CN108933551B - 用于油泵电机的驱动设备和用于油泵电机的驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于油泵电机的驱动设备和用于油泵电机的驱动控制方法。所述油泵电机驱动设备包含：电流检测单元，其用于检测流经定子的线圈的多相位电流中的每一者；控制单元，其用于将所检测的多相位电流转换为d轴电流Id和q轴电流Iq，通过比较d轴电流Id与d轴电流命令值Idref且比较q轴电流Iq与所述d轴电流命令值Idref来计算转子的实际旋转位置与假想旋转位置之间的相位误差，执行控制以使得所述相位误差接近零，并将指示要施加到所述无刷电机的各个相位的电压的电压命令值输出到电机驱动电路，其中当所述电机的转数小于预定数量时所述控制单元将d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。

Description

用于油泵电机的驱动设备和用于油泵电机的驱动控制方法

技术领域

本公开涉及用于油泵电机的驱动设备和用于油泵电机的驱动控制方法。

背景技术

已知基于由电机常数诸如电流、电压和绕组电阻计算出的电机的感应电压来估计无刷电机的转子位置的矢量控制型无传感器方法。日本未经审查专利申请公告号2014-064385(下文称为专利文献1)公开了一种用于矢量控制型无传感器方法的技术，其中执行180度通电正弦波驱动以基于在无刷电机的转速高于最小电机转速的高速范围内的感应电压来获得转子的位置信息，以及在电机转速低于最小电机转速的低速范围内执行120度通电矩形波驱动。日本未经审查专利申请公告号2010-233301(下文称为专利文献2)公开了一种技术，其中改变控制模式，从而通过在电机启动(启动模式)时不使用传感器而执行开环控制来驱动无刷电机，并且通过在电机启动之后执行电流反馈控制(电流控制模式)来驱动无刷电机。

本发明的发明者已发现以下问题。也就是说，最近研究了如何将矢量控制型无传感器方法应用于驱动油泵无刷电机(下文也称为“油泵无刷电机”)。期望油泵无刷电机用于低速操作以及高速操作中。如上所述，在专利文献1中公开的技术中，电机驱动模式在无刷电机高速旋转时与无刷电机低速旋转时之间改变。然而，当电机驱动模式如上所述地改变时，其控制趋于变得复杂。期望用于油泵无刷电机的驱动的更简单的控制方法。然而，当在全部速度范围内执行180度通电正弦波驱动(执行其以基于感应电压来估计转子的位置)时，用于估计转子的位置的准确度在感应电压较低的低速操作中恶化。因此，存在转子可能在低速操作中无法顺利旋转的可能性。

同时，专利文献2中公开的技术可以防止用于估计转子位置的准确度在低速操作中恶化。然而，当将此技术应用于相对大型的无刷电机(诸如油泵无刷电机)的驱动时，由于在启动模式中电流增加而引起的转子变形，可能会发生振动。

其他问题和新颖特征将从本说明书中的描述和附图显而易见。

发明内容

根据一个实施例，用于油泵电机的驱动设备包含电流检测单元和控制单元。电流检测单元在包含定子和转子的油泵无刷电机正在旋转时检测流经定子的线圈的多相位电流中的每一者。控制单元将所检测的多相位电流转换为d-q坐标系中的d轴电流Id和q轴电流Iq，通过比较所述d轴电流Id与d轴电流命令值Idref且比较所述q轴电流Iq与所述d轴电流命令值Idref来计算所述转子的实际旋转位置与其假想旋转位置之间的相位误差，且执行控制以使得所述相位误差接近零，所述d-q坐标系包含与由所述转子的磁体产生的磁通量的方向平行的d轴和与所述d轴正交且被限定以便与所述转子一起旋转的q轴。接着，控制单元将电压命令值输出到电机驱动电路，所述电压命令值指示将要施加到无刷电机的各个相位的电压。此外，当无刷电机的转数小于预定转数时，所述控制单元将d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。

根据上述实施例，即使在无刷电机以低速旋转时，也可能通过矢量控制型无传感器方法来以稳定的方式控制油泵无刷电机的驱动。

附图说明

上述和其他方面、优点和特征将从结合附图的特定实施例的以下描述而更加显而易见，其中：

图1是示出根据实施例的概要的油泵电机驱动设备的配置的示例的示意图；

图2是示出根据第一实施例的油泵电机驱动设备的实施例的电路框图；

图3是用于说明根据第一实施例的油泵电机驱动设备中的矢量控制的处理流程的概述的流程图；

图4是示意性示出d-q坐标系与γ-δ坐标系之间的关系的图；

图5是示出d轴电流命令值Idref相对于无刷电机中的转子转数的示例的示意图；

图6是用于说明用于在转子的转数小于预定转数时将d轴电流命令值Idref设定为大于零的预定值的处理流程的示例的流程图；

图7是示出d轴电流命令值Idref相对于无刷电机中的转子转数的另一示例的示意图；

图8是用于说明用于在无刷电机中的转子转数小于预定转数时将d轴电流命令值Idref设定为大于零且根据无刷电机中的所述转子转数而确定的值的处理流程的示例的流程图。

图9是示出当无刷电机的转数小于根据第二实施例的油泵电机驱动设备中的预定转数时d轴电流Id和q轴电流Iq随着时间的改变的示例的示意图；以及

图10是用于说明用于在转子转数小于预定转数时监视q轴电流Iq的改变且根据所述根据第二实施例的油泵电机驱动设备中的q轴电流Iq的增加/减少而增加/减少d轴电流命令值Idref的处理流程的示例的流程图。

具体实施方式

下文参考附图详细说明应用了解决上述问题的手段的实施例。为了使说明清晰，以下描述和附图可以适当地部分省略和简化。此外，在附图中示出为用于执行各种过程的功能框的元件中的每一者可以通过硬件实现，诸如CPU(中央处理单元)、存储器和其他类型的电路，或者通过软件实现，诸如载入在存储器中的程序。因此，本领域技术人员将了解这些功能框可以仅由硬件实现，仅由软件实现，或由其组合实现。也就是说，它们既不限于硬件也不限于软件。请注意，贯穿附图中将相同的符号指派给相同的部件，并根据需要省略重复的说明。

此外，可以将上述程序存储并提供给使用任何类型的非暂时性计算机可读介质的计算机。非暂时性计算机可读介质包含任何类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包含磁性存储介质(诸如软盘、磁带、硬盘驱动器等)、光磁存储介质(例如磁光盘)、CD-ROM(紧密光盘只读存储器)、CD-R(可记录紧密光盘)、CD-R/W(可重写紧密光盘)、和半导体存储器(诸如掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM、RAM(随机存取存储器)等)。可以将程序提供给使用任何类型的暂时性计算机可读介质的计算机。暂时性计算机可读介质的示例包含电信号、光信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由有线通信线路(例如、电力线和光纤)或无线通信线路来将程序提供给计算机。

在以下实施例中，在必要时，本公开通过使用独立的段落或独立的实施例来说明。然而，除非另有规定，那些实施例彼此不是无关的。也就是说，它们以这样的方式相关：一个实施例是另一实施例的一部分或全部的修改示例、应用示例、详细示例或补充示例。此外，在以下实施例中，当提及元件的数量等(包含数字、值、量、范围等)时，所述数量不限于该具体数量，除了明确规定所述数量或者所述数量基于其原理明显地限于该具体数量的情况以外。也就是说，也可以使用比该具体数量更大的数量或更小的数量。

此外，在以下实施例中，它们的部件(包含操作步骤等)未必是不可或缺的，除了明确规定所述部件或者所述部件基于其原理明显地不可或缺的情况以外。类似地，在以下实施例中，当提及部件等的形状、位置关系等时，实质上与所述形状类似或相似的形状等也包含在所述形状中，除了明确规定所述形状或者它们基于其原理而排除以外。这对于上述数量等(包含数字、值、量、范围等)来说也是成立的。

<实施例的概要>

在说明实施例的细节之前，首先说明实施例的概要。图1是示出根据实施例的概要的用于油泵电机的驱动设备10(下文也称作“油泵电机驱动设备10”)的配置的示例的示意图。如图1中所示，油泵电机驱动设备10包含电机驱动电路12、电流检测单元13和控制单元14。

