本发明专利技术公开了电机控制装置和控制电机控制装置的方法。一种对于三相无刷电机的每个相位施加脉冲电压以使电流流动的电机控制装置，所述装置具有：产生单元，所述产生单元用于通过对于三相无刷电机的每个相位使脉冲电压的相位偏移来使得脉冲电压被产生；和检测单元，所述检测单元用于通过逐个地对于每个相位按预定的采样周期进行切换来检测流向脉冲电压被施加到的三相无刷电机的每个相位的线圈的电流，其中，所述检测单元的采样周期与由所述产生单元产生的每个相位的脉冲电压的相位偏移量之间的关系被设定，使得所述检测单元可以检测三相无刷电机的每个相位的电流。
【技术实现步骤摘要】
电机控制装置和控制电机控制装置的方法
本专利技术涉及用于三相无刷电机的电机控制装置和控制电机控制装置的方法。
技术介绍
三相无刷电机由于它没有刷子磨损而具有高的耐久性，并且被广泛使用。典型的三相无刷电机通过使三相交流电流向三个相位线圈产生旋转扭矩。另外，在过去几年的三相无刷电机中，已通过使用正弦波的正弦电流驱动控制实现了静音性和驱动效率的提高。并且，用于精确控制三相正弦电流的幅度和相位的矢量控制正在变得典型。在矢量控制中，根据用于基于每个相位的命令电压接通/关断逆变器的开关(switching)元件的脉冲宽度调制(以下，PWM驱动)来驱动三相无刷电机。在这种矢量控制中，必须准确地检测在三个相位中的每一个中流动的电流。已执行为每个相位提供电流传感器以便检测在三相无刷电机的每个相位中流动的电流。然而，由于电流传感器昂贵，所以这不适合于嵌入式电机控制装置。因此，日本专利公开No.2008-48504(以下，D1)提出了使用与逆变器的各开关元件串行连接的分路(shunt)电阻器以从跨分路电阻器的两个端子的电压估计在三个相位中流动的电流的方法。在D1中，从对每个相位提供的分路电阻器的电压值获得对于三个相位中的每一个流动的电流。然而，在D1中，测量对每个相位提供的分路电阻器的电压值，并且对每个相位提供用于将电压值转换为数字值的AD换器。换句话说，三个昂贵的AD转换器是必要的，并且存在成本降低的空间。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，能够使用一个AD转换器以测量三相无刷电机的每个相位的电流值。根据本专利技术的一个方面，提供一种可操作为对于三相无刷电机的每个相位施加脉冲电压以使电流流动的电机控制装置，所述装置包括：产生单元，所述产生单元被配置为通过对于三相无刷电机的每个相位使脉冲电压的相位偏移来使得脉冲电压被产生；和检测单元，所述检测单元被配置为通过逐个地对于每个相位按预定的采样周期进行切换来检测流向脉冲电压被施加到的三相无刷电机的每个相位的线圈的电流，其中，所述采样周期与由所述产生单元产生的每个相位的脉冲电压的相位偏移量之间的关系被设定，使得所述检测单元可以检测三相无刷电机的每个相位的电流。根据本专利技术的另一个方面，提供一种控制可操作为对于三相无刷电机的每个相位施加脉冲电压以使电流流动的电机控制装置的方法，所述方法包括：通过对于三相无刷电机的每个相位使脉冲电压的相位偏移来使得脉冲电压被产生；和通过逐个地对于每个相位按预定的采样周期进行切换来检测流向脉冲电压被施加到的三相无刷电机的每个相位的线圈的电流，其中，所述采样周期与每个产生的相位的脉冲电压的相位偏移量之间的关系被设定，使得能够检测在三相无刷电机的每个相位的线圈中流动的电流。从(参考附图)的示例性实施例的以下描述，本专利技术的进一步特征将变得清楚。附图说明图1是第一实施例的电机控制装置的框图。图2是包括用于每个相位的电流检测的分路电阻器的开关单元的框图。图3是示出第一实施例的PWM输出和电流检测的行为的定时图。图4A和图4B是示出第一实施例的PWM输出和电流检测的行为的定时图。图5A、图5B和图5C是示出第二实施例的PWM输出和电流检测的行为的定时图。图6A、图6B和图6C是示出第二实施例的PWM输出和电流检测的行为的定时图。图7A、图7B和图7C是示出PWM控制单元102的配置示例的框图。图8是示出典型的采样周期与载波信号的相位差之间的关系的示图。