CN108781053B - 电机驱动装置及电机驱动装置中的相电流检测方法 - Google Patents

电机驱动装置及电机驱动装置中的相电流检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电机驱动装置及电机驱动装置的相电流检测方法，更详细地说，涉及使用检测逆变器的直流母线电流的电流检测器检测3相的相电流的技术。本发明的控制单元通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理，在PWM控制的第1PWM周期和第2PWM周期中使各相的PWM脉冲的相位关系不同，在第1PWM周期和第2PWM周期的2周期中从电流检测器的输出检测3相各自的相电流。然后，控制单元基于相电流检测值，求电流检测器的偏移误差，学习用于将电流检测值偏移校正的校正值。

Description

电机驱动装置及电机驱动装置中的相电流检测方法
技术领域
本发明涉及电机驱动装置及电机驱动装置中的相电流检测方法，详细地说，涉及从检测逆变器的直流母线电流的电流检测器的输出，分别检测3相无刷电机的3相的相电流的技术。
背景技术
在专利文献1中，公开了在逆变器的电源侧或接地侧连接具有A/D转换单元的1分流式电流检测电路，具有将各相的占空指令值固定在载波周期的最前、中央、最后，并且将各相占空指令值偏转到规定方向的功能，检测电机的各相电流并将A/D转换的电流检测定时对应固定在规定位置的电机控制装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－251971号公报
发明内容
发明要解决的问题
构成检测逆变器的直流母线电流的电流检测器的运算放大器的偏移电压因周围温度等而变动，因有关的偏移电压的变动而在电流检测值中产生偏移误差。
有关的温度变化等造成的电流检测值的偏移误差被附加在3相各自的相电流检测值中，另一方面，可以从3相的相电流的总和为零，通过由电流检测器检测3相各自的相电流而求偏移误差。
而且，通过根据偏移误差进行将电流检测值校正的偏移校正，即使有温度变化，也维持相电流的检测精度，进而维持电机转矩的控制精度。
但是，在将各相的占空指令值固定在载波周期的规定位置，将电流检测定时对应固定在所述规定位置来检测相电流的方式中，有根据占空指令值，产生无法检测相电流的相，或相电流检测期间变得比需要期间短，无法求在所述偏移误差的检测中需要的3相电流检测值的情况。
为此，在将各相的占空指令值固定在载波周期的规定位置的方式中的相电流检测处理中，偏移误差的检测频度(偏移校正量的更新频度)变低，无法使偏移校正量响应良好地跟踪温度环境的变化而有可能降低相电流的检测精度。
本发明鉴于上述问题而完成，目的在于提供对于全部3相可以扩大能够检测相电流的机会的电机驱动装置及电机驱动装置的相电流检测方法。
解决问题的方案
因此，本发明的电机驱动装置，其为包括对3相无刷电机供给交流电力的逆变器、检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器、以及输入所述电流检测器的输出并PWM控制所述逆变器的控制单元的电机驱动装置，所述控制单元包括：相电流检测部件，从各相的PWM脉冲的导通/截止的组合为规定的组合时的所述电流检测器的输出检测各相的相电流，所述相电流检测部件包括：第1检测部件，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理，使各相的PWM脉冲的相位关系在所述PWM控制的第1PWM周期和第2PWM周期中不同，在所述第1PWM周期和所述第2PWM周期的2周期内从所述电流检测器的输出检测3相各自的相电流。
此外，本发明的电机驱动装置中的相电流检测方法，是在包括对3相无刷电机供给交流电力的逆变器、以及检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器，所述逆变器被PWM控制的电机驱动装置中检测相电流的方法，该方法包括：在所述PWM控制的第1PWM周期中，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理而生成1相或2相的相电流检测区间的第1步骤；从在所述第1PWM周期中生成的相电流检测区间中的所述电流检测器的输出，检测所述1相或2相的相电流的第2步骤；在所述PWM控制的第2PWM周期中，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理而生成剩余的2相或1相的相电流检测区间的第3步骤；以及从在所述第2PWM周期中生成的相电流检测区间中的所述电流检测器的输出，检测所述剩余的2相或1相的相电流的第4步骤。
发明的效果
根据上述发明，从电流检测器的输出可以检测全部3相的相电流的机会比固定了PWM脉冲的相位情况增加。
因此，在基于全相的相电流检测值来求电流检测的偏移误差并将电流检测值偏移校正的情况下，可以提高偏移校正值的更新频度，同时以较高的精度求偏移校正值。
附图说明
图1是本发明的实施方式中的驱动电路及3相无刷电机的电路图。
图2是本发明的实施方式中的3相无刷电机的PWM控制的功能框图。
图3是表示本发明的实施方式中的偏移校正值的学习处理的流程图。
图4是表示本发明的实施方式中的2周期3相检测中的脉冲移位处理的一例子的时间图。
图5是表示本发明的实施方式中的2周期3相检测中的脉冲移位处理的一例子的时间图。
图6是表示本发明的实施方式中的2周期3相检测中的脉冲移位处理的一例子的时间图。
图7是表示本发明的实施方式中的2周期3相检测中的脉冲移位处理的一例子的时间图。
图8是表示本发明的实施方式中的2周期3相检测中的脉冲移位处理的一例子的时间图。
图9是表示分别使用本发明的实施方式中的2周期3相检测和1周期3相检测来学习偏移校正值的处理的流程图。
图10是表示本发明的实施方式中的1周期3相检测中的脉冲移位处理的一例子的时间图。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。
图1表示3相无刷电机1及电机驱动装置2的一例子的电路图。
例如，图1的3相无刷电机1在车辆的电动助力转向装置中用作产生转向的辅助扭矩的电动促动器，或用作驱动车辆的各种泵的电动促动器。
驱动3相无刷电机1的电机驱动装置2包括驱动电路212和控制单元213。
控制单元213包括A/D转换器213a和微计算机213b，微计算机213b包含CPU、MPU等的微处理器和ROM、RAM等的存储器部件而构成。
3相无刷电机1在省略了图示的圆筒状的定子上包括星形连接的U相、V相及W相的3相绕组215u、215v、215w，在该定子的中央部形成的空间内可旋转地包括永久磁铁转子(转子)216，是3相DC无刷电机。
3相无刷电机1不包括检测转子的位置信息的传感器，控制单元213通过不使用检测转子的位置信息的传感器的无传感器驱动方式进行3相无刷电机1的驱动控制。
但是，在3相无刷电机1中包括磁极位置传感器，控制单元213可以基于有关的磁极位置传感器的输出，检测转子的角度(磁极位置)而驱动控制3相无刷电机1。
驱动电路212具有将包含反向并联的二极管218a～218f的开关部件217a～217f进行3相电桥连接的逆变器212a、以及直流的电源电路219，逆变器212a对3相无刷电机1供给交流电力。
逆变器212a的开关部件217a～217f例如由FET构成，开关部件217a～217f的各控制端子(栅极端子)连接到控制单元213的输出端口。而且，由控制单元213控制开关部件217a～217f的导通/截止。
控制单元213通过三角波比较方式的PWM(Pulse Width Modulation)来控制逆变器212a的开关部件217a～217f的导通/截止，从而控制对3相无刷电机1施加的电压。
在三角波比较方式的PWM控制中，通过将三角波(载波)与根据指令占空比(指令电压)设定的PWM定时器(timer)进行比较，检测使各开关部件217a～217f导通/截止的定时，换句话说，检测各相的开关部件的控制信号即PWM脉冲的上升沿及下降沿的定时。
再者，控制单元213以将控制各相的下臂的导通/截止的PWM脉冲相对控制各相的上臂的导通/截止的PWM脉冲设为反相的互补方式，将逆变器212a的开关部件217a～217f进行PWM控制。
此外，将检测逆变器212a的直流母线电流的电流检测器220设置在各相的下臂(开关部件217b、217d、217f)和电源电路219的接地侧之间。
电流检测器220由在各相的下臂和电源电路219的接地侧之间串联连接的分流电阻220a、以及包含运算放大器等的检测电路220b构成。检测电路220b检测与由相当分流电阻220a的电阻产生的电流成比例的电压，输出有关的电压的模拟信号。
检测电路220b的电压模拟信号(直流母线电流的检测信号)在A/D转换器213a中被A/D转换而读入到微计算机213b中。
例如，控制单元213通过基于转子位置和指令转矩的向量控制方式而确定3相指令电压Vu、Vv、Vw，基于该指令电压，对逆变器212a进行PWM控制。
控制单元213输入电流检测器220的输出，检测各相的相电流，使用检测出的相电流实施向量控制。
电流检测器220检测逆变器212a的直流母线电流，但利用电流检测器220的输出通过各相的PWM脉冲的导通/截止的组合而成为检测1个相的相电流的状态，控制单元213从电流检测器220的输出来检测各相的相电流。
例如，在U相的上臂导通，V相及W相的上臂都截止的情况下，流过U相的电流分开流过V相及W相，电流检测器220检测U相的相电流Iu。此外，在U相及V相的上臂都导通，W相的上臂为截止的情况下，流过U相的电流及流过V相的电流合流而流过W相，电流检测器220检测W相的相电流Iw。
这样，在各相的上臂之中的1个或2个为导通的PWM脉冲的状态中，电流检测器220的输出表示由脉冲状态确定的1个相的相电流。因此，控制单元213利用有关的特性，从电流检测器220的输出来检测各相的电流，将检测出的相电流值用于PWM控制。
图2是控制单元213的功能框图，表示基于向量控制方式的3相指令电压Vu、Vv、Vw的设定处理。
