CN108964571B - 电机驱动控制装置以及电机的驱动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够防止线圈的温度上升同时进行锁定通电动作的电机驱动控制装置。电机驱动控制装置(1)包括:有选择地向电机(10)的多相驱动线圈Lu、Lv、Lw通电的电机驱动部(9),和锁定通电控制部(5)。锁定通电控制部(5)在电机(10)的起动时或再起动时,进行锁定通电动作,由此将电机(10)的转子保持于与锁定电流流动的驱动线圈Lu、Lv、Lw相对应的位置。锁定通电控制部(5)在进行锁定通电动作的情况下,将使锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的锁定通电模式从进行上次锁定通电动作时的锁定通电模式切换。锁定通电控制部(5)根据切换后的锁定通电模式以锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的方式进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动控制装置以及电机的驱动控制方法,特别,涉及在电机的起动时进行转子的定位的电机驱动控制装置以及电机的驱动控制方法。
背景技术
在电机驱动控制装置中,具有在电机的起动时进行转子的定位的类型。对于定位,例如通过将被设置于电机驱动部的规定的相的上下的开关元件设为接通一定时间而将转子锁定于规定的位置的锁定通电方法众所周知,该电机驱动部有选择地向电机的多相线圈通电。
在下述专利文献1中,公开了一种电机控制装置,其技术问题在于:在由于异物等的干涉而妨碍电机的旋转、热量蓄积于电路的元件以及电机的线圈上的情况下,防止电路的元件以及电机的线圈的损伤。在该控制装置中,在电源与电机之间的电流值为与温度可变电阻元件的电阻值的变化相应的阈值以上的情况下,进行使电机的旋转停止规定的时间的控制,该温度可变电阻元件具有电阻值相对于温度变化而变化的温度特性。
专利文献1:日本特开2016-82780号公报
但是,在通过上述那样的锁定通电方法在电机的驱动开始时进行锁定通电的情况下,在进行锁定通电的时间较长时,线圈等部件发热。特别,在例如产生由于夹入垃圾等要因而不能顺畅地起动电机的状态时,每当进行再起动动作都反复进行锁定通电。以往,通过同一技术方案使锁定通电的锁定电流在线圈中流动,所以如果这样反复进行锁定通电,则在特定的线圈中有较大的电流流动,没有将该线圈充分冷却地反复发热,存在线圈的温度上升的情况。在线圈的温度过度上升时,具有线圈烧坏或线圈的周边的绝缘体等部件破损的可能性。
例如,在在具有U相、V相、W相3相线圈的电机中进行锁定通电的情况下,有时候被控制为,在高侧(ハイサイド),U相与W相的开关元件变为接通,在低侧(ローサイド),V相的开关元件变为接通。在一直这样进行锁定通电时,具有在V相线圈中有较多的锁定电流流动、V相线圈的发热变得特别大的问题。
相对于这样的进行起动时的锁定通电动作的情况下的问题有效的解决方案在引用文献1中没有被公开。
发明内容
本发明是为了解决那样的问题点而完成的,其目的在于提供一种能够防止线圈的温度上升同时进行锁定通电动作的电机驱动控制装置以及电机的驱动控制方法。
为了达成上述目的,根据本发明的某一方面,电机驱动控制装置包括:电机驱动部,其有选择地向电机的多相线圈通电;和锁定通电控制部,其在电机的起动时或再起动时,进行以锁定电流在线圈中流动的方式控制电机驱动部的锁定通电动作,由此将电机的转子保持于与锁定电流流动的线圈相对应的位置;锁定通电控制部在进行锁定通电动作的情况下,将锁定电流在线圈中流动的锁定通电模式从进行上次锁定通电动作时的锁定通电模式进行切换,根据切换后的锁定通电模式以锁定电流在线圈中流动的方式进行控制。
优选:锁定通电控制部根据规定(预定)的切换模式而进行锁定通电模式的切换(变更)。
优选:锁定通电控制部在进行锁定通电动作的情况下,在满足规定的切换条件时,进行锁定通电模式的切换。
优选:规定的切换条件包含是否在同一锁定通电模式下进行了规定次数n(n为1以上的整数)以上锁定通电动作。
优选:锁定通电模式包含多相线圈中锁定电流所流动的相的组合。
优选:锁定通电模式包含锁定电流流入的相于流出的相的组合。
优选:电机具有3相线圈,锁定通电模式包含锁定电流流入的2个相与锁定电流流出的1个相的组合。
优选:电机具有3相线圈,锁定通电模式包含锁定电流流入的1个相与锁定电流流出的2个相的组合。
