無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種在無刷電動機的高速旋轉區域并且低負載區域和低速旋轉區域并且高負載區域中、能使效率提高、而且電流消耗減少的無刷電動機驅動方法及驅動控制裝置。根據目標值和實際值的偏差，用轉速控制手段８１或電動機電流控制手段８６算出控制參數，根據該算出的控制參數，通電相位控制手段８３計算操作量，按照該算出的操作量，根據預先設計生成的操作量和提前角量間的關系，計算提前角量，利用這一算出的提前角量信息，對根據旋轉位置信號或電動機電流信號所設計的驅動電路７８的通電相位角的值進行修正。

【技術實現步驟摘要】
?無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置
本專利技術關于無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置，尤其是關于適用于采用無刷電動機的液壓動力轉向控制裝置的無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置。
技術介紹
近年來，為了提高駕車者的操縱性及安全性，大多采用在操縱方向盤時輔助駕駛員的動力轉向控制裝置。該動力轉向控制裝置有電動式及液壓式兩種。與液壓式相比，電動式具有在設計時能自由設定幫助駕駛員的輔助特性、控制裝置的自由度高、減少車輛的燃油消耗等優點，但另一方面，在對于包含溫度或噪聲在內的耐環境性或操縱性上均還存在問題。因此，尤其在大型車輛上多采用液壓式動力轉向控制裝置。雖在該液壓式動力轉向控制裝置上采用無刷電動機，但在該采用無刷電動機的液壓動力轉向控制裝置上，是靠無刷電動機驅動液壓泵，按照車速或轉向角速度等車輛行駛條件，利用相應控制的液壓，能實現原設計的規定輔助力。通常采用該無刷電動機的液壓動力轉向控制裝置，預先將車速或轉向角速度與原設計的無刷電動機轉速間的關系存于控制裝置的微型計算機(以后稱存儲器)中。然后用無刷電動機的電動機旋轉位置檢測傳感器檢測無刷電動機的轉速，求檢測出的實際轉速和存儲器所存的目標轉速間的偏差，控制無刷電動機的轉速，使該偏差的值小于等于所設計的規定值，讓駕駛者獲得所需的輔助力。作為這樣的一項控制技術，例如在專利文獻1中揭示了其部分內容。另外，專利文獻2也記述了一種根據無刷電動機的轉速及電流、來控制電動機驅動電路的通電相位角的方法。專利文獻1，特開平10-70894號公報專利文獻2，特開平7-337067號公報-->但是用上述專利文獻1揭示的現有的控制技術，由于以固定角度決定驅動無刷電動機的驅動電路的脈寬調制(以后稱PWM)信號的驅動時間(以后稱通電相位角)，對于以一定速度轉動狀態下的無刷電動機，沒有什么特別問題發生，但在要求可變速的情況下，存在效率降低、消耗電流增加等諸多問題。另外，在上述專利文獻2中揭示：根據無刷電動機的轉速及電流，來控制無刷電動機驅動電路的通電相位角，通過這樣，在規定轉速的正常運轉狀態下，可以承認有提高效率、減少電流消耗等效果。但存在的問題是：為了在較寬的范圍對轉速進行控制，要提高PWM的通電相位角的響應特性。本專利技術為解決上述現有控制技術的問題而提出，其目的在于提供一種無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置，它們能使無刷電動機在范圍更寬的區域中，特別是在低負載區域并且高速旋轉區域、和高負載區域并且低速旋轉區域中，以更高的效率工作，減少電流消耗。本專利技術之又一目的在于：提供一種無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置，它們能適用于采用無刷電動機驅動電動泵的液壓動力轉向控制裝置。
技術實現思路
