CN108075694A - 电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以简单的结构高精度地检测摆动状态的电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法。电机驱动控制装置(1)使用由1个旋转位置检测器(4)检测的位置信息驱动电机。电流监视部(56)检测在电机(20)的线圈(La、Lb)中流动的线圈电流的大小。位置监视部(57)基于位置信息检测电机(20)的旋转位置。摆动判定部(52)基于线圈电流的大小、电机(20)的旋转位置、用于驱动电机(20)的驱动指令,判定电机(20)是否处于摆动状态。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法,特别地,涉及使用基于1个传感器的电机的旋转位置的检测结果来驱动电机的电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法。
背景技术
在电机的驱动时,有时会发生所谓的摆动(振荡)状态。摆动状态是指在存在用于驱动电机的驱动指令的情况下,电机的转子不向特定的旋转位置之前方旋转,而是在特定的旋转位置与其跟前的位置之间重复往复旋转动作,不能达到电机完全地停止的状态。例如,在通过电机使风扇等的被驱动体旋转的情况下,被驱动体沿顺时针方向旋转而来到特定的旋转位置时碰到障碍物等,由于其反作用而稍微逆旋转,再次由电机的驱动力沿顺时针方向旋转直到碰到障碍物等而如此重复的情况,就成为摆动状态。
下述专利文献1中,公开了基于电机的旋转速度检测无刷电机的摆动状态的方法。该方法检测电机的旋转速度,将检测到的旋转速度与用于判定异常状态的设定旋转速度相比较,判定是否发生了所检测到的旋转速度小于设定旋转速度的异常状态。
专利文献:专利文献1:日本特开2002-354874号公报
在例如使用多个霍尔元件等检测电机的旋转位置的情况下,在发生上述那样的摆动状态的情况,可以检测该情况而使电机停止。但是,在例如使单相电机驱动的情况下所使用的那样的、在驱动控制所使用的霍尔元件等传感器的个数例如限于1个的简单的驱动控制电路中,有时会不容易检测出摆动状态。
具体地,在使用基于1个传感器的电机的旋转位置的检测结果驱动电机的情况下,若传感器配置于提前角侧(進角)的位置,则由于电机的旋转被锁定的位置不同,传感器输出就像电机在低速旋转中那样的检测信号。即,有时在摆动状态与电机低速旋转中时之间在传感器所检测的信号上不再有差别,存在不再能将两者区别开的情况。在如此摆动状态发生但进行不了摆动状态的检测的情况下,若从外部进行使电机高速旋转的指示,电机的驱动控制电路进行使流入电机的电流增加的控制以按照输入的指示使电机高速旋转。因此,存在导致电机以及电机的驱动电路发热的问题。
在上述的专利文献1所记载的方法中,因为是基于电机的旋转速度判定摆动状态,所以存在不能提高判定精度的问题。
发明内容
本发明是为了解决那样的问题点而进行的,目的在于提供可以简单的结构高精度地检测摆动状态的电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法。
为了达成上述目的,根据本发明的一个技术方案的一种电机驱动控制装置,其使用由1个传感器检测的位置信息驱动电机,包括:检测在电机的线圈中流动的线圈电流的大小的电流检测部;基于位置信息检测电机的旋转位置的旋转位置检测部;基于线圈电流的大小、电机的旋转位置、用于驱动电机的驱动指令,判定电机是否处于摆动状态的摆动判定部。
优选地,摆动判定部包括:基于线圈电流和第1电流阈值的比较结果,判定是否满足第1判定条件的电流判定部;基于电机的旋转位置的检测结果和驱动指令,判定是否满足第2判定条件的位置判定部,在满足第1判定条件、且满足第2判定条件时,判定电机处于摆动状态。