优选:电机驱动控制装置还包括强制换向(换流,転流)控制部,其在通过锁定通电控制部进行锁定通电动作后,进行以通电模式按照规定的顺序切换的方式控制电机驱动部的强制换向动作而使转子旋转;强制换向控制部在进行强制换向动作时,将与进行锁定通电动作时的锁定通电模式相应的通电模式设为最初的通电模式。
优选:强制换向控制部在进行强制换向动作时,根据进行锁定通电动作时的锁定通电模式,将规定的顺序中前行的通电模式设为最初的通电模式。
根据本发明的其他的方面,是一种电机的驱动控制方法,通过该驱动控制方法对有选择地向电机的多相线圈通电的电机驱动部进行控制而驱动电机,其中包括:锁定通电控制步骤:在电机的起动时或再起动时,进行以锁定电流在线圈中流动的方式控制电机驱动部的锁定通电动作,由此将电机的转子保持于与锁定电流流动的线圈相对应的位置;和在进行锁定通电动作后驱动电机的驱动步骤;锁定通电控制步骤在进行锁定通电动作的情况下,根据规定的切换条件,将锁定电流在线圈中流动的锁定通电模式从进行上次锁定通电动作时的锁定通电模式进行切换,根据切换后的锁定通电模式以锁定电流在线圈中流动的方式进行控制。
根据这些发明,能够提供能够防止线圈的温度上升同时进行锁定通电动作的电机驱动控制装置以及电机的驱动控制方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的1个中的电机驱动控制装置的构成的图。
图2是表示电机驱动控制装置的基本动作的流程图。
图3是表示强制换向工序中的通电模式的推移的图。
图4是对第1锁定通电模式进行说明的图。
图5是对第2锁定通电模式进行说明的图。
图6是对第3锁定通电模式进行说明的图。
图7是表示锁定通电工序的控制的一例的流程图。
图8是对在在第1锁定通电模式下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
图9是对在在第2锁定通电模式下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
图10是对在在第3锁定通电模式下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
图11是对本实施方式的一个变形例所涉及的第4锁定通电模式进行说明的图。
图12是对在在第4锁定通电模式下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
附图标记说明
1:电机驱动控制装置
2:逆变电路
3:控制电路部
4:预驱动电路
5:锁定通电控制电路(锁定通电控制部的一例)
6:电机驱动控制电路(强制换向控制部的一例)
9:电机驱动部
10:电机
Q1、Q3、Q5:高侧开关元件(MOSFET)
Q2、Q4、Q6:低侧开关元件(MOSFET)
Lu:U相驱动线圈(线圈的一例)
Lv:V相驱动线圈(线圈的一例)
Lw:W相驱动线圈(线圈的一例)
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是表示本发明的实施方式的1个中的电机驱动控制装置1的构成的图。
如图1所示,电机驱动控制装置1包括逆变电路2、控制电路部3和感应电压检测电路8。电机驱动控制装置1向同步电机(电机的一个例子)10供给驱动电力,使同步电机10驱动。另外,本实施方式中的同步电机10为具有U相、V相、W相驱动线圈(线圈的一例)Lu、Lv、Lw的3相电机。同步电机10是不具有用于检测转子的位置的传感器的无传感器同步电机。即,电机驱动控制装置1是不使用用于检测转子的位置的传感器的无位置传感器方式的电机驱动控制装置。
感应电压检测电路8被连接于从逆变电路2向同步电机10的U相、V相、W相驱动线圈Lu、Lv、Lw的各自的电流供给线,检测与各相驱动线圈有关的感应电压。检测结果被输出到控制电路部3。
逆变电路2与控制电路部3的预驱动电路4一起,构成使电流向同步电机10的各相流动的电机驱动部9。电机驱动部9有选择地向同步电机10的多相线圈通电。即,逆变电路2基于从预驱动电路4输出的驱动信号R1到驱动信号R6而有选择地对同步电机10的各相驱动线圈通电,控制同步电机10的旋转。逆变电路2基于控制电路部3进行的控制,与在3相驱动线圈Lu、Lv、Lw中产生的反电动势相应而有选择地对各相驱动线圈通电。
在本实施方式中,逆变电路2包括用于向同步电机10的驱动线圈Lu、Lv、Lw的各自供给驱动电流的6个开关元件Q1~开关元件Q6。开关元件Q1、Q3、Q5为被配置于直流电源Vcc的正极侧的由P沟道的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field EffectTransistor)构成的高侧开关元件。开关元件Q2、Q4、Q6为被配置于直流电源Vcc的负极侧的由N沟道的MOSFET构成的低侧开关元件。在开关元件Q1、Q2的组合、开关元件Q3、Q4的组合以及开关元件Q5、Q6的组合中,分别串联连接有2个开关元件。然后,这3组串联电路被并联连接,构成桥接电路。开关元件Q1、Q2的连接点被连接于U相驱动线圈Lu,开关元件Q3、Q4的连接点被连接于V相驱动线圈Lv,开关元件Q5、Q6的连接点被连接于W相驱动线圈Lw。
控制电路部3具有预驱动电路4、锁定通电控制电路(锁定通电控制部的一例)5、电机驱动控制电路(强制换向控制部的一例)6和旋转位置推定部7。控制电路部3能够使用例如DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、微型计算机等可编程设备构成。
预驱动电路4包括被连接于逆变电路2的6个开关元件Q1~Q6的各自的栅极端子(ゲート端子)的多个输出端子。从各输出端子输出驱动信号R1~R6,控制开关元件Q1~Q6的接通/切断动作。在无传感器驱动时,预驱动电路4基于电机驱动控制电路6的控制,与在各相驱动线圈Lu、Lv、Lw中产生的反电动势相应而输出驱动信号R1~R6。即,逆变电路2基于在同步电机10的各相驱动线圈Lu、Lv、Lw中产生的反电动势而有选择地对各驱动线圈通电。
旋转位置推定部7基于感应电压检测电路8的检测结果,推定同步电机10的转子的旋转位置。电机驱动控制电路6与由旋转位置推定部7推定出的转子的旋转位置相应,控制预驱动电路4的动作。电机驱动控制电路6控制从锁定通电后的强制换向到无传感器驱动的动作。
锁定通电控制电路5控制在同步电机10的起动开始时将转子锁定于规定的位置的锁定通电的动作。锁定通电控制电路5在同步电机10的起动时或再起动时,进行以锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的方式控制电机驱动部9的锁定通电动作。由此,锁定通电控制电路5将同步电机10的转子保持于与锁定电流流动的驱动线圈Lu、Lv、Lw相对应的位置。在本实施方式中,锁定通电控制电路5在同步电机10的旋转开始前的锁定通电期间,以使用于将转子保持于规定的锁定位置的锁定电流从电机驱动部9向驱动线圈Lu、Lv、Lw流动的方式控制电机驱动部9。
在这里,对电机驱动控制装置1的基本动作简单进行说明。
图2是表示电机驱动控制装置1的基本动作的流程图。
如图2所示,电机驱动控制装置1大致进行起动工序(步骤S1到步骤S4)和无传感器驱动工序(步骤S5到步骤S6)这2个动作。
电机驱动控制装置1在电机驱动初始设定工序中,开始起动时,都以适合于同步电机10的驱动条件的方式,设定通过微型计算机等构成的控制电路部3的各种规格(端口、定时器等)(步骤S1)。
接下来,移动到锁定通电工序。锁定通电控制电路5进行锁定通电动作,向预驱动电路4输出锁定通电控制信号。预驱动电路4根据锁定通电控制信号,进行逆变电路2的开关元件Q1~Q6的接通/切断动作。由此,锁定电流在同步电机10的各相(U相、V相、W相)驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动,同步电机10的转子被锁定于规定的位置(步骤S2)。该锁定通电工序的动作的详细后述。
接下来,移动到强制换向工序。电机驱动控制电路6在通过锁定通电控制电路5进行锁定通电动作后,进行以按照规定的顺序切换通电模式的方式控制电机驱动部9的强制换向动作,使转子旋转。例如,从电机驱动控制电路6向预驱动电路4输出驱动控制信号。预驱动电路4根据驱动控制信号,进行逆变电路2的开关元件Q1~Q6的接通/切断动作。由此驱动电流按顺序在同步电机10的各相(U相、V相、W相)驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动,转子的转速逐渐变快(步骤S3)。
图3是表示强制换向工序中的通电模式的推移的图。