当包含定子和转子16的用于油泵的无刷电机11(下文也称为“油泵无刷电机11”)正在旋转时，电流检测单元13检测流经定子的线圈15的多相位电流中的每一者。控制单元14将所检测的多相位电流转换为d-q坐标系中的d轴电流Id和q轴电流Iq。请注意，d-q坐标系包含平行于转子16的磁体所产生的磁通量的方向的d轴和正交于d轴的q轴，且被限定以便与转子16一起旋转。控制单元14通过比较d轴电流Id与d轴电流命令值Idref并比较q轴电流Iq与d轴电流命令值来计算转子16的实际旋转位置与其假想旋转位置之间的相位误差。此外，控制单元14执行控制而使得相位误差接近零，并向电机驱动电路12输出指示将要施加到无刷电机11的各个相位的电压的电压命令值。当无刷电机11的转数(例如，每分钟转数)小于预定转数时，控制单元14将作为d轴方向上的电流命令值的d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。

如上所述，当无刷电机11中的转子16的转数小于预定转数时，油泵电机驱动设备10将d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。以此方式，即使当无刷电机以低速旋转时，也可能增加感应电压e且因此在不使用传感器的情况下准确地估计相位误差。因此，即使在无刷电机以低速旋转时，也可能通过矢量控制型无传感器方法来以稳定的方式控制油泵无刷电机的驱动。

<第一实施例>

接着，说明第一实施例的细节。图2是示出根据第一实施例的油泵电机驱动设备110的实施例的电路框图。请注意，油泵电机驱动设备110以无传感器方式即不使用诸如编码器或霍尔元件的位置传感器来检测油泵无刷电机111中的转子的角度位置，并驱动无刷电机111。如图2中所示，油泵电机驱动设备110包含电流检测单元113、控制单元114、电机驱动电路112和栅极驱动电路120。

无刷电机111是在车辆等中使用的油泵无刷电机。无刷电机111是三相位DC(直流)无刷电机，其中三相位绕组即U相、V相和W相绕组(U相绕组115u、V相绕组115v和W相绕组115w)设置在圆柱形定子中，且包含永磁体的转子116设置在形成于定子中心中的空间中。

电流检测单元113是检测流经无刷电机111的各个相位(U相、V相和W相)的电流Iu、Iv和Iw的传感器。控制单元例如是MCU(微控制单元)，并通过180度通电无传感器矢量方法来控制无刷电机111的驱动。也就是说，控制单元114在180度通电正弦波驱动中的矢量控制型无传感器方法中计算指示将要施加到无刷电机111的各个相位的电压的电压命令值，并将计算出的电压命令值输出到电机驱动电路112。稍后将描述通过控制单元114执行的用于无刷电机111的驱动控制方法的细节。栅极驱动电路120将从控制单元114输出的六个控制信号转换为六相位电压信号(U+/-、V+/-和W+/-)，并将获得的六相位电压信号输出到电机驱动电路112。

电机驱动电路112是反相器电路，且包含通过以三相位桥配置连接分别包含反并联二极管118a至118f的开关元件117a至117f而形成的电路以及电源电路119。开关元件117a至117f中的每一者的控制端子(栅极端子)连接到栅极驱动电路120。开关元件117a至117f通过例如FET(场效应晶体管)来形成。开关元件117a至117f的控制端子(栅极端子)中的每一者连接到栅极驱动电路120。开关元件117a至117f的开/关状态由控制单元114通过栅极驱动电路120提供的控制信号来控制。

接着，说明通过控制单元114执行的用于无刷电机111的驱动控制方法。请注意在以下说明中，图2所示的油泵电机驱动设备110的电路框图也被认为是合适的。

图3是用于说明矢量控制的处理流程的概要的流程图。如图3中所示，首先，获取由电流检测单元113检测的三相位电流Iu、Iv和Iw(步骤S101)。此外，获取的三相位电流Iu、Iv和Iw被转换成数字值，且接着被转换成两相位电流Iα和Iβ(步骤S102)。请注意，两相位电流Iα和Iβ分别是α-β坐标系中的α轴分量和β轴分量，所示α-β坐标系是其中α轴平行于U相的方向的两轴静止坐标系。通过使用以下计算公式来将三相位电流Iu、Iv和Iw转换为两相位电流Iα和Iβ。

[表达式1]

Iu+Iv+Iw＝0

Iα＝Iu

继步骤S102之后，将两相位电流Iα和Iβ进一步转换为d轴电流Id和q轴电流Iq(步骤S103)。请注意，d轴电流Id和q轴电流Iq分别是d-q坐标系中的d轴分量和q轴分量，所述d-q坐标系是被定义以便与无刷电机111的转子116一起旋转的坐标系。d轴是平行于附接到转子的永磁体所产生的磁通量方向的轴，且q轴是与d轴正交的轴。q轴电流Iq是产生旋转转矩的分量，且d轴电流Id是产生磁通量的分量。通过使用以下计算公式来将两相位电流Iα和Iβ转换为d轴电流Id和q轴电流Iq。

