无电刷电动机驱动方法及无电刷电动机驱动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无刷电动机驱动方法及驱动控制装置。利用根据电动机目标转速和实际转速之差求得的控制参数、即Ｐ（比例项）、Ｉ（积分项）、Ｄ（微分项），通过控制ＰＷＭ驱动电路的通电相位角，谋求提高电动机效率，同时还能提高转速响应特性。

【技术实现步骤摘要】
无电刷电动机驱动方法及无电刷电动机驱动控制装置
本专利技术涉及无电刷电动机驱动方法及无电刷电动机驱动控制装置，尤其是涉及适合采用无刷电动机的液压动力转向装置的无刷电动机驱动方法及无刷电动机驱动控制装置。
技术介绍
采用无刷电动机的液压动力转向装置是一种利用无刷电动机驱动液压泵，再根据与车速或转向角速度等车辆行驶条件相对应的液压获得所要的助动力的电动泵式的装置。这种液压动力转向装置，预先在存储器中存储车速或转向角速度和电动机目标转速间的关系。而且利用电动机旋转位置检测传感器检测电动机的转速，求得检测出的实际转速与存储器的目标转速之差，控制电动机的转速使差值始终小于规定值，得到所需的助动力(参照例如专利文献1：特开平10-70894号公报(段落0003及图6))。另外，在专利文献2(参照专利文献2：特开平3-337067号公报(段落0009))中还记载着以无刷电动机的转速及电流为依据，对电动机驱动电路的通电相位角进行控制的情况。
技术实现思路
但是，在上述专利文献1的已有技术中，无刷电动机驱动电路的PWM驱动定时(通电相位角)是固定的，所以在以固定转速转动的电动机中虽然没有问题，但是对于要变速的电动机则存在效率降低，消耗电流坛加等问题。另外，在上述专利文献2的已有技术中，记载着电动机驱动电路的通电相位角根据电动机的转速及电流进行控制，虽然能确认在各种转速的稳定运行的状态下的效果(提高效率、消耗电流降低)，但为了能在更宽的范围对转速进行控制，还要进一步提高响应特性。本专利技术是为解决上述现有装置的问题而作出的，其目的在于提供一种能使-->无刷电动机在较宽的转速范围内提高效率，降低电流消耗，同时对于电动机转速变化也能确保响应特性的无刷电动机驱动方法及驱动控制装置。本专利技术的又一目的在于，提供一种对采用电动泵驱动用无刷电动机的液压动力转向装置适用的无刷电动机驱动方法及驱动控制装置。解决存在问题的手段是：(1)本申请涉及的无刷电动机驱动方法，是根据目标电动机的转速和实际转速之偏算出相应的控制参数，再根据该控制参数，利用进行PWM驱动的驱动电路控制无刷电动机的转速，同时根据检测所述无刷电动机旋转位置的旋转位置检测传感器的旋转位置信号，控制上述驱动电路的通电相位角，在这样的无刷电动机驱动方法中，根据上述控制参数计算操作量，以这一操作量为依据，根据预先生成的上述操作量和提前角量的对应关系图计算提前角，以这一计算出的提前角信息修正根据上述旋转位置信号设定的上述驱动电路的通电相位角。(2)又，本专利技术的上述(1)的无刷电动机驱动方法中，上述操作量利用上述控制参数中进行比例控制的比例项、进行积分控制的积分项、以及进行微分控制的微分项中至少一项进行计算，依据这一操作量，利用预先生成的操作量和提前角量间的对应关系图计算提前角量。(3)本专利技术的无刷电动机驱动控制装置是具有如下所述结果的装置，即根据电动机目标转速和实际转速之差，利用转速控制手段算出控制参数，根据该控制参数通过PWM控制手段控制驱动电路，在控制无刷电动机的转速的同时，根据检测上述无刷电动机的旋转位置的旋转位置检测传感器的旋转位置信号，控制上述驱动电路的通电相位角，在这样构成的无刷电动机驱动控制装置中，还具备根据利用上述转速控制手段算出的控制参数计算提前角量，同时将这一算出的提前角信息提供给上述PWM控制手段的相位控制手段，上述PWM控制手段根据来自上述相位控制手段的信息，修正根据上述旋转位置信号设定的上述驱动电路的通电相位角。(4)又，在本专利技术的上述(3)的无刷电动机驱动控制装置中，上述相位控制手段形成如下所述结构，即利用上述控制参数中进行比例控制的比例项、进行积分控制的积分项、进行微分控制的微分项中至少一项计算操作量，以该操作量为依据，利用预先生成的操作量和提前角量间的对应关系图计算提前角量。采用本专利技术的无刷电动机驱动方法及驱动装置，无刷电动机在较宽的转速范-->围内，通过控制驱动电路的通电相位角(PWM驱动时刻)，从而能使电动机效率提高，降低电流消耗。另外，通过利用转速控制的控制参数修正驱动电路的通电相位角，也能确保对于转速变化的响应特性。再有，采用本专利技术能获得一种适用于采用无刷电动机的液压动力转向装置的无刷电动机驱动方法及驱动控制装置。附图说明图1为应用本专利技术的电动泵液压动力转向装置的构成图。图2为本专利技术实施形态1的无刷电动机驱动控制装置的控制方框图。图3为表示无刷电动机中驱动电路的驱动占空比、通电相位角(PWM驱动时刻)、以及电动机转速间的关系的曲线图。图4为说明本专利技术实施形态1的相位控制手段及PWM控制手段的动作用的控制流程图。