在图2中，相电流检测单元501(相电流检测部件)基于检测电路220b的输出的A/D转换值，换句话说基于逆变器212a的直流母线电流，检测各相的相电流Iu、Iv、Iw。
即，相电流检测单元501将各相的上臂之中的1个或2个为导通的PWM脉冲区间设为相电流检测区间，此外，基于哪个相的上臂为导通，确定在所述相电流检测区间被检测相电流的1个相。
然后，相电流检测单元501在所述相电流检测区间内设定相电流检测定时(检测电路220b的输出的A/D转换值的采样定时)，在该相电流检测定时采样电流检测器220的输出，将从采样值求得的电流值设为在当时作为检测对象确定的相的相电流检测值。
角度和角速度运算单元502估计电机角度(磁极位置)及角速度(电机转速)。
这里，在控制单元213以无传感器的驱动方式对3相无刷电机1进行PWM控制的情况下，角度和角速度运算单元502基于电机的反电动势估计转子位置，基于估计的转子位置，运算角速度。另一方面，在3相无刷电机1有磁极位置传感器的情况下，角度和角速度运算单元502从磁极位置传感器的输出来检测转子位置，基于检测的转子位置运算角速度。
此外，3相－2轴转换器503将相电流检测单元501产生的相电流检测值Iu、Iv、Iw基于当时的电机角度(磁极位置)θ转换为2轴的旋转坐标系(d－q坐标系)的有效电流Id，Iq。
在向量控制单元504中，输入与指令转矩对应的d轴指令电流及q轴指令电流、由角度和角速度运算单元502算出的角速度、由3相－2轴转换器503求得的d－q坐标系的有效电流Id、Iq。
然后，向量控制单元504基于d轴、q轴指令电流、角速度、以及有效电流Id、Iq，确定d－q坐标系的指令电压Vq、Vd，将确定的指令电压Vq、Vd输出到2轴－3相转换器505。
2轴－3相转换器505将向量控制单元504输出的指令电压Vq、Vd转换为3相指令电压Vu、Vv、Vw并输出到PWM调制单元506。
再者，2轴－3相转换器505具有通过将指令电压Vu、Vv、Vw进行校正，使以三角波载波的波谷作为中心而生成的PWM脉冲前后移动的脉冲移位处理功能。上述的脉冲移位处理是为了确保相电流的检测区间而实施的处理，后面详细地说明。
然后，在PWM调制单元506中，通过作为调制波的3相指令电压Vu、Vv、Vw和三角波载波的比较而确定用于驱动各相的开关部件(上臂及下臂)的开关栅极(switching gate)波形(PWM脉冲)的上升沿、下降沿定时，并输出到逆变器212a的各开关部件217a～217f的各控制端子(栅极端子)。
PWM调制单元506将U相指令电压Vu和三角波载波进行比较，在U相指令电压Vu大于三角波载波时，使用于驱动U相的上臂(开关部件217a)的开关栅极波形(PWM脉冲)成为高电平，在U相指令电压Vu小于三角波载波时，使用于驱动U相的上臂(开关部件217a)的开关栅极波形(PWM脉冲)成为低电平。
而且，PWM调制单元506生成用于驱动U相的上臂(开关部件217a)的开关栅极波形(PWM脉冲)的反转信号，作为用于驱动U相的下臂(开关部件217b)的开关栅极波形(PWM脉冲)。
同样地，PWM调制单元506生成用于驱动V相的上下臂的开关栅极波形(PWM脉冲)、以及用于驱动W相的上下臂的开关栅极波形(PWM脉冲)。
此外，控制单元213包括校正电流检测器220的偏移误差的偏移校正单元(偏移校正部件)507。
偏移校正单元507根据相电流检测单元501基于电流检测器220的输出检测出的3相的相电流Iu、Iv、Iw，求电流检测器220的偏移误差，基于该偏移误差确定偏移校正量，基于有关的偏移校正量，校正由电流检测器220检测的电流值。
接着，详述相电流检测单元501中的相电流的检测处理。
在基于逆变器212a的直流母线电流来检测各相的相电流的情况下，如果从电流检测器220的输出可以检测到2相的相电流，则剩余的1相的电流可以使用相电流的总和为零并通过运算来求。
然后，向量控制单元504使用从电流检测器220的输出检测出的2相的相电流检测值、以及基于它们运算的剩余的1相的相电流值进行指令电压Vq、Vd的运算处理。
但是，在检测电流检测器220的偏移误差的情况下，相电流检测单元501从电流检测器220的输出来检测全部3相的相电流。
即，在构成电流检测器220的运算放大器的偏移电压因周围温度的变化等而变动，在电流检测值中产生了偏移误差的情况下，有关的偏移误差分别附加在各相的相电流检测值中，由此，3相的相电流检测值的总和偏离零。
这里，相电流检测值的总和的偏离零的偏移量为附加在各相的相电流检测值中的偏移误差的总和，可以从所述偏移量求在各个电流检测值中所附加的偏移误差，所以相电流检测单元501在求偏移误差的情况下分别从电流检测器220的输出来检测3相的相电流，将检测出的3相各自的相电流输出到偏移校正单元507。
然后，偏移校正单元507基于3相各自的相电流检测值的总和，计算偏移误差，基于算出的偏移误差确定偏移校正量并存储在存储器中，基于存储器中存储的偏移校正量，对电流检测器220的电流检测值进行偏移校正。
以下，详细地说明控制单元213(相电流检测单元501)中的相电流的检测处理。
图3的流程图所示的例程，由控制单元213每隔规定时间中断执行。
首先，在步骤S101中，控制单元213判别偏移校正量的更新处理的执行条件是否成立。
例如，控制单元213将上次更新处理起的经过时间超过规定时间、电流检测器220和逆变器212a等中没有故障等作为执行条件来判别。
在偏移校正量的更新处理的执行条件成立的情况下，控制单元213进至步骤S102，实施在PWM控制中的第1PWM周期中使用于检测2相或1相的相电流的PWM脉冲的相位前后移位的脉冲移位处理，在第1PWM周期中生成从电流检测器220的输出来检测2相或1相的相电流的相电流检测区间。
再者，图3的流程图所示的例程中的相电流的检测，如后述那样，在PWM控制的2周期中检测3相的相电流，将以该PWM控制的2周期作为1单位时的开始的1周期设为第1PWM周期，将紧接其后的1周期设为第2PWM周期。
接下来，控制单元213进至步骤S103，在由步骤S102的脉冲移位生成的相电流检测区间内设定相电流检测定时，在该相电流检测定时采样电流检测器220的输出，检测2相或1相的相电流。
若在第1PWM周期中进行相电流的检测，则控制单元213进至步骤S104，在紧接第1PWM周期之后的第2PWM周期中以与第1PWM周期不同的模式实施PWM脉冲的脉冲移位处理，在第2PWM周期中生成从电流检测器220的输出来检测在第1PWM周期中未检测相电流的剩余的1相或2相的相电流的相电流检测区间。
即，控制单元213在第1PWM周期和第2PWM周期中使各相的PWM脉冲的相位关系不同，分配为在第1PWM周期中检测相电流的相和在第2PWM周期中检测相电流的相。
接下来，控制单元213进至步骤S105，在由步骤S104的脉冲移位生成的相电流检测区间内设定相电流检测定时，在该相电流检测定时采样电流检测器220的输出，检测1相或2相的相电流。
通过以上的步骤S102－步骤S105的处理(第1检测部件)，控制单元213在PWM周期的2周期中从电流检测器220的输出分别检测3相的相电流Iu、Iv、Iw。如前述，只要是通过第1PWM周期中的脉冲移位和第2PWM周期中的脉冲移位，在第1PWM周期和第2PWM周期的2周期中检测3相的相电流的结构，就可以在PWM脉冲的各种模式中检测3相的相电流，可以提高偏移误差的检测频度。
然后，控制单元213进至步骤S106，将相电流检测值Iu、Iv、Iw的总和除以3所得的值计算作为偏移误差量ΔI(ΔI＝(Iu+Iv+Iw)/3)。
温度变化等造成的电流检测器220的偏移误差量ΔI被相等地附加在各相电流检测值Iu、Iv、Iw中，若将真实的相电流值设为Iuo、Ivo、Iwo，则包含了偏移误差的检测值分别是Iuo+ΔI、Ivo+ΔI、Iwo+ΔI，Iuo+Ivo+Iwo＝0，所以检测值的总和为Iuo+ΔI+Ivo+ΔI+Iwo+ΔI＝ΔI×3。因此，在将相电流检测值Iu、Iv、Iw的总和除以3的处理中，求偏移误差量ΔI。
在求得偏移误差量ΔI后，控制单元213进至步骤S107，基于偏移误差量ΔI，更新用于偏移校正电流检测器220的检测电流值的偏移校正量。
在各相电流检测值Iu、Iv、Iw是偏移校正后的值的情况下，本次S107中运算的偏移误差量ΔI成为偏移误差量ΔI的变动部分，控制单元213在步骤S107中，变更相当偏移误差量ΔI的变动部分的偏移校正量。
再者，控制单元213多次求偏移误差量ΔI而求其平均值，可以基于有关的平均值变更偏移校正量，此外，可以将上次为止的偏移校正量和基于本次求得的偏移误差量ΔI的偏移校正量的平均值设为更新后的偏移校正量。
此外，在偏移误差量ΔI是超过阈值的值的情况下，控制单元213判断为例如即使进行偏移校正，电流检测器220的电流的检测精度也恶化，并可以基于相电流的检测值，停止电机控制。
控制单元213(偏移校正部件)使用在步骤S107中更新的偏移校正量，将电流检测器220的检测电流值进行偏移校正，使用偏移校正后的电流检测值进行向量控制和磁极位置的检测等。
这里，基于具体例子详细地说明在步骤S102－步骤S105中的处理(第1检测部件)。
图4例示了在3相的PWM脉冲的宽度(3相的指令电压)为相同的情况下的脉冲移位处理及相电流检测定时。
在图4(A)的脉冲移位处理前的状态(以三角波载波的波谷作为PWM脉冲的中心的标准状态)下，由于3相的PWM脉冲的宽度相同，所以PWM脉冲的导通期间在全部3相中重叠，没有仅1相或2相的PWM脉冲为导通的期间，通过电流检测器220无法检测在1个相中流过的电流。
因此，在图4(B)所示的脉冲移位处理的一例子中，实施在第1PWM周期中使V相的PWM脉冲的相位延迟时间Δt1，而且使W相的PWM脉冲的相位延迟时间Δt2(Δt2＞Δt1)的脉冲移位处理。
控制单元213通过将三角波载波作为校正定时的基准而校正指令电压，控制PWM脉冲的上升沿及下降沿的定时，使PWM脉冲的相位移位。