优选地,摆动判定部在满足第1判定条件、且满足第2判定条件的状态维持规定时间时,判定电机处于摆动状态。
优选地,位置判定部基于基于电机的旋转位置的检测结果求取的电机的模拟转速和规定的转速阈值的比较结果、以及驱动指令,判定是否满足第2判定条件。
优选地,还包括对供给电机电力的逆变器电路进行驱动的预驱动电路,预驱动电路包括:比较线圈电流和第2电流阈值,判定电机是否处于过电流状态的过电流判定部,第2电流阈值比第1电流阈值大。
优选地,还包括:对供给电机电力的逆变器电路进行驱动的预驱动电路;和基于驱动指令,向预驱动电路输出用于控制电机的驱动的驱动控制信号的电机控制部,电机控制部在由摆动判定部判定电机处于摆动状态时输出用于使电机停止的驱动控制信号。
优选地,电机控制部在由摆动判定部判定电机处于摆动状态时,将输出用于使电机停止的驱动控制信号的状态维持规定的第1期间,规定的第1期间比从在电机锁定时进行使电机停止的控制起到进行使电机再起动的控制为止的规定的第2期间长。
根据本发明的另一个技术方案的使用由1个传感器检测的位置信息驱动电机的电机驱动控制方法,包括:检测在电机的线圈中流动的线圈电流的大小的电流检测步骤;基于位置信息检测电机的旋转位置的旋转位置检测步骤;基于线圈电流的大小、电机的旋转位置、用于驱动电机的驱动指令,判定电机是否处于摆动状态的摆动判定步骤。
发明的效果
根据这些发明,可以提供一种可以简单的结构高精度地检测摆动状态的电机驱动控制装置以及电机驱动控制方法。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式中的电机驱动控制装置的电路结构的框图。
图2是示出预驱动电路以及控制电路部的结构的框图。
图3是示出电机驱动控制装置的动作的流程图。
图4是示出摆动状态取得处理的动作的流程图。
图5是对第1判定条件和第2判定条件的各个进行说明的图。
图6是示出发生了摆动状态时的电源电流的推移的波形图。
附图标记的说明
1:电机驱动控制装置;2:逆变器电路;3:预驱动电路;4:旋转位置检测器(传感器的一例);5:控制电路部;20:电机;31:位置检测部;33:FG信号生成部;35:过电流判定部;37:驱动控制部;51:电机控制部;52:摆动判定部;53:电流判定部;54:位置判定部;55:监视部;56:电流监视部(电流检测部的一例);57:位置监视部(旋转位置检测部的一例);58:存储部
具体实施方式
以下对本发明的实施方式中的电机驱动控制装置进行说明。
[实施方式]
图1是示出本发明的一个实施方式中的电机驱动控制装置的电路结构的框图。
如图1所示,电机驱动控制装置1构成为向例如为单相无刷电机的电机20输出驱动电力,以驱动电机20。电机驱动控制装置1基于相应于转子的旋转从旋转位置检测器(传感器的一例)4输出的信号,使驱动电流流入电机20的电枢线圈La、Lb(电枢绕组),使电机20旋转。
电机驱动控制装置1具有:构成驱动电机20的电机驱动部的逆变器电路2以及预驱动电路3,和控制电机20的驱动的控制电路部5。而且,图1所示的电机驱动控制装置1的构成要素为全体的一部分,电机驱动控制装置1除了图1所示的,还可以具有其他的构成要素。
在本实施方式中,逆变器电路2和预驱动电路3是合在一起封装化的集成电路装置(IC)。此外,控制电路部5也是集成电路装置。而且,电机驱动控制装置1的全体也可以作为1个集成电路装置封装化,也可以与其他的装置一起将电机驱动控制装置1的全部或一部分封装化而构成1个集成电路装置(IC)。
逆变器电路2与预驱动电路3一同构成电机驱动部。逆变器电路2基于从预驱动电路3输出的输出信号向电机20输出驱动电力(功率),给电机20所具有的电枢线圈La、Lb通电。逆变器电路2例如使设于直流电源Vcc的两端、上侧和下侧的两个一对开关元件的串联电路(开关元件Q1、Q2的对,以及开关元件Q3、Q4的对)相对于电枢线圈La、Lb的各相各个地配置而构成。在各两个开关元件的对中,电机20的各相的端子连接于开关元件彼此的连接点。具体地,线圈La的端子连接于开关元件Q1、Q2彼此的连接点。线圈Lb的端子连接于开关元件Q3、Q4彼此的连接点。
在逆变器电路2中,在开关元件Q2、Q4与地电位之间,设有线圈电流检测用电阻R1。由此,与在线圈La、Lb中流动的电流相应的电压作为线圈电流信号从逆变器电路2输出。
驱动控制信号输入预驱动电路3。预驱动电路3基于驱动控制信号,生成用于驱动逆变器电路2的输出信号Vu、Vv、Vx、Vy,向逆变器电路2输出。通过输出这些输出信号,与各个的输出信号相对应的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4进行接通、断开动作,向电机20输出驱动电力,对电机20的各相供给电力。
在本实施方式中,旋转位置检测器4是例如霍尔元件。伴随着转子的旋转,从旋转位置检测器4输出霍尔信号。霍尔信号输入预驱动电路3。而且,霍尔信号也可以输入控制电路部5。该霍尔信号是与转子的旋转位置对应的位置信息。旋转位置检测器4只设有1个。
向控制电路部5输入从预驱动电路3输出的位置切换信号和从逆变器电路2输出的线圈电流信号。此外,向控制电路部5输入指令转速信号作为电机20的驱动指令。指令转速信号是与电机20的转速(旋转速度)的目标值相对应的信号。指令转速信号是从使用电机20以及电机驱动控制装置1的设备侧输入的信号。
控制电路部5经由电阻R2与直流电源Vcc相连接。
图2是示出预驱动电路3以及控制电路部5的结构的框图。
如图2所示,预驱动电路3具有位置检测部31、FG信号生成部33、过电流判定部35和驱动控制部37。
向位置检测部31输入霍尔信号。位置检测部31基于霍尔信号将表示转子的位置的信号向FG信号生成部33输入。FG信号生成部33基于所输入的信号生成并输出表示霍尔信号的切换的位置切换信号。位置切换信号例如是FG信号,是表示转子的旋转位置的切换的信息。所生成的位置切换信号从预驱动电路3向控制电路部5输入。而且,位置切换信号也可以是使用如此配置于电机20的霍尔元件即旋转位置检测器4的输出而生成的信号(霍尔FG),也可以使用设于位于转子一侧的基板的线圈图案生成的信号(图案FG)。
而且,与位置切换信号同样的信号从FG信号生成部33向用户装置输出。
向驱动控制部37输入从控制电路部5输出的驱动控制信号。驱动控制部37基于驱动控制信号生成并输出用于驱动逆变器电路2的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4的各个的输出信号Vu、Vv、Vx、Vy。
预驱动电路3具有将线圈电流与第2电流阈值相比较、判定电机20是否处于过电流状态的过电流判定部35。具体地,过电流判定部35例如是比较电路。向过电流判定部35输入从逆变器电路2输出的线圈电流信号。过电流判定部35比较线圈电流信号的值和规定的第2电流阈值。第2电流阈值是比后述的第1电流阈值大的值。
过电流判定部35在线圈电流信号的值超过第2电流阈值的情况下判定在电机线圈中流动有过电流。在该情况下,过电流判定部35向驱动控制部37输出表示流动着过电流的信号。驱动控制部37基于从过电流判定部35输出的信号,与驱动控制信号无关地,进行使电机20的驱动停止或降低线圈电流的控制。
控制电路部5是简单构成的MCU(Microprogram Control Unit),具有电机控制部51、摆动判定部52、监视部55和存储部58。控制电路部5在发生了电机20的转速比输入的指令转速信号低但电机20没有到达完全地停止的摆动状态时,检测出该情况。从而,在发生了摆动状态时,不管指令转速信号地,进行使电机20的驱动停止或降低线圈电流的控制,输出驱动控制信号。
在存储部58中,预先存储有或设定有在控制电路部5的控制中使用的设定值等。存储部58存储着摆动状态的判定基准。存储部58由例如EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory)等的非易失性存储器构成。
监视部55具有电流监视部(电流检测部的一例)56和位置监视部(旋转位置检测部的一例)57。向监视部55输入从逆变器电路2输出的线圈电流信号、从FG信号生成部33输出的位置切换信号。监视部55用电流监视部56和位置监视部57以规定的间隔进行以下那样的的监视,向摆动判定部52输出检测结果。
电流监视部56基于所输入的线圈电流信号,检测流入电机20的线圈La、Lb的线圈电流的大小。具体地,向电流监视部56输入线圈电流信号。此外,向电流监视部56输入从存储部58输出的、与规定的第1电流阈值相对应的电压。电流监视部56例如是比较电路,对线圈电流信号和与第1电流阈值相对应的电压进行比较,将比较的结果作为电流监视信号输出。即,电流监视部56比较第1电流阈值和线圈电流的大小。电流监视信号输出表示线圈电流是否比第1电流阈值大的信号,例如,表示是否超过第1电流阈值的H(ハイ)/L(ロー)的信号。电流监视信号向摆动判定部52输出。
位置监视部57基于所输入的位置切换信号输出位置监视信号。即,位置监视部57基于位置信息,检测电机20的旋转位置,输出位置监视信号。位置监视信号向摆动判定部52、电机控制部51输入。位置监视信号成为模拟地表示电机20的转速的信号。而且,尽管在成为摆动状态时实际上电机不旋转,在基于1个旋转位置检测器的位置检测方法中,检测成就像电机在低速旋转中那样,所以在本发明中将在摆动状态下检测出的转速称为模拟转速。
摆动判定部52基于电流监视信号、位置监视信号和指令转速信号,判定电机20是否处于摆动状态。即,摆动判定部52基于线圈电流的大小、电机20的旋转位置和指令转速信号,判定电机20是否处于摆动状态。
摆动判定部52具有电流判定部53和位置判定部54。
电流判定部53基于电流监视信号,即基于线圈电流和第1电流阈值的比较结果,判定是否满足第1判定条件。在本实施方式中,第1判定条件是指线圈电流比第1电流阈值大(规定的异常状态的一例)。在线圈电流比第1电流阈值大时,与此相应地,从电流监视部56输出电流监视信号。电流判定部53基于电流监视信号,判定满足第1判定条件。
位置判定部54基于基于电机20的旋转位置的检测结果所求取的电机20的模拟转速与规定的转速阈值的比较结果、以及作为驱动指令向控制电路部5输入的指令转速信号,判定是否满足第2判定条件。具体地,位置判定部54基于从位置监视部57输出的位置监视信号,判定电机20的模拟转速(以下、有时仅称为转速。)是否比存储于存储部58的规定的转速阈值小。当电机20的转速比转速阈值小、且其转速比由指令转速信号指定的转速小时,位置判定部54进行满足了第2判定条件的判定。即,第2判定条件是指电机20的模拟转速比转速阈值小、且比由指令转速信号指定的转速小。作为规定的转速阈值,例如,设定为比当电机20成为了摆动状态时检测到的模拟转速大的值。
在本实施方式中,摆动判定部52在第1判定条件满足、且第2判定条件满足的状态维持规定的判定时间(规定时间)时,判定电机20处于摆动状态。即,首先,摆动判定部52基于电流监视信号、位置监视信号、指令转速信号,检测第1判定条件和第2判定条件都满足的规定的异常状态。该异常状态是指存在电机20呈摆动状态的可能性的状态。从而,从检测出异常状态的时刻起,由摆动计数器计数经过规定的判定时间的情况。判定时间可以任意地设定。