具体实施方式下面参考附图对于本专利技术的实施例给出描述。注意，以下实施例不关于权利要求的范围限制本专利技术，并且对本专利技术的解决手段所必要的以下实施例中描述的所有特征的组合没有限制。<第一实施例>图1示出根据第一实施例的电机控制装置的处理块。电机控制装置控制对于三相无刷电机100的每个相位施加的脉冲电压。电机控制装置具有PI控制单元101、PWM控制单元102、开关单元103、估计单元104、顺序(sequence)控制单元105和电流检测单元106。电流检测单元106通过以预定的采样周期在各单个相位之间切换来检测流向三相无刷电机100的每个相位的线圈的电流(线圈电流)。用于检测电流的定时和相位根据从顺序控制单元105输出的相位选择信号(ch_sel)和检测开始信号(conv_start)控制。估计单元104从由电流检测单元106检测的线圈电流估计电机的速度或位置(电角度)。PI控制单元101基于由估计单元104估计的速度和电机位置执行比例积分控制，并且产生和输出用于每个相位的命令值。PWM控制单元102具有用于每个相位的计数器，并且通过周期性地递增/递减这些计数器产生用于每个相位的PWM载波信号。另外，PWM控制单元102将来自PI控制单元101的命令值与PWM载波信号(计数值)进行比较，以由此产生要被施加到三相无刷电机的每个线圈端子的PWM输出信号(也称为脉冲电压)。通过使用于每个相位的计数器偏移，PWM控制单元102使得对于三相无刷电机100的每个相位其相位被偏移的脉冲电压被产生。另外，PWM控制单元102向顺序控制单元105输出用于通知旋转控制周期的开始的触发信号(trg)。顺序控制单元105基于从PWM控制单元102输入的触发信号(trg)输出用于指示用于执行电流检测的定时的检测开始信号(conv_start)和指示要作为电流检测的目标的相位的选择的相位选择信号(ch_sel)。开关单元103通过根据来自PWM控制单元102的PWM输出信号接通/关断流向三相无刷电机100的每个相位线圈的电流来驱动三相无刷电机100。注意，在本实施例中，三相无刷电机从最快的相位依次具有第一相位、第二相位和第三相位，并且电流检测单元106以该次序检测电流。第一相位、第二相位和第三相位在下面分别记载为U相位、V相位和W相位。图2是用于示出开关单元103和电流检测单元106的细节的框图。开关单元103根据U相位H侧FET201、U相位L侧FET204、V相位H侧FET202、V相位L侧FET205、W相位H侧FET203和W相位L侧FET206具有桥配置。FET意指场效应晶体管。分路电阻器210至212在GND与用于每个相位的L侧FET204至206之间串行连接。当用于对应相位的PWM输出信号为High时，用于每个相位的H侧FET201至203接通，并且当用于对应相位的PWM输出信号为Low时，用于每个相位的L侧FET204至206接通。因此，在该桥配置中，在例如U相位的情况下，FET201在FET204关断的同时接通，并且FET201在FET204接通的同时关断。当FET204接通时，电流Iu流向分路电阻器210。类似地，在V相位的情况下，当FET205在FET202关断的同时接通时，电流Iv流向分路电阻器211。在W相位的情况下，当FET203在FET206接通的同时关断时，电流Iw流向分路电阻器212。电流检测单元106通过A/D转换器检测分路电阻器与GND之间的电压，并且将检测的电压值除以分路电阻器值以计算电流值。A/D转换器可以是外部附接的IC，并且可以是诸如微计算机或ASIC的内部嵌入的宏或IP。在实施例中，存在一个A/D转换器，并且它通过在切换通道时被分时地使用而被配置。换句话说，通道0中跨分路电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可操作为对于三相无刷电机的每个相位施加脉冲电压以使电流流动的电机控制装置，所述装置包括：产生单元，所述产生单元被配置为通过对于三相无刷电机的每个相位使脉冲电压的相位偏移来使得脉冲电压被产生；和检测单元，所述检测单元被配置为通过逐个地对于每个相位按预定的采样周期进行切换来检测流向脉冲电压被施加到的三相无刷电机的每个相位的线圈的电流，其中，所述采样周期与由所述产生单元产生的每个相位的脉冲电压的相位偏移量之间的关系被设定，使得所述检测单元可以检测三相无刷电机的每个相位的电流。
