马达控制装置

文档序号:790070 发布日期:2021-04-09 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 马达控制装置 (Motor control device ) 是由 高桥友哉 河村光 于 2019-08-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及马达控制装置。马达控制装置(10)具备:旋转控制部(163),通过供电使无刷马达(100)的转子(105)旋转;旋转方向判定部(164),判定伴随基于旋转控制部(163)的向无刷马达(100)的供电的转子(105)的旋转方向;以及磁极判别部(165),根据通过基于旋转控制部(163)的向无刷马达(100)的供电而流过各线圈(101)~(103)的电流的方向、和由旋转方向判定部(164)判定出的转子(105)的旋转方向,来判别转子(105)的磁极。(The present invention relates to a motor control device. A motor control device (10) is provided with: a rotation control unit (163) that rotates the rotor (105) of the brushless motor (100) by supplying power; a rotation direction determination unit (164) that determines the rotation direction of the rotor (105) that accompanies power supply to the brushless motor (100) by the rotation control unit (163); and a magnetic pole determination unit (165) that determines the magnetic pole of the rotor (105) on the basis of the direction of the current flowing through each of the coils (101) - (103) by the power supply to the brushless motor (100) by the rotation control unit (163) and the direction of rotation of the rotor (105) determined by the direction of rotation determination unit (164).)

马达控制装置

技术领域

本发明涉及控制具有凸极性的无刷马达的马达控制装置。

背景技术

在专利文献1中记载了对具有凸极性的无刷马达的转子的磁极进行判别的马达控制装置的一个例子。在将矢量控制的旋转坐标中的被推定为d轴的轴设为推定d轴,将与推定d轴正交的轴设为推定q轴的情况下,在该控制装置中,在推定d轴的方向上施加正向的电压,获取在推定d轴的方向上流动的电流分量、即第一d轴电流分量。另外,在第一d轴电流分量的获取完成后在推定d轴的方向上施加负向的电压,获取在推定d轴的方向上流动的电流分量、即第二d轴电流分量。而且,基于根据第一d轴电流分量的大小推定的推定d轴的方向的电感与根据第二d轴电流分量的大小推定的推定d轴的方向的电感的比较,判别转子的磁极。

专利文献1:日本特开2014-11822号公报

在判别转子的磁极时,要求缩短判别所需的时间。

发明内容

用于解决上述课题的马达控制装置具备:旋转控制部,通过供电使无刷马达的转子旋转;旋转方向判定部,判定伴随基于旋转控制部的向无刷马达的供电的转子的旋转方向;以及磁极判别部,根据通过基于旋转控制部的向无刷马达的供电而流过该无刷马达的线圈的电流的方向、和由旋转方向判定部判定出的转子的旋转方向来判别转子的磁极。

流过无刷马达的线圈的电流的方向与伴随向无刷马达的供电的转子的旋转方向的关系根据转子的磁极而改变。根据上述结构,通过向无刷马达的供电而使转子旋转。而且,根据通过供电而流过无刷马达的线圈的电流的方向、和伴随向无刷马达的供电的转子的旋转方向的判定结果来判别转子的磁极。并且,在判别磁极时,也可以在使向一个方向的电流流过线圈后,不使向另一个方向的电流流过线圈。因此,能够缩短转子的磁极的判别所需的时间。

附图说明

图1是表示实施方式的马达控制装置和由该马达控制装置控制的无刷马达的简要结构图。

图2是表示在矢量控制的旋转坐标上使控制轴连续变化时的推定q轴高频电流的推移的图表。

图3的(a)是表示干扰电压信号的图表,(b)是表示脉冲信号的图表。

图4是对判别转子的磁极时所执行的处理程序进行说明的流程图。

图5是表示通过旋转处理的执行而相位差变化的情况的示意图。

图6是表示用于计算推定转子速度的运算电路的框图。

具体实施方式

以下,根据图1~图5对马达控制装置的一个实施方式进行说明。

图1图示出本实施方式的马达控制装置10、和由马达控制装置10控制的无刷马达100。无刷马达100用作车载的制动装置中的制动液的排出用的动力源。无刷马达100是永磁铁内置型同步马达。无刷马达100具备多个相(U相、V相以及W相)的线圈101、102、103和具有凸极性的转子105。作为转子105,例如能够列举N极和S极各极被磁化的两极转子。

