CN106817050A - 无刷直流马达的驱动控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种无刷直流BLDC马达的驱动控制方法，该方法包括：初始驱动命令输入步骤(S100)，用于向BLDC马达初始地输入驱动命令；第一位置对准步骤(S200)，用于使BLDC马达的转子强制性对准预定位置；强制驱动步骤(S300)，用于通过使BLDC马达的转子加速来强制性驱动BLDC马达的经强制性对准的转子；反馈控制步骤(S400)，用于执行BLDC马达的反馈控制；驱动停止步骤(S500)，用于向BLDC马达输入停止命令；以及第二位置对准步骤(S600)，用于再次使BLDC马达的转子强制性对准所述预定位置。

Description

无刷直流马达的驱动控制方法
技术领域
本发明涉及无刷直流BLDC马达的驱动控制方法，更具体地涉及一种以下BLDC马达的驱动控制方法：在初始驱动BLDC马达之后，每当驱动该BLDC马达时，通过强制对准而跳过转子的初始位置对准步骤来在最短时间内驱动BLDC马达并且执行BLDC马达的反馈控制。
背景技术
小型精密控制马达大致分为AC马达、DC马达、BLDC(无刷)马达以及磁阻马达。
近年来，由于控制装置的种类以及高品质车辆的增加，作为若干电子装置以及精密装置的驱动源和控制源，小型马达成为影响相关产品开发及竞争力的关键部件。因此，要求驱动马达更小、更低噪声以及更低耗电等。
BLDC马达不具有电刷和换向器，所以它不产生机械磨损、火花以及噪声，并且BLDC马达的速度控制或扭矩控制是优秀的。此外，没有由速度控制带来的损失，作为小型马达其效率是优秀的。
此外，由于BLDC马达具有优点如在不需要维护的情况下容易小型化、耐久性强和寿命长，因此越来越需要用于电子产品。
图1为现有BLDC马达的控制装置的控制框图。
现有BLDC马达(10)的控制装置包括逆变器(70)、位置检测器(20)及PWM处理器(50)，并且逆变器(70)将由桥式二极管(未在图1中描述)施加的直流电压转换为交流电压。
当交流电压施加于BLDC马达(10)时，BLDC马达(10)的转子被旋转，并且随着转子的旋转，位置检测器(20)检测转子的位置，接着向驱动信号生成器(30)和速度控制器(40)输出控制信号。
速度控制器(40)利用关于由位置检测器(20)提供的转子位置的信息来确定BLDC马达的旋转速度。
驱动信号生成器(30)生成用于由逆变器(70)组成的每个晶体管的接通/切断操作的驱动信号，并向PWM处理器(50)输出该驱动信号。PWM处理器(50)随着从速度控制器(40)输入的旋转速度的信息，对从驱动信号生成器(30)输入的驱动信号进行调制(即脉冲宽度调制)，以向门驱动器(60)输出经调制的驱动信号。
门驱动器(60)将经调制的驱动信号提供给由逆变器(70)组成的每个晶体管，并且每个晶体管执行接通/切断操作，以将交流电压提供给由BLDC马达(10)组成的每个定子的各个相(A，B，C)。因此，BLDC马达(10)的转子旋转。
为了平滑地驱动BLDC马达，转子的位置应与相电流的转换点精确地匹配。
这就是为什么，当最初驱动BLDC马达时，如果改变其模式，或在停止BLDC马达之后再次驱动BLDC马达时，选择强制驱动方法来修改BLDC马达的转子的初始位置。换言之，由于重复地强制性对准BLDC马达的转子，所以BLDC马达的启动时间变得延迟。
根据韩国专利第10-0327862号(Initial position detection and startingalgorithm of BLDC motor using inductance variation)，公开了一种初始驱动算法，其中，在不需要附加的传感器的情况下，BLDC马达通过根据电感的变化获得的脉冲串来检测停止状态下的旋转位置，并且平滑地执行初始驱动。
[现有技术文件]
[专利文件]
韩国专利第10-0327862号
发明内容
[技术问题]