[表达式2]

继步骤S103之后，通过执行PI控制(比例加积分控制)来计算d轴电压命令值Vd和q轴电压命令值Vq，使得d轴电流Id和q轴电流Iq分别快速地稳定为d轴电流命令值Idref和q轴电流命令值Iqref(步骤S104)。接着，将d轴电压命令值Vd和q轴电压命令值Vq分别转换为作为α-β坐标系中的α轴分量的电压命令值Vα和作为α-β坐标系中的β轴分量的电压命令值Vβ(步骤S105)。用于从值Vd和Vq转换成值Vα和Vβ的计算公式如下。

[表达式3]

继步骤S105之后，通过PWM调制将α-β坐标系中的电压命令值Vα和Vβ转换为三相位电压命令值Vu、Vv和Vw，且通过栅极驱动电路120将所获得的三相位电压命令值Vu、Vv和Vw输出到电机驱动电路112(步骤S106)。

接着，说明矢量控制型无传感器方法中转子116的位置信息的估计。

无刷电机111并未装备有诸如编码器或霍尔元件的用于检测转子116的位置信息的位置传感器。在例如“使用估计电流误差的无传感器无刷DC电机驱动器(日本电气工程师协会D，1995年，第115卷，第4号)”等中公开用于未装备有位置传感器的无刷电机的矢量控制方法(矢量控制型无传感器方法)。在基于矢量控制型无传感器方法的无刷电机的驱动控制中，估计在控制过程中假定的转子实际旋转位置与转子假想旋转位置之间的偏差(相位误差)。接着，校正所述假想的旋转位置使得相位误差变为零。相位误差的计算间接地通过感应电压而获得。

具体来说，当无刷电机111未装备有位置传感器时，转子116在d轴和q轴上的位置(即，转子116的实际旋转位置)是未知的。因此，定义基于转子116的假想旋转位置的γ-δ坐标系。图4是示意性示出d-q坐标系与γ-δ坐标系之间的关系的图。如图4中所示，在γ-δ坐标系中，γ轴被定义在从d轴延迟角度Δθ的位置，且δ轴被定义在从γ轴前进90度的位置。也就是说，γ轴与d轴的延迟Δθ是转子116的实际旋转位置与其假想旋转位置之间的相位误差。可以通过相位误差Δθ的旋转矩阵来将d-q坐标系中的坐标变换为γ-δ坐标系中的坐标。从d-q坐标系变换到γ-δ坐标系的计算公式如下。

[表达式4]

通过下文示出的表达式5来表示d-q坐标系中的用于无刷电机111的电压方程。在该表达式中：Vd是d轴方向上的电压[V]；Vq是q轴方向上的电压[V]；Id是d轴方向上的电流[A]；Iq是q轴方向上的电流[A]；R是绕组电阻[Ω]；Ld是d轴绕组自感[H]；Lq是q轴绕组自感[H]；e是感应电压[V]；以及p是算子。

[表达式5]

γ-δ坐标系中的无刷电机111的电压方程式是通过对d-q坐标系中的无刷电机111的上述电压方程执行用于从d-q坐标系到γ-δ坐标系的变换的上述计算公式所表示的计算而获得的。接着，从γ-δ坐标系中的无刷电机111的所获得的电压方程导出估计的电流误差。当γ轴与d轴的延迟(相位误差)Δθ足够小时，在采样点n处的估计电流误差ΔI(n)通过下文示出的表达式6表示。在该表达式中：T是电机转矩；e(n-1)是采样点n-1处的感应电压；以及Δθ(n-1)是采样点n-1处的相位误差。

[表达式6]

可以根据上文示出的用于估计电流误差的表达式来估计估计相位误差Δθ。如从上文示出的估计电流误差的表达式所理解，感应电压e需要在一定程度上较大，以便准确地估计相位误差Δθ。然而，当转子116低速旋转时，感应电压e较小，因此使其难以根据用于估计电流误差的表达式来估计相位误差Δθ。

应注意，感应电压e由电机角速度(电角)ω[rad/s]和感应电压常数KE[V/(rad/s)]的函数表示(即，表示为“se＝KE×ω”)。在感应电压常数KE与磁性大小之间存在关系。也就是说，随着磁性增加，感应电压常数KE增加。可以通过馈入正电流作为d轴电流Id来增加磁性。也就是说，通过馈入正电流作为d轴电流Id，可以增加感应电压e。因此，当无刷电机111的转子116低速旋转时，感应电压e通过馈入正电流作为d轴电流Id而增加，因此使得可能准确地估计相位误差Δθ。

因此，在根据本实施例的油泵电机驱动设备110中，当无刷电机111中的转子116的转数(例如，每分钟转数)小于预定转数(例如，300rpm)时，将d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。以此方式，正电流作为d轴电流Id流动，且因此可以增加感应电压e。因此，有可能准确地估计相位误差Δθ。

图5是示出d轴电流命令值Idref相对于无刷电机111中的转子116的转数的示例的示意图。如图5中所示，当无刷电机111中转子116的转数小于300rpm时，将d轴电流命令值Idref设定为大于零的预定值(例如，3[A])。以此方式，由于感应电压e可以在无刷电机111的转子116低速旋转时增加，有可能准确地检测电流误差ΔI。因此，即使无刷电机111的转子116低速旋转，也可能在不使用传感器的情况下准确地估计相位误差Δθ。

另一方面，当无刷电机111中的转子116的转数大于300rpm时，感应电压e足够大以在不馈入d轴电流Id的情况下准确地检测电流误差ΔI。因此，当无刷电机111中的转子116的转数大于300rpm时，将d轴电流命令值Idref设定为零，且因此将对转矩无贡献的d轴电流Id控制为零。因此，无刷电机111的功耗可以减少。

图6是用于说明用于在转子116的转数小于预定转数时将d轴电流命令值Idref设定为大于零的预定值的处理流程的示例的流程图。请注意在以下说明中，图2所示的油泵电机驱动设备110的电路框图也被认为是合适的。

如图6中所示，首先，检测转子116的转数(步骤S201)。接着，确定转子116的转数是否小于预定转数(步骤S202)。在步骤S202中，当转子116的转数等于或大于预定转数(步骤S202的否)时，过程进行到稍后将描述的步骤S204。在步骤S202中，当转子116的转数小于预定转数(步骤S202的是)时，将d轴电流命令值Idref设定为预定值(步骤S203)。继步骤S203之后，确定无刷电机111是否已停止(步骤S204)。当在步骤S204中确定无刷电机111已停止时，所述过程完成。另一方面，当确定无刷电机111尚未停止时，过程返回到步骤S201。

[修改示例1]

图7是示出d轴电流命令值Idref相对于无刷电机111中的转子116的转数的另一示例(与图5中所示的示例不同的示例)的示意图。如图7中所示，当无刷电机111中转子116的转数小于300rpm时，将d轴电流命令值Idref设定为大于零且根据无刷电机111的转数来确定的值。在此示例中，当转子116的转数小于300rpm时，d轴电流命令值Idref[A]与转子116的转数R[rpm]之间的关系表示为“Idref[A]＝3-R[rpm]/100”。以此方式，当无刷电机111的转子116低速旋转时，可以将感应电压e调整到必要且足够的电压。因此，与图5中所示的示例中的功耗相比较，有可能在转子116低速旋转时降低功耗。

当无刷电机111中的转子116的转数大于300rpm时，将d轴电流命令值Idref设定为零，且因此将对转矩无贡献的d轴电流Id控制为零，如在图5中所示的示例中。

图8是用于说明用于在无刷电机111中的转子116的转数小于预定转数时将d轴电流命令值Idref设定为大于零且根据无刷电机111中的转子116的转数而确定的值的处理流程的示例的流程图。请注意在以下说明中，图2所示的油泵电机驱动设备110的电路框图也被认为是合适的。

如图8中所示，首先，检测转子116的转数(步骤S301)。接着，确定转子116的转数是否小于预定转数(步骤S302)。在步骤S302中，当转子116的转数等于或大于预定转数(步骤S302的否)时，过程进行到稍后将描述的步骤S305。在步骤S302中，当转子116的转数小于预定转数(步骤S302的是)时，从Idref表检索对应于所述时刻的转子116的转数的数量Idslowref(步骤S303)。请注意，Idref表是图7中所示的数据表，其中记录了转子116的转数与用于d轴电流命令值Idref的设定值Idslowref之间的对应关系。继步骤S303之后，将在步骤S303中检索的数量Idslowref设定为d轴电流命令值Idref(步骤S304)。