马达控制装置10通过矢量控制使无刷马达100驱动。这样的马达控制装置10具有指令电流计算部11、指令电压计算部12、二相/三相转换部13、逆变器14、三相/二相转换部15以及转子位置推定部16。

指令电流计算部11基于对无刷马达100的要求扭矩TR*来计算d轴指令电流Id*以及q轴指令电流Iq*。d轴指令电流Id*是矢量控制的旋转坐标中的d轴方向的电流分量的指令值。q轴指令电流Iq*是旋转坐标中的q轴方向的电流分量的指令值。d轴以及q轴在旋转坐标上相互正交。

指令电压计算部12通过基于d轴指令电流Id*和d轴电流Id的反馈控制来计算d轴指令电压Vd*。d轴电流Id是表示通过向无刷马达100的各线圈101~103的供电而在旋转坐标上产生的电流矢量中的推定d轴的方向的电流分量的值。另外,指令电压计算部12通过基于q轴指令电流Iq*和q轴电流Iq的反馈控制来计算q轴指令电压Vq*。q轴电流Iq是表示通过向各线圈101~103的供电而在旋转坐标上产生的电流矢量中的推定q轴的方向的电流分量的值。

此外,推定d轴是矢量控制的旋转坐标上的控制轴中被推定为d轴的轴。将旋转坐标上的实际的d轴称为实际d轴。另外,将旋转坐标上的实际的q轴称为实际q轴,将旋转坐标上的控制轴中的推定为q轴的轴称为推定q轴。

二相/三相转换部13根据转子105的位置(即,旋转角)、即转子旋转角θ,将d轴指令电压Vd*以及q轴指令电压Vq*转换为U相指令电压VU*、V相指令电压VV*、W相指令电压VW*。U相指令电压VU*是施加于U相的线圈101的电压的指令值。V相指令电压VV*是施加于V相的线圈102的电压的指令值。W相指令电压VW*是施加于W相的线圈103的电压的指令值。

逆变器14具有多个开关元件。逆变器14通过从二相/三相转换部13输入的U相指令电压VU*和开关元件的接通/断开动作来生成U相信号。另外,逆变器14通过所输入的V相指令电压VV*和开关元件的接通/断开动作来生成V相信号。另外,逆变器14通过所输入的W相指令电压VW*和开关元件的接通/断开动作来生成W相信号。于是,U相信号被输入至无刷马达100的U相的线圈101,V相信号被输入至V相的线圈102,W相信号被输入至W相的线圈103。

对三相/二相转换部15输入流过无刷马达100的U相的线圈101的电流、即U相电流IU,输入流过V相的线圈102的电流、即V相电流IV,输入流过W相的线圈103的电流、即W相电流IW。而且,三相/二相转换部15根据转子旋转角θ,将U相电流IU、V相电流IV以及W相电流IW转换为d轴方向的电流分量、即d轴电流Id以及q轴方向的电流分量、即q轴电流Iq。

转子位置推定部16推定转子旋转角θ。这样的转子位置推定部16具有交流电压产生部161、控制轴修正部162、旋转控制部163、旋转方向判定部164以及磁极判别部165作为功能部。

交流电压产生部161在使推定d轴的方向接近实际d轴的方向时,如图3的(a)所示,生成以高频使电压振动的干扰电压信号Vdh*,并执行将干扰电压信号Vdh*输出至第一加法器17的干扰输出处理。在由交流电压产生部161执行干扰输出处理的情况下,在由指令电压计算部12计算出的d轴指令电压Vd*加上干扰电压信号Vdh*,并将相加后的d轴指令电压Vd*输入至二相/三相转换部13。

返回到图1,在由交流电压产生部161执行干扰输出处理时,控制轴修正部162执行用于修正推定d轴的方向,使推定d轴的方向与实际d轴的方向大致一致的处理。这样的控制轴修正部162包括旋转坐标设定部162a和误差判定部162b。

旋转坐标设定部162a执行修正推定d轴的方向,使推定d轴的方向与实际d轴的方向接近的修正处理。即,旋转坐标设定部162a在修正处理中,使从三相/二相转换部15输入的q轴电流Iq通过带通滤波器,从而检测q轴电流Iq的高频分量、即推定q轴高频电流Iqh。而且,控制轴修正部162在修正处理中使用检测出的推定q轴高频电流Iqh来修正控制轴的方向、即推定d轴的方向以及推定q轴的方向。

参照图2,对修正处理的一个例子进行说明。图2中的实线是使控制轴的方向连续变化时的推定q轴高频电流Iqh的推移。若执行干扰输出处理,则在推定d轴上产生基于干扰电压信号Vdh*的电压矢量。于是,由于无刷马达100的转子105具有凸极性,因此在旋转坐标中产生相对于推定d轴的方向向实际d轴侧偏角的电流矢量。该电流矢量中的推定q轴的方向的电流分量相当于推定q轴高频电流Iqh。因而,推定q轴高频电流Iqh可以说是将推定q轴的方向的电流矢量数值化得到的值。也就是说,推定q轴高频电流Iqh的绝对值相当于推定q轴的方向的电流分量的大小。另外,推定q轴高频电流Iqh的正负表示在推定q轴的方向上流动的电流分量的方向、即正向或负向。在本实施方式中,在推定q轴高频电流Iqh为正值的情况下,推定d轴的方向的电流分量的方向是正向。另一方面,在推定q轴高频电流Iqh为负值的情况下,推定d轴的方向的电流分量的方向是负向。

在图2中,相位差Δθ是实际d轴的方向与推定d轴的方向的相位差。具体而言,从推定d轴的方向减去实际d轴的方向得到的值成为相位差Δθ。

而且,如图2所示,在修正处理中,在检测到的推定q轴高频电流Iqh为正值的情况下,由于推定d轴的方向的电流分量为正向,因此旋转坐标设定部162a将推定d轴的方向修正为使推定d轴的方向提前的方向、即图中的第一方向C1。另一方面,在修正处理中,在检测到的推定q轴高频电流Iqh为负值的情况下,由于推定d轴的方向的电流分量是负向,因此旋转坐标设定部162a将推定d轴的方向修正为使推定d轴的方向滞后的方向、即图中的第二方向C2。

在将实际d轴的方向与推定d轴的方向的误差设为d轴误差的情况下,误差判定部162b判定d轴误差是否包含在规定的磁极判定允许范围中。例如,在推定q轴高频电流Iqh的绝对值大于规定的阈值IqhTh的情况下,由于能够判断为在旋转坐标上产生的电流矢量中的推定q轴的方向的电流分量的大小大于阈值IqhTh,因此误差判定部162b没有做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定。另一方面,在推定q轴高频电流Iqh的绝对值为阈值IqhTh以下的情况下,由于能够判断为在旋转坐标上产生的电流矢量中的推定q轴的方向的电流分量的大小为阈值IqhTh以下,因此误差判定部162b做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定。此外,在做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定的情况下,相位差Δθ成为接近“0°”的值、或者接近“180°”的值。

而且,若由误差判定部162b做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中的判定,则旋转坐标设定部162a结束修正处理。

本实施方式中执行的修正处理是利用了转子105的凸极性的处理,无法判别转子105的磁极的方向。因此,在修正处理结束时,有可能转子105的N极的方向偏移“180°”。

返回到图1,旋转控制部163执行通过供电使转子105旋转的旋转处理。即,在旋转处理中,旋转控制部163将图3的(b)所示那样的脉冲信号Iq’*输出至第二加法器18,以便在推定q轴的方向产生电流矢量。若由旋转控制部163执行旋转处理,则在由指令电流计算部11计算出的q轴指令电流Iq*加上脉冲信号Iq’*,将相加后的q轴指令电流Iq*输入至指令电压计算部12。其结果,通过执行旋转处理,转子105在推定q轴的方向上产生的电流矢量的方向所对应的方向上旋转。

在本实施方式中的旋转处理中,通过将脉冲信号Iq’*与q轴指令电流Iq*相加,从而使转子105旋转。但是,并不限于此,在旋转处理中,也可以代替q轴指令电流Iq*而在要求扭矩TR*或q轴指令电压Vq*加上信号来使转子105旋转。

