无刷电动机以及控制方法技术

本发明专利技术的无刷电动机包括：具有三相绕组的定子；具有永磁体的转子；通过使多个开关元件导通或截止从而对三相绕组通交流电流的逆变器；以及控制部，该控制部将表示与转子的旋转对应的三相绕组的各相通电状态的变化的通电模式切换为低速通电控制用的低速通电模式或高速通电控制用的高速通电模式，控制多个开关元件的导通或截止的状态，所述控制部在转子的转速小于规定的阈值的情况下，将通电模式切换为低速通电模式，在转子的转速为阈值以上的情况下且转子的负载处于规定范围内的状态持续了规定时间时，将通电模式切换为高速通电模式。

Brushless Motor and Control Method

The brushless motor of the present invention includes: a stator with three-phase windings; a rotor with permanent magnet; an inverter that turns on or off a plurality of switching elements to turn on AC current to the three-phase windings; and a control unit that switches the on mode of each phase of the three-phase windings corresponding to the rotation of the rotor into a low-speed on-line control for low-speed on-line control. The high-speed mode for power-on mode or high-speed power-on control controls the on-off or off state of multiple switching elements. The control unit switches the on mode to the low-speed mode when the speed of the rotor is less than the prescribed threshold. When the speed of the rotor is above the threshold and the load of the rotor is within the prescribed range, the state lasts for a prescribed time. Switch on mode to high-speed mode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无刷电动机以及控制方法
本专利技术涉及无刷电动机以及控制方法。本申请以2016年9月1日在日本提出申请的日本专利申请2016-170801号为基础主张优先权，在这里援引其内容。
技术介绍
无刷电动机中，通过霍尔传感器等位置检测部检测转子的位置和转速，控制针对定子的通电波形的提前角、通电角。提前角对应于位置检测部检测出的位置与使通电状态变化的位置之间以电气角表示的差分。通电角是使相同的通电状态持续的以电气角所表示的期间。使通电状态变化的时刻根据基于位置检测部的输出检测到的位置和转速来计算。即，在提前角、通电角的控制中，基于根据过去的检测结果推测出的时刻来控制提前角、通电角。然而，负载变动较大的情况下，时刻的推测精度降低，有时无法获得充分的驱动转矩(例如专利文献1)。对此，专利文献1中记载的电动机控制装置中，对于低速旋转时负载变动较大的情况，通过下述结构来解决由于推测精度降低造成的驱动转矩降低这一课题。即，专利文献1所记载的电动机控制装置中，通过根据转速来切换通常的提前角控制和对位置检测部检测出的位置与使通电状态变化的位置之间的差分大小进行抑制的控制，从而解决低速旋转时的负载变动造成的驱动转矩降低这一课题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国专利特开2002-142496号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题专利文献1所记载的电动机控制装置中，根据转子的转速，切换对所述差分的大小进行抑制的控制和通常的提前角控制。即，在小于规定的转速的情况下选择抑制差分大小的控制，在达到规定的转速以上的情况下选择通常的提前角控制。然而，负载会发生变动的转速范围因外部条件而有很大变化的情况下，难以适当地设定作为判定条件的阈值的规定的转速。即，若将判定条件的阈值设定得较高，则认为通常的提前角控制的有效范围被限制，从而无法获得充分的动作特性。另一方面，若将判定条件的阈值设定得较低，则认为在负载较大等的情况下无法获得充分的推测精度，导致例如会重复进行电动机停止和重启。本专利技术的方式的目的在于提供一种能适当地切换低速用控制和高速用控制的无刷电动机以及控制方法。解决技术问题的技术方案本专利技术的一个方式涉及的无刷电动机包括：定子，该定子具有三相绕组；转子，该转子具有永磁体，以与所述定子相向的状态进行旋转；逆变器，该逆变器具有多个开关元件，通过使所述多个开关元件导通或截止向所述三相绕组导通交流电流；以及控制部，该控制部将表示与所述转子的旋转对应的所述三相绕组的各相的通电状态的变化的通电模式切换为低速通电控制用的低速通电模式或高速通电控制用的高速通电模式，控制所述多个开关元件的导通或截止的状态，所述控制部在所述转子的转速小于规定的阈值的情况下，将所述通电模式切换为所述低速通电模式，在所述转子的转速为所述阈值以上的情况下，当所述转子的负载处于规定范围内的状态持续了规定时间时，将所述通电模式切换为所述高速通电模式。上述无刷电动机中，所述控制部将所述多个开关元件控制为导通或截止状态时，利用脉宽调制将占空比控制在规定的限制值以下，使得所述转子的转速达到规定的目标值，在用于使所述转子的转速达到所述目标值的所述占空比小于所述限制值的情况下，所述控制部判定是所述转子的负载处于所述规定范围内的状态。