本发明用于解决以上所提及的传统技术的问题。本发明的目的是提供一种以下BLDC马达的驱动控制方法：在初始驱动BLDC马达之后每当驱动该BLDC马达时通过强制对准跳过转子的初始位置对准步骤来在最短时间内驱动BLDC马达并且执行BLDC马达的反馈控制。
[技术解决方案]
在一个一般方面中，BLDC马达的驱动控制方法包括：初始驱动命令输入步骤(S100)，用于向BLDC马达初始地输入驱动命令；第一位置对准步骤(S200)，用于使BLDC马达的转子强制性对准预定位置；强制驱动步骤(S300)，用于通过使BLDC马达的转子加速来强制性驱动BLDC马达的经强制性对准的转子；反馈控制步骤(S400)，用于执行BLDC马达的反馈控制；驱动停止步骤(S500)，用于向BLDC马达输入停止命令；以及第二位置对准步骤(S600)，用于再次使BLDC马达的转子强制性对准预定位置。
在BLDC马达的驱动控制方法中，第二位置对准步骤(S600)可以使用BLDC驱动器的残余电流再次使所述BLDC马达的转子强制性对准预定位置。
在执行第二位置对准步骤(S600)之后，每当向BLDC马达输入驱动命令时，BLDC马达的驱动控制方法可以重复执行强制驱动步骤(S300)、反馈控制步骤(S400)、驱动停止步骤(S500)以及第二对准步骤(S600)。
在另一一般方面中，BLDC马达的驱动控制方法包括：初始驱动命令输入步骤(S10)，用于向BLDC马达初始地输入驱动命令；位置对准步骤(S20)，用于使BLDC马达的转子强制性对准预定位置；第一强制驱动步骤(S30)，用于通过使BLDC马达的转子加速来强制性驱动BLDC马达的经强制性对准的转子；反馈控制步骤(S40)，用于执行BLDC马达的反馈控制；驱动停止步骤(S50)，用于向BLDC马达输入停止命令；以及最终位置存储步骤(S60)，用于保存BLDC马达的转子的最终停止位置。
在BLDC马达的驱动控制方法中，最终位置存储步骤(S60)使用BLDC驱动器的残余电流来检测和保存BLDC马达的转子的最终停止位置。
BLDC马达的驱动控制方法还可以包括：第二强制驱动步骤(S70)，用于在执行最终位置存储步骤(S60)之后，当向BLDC马达输入驱动命令时，通过使BLDC马达的转子加速来强制性驱动BLDC马达的转子处于最终位置存储步骤(S60)中保存的最终停止位置。
在执行最终位置存储步骤(S60)之后，每当向BLDC马达输入驱动命令时，BLDC马达的驱动控制方法可以重复执行第二强制驱动步骤(S70)、反馈控制步骤(S40)、驱动停止步骤(S50)以及最终位置存储步骤(S60)。
[有益效果]
如上所述，根据本发明的示例性实施方式，BLDC马达的驱动控制方法可以：在初始驱动BLDC马达之后，每当驱动该BLDC马达时，通过强制对准跳过转子的初始位置对准步骤来在最短时间内驱动BLDC马达并且执行BLDC马达的反馈控制，而不具有BLDC马达驱动的时间延迟。
通过这种方式，BLDC马达的驱动控制方法能够通过在最短时间内达到燃料泵的预期压力来节省压力升高时间。
附图说明
图1是常规BLDC马达的控制装置的控制框图。
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法的流程图。
图3是示出了根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图对根据本发明的示例性实施方式的BLDC马达的驱动控制方法进行详细描述。以下提供的附图仅提供作为示例，以便于本发明的思想可以充分传递给本发明所属领域的普通技术人员。因此，本发明并非限于以下要提供的附图，而是可以以其他形式来实现。此外，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元素。
除非另外定义，本说明书所使用的技术用语以及科学用语具有本发明所属领域的普通技术人员所理解的常规含义，并且在以下说明及附图中，将省略对于混淆本发明要旨的公知功能及配置的说明。
第一实施方式
图2是根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法的流程图。以下，将参照图2详细描述根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法。