【技术特征摘要】
2017.04.11 JP 2017-0784821.一种可操作为对于三相无刷电机的每个相位施加脉冲电压以使电流流动的电机控制装置，所述装置包括：产生单元，所述产生单元被配置为通过对于三相无刷电机的每个相位使脉冲电压的相位偏移来使得脉冲电压被产生；和检测单元，所述检测单元被配置为通过逐个地对于每个相位按预定的采样周期进行切换来检测流向脉冲电压被施加到的三相无刷电机的每个相位的线圈的电流，其中，所述采样周期与由所述产生单元产生的每个相位的脉冲电压的相位偏移量之间的关系被设定，使得所述检测单元可以检测三相无刷电机的每个相位的电流。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述相位偏移量被设定，使得所述检测单元可以根据由所述产生单元产生的每个相位的最小脉冲宽度的脉冲电压检测每个相位的电流。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述相位偏移量被设定，使得所述检测单元可以在因从由所述产生单元产生的每个相位的最小脉冲宽度减去为了脉冲电压的施加开关元件所需要的稳定时间而产生的时段中检测每个相位的电流。4.根据权利要求3所述的装置，其中，由所述产生单元产生的脉冲电压的相位偏移量匹配从所述检测单元开始相当于一个相位的电流检测时直到所述检测单元开始后一相位的电流检测所需要的时间量。5.根据权利要求4所述的装置，其中，三相无刷电机中其电流首先被检测的第一相位中的电流检测的开始在从所述第一相位的最小脉冲宽度的脉冲电压的施加的开始经过所述稳定时间之后。6.根据权利要求3所述的装置，其中，由所述产生单元产生的脉冲电压的相位偏移量短于从所述检测单元开始相当于一个相位的电流检测时直到所述检测单元开始后一相位的电流检测所需要的时间量，并且，从其电流首先被检测的第一相位中的电流检测的开始直到其电流最后被检测的第三相位中的电流检测完成的时间量容纳于从在所述第一相位的最小脉冲宽度中经过所述稳定时间之后直到所述第三相位的最小脉冲宽度中的脉冲电压的后沿的时间量中。7.根据权利要求3所述的装置，其中，由所述产生单元产生的脉冲电压的相位偏移量长于从所述检测单元开始相当于一个相位的电流检测时直到所述检测单元开始后一相位的电流检测所需要的时间量，并且，从其电流首先被检测的第一相位中的电流检测的结束直到其电流最后被检测的第三相位中的电流检测的开始的时间量长于从所述第一相位的最小脉冲宽度的结束直到所述第三相位的最小脉冲宽度中的所述稳定时间经过的时间量。8.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置，其中，所述产生单元具有用于三相无刷电机的每个相位的计数器，根据用于每个相位的计数器的计数值与每个相位的命令值之间的比较来产生每个相位的脉冲电压，并且根据计数器的计数值的偏移量来控制脉冲电压的相位偏移量。9.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置，其中，所述产生单元具有计数器和被配置为使得计数器的计数值被延迟的延迟单元，根据延迟单元来产生三相无刷电机的每个相位的计数值，根据每个相位的计数值与每个相位的命令值之间的比较来产生每个相位的脉冲电压，并且根据延迟单元的延迟时间来控制脉冲电压的相位偏移量。10.根据权利要求1-7中的任一项所述的装...
【专利技术属性】
技术研发人员：本山昌尚，南利秋，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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