JP5438081B2 - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents
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Description
図1は、ブラシレスモータの駆動装置の適用対象の一例である、自動車AT用油圧ポンプシステムの概略構成図を示す。
そして、機械式オイルポンプ6の吐出圧が低下する一方で、電動オイルポンプ1の吐出圧が逆止弁11の開弁圧を超えるようになると、オイルは、電動オイル配管5,電動オイルポンプ1,逆止弁11,変速機7・アクチュエータ8,オイルパン10の経路を通って循環する。
モータ制御装置3は、モータ駆動回路212とコンピュータを内蔵した制御器213とを有し、制御器213がAT制御装置4との間で通信を行う。
通電モードは、電気角60degごとに順次切り替わる6通りの通電モード(1)〜(6)からなり、各通電モード(1)〜(6)において、3相から選択された2相に対してパルス電圧を印加する。
ステップ1(図では「S1」と略記する。以下同様。)では、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる電圧閾値は、ブラシレスモータ2のばらつき、温度などで変化することに鑑み、学習により決定する。このため、電動オイルポンプ1の駆動前に、電圧閾値の学習条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、電源投入直後又は電動オイルポンプ1の停止直後など、ブラシレスモータ2の駆動要求が発生していないことを、電圧閾値の学習条件とする。そして、電圧閾値の学習条件が成立したと判定すれば処理をステップ2へと進める一方(Yes)、電圧閾値の学習条件が成立していないと判定すれば処理をステップ3へと進める(No)。
ステップ3では、例えば、アイドルストップ制御機能によりアイドルストップ要求が発生しているか否か、要するに、AT制御装置4が電動オイルポンプ1の駆動を要求しているか否かを判定する。そして、電動オイルポンプ1の駆動要求が発生していると判定すれば処理をステップ4へと進める一方(Yes)、電動オイルポンプ1の駆動要求が発生していないと判定すれば処理を終了させる(No)。なお、図4では図示されていないが、ステップ2の学習中に電動オイルポンプ1の駆動要求が発生した場合、学習を終了して改めて設定した電圧閾値を使用する。
図5は、電圧閾値を学習するサブルーチン(設定手段)の詳細を示す。
ステップ11〜13では、通電モード(4)から通電モード(5)への切り替え判定に用いる電圧閾値V4-5を学習し、ステップ14〜16では、通電モード(5)から通電モード(6)への切り替え判定に用いる電圧閾値V5-6を学習し、ステップ17〜19では、通電モード(6)から通電モード(1)への切り替え判定に用いる電圧閾値V6-1を学習し、ステップ20〜22では、通電モード(1)から通電モード(2)への切り替え判定に用いる電圧閾値V1-2を学習し、ステップ23〜25では、通電モード(2)から通電モード(3)への切り替え判定に用いる電圧閾値V2-3を学習し、ステップ26〜28では、通電モード(3)から通電モード(4)への切り替え判定に用いる電圧閾値V3-4を学習する。但し、各電圧閾値の学習順は任意であり、適宜変更することができる。
ステップ31では、例えば、図7に示すような、ATF(Automatic Transmission Fluid)の油温に対応した目標回転速度が設定されたマップを参照し、ブラシレスモータ2の目標回転速度を演算する。ここで、図7に示すマップでは、油温が上昇するにつれて、目標回転速度が線形に増加しているが、このような特性に限るものではない。ブラシレスモータ2がウォータポンプを駆動する場合には、エンジンの冷却水温度が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定すればよい。
差分2=相電流の電流制限値―相電流(演算値)
そして、差分1及び差分2のうち小さい方を選択し、その差分が0以下であれば、次のように、差分にゲインをかけた電流制限項により、印加電圧を補正する。
ステップ33では、次のような方法で、相電流をPWM制御するときのデューティ比の下限値を設定する。
下限値=max(電圧振れ時間,A/D変換時間)×2/キャリア周期×100
この式によると、電圧振れ時間とA/D変換時間との長い方の2倍を最小パルス幅PWminとすることになり、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のA/D変換(サンプリング)が行われることを抑制でき、かつ、A/D変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。
即ち、図9に示すように、ブラシレスモータ2をPWM制御するデューティ比を変化させたときの誘起電圧を事前に取得しておき、電圧閾値と誘起電圧との関係に基づいてデューティ比の上限値を設定する。具体的には、電圧閾値と誘起電圧とが一致しているデューティ比から、ばらつきを考慮して、例えば、電圧閾値より10%程度の余裕を持った誘起電圧を発生するデューティ比を、デューティ比の上限値として設定する。ここで、誘起電圧は、1つ1つ学習をして取得してもよいし、N個の平均値や最小値でもよい。
制限する。要するに、モータ印加デューティを、上限値及び下限値により画定される範囲内に制限する。
ステップ36では、そのときの通電モードにおける非通電相の電圧を検出する。具体的には、通電モード(1)の場合はW相の電圧を検出し、通電モード(2)の場合はV相の電圧を検出し、通電モード(3)の場合はU相の電圧を検出し、通電モード(4)の場合はW相の電圧を検出し、通電モード(5)の場合はV相の電圧を検出し、通電モード(6)の場合はU相の電圧を検出する。
低速センサレス制御を実施している場合、図13に示すように、電源電流が大きくなると、非通電相の誘起電圧が徐々に小さくなって電圧閾値未満になってしまう。このため、ブラシレスモータ2をPWM制御するデューティ比相当の電源電流を事前に取得しておき、ばらつきを考慮した余裕を持たせつつ、電源電流が第1の所定値以上にならないように印加電圧の上限値を規制する。ここで、第1の所定値としては、例えば、ステップ34で設定したデューティ比の上限値相当の電源電流とすればよい。なお、印加電圧の上限値は、デューティ比の上限値と同様な方法で、電源電圧及び温度の少なくとも一方に基づいて補正してもよい。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
前記ブラシレスモータを低速センサレス制御で駆動している場合、電源電流が通電量の上限値に相当する電流以上とならないように、前記ブラシレスモータに印加する電圧を規制する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、電源電流が通電量の上限値に相当する電流に制限されるため、非通電相の誘起電圧が電圧閾値未満になることがなく、ブラシレスモータの脱調抑制の実効を図ることができる。
電源電圧及び温度の少なくとも一方に基づいて、前記ブラシレスモータに印加する電圧を補正する、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、電源電圧又は温度の変化を補うようにブラシレスモータに印加する電圧が補正されるので、電源電圧又は温度の変化に応じて誘起電圧が変化することを抑制できる。
前記ブラシレスモータの通電量が所定値よりも大きくなった場合、前記電圧閾値を徐々に小さくする、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータの通電量が所定値よりも大きくなると、誘起電圧が電圧閾値未満となる可能性があるが、電圧閾値を徐々に小さくすることで、誘起電圧が電圧閾値未満となることを抑制できる。
前記ブラシレスモータが停止した場合、その再起動時に前記電圧閾値を所定割合だけ小さくする、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータを円滑に再始動させることができる。
前記通電量の上限値は、前記ブラシレスモータが所定回転速度以下で回転しているときのみ規制される、ブラシレスモータの駆動装置。
上記構成によると、ブラシレスモータが中・高速運転している場合、通電量の上限値が規制されないため、ブラシレスモータを目標回転速度で運転することができる。
Claims (3)
- 複数の巻線を備えたブラシレスモータの各相に対する通電モードを切り替えることで、前記ブラシレスモータを回転駆動するブラシレスモータの駆動装置であって、
非通電相の電圧と電圧閾値とに基づいて前記通電モードを順次切り替える切替手段と、
前記通電モードの切り替えタイミングにおける前記非通電相の電圧変化と前記電圧閾値とに基づいて、前記電圧閾値より大きい誘起電圧を発生する、通電量の上限値を規制する規制手段と、
を有することを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。 - 1つの通電モードを継続させてブラシレスモータを停止させた状態から次の通電モードへ切り替えたときの非通電相の電圧に基づいて前記電圧閾値を設定する設定手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの駆動装置。 - 電源電圧、並びに、前記ブラシレスモータの温度の少なくとも一方に基づいて、前記通電量の上限値を補正する補正手段を、
更に備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータの駆動装置。
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