电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法，详细地说，涉及利用检测逆变器的直流母线电流的电流检测器，分别检测在PWM载波1周期内1次A/D转换中各相电流的技术。本发明专利技术的控制单元从电流检测器的输出求在PWM控制的1周期内1次的检测定时中相电流的绝对值为最大的1相的相电流，基于对每个检测定时检测出的相电流的峰值、电机角度、以及相对电机角度的实际相电流波形的相移，估计剩余的2相的相电流。

Phase current detection method for motor drive and 3 phase brushless motor

The invention relates to a motor driving device and a phase current detection method for a 3 phase brushless motor. In detail, it involves the technology of detecting the phase currents in the 1 A/D conversion of the PWM carrier 1 cycle by detecting the current detector of the DC bus current of the inverter. The control unit of the invention in 1 cycle PWM control in 1 times the absolute value of the phase current detection timing for the maximum of 1 phase current from the output current of the detector, the phase shift of each peak and detection timing detect phase current motor angle and the relative angle of the actual motor based on phase current the waveform of the estimation of the remaining 2 phase current.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法
本专利技术涉及电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法，详细地说，涉及从检测逆变器的直流母线电流的电流检测器的电流检测值，分别检测3相无刷电机的相电流的技术。
技术介绍
专利文献1中，作为将直流电流转换为3相交流电流的转换器用的电流检测方法，公开了通过直流电流检测器分别检测相位不同的2个电流值，用检测出的2个电流值计算剩余的相位的电流值的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6－153526号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在具备检测逆变器的直流母线电流的电流检测器的电机驱动装置中，若构成为在PWM载波1周期内设定2个电流检测区间，分配在这2个区间中检测出的2个电流值作为3相之中的2相的电流值，基于3相电流的合计为零来计算剩余的1相的电流值，则能够从直流母线电流的检测值检测3相各自的相电流。在实施上述的检测方法的情况下，为了对每个PWM载波1周期(换句话说，PWM控制周期)分别检测3相的电流，需要对每个PWM载波1周期进行2次A/D转换而由微计算机读入电流检测器的输出。即，通过在PWM载波1周期内设定2个电流检测区间，微计算机分别在2个电流检测区间将电流检测器的输出信号进行A/D转换并读入，将在各电流检测区间读入的2个电流检测值分配给2相，剩余的1相的相电流从2个电流检测值来估计，对每个PWM载波1周期分别地检测3相的电流。但是，在低功能(低价格)的微计算机中，有PWM载波1周期内能够实施的A/D转换的次数被限定为1次的情况，在由这样的微计算机构成的驱动装置中，存在无法适用上述相电流检测方法的问题。本专利技术是鉴于上述问题的专利技术，目的在于提供利用检测逆变器的直流母线电流的电流检测器，在PWM载波1周期内1次A/D转换中能够分别检测各相电流的电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法。解决问题的方案为此，本专利技术的电机驱动装置包括：对3相无刷电机供给交流电力的逆变器；检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器；以及输入所述电流检测器的输出并对所述逆变器进行PWM控制的控制单元，是正弦波驱动所述3相无刷电机的电机驱动装置，所述控制单元从所述电流检测器的输出求在PWM控制的1周期内1次的检测定时中相电流的绝对值为最大的1相的相电流，基于对每个所述检测定时检测出的相电流的峰值、电机角度、以及相对电机角度的实际相电流波形的相移，估计剩余的2相的相电流。此外，本专利技术的3相无刷电机的相电流检测方法，基于检测逆变器的直流母线电流的电流检测器的输出，检测通过所述逆变器的PWM控制被正弦波驱动的3相无刷电机的各相的相电流，该方法包括：将检测相电流的绝对值为最大的1相的相电流的检测定时在PWM控制的1周期内设定1次的步骤；在所述检测定时从所述电流检测器的输出求相电流检测值的步骤；求所述相电流检测值的峰值的步骤；检测电机角度的步骤；设定实际相电流波形相对所述电机角度的相移的步骤；基于所述峰值、所述电机角度、以及所述相移计算相电流估计值的步骤；以及分配所述电流检测值作为1相的相电流值，对剩余的2相分配所述电流估计值的步骤。专利技术的效果根据上述专利技术，可以通过在PWM控制的1周期内1次的检测定时获取电流检测值，分别地检测3相的相电流。因此，本专利技术的电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法，可以适用于PWM载波1周期内能够实施的A/D转换的次数被限定为1次的微计算机。附图说明图1是本专利技术的实施方式中的车辆用自动变速器的液压机构的框图。图2是本专利技术的实施方式中的驱动电路及3相无刷电机的电路图。图3是本专利技术的实施方式中的3相无刷电机的PWM控制的功能框图。图4是表示本专利技术的实施方式中的电机角度的运算处理的功能框图。图5是表示本专利技术的实施方式中的逆变器的开关元件的控制定时和电流的检测输出的A/D转换定时的时序图。图6是例示本专利技术的实施方式中的各相的实际相电流相对电机角度的相移的时序图。图7是用于说明本专利技术的实施方式中的峰值电流的检测处理的时序图。图8是表示本专利技术的实施方式中的各相的控制占空比和电流检测模式之间的相关的时序图。图9是表示本专利技术的实施方式中的每个电流检测模式中对各相的相电流的分配的图。图10是用于说明本专利技术的实施方式中的电流向量角度校正值的向量图。图11是用于说明本专利技术的实施方式中的基于电流偏差的相位校正的图。图12是用于说明本专利技术的实施方式中的基于电流峰值位置的相位校正的图。图13是用于说明本专利技术的实施方式中的电阻Ra及感应电压常数Ke的估计处理的向量图。具体实施方式以下说明本专利技术的实施方式。以下，作为本专利技术的电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法的一例，说明适用于构成车辆用自动变速器的液压机构的3相无刷电机的驱动的例子。图1所示的液压机构包括：作为对变速机构7和促动器8供给液压油的液压油泵，由车辆的动力源即内燃机12的输出驱动的主液压油泵6；以及电动式辅助液压油泵1。而且，例如，辅助液压油泵1被驱动，使得在内燃机12因怠速停止控制等暂停而主液压油泵6停止时取代主液压油泵6进行液压油的供给，并且在主液压油泵6的驱动中辅助地进行液压油供给。辅助液压油泵1由3相无刷电机(埋入式磁铁3相同步电机IPMSM)2驱动，3相无刷电机2由电机驱动装置(MCU)3控制。电机驱动装置3基于来自AT控制装置(ATCU)4的指令，驱动控制3相无刷电机2。由3相无刷电机2驱动的辅助液压油泵1吸引液压油盘10的液压油，通过液压油配管5供给到变速机构7和促动器8。由内燃机12驱动的主液压油泵6吸引液压油盘10的液压油，通过液压油配管9供给到变速机构7和促动器8。供给到变速机构7和促动器8的液压油返回到液压油盘10，再次通过辅助液压油泵1和/或主液压油泵6被吸引，在液压油的闭合回路中循环。在辅助液压油泵1的下游侧的液压油配管5中，布设止回阀11。再者，上述液压机构是使用3相无刷电机的车辆系统的一例子，在将3相无刷电机用作促动器的各种各样的车辆用系统中，可以适用本专利技术的电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法。例如，在混合动力车辆等中驱动用于内燃机12的冷却水的循环的电动式水泵的相无刷电机中，可以适用本专利技术的电机驱动装置及3相无刷电机的相电流检测方法。图2是表示3相无刷电机2以及电机驱动装置3的一例的电路图。驱动3相无刷电机2的电机驱动装置3包括驱动电路(逆变器电路)212和控制单元213。控制单元213包括：A/D转换器213a；以及包含微处理器(CPU、MPU等)和ROM、RAM等构成的微计算机213b，与AT控制装置4之间进行通信。3相无刷电机2是3相DC无刷电机，在省略图示的圆筒状的定子上包括星形接线的U相、V相及W相的3相绕组215u、215v、215w，在该定子的中央部形成的空间中可旋转地包括永久磁铁转子(转子)216。再者，3相无刷电机2不包括检测转子的位置信息的传感器，控制单元213通过不使用检测转子的位置信息的传感器的无传感器驱动方式进行无刷电机2的驱动控制。驱动电路212具有：3相电桥连接了包含反向并联的二极管218a～218f的开关元件217a～217f的逆变器212a；以及直流的电源电路219，逆变器212a对3相无刷电机2供给交流电力。逆变器212a的开关元件217a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动装置，包括：对3相无刷电机供给交流电力的逆变器；检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器；以及输入所述电流检测器的输出并对所述逆变器进行PWM控制的控制单元，是正弦波驱动所述3相无刷电机的电机驱动装置，所述控制单元在PWM控制的1周期内1次的检测定时从所述电流检测器的输出求相电流的绝对值为最大的1相的相电流，基于对每个所述检测定时检测出的相电流的峰值、电机角度、以及实际相电流波形相对电机角度的相移，估计剩余的2相的相电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.07 JP 2015-0787821.一种电机驱动装置，包括：对3相无刷电机供给交流电力的逆变器；检测所述逆变器的直流母线电流的电流检测器；以及输入所述电流检测器的输出并对所述逆变器进行PWM控制的控制单元，是正弦波驱动所述3相无刷电机的电机驱动装置，所述控制单元在PWM控制的1周期内1次的检测定时从所述电流检测器的输出求相电流的绝对值为最大的1相的相电流，基于对每个所述检测定时检测出的相电流的峰值、电机角度、以及实际相电流波形相对电机角度的相移，估计剩余的2相的相电流。2.如权利要求1所述的电机驱动装置，所述控制单元基于各相的控制占空比设定相电流的绝对值为最大的1相。3.如权利要求1所述的电机驱动装置，所述控制单元根据d轴电压、q轴电压、以及电机旋转速度，可变地设定所述相移。4.如权利要求1所述的电机驱动装置，所述控制单元基于在所述3相无刷电机的d－q轴上的电压模型中电阻项和干扰项生成的角度及从电机电压向量减去了感应电压项所得的向量和q轴向量生成的角度，求所述相移。5.如权利要求1所述的电机驱动装置，所述控制单元校正所述相移，使得1...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽野诚己，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP