处理进入步骤S44，Duty增减处理部74将驱动Duty设定为控制Duty最大值，然后结束上次Duty+模式的处理。

当在步骤S43中判断为驱动Duty并非控制Duty最大值以上时，直接结束上次Duty+模式的处理。

当在步骤S41中判断为同步判断率不大于判断值L时，处理进入步骤S45，模式设定处理部72将电动机Duty设定控制处理部51的模式设定为上次Duty-模式，然后结束上次Duty+模式的处理。

图11是对上次Duty-模式的处理进行说明的流程图。

在步骤S61中，判断部73将同步判断率与被设定为20％的判断值H进行比较，从而判断同步判断率是否小于判断值H。

当在步骤S61中判断为同步判断率小于判断值H时，处理进入步骤S62，判断部73将同步判断率与被设定为5％的判断值LL进行比较，从而判断同步判断率是否为判断值LL以下。

当在步骤S62中判断为同步判断率为判断值LL以下时，处理进入步骤S63，Duty增减处理部74将驱动Duty仅减小2。即，在该情况下，Duty增减处理部74将PWM驱动Duty的脉宽相对于目前的PWM驱动Duty的脉宽仅减小0.78％。

在步骤S64中，判断部73将驱动Duty与被设定为5.9％的控制Duty最小值进行比较，从而判断驱动Duty是否为控制Duty最小值以下。

当在步骤S64中判断为驱动Duty为控制Duty最小值以下时，处理进入步骤S65。

在步骤S65中，Duty增减处理部74将驱动Duty设定为控制Duty最大值。

在步骤S66中，模式设定处理部72将电动机Duty设定控制处理部51的模式设定成Duty最小/最大变化中模式，然后结束上次Duty-模式的处理。

当在步骤S64中判断为同步判断率并非控制Duty最小值以下时，结束上次Duty-模式的处理。

当在步骤S62中判断为同步判断率并非判断值LL以下时，处理进入步骤S67，Duty增减处理部74将驱动Duty仅减小1。即，在该情况下，Duty增减处理部74将PWM驱动Duty的脉宽相对于脉宽最大值仅缩小0.39％。然后，处理进入步骤S64。

当在步骤S61中判断为同步判断率不小于判断值H时，处理进入步骤S68，模式设定处理部72将电动机Duty设定控制处理部51的模式设定为上次Duty+模式，然后结束上次Duty-模式的处理。

图12是对Duty最小/最大变化中模式的处理进行说明的流程图。

在步骤S91中，判断部73判断驱动Duty是否为被设定为35％的控制Duty最大值以上。

当在步骤S91中判断为驱动Duty为被设定为35％的控制Duty最大值以上时，处理进入步骤S92，模式设定处理部72将电动机Duty设定控制处理部51的模式设定为上次Duty-模式，然后结束Duty最小/最大变化中模式的处理。

当在步骤S91中判断为驱动Duty并非被设定为35％的控制Duty最大值以上时，直接结束Duty最小/最大变化中模式的处理。

如上所述，驱动电路22按照对用于决定作为无传感器无刷直流电动机的电动机12转子旋转位置的通电相进行切换的模式(pattern)来驱动电动机12，检测电路23检测表示转子换相的过零信号，同步判断率计算部71计算出表示检测出的过零信号数量的比例的同步判断率，Duty增减处理部74以使计算出的同步判断率进入目标范围内的方式对驱动电路22的PWM驱动Duty的脉宽进行控制，由此，能够使电动机12的驱动力矩不会出现过量或不足，并通过抑制因旋转变动引起的振动而减小噪音，使驱动电动机12的电流接近同步时的状态且只消耗维持旋转所必需的电流。

具体而言，在例如油温为-30℃时(图4、图5)，由于从被设定为20％的初始Duty起开始对PWM驱动Duty的脉宽进行控制，因此，直至同步判断率变为10％以下(图10的步骤S41)为止一直维持上次Duty+模式(重复步骤S11至步骤S16的处理)，从而驱动Duty增大。随着驱动Duty的增大，同步判断率降低，当同步判断率变为10％以下时(驱动Duty变为约24％时)，变为上次Duty-模式。此次，直至同步判断率变为20％以上为止(图11的步骤S61)，一直维持上次Duty-模式(重复步骤S11至步骤S14、步骤S17、S18的处理)，从而驱动Duty减小。随着驱动Duty的减小，同步判断率上升，当同步判断率变为20％以上时(驱动Duty变为约22％时)，变为上次Duty+模式。上述的处理被反复进行。即，能够控制为使电动机12的驱动力矩不会出现过量或不足，且能够保持油流量呈最高的状态(同步判断率特性的右侧斜坡上的位置)(图5)。