摆动判定部52与电机20是否处于摆动状态的判定结果相对应地,向电机控制部51输出H(ハイ)/L(ロー)的信号。电机控制部51基于输入的信号,进行电机20的驱动控制。
电机控制部51基于驱动指令,向预驱动电路3输出用于控制电机20的驱动的驱动控制信号。向电机控制部51输入指令转速信号作为驱动指令。电机控制部51在通常时将所输入的指令转速信号作为驱动控制信号输出。在本实施方式中,指令转速信号和驱动控制信号都是PWM(パルス幅変調,脉冲宽度调制)信号。而且,信号的形式不限于此,例如,也可以是PFM(パルス频率変調,脉冲频率调制)信号等。
电机控制部51如下所述在判定电机20处于摆动(ハンチング)状态时,输出用于使电机20停止的驱动控制信号。向电机控制部51输入位置监视信号。电机控制部51基于指令转速信号、位置监视信号,判断电机20是否处于锁定(ロック,制动/阻塞)状态。即,当尽管输入有旨在使电机20旋转的指令转速信号但基于位置监视信号检测到电机20不在旋转时,判断为电机20处于锁定状态。在该情况下,电机控制部51使电机20的驱动停止规定的锁定保护期间(第2期间的一例)(锁定保护状态)。锁定保护期间是从当电机20被锁定时进行使电机20停止的控制起、到进行使电机20再起动的控制为止的期间。在锁定保护状态下,电机控制部51输出用于使电机20的驱动停止的占空比(デューティ)为百分之0的PWM信号作为驱动控制信号。当经过了锁定保护期间时,电机控制部51再次响应于指令转速信号使电机20再起动。
在此,电机控制部51基于所输入的指令转速信号和关于摆动状态的判定结果生成驱动控制信号,并向预驱动电路3输出。电机控制部51在用摆动判定部52判定为摆动状态的情况下,向预驱动电路3输出占空比为百分之0的PWM信号,设为锁定保护状态。换言之,电机控制部51在判定电机20处于摆动状态时,输出用于使电机20停止的驱动控制信号。由此,电机20的驱动被停止,可以防止还处于摆动状态下就继续进行要基于指令转速信号使电机20旋转的驱动动作。
电机控制部51在用摆动判定部52判定电机20处于摆动状态时,将输出用于使电机20停止的驱动控制信号的状态维持规定的第1期间。规定的第1期间比从在电机20锁定时进行使电机20停止的控制起到进行使电机20再起动的控制的规定的第2期间长。具体地,电机控制部51在判定为处于摆动状态的情况下,将电机控制部51进行设为锁定保护状态的控制(输出占空比为百分之0的PWM信号)的状态维持摆动保护期间(第1期间的一例)。摆动保护期间是从在判定电机20处于摆动状态时进行使电机20停止的控制起、到进行使电机20再起动的控制为止的期间。在从摆动状态发生而进行设为锁定保护状态的控制起经过了摆动保护期间时,电机控制部51尝试再次响应于指令转速信号驱动电机20。摆动保护期间可以通过实验等求取适当的期间来进行设定。而且,作为摆动保护期间,预先设定为比当电机20成为锁定状态时继续锁定保护状态的锁定保护期间长的期间。
图3是示出电机驱动控制装置1的动作的流程图。
图3所示的各处理由控制电路部5执行。
如图3所示,在步骤S11中,控制电路部5基于所输入的指令转速信号,取得指令转速。
在步骤S12中,控制电路部5进行摆动状态取得处理。
在步骤S13,摆动判定部52判定电机20是否处于摆动状态。
当在步骤S13中不处于摆动状态时,在步骤S14中,电机控制部51将与指令转速相应的占空比的PWM信号作为驱动控制信号向预驱动电路3输出。
另一方面,当在步骤S13中处于摆动状态时,在步骤S15中,电机控制部51不管指令转速地将占空比为百分之0的PWM信号作为驱动控制信号向预驱动电路3输出。由此成为锁定保护状态,电机20的驱动被停止。
当步骤S14的处理或步骤S15的处理结束时,结束一系列的处理。该一系列的处理重复执行。
如以下所述,本实施方式中的电机驱动控制装置1作为控制方法具有:检测在电机20的线圈La、Lb中流动的线圈电流的大小的电流检测步骤;基于位置信息,检测电机20的旋转位置的旋转位置检测步骤;基于线圈电流的大小、电机20的旋转位置、用于驱动电机20的驱动指令,判定电机20是否处于摆动状态的摆动判定步骤。
图4是示出摆动状态取得处理的动作的流程图。
图4虽未示出,如上述,监视部55的电流监视部56基于所输入的线圈电流信号,检测在电机20的线圈La、Lb中流动的线圈电流的大小(电流检测步骤),向摆动判定部52的电流判定部53输出电流监视信号。此外,监视部55的位置监视部57基于位置信息,检测电机20的旋转位置(旋转位置检测步骤),向摆动判定部52的位置判定部54输出位置监视信号。
如图4所示,在步骤S31中,摆动判定部52的电流判定部53以来自电流监视部56的电流监视信号为基础,判断电机20的线圈电流是否超过第1电流阈值(关于第1判定条件的判断)。
若在步骤S31线圈电流超过第1电流阈值(判定结果为是),则在步骤S32中,摆动判定部52的位置判定部54在输入有指令转速信号的情况下,判断位置切换信号是否处于一定频率以下。即,判断电机20的转速是否处于规定的转速阈值以下(关于第2判定条件的判断)。
若在步骤S32转速为转速阈值以下(是),则进行到步骤S33。若在步骤S31或步骤S32为否,则进行到步骤S34。
而且,步骤S31的处理和步骤S32的处理不限于该顺序,也可以为相反的顺序,也可以并列地进行。
在步骤S33中,摆动判定部52将摆动计数器设为递增(インクリメント,增量)。由此,摆动判定部52为了判断是否经过了用于判定是否处于摆动状态的判定时间而进行计时。计数器的递增通过对时钟信号计数来进行。
另一方面,在步骤S34中,摆动判定部52对摆动计数器清零(クリア)。由此,摆动判定部52设置成能在下一次第1判定条件和第2判定条件满足而产生了成为摆动状态的可能性时,开始规定的判定时间的计时。
在进行了步骤S33或步骤S34时,进行步骤S35的处理。摆动判定部52判断摆动计数器的计数值是否为阈值以上。即,摆动判定部52在满足了第1判定条件和第2判定条件的状态下,判断是否经过了规定的判定时间。在经过了时进行到步骤S36,否则,进行到步骤S37。
在步骤S36中,摆动判定部52判定为电机20处于摆动状态(摆动判定步骤)。另一方面,在步骤S37中,摆动判定部52判定电机20处于非摆动状态(不判定为处于摆动状态)。在进行了任一的处理时,则结束摆动状态获得处理,返回图3所示的处理。
图5是对第1判定条件和第2判定条件的各个进行说明的图。
在图5中,上边的是横轴取时间、纵轴取线圈电流的曲线图,第1电流阈值以虚线示出。下边的是横轴取时间、纵轴取电机的转速(与位置切换信号的频率相对应)的曲线图,转速阈值以虚线示出。在图5中,在驱动电机20时的线圈电流和转速的推移形象的一例以上边和下边的的曲线图示出。
当在转速为转速阈值以下、第2判定条件合格(满足,クリア)的状态下,在时刻T1线圈电流超过第1电流阈值而第1判定条件合格时,则开始判定时间Δt的计时。从时刻T1起到经过了判定时间Δt的时刻T2,当第1判定条件和第2判定条件双方合格时,在时刻T2,进行电机20为处于摆动状态的判定。
另一方面,假定在转速为转速阈值以下且第2判定条件合格的状态下,在时刻T3线圈电流超过第1电流阈值而第1判定条件合格,开始判定时间Δt的计时的情况。此时,在直到经过判定时间Δt的时刻T4的期间,在线圈电流小于第1电流阈值,或者转速大于转速阈值的情况下,在该时刻判定时间Δt的计时重置,在时刻T4判定时间Δt的计时不结束。因此,在这样的情况下,在时刻T4,不进行电机20为处于摆动状态的判定。
图6是示出发生了摆动状态时的电源电流的推移的波形图。
在图6中,上边示出了像上述的本实施方式那样发生了摆动状态时进行控制的情况,下边示出了不进行本实施方式那样控制的情况。
假定在时刻T11电机20的驱动开始时,电机20处于锁定状态的情况。此时,基于位置监视信号立刻检测到该情况,停止电机20的驱动(锁定保护状态)。
接着,假定经过了锁定保护期间,于时刻T12电机20再起动时,发生了摆动的情况。此时,如在下边所示出的那样不进行摆动状态的判定和控制的情况下,发生有摆动,并且进行要増加电源电流的控制。在发生有摆动时,判断为电机20处于低速旋转中的状态,进行要増加电源电流以使其在与指令转速信号相对应的速度下旋转的控制。该状态一直继续到进行旨在使电机20停止的驱动指令,导致电机20发热。
与此相对,在本实施方式中,如上边所示,在时刻T12的驱动开始后在从电源电流超过第1电流阈值起经过规定的判定时间后,进行为摆动状态的判定,停止电机20的驱动(锁定保护状态)。因此,可以防止电机20发热。
如以上说明的,在本实施方式中,可以基于线圈电流信号和位置切换信号,正确地判定摆动状态。因此,在具有仅设有1个旋转位置检测器4的驱动电机的简单的电路构成的电机驱动控制装置1、在具有使用多个传感器之中仅1个旋转位置检测器4的输出用于驱动控制的端子数少的集成电路的简单的电路构成的电机驱动控制装置1中,可以正确地判定摆动状态。即,例如在3传感器方式的3相电机中,在成为摆动状态的情况下不再能进行正常时的通电相的切换,所以可以容易地检测摆动状态,而在单相电机或1传感器方式的3相电机中,使用该方法将不能检测摆动状态。与此相对,在本实施方式中,在驱动单相电机或1传感器方式的3相电机等时,可以高精度地检测摆动状态。
驱动控制信号以与指令转速信号同样的PWM信号的形式向预驱动电路3输出。因此,即使是采用以往向预驱动电路3直接输入指令转速信号的电路构成的情况下,也可以通过构成为在预驱动电路3的前级插入本实施方式那样的控制电路部5,向控制电路部5输入指令转速信号,容易地进行针对摆动状态的发生的对策。即,相对于用预驱动电路3进行过电流判定的构成的现有的集成电路,通过合在一起使用进行用于摆动判定的电流判定的廉价的构成的集成电路,可以高精度地检测摆动,所以可以降低电机驱动控制装置1的制造成本。
在判定为摆动状态的情况下,由于确保占空比为百分之0的PWM信号的输出时间比从通常的锁定保护期间至起动开始为止的时间长,所以可以使伴随摆动的发生而有些发热的线圈的温度降低。因此,在其后的再起动时,可稳定地再起动电机20。
[其他]
控制电路部的构成不限于上述的实施方式。第1电流阈值以及转速阈值保管于存储部,但这些阈值也可以包含于监视部和/或其它的位置。此外,各种的阈值也可以按指令转速信号等其他的信号等的水平而多阶段地准备。此外,也可以在每次进行控制时在监视部等的内部算出阈值,在该情况下不需要存储部。
控制电路部并不一定限于输出与指令转速信号同型式的驱动控制信号,只要输出用于控制预驱动电路的驱动的信号即可。即,在判定摆动状态发生中的情况下,控制电路部只要对于电机驱动控制装置中用于驱动电机的后级的系统输出用于停止电机的信号即可。
控制电路部进行的处理的流程不限于上述的流程图所示。例如,在上述的流程图所示的各步骤的处理之间也可以插入其他的步骤的处理。
旋转位置检测器的构成不特别地限于上述。在该情况下,基于旋转位置检测器的检测结果检测转子的旋转位置的构成可以适当地变更。
指令转速信息可以从电机驱动控制装置的外部输入,或从内部输入等任意。作为输入电机驱动控制装置的电机的驱动指令,不限于指令转速和/或转矩的PWM信号、PFM信号等,也可以构成为输入串行(シリアル)数值等。