如图2所示，根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法可以包括以下步骤：初始驱动命令输入步骤(S100)；第一位置对准步骤(S200)；强制驱动步骤(S300)；反馈控制步骤(S400)；驱动停止步骤(S500)；以及第二位置对准步骤(S600)，并且该驱动控制方法可以由BLDC马达执行；并且BLDC驱动器控制BLDC马达的速度、旋转、制动功能和脉冲输出等；并且控制器控制BLDC马达的转子的位置。
在BLDC马达的常规驱动控制方法中包括：初始驱动命令输入步骤(S100)；第一位置对准步骤(S200)；强制驱动步骤(S300)；反馈控制步骤(S400)；以及驱动停止步骤(S500)。
如上所述，每当驱动BLDC马达时，由于重复地强制性对准BLDC马达的转子，所以BLDC马达的启动时间变得延迟。
因此，根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法通过添加第二位置对准步骤(S600)使BLDC马达的转子强制性停止在预定位置，使得BLDC马达在下一驱动时间立即被强制性驱动。
通过这种方式，因为不需要对准BLDC马达的转子的初始位置，因此能够在最短的时间内通过驱动转子来执行反馈控制并迅速达到燃料泵的期望压力。
详细考虑每个步骤，初始驱动命令输入步骤(S100)向BLDC马达初始地输入驱动命令(例如点火装置打开)。
为了使泵与BLDC驱动器在第一时间匹配，需要位置对准逻辑。因此，优选的是，在通过初始驱动命令输入步骤(S100)向BLDC马达输入初始驱动命令之后执行第一位置对准步骤(S200)。
第一位置对准步骤(S200)使BLDC马达的转子强制性对准预定位置。亦即，当初始驱动BLDC马达时，将电流提供给三个相之中的特定两个相，以强制性对准BLDC马达的转子的位置。
强制驱动步骤(S300)通过将BLDC马达的转子加速至特定速度来强制性驱动BLDC马达的经强制性对准的转子。换言之，在完成转子的对准之后，可以通过将BLDC马达的转子加速到特定速度并通过改变施加至BLDC马达的电压电平和频率使BLDC马达的转子强制性旋转来驱动BLDC马达的转子。
反馈控制步骤(S400)执行BLDC马达的反馈控制，并且驱动停止步骤(S500)向BLDC马达输入停止命令(例如点火装置关闭)。
到目前为止，初始驱动命令输入步骤(S100)、第一位置对准步骤(S200)、强制驱动步骤(S300)、反馈控制步骤(S400)以及驱动停止步骤(S500)是如上所述的BLDC马达的常规驱动步骤。
在停止命令之后，如果向BLDC马达输入驱动命令，则传统驱动控制方法面临的问题是：从位置对准起的所有步骤应重复进行。
因此，根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法在驱动停止步骤(S500)之后还执行第二位置对准步骤(S600)。
第二位置对准步骤(S600)再次使BLDC马达的转子强制性对准第一位置对准步骤(S200)的预定位置。
在第二位置对准步骤(S600)中，因为电流根据停止命令而被阻挡，所以优选地是，使用BLDC驱动器的残余电流再次使BLDC马达的转子强制性对准第一位置对准步骤(S200)的预定位置。
通过这种方式，优选的是，在执行第二位置对准步骤(S600)之后，当向BLDC马达输入驱动命令时，根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法重复执行：强制驱动步骤(S300)；反馈控制步骤(S400)；驱动停止步骤(S500)；以及第二位置对准步骤(S600)。
亦即，因为在BLDC马达被完全停止之前，使用BLDC驱动器的残余电流使转子的位置强制性对准，接着完全停止BLDC马达，因此当输入下一驱动命令时，可以立即进行BLDC马达的转子的强制驱动。
通过这种方式，因为不需要对准BLDC马达的转子的初始位置，所以能够在最短的时间内通过驱动转子执行反馈控制并且迅速达到泵的预期压力。
第二实施方式
图3是根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法的流程图。以下，将参考图3详细描述根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法。
如图3所示，根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法可以包括以下步骤：初始驱动命令输入步骤(S10)；位置对准步骤(S20)；第一强制驱动步骤(S30)；反馈控制步骤(S40)；驱动停止步骤(S50)；以及最终位置存储步骤(S60)，并且类似于第一实施方式，该驱动控制方法可以由BLDC马达执行；并且BLDC驱动器控制BLDC马达的速度、旋转、制动功能和脉冲输出等；并且控制器控制BLDC马达的转子的位置。
在BLDC马达的常规驱动控制方法中包括：初始驱动命令输入步骤(S10)；位置对准步骤(S20)；第一强制驱动步骤(S30)；反馈控制步骤(S40)；以及驱动停止步骤(S50)。
如上所述，每当驱动BLDC马达时，由于BLDC马达的转子被重复地强制性对准，因此BLDC马达的启动时间变得延迟。
因此，根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法还包括最终位置存储步骤(S60)以检测和保存BLDC马达的转子的最终停止位置，这使得能够在下次驱动时立即在最终停止位置进行马达的强制驱动。
通过这种方式，因为不需要对准BLDC马达的转子的初始位置，因此能够在最短的时间内通过转子的驱动执行反馈控制并且迅速达到燃料泵的预期压力。
详细地考虑每个步骤，初始驱动命令输入步骤(S10)向BLDC马达初始地输入驱动命令。
为了使泵与BLDC驱动器在第一时间匹配，需要位置对准逻辑。因此，优选地是，在通过初始驱动命令输入步骤(S10)向BLDC马达输入初始驱动命令之后执行位置对准步骤(S20)。
位置对准步骤(S20)使BLDC马达的转子强制性对准预定位置。亦即，当初始驱动BLDC马达时，将电流提供给三个相之中的特定两个相，以强制性对准BLDC马达的转子的位置。
第一强制驱动步骤(S300)通过将BLDC马达的转子加速至特定速度来强制性驱动经强制性对准的转子。换言之，在完成转子的对准之后，可以通过将BLDC马达的转子加速到特定速度并通过改变施加至BLDC马达的电压电平和频率使BLDC马达的转子强制性旋转来驱动BLDC马达的转子。
反馈控制步骤(S40)执行BLDC马达的反馈控制，并且驱动停止步骤(S50)向BLDC马达输入停止命令。
到目前为止，初始驱动命令输入步骤(S10)、位置对准步骤(S20)、第一强制驱动步骤(S30)、反馈控制步骤(S40)以及驱动停止步骤(S50)是如上所述的BLDC马达的常规驱动步骤。
在停止命令之后，如果向BLDC马达输入驱动命令，则传统驱动控制方法面临的问题是：从位置对准起的所有步骤应重复进行。
因此，根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法在驱动停止步骤(S50)之后还执行最终位置存储步骤(S60)。
最终位置存储步骤(S60)检测和保存BLDC马达的转子最终停止所在的位置。
在最终位置存储步骤(S60)中，因为电流根据停止命令而被阻挡，因此预期使用BLDC驱动器的残余电流来检测和保存BLDC马达的转子最终停止所在的位置。
根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法，在最终位置存储步骤(S60)之后，还可以当向BLDC马达输入驱动命令时执行第二强制驱动步骤(S70)。
第二强制驱动步骤(S70)通过将转子加速到特定速度来强制性驱动BLDC马达的转子处于最终位置存储步骤(S60)中保存的转子的最终停止位置。