返回到图1,旋转方向判定部164判定伴随由旋转控制部163执行旋转处理、即基于旋转控制部163的向无刷马达100的供电的转子105的旋转方向。

磁极判别部165执行根据通过旋转控制部163执行旋转处理而生成的脉冲信号Iq’*的电流的方向、和由旋转方向判定部164判定出的转子105的旋转方向来判别转子105的磁极的磁极判别处理。通过旋转处理生成的脉冲信号Iq’*的电流的方向(即,正向或负向)与通过基于旋转控制部163的向无刷马达100的供电而流过无刷马达100的线圈101~103的电流的方向之间存在相关。因此,可以说磁极判别处理是根据通过基于旋转控制部163的向无刷马达100的供电而流过线圈101~103的电流的方向、和由旋转方向判定部164判定出的转子105的旋转方向而执行的处理。

接下来,参照图4和图5,对转子位置推定部16执行的处理程序进行说明。此外,在无刷马达100的驱动开始时执行本处理程序。

在本处理程序中,在最初的步骤S11中,执行作为修正处理之一的事前修正处理。所谓事前修正处理是指在通过伴随由旋转控制部163执行旋转处理的向无刷马达100的供电使转子105旋转之前被执行的修正处理。具体而言,旋转坐标设定部162a在事前修正处理的开始之前指示交流电压产生部161执行干扰输出处理。若通过该指示开始干扰输出处理的执行,将干扰电压信号Vdh*输入至第一加法器17,则旋转坐标设定部162a开始事前修正处理。而且,若由误差判定部162b做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定,则旋转坐标设定部162a结束事前旋转处理,指示交流电压产生部161停止干扰输出处理。若干扰电压信号Vdh*没有输入至第一加法器17,则处理移至下一步骤S12。

在步骤S12中,通过旋转控制部163执行作为旋转处理之一的第一旋转处理。即,在第一旋转处理中,旋转控制部163生成电流的方向为正向的脉冲信号Iq’*并输出至第二加法器18,从而使转子105旋转。

接着,在步骤S13中,执行作为修正处理之一的事后修正处理。所谓事后修正处理是指在通过伴随由旋转控制部163执行旋转处理的向无刷马达100的供电而使转子105旋转之后被执行的修正处理。即,旋转坐标设定部162a在事后修正处理开始之前指示交流电压产生部161执行干扰输出处理。若通过该指示开始干扰输出处理的执行,将干扰电压信号Vdh*输入至第一加法器17,则旋转坐标设定部162a开始事后修正处理。而且,若由误差判定部162b做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定,则旋转坐标设定部162a结束事后修正处理,指示交流电压产生部161停止干扰输出处理。若干扰电压信号Vdh*没有输入至第一加法器17,则处理移至下一步骤S14。

在步骤S14中,通过旋转方向判定部164进行伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向的判定、和转子105的旋转量Rmt的计算。即,在第一旋转处理实施前,如图5中空白的四方形所示,在相位差Δθ大致为“0°”的情况下,若执行第一旋转处理,则通过转子105的旋转,实际d轴的方向向提前角侧变化。其结果,如图5中涂黑的四方形所示,相位差Δθ变小。该情况下,若执行事后修正处理,则推定q轴高频电流Iqh从正值朝向“0”变化。也就是说,在事后修正处理开始时,推定d轴的方向的电流分量的方向为正向。

另一方面,在第一旋转处理实施前,如图5中空白的圆圈所示,若在相位差Δθ大致为“180°”的情况下,执行第一旋转处理,则通过转子105的旋转,实际d轴的方向向滞后角侧旋转。其结果,如图5中涂黑的圆圈所示,相位差Δθ变大。该情况下,若执行事后修正处理,则推定q轴高频电流Iqh从负值朝向“0”变化。也就是说,在事后修正处理开始时,推定d轴的方向的电流分量的方向成为负向。

因此,旋转方向判定部164根据伴随事后修正处理的执行的控制轴的修正方向,来判定伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向。具体而言,在伴随事后修正处理的执行的控制轴的修正方向是减小相位差Δθ的方向即第二方向C2的情况下,旋转方向判定部164判定为伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向是负旋转方向。另一方面,在伴随事后修正处理的执行的控制轴的修正方向是增大相位差Δθ的方向即第一方向C1的情况下,旋转方向判定部164判定为伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向是正旋转方向。正旋转方向是转子105的负旋转方向的相反方向。也就是说,旋转方向判定部164根据通过事后修正处理的执行得到的信息、即推定q轴高频电流Iqh的变化方向来判定转子105的旋转方向。