控制电路部也可以设置成:基于摆动状态的判定结果,将表示电机是否处于驱动可能状态的有效(ライフ)信号向使用电机驱动控制装置的装置侧输出。
上述实施方式中的处理可以软件进行,也可以使用硬件电路进行。
也可以提供执行上述实施方式中的处理的程序,也可以将该程序记录于CD-ROM、软盘、硬盘、ROM、RAM、内存卡等的记录介质向用户提供。程序也可以经由互联网等的通信线路向装置下载。上述的流程图通过书面说明的处理根据其程序由CPU等执行。
上述实施方式应当理解为所有的方面都是例示性的而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求表示,意在包含与权利要求同等的含义与范围内的所有的变更。
Claims (8)
1.一种电机驱动控制装置,其使用由1个传感器检测的位置信息驱动电机,包括:
检测在所述电机的线圈中流动的线圈电流的大小的电流检测部;
基于所述位置信息检测所述电机的旋转位置的旋转位置检测部;和
基于所述线圈电流的大小、所述电机的旋转位置、用于驱动所述电机的驱动指令,判定所述电机是否处于摆动状态的摆动判定部。
2.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置,其中:
所述摆动判定部包括:
基于所述线圈电流和第1电流阈值的比较结果,判定是否满足第1判定条件的电流判定部;和
基于所述电机的旋转位置的检测结果和所述驱动指令,判定是否满足第2判定条件的位置判定部,
在满足所述第1判定条件、且满足所述第2判定条件时,判定所述电机处于摆动状态。
3.根据权利要求2所述的电机驱动控制装置,其中:
所述摆动判定部在满足所述第1判定条件、且满足所述第2判定条件的状态维持规定时间时,判定所述电机处于摆动状态。
4.根据权利要求2或3所述的电机驱动控制装置,其中:
所述位置判定部基于基于所述电机的旋转位置的检测结果求取的所述电机的模拟转速和规定的转速阈值的比较结果、以及所述驱动指令,判定是否满足所述第2判定条件。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电机驱动控制装置,其中:
还包括对供给所述电机电力的逆变器电路进行驱动的预驱动电路,
所述预驱动电路包括:比较所述线圈电流和第2电流阈值,判定所述电机是否处于过电流状态的过电流判定部,
所述第2电流阈值比所述第1电流阈值大。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电机驱动控制装置,其中:
还包括:
对供给所述电机电力的逆变器电路进行驱动的预驱动电路;和
基于所述驱动指令,向所述预驱动电路输出用于控制所述电机的驱动的驱动控制信号的电机控制部,
所述电机控制部在由所述摆动判定部判定所述电机处于摆动状态时输出用于使所述电机停止的所述驱动控制信号。
7.根据权利要求6所述的电机驱动控制装置,其中:
所述电机控制部在由所述摆动判定部判定所述电机处于摆动状态时,将输出用于使所述电机停止的所述驱动控制信号的状态维持规定的第1期间,
所述规定的第1期间比从在所述电机锁定时进行使所述电机停止的控制起到进行使所述电机再起动的控制为止的规定的第2期间长。
8.一种使用由1个传感器检测的位置信息驱动电机的电机驱动控制装置的控制方法,包括:
检测在所述电机的线圈中流动的线圈电流的大小的电流检测步骤;
基于所述位置信息检测所述电机的旋转位置的旋转位置检测步骤;和
基于所述线圈电流的大小、所述电机的旋转位置、用于驱动所述电机的驱动指令,判定所述电机是否处于摆动状态的摆动判定步骤。
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