CN112204872A - 三相旋转电机的驱动装置以及三相旋转电机单元 - Google Patents

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CN112204872A CN201980036420.6A CN201980036420A CN112204872A CN 112204872 A CN112204872 A CN 112204872A CN 201980036420 A CN201980036420 A CN 201980036420A CN 112204872 A CN112204872 A CN 112204872A
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Meizi Co ltd
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Abstract

本发明削减磁传感器。一种三相旋转电机的驱动装置，所述三相旋转电机被搭载于车辆，所述三相旋转电机的驱动装置包括：多个开关元件，通过进行开关动作而对所述三相旋转电机的三相绕组通电；以及控制部，控制所述多个开关元件的开关动作，所述控制部通过进行第一控制来驱动所述三相旋转电机，所述第一控制是以表示所述多个开关元件的导通状态或断开状态的四种通电模式来控制所述开关动作。

Description

三相旋转电机的驱动装置以及三相旋转电机单元
技术领域
本发明涉及一种三相旋转电机的驱动装置以及三相旋转电机单元。
背景技术
作为搭载于车辆的三相旋转电机，例如有被用作车辆的发动机启动用的马达及发动机启动后的发电机的、所谓交流发电机(Alternating Current Generator，ACG)启动马达(参照下述专利文献1)。
所述专利文献1中，为了决定用于驱动ACG启动马达的三相的通电时机，使用三个磁传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-89588号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，为了应对防水结构，磁传感器必须利用填充剂进行铸模。因此，若磁传感器的数量多，则磁传感器与填充剂的成本将变高。因此，期望削减磁传感器的数量。
本发明是有鉴于此种情况而完成，其目的在于提供一种能够削减磁传感器的三相旋转电机的驱动装置以及三相旋转电机单元。
解决问题的技术手段
本发明的一实施例是一种三相旋转电机的驱动装置，所述三相旋转电机被搭载于车辆，所述三相旋转电机的驱动装置的特征在于包括：多个开关元件，通过进行开关动作而对所述三相旋转电机的三相绕组通电；以及控制部，控制所述多个开关元件的开关动作，所述控制部通过进行第一控制来驱动所述三相旋转电机，所述第一控制是以表示所述多个开关元件的导通状态或断开状态的四种通电模式来控制所述开关动作。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其特征在于，所述控制部在所述第一控制中，使用所述四种通电模式来控制所述三相绕组中的U相、V相及W相的各绕组的通电时机。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述四种通电模式包括第一通电模式与第二通电模式，所述第一通电模式是对所述三相绕组中的U相、V相及W相的绕组通电的模式，所述第二通电模式是对所述U相、所述V相的绕组通电而不对所述W相的绕组通电的模式。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，包括：两个磁传感器，对沿所述三相旋转电机的转子的周方向交替地设置N极及S极的多个磁铁的磁通进行检测，所述四种通电模式分别根据所述两个磁传感器的各输出的组合而决定。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部在所述两个磁传感器的各输出的逻辑相同的情况下，选择所述第一通电模式，在所述两个磁传感器的各输出的逻辑不同的情况下，选择所述第二通电模式。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部能够切换所述第一控制和与所述第一控制不同的第二控制，以作为所述开关动作的控制，所述第二控制是如下所述的控制，即，基于所述两个磁传感器的输出来决定U相及V相的通电时机，并且推测W相的通电时机，由此，以表示所述多个开关元件的导通状态或断开状态的六种通电模式来使所述多个开关元件进行开关动作。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部在所述三相旋转电机的启动时仅以规定时间执行所述第一控制而使所述三相旋转电机正转，在经过了所述规定时间后，从所述第一控制切换为所述第二控制。