由于图4(B)的使W相的PWM脉冲延迟的时间Δt2比使V相的PWM脉冲延迟的时间Δt1长，所以从U相的PWM脉冲下降至V相的PWM脉冲下降为止的期间P1(时间Δt1的期间)为U相的PWM脉冲截止而V相及W相的PWM脉冲导通的期间，在该期间P1中V相及W相中流过的电流合流而流入U相。因此，控制单元213在期间P1内设定U相电流检测定时，在该U相电流检测定时采样电流检测器220的输出，求U相的相电流检测值Iu。
另一方面，由于图4(B)的W相的PWM脉冲的相位延迟的时间Δt2比V相的PWM脉冲的相位延迟的时间Δt1长，所以从V相的PWM脉冲下降至W相的PWM脉冲下降为止的期间P2(时间Δt2的期间)为U相及V相的PWM脉冲截止而W相的PWM脉冲导通的期间，在该期间P2中W相中流过的电流分开流入U相及V相。因此，控制单元213在期间P2中设定W相电流检测定时，在该W相电流检测定时采样电流检测器220的输出，求W相的相电流检测值Iw。
即，在3相的PWM脉冲的宽度相同时，控制单元213通过实施在第1PWM周期中使V相的PWM脉冲延迟Δt1，而且使W相的PWM脉冲延迟Δt2(Δt2＞Δt1)的脉冲移位处理，在第1PWM周期的后半部分检测U相及W相的2相的相电流Iu、Iw。
在上述第1PWM周期中的脉冲移位处理中不生成可检测V相的相电流Iv的区间，所以控制单元213实施用于在紧接第1PWM周期之后的第2PWM周期中可以检测V相的相电流Iv的区间的脉冲移位处理。
作为生成检测V相的相电流Iv的区间的脉冲移位处理，控制单元213进行使V相的PWM脉冲的相位超前时间Δt3的处理。
如果在第2PWM周期中控制单元213仅使V相的PWM脉冲超前时间Δt3，则在第2PWM周期的前半部分生成U相及W相的PWM脉冲为截止而V相的PWM脉冲导通的期间P3(时间Δt3的期间)，在该期间P3中V相中流过的电流分开流入U相及W相。因此，控制单元213在期间P3中设定V相电流检测定时，在该V相电流检测定时采样电流检测器220的输出，求V相的相电流检测值Iv。
即，控制单元213通过在第2PWM周期中实施使V相的PWM脉冲超前时间Δt3的脉冲移位处理，在第2PWM周期的前半部分检测V相的相电流Iv。由此，在第1PWM周期和第2PWM周期的2周期中，全部3相的相电流被电流检测器220检测。
再者，延迟时间Δt1、Δt2、Δt3被设定，以使所述期间P1、P2、P3的长度长于电流检测所需要的最小时间，而且，各相电流检测定时被设定得靠近第1PWM周期和第2PWM周期的边界，以使从最初检测U相的相电流Iu至最后检测V相的相电流Iv为止的时间被设定得尽可能短。
如上述，在第1PWM周期和第2PWM周期的2周期中检测3相各自的相电流的情况下，若从最初的相电流检测定时至最后的相电流检测定时为止的时间变长，则影响到相电流的时间变化而偏移误差的检测精度下降。
因此，通过在第1PWM周期的后半部分检测2相的相电流，在第2PWM周期的前半部分检测剩余的1相的相电流，检测3相的相电流的区间缩短，而且，通过尽力延迟第1PWM周期的后半部分中的2相的相电流检测定时，此外，尽力提前第2PWM周期的前半部分中的1相的相电流检测定时，3相的相电流在短时间内被检测。
例如，如图5(A)所示，控制单元213通过在第2PWM周期中实施使V相的PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位，生成V相的PWM脉冲为截止而其他相的PWM脉冲导通的期间，可以在第2PWM周期的前半部分检测V相的相电流Iv。但是，如图5(A)所示，在第2PWM周期中使V相的PWM脉冲的相位延迟的情况下，如图5(B)所示，相比使V相的PWM脉冲的相位超前的情况，V相的相电流Iv的检测定时延迟，作为结果，全部3相的相电流被检测的区间的长度变长，偏移误差的检测精度下降。
因此，控制单元213在第1PWM周期中实施使PWM脉冲的相位延迟的处理，以使电流检测区间被设定得尽量晚，并在第2PWM周期中实施使PWM脉冲的相位超前的处理，以使电流检测区间被设定得尽量早，3相的相电流在短时间内被检测。
再者，控制单元213将在第1PWM周期中使PWM脉冲的相位延迟的2个相、在第2PWM周期中使PWM脉冲的相位超前的1个相与图4的模式不同，例如，如果在第1PWM周期中实施使U相的PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位处理，而且，在第1PWM周期中实施使V相的PWM的相位比U相延迟得大的脉冲移位处理，在第2PWM周期中实施使U相的PWM脉冲的相位超前的脉冲移位处理，则可以在第1PWM周期的后半部分检测V相的相电流Iv和W相的相电流Iw，在第2PWM周期的前半部分检测U相的相电流Iu。
此外，控制单元213可以在第1PWM周期中将PWM脉冲的相位延迟的相仅设为1相，将在第2PWM周期中使PWM脉冲的相位超前的相设为2相，在第1PWM周期中检测1相的相电流，在第2PWM周期中检测剩余的2相的相电流。
例如，通过在第1PWM周期中实施使V相的PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位处理，在第2PWM周期中实施使V相的PWM脉冲的相位超前的脉冲移位处理，而且，在第2PWM周期中实施使W相的PWM脉冲的相位超前比V相大的脉冲移位处理，可以在第1PWM周期中检测V相的相电流Iv，在第2PWM周期中检测U相的相电流Iu及W相的相电流Iw。