另外,旋转方向判定部164根据事后修正处理开始时的推定q轴高频电流Iqh的绝对值、即推定q轴的方向的电流分量的大小,来计算伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt。在第一旋转处理开始前,推定q轴高频电流Iqh大致为“0”。若从该状态执行第一旋转处理使转子105旋转,则推定q轴高频电流Iqh的绝对值逐渐变大。即,事后修正处理开始之后的推定q轴高频电流Iqh与伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt之间存在相关。因此,旋转方向判定部164按事后修正处理开始时的推定q轴高频电流Iqh的绝对值越大则转子105的旋转量Rmt越大的方式,计算旋转量Rmt。

而且,在下一步骤S15中,进行所计算出的旋转量Rmt是否是规定量RmtTh以下的判定。规定量RmtTh被设定为能够判断旋转量Rmt是否少以判别转子105的磁极的值。而且,在没有做出旋转量Rmt为规定量RmtTh以下这个判定的情况下(S15:否),能够判断为通过执行第一旋转处理而使转子105充分地进行了旋转,因此处理移至后述的步骤S19。另一方面,在做出旋转量Rmt为规定量RmtTh以下这个判定的情况下(S15:是),处理移至下一步骤S16。

在步骤S16中,由旋转控制部163执行作为旋转处理之一的第二旋转处理。第二旋转处理是使转子105向与第一旋转处理的执行时相反方向旋转的处理。即,在第二旋转处理中,旋转控制部163生成电流的方向为负向的脉冲信号Iq’*并输出至第二加法器18,从而使转子105旋转。在本实施方式中,在伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt为规定量RmtTh以下时,旋转控制部163对无刷马达100进行使转子105向向相反方向旋转那样的方式的供电,即执行第二旋转处理,从而使转子105旋转。

接着,在步骤S17中,与上述步骤S13同样地执行事后修正处理。而且,做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定,结束事后旋转处理,并且若干扰电压信号Vdh*没有输入至第一加法器17,则处理移至下一步骤S18。

在步骤S18中,由旋转方向判定部164进行伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向的判定。即,在第二旋转处理实施前,若在相位差Δθ大致为“0°”的情况下,执行第二旋转处理,则实际d轴的方向向滞后角侧旋转。其结果,相位差Δθ变大。该情况下,若执行事后修正处理,则推定q轴高频电流Iqh从负值朝向“0”变化。也就是说,在事后修正处理开始时,推定q轴的方向的电流的方向成为负向。

另一方面,在第二旋转处理执行前,若在相位差Δθ大致为“180°”的情况下,执行第二旋转处理,则实际d轴的方向向提前侧旋转。其结果,相位差Δθ变小。该情况下,若执行事后修正处理,则推定q轴高频电流Iqh从正值朝向“0”变化。也就是说,在事后修正处理开始时,推定d轴的方向的电流的方向成为正向。

因此,旋转方向判定部164根据伴随事后修正处理的执行的控制轴的修正方向来判定伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向。具体而言,在伴随事后修正处理的执行的控制轴的修正方向为增大相位差Δθ的第一方向C1的情况下,旋转方向判定部164判定为伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向是正旋转方向。另一方面,在伴随事后修正处理的执行的控制轴的修正方向为减小相位差Δθ的第二方向C2的情况下,旋转方向判定部164判定为伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向是负旋转方向。而且,若转子105的旋转方向的判定完成,则处理移至下一步骤S19。

在步骤S19中,由磁极判别部165执行磁极判别处理。即,在磁极判别处理中,在判定为伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向是正旋转方向时,相位差Δθ大致为“0°”,磁极判别部165判断为所推定的转子105的N极的位置与实际的N极的位置一致。另一方面,在磁极判别处理中,在判定为伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向是负旋转方向时,相位差Δθ大致为“180°”,磁极判别部165判断为所推定的转子105的N极的位置与实际的N极的位置相反。

另外,在磁极判别处理中,在判定为伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向是负旋转方向时,相位差Δθ大致为“0°”,磁极判别部165判断为所推定的转子105的N极的位置与实际的N极的位置一致。另一方面,在磁极判别处理中,在判定为伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向是正旋转方向时,相位差Δθ大致为“180°”,磁极判别部165判断为所推定的转子105的N极的位置与实际的N极的位置相反。

而且,若结束磁极判别处理的执行,则结束本处理程序。

接下来,对本实施方式的作用以及效果进行说明。

若指示无刷马达100的驱动开始,则执行事前修正处理,实际d轴的方向与推定d轴的方向的相位差Δθ大致为“0°”或者大致为“180°”。于是,由于做出d轴误差包含在磁极判定允许范围中这个判定,因此执行第一旋转处理。即,按在推定q轴的方向上产生正向的电流矢量的方式对无刷马达100进行供电。于是,转子105在与此时的相位差Δθ、以及正向的电压对应的方向上旋转。

如图5中空白的四方形所示,若在通过事前修正处理而相位差Δθ大致成为“0°”的情况下,执行第一旋转处理时,则通过转子105的旋转而相位差Δθ变小。即,推定q轴高频电流Iqh向正侧变化。另一方面,如图5中空白的圆圈所示,若在通过事前修正处理而相位差Δθ大致成为“180°”的情况下,执行第一旋转处理时,则通过转子105的旋转而相位差Δθ变大。即,推定q轴高频电流Iqh向负侧变化。

也就是说,在通过执行第一旋转处理使转子105旋转的情况下,其旋转方向成为与第一旋转处理执行前的相位差Δθ对应的方向。

而且,若第一旋转处理结束,则执行事后修正处理。在通过事前修正处理而相位差Δθ大致成为“0°”的情况下,通过执行事后修正处理,修正推定d轴的方向,以使得相位差Δθ接近“0°”。此时,推定q轴高频电流Iqh从正值朝向“0”变化。另一方面,在通过事前修正处理而相位差Δθ大致成为“180°”的情况下,通过执行事后修正处理,修正推定d轴的方向,以使得相位差Δθ接近“180°”。此时,推定q轴高频电流Iqh从负值朝向“0”变化。

在事后修正处理的执行中,直到推定q轴高频电流Iqh变成“0”为止的期间的、推定d轴的方向的电流分量的方向与伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向相关。因此,在本实施方式中,通过监视事后修正处理的执行中的推定q轴高频电流Iqh的变化,能够判定基于第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向。

因而,在本实施方式中,根据通过执行第一旋转处理而流过线圈101~103的电流的方向、即通过执行第一旋转处理而生成的脉冲信号Iq’*的电流的方向、和基于第一旋转处理的执行的转子105的旋转方向,来判别转子105的磁极。

如果在使正向的脉冲信号Iq’*流向推定q轴的方向时能够使转子105充分旋转,则即使不使负向的脉冲信号Iq’*流向推定q轴的方向,也能够判别转子105的磁极。也就是说,在伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt比规定量RmtTh多的情况下,即使不执行第二旋转处理,也能够判别转子105的磁极。因此,能够缩短转子105的磁极的判别所需的时间。

另外,将“日本特开2014-11822号公报”所记载的转子105的磁极的判别方法作为比较例的判别方法。如该比较例的判别方法那样根据推定d轴的正向的电感与推定d轴的负向的电感的比较来判别转子105的磁极的情况下,为了使各电感的大小关系明确,需要使较大的电流流过各线圈101~103。从该点来看,在本实施方式中,通过使能够使转子105旋转的程度的电流流过各线圈101~103,来判别转子105的磁极。此时,流过各线圈101~103的电流的大小可以比比较例的判别方法的情况小。因此,与通过比较例的判别方法进行转子105的磁极的判别的情况相比,能够减少判别所需的消耗电力。

此外,在本实施方式中,能够进一步得到以下所示的效果。

(1)假设不执行事前修正处理而执行旋转处理。该情况下,有可能在相位差Δθ为“90°”的状态、或者相位差Δθ为“-90°”的状态下执行旋转处理。该情况下,即使向推定q轴的方向输入脉冲信号Iq’*,也无法使转子105旋转。这样,若无法使转子105旋转,则无法判别转子105的磁极。从该点出发,在本实施方式中,在执行事前修正处理之后执行旋转处理。其结果,能够在相位差Δθ大致为“0°”的状态、或者相位差Δθ大致为“180°”的状态下执行旋转处理。因此,能够抑制在执行了旋转处理时转子105不旋转这样的现象的产生。

另外,如上所述,为了提高转子105的磁极的判别精度,优选使转子105的旋转量Rmt比规定量RmtTh多。在d轴误差为磁极判定允许范围外的值的情况下,为了使旋转量Rmt比规定量RmtTh多,需要向推定q轴的方向输入比较大的脉冲信号Iq’*。从该点来看,在本实施方式中,在通过执行事前修正处理使d轴误差成为磁极判定允许范围内的值之后执行旋转处理。在d轴误差包含在磁极判定允许范围中的情况下,推定q轴的方向与实际q轴的方向的误差、即q轴误差包含在规定的范围中。即,能够判断为q轴误差较小。因此,能够以比较小的电流使转子105旋转。而且,此处所说的q轴误差成为与d轴误差相同的值。

(2)在执行旋转处理之后,通过执行事后修正处理,修正推定d轴的方向,以使推定q轴高频电流Iqh大致成为“0”。因此,能够在使相位差Δθ尽可能小的状态下,进行之后的马达控制。

(3)即使为了使转子105向正旋转方向和负旋转方向中的一个旋转方向旋转而对无刷马达100进行供电,若此时施加于无刷马达100的负载较大,则有时转子105几乎不旋转。即,即使执行第一旋转处理,若施加于无刷马达100的负载较大,则有时转子105的旋转量Rmt不会比规定量RmtTh多。该情况下,在根据通过执行第一旋转处理而得到的信息来判定转子105的旋转方向的情况下,该判定精度较低,进而有可能无法高精度地判别转子105的磁极。

从该点来看,在本实施方式中,在即使执行第一旋转处理但转子105的旋转量Rmt也不比规定量RmtTh多时,执行第二旋转处理。在第二旋转处理中,为了使转子105向正旋转方向以及负旋转方向中的另一个旋转方向旋转,而对无刷马达100进行供电。而且,在伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt比规定量RmtTh多时,能够判断为能够充分确保转子105的旋转方向的判定精度。因此,在第二旋转处理时,根据输入到推定q轴的方向的脉冲信号Iq’*的正负的方向、和基于第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向,来判别转子105的磁极。由此,能够抑制磁极的判别精度的降低。

(4)在本实施方式中,根据在事后修正处理的执行中得到的信息来判定转子105的旋转方向。因此,也可以不与事后修正处理分开设置用于判定转子105的旋转方向的处理,相应地能够抑制转子105的磁极的判别所需的时间的长期化。

上述实施方式能够如以下那样进行变更并实施。上述实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。

·在图4所示的处理程序中,可以在伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt为规定量RmtTh以下的情况下(S15:是),在再次执行事前修正处理之后执行第二旋转处理。

·也可以即使伴随第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt为规定量RmtTh以下,也不执行第二旋转处理。该情况下,例如,也可以多次反复进行第一旋转处理。具体而言,在即使执行第一次的第一旋转处理,转子105的旋转量Rmt也在规定量RmtTh以下的情况下,在第二次的第一旋转处理中,也可以使电流电平比第一次的第一旋转处理的执行时的脉冲信号Iq’*大的脉冲信号Iq’*输入到推定q轴的方向。而且,在伴随第二次的第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt比规定量RmtTh多时,执行磁极判别处理。另一方面,在伴随第二次的第一旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt为规定量RmtTh以下时,执行第三次的第一旋转处理。此外,在第三次的第一旋转处理中,使电流电平比第二次的第一旋转处理的执行时的脉冲信号Iq’*大的脉冲信号Iq’*输入到推定q轴的方向。

·也可以在伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转量Rmt为规定量RmtTh以下的情况下,再次执行使电流电平比第二旋转处理的执行时的脉冲信号Iq’*大的脉冲信号Iq’*输入到推定q轴的方向的第二旋转处理。这样,也可以在通过再次执行第二旋转处理,转子105的旋转量Rmt比规定量RmtTh多时,使用此时的信息来判定伴随第二旋转处理的执行的转子105的旋转方向。

·在上述实施方式中,获取基于事后修正处理的执行的推定q轴高频电流Iqh的变化方向作为通过执行事后修正处理而得到的信息,并根据该信息来判定伴随旋转处理的执行的转子105的旋转方向。并不限于此,也可以根据其它信息来判定转子105的旋转方向。例如,也可以获取事后修正处理开始时的推定d轴的方向的电流分量的方向、即事后修正处理开始时的推定q轴高频电流Iqh的正负作为通过执行事后修正处理而得到的信息,并根据该信息来判定伴随旋转处理的执行的转子105的旋转方向。

另外,旋转方向判定部164也可以根据通过执行事前修正处理而得到的信息、和通过执行事后修正处理而得到的信息,来判定转子105的旋转方向。例如,获取事前修正处理的结束时刻的推定q轴高频电流Iqh、即第一推定q轴高频电流作为通过执行事前修正处理而得到的信息。另外,获取事后修正处理的开始时刻的推定q轴高频电流Iqh、即第二推定q轴高频电流作为通过执行事后修正处理而得到的信息。该情况下,根据第二推定q轴高频电流和第一推定q轴高频电流来判定转子105的旋转方向。

另外,作为其它方法,也可以获取事前修正处理的结束时刻的转子105的位置、即第一推定转子位置作为通过执行事前修正处理而得到的信息,获取事后修正处理的结束时刻的转子105的位置、即第二推定转子位置作为通过执行事后修正处理而得到的信息。该情况下,通过将第一推定转子位置与第二推定转子位置进行比较,从而能够判定转子105的旋转方向。此外,如图6所示,能够通过第一运算器31对推定q轴高频电流Iqh进行比例积分运算来求出推定转子速度ωdc,通过第二运算器32进一步对推定转子速度ωdc进行积分,从而求出推定转子位置θdc。

·也可以获取旋转处理的执行中的推定q轴高频电流Iqh的变化方向,并基于所获取的变化方向来判定伴随旋转处理的执行的转子105的旋转方向。例如,在旋转处理的执行中,在推定q轴高频电流Iqh向推定q轴高频电流Iqh变小的方向变化的情况下,判定为通过执行旋转处理使转子105向正旋转方向旋转。另一方面,在旋转处理的执行中,在推定q轴高频电流Iqh向推定q轴高频电流Iqh变大的方向变化的情况下,判定为通过执行旋转处理使转子105向负旋转方向旋转。

·事后修正处理只要能够使推定d轴的方向接近实际d轴的方向,则也可以是与上述实施方式中说明的内容不同的内容的处理。

·事前修正处理只要能够使推定d轴的方向接近实际d轴的方向,则也可以是与上述实施方式中说明的内容不同的内容的处理。

·在旋转处理执行之前,使干扰电压信号Vdh*流向推定d轴的方向,从而能够获取旋转处理执行前的推定q轴高频电流Iqh作为开始前推定q轴高频电流。另外,在旋转处理执行后,使干扰电压信号Vdh*流向推定d轴的方向,从而能够获取旋转处理执行后的推定q轴高频电流Iqh作为结束后推定q轴高频电流。而且,通过将结束后推定q轴高频电流与开始前推定q轴高频电流进行比较,从而能够判定伴随旋转处理的执行的转子105的旋转方向。因此,在通过这样的方法判定转子105的旋转方向的情况下,也可以省略事前修正处理的执行。

·也可以在旋转处理与事后修正处理之间新设置用于判定转子的旋转方向的处理。

·马达控制装置10可以构成为按照计算机程序(软件)进行动作的一个以上的处理器、执行各种处理中至少一部分的处理的专用硬件(面向特定用途的集成电路:ASIC)等一个以上的专用硬件电路或者包含这些的组合的电路。处理器包括CPU以及RAM、ROM等存储器,存储器储存构成为使CPU执行处理的程序代码或者指令。存储器、即存储介质包括能够由通用或专用的计算机访问的所有可利用的介质。

·应用于无刷马达100的转子105也可以不是两极转子,而是四极转子。

·应用马达控制装置10的无刷马达也可以是与车载的制动装置不同的致动器的动力源。

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