继步骤S304之后，确定无刷电机111是否已停止(步骤S305)。当在步骤S305中确定无刷电机111已停止时，所述过程完成。另一方面，当确定无刷电机111尚未停止时，过程返回到步骤S301。

如上文说明，在根据第一实施例的油泵电机驱动设备110中，当无刷电机111中的转子116的转数小于预定转数时，将d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。以此方式，正电流作为d轴电流Id流动，且因此感应电压e可以增加。因此，即使当无刷电机111的转子116以低速旋转时，也可能在不使用传感器的情况下准确地估计相位误差Δθ。因此，即使在无刷电机低速旋转时，也可以通过矢量控制无传感器方法以稳定的方式控制油泵无刷电机的驱动，而不会引起诸如不同步的问题的可能性。

此外，在油泵电机驱动设备110中，当旋转命令突然改变时，不需要执行专利文献2中公开的技术中需要执行的开环控制。因此，与专利文献2中公开的技术中的控制相比，速度响应是快速的。此外，在油泵电机驱动设备110中，即使电机低速旋转，也不存在由于转子的变形而引起的发生振动的风险。

<第二实施例>

下文参考附图说明根据本公开的第二实施例。请注意，与第一实施例中相同的符号被分配给与第一实施例中相同的部分/结构，并且省略它们的说明。根据第二实施例的油泵电机驱动设备的大体配置与图2中所示的油泵电机驱动设备的配置相同。此外，由油泵电机驱动设备110的控制单元114执行的用于无刷电机111的驱动控制中的处理流程基本上与上文在参考图3和图6(或图8)的第一实施例中说明的过程相同。

在此实施例中，在图2中所示的无刷电机111的驱动控制中，当无刷电机111的转数小于预定转数时，控制单元114监视q轴电流Iq的值并执行控制，使得d轴电流Id的值根据(即，以便跟随)q轴电流Iq的值的增加/减少而增加/减少。也就是说，在本实施例中，当q轴电流Iq由于扰乱等而改变时，控制单元114确定无刷电机111的转矩已波动且因此增加/减少d轴电流命令值Idref，使得d轴电流Id的值根据(即，以便跟随)q轴电流Iq的值的增加/减少而增加/减少。此特征与第一实施例不同。

图9是示出当无刷电机111的转数小于预定转数时d轴电流Id和q轴电流Iq随着时间的改变的示例的示意图。图中，纵轴表示电流值[A]，且横轴表示经过的时间[s]。此外，实线L1表示d轴电流Id，且虚线L2表示q轴电流Iq。如图9中所示，d轴电流Id在q轴电流Iq增加的时刻增加，即，与q轴电流Iq同步地增加。

图10是用于说明用于在转子116的转数小于预定转数时监视q轴电流Iq的改变且根据(即，以便跟随)q轴电流Iq的增加/减少而增加/减少d轴电流命令值Idref的处理流程的示例的流程图。请注意在以下说明中，图2所示的油泵电机驱动设备110的电路框图也被认为是合适的。此外，图10中所示的处理流程的示例通过在图6所示的流程图中添加与第一实施例不同的上述特征相关的过程而获得。不用说，可以在图8中所示的流程图中添加与第一实施例不同的上述特征相关的过程，而不是将其添加到图6中所示的流程图中。

如图10中所示，首先，检测转子116的转数(步骤S401)。接着，确定转子116的转数是否小于预定转数(步骤S402)。在步骤S402中，当转子116的转数等于或大于预定转数(步骤S402的否)时，过程进行到稍后将描述的步骤S409。在步骤S402中，当转子116的转数小于预定转数(步骤S402的是)时，将d轴电流命令值Idref设定为预定值(步骤S403)。

继步骤S403之后，确定转子116的转数是否实质上恒定(步骤S404)。接着，对q轴电流Iq进行采样(即，测量)(步骤S405)。接着，确定当前采样的q轴电流Iq(n)是否已从先前采样的q轴电流Iq(n-1)增加(Iq(n)>Iq(n-1))，是否已从先前采样的q轴电流Iq(n-1)减少(Iq(n)<Iq(n-1))，或者尚未从先前采样的q轴电流Iq(n-1)改变(Iq(n)＝Iq(n-1))(步骤S406)。请注意，当前采样的q轴电流Iq(n)尚未从先前采样的q轴电流Iq(n-1)改变(Iq(n)＝Iq(n-1))的状态意味着当前采样的q轴电流Iq(n)与先前采样的q轴电流Iq(n-1)之间的差异ΔIq(ΔIq＝Iq(n)-Iq(n-1))在预定范围(-α≤ΔIq≤α，α>0)内。类似地，当差异ΔIq大于预定范围的上限(ΔIq>α)时，这意味着当前采样的q轴电流Iq(n)大于先前采样的q轴电流Iq(n-1)(Iq(n)>Iq(n-1))，而当差异ΔIq小于预定范围的下限(ΔIq<-α)时，这意味着当前采样的q轴电流Iq(n)小于先前采样的q轴电流Iq(n-1)(Iq(n)<Iq(n-1))。

在步骤S406中，当确定当前采样的q轴电流Iq(n)等于先前采样的q轴电流Iq(n-1)(Iq(n)＝Iq(n-1))时，过程进行到稍后将描述的步骤S409。在步骤S406中，当确定当前采样的q轴电流Iq(n)大于先前采样的q轴电流Iq(n-1)(Iq(n)>Iq(n-1))时，将对应于差异ΔIq的电流ΔId加到d轴电流命令值Idref(Idref＝Idref+ΔId)(步骤S407)，且过程进行到稍后描述的步骤S409。在步骤S406中，当确定当前采样的q轴电流Iq(n)小于先前采样的q轴电流Iq(n-1)(Iq(n)<Iq(n-1))时，将对应于差异ΔIq的电流ΔId从d轴电流命令值Idref减去(Idref＝Idref-ΔId)(步骤S408)，且过程进行到稍后描述的步骤S409。

接着，确定无刷电机111是否已停止(步骤S409)。当在步骤S409中确定无刷电机111已停止时，所述过程完成。另一方面，当确定无刷电机111尚未停止时，过程返回到步骤S401。

当无刷电机111的负载由于扰乱等而增加时，q轴电流Iq增加。这是因为当施加到无刷电机111的负载增加时，无刷电机111的转数减小。然而，为了维持无刷电机111的转数，需要增加q轴电流Iq。如果在q轴电流Iq由于负载的增加而增加时d轴电流Id不增加，那么感应电压可能会从足够大的电压降低以准确检测电流误差。因此，存在不能准确地估计相位误差Δθ的可能性。另一方面，当无刷电机111的负载由于某种原因而减少时发生q轴电流Iq的减小。如果在q轴电流Iq减少时d轴电流Id未减少，那么感应电压会从足够大的电压增加以准确检测电流误差。因此，电机的效率恶化。

如上所述，根据此实施例的油泵电机驱动设备监视在无刷电机的转数小于预定转数时q轴电流Iq的改变且根据(即，以便跟随)q轴电流Iq的增加/减少而增加/减少d轴电流命令值Idref。以此方式，即使在无刷电机低速旋转时负载改变，也有可能将d轴电流Id维持在必要且足够的电压以执行准确的估计。

上文已经基于实施例以具体方式说明了由本申请的发明人做出的本公开。然而，本公开并不限于上述实施例，且不用说，可以在不偏离本公开的精神和范围的情况下进行各种修改。

例如，在上述实施例中，可以在启动无刷电机时执行用于d轴电流Id的开环控制。请注意，用于执行d轴电流Id的开环控制的方法是众所周知的。例如，专利文献2公开了此类方法。因此，本文未进行详细说明。在上述实施例中，通过在启动无刷电机时执行d轴电流Id的开环控制，可以获得转子在启动时的准确位置，因此可能进一步提高在启动后立即进行的低速操作中的转子位置的估计准确度。因此，有可能以较稳定方式来控制在启动之后立即进行的低速操作中的无刷电机的驱动。

虽然已在几个实施例方面描述了本发明，但本领域技术人员将认识到本发明可以使用在随附权利要求的精神和范围内的各种修改来实践，且本发明并不限于上述示例。

此外，权利要求的范围并不由上述实施例限制。

此外，应注意，申请人意图包含所有权利要求要素的等同物，即使稍后在起诉期间修改。

本领域的技术人员可以根据需要组合第一和第二实施例。

Claims (12)