另外，伴随着该处理，油温上升，当油温例如变为-25℃时(图4)，通过上次Duty-模式使得驱动Duty进一步减小，并将驱动Duty控制在约17％～18％之间。即，当油温为-25℃时，能够控制为使电动机12的驱动力矩不会过量或不足，并能够保持油流量呈最高的状态。

另外，以上以对驱动Duty进行控制的情况为例进行了说明，但是也能够对流经电动机的电流大小进行控制。

另外，关于计算机所执行的程序，可以是按照本说明书中所说明的顺序按时序进行处理的程序，也可以是并行地进行处理、或者在进行调用时等必要时刻进行处理的程序。

另外，本发明的实施方式并非限定于上述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。

Claims (6)

1.一种无传感器无刷直流电动机的驱动装置，其特征在于，具备：

驱动电路，其通过按照一定的周期将用于决定无传感器无刷直流电动机的转子旋转位置的通电模式进行切换，从而驱动所述无传感器无刷直流电动机；

检测电路，其检测表示所述转子的换相的过零信号；

处理器，其计算同步判断率，并且，对被供给到所述驱动电路中的脉宽调制驱动占空比的脉宽进行控制，以按照使计算出的所述同步判断率进入目标范围内的方式对从所述驱动电路供给至所述无传感器无刷直流电动机的驱动电流进行控制，

其中，所述同步判断率是指：以在规定的采样期间中由所述检测电路检测出的过零信号数量除在该采样期间中理论上能够得到的过零信号的最大量所得的值。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

所述处理器，根据所述同步判断率与第一阈值的比较结果、或所述同步判断率与比所述第一阈值小的第二阈值的比较结果，而减小所述脉宽调制驱动占空比的脉宽、或增大所述脉宽调制驱动占空比的脉宽、或维持所述脉宽调制驱动占空比的脉宽。

3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，

在上次的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽控制中所述同步判断率比所述第一阈值小或为所述第二阈值以下的情况下，当在本次的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽控制中所述同步判断率比所述第一阈值小时，所述处理器将所述脉宽调制驱动占空比的脉宽减小，而当在本次的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽控制中所述同步判断率为所述第一阈值以上时，所述处理器维持所述脉宽调制驱动占空比的脉宽；

在上次的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽控制中所述同步判断率为所述第一阈值以上或大于所述第二阈值的情况下，当在本次的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽控制中所述同步判断率比所述第二阈值大时，所述处理器将所述脉宽调制驱动占空比的脉宽增大，而当在本次的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽控制中所述同步判断率为所述第二阈值以下时，所述处理器维持所述脉宽调制驱动占空比的脉宽。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

所述处理器，从作为预先设定的初始宽度的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽起开始对所述脉宽调制驱动占空比的脉宽进行控制。

5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

所述处理器，从作为根据油温设定的初始宽度的所述脉宽调制驱动占空比的脉宽起开始对所述脉宽调制驱动占空比的脉宽进行控制。

6.一种控制方法，其是无传感器无刷直流电动机的控制方法，所述无传感器无刷直流电动机是通过按照一定的周期将用于决定所述无传感器无刷直流电动机的转子旋转位置的通电模式进行切换而被驱动，

所述控制方法的特征在于，包括：

检测步骤，在该步骤中检测表示所述无传感器无刷直流电动机的转子的换相的过零信号；

计算步骤，在该步骤中计算同步判断率，该同步判断率是指：以在规定的采样期间中通过所述检测步骤检测出的过零信号数量除在该采样期间中理论上能够得到的过零信号的最大量所得的值；以及

脉宽调制驱动占空比的脉宽控制步骤，在该步骤中以使计算出的所述同步判断率进入目标范围内的方式对脉宽调制驱动占空比的脉宽进行控制。