此外，图6例示了在3相的PWM脉冲的宽度之中2相相同、1相不同的情况下的脉冲移位处理及相电流检测定时。
图6所示的例子是，U相及V相的PWM脉冲宽度相同，W相的PWM脉冲宽度比U相及V相的PWM脉冲宽度窄的情况。
而且，图6(A)表示脉冲移位处理前的各相的PWM脉冲的相位状态。在未实施脉冲移位的状态下，U相及V相的PWM脉冲为导通、W相的PWM脉冲宽度为截止的期间P4，因U相及V相中流入的电流合流并流向W相，所以成为可以从电流检测器220的输出来检测W相的相电流Iw的期间，但未生成可以检测U相及V相的相电流Iu、Iv的区间。
因此，如图6(B)所示，控制单元213在第1PWM周期中使U相的PWM脉冲的相位超前，而且，在第1PWM周期中使V相的PWM脉冲的相位延迟，在第1PWM周期的后半部分中，生成V相的PWM脉冲为导通、U相及W相的PWM脉冲为截止的期间P5，从有关期间P5中的电流检测器220的输出来检测V相的相电流Iv。
另一方面，控制单元213通过在紧接第1PWM周期之后的第2PWM周期中，使U相的PWM脉冲的相位超前，而且，使V相的PWM脉冲的相位延迟，生成仅U相的PWM脉冲为导通、可以从电流检测器220的输出来检测U相的相电流的期间P6，以及仅W相的PWM脉冲为截止、可以从电流检测器220的输出来检测W相的相电流的期间P7，在第2PWM周期的前半部分检测U相的相电流Iu及W相的相电流Iw。
再者，在图6(B)的例子中，在第1PWM周期中，控制单元213实施使U相的PWM脉冲的相位超前的处理和使V相的PWM脉冲的相位延迟的处理两者，这是因为U相及V相的PWM脉冲宽度与PWM控制的1周期接近，即使实施仅U相和V相的任一方的脉冲移位处理，也无法生成足够长的电流检测区间。
因此，在U相及V相的PWM脉冲宽度比图6的例子短的情况下，例如，有控制单元213在第1PWM周期中仅实施使V相的PWM脉冲的相位延迟的处理而可以检测V相的相电流Iv的情况。
同样地，第2PWM周期中的使U相的PWM脉冲的相位超前的处理及使V相的PWM脉冲的相位延迟的处理，是用于确保U相的相电流检测区间的长度的处理。
此外，在图6(B)中，控制单元213可以在第1PWM周期后半部分的仅W相的PWM脉冲为截止的期间P8中检测W相的相电流Iw，在第1PWM周期中检测V相的相电流Iv及W相的相电流Iw，在第2PWM周期中检测U相的相电流Iu。
此外，在图6所示的例子中，控制单元213通过实施宽度比W相的PWM脉冲长的U相及V相的PWM脉冲的脉冲移位处理，抑制在脉冲移位处理中使相位延迟或提前的时间，在从第1PWM周期的后半部分至第2PWM周期的前半部分的较短的区间中检测3相的相电流。
再者，例如，在3相的PWM脉冲之中的2相为相同，剩余的1相的PWM脉冲比其他2相的PWM脉冲的宽度大的情况下，如图7例示的，控制单元213也可以通过脉冲移位处理在PWM2周期中检测3相的相电流。
图7表示3相的PWM脉冲之中的U相及V相的PWM脉冲为相同，W相的PWM脉冲比其他两相的PWM脉冲短的情况下的脉冲移位处理的例子。
在图7所示的例子中，控制单元213在第1PWM周期中使V相及W相的PWM脉冲的相位延迟，生成U相的相电流Iu检测期间P9及W相的相电流Iw检测期间P10，另一方面，在第2PWM周期中实施相位超前的处理，以使V相的PWM脉冲最先上升，并生成V相的相电流Iv检测期间P11。
再者，PWM脉冲的宽度等条件是通过脉冲移位处理难以在PWM2周期中从电流检测器220的输出来检测3相的相电流的条件时，控制单元213可以取消偏移校正量的更新处理。
此外，图8例示了在PWM脉冲宽度在全部3相中不同的情况下的脉冲移位处理及电流检测定时的设定。
在图8的例子中，各相的PWM脉冲宽度为U相PWM脉冲宽度＞W相PWM脉冲宽度＞V相PWM脉冲宽度的关系，并且W相PWM脉冲宽度和V相PWM脉冲宽度近似。
而且，在未实施脉冲移位处理的情况下，如图8(A)所示，生成U相的相电流Iu检测期间，但未生成W相的相电流Iw检测期间，尽管生成V相的相电流Iv检测期间，但无法确保电流检测所需要的最小时间。
因此，如图8(B)所示，控制单元213通过在第1PWM周期中使V相的PWM脉冲的相位延迟，以使在U相的PWM脉冲下降时期之后变为导通，从而在第1PWM周期中检测U相及V相的相电流Iu、Iv，在第2PWM周期中，通过实施使U相的PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位处理，同时使W相的PWM脉冲的相位超前的处理，使得W相的PWM脉冲在U相的PWM脉冲的上升沿时期以前导通，在仅该W相的PWM脉冲为导通的期间P12检测W相的相电流Iw。
再者，即使在W相PWM脉冲宽度和V相PWM脉冲宽度之差是V相的相电流Iv检测区间有足够的长度的大小的情况下，如图8(B)所示，控制单元213通过实施脉冲移位处理，也可以在更短时间内检测3相的相电流。