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部包括从开始所述第一控制后对所述三相旋转电机的旋转数进行检测的旋转数检测部，当由所述旋转数检测部所检测出的旋转数到达规定值时，从所述第一控制切换为所述第二控制。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部包括从开始所述第一控制后对所述三相旋转电机的转速进行检测的转速检测部，当由所述转速检测部所检测出的转速到达规定值时，从所述第一控制切换为所述第二控制。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部在使所述三相旋转电机从停止状态开始反转时执行所述第一控制，在使所述三相旋转电机从停止状态开始正转时执行所述第二控制。
本发明的一实施例是根据所述驱动装置，其中，所述控制部在使所述三相旋转电机从停止状态开始反转或正转时执行所述第一控制，当连接于所述三相旋转电机的内燃机的曲轴超过压缩上止点时，从所述第一控制切换为所述第二控制。
本发明的一实施例是一种三相旋转电机单元，包括被搭载于车辆的三相旋转电机与驱动所述三相旋转电机的驱动装置，所述三相旋转电机单元的特征在于，所述三相旋转电机包括：定子，具有多个铁芯齿(core teeth)，在邻接的所述铁芯齿之间具有卷绕三相绕组的多个槽；转子，具有交替地磁化有N极及S极的多个磁铁；以及异极部，具有与在所述多个磁铁中的一个磁铁所设的自身的磁极不同的磁极，所述驱动装置包括：第一磁传感器，设于所述多个槽中的第一槽；第二磁传感器，设于所述多个槽中的与所述第一槽不同的第二槽；第三磁传感器，设于所述第一槽或第二槽，且设于与所述异极部对应的位置；以及控制部，根据所述第一磁传感器及所述第二磁传感器的输出来决定对U相、V相及W相的各绕组通电的所有通电时机，并根据所述第一磁传感器、所述第二磁传感器及所述第三磁传感器的输出来识别所述三相旋转电机的绝对旋转位置。
本发明的一实施例是根据所述三相旋转电机单元，其中，所述第三磁传感器是从所述第一磁传感器或所述第二磁传感器的位置朝所述转子的旋转轴方向设置。
发明的效果
如以上所说明的那样，根据本发明，能够削减磁传感器。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的三相旋转电机单元A的概略结构的一例的图。
图2是本发明的一实施方式的三相旋转电机1的立体图。
图3是本发明的一实施方式的三相旋转电机1的平面图。
图4是将本发明的一实施方式的转子12的内周侧展开而表示的图。
图5是表示本发明的一实施方式的功能块的图。
图6是以表格式表示本发明的一实施方式的存储部82中所保存的四种通电模式#1～#4的信息的一例的图。
图7是本发明的一实施方式的启动控制的时间图。
图8是说明本发明的一实施方式的通常控制的一例的图。
图9是说明本发明的一实施方式的通常控制的变形例的图。
图10是以表格式表示本发明的一实施方式的通常控制的通电模式#′1～#′6的信息的一例的图。
图11是本发明的一实施方式的旋转电机1为14极12槽时的三相旋转电机1的平面图。
图12是表示本发明的一实施方式的旋转电机1为14极12槽时的磁传感器的配置位置的图。
图13是表示本发明的一实施方式的点火位置的图。
图14是表示以往的通电模式的图。
具体实施方式
以下，使用附图来说明本发明的一实施方式的三相旋转电机单元。
图1是表示本发明的一实施方式的三相旋转电机单元A的概略结构的一例的图。如图1所示，三相旋转电机单元A包括三相的旋转电机(以下称作“三相旋转电机”)1及驱动装置2。所述驱动装置2包括第一磁传感器3、第二磁传感器4、第三磁传感器5、电源部6、逆变器7及控制部8。
三相旋转电机1例如被搭载于摩托车等车辆。例如，所述三相旋转电机1是启动马达功能(发动机启动功能)与包括永磁铁的发电机的功能经一体化的所谓ACG启动马达。
三相旋转电机1包括：定子11，被固定于未图示的发动机机体；以及转子12，被固定于发动机(内燃机)的曲轴(未图示)。另外，以下的说明中，将转子12的旋转轴方向简称作轴向，将与旋转轴向正交的定子11的径向简称作径向，将转子12的旋转方向简称作旋转方向或周方向。
以下，使用图2至图4来说明本发明的一实施方式的三相旋转电机1的结构的一例。图2是本发明的一实施方式的三相旋转电机1的立体图。图3是本发明的一实施方式的三相旋转电机1的平面图。图4是将本发明的一实施方式的转子12的内周侧展开而表示的图。
(定子)
定子11包括：将电磁钢板层叠而成的定子铁芯111；以及卷绕于定子铁芯111的三相绕组112。
定子铁芯111具有形成为圆环状的本体部111a、以及从所述本体部111a的外周面朝向径向外侧呈辐射状突出的多个齿部111b。各齿部111b形成为轴向俯视呈大致T字状。另外，齿部111b是本发明的“铁芯齿”的一例。
而且，在邻接的齿部111b间，分别形成有槽111c。
各齿部111b分别被分配给三相(U相、V相、W相)。
例如，如本实施方式那样，在三相旋转电机1为12极18槽的情况下，如图3所示，齿部111b沿周方向依照U相、V相、W相、U相、V相、W相、U相、V相、W相、U相、V相、W相、U相、V相、W相、U相、V相、W相的顺序而分配。另外，在以下的说明中，将U相的齿部111b称作U相齿部111U，将V相的齿部111b称作V相齿部111V，将W相的齿部111b称作W相齿部111W。
三相绕组112被卷绕于各齿部111b。更具体而言，在U相齿部111U，卷绕有U相的绕组(以下称作“U相绕组”)112U作为三相绕组112。在V相齿部111V，卷绕有V相的绕组(以下称作“V相绕组”)112V作为三相绕组112。在W相齿部111W，卷绕有W相的绕组(以下称作“W相绕组”)112W作为三相绕组112。
(转子)
转子12可一体旋转地结合于未图示的发动机的曲轴。
而且，在转子12的内周面，沿周方向等间隔地配置着交替地磁化有N极及S极的多个磁铁121。
更具体而言，在转子12的内周面，N极的磁铁(以下称作“N极磁铁”)121N与S极的磁铁(以下称作“S极磁铁”)121S交替地沿着周方向而等间隔地排列安装。
此处，N极磁铁121N的径向内侧的整个面被磁化为N极，并且，S极磁铁121S的径向内侧的整个面被磁化为S极。进而，仅在多个磁铁121中的一个S极磁铁121S的一部分设有异极部122。所述异极部122例如是被磁化为N极的磁铁，被用作用于检测发动机的点火时机的标靶(target)。本实施方式中，异极部122是作为一个S极磁铁121S的一部分，而设在所述S极磁铁121S的轴向的一端侧。
(磁传感器)
第一磁传感器3被设在多个槽111c中的第一槽130，对多个磁铁121的磁通进行检测。第一磁传感器3将其检测结果作为第一输出信号而输出至控制部8。例如，第一磁传感器3为霍尔(Hall)集成电路(Integrated Circuit，IC)。
第二磁传感器4被设在多个槽111c中的与第一槽130不同的第二槽140，对多个磁铁121的磁通进行检测。第二磁传感器4将其检测结果作为第二输出信号而输出至控制部8。例如，第二磁传感器4为霍尔IC。
第三磁传感器5被设在第一槽130或第二槽140，且被设在与异极部122对应的位置。第三磁传感器5对异极部122的磁通进行检测，将其检测结果作为第三输出信号而输出至控制部8。
此处，第一磁传感器3及第二磁传感器4是在转子12的旋转方向(周方向)上配置于同一线上。例如，第一磁传感器3及第二磁传感器4被配置在转子12的内周面上的与轴向大致中央对置的位置M1。
另一方面，第三磁传感器5被配置在从配置有第一磁传感器3及第二磁传感器4的线上偏离的位置。例如，第三磁传感器5被设置在第一磁传感器3或第二磁传感器的轴向上。另外，本实施方式中，第三磁传感器5被设在第二磁传感器4的正上方。
第一磁传感器3、第二磁传感器4及第三磁传感器5被收容在传感器壳体20的内部。
(电源部)
返回图1，电源部6可使用镍氢电池或锂离子电池等二次电池。而且，电源部6也能够代替二次电池而使用双电层电容器(电容器)。本实施方式的电源部6是设在车辆内的电池。
(逆变器)
逆变器7具有多个开关元件SWUH～SWWL(SWUH、SWUL、SWVH、SWVL、SWWH、SWWL)，通过执行对所述开关元件的导通状态与断开状态进行切换的开关动作，从而对三相旋转电机1的三相绕组112通电。更具体而言，逆变器7通过多个开关元件SWUH～SWWL进行开关动作，从而将来自电源部6的直流电流转换为交流电流并分别供给至U相绕组112U、V相绕组112V及W相绕组112W。由此，驱动三相旋转电机1。另外，本实施方式中，对六个开关元件SWUH～SWWL为n型沟道的场效应晶体管(Field Effective Transistor，FET)的情况进行说明，但并不限定于此，例如也可为绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)及双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)。
具体而言，串联连接的开关元件SWUH、SWUL与串联连接的开关元件SWVH、SWVL与串联连接的开关元件SWWH、SWWL并联连接在电源部6的高电位(输出)侧与接地电位之间。
开关元件SWUH的漏极端子连接于电源部6的输出端子。开关元件SWUL的源极端子连接于接地线(Ground，GND)。开关元件SWUH的源极端子与开关元件SWUL的漏极端子的连接点N1连接于U相绕组112U的一端。
开关元件SWVH的漏极端子连接于开关元件SWUH的漏极端子。开关元件SWVL的源极端子连接于GND(接地线)。开关元件SWVH的源极端子与开关元件SWVL的漏极端子的连接点N2连接于V相绕组112V的一端。
开关元件SWWH的漏极端子连接于开关元件SWUH的漏极端子。开关元件SWWL的源极端子连接于GND(接地线)。开关元件SWWH的源极端子与开关元件SWWL的漏极端子的连接点N3连接于W相绕组112W的一端。
而且，各开关元件SWUH～SWWL的栅极端子连接于控制部8。
(控制部)
控制部8根据第一磁传感器3及第二磁传感器4的输出信号(第一输出信号与第二输出信号)，来决定对U相绕组112U、V相绕组112V及W相绕组112W分别通电的所有通电时机。并且，控制部8控制多个开关元件SWUH～SWWL的开关动作，以在所述决定的各通电时机对U相绕组112U、V相绕组112V及W相绕组112W分别通电。
另外，根据所述的第一输出信号与第二输出信号来决定U相绕组112U、V相绕组112V及W相绕组112W的所有各通电时机，并在所述通电时机进行通电的控制(以下称作“启动控制”)主要是在从三相旋转电机1停止的状态开始启动时执行。例如，启动三相旋转电机1的情况，是指进行回摆(swing back)的情况或者进行回摆后使三相旋转电机正转的情况等。另外，本实施方式的启动控制为本发明的“第一控制”的一例。
而且，控制部8根据第一磁传感器3、第二磁传感器4及第三磁传感器5的输出(第一输出信号、第二输出信号及第三输出信号)来识别三相旋转电机1的绝对旋转位置。另外，识别所述三相旋转电机1的绝对旋转位置与检测发动机的点火时机(点火位置)为同义。
另外，控制部8可包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或微处理器(Micro Processing Unit，MPU)等微型处理器、微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)等微控制器等。
以下，使用图5来说明本发明的一实施方式的控制部8的功能块。图5是表示本发明的一实施方式的功能块的图。
控制部8包括转子状态判定部81、存储部82、通电模式决定部83及驱动控制部84。
转子状态判定部81判定转子12是低速旋转状态还是通常旋转状态中的任一种。例如，转子状态判定部81在转子12的旋转数为预先设定的阈值以下的情况下，判定转子12为低速旋转状态。因此，所谓低速旋转状态，也包含转子12停止的状态。另一方面，转子状态判定部81在转子12的旋转数超过所述阈值的情况下，判定转子12为通常旋转状态。另外，转子状态判定部81例如根据第一输出信号、第二输出信号及第三输出信号的至少一以上的输出信号，来算出转子12的旋转数。
在存储部82中，保存有表示多个开关元件SWUH～SWWL的导通状态或断开状态的四种通电模式#1～#4的信息。所述通电模式是指将开关元件SWUH～SWWL设为导通状态或断开状态的开关模式，是持续导通的状态(“ON”)、或持续断开“OFF”的状态(“ON”或“脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)”以外的期间)、或者以一定的周期控制为导通或断开的状态(经PWM控制的状态)(“PWM”)的任一种的组合。
图6是以表格式来表示本发明的一实施方式的存储部82中所保存的四种通电模式#1～#4的信息的一例的图。
所述四种通电模式#1～#4是通过第一输出信号及第二输出信号各自的逻辑值的组合来决定。另外，所谓逻辑值为“1”的情况，是指信号电平为高(High Level)电平的情况。另一方面，逻辑值为“0”的情况是指信号电平为低电平(Low Level)的情况。
例如，通电模式#1是第一输出信号的逻辑值为“1”且第二输出信号的逻辑值为“0”时的通电模式，是将开关元件SWUH及开关元件SWVL控制为导通状态，将开关元件SWUL、开关元件SWVH、开关元件SWWH及开关元件SWWL控制为断开状态的通电模式。
例如，通电模式#2是第一输出信号及第二输出信号的逻辑值均为“1”时的通电模式，是将开关元件SWUH、开关元件SWVH及开关元件SWWH控制为导通状态，将开关元件SWUL、开关元件SWVL及开关元件SWWH控制为断开状态的通电模式。
例如，通电模式#3是第一输出信号的逻辑值为“0”且第二输出信号的逻辑值为“1”时的通电模式，是将开关元件SWUL及开关元件SWVH控制为导通状态，将开关元件SWUH、开关元件SWVL、开关元件SWWH及开关元件SWWL控制为断开状态的通电模式。
例如，通电模式#4是第一输出信号及第二输出信号的逻辑值均为“0”时的通电模式，是将开关元件SWUL、开关元件SWVL及开关元件SWWH控制为导通状态，将开关元件SWUH、开关元件SWVH及开关元件SWWH控制为断开状态的通电模式。
这样，通电模式#1～#4中，第一输出信号的逻辑值与第二输出信号的逻辑值相同的通电模式#2及#4是对U相绕组112U、V相绕组112V及W相绕组112W的所有绕组通电的通电模式(以下称作“第一通电模式”)。另一方面，第一输出信号的逻辑值与第二输出信号的逻辑值不同的通电模式#1及#3是对U相绕组112U及V相绕组112V通电而不对W相绕组112W通电的通电模式(以下称作“第二通电模式”)。
通电模式决定部83从第一磁传感器3获取第一输出信号。而且，通电模式决定部83从第二磁传感器4获取第二输出信号。并且，通电模式决定部83在由转子状态判定部81判定转子12为低速旋转状态的情况下，通过从存储部82中选择来决定与从第一磁传感器3获取的第一输出信号的逻辑值和从第二磁传感器4获取的第二输出信号的逻辑值相应的通电模式。
驱动控制部84基于由通电模式决定部83所决定的通电模式来控制多个开关元件SWUH～SWWL的开关动作。具体而言，驱动控制部84利用由通电模式决定部83所决定的通电模式来控制多个开关元件SWUH～SWWL的开关动作。
以下，使用图7来说明本发明的实施方式的启动控制的动作的流程的一例。图7是本发明的一实施方式的启动控制的时间图。
例如，控制部8在对三相旋转电机1进行回摆控制的情况下，对三相旋转电机1执行启动控制。此处，所谓回摆控制，例如是指在发动机刚刚停止后使三相旋转电机1反转驱动，确保直至压缩上止点为止的助跑距离，由此来实现启动扭矩的降低。
首先，控制部8在开始启动控制的情况，通过转子状态判定部81来判定转子12是否正停止。并且，控制部8在由转子状态判定部81判定为转子12正停止的情况下，从第一磁传感器3获取第一输出信号，从第二磁传感器4获取第二输出信号。
并且，控制部8的通电模式决定部83通过从存储部82中选择来决定与从第一磁传感器3获取的第一输出信号的逻辑值和从第二磁传感器4获取的第二输出信号的逻辑值相应的通电模式。
例如，在第一输出信号的逻辑值为“1”，第二输出信号的逻辑值为“0”的情况下，通电模式决定部83选择通电模式#1来作为用于执行启动控制的通电模式，从存储部82中读出通电模式#1的信息。并且，驱动控制部84基于由通电模式决定部83所决定的通电模式#1，将多个开关元件SWUH～SWWL中的开关元件SWUH及开关元件SWVL控制为导通状态，将开关元件SWUL、开关元件SWVH、开关元件SWWH及开关元件SWWL控制为断开状态。
如图7所示，控制部8每隔规定时间执行所述启动控制，直至曲轴到达压缩上止点为止。由此，三相旋转电机1回摆至曲轴到达压缩上止点为止。
控制部8在曲轴到达压缩上止点时，停止启动控制。并且，控制部8在发动机的启动时，例如在从怠速熄火(idling stop)状态开始的发动机启动时，以规定时间执行启动控制，由此来使转子12正转。并且，控制部8在从转子12的正转开始经过了规定时间后，不进行启动控制而转变为通常控制。此处，所谓通常控制，是指通过根据第一输出信号与第二输出信号来推测W相的通电时机，从而对转子12进行正转驱动的控制。本实施方式的通常控制是本发明的“第二控制”的一例。
以下，使用图8来说明本发明的一实施方式的通常控制。
例如，对于控制部8，在第一输出信号表示U相的通电时机，第二输出信号表示V相的通电时机的情况下，如图8所示，对从第一输出信号的上升时机直至第二输出信号的上升时机为止的时间T1进行测量，并根据此时间T1来推测W相的通电时机。即，控制部8将从第二输出信号的上升经过了时间T1的时机作为W相的通电时机。另外，在对停止W相的通电的时机进行推测的情况下，控制部8与所述同样地，对从第一输出信号的下降时机直至第二输出信号的下降时机为止的时间T2进行测量，并根据此时间T2来推测停止W相的通电的时机。即，控制部8将从第二输出信号的下降经过了时间T2的时机作为停止W相的通电的时机。
但是，在本发明的一实施方式的通电控制中，推测W相的通电时机的方法并不限定于图8所示的推测方法，例如也可为图9所示的推测方法。
例如，如图9所示，控制部8对从第二输出信号的上升时机直至第一输出信号的下降时机为止的时间T3进行测量，并根据此时间T3来推测W相的通电时机。即，控制部8将从第一输出信号的下降经过了时间T3的时机作为W相的通电时机。另外，在对停止W相的通电的时机进行推测的情况下，控制部8对从第二输出信号的下降时机直至第一输出信号的上升时机为止的时间T4进行测量，并根据此时间T4来推测停止W相的通电的时机。即，控制部8将从第一输出信号的上升经过了时间T4的时机作为停止W相的通电的时机。
这样，控制部8能够切换启动控制和与启动控制不同的通常控制，以作为多个开关元件SWUH～SWWL的开关动作的控制。并且，所谓通常控制，是指如下所述的控制，即，基于第一磁传感器3的输出及第二磁传感器4的输出来决定U相及V相的通电时机，并且通过推测W相的通电时机，以表示多个开关元件SWUH～SWWL的导通状态或断开状态的六种通电模式#′1～#′6(例如图10)来使多个开关元件SWUH～SWWL进行开关动作。
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但具体结构并不限于此实施方式，也包含不脱离本发明的主旨的范围的设计等。
(变形例1)
所述实施方式中，控制部8从转子12的停止状态开始正转或反转的启动控制，在从开始所述启动控制起经过了规定时间时转变为通常控制，但本发明并不限定于此。例如，控制部8也可包括从开始启动控制起检测转子12的旋转数的旋转数检测部，在所述旋转数达到规定值的情况下，从启动控制切换为通常控制。作为具体例，也可从开始启动控制起测量第一输出信号或第二输出信号的上升边缘的计数值，当所述测量的边缘的计数值达到规定次数时，转变为通常控制。另外，所述边缘的计数值也可为第一输出信号或第二输出信号的下降边缘的计数值。