图5为本专利技术实施形态1用的提前角图的一个例子的示意图。图6为表示本专利技术实施形态1的无刷电动机转速响应特性的曲线图。记号说明6……无刷电动机、7……控制器、10……液压泵、11……转向角传感器、12……车速传感器、71……旋转位置检测传感器、72……驱动电路、73……目标转速运算手段、74……转速运算手段、75……转速控制手段、76……PWM控制手段、77……相位控制手段。具体实施方式实施形态1电动机转速控制通常对驱动晶体管作PWM驱动，以使电动机目标转速和实际转速之差为零。通常根据这一差值相应地进行PID控制(P是比例控制、I是积分控制、D是微分控制)。但是仅以此方式电动机驱动电路的通电相位角是一定的，因此为了解决上述现有的问题要采用某种手段控制通电相位角。本专利技术中，利用根据电动机目标转速与实际转速之差求出的控制参数即P项(比例项)、I项(积分项)、D项(微分项)，通过控制通电相位角，谋求既提高电动机效率，同时又提高转速响应特性。-->以下参照图1～图6，说明本专利技术实施形态1中无刷电动机驱动方法及驱动控制装置。图中同一记号表示相同或相当的部分。图1为表示应用本专利技术的采用无刷电动机驱动电动泵的液压动力转向装置的构成图。图1中，转向装置1在未图示的汽车等车辆的左右操舵轮上设置通过转向节臂连接的转向横拉杆2。该转向装置1如所周知，具备驾驶盘3的驾驶操作通过转向轴4传递，以切换液压油路的油路切换阀、将驾驶操作传递到转向横拉杆2一侧的传递部、以及通过将油压导入左、右室中任何一个室产生与驾驶操作相对应的助动力的动力缸。另外，液压泵10为由电动机驱动，通过液压配管9向转向装置1送液压油的泵，由油泵5、对其进行驱动的电动机即DC无刷电动机6、覆盖油泵5周围的罩壳形成的油箱8、以及对该电动机进行最佳控制的控制器7等构成。图2为表示进行上述无刷电动机6的驱动控制的控制器7的控制方框图。如图2所示，该无刷电动机6为三相电动机，利用图中未示出的6个功率晶体管组成的驱动电路72进行PWM驱动。目标转速运算手段73根据车辆的驾驶动作的转向角及检测转向角速度的转向角传感器11和检测车速的车速传感器12的信号，计算预先存在存储器中的作为目标的电动机转速。另一方面，无刷电动机6的转子旋转位置可利用旋转位置检测传感器71检测。来自该旋转位置检测传感器71的旋转位置信号被输入到转速运算手段74，以该信号为基础计算实际转速。然后，上述目标转速运算手段73计算的目标转速和转速运算手段74算出的实际转速的差被输入到转速控制手段75。该转速控制手段75及PWM控制手段76如例如如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷电动机驱动方法，该方法根据电动机目标转速和实际转速之差计算出控制参数，根据这一控制参数，利用进行ＰＷＭ驱动的驱动电路控制无刷电动机的转速，同时还根据检测所述无刷电动机的旋转位置的旋转位置检测传感器的旋转位置信号，控制所述驱动电路的通电相位角，这样的无刷电动机的驱动方法，其特征在于，根据所述控制参数计算操作量，以该操作量为基础，根据预先生成的所述操作量和提前角量间的对应关系图计算提前角量，按照该计算出的提前角信息，修正根据所述旋转位置信号设定的所述驱动电路的通电相位角。

【技术特征摘要】
JP 2003-12-25 2003-4311711.一种无刷电动机驱动方法，该方法根据电动机目标转速和实际转速之差计算出控制参数，根据这一控制参数，利用进行PWM驱动的驱动电路控制无刷电动机的转速，同时还根据检测所述无刷电动机的旋转位置的旋转位置检测 传感器的旋转位置信号，控制所述驱动电路的通电相位角，这样的无刷电动机的驱动方法，其特征在于，根据所述控制参数计算操作量，以该操作量为基础，根据预先生成的所述操作量和提前角量间的对应关系图计算提前角量，按照该计算出的提前角信息，修正根据所述旋转位置信号设定的所述驱动电路的通电相位角。2.如权利要求1所述的无刷电动机驱动方法，其特征在于，所述操作量利用所述控制参数中进行比例控制的比例项、进行积分控制的积分项、以及进行微分控制的微分项中至少一项进行运算，以该操作量为基础，采用预先生成的操作量和提前角量的对应关系图计算提前角量。3.如权利要求1所述的无刷电动机驱动方法，其特征在于，所述操作量利用所述控制参数的进行比例控制的比例项、进行积分控制的积分项、以及进行微分控制的微分项进行计算，以该操作量为基础，采用预先生成的操作量和提前角量的对应关系图计算提前角量。4.如权利要求1至3中任一项所述的无刷电动机驱动方法，其特征在于，根据所述控制参数计算所述驱动电路的驱动占空比，在该驱动占空比大于规定值时对驱动电路的通电相位角进行修正。5.一种无刷电动机驱动控制装置，该装置根据电动机目标转速和实际转速之差，利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川章宽，铃村淳，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]