上述所例示的、在PWM2周期中用于从电流检测器220的输出来检测3相的相电流的脉冲移位处理是一例子，显然可以根据各相的PWM脉冲宽度而适当设定。即，控制单元213可以根据各相的PWM脉冲宽度而适当选定脉冲移位处理的模式，以在第1PWM周期中可以检测1相或2相的相电流，并在第2PWM周期的前半部分可以检测剩余的2相或1相的相电流。
顺便说明一下，在图3的流程图中所例示的控制中，控制单元213在进行偏移校正量的更新处理时在PWM2周期中检测3相的相电流，但控制单元213可以分开使用在PWM2周期中检测3相的相电流的处理和在PWM1周期中检测3相的相电流的处理。
图9的流程图表示分开使用在PWM2周期中检测3相的相电流的处理(第1检测部件)和在PWM1周期中全部检测3相的相电流的处理(第2检测部件)的控制的一例子。
首先，在步骤S201中，控制单元213判别偏移校正量的更新处理的执行条件是否成立。
然后，在执行条件成立的情况下，控制单元213进至步骤S202(选择动作部件)，从当时各相的PWM脉冲宽度的状态等来判断在PWM1周期中检测3相的相电流的条件和在PWM2周期中检测3相的相电流的条件的哪一个条件成立。
例如，在各相的PWM脉冲宽度的状态为即使进行脉冲移位处理也难以在PWM1周期中检测3相的相电流的第1状态时，控制单元213可以判断为在PWM2周期中检测3相的相电流的第1条件成立，在各相的PWM脉冲宽度的状态为通过进行脉冲移位处理而可以在PWM1周期中检测3相的相电流的第2状态时，可以判断为在PWM1周期中检测3相的相电流的第2条件成立。
此外，控制单元213在转矩指令值为恒定而各相的相电流稳定时判断为可以在PWM1周期中检测3相的相电流的第2条件成立，在转矩指令值变动时判断为在PWM2周期中检测3相的相电流的第1条件成立。设为这样的选择条件，是因为在PWM1周期中检测3相的相电流的情况下，有检测全部3相的相电流的期间变长，偏移误差的检测精度因相电流的变动而下降的情况，在相电流稳定的情况下，即使检测全部3相的相电流的期间变长，也可以抑制偏移误差的检测精度的下降。
相比在PWM2周期中检测3相的相电流的处理，在PWM1周期中检测3相的相电流的处理的运算负荷较小，所以如上述那样，若分开使用在PWM2周期中检测3相的相电流的处理和在PWM1周期中全部检测3相的相电流的处理，则可以抑制控制单元213中的运算负荷。
再者，控制单元213在转矩指令值为恒定而各相的相电流稳定，并且在PWM1周期中可以检测3相的相电流时，判断为在PWM1周期中检测3相的相电流的第2条件成立，在有关的第2条件不成立的情况下，判断为在PWM2周期中检测3相的相电流的第1条件成立。
在步骤S202中，若控制单元213判断为在PWM2周期中检测3相的相电流的第1条件成立，在PWM1周期中检测3相的相电流的第2条件不成立，则通过实施步骤S203－步骤S206的处理，在PWM2周期中检测3相的相电流。
再者，步骤S203－步骤S206的处理与图3的流程图的步骤S102－步骤S105相同，省略详细的说明。
另一方面，在步骤S202中，若控制单元213判断为在PWM2周期中检测3相的相电流的第1条件不成立，在PWM1周期中检测3相的相电流的第2条件成立，则进至步骤S207，在PWM1周期中实施用于检测3相的相电流的脉冲移位处理，在随后的步骤S208中，在由脉冲移位处理生成的3相各自的电流检测期间内设定电流检测定时，在PWM1周期中检测3相的相电流。
图10例示了在PWM1周期中用于检测3相的相电流的脉冲移位处理、以及脉冲移位处理后的PWM脉冲中的电流检测定时。
图10(A)表示脉冲移位处理前的各相的PWM脉冲，例示了U相及V相的PWM脉冲宽度相同，且W相的PWM脉冲宽度比U相及V相的PWM脉冲宽度窄的情况。
在有关的PWM脉冲的模式中，电流检测期间被限定为U相及V相的PWM脉冲为导通、W相的PWM脉冲为截止，可以检测W相的相电流Iw的期间，不生成可以检测U相及V相的相电流的区间。
因此，控制单元213如图10(B)所例示的那样实施脉冲移位处理，在PWM1周期内生成3相各自的相电流检测期间。
具体而言，控制单元213通过实施将U相的PWM脉冲的相位超前、另一方面使V相的PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位处理，生成在PWM1周期的初期仅U相的PWM脉冲导通且可以检测U相的相电流Iu的区间，生成在PWM1周期的末期仅V相的PWM脉冲导通且可以检测V相的相电流Iv的区间，在这些区间内设定U相的相电流Iu检测定时、V相的相电流Iv检测定时，从电流检测器220的输出来检测相电流Iu、Iv。
再者，对于U相的PWM脉冲及V相的PWM脉冲的双方实施脉冲移位处理，是因为在仅对一方的相进行了脉冲移位处理的情况下，无法生成足够长度的电流检测期间。
此外，控制单元213在U相及V相的PWM脉冲为导通、W相的PWM脉冲为截止而可以检测W相的相电流Iw的期间内，设定W相的相电流Iw检测定时，从电流检测器220的输出来检测相电流Iw。
再者，在PWM1周期中检测3相的相电流的情况下的PWM脉冲宽度的组合及脉冲移位处理的模式，显然可以在图10所例示的以外进行各种设定。
以上，参照优选的实施方式具体地说明了本发明的内容，但基于本发明的基本的技术思想及启示，只要是本领域技术人员，则可采用各种各样的变形方式是不言而喻的。
控制单元213可以将在PWM2周期中从电流检测器220的输出检测到的3相的相电流Iu、Iv、Iw用于3相无刷电机1的向量控制。
此外，控制单元213可以在从电流检测器220的输出来检测3相的相电流时，实施抑制转矩指令值(各相的指令电压)的变动的处理，在转矩指令值(各相的指令电压)的稳定状态下检测3相的相电流。
标号说明
1…3相无刷电机、2…电机驱动装置、212…驱动电路、212a…逆变器、213…控制单元、213a…A/D转换器、213b…微计算机、220…电流检测器、220a…分流电阻、220b…检测电路

Claims (8)

1.一种电机驱动装置，是包括对3相无刷电机供给交流电力的逆变器、检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器、以及输入所述电流检测器的输出并PWM控制所述逆变器的控制单元的电机驱动装置，
所述控制单元包括：相电流检测部件，从各相的PWM脉冲的导通/截止的组合为规定的组合时的所述电流检测器的输出检测各相的相电流，
所述相电流检测部件包括：第1检测部件，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理，使各相的PWM脉冲的相位关系在所述PWM控制的第1PWM周期和第2PWM周期中不同，所述第2PWM周期紧接在所述第1PWM周期之后，在所述第1PWM周期内从所述电流检测器的输出检测与其PWM脉冲的相位关系对应的相电流，在所述第2PWM周期内从所述电流检测器的输出检测在所述第1PWM周期中未检测的剩余相的相电流。
2.如权利要求1所述的电机驱动装置，
所述第1检测部件在所述第1PWM周期的后半部分检测1相或2相的电流，在紧接所述第1PWM周期之后的所述第2PWM周期的前半部分检测剩余的2相或1相的电流。
3.如权利要求2所述的电机驱动装置，
所述第1检测部件在所述第1PWM周期中实施使所述PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位处理，在所述第2PWM周期中实施使所述PWM脉冲的相位超前的脉冲移位处理。
4.如权利要求1所述的电机驱动装置，
所述控制单元还包括：第2检测部件，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理，在所述PWM控制的1周期中从所述电流检测器的输出检测3相各自的相电流；以及选择动作部件，根据使所述第1检测部件动作的第1条件和使所述第2检测部件动作的第2条件的哪一个条件成立，使所述第1检测部件和所述第2检测部件的哪一个部件动作。
5.如权利要求1所述的电机驱动装置，
所述控制单元还包括：偏移校正部件，基于由所述相电流检测部件检测出的3相各自的相电流，偏移校正所述电流检测器的电流检测值。
6.一种电机驱动装置中的相电流检测方法，是在包括对3相无刷电机供给交流电力的逆变器、以及检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器，所述逆变器被PWM控制的电机驱动装置中检测相电流的方法，该方法包括：
在所述PWM控制的第1PWM周期中，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理而生成1相或2相的相电流检测区间的第1步骤；
从在所述第1PWM周期中生成的相电流检测区间中的所述电流检测器的输出，检测所述1相或2相的相电流的第2步骤；
在所述PWM控制的第2PWM周期中，通过使PWM脉冲的相位移位的脉冲移位处理，使各相的PWM脉冲的相位关系在所述PWM控制的第1PWM周期和第2PWM周期中不同，所述第2PWM周期紧接在所述第1PWM周期之后，在所述第1PWM周期内从所述电流检测器的输出检测与其PWM脉冲的相位关系对应的相电流的第3步骤；以及
从在所述第2PWM周期内从所述电流检测器的输出检测在所述第1PWM周期中未检测的剩余相的相电流的第4步骤。
7.如权利要求6所述的电机驱动装置中的相电流检测方法，
所述第1步骤在所述第1PWM周期中实施使PWM脉冲的相位延迟的脉冲移位处理并在所述第1PWM周期的后半部分中生成1相或2相的相电流检测区间，
所述第3步骤在紧接所述第1PWM周期之后即所述第2PWM周期中实施使PWM脉冲的相位超前的脉冲移位处理并在所述第2PWM周期的前半部分中生成剩余的2相或1相的相电流检测区间。
8.如权利要求6所述的电机驱动装置中的相电流检测方法，还包括：
基于3相各自的相电流的检测值，偏移校正所述电流检测器的电流检测值的第5步骤。
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