本申請的無刷電動機的驅動方法包括第1驅動方法及第2驅動方法，第1驅動方法為：根據目標轉速和實際轉速之偏差，計算控制參數，利用根據該算出的控制參數實施PMW驅動的驅動電路來控制無刷電動機的轉速，同時，根據檢測上述無刷電動機旋轉位置的旋轉位置傳感器的旋轉位置信號，控制上述驅動電路的通電相位角；第2種驅動方法為：根據目標電動機電流值和實際的電動機電流值之偏差，計算控制參數，利用根據該算出的控制參數實施PWM驅動的驅動電路來控制無刷電動機的電動機電流值，同時根據檢測無刷電動機的電動機電流值的電動機電流檢測傳感器的電動機電流信號，控制上述驅動電路的通電相位角，無刷電動機的運轉狀態在低負載區域并且高速旋轉區域中利用上述第1驅動方法驅動，在高負載區域并且低速旋轉區域中利用上述第2驅動方法驅動，同時，根據上述算出的控制參數，計算操作量，按照這一算出的操作量，根據預先生成的操作量及提前角量的對應圖，計算提前角量，利用該算出的提前角量信息，對根據上述旋轉位置信號或上述電動機電流信號所設計的驅動電路通電相位角的值進行修正。另外，驅動控制裝置的構成為包括：第1驅動控制手段、第2驅動控制手段、選擇手段、以及通電相位控制手段，第1驅動控制手段用于：根據目標轉速和實際-->轉速之偏差，利用轉速控制手段計算控制參數，根據該算出的控制參數，利用PMW的控制手段控制驅動電路，并控制無刷電動機的轉速，同時，根據檢測上述無刷電動機旋轉位置的旋轉位置檢測傳感器的旋轉位置信號，控制上述驅動電路的通電相位角；第2種驅動控制手段用于：根據目標電動機電流值和實際電動機電流值之偏差，利用電動機電流控制手段計算控制參數，根據該算出的控制參數，利用PWM的控制手段控制驅動電路，并控制無刷電動機的電動機電流值，同時，根據檢測上述無刷電動機的電動機電流值的電動機電流檢測傳感器的電動機電流信號，控制上述驅動電路的通電相位角；選擇手段用于：檢測無刷電動機的運轉狀態，運轉狀態在低負載區域并且高速旋轉區域時，選擇上述第1驅動控制手段，在高負載區域并且低速旋轉區域時，選擇上述第2驅動控制手段；以及，通電相位控制手段用于：根據上述算出的控制參數，計算操作量，按照這一算出的操作量，計算提前角量，將這一算出的提前角信息供給上述PWM控制手段；上述PWM控制手段利用來自上述通電相位控制手段的提前角量信息，對根據上述旋轉位置信號或上述電動機電流信號所設計的驅動電路的通電相位角的值進行修正。利用本專利技術能獲得一種無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置，它能使無刷電動機在范圍較寬的區域中，特別在高速旋轉區域并且低負載區域、及低速旋轉區域并且高負載區域中，高效工作，降低電流消耗。利用本專利技術能獲得一種無刷電動機的驅動方法及其驅動控制裝置，它能適用于采用無刷電動機的液壓動力轉向控制裝置。附圖說明圖1為應用本專利技術的電動泵液壓動力轉向控制裝置的構成圖。圖2為表示無刷電動機的低負載區域并且高速旋轉區域、和高負載區域并低速旋轉區域的示意圖。圖3為表示本專利技術實施方式1的無刷電動機驅動控制裝置的控制方框圖。圖4為表示無刷電動機的PWM驅動電路的驅動占空比和通電相位角及電動機轉速間的關系用的圖。圖5為說明本專利技術實施方式1的高負載區域并且低速旋轉區域中的工作原理用的提前角和電流間的關系用的圖。圖6為說明本專利技術實施方式1的相位控制手段及PWM控制手段的動作用的控制流程圖。-->圖7為表示本專利技術實施方式1的提前角圖一示例用的圖。圖8(包括圖8A-圖8C)為表示本專利技術實施方式1的無刷電動機轉速響應特性圖。圖9為表示本專利技術實施方式1的效果用的示意圖。具體實施方式實施方式1通常，電動機的控制是對驅動晶體管進行PWM驅動，使設定好的目標電動機轉速和實際轉速的偏差為零。通常根據該偏差進行PID控制(P為比例控制、I為積分控制、D為微分控制)。但，因為僅僅這樣，則電動機驅動電路的通電相位角為一定，所以為了解決上述現有問題，還要采用某些手段來控制通電相位角。