所述无刷电动机包括检测所述转子的旋转位置的位置检测部，所述低速通电模式在所述位置检测部的输出信号变化的时刻使所述各相的通电状态立即变化，所述高速通电模式从所述位置检测部的输出信号变化的时刻起错开与所述转速对应变化的规定时间量而使所述各相的通电状态变化，所述高速通电模式的通电角可以大于所述低速通电模式的通电角。本专利技术的另一个方式涉及的控制方法利用无刷电动机，该无刷电动机包括：定子，该定子具有三相绕组；转子，该转子具有永磁体，以与所述定子相向的状态进行旋转；逆变器，该逆变器具有多个开关元件，通过使所述多个开关元件导通或截止向所述三相绕组导通交流电流；以及控制部，该控制部将表示与所述转子的旋转对应的所述三相绕组的各相的通电状态的变化的通电模式切换为低速通电控制用的低速通电模式或高速通电控制用的高速通电模式，控制所述多个开关元件的导通或截止的状态，所述控制方法包括：利用所述控制部在所述转子的转速小于规定的阈值的情况下，将所述通电模式切换为所述低速通电模式，在所述转子的转速为所述阈值以上的情况下，当所述转子的负载处于规定范围内的状态持续了规定时间时，将所述通电模式切换为所述高速通电模式。专利技术效果根据本专利技术的方式，能适当地切换低速用控制和高速用控制。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式涉及的雨刮装置的示意图。图2是示出图1所示的无刷电动机的结构例的结构图。图3是用于说明图2所示的无刷电动机的动作例的示意图。图4是用于说明图2所示的无刷电动机的动作例的示意图。图5是示出图2所示的控制部的动作例的流程图。图6是示出比较例的动作的流程图。图7是示出图1所示的无刷电动机的动作例的波形图。图8是示出比较例的动作的波形图。具体实施方式下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的一个实施方式涉及的雨刮装置10的整体结构的示意图。图1所示的雨刮装置10具有以自由摆动的方式设于车身的驾驶座一侧的雨刮臂3a和副驾驶座一侧的雨刮臂3b。驾驶座一侧的雨刮臂3a上安装有驾驶座一侧的雨刮片4a。副驾驶座一侧的雨刮臂3b上安装有副驾驶座一侧的雨刮片4b。雨刮片4a通过设于雨刮臂3a内的弹簧构件(未图示)等在被按压至前挡风玻璃300上的状态下与前挡风玻璃300接触。雨刮片4b通过设于雨刮臂3b内的弹簧构件(未图示)等在被按压至前挡风玻璃300上的状态下与前挡风玻璃300接触。在车身设有两个雨刮轴(雨刮轴9a和雨刮轴9b)。雨刮臂3a的基端部安装至雨刮轴9a。雨刮臂3b的基端部安装至雨刮轴9b。在雨刮装置10中设有两个电动机装置(电动机装置100a和电动机装置100b)。电动机装置100a使雨刮臂3a作摆动运动。电动机装置100b使雨刮臂3b作摆动运动。雨刮装置10使两个电动机装置100a和100b同步进行正反转控制，从而雨刮片4a在点划线所示的擦拭范围5a中作摆动运动，雨刮片4b在点划线所示的擦拭范围5b中作摆动运动。电动机装置100a由无刷电动机(以下有时简称为电动机)1a和减速机构2a构成。电动机装置100b由无刷电动机1b和减速机构2b构成。无刷电动机1a与车辆侧的控制器即ECU200经由车载LAN(本地局域网)400相连。从ECU200经由车载LAN400对无刷电动机1a输入雨刮开关的开/关、低档(Lo)、高档(Hi)和间歇工作(INT)等开关信息、发动机起动信息、车速信息等。无刷电动机1a和1b之间由通信线500相连。图1所示的雨刮装置10中，经由通信线500收发规定的信息从而使无刷电动机1a和无刷电动机1b联动来控制雨刮片4a和4b的动作。无刷电动机1a和无刷电动机1b的部分程序的内容等不同，但基本结构能设为相同。接着，参照图2对图1所示的无刷电动机1a的结构例进行说明。无刷电动机1a包括逆变器11、控制部12、转子13、定子14、霍尔传感器15u、15v以及15w。定子14具有未图示的定子芯体和卷绕在该定子芯体具有的多个槽上的绕组14u、14v和14w。绕组14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无刷电动机，其特征在于，包括：定子，该定子具有三相绕组；转子，该转子具有永磁体，以与所述定子相向的状态进行旋转；逆变器，该逆变器具有多个开关元件，通过使所述多个开关元件导通或截止向所述三相绕组导通交流电流；以及控制部，该控制部将通电模式切换为低速通电控制用的低速通电模式或高速通电控制用的高速通电模式，控制所述多个开关元件的导通或截止的状态，其中，所述通电模式表示与所述转子的旋转对应的所述三相绕组的各相的通电状态的变化，所述控制部在所述转子的转速小于规定的阈值的情况下，将所述通电模式切换为所述低速通电模式，在所述转子的转速为所述阈值以上的情况下，当所述转子的负载处于规定范围内的状态持续了规定时间时，将所述通电模式切换为所述高速通电模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 JP 2016-1708011.一种无刷电动机，其特征在于，包括：定子，该定子具有三相绕组；转子，该转子具有永磁体，以与所述定子相向的状态进行旋转；逆变器，该逆变器具有多个开关元件，通过使所述多个开关元件导通或截止向所述三相绕组导通交流电流；以及控制部，该控制部将通电模式切换为低速通电控制用的低速通电模式或高速通电控制用的高速通电模式，控制所述多个开关元件的导通或截止的状态，其中，所述通电模式表示与所述转子的旋转对应的所述三相绕组的各相的通电状态的变化，所述控制部在所述转子的转速小于规定的阈值的情况下，将所述通电模式切换为所述低速通电模式，在所述转子的转速为所述阈值以上的情况下，当所述转子的负载处于规定范围内的状态持续了规定时间时，将所述通电模式切换为所述高速通电模式。2.如权利要求1所述的无刷电动机，其特征在于，所述控制部将所述多个开关元件控制为导通或截止状态时，利用脉宽调制将占空比控制在规定的限制值以下，使得所述转子的转速达到规定的目标值，在用于使所述转子的转速达到所述目标值的所述占空比小于所述限制值的情况下，所述控制部判定为所述转子的负载处于所述规定...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田健，
申请(专利权)人：株式会社美姿把，
类型：发明
国别省市：日本,JP