1.一种用于油泵电机的驱动设备，所述驱动设备包括：

电流检测单元，其被配置成：当包括定子和转子的油泵无刷电机正在旋转时，所述电流检测单元检测流经所述定子的线圈的多相位电流中的每一者；

控制单元，其用于通过无传感器控制方式来控制所述无刷电机，所述控制单元被配置成：

将检测到的多相位电流转换为d-q坐标系中的d轴电流Id和q轴电流Iq，

通过比较所述d轴电流Id与d轴电流命令值Idref、并且比较所述q轴电流Iq与所述d轴电流命令值Idref，来计算所述转子的实际旋转位置与其假想旋转位置之间的相位误差，

执行控制以使得所述相位误差接近于零，以及

将电压命令值输出到电机驱动电路，

所述d-q坐标系包含与由所述转子的磁体产生的磁通量的方向平行的d轴和与所述d轴正交的q轴、并且被限定为以便与所述转子一起旋转，所述电压命令值指示将要被施加到所述无刷电机的各个相位的电压，

其中，所述驱动设备的特征在于：

在执行所述控制以使得所述相位误差接近于零的时段期间，当所述无刷电机的转数小于预定转数时，所述控制单元将所述d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。

2.根据权利要求1所述的用于油泵电机的驱动设备，其中，

当所述无刷电机的转数小于所述预定转数时，所述控制单元将所述d轴电流命令值Idref设定为预定值。

3.根据权利要求1所述的用于油泵电机的驱动设备，其中，

当所述无刷电机的转数小于所述预定转数时，所述控制单元将所述d轴电流命令值Idref设定为与所述无刷电机的转数对应的值。

4.根据权利要求1所述的用于油泵电机的驱动设备，其中，

当所述无刷电机的转数等于或大于所述预定转数时，所述控制单元将所述d轴电流命令值Idref设定为零。

5.根据权利要求1所述的用于油泵电机的驱动设备，其中，

当所述无刷电机的转数小于所述预定转数时，所述控制单元监视所述q轴电流Iq的改变，并且根据所述q轴电流Iq的增加/减少来增加/减少所述d轴电流命令值Idref。

6.根据权利要求1所述的用于油泵电机的驱动设备，其中，

所述控制单元通过在所述无刷电机启动时对所述d轴电流Id执行开环控制，来检测所述转子的位置。

7.一种用于油泵电机的驱动控制方法，包括：

当包括定子和转子的油泵无刷电机正在旋转时，检测流经所述定子的线圈的多相位电流中的每一者；以及

通过无传感器控制方式来控制所述无刷电机，其包括：将检测到的多相位电流转换为d-q坐标系中的d轴电流Id和q轴电流Iq，通过比较所述d轴电流Id与d轴电流命令值Idref、并且比较所述q轴电流Iq与所述d轴电流命令值Idref来计算所述转子的实际旋转位置与其假想旋转位置之间的相位误差，执行控制以使得所述相位误差接近于零，以及将电压命令值输出到电机驱动电路，所述d-q坐标系包含与由所述转子的磁体产生的磁通量的方向平行的d轴和与所述d轴正交的q轴、并且被限定为以便与所述转子一起旋转，所述电压命令值指示将要被施加到所述无刷电机的各个相位的电压，

所述驱动控制方法的特征在于包括：

在执行所述控制以使得所述相位误差接近于零的时段期间，当所述无刷电机的转数小于预定转数时，将所述d轴电流命令值Idref设定为大于零的值。

8.根据权利要求7所述的用于油泵电机的驱动控制方法，其中，

当所述无刷电机的转数小于所述预定转数时，将所述d轴电流命令值Idref设定为预定值。

9.根据权利要求7所述的用于油泵电机的驱动控制方法，其中，

当所述无刷电机的转数小于所述预定转数时，将所述d轴电流命令值Idref设定为与所述无刷电机的转数对应的值。

10.根据权利要求7所述的用于油泵电机的驱动控制方法，其中，

当所述无刷电机的转数等于或大于所述预定转数时，将所述d轴电流命令值Idref设定为零。

11.根据权利要求7所述的用于油泵电机的驱动控制方法，其中，

当所述无刷电机的转数小于所述预定转数时，监视所述q轴电流Iq的改变，并且根据所述q轴电流Iq的增加/减少来增加/减少所述d轴电流命令值Idref。

12.根据权利要求7所述的用于油泵电机的驱动控制方法，其中，

通过在所述无刷电机启动时对所述d轴电流Id执行开环控制，来检测所述转子的位置。