本專利技術中，在低負載區域并且高速旋轉區域中，是利用目標電動機轉速和實際轉速間的偏差求得的控制參數、即P項(比例項)、I項(積分項)、D項(微分項)，控制通電相位角，從而以圖提高電動機效率和轉速的響應特性，在高負載區域并且低速旋轉區域中，是利用目標電動機電流值和實際電流值間的偏差求得的控制參數、即P項(比例項)、I項(積分項)、D項(微分項)，控制通電相位角，從而以圖提高電動機效率和轉速的響應特性。以下，利用圖1～圖9說明本專利技術實施方式1的無刷電動機的驅動方法及其驅動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無刷電動機的驅動方法，其特征在于，包括：第１驅動方法及第２驅動方法，所述第１驅動方法為：根據目標轉速和實際轉速的偏差，計算控制參數，利用根據該算出的控制參數實施ＰＭＷ驅動的驅動電路來控制無刷電動機的轉速，同時，根據檢測所 述無刷電動機旋轉位置的旋轉位置傳感器的旋轉位置信號，控制所述驅動電路的通電相位角；所述第２種驅動方法為：根據目標電動機電流值和實際的電動機電流值的偏差，計算控制參數，利用根據該算出的控制參數實施ＰＷＭ驅動的驅動電路來控制無刷電動機的 電動機電流值，同時根據檢測無刷電動機的電動機電流值的電動機電流檢測傳感器的電動機電流信號，控制所述驅動電路的通電相位角，　無刷電動機的運轉狀態在低負載區域并且高速旋轉區域中利用所述第１驅動方法驅動，在高負載區域并且低速旋轉區域中利用 所述第２驅動方法驅動，同時，根據所述算出的控制參數，計算操作量，按照這一算出的操作量，根據預先生成的操作量及提前角量的對應圖，計算提前角量，利用該算出的提前角量信息，對根據所述旋轉位置信號或所述電動機電流信號所設計的驅動電路通電相位角的值進行修正。

【技術特征摘要】
JP 2005-5-18 2005-1454291.一種無刷電動機的驅動方法，其特征在于，包括：第1驅動方法及第2驅動方法，所述第1驅動方法為：根據目標轉速和實際轉速的偏差，計算控制參數，利用根據該算出的控制參數實施PMW驅動的驅動電路來控制無刷電動機的轉速，同時，根據檢測所述無刷電動機旋轉位置的旋轉位置傳感器的旋轉位置信號，控制所述驅動電路的通電相位角；所述第2種驅動方法為：根據目標電動機電流值和實際的電動機電流值的偏差，計算控制參數，利用根據該算出的控制參數實施PWM驅動的驅動電路來控制無刷電動機的電動機電流值，同時根據檢測無刷電動機的電動機電流值的電動機電流檢測傳感器的電動機電流信號，控制所述驅動電路的通電相位角，無刷電動機的運轉狀態在低負載區域并且高速旋轉區域中利用所述第1驅動方法驅動，在高負載區域并且低速旋轉區域中利用所述第2驅動方法驅動，同時，根據所述算出的控制參數，計算操作量，按照這一算出的操作量，根據預先生成的操作量及提前角量的對應圖，計算提前角量，利用該算出的提前角量信息，對根據所述旋轉位置信號或所述電動機電流信號所設計的驅動電路通電相位角的值進行修正。2.如權利要求1所述的無刷電動機的驅動方法，其特征在于，利用控制參數即進行比例控制的比例項、進行積分控制的積分項、及進行微分控制的微分項中的至少一項，計算所述操作量。3.如權利要求1所述的無刷電動機的驅動方法，其特征在于，利用控制參數即進行比例控制的比例項、進行積分控制的積分項、及進行微分控制的微分項，計算所述操作量。4.如權利要求1至3中的任一項所述的無刷電動機的驅動方法，其特征在于，根據所述控制參數，計算驅動電路的驅動占空比，在該算出的驅動占空比大于等于原設計的規定值的情況下，修正驅動電路的通電相位角的值。5.一種無刷電動機的驅動控制裝置，其特征在于，包括：第1驅動控制手段、第2驅動控制手段、選擇手段、以及通電相位控制手段，所述第1驅動控制手段用于：根據目...

【專利技術屬性】
技術研發人員：中川章寬，鈴村淳，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]