(变形例2)
所述实施方式中，控制部8从转子12的停止状态开始正转或反转的启动控制，在从开始所述启动控制起经过了规定时间时转变为通常控制，但本发明并不限定于此。例如，控制部8也可包括从开始启动控制起检测转子12的转速的转速检测部，当所述转速达到规定值时，从启动控制切换为通常控制。作为具体例，也可从开始启动控制起测量规定的第一输出信号或第二输出信号的上升边缘两点间的时间，当所述测量的时间达到规定值以下即转速达到规定值以上时，转变为通常控制。另外，所述边缘的计数值也可为第一输出信号或第二输出信号的下降边缘的计数值。
(变形例3)
所述实施方式中，控制部8从转子12的停止状态开始正转或反转的启动控制，在从开始所述启动控制起经过了规定时间时转变为通常控制，但本发明并不限定于此。例如，控制部8也可在从转子12的停止状态开始使转子12反转时进行启动控制，在从转子12的停止状态开始使转子12正转时进行通常控制。例如，控制部8也可在进行回摆控制时以启动控制使转子12反转，在从怠速熄火状态开始启动时，以通常控制使转子12正转。另外，回摆控制后的转子的停止位置也可停止在预先规定的位置。即，控制部8也可在回摆控制中，以启动控制使转子12反转至所述规定的位置为止。
(变形例4)
所述实施方式中，控制部8从转子12的停止状态开始正转或反转的启动控制，在从开始所述启动控制起经过了规定时间时转变为通常控制，但本发明并不限定于此。例如，控制部8也可从转子12的停止状态开始正转或反转的启动控制，在收到点火信号时(＝突破了压缩上止点时＝引起了第一次爆炸时)转变为通常控制。这样，控制部8也可在使三相旋转电机1从停止状态开始反转或正转时，执行启动控制，在连接于三相旋转电机1的发动机(内燃机)的曲轴超过了压缩上止点时，从启动控制切换为通常控制。
(变形例5)
所述实施方式中，对三相旋转电机1为12极18槽的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，例如也可如图11所示那样为14极12槽。由此，在三相旋转电机1为14极12槽的情况下，与12极18槽的情况相比，削减一个磁传感器(例如W相的磁传感器)带来的尺寸缩减的效果大。
此时，也可如图12所示，将U相的磁传感器即第一磁传感器3作为基准来将V相的磁传感器即第二磁传感器4以电角60°的间隔而配置，控制部8使第二输出信号反转后执行启动控制。
此处，对三相旋转电机1为14极12槽时的三相旋转电机1的概略结构进行说明。
例如，当将n设为3以上的自然数，将三相旋转电机1的齿部111b的数量设为T，将磁极的极数设为P时，在n为奇数的情况，齿部111b的数量T及极数量P被设定为满足
P：T＝3n±1：3n…(1)。
而且，当n为偶数时，齿部111b的数量T及极数量P被设定为满足
P：T＝3n±2：3n…(2)。
本变形例的三相旋转电机1(14极12槽)的齿部111b的数量T被设定为十二个，极数量P被设定为14极。因此，将T＝12、P＝14代入式(2)，进而，当设定为n＝4(偶数)时，成为
14：12＝3×4+2：3×4，因此满足式(2)。
而且，各齿部111b被分别分配给三相(U相、V相、W相)。并且，
[条件1]当n为偶数时，将m设为1以上的自然数，当齿的数量T与极数量P均为m倍时，三相(U相、V相、W相)中的n/2个同相的齿部111b沿周方向邻接(排列)地配置，形成2m个同相齿群200U、200V、200W。并且，同相的同相齿群200U、200V、200W分别以旋转轴为中心而相向配置。
更优选的是，
[条件2]齿部111b在n为奇数时，三相(U相、V相、W相)中的同相的齿部111b全部沿周方向邻接(排列)地配置。
本变形例中，n＝4。因此，以下，对n为偶数时的齿部111b的相的分配方法进行详述。
即，齿部111b沿周方向依照U相、U相、V相、V相、W相、W相、U相、U相、V相、V相、W相、W相的顺序而分配。
此处，十二个齿部111b为：包含两个U相齿部111U的U相齿群200U为两个，包含两个V相齿部111V的V相齿群200V为两个，包含两个W相齿部111W的W相齿群200W为两个。即，由沿周方向排列的两个同相齿部111U、111V、111W分别形成一个相齿群200U、200V、200W。
根据[条件1]，由于n＝4，因此4/2＝2个同相的齿部111b以沿周方向排列的方式而配置。因此，本变形例满足[条件1]。
而且，相齿群200U、200V、200W分别形成有两个。若设m＝1，则2×1＝2个。而且，齿部111b的数量T及极数量P分别成为m倍(1倍)。因此，本变形例满足[条件1]。
进而，各两个相齿群200U、200V、200W分别以旋转轴为中心而相向配置。因此，本变形例满足[条件1]。
基于此种结构，当转子12经由未图示的曲轴而旋转时，通过齿部111b的磁通量发生变化。所述磁通量的变化成为电动势而在三相绕组中产生电流。三相绕组中产生的电流被用于下述用途，即，被蓄积在未图示的电池中，或者对未图示的附属电机设备进行电力供给。
另一方面，在启动未图示的发动机时，将蓄积在电池中的电流供给至三相绕组。此时，对卷绕于各齿部111b的规定的相的绕组选择性地供给电流。于是，在各相的齿部111b依次形成磁通。并且，在所述磁通与设于转子12的磁铁121之间产生磁性吸引力或斥力，转子12旋转。进而，未图示的曲轴经由转子12而旋转，发动机启动。
另外，作为本变形例中的三相旋转电机1，设定磁极的数量P为“14”，齿部111b的数量T为“12”，n＝4，且满足所述式(2)、[条件1]的情况进行了说明。但是，并不限于此，变形例5中的三相旋转电机1只要被设定为满足所述式(1)或所述式(2)的任一个，且满足[条件1]或[条件2]的任一个即可。即，齿部111b只要配置成，与邻接的至少任一个齿部111b成为同相即可。
这样，三相旋转电机1也可为如下所述的启动发电机用三相旋转电机，包括：定子，多个齿部沿周方向邻接地配置；以及转子，相对于所述定子可旋转地设置，且沿着周方向而设有多个磁极。并且，当将n设为3以上的自然数，将齿部的数量设为T，将磁极的极数设为P时，齿部的数量T及极数量P也可在n为奇数时被设定为满足P：T＝3n±1：3n，在n为偶数时被设定为满足P：T＝3n±2：3n。而且，多个齿部也可包含卷绕有第一相的线圈的多个第一齿(U相齿部)、卷绕有第二相的线圈的多个第二齿(V相齿部)、及卷绕有第三相的线圈的多个第三齿(W相齿部)，多个齿部全部配置成，与邻接的至少任一个齿部成为同相。
而且，所述的三相旋转电机1中，当将n设为奇数时，同相的齿部也可全部沿周方向邻接地配置。
而且，所述的三相旋转电机1中，当将n设为偶数，将m设为1以上的自然数，且齿部的数量T与极数量P均为m倍时，也可形成2m个将n/2个同相的齿部沿周方向邻接地配置而成的同相齿群，2m个同相齿群以旋转轴为中心而相向配置。
(变形例6)
另外，作为对本实施方式的点火位置(绝对旋转位置)进行检测的方法，控制部8例如也可如图13所示，当第三输出信号为高电平时，将第一输出信号的上升时机设为点火位置。
(变形例7)
所述实施方式中，异极部122被设于S极磁铁121S，但本发明并不限定于此，只要设在具有与自身的磁极不同的极性的磁铁即可。而且，异极部122只要被设于具有与自身的磁极不同的极性的磁铁，则例如也可形成有铁等的金属或空洞。
如以上所说明的那样，本发明的一实施方式的三相旋转电机1的驱动装置2包括控制部8，所述控制部8根据第一磁传感器3及第二磁传感器4的输出(第一输出信号及第二输出信号)来决定对U相、V相及W相的各绕组通电的所有通电时机。
根据此种结构，可利用两个磁传感器来决定对U相、V相及W相的各绕组通电的通电时机，不需要像以往那样使用三个磁传感器。即，本实施方式中，与以往相比，能够削减一个磁传感器(例如W相的磁传感器)。
而且，控制部8也可包括表示多个开关元件SWUH～SWWL的导通状态或断开状态的四种通电模式，使用所述四种通电模式来控制三相绕组中的U相、V相及W相的各绕组的通电时机。
此处，四种通电模式分别通过两个磁传感器(第一磁传感器3及第二磁传感器4)的各输出的组合而决定。并且，控制部8在两个磁传感器的各输出的逻辑相同的情况下选择第一通电模式，在两个磁传感器的各输出的逻辑不同的情况下选择第二通电模式，利用所述选择的通电模式来进行开关动作。
根据此种结构，在从停止状态开始启动转子12时，能够使转子12朝所期望的方向旋转。
例如，以往的三相旋转电机的驱动装置如图14所示，使用U相、V相、W相的三个磁传感器的输出而以六种通电模式#1′～#6′来对旋转电机进行旋转驱动。但是，若削减了W相的磁传感器，则通电模式#1′与通电模式#2′的判别或通电模式#4′与通电模式#5′的判别变得不可能，从而无法驱动三相旋转电机。因此，在此种情况下，当从停止状态开始启动转子12时，考虑从六种通电模式#1′～#6′中选择任意的通电模式来通电，一旦驱动失败，则选择另一通电模式来重新通电。但是，本方法中，由于是从存在多个的候选中选择一个适当的通电模式，因而转子12有时并非朝所期望的方向启动。而且，在进行当转子12的启动失败时从其他通电模式的候选中进行选择的控制的情况下，启动耗费时间。
本实施方式中，利用可通过两个磁传感器(第一磁传感器3及第二磁传感器4)的各输出的组合来分别识别的四种通电模式来进行旋转驱动，因此即使在削减了W相的磁传感器的情况下，转子12的旋转驱动也不会失败，而能够使转子12朝所期望的方向旋转。
而且，以往的驱动装置中，必须在转子的周方向上，将三个磁传感器错开电角120°而排列配置。另一方面，根据本实施方式的结构，点火信号用的磁传感器(第三磁传感器5)是独立地用于控制，因此只要将U相、V相的磁传感器(第一磁传感器3及第二磁传感器4)以120°间隔配置即可。因此，通过将点火信号用的磁传感器与U相或V相的磁传感器沿轴向排列配置，从而能够仅利用两个传感器底座(传感器脚)即可。由此，能够使传感器壳体小型化，有助于低成本化。
符号的说明
A：三相旋转电机单元
1：三相旋转电机
2：驱动装置
3：第一磁传感器
4：第二磁传感器
5：第三磁传感器
6：电源部
7：逆变器
8：控制部
111c：槽
121：磁铁
122：异极部
SWUH～SWWL：开关元件

Claims (13)

1.一种三相旋转电机的驱动装置，所述三相旋转电机被搭载于车辆，其特征在于，包括：
多个开关元件，通过进行开关动作而对所述三相旋转电机的三相绕组通电；以及
控制部，控制所述多个开关元件的所述开关动作，
所述控制部通过进行第一控制来驱动所述三相旋转电机，所述第一控制是以表示所述多个开关元件的导通状态或断开状态的四种通电模式来控制所述开关动作。
2.根据权利要求1所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部在所述第一控制中，使用所述四种通电模式来控制所述三相绕组中的U相、V相及W相的各绕组的通电时机。
3.根据权利要求2所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述四种通电模式包括第一通电模式与第二通电模式，所述第一通电模式是对所述三相绕组中的U相、V相及W相的绕组通电的模式，所述第二通电模式是对所述U相、所述V相的绕组通电而不对所述W相的绕组通电的模式。
4.根据权利要求3所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于包括：
两个磁传感器，对沿所述三相旋转电机的转子的周方向交替地设置N极及S极的多个磁铁的磁通进行检测，
所述四种通电模式分别根据所述两个磁传感器的各输出的组合而决定。
5.根据权利要求4所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部在所述两个磁传感器的各输出的逻辑为相同的情况下，选择所述第一通电模式，在所述两个磁传感器的各输出的逻辑为不同的情况下，选择所述第二通电模式。
6.根据权利要求4或5所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部能够切换所述第一控制和与所述第一控制不同的第二控制，以作为所述开关动作的控制，
所述第二控制是如下所述的控制，即，基于所述两个磁传感器的输出来决定U相及V相的通电时机，并且推测W相的通电时机，由此，以表示所述多个开关元件的导通状态或断开状态的六种通电模式来使所述多个开关元件进行开关动作。
7.根据权利要求6所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部在所述三相旋转电机的启动时仅以规定时间执行所述第一控制而使所述三相旋转电机正转，在经过了所述规定时间后，从所述第一控制切换为所述第二控制。
8.根据权利要求6所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部包括从开始所述第一控制后对所述三相旋转电机的旋转数进行检测的旋转数检测部，当由所述旋转数检测部所检测出的旋转数到达规定值时，从所述第一控制切换为所述第二控制。
9.根据权利要求6所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部包括从开始所述第一控制后对所述三相旋转电机的转速进行检测的转速检测部，当由所述转速检测部所检测出的转速到达规定值时，从所述第一控制切换为所述第二控制。
10.根据权利要求6所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部在使所述三相旋转电机从停止状态开始反转时执行所述第一控制，在使所述三相旋转电机从停止状态开始正转时执行所述第二控制。
11.根据权利要求6所述的三相旋转电机的驱动装置，其特征在于，
所述控制部在使所述三相旋转电机从停止状态开始反转或正转时执行所述第一控制，当连接于所述三相旋转电机的内燃机的曲轴超过压缩上止点时，从所述第一控制切换为所述第二控制。
12.一种三相旋转电机单元，包括被搭载于车辆的三相旋转电机与驱动所述三相旋转电机的驱动装置，所述三相旋转电机单元的特征在于，
所述三相旋转电机包括：
定子，具有多个铁芯齿，在邻接的所述铁芯齿之间具有卷绕三相绕组的多个槽；
转子，具有交替地磁化有N极及S极的多个磁铁；以及
异极部，具有与在所述多个磁铁中的一个磁铁所设的自身的磁极不同的磁极，
所述驱动装置包括：
第一磁传感器，设于所述多个槽中的第一槽；
第二磁传感器，设于所述多个槽中的与所述第一槽不同的第二槽；
第三磁传感器，设于所述第一槽或第二槽，且设于与所述异极部对应的位置；以及
控制部，根据所述第一磁传感器及所述第二磁传感器的输出来决定对U相、V相及W相的各绕组通电的所有通电时机，并根据所述第一磁传感器、所述第二磁传感器及所述第三磁传感器的输出来识别所述三相旋转电机的绝对旋转位置。
13.根据权利要求12所述的三相旋转电机单元，其特征在于，
所述第三磁传感器是从所述第一磁传感器或所述第二磁传感器的位置朝所述转子的旋转轴方向设置。
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