无刷电动机控制装置及其诊断处理方法制造方法及图纸

本无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对电动机的电流进行检测；模数转换电路，其与电流检测电路连接；时钟发生电路，其输出时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于时钟脉冲来输出脉冲信号，以及阻容滤波器，其被输入脉冲信号。并且，阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接与规定电源连结的上拉电阻，中间连接点连接模数转换电路。而且，基于模数转换电路的输出值来对时钟发生电路、模数转换电路以及电流检测电路的异常进行判定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对无刷电动机进行驱动控制的无刷电动机控制装置及其诊断处理方法，特别是涉及一种具备诊断功能的无刷电动机控制装置及其诊断处理方法，该诊断功能为在转速和转矩相对于指令的偏差因电动机控制电路的一部分异常而增加之前对可能成为其原因的电路进行诊断。
技术介绍
近来，一般来说，在被使用的冰箱用等的冷却风扇中，基于冷却风扇的寿命、节能化的要求而使用无刷电动机。而且，在冷却风扇中，根据每时每刻的气温、冷却对象的温度来对风扇决定所需要的风量，或决定冷却风扇向周边附近发出的驱动声，需要对冷却风扇进行控制以满足所决定的风量或驱动声。已知风量的波动依赖于安装于叶轮(impeller)的电动机的转速的波动，驱动声依赖于电动机的旋转转矩。另外，在以脉宽调制(Pulse Width Modulation，以下适当地记为“PWM”)驱动来进行控制的无传感器的三相无刷电动机的情况下，以往例如由如下这种无刷电动机控制装置进行控制。首先，在该控制装置中，根据流向各相的线圈的电流值来估计电动机的旋转位置。进一步，根据每单位时间的旋转位置的变化量来计算实际转速。而且，在该控制装置中，按照计算出的实际转速来对配置在用于实现PWM驱动的逆变器电路内的MOS-FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)元件的开关脉宽进行控制。因此，在用于对线圈的电流值进行检测的电流检测电路、用于将电流检测电路的输出取入到微型计算机的AD转换电路以及用于生成单位时间的时钟发生电路存在误差的情况下，所计算的实际转速和转矩也同样地产生误差，相比于目标值产生偏差。作为该时钟发生电路的异常误差的判定方法，以往提出了以下方法：例如将基于时钟脉冲生成的规定时间间隔的脉冲电压输入RC(Resistance-Capacitance：阻容)滤波器，在规定的采样时间内的电压脱离规定的范围的情况下判定为时钟发生电路异常(例如参照专利文献1)。然而，在上述以往的结构的情况下，能够判定时钟发生电路的异常，但是无法判定电流检测电路、AD转换电路的异常。因此，无法事前对因AD转换电路、电流检测电路的异常而导致的转速、转矩的误差增加进行检测，无法应对冷却风扇的风量、驱动声的波动扩大。并且，为了确保应对这些波动的余地，而搭载了大的电动机。另外，虽然还能够以追加许多复杂的诊断用电路等的方式应对，但是在利用引脚个数少的小型微型计算机的情况下无法实现电路结构，而大型微型计算机的搭载等会导致成本增加。专利文献1：日本特开平8-230651号公报
技术实现思路
本专利技术的无刷控制装置是对无刷电动机进行驱动控制以使无刷电动机按照来自外部的指令进行旋转动作的无刷电动机控制装置。本无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与各相的电流检测电路连接；时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于时钟脉冲来输出脉冲信号，以及阻容滤波器，其被输入脉冲信号。并且，阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接有与规定电源连结的上拉电阻，并且中间连接点与多个模数转换电路连接。而且，基于多个模数转换电路的输出值来判定时钟发生电路、模数转换电路以及电流检测电路的异常，在判定为异常的情况下，例如停止电动机的旋转动作。另外，本专利技术的无刷电动机控制装置的诊断处理方法是如下的无刷电动机控制装置的诊断处理方法，该无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与各相的电流检测电路连接；以及时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲。在本诊断处理方法中，将电阻与电容器串联连接来构成阻容滤波器，在电阻与电容器的中间连接点连接与规定电源连结的上拉电阻，并且中间连接点与多个模数转换电路连接。而且，对阻容滤波器施加基于时钟脉冲生成的脉冲信号，通过多个模数转换电路将中间连接点的电压转换为数字信号。本诊断处理方法基于进行该转换所得到的输出值，来对模数转换电路和时钟发生电路进行诊断。根据本专利技术，能够事前对因模数转换电路、时钟发生电路以及电流检测电路的异常而导致的转速、转矩的误差增加进行检测，因此能够事先防止冷却风扇的风量、驱动声的波动扩大。因此，不需要为了确保应对这些波动的余地而搭载大的电动机，从而能够实现冷却风扇的小型化/轻量化。另外，根据本专利技术，不需要追加许多复杂的诊断用电路，因此能够利用引脚个数少的小型微型计算机和低价的电路结构容易地实现，能够抑制电路的成本。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式中的无刷电动机控制装置的结构的框图。图2A是示出在时钟发生电路正常的情况下对该无刷电动机控制装置的RC滤波器施加的脉冲信号Pls的波形和判定用电压Vc的波形、以及AD转换电路的读取定时的时序图。图2B是示出在时钟发生电路异常的情况下对该无刷电动机控制装置的RC滤波器施加的脉冲信号Pls的波形和判定用电压Vc的波形、以及AD转换电路的读取定时的时序图。图3是示出该无刷电动机控制装置的异常诊断过程的流程图。具体实施方式下面，使用附图来对本专利技术的实施方式进行说明。(实施方式)图1是示出本专利技术的实施方式中的无刷电动机控制装置10的结构的框图。在图1中，示出了在本无刷电动机控制装置10连接有无刷电动机40的结构的一例。通过这样的结构，无刷电动机控制装置10对无刷电动机40进行驱动控制以使无刷电动机40按照来自外部的指令进行旋转动作。无刷电动机40具备：定子，其具备将绕组卷绕于定子芯而得到的线圈41；以及转子，通过对线圈41进行通电驱动，该转子以轴为中心旋转。在本实施方式中，无刷电动机40具有设为U相、V相、W相的三相的线圈41，列举无刷电动机控制装置10利用脉宽调制(PWM)所得到的驱动信号Drv对各相进行旋转驱动的一例来进行说明。如图1所示那样，无刷电动机控制装置10是包括控制部11、逆变器电路14、电流检测电路15以及RC滤波器26的结构。向无刷电动机控制装置10输入用于指示转速、转矩量的信号即转速/转矩指令Tsp来作为例如来自外部的上级控制器(未图示)等的指令之一。无刷电动机控制装置10生成驱动信号Drv，使得无刷电动机40的旋转为与转速/转矩指令Tsp相应的转速、转矩。然后，无刷电动机控制装置10向各线圈41施加所生成的各个驱动信号Drv，通过这样来对无刷电动机40进行旋转控制。为了使无刷电动机控制装置10像这样动作，控制部11通过PID(比例、积分、微分)控制，基于转速/转矩指令Tsp与实际的转速之间的残差来生成PMW原信号Dp并输出该原信号Dp。然后，逆变器电路14根据PMW原信号Dp来使与电源连接的内部的开关元件进行开关，由此生成各相的驱动信号Drv并输出该驱动信号Drv。另外，在本实施方式中，设为无刷电动机控制装置10通过不设置位置传感器等的无传感器方式来对无刷电动机40进行驱动控制这样的结构。在本实施方式中，在这种无传感器方式中，为了检测旋转的转子的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷电动机控制装置，对无刷电动机进行驱动控制以使无刷电动机按照来自外部的指令进行旋转动作，该无刷电动机控制装置的特征在于，具备：驱动控制部，其生成用于驱动所述无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对所述无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与所述各相的电流检测电路连接；时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于所述时钟脉冲来输出脉冲信号，以及阻容滤波器，其被输入所述脉冲信号，所述阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接有与规定电源连结的上拉电阻，并且所述中间连接点与所述多个模数转换电路连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 JP 2014-0851641.一种无刷电动机控制装置，对无刷电动机进行驱动控制以使无刷电动机按照来自外部的指令进行旋转动作，该无刷电动机控制装置的特征在于，具备：驱动控制部，其生成用于驱动所述无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对所述无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与所述各相的电流检测电路连接；时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于所述时钟脉冲来输出脉冲信号，以及阻容滤波器，其被输入所述脉冲信号，所述阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接有与规定电源连结的上拉电阻，并且所述中间连接点与所述多个模数转换电路连接。2.根据权利要求1所述的无刷电动机控制装置，其特征在于，在向所述阻容滤波器的所述脉冲信号是“低”的状态且以所述中间连接点的电压为输入的所述多个模数转换电路的输出值脱离了规定范围的情况下，判定为该模数转换电路异常。3.根据权利要求1或2所述的无刷电动机控制装置，其特征在于，在向所述阻容滤波器的所述脉冲信号是“高”的状态且以所述中间连接点的电压为输入的所述多个模数转换电路的输出值中只有一个输出值脱离了规定范围的情况下，判定为该模数转换电路异常。4.根据权利要求1或2所述的无刷电动机控制装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤大资，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP