[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对在产业用设备、或者电动辅助自行车、电动摩托车、电动汽车等电动车辆中使用的电动机进行驱动的电动机控制装置。

背景技术

以往，在驱动无刷电动机的控制方式中，广泛使用着电路构成廉价且高效的120度通电方式。120度通电方式是，使用磁极位置检测元件检测转子的磁极位置，使逆变电路的开关元件ON/OFF，从而在各相的线圈中流过电流以驱动电动机。但是，在切换通电相位时，有时会发生转矩波动，产生振动和噪声，这一现象尤其在低速旋转区域中显著出现。

针对该问题有以下控制方式，即：与转子的位置同步地使逆变电路所具有的开关元件的上级、下级(依次串联连接的一对开关元件的上级、下级)交替ON/OFF，从而生成正弦波状的调制波信号，使流过电动机线圈的电流成为正弦波状(所谓的正弦波驱动方式)。但是，为了检测转子位置需要高价的编码器和解算器，再者，用于将磁极位置检测信号输入微型计算机中的接口电路需要多个部件，因此具有比120度通电方式价格高这样的问题。

针对这些问题提出了以下控制方式，即：作为磁极位置检测使用廉价的霍尔集成电路，并且根据该霍尔集成电路的磁极位置检测信号模拟地生成正弦波状的调制波信号，进行正弦波驱动(例如参照日本国特开2004-120841号公报)。

然而，U相、V相以及W相的3个磁极位置检测信号仅具有由各相的上升沿及下降沿构成的6个模式。因此，例如在4极对转子的12槽电动机的情况下，电动机10每旋转一圈仅有6×4次数的分辨能力。因此，利用6×4模式的磁极位置检测信号生成正弦波状的调制波信号，会发生正弦波的波形粗糙，失真变得严重等问题。

特别是，在电动机的低速旋转区域，磁极位置检测信号的更新变慢(磁极位置检测信号的输出间隔长)，因此存在以下问题：粗糙波形的正弦波进一步在时间轴上拉长，调制波信号从正弦波形的偏移和失真变大。

发明内容

本发明的实施例提供一种电动机控制装置，其能够改善低速旋转区域中的正弦波状的调制波信号的生成，并且能够生成正弦波失真少的调制波信号。

根据本发明的实施例，电动机10具有：设置在转子12上的多个磁极22；和配置在所述转子12的相对位置上并伴随着磁极位置θ_re随转子12的旋转发生的变化而输出磁极位置检测信号的多个磁传感器34a～34f，该电动机10的电动机驱动装置2构成为，根据磁传感器34a～34f各自的磁极位置检测信号的变化检测出所述转子的磁极位置θ_re，并根据该磁极位置θ_re生成正弦波状的调制波信号，进行电动机10的驱动，电动机控制装置2具有对所述磁极位置检测信号发生变化期间的磁极位置θ_re进行插补的磁极位置插补机构95。

其他特征及效果将从实施例的记载及附上的权利要求书中得到明确。

附图说明

图1是示意性示出代表性实施方式的电动机驱动系统的构成的图。

图2是表示DC无刷电动机的结构图。

图3是从图2中的II-II线上观察到的向视图。

图4是示出定子的构成的俯视图。

图5是示出磁检测电路及驱动电路的构成的图。

图6(A)是示出第一磁传感器的输出波形的图，图6(B)是示出噪声滤波器的输出波形的图，图6(C)是示出波形整形电路的输出波形的图。

图7(A)是示出3相的转子位置检测脉冲的波形图，图7(B)是示出转子速度检测脉冲的波形图，图7(C)是示出正弦波信号的波形图。

图8是示出脉冲生成电路的真值的表图。

图9(A)是将3相的转子位置检测脉冲与误差成分一起示出的说明图，图9(B)是示出根据转子速度检测脉冲利用第一手法进行速度检测的情况下的误差成分所产生的影响的说明图，图9(C)是示出利用第一手法进行速度检测的情况下的误差成分所产生的影响的说明图。

图10是表示电动机驱动系统的电动机控制系统的框图。

图11是示出转子速度检测脉冲信号与磁极位置的关系的图。

图12是表示正弦波振幅信号的图。

图13是磁极位置插补处理的流程图。

图14是分别示出转子位置检测脉冲、磁极位置插补器所输出的磁极位置以及正弦波形的调制波信号的图。

图15是示出电动机转速与角度插补误差的关系的图。

图16是示出代表性实施方式的变形例的电动机驱动系统的电动机控制系统的框图。

具体实施方式