如图3所示,在本实施方式中,对于U相、V相、W相驱动线圈Lu、Lv、Lw,由电流流入的上侧的相与电流流出的下侧的相的组合构成的通电模式有6个(通电区段1到6)。在通电区段1中,电流从U相(上侧)向V相(下侧)流动。在通电区段2中,电流从U相向W相流动。在通电区段3中,电流从V相向W相流动。在通电区段4中,电流从V相向U相流动。在通电区段5中,电流从W相向U相流动。在通电区段6中,电流从W相向V相流动。在强制换向工序中,在使转子向规定的方向旋转时,按照规定的顺序,即通电区段1、通电区段2、通电区段3、通电区段4、通电区段5、通电区段6以及通电区段1、…的顺序切换通电模式。一边逐渐缩短各通电模式的通电时间一边反复从通电区段1到6、按照规定的顺序依次切换通电模式,由此转子的转速逐渐变快。
返回到图2,电机驱动控制电路6判断强制换向是否已成功(步骤S4)。例如,电机驱动控制电路6在从开始强制换向动作算起经过了规定的时间的时间点,判断转子的转速是否达到规定的转速。然后,如果转子的转速达到规定的转速,则判断为强制换向已成功。如果转子的转速没有达到规定的转速,则判断为强制换向没有成功。在判断为强制换向没有成功时(否时),进行再起动动作。在再起动动作中,再度进行从步骤S2开始的处理。
在判断为强制换向已成功时(是时),即判断为转子的转速到达规定的转速时,进入到无传感器驱动工序。在无传感器驱动工序中,电机驱动控制装置1在通电定时推定工序中开始通常(正常)的无传感器驱动。控制电路部3的旋转位置推定部7从各相的感应电压的变化检测零交叉点,推定通电定时(步骤S5)。
然后,移动到通电切换工序。电机驱动控制电路6在旋转位置推定部7推定出的通电定时,对向各相的通电进行切换,继续进行同步电机10的定速旋转(步骤S6)。
如上所述那样,本实施方式所涉及的电机驱动控制装置1经过图2的动作步骤进行通常旋转动作。即,作为本实施方式所涉及的电机的驱动控制方法,包括:锁定通电控制步骤(步骤S2),在该步骤中,在电机的起动时或再起动时,通过进行以锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的方式控制电机驱动部9的锁定通电动作,将同步电机10的转子保持于与锁定电流流动的驱动线圈Lu、Lv、Lw相对应的位置;和进行锁定通电动作后驱动电机的驱动步骤(步骤S3~步骤S6)。
接下来,对锁定通电工序的具体的动作方法进行说明。如以下所述,在本实施方式所涉及的电机的驱动控制方法中,锁定通电控制步骤(步骤S2)在进行锁定通电动作的情况下,将使锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的锁定通电模式从进行前一次的锁定通电动作时的锁定通电模式进行切换,根据切换后的锁定通电模式以锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的方式进行控制。
锁定通电控制电路5在进行锁定通电动作的情况下,将锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的锁定通电模式从进行上次锁定通电动作时的锁定通电模式进行切换。然后,根据切换后的锁定通电模式以锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的方式进行控制。换而言之,锁定通电控制电路5在进行锁定通电动作的情况下,作为使锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的锁定通电模式,选择与进行上次锁定通电动作时的锁定通电模式不同的锁定通电模式。然后,根据所选择的锁定通电模式以锁定电流在驱动线圈Lu、Lv、Lw中流动的方式进行控制。
在本实施方式中,锁定通电控制电路5根据规定的切换模式而进行锁定通电模式的切换。另外,锁定通电控制电路5在进行锁定通电动作的情况下,在满足规定的切换条件时,进行锁定通电模式的切换。另外,规定的切换条件包含是否在同一锁定通电模式下进行了规定次数n(n为1以上的整数)以上锁定通电动作,锁定通电模式的切换在在同一锁定通电模式下进行了规定次数n以上锁定通电动作的情况下进行。具体地说,规定的切换条件包含是否在同一锁定通电模式下进行了1次以上锁定通电动作。即,在本实施方式中,每当进行锁定通电动作,都根据规定的切换模式,使锁定通电模式从进行上次的锁定通电时的锁定通电模式切换为别的锁定通电模式。另外,规定的切换条件并不限定于本实施方式(其他的例子后述)。
锁定通电模式准备了例如3个。即,与第1锁定通电模式A、第2锁定通电模式B以及第3锁定通电模式C(以下,将它们总称为锁定通电模式A、B、C)的任意锁定通电模式相应,进行锁定通电动作。每当进行锁定通电动作,都按照第1锁定通电模式A、第2锁定通电模式B、第3锁定通电模式C、第1锁定通电模式A、…的顺序(规定的切换模式的一例)切换锁定通电模式。
各锁定通电模式A、B、C包含3相驱动线圈Lu、Lv、Lw中、使锁定电流流动的相的组合。另外,各锁定通电模式A、B、C包含锁定电流流入的相与流出的相的组合。即,各锁定通电模式A、B、C包含通电方向。更具体地说,锁定通电模式包含锁定电流流入的2个相的组合。即,在本实施方式中,锁定通电是使锁定电流从驱动线圈Lu、Lv、Lw中2个相流入、从其他的1个相流出而进行的。在锁定通电模式A、B、C中,以锁定电流从3个相中的任意2个相流入、从其他的1个相流出的方式,确定将与各相相对应的开关元件Q1、Q2的组合、开关元件Q3、Q4的组合以及开关元件Q5、Q6的组合的哪一个设为接通、将哪一个设为切断。
图4是对第1锁定通电模式A进行说明的图。
在图4中,箭头表示锁定电流的流动的方向。第1锁定通电模式A为锁定电流从U相与W相流入、从V相流出的模式。即,U相的上侧(开关元件Q1)被设为接通,下侧(开关元件Q2)被设为切断,V相的上侧(开关元件Q3)被设为切断,下侧(开关元件Q4)被设为接通,W相的上侧(开关元件Q5)被设为接通,下侧(开关元件Q6)被设为切断。第1锁定通电模式A为在V相驱动线圈Lv中有较大的电流流动、V相驱动线圈Lv比较容易发热的通电模式。
图5是对第2锁定通电模式B进行说明的图。
在图5中,箭头表示锁定电流的流动的方向。第2锁定通电模式B为锁定电流从U相与V相流入、从W相流出的模式。即,U相的上侧被设为接通,下侧被设为切断,V相的上侧被设为接通,下侧被设为切断,W相的上侧被设为切断,下侧被设为接通。第2锁定通电模式B为在W相驱动线圈Lw中有较大的电流流动、W相驱动线圈Lw比较容易发热的通电模式。
图6是对第3锁定通电模式C进行说明的图。
在图6中,箭头表示锁定电流的流动的方向。第3锁定通电模式C为锁定电流从V相与W相流入、从U相流出的模式。即,U相的上侧被设为切断,下侧被设为接通,V相的上侧被设为接通,下侧被设为切断,W相的上侧被设为接通,下侧被设为切断。第3锁定通电模式C为在U相驱动线圈Lu中有较大的电流流动、U相驱动线圈Lu比较容易发热的通电模式。
图7是表示锁定通电工序的控制的一例的流程图。
如图7所示,在锁定通电工序中,如以下那样切换锁定通电模式,进行锁定通电动作。即,在步骤S11中,锁定通电控制电路5判断变量N的值为哪一个。在这里,变量N为1以上的整数。变量N的初始值为例如1。
如果变量N的值为1,则进行步骤S12的处理。锁定通电控制电路5将锁定通电模式切换为第1锁定通电模式A。另外,锁定通电控制电路5在变量N上加上1。由此,变量N的值变为2。
如果变量N的值为2,则进行步骤S13的处理。锁定通电控制电路5将锁定通电模式切换为第2锁定通电模式B。另外,锁定通电控制电路5在变量N上加上1。由此,变量N的值变为3。
如果变量N的值为3,则进行步骤S14的处理。锁定通电控制电路5将锁定通电模式切换为第3锁定通电模式C。另外,锁定通电控制电路5在变量N中代入1。由此,变量N的值变为1。
在进行步骤S12到步骤S14的处理后,移动到步骤S15。即,锁定通电控制电路5以在切换后的锁定通电模式下进行锁定电流的通电的方式控制电机驱动部9。由此,锁定通电工序结束。
这样,在本实施方式中,每当进行锁定通电动作,都切换锁定通电模式,锁定电流在与进行上次锁定通电动作时不同的锁定通电模式下流动。即,每当进行锁定通电动作,都对比较大的电流流动的驱动线圈Lu、Lv、Lw进行变更。因此,与一直在相同锁定通电模式下进行锁定通电动作而使较大的电流反复在某1个驱动线圈中流动的情况相比较,驱动线圈Lu、Lv、Lw的温度变得难以上升。因此,能够抑制驱动线圈的发热同时进行锁定通电动作。
在这里,在本实施方式中,如上述那样进行锁定通电模式的切换,所以与切换后的锁定通电模式相应,切换为通过强制换向工序开始通电的通电模式(对最初的通电模式进行切换)。即,电机驱动控制电路6在进行强制换向动作时,将根据进行锁定通电动作时的锁定通电模式的通电模式设为最初的通电模式。具体地说,电机驱动控制电路6在进行强制换向动作时,根据进行锁定通电动作时的锁定通电模式,将规定的顺序中前行的通电模式设为最初的通电模式。
在本实施方式中,如上述那样在3个锁定通电模式A、B、C中任意一个下进行锁定通电。在各锁定通电模式中,进行锁定通电的状态可以说是电流在通电区段1至6中按照上述的规定的顺序连续的2个通电区段中流动的状态。对于各锁定通电模式,这样的在2个通电区段中上述的规定的顺序中前行的通电模式变为强制换向动作的开始时的通电模式。
图8是对在在第1锁定通电模式A下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
如图8所示,在在第1锁定通电模式A下进行锁定通电动作时,锁定电流从U相驱动线圈Lu与W相驱动线圈Lw向V相驱动线圈Lv流动。即,如在图8中标黑色圆形标志所示,变为电流在通电区段6与通电区段1中流动的状态。
在这样进行锁定通电动作后、进行强制换向动作时,在通电区段6与通电区段1中,在规定的顺序中前行的通电区段1的通电模式下,开始强制换向动作。即,将在图8中通过五角星标志表示的通电区段1设为开始通电模式,按照(1)通电区段1、(2)通电区段2、(3)通电区段3、(4)通电区段4、(5)通电区段5、(6)通电区段6、(7)通电区段1、…的顺序切换通电模式,进行强制换向。
图9是对在在第2锁定通电模式B下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
如图9所示,在在第2锁定通电模式B下进行锁定通电动作时,锁定电流从U相驱动线圈Lu与V相驱动线圈Lv向W相驱动线圈Lw流动。即,如在图9中标黑色圆形标志所示,变为电流在通电区段2与通电区段3中流动的状态。
在这样进行锁定通电动作后、进行强制换向动作时,在通电区段2与通电区段3中,在按照规定的顺序前行(靠前)的通电区段3的通电模式下,开始强制换向动作。即,将在图9中通过五角星标志表示的通电区段3设为开始通电模式,按照(1)通电区段3、(2)通电区段4、(3)通电区段5、(4)通电区段6、(5)通电区段1、(6)通电区段2、(7)通电区段3、…的顺序切换通电模式,进行强制换向。
图10是对在在第3锁定通电模式C下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
如图10所示,在在第3锁定通电模式C下进行锁定通电动作时,锁定电流从V相驱动线圈Lv与W相驱动线圈Lw向U相驱动线圈Lu流动。即,如在图10中标黑色圆形标志所示,变为电流在通电区段4与通电区段5中流动的状态。
在这样进行锁定通电动作后、进行强制换向动作时,在通电区段4与通电区段5中,在规定的顺序中前行的通电区段5的通电模式下,开始强制换向动作。即,将在图10中通过五角星标志表示的通电区段5设为开始通电模式,按照(1)通电区段5、(2)通电区段6、(3)通电区段1、(4)通电区段2、(5)通电区段3、(6)通电区段4、(7)通电区段5、…的顺序切换通电模式,进行强制换向。
这样从与锁定通电模式相应的通电模式开始强制换向动作,所以能够通过强制换向高效顺畅地使通过锁定通电而保持于与电流流动的驱动线圈相对应的位置的转子旋转。
如以上所说明,在本实施方式中,即使在以高频进行锁定通电动作的情况下,也对锁定通电模式进行切换,所以不是反复进行特定的驱动线圈的发热,能够防止特定的驱动线圈的过热。因此,能够防止驱动线圈和/或其周围的部件通过热量而破损。不需要为了防止过热而使同步电机10的动作停止。
[变形例的说明]
锁定通电模式并不限定于上述的模式。锁定通电模式也可以包含锁定电流流入的1个相与锁定电流流出的2个相的组合。即,也可以使锁定电流从3相驱动线圈Lu、Lv、Lw中的任意1个相流入、从其他的2个相流出,而进行锁定通电。
图11是对本实施方式的一个变形例所涉及的第4锁定通电模式进行说明的图。
在图11中,箭头表示锁定电流的流动的方向。在图11中,表示锁定电流从1个相流入、从其他的2个相流出的锁定通电模式的一例(第4锁定通电模式D)。即,第4锁定通电模式D为锁定电流从U相流入、从V相与W相流出的模式。即,U相的上侧被设为接通,下侧被设为切断,V相的上侧被设为切断,下侧被设为接通,W相的上侧被设为切断,下侧被设为接通。
第4锁定通电模式D是在U相驱动线圈Lu中有较大的电流流动、U相驱动线圈Lu比较容易发热的通电模式。此外,通过准备例如锁定电流从V相驱动线圈Lv流入的第5锁定通电模式E、锁定电流从W相驱动线圈Lw流入的第6锁定通电模式F等、根据规定的切换条件而切换锁定通电模式D、E、F而进行锁定通电动作,能够防止仅特定的驱动线圈发热。
另外,在这样在锁定电流从1个相流入的锁定通电模式下进行锁定通电动作的情况下,在然后开始强制换向动作时,可以根据进行锁定通电动作时的锁定通电模式而将规定的顺序中前行的通电模式设为最初的通电模式。
图12是对在在第4锁定通电模式D下进行锁定通电动作后进行的强制换向动作进行说明的图。
如图12所示,在在第4锁定通电模式D下进行锁定通电动作时,锁定电流从U相驱动线圈Lu向W相驱动线圈Lw与V相驱动线圈Lv流动。即,如在图12中标黑色圆形标志所示,变为电流在通电区段1与通电区段2中流动的状态。
在这样进行锁定通电动作后、进行强制换向动作时,以在通电区段1与通电区段2中在规定的顺序中前行的通电区段2的通电模式,开始强制换向动作。即,将在图12中通过五角星标志表示的通电区段2设为开始通电模式,按照(1)通电区段2、(2)通电区段3、(3)通电区段4、(4)通电区段5、(5)通电区段6、(6)通电区段1、(7)通电区段2、…的顺序切换通电模式,进行强制换向。
通过这样从与锁定通电模式相应的通电模式开始强制换向动作,与上述同样,能够通过强制换向高效顺畅地使转子旋转。
[其他]
电机驱动控制装置并不限定于上述的实施方式和/或其变形例所示的电路构成。能够适用以适合于本发明的目的的方式构成的各种电路构成。
作为进行锁定通电模式的切换的规定的切换条件,能够使用各种条件。
例如,也可以将是否在同一锁定通电模式下连续进行了规定次数n(n为1以上的整数)锁定通电动作设为条件。在该情况下,在n=1时,与上述的实施方式同样,每当进行锁定通电动作,都切换锁定通电模式。在n为2以上时,如果连续在1个锁定通电模式下进行了n次锁定通电动作,则在接下来进行锁定通电动作时,在与上次为止不同的锁定通电模式下进行锁定通电动作。
另外,例如,也可以将在同一锁定通电模式下连续进行了次数R(R为规定的数以下的随机确定的整数或通过规定的方法而变动的整数)次锁定通电动作设为条件。另外,也可以电机驱动控制装置具有计时功能,将是否以在一锁定通电模式下进行了规定的期间锁定通电动作(在在同一锁定通电模式下进行了规定的期间锁定通电动作时进行锁定通电模式的切换)和/或规定的时期是否已到来(在规定的时期已到来时进行锁定通电模式的切换)设为规定的切换条件。进而,作为切换条件,也可以监视电机的温度(例如,驱动线圈或驱动线圈附近的部件的温度),包含该温度是否超过了规定的阈值(在该温度超过了规定的阈值时进行锁定通电模式的切换)。
另外,在例如从外部设备向控制电路部等进行规定的指示的情况下等,锁定通电模式的切换可以在任意的定时进行,也可以在不规则的定时进行。
锁定通电模式的切换模式并不限定于上述的模式。例如,在上述的实施方式中,也可以每当进行锁定通电动作,都按照第1锁定通电模式A、第3锁定通电模式C、第2锁定通电模式B的顺序切换锁定通电模式。
另外,在进行锁定通电模式的切换时,也可以进行切换为通过锁定通电控制电路5随机选择的锁定通电模式或通过规定的方法适当选择的锁定通电模式。即,在进行锁定通电模式的切换时,切换为与进行所述锁定通电动作时的锁定通电模式不同的锁定通电模式即可。也可以不切换为所准备的3个以上锁定通电模式中特定的锁定通电模式,而对在其他的2个以上锁定通电模式中正在使用的锁定通电模式进行切换。例如,也可以预先设定将前面叙述的第1锁定通电模式A~第6锁定通电模式F组合起来的规定的切换模式,基于该模式,切换锁定通电模式。
通过如以上那样切换锁定通电模式,能够防止锁定电流一直在特定的驱动线圈中流动。因此,能够得到与上述的实施方式同样的效果。
强制换向动作也可以不如上所述那样从与锁定通电模式相应的通电模式开始。例如,也可以一直在相同通电模式下开始强制换向。
作为锁定通电模式,也可以不使用多相的所有的驱动线圈,而使用电流不流动的驱动线圈存在的锁定通电模式。
在上述实施方式中,构成逆变电路2的开关元件设为MOSFET进行说明,但并不限定于此,例如,也可以为双极晶体管等。
通过本实施方式的电机驱动控制装置驱动的电机并不限定于3相无刷电机。电机也可以为包括3相以上多相驱动线圈的电机。电机的种类也并不限定于无刷电机。
另外,对于检测转子的位置的方式,并不限定于本实施方式那样的无传感器方式,对于例如通过FG传感器等检测电机的转速的方式和/或具有用于检测转子的位置的传感器的方式,也能够设为本实施方式的电机驱动控制装置的驱动控制对象。
上述的流程图等表示用于对动作进行说明的一例,但并不限定于此。流程图的各图所示的步骤为具体例,但并不限定于该流程,例如,也可以变更各步骤的顺序或在各步骤间插入其他的处理,也可以将处理并行化。
上述的实施方式中的处理的一部分或全部可以通过软件进进行,也可以使用硬件电路进行。例如,控制电路部并不限定于微机。控制电路部的内部的构成也可以通过软件处理至少一部分。
上述实施方式应该被认为所有的方面都是例示性的而非制限性的。本发明的范围通过权利要求而不是上述的说明来表示,意图包含与权利要求等同的含义以及范围内的所有的变更。
Claims (11)
1.一种电机驱动控制装置,其中,包括:
电机驱动部,其有选择地向电机的多相线圈通电;和
锁定通电控制部,其在所述电机的起动时或再起动时,进行以锁定电流在所述多相线圈的所有线圈中流动的方式控制所述电机驱动部的锁定通电动作,由此将所述电机的转子保持于与所述锁定电流流动的线圈相对应的位置;
强制换向控制部,其在通过所述锁定通电控制部进行所述锁定通电动作后,进行以通电模式按照规定的顺序切换的方式控制所述电机驱动部的强制换向动作而使所述转子旋转,
所述锁定通电控制部在进行所述锁定通电动作的情况下,
将所述锁定电流在所述线圈中流动的锁定通电模式从进行上次所述锁定通电动作时的锁定通电模式进行切换,
根据所述切换后的锁定通电模式以所述锁定电流在所述线圈中流动的方式控制所述电机驱动部,
在所述多相线圈中的一个线圈中流动的锁定电流比在其余线圈中流动的锁定电流大。
2.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置,其中:
所述锁定通电控制部根据规定的切换模式进行所述锁定通电模式的切换。
3.根据权利要求1或2所述的电机驱动控制装置,其中:
所述锁定通电控制部在进行所述锁定通电动作的情况下,在满足了规定的切换条件时,进行所述锁定通电模式的切换。
4.根据权利要求3所述的电机驱动控制装置,其中:
所述规定的切换条件包含是否在同一锁定通电模式下进行了规定次数n以上所述锁定通电动作,n为1以上的整数。
5.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置,其中:
所述锁定通电模式包含所述多相线圈中所述锁定电流所流动的相的组合。
6.根据权利要求5所述的电机驱动控制装置,其中:
所述锁定通电模式包含所述锁定电流流入的相与流出的相的组合。
7.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置,其中:
所述电机具有3相线圈;
所述锁定通电模式包含所述锁定电流流入的2个相与所述锁定电流流出的1个相的组合。
8.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置,其中:
所述电机具有3相线圈;
所述锁定通电模式包含所述锁定电流流入的1个相与所述锁定电流流出的2个相的组合。
9.根据权利要求6至8的任意1项所述的电机驱动控制装置,其中:
所述强制换向控制部在进行所述强制换向动作时,将与进行所述锁定通电动作时的所述锁定通电模式相应的通电模式设为最初的通电模式。
10.根据权利要求9所述的电机驱动控制装置,其中:
所述强制换向控制部在进行所述强制换向动作时,根据进行所述锁定通电动作时的所述锁定通电模式,将所述规定的顺序中前行的通电模式设为最初的通电模式。
11.一种电机的驱动控制方法,对有选择地向电机的多相线圈通电的电机驱动部进行控制而驱动所述电机,其中,包括:
锁定通电控制步骤,在该步骤中,在所述电机的起动时或再起动时,进行以锁定电流在所述多相线圈的所有线圈中流动的方式控制所述电机驱动部的锁定通电动作,由此将所述电机的转子保持于与所述锁定电流流动的线圈相对应的位置;和
在进行所述锁定通电动作后,进行以通电模式按照规定的顺序切换的方式控制所述电机驱动部的强制换向动作,而驱动所述电机的驱动步骤;
所述锁定通电控制步骤在进行所述锁定通电动作的情况下,
将所述锁定电流在所述线圈中流动的锁定通电模式从进行上次所述锁定通电动作时的锁定通电模式进行切换,
根据所述切换后的锁定通电模式以所述锁定电流在所述线圈中流动的方式控制所述电机驱动部,
在所述多相线圈中的一个线圈中流动的锁定电流比在其余线圈中流动的锁定电流大。
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