亦即，优选地是，在执行最终位置存储步骤(S60)之后，当向BLDC马达输入驱动命令时，根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法重复执行第二强制驱动步骤(S70)、反馈控制步骤(S40)、驱动停止步骤(S50)以及最终位置存储步骤(S60)。
换言之，通过使用BLDC驱动器的残余电流来检测和保存BLDC马达的转子完全停止时所在的位置。在此之后，当向BLDC马达输入驱动命令时，使得能够立即进行对BLDC马达的转子的强制驱动。
通过这种方式，因为不需要对准BLDC马达的转子的初始位置，因此可以在最短的时间内通过驱动转子来执行反馈控制并且迅速达到燃料泵的预期压力。
如上所述，虽然通过特定事项如具体部件、示例性实施方式和附图对本发明进行了描述，但它们只是为了帮助全面地理解本发明而提供的。因此，本发明不限于所述示例性实施方式。对于本发明所属领域的普通技术人员而言，可通过该说明作出各种修改及变化。
因此，本发明的精神不应被局限于这些示例性实施方式，而是旨在使权利要求和与该权利要求相同或等同的所有修改落入本发明的范围和精神内。
[主要元素的详细说明]
S100至S600：根据本发明的第一实施方式的BLDC马达的驱动控制方法
S10至S70：根据本发明的第二实施方式的BLDC马达的驱动控制方法。

Claims (7)

1.一种无刷直流BLDC马达的驱动控制方法，包括：
初始驱动命令输入步骤(S100)，用于向所述BLDC马达初始地输入驱动命令；
第一位置对准步骤(S200)，用于使所述BLDC马达的转子强制性对准预定位置；
强制驱动步骤(S300)，用于通过使所述BLDC马达的转子加速来强制性驱动所述BLDC马达的经强制性对准的转子；
反馈控制步骤(S400)，用于执行对所述BLDC马达的反馈控制；
驱动停止步骤(S500)，用于向所述BLDC马达输入停止命令；以及
第二位置对准步骤(S600)，用于再次使所述BLDC马达的转子强制性对准所述预定位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二位置对准步骤(S600)使用BLDC驱动器的残余电流再次使所述BLDC马达的转子强制性对准所述预定位置。
3.根据权利要求1所述的方法，在执行所述第二位置对准步骤(S600)之后，每当向所述BLDC马达输入所述驱动命令时，重复执行所述强制驱动步骤(S300)、所述反馈控制步骤(S400)、所述驱动停止步骤(S500)以及所述第二对准步骤(S600)。
4.一种无刷直流BLDC马达的驱动控制方法，包括：
初始驱动命令输入步骤(S10)，用于向所述BLDC马达初始地输入驱动命令；
位置对准步骤(S20)，用于使所述BLDC马达的转子强制性对准预定位置；
第一强制驱动步骤(S30)，用于通过使所述BLDC马达的转子加速来强制性驱动所述BLDC马达的经强制性对准的转子；
反馈控制步骤(S40)，用于执行所述BLDC马达的反馈控制；
驱动停止步骤(S50)，用于向所述BLDC马达输入停止命令；以及
最终位置存储步骤(S60)，用于保存所述BLDC马达的转子的最终停止位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述最终位置存储步骤(S60)使用BLDC驱动器的残余电流来检测和保存所述BLDC马达的转子的最终停止位置。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：第二强制驱动步骤(S70)，用于在执行所述最终位置存储步骤(S60)之后，当向所述BLDC马达输入所述驱动命令时，通过使所述BLDC马达的转子加速来强制性驱动所述BLDC马达的转子处于所述最终位置存储步骤(S60)中保存的最终停止位置。
7.根据权利要求6所述的方法，在执行所述最终位置存储步骤(S60)之后，每当向所述BLDC马达输入所述驱动命令时，重复执行所述第二强制驱动步骤(S70)、所述反馈控制步骤(S40)、所述驱动停止步骤(S50)以及所述最终位置存储步骤(S60)。
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