專利名稱：：多相電動機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及3相無刷電動機等的多相電動機的脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動控制。特別，涉及在PWM驅(qū)動的驅(qū)動電路和直流電源(高電壓側(cè)或者低電壓側(cè))之間設(shè)置了單一的電流檢測器的多相電動機控制裝置的噪聲防止技術(shù)。
背景技術(shù)：
：在對3相無刷電動機等的多相電動機進(jìn)行驅(qū)動的控制裝置中，在多相電動機的各相中，通過將鋸齒狀或三角狀的載波(鋸齒狀信號、三角狀信號)與對應(yīng)于目標(biāo)電流值的占空比(Duty)設(shè)定值進(jìn)行比較，從而生成決定用于驅(qū)動多相電動機的開關(guān)元件的ON/OFF的定時的PWM信號。即，根據(jù)鋸齒狀信號或三角狀信號的值(PWM計數(shù)值)為占空比設(shè)定值以上還是小于占空比設(shè)定值來決定PWM信號為高電平還是低電平。在基于鋸齒狀信號或三角狀信號而生成PWM信號，驅(qū)動多相電動機的多相電動機控制裝置中，存在一個相與其他相之間的切換時的時間間隔變得非常小的情況。此時，由于驅(qū)動電i各的場效應(yīng)晶體管的開關(guān)時間、死區(qū)(deadtime:死區(qū)時間)的存在、或電子處理電路的響應(yīng)延遲，電流變得不穩(wěn)定，所以導(dǎo)致在這個期間中無法用電流檢測器進(jìn)行正確的電流測定。例如，在使用A/D變換器作為電流檢測器的情況下，若沒有根據(jù)A/D變換器的規(guī)格而至少連續(xù)地輸入例如2ps的期間的穩(wěn)定的信號，則無法檢測正確的電流值。輸入信號沒有連續(xù)地在2jxs的期間穩(wěn)定地輸入的情況下，A/D變換器無法檢測各相的正確的電流值。在專利文獻(xiàn)1記載的車輛用轉(zhuǎn)向裝置中，在電動機驅(qū)動電路和地之間的電流路徑上，設(shè)置了用于檢測流過其電流路徑的電流值的單一的電流傳感器，將用于生成各相PWM信號的鋸齒波的相位偏移，從而4吏各相PWM信號的向低電平的下降定時偏移。由此，基于在V相PWM信號下降到低電平之后經(jīng)過規(guī)定時間為止的期間中的電流傳感器的輸出信號，得到流過電動機的U相電流值。此外，基于在W相PWM信號下降到低電平之后經(jīng)過規(guī)定時間為止的期間中的電流傳感器的輸出信號，得到流過電動機的u相電流以及v相電流的合計電流值。在專利文獻(xiàn)2記載的控制3相或者多相逆變器的方法中，在PWM期間內(nèi)，在一個相位的晶體管的開關(guān)時和對應(yīng)于下一個相位的晶體管的開關(guān)時之間的時間間隔小于規(guī)定的閾值的情況下，禁止測定，產(chǎn)生用于定義充分的持續(xù)期間的測定時間間隔的PWM信號，可測定對于線電流的開關(guān)的影響。將相同從屬期間的其他PWM信號的持續(xù)期間縮短某一值，求出這些其他PWM信號的縮短之和，補償用于定義測定間隔的PWM信號的增加量。在專利文獻(xiàn)3記載的用于3相無刷AC電動機的驅(qū)動系統(tǒng)中，為了使用單一傳感器在所有相中可測量電流的同時提高功率輸出，而構(gòu)成為使晶體管切換模式最佳化。這是通過如下方法實現(xiàn)的，即為了滿足通過單一傳感器法所決定的最小狀態(tài)時間要素而規(guī)定請求了三個以上的狀態(tài)時的電壓請求矢量x，使依然可進(jìn)行單一電流檢測的同時計算生成請求矢量x的三個以上的狀態(tài)矢量。在專利文獻(xiàn)4記載的對在電動機運行中可補償輸出信號中的某些漂移(drift)的無刷電動機進(jìn)行監(jiān)視的方法中，使用電流測定部件而監(jiān)視流入或流出電動機的各個繞線的電流，從而生成顯示電流的輸出信號，在通過電流測定部件而被告知流過的瞬間電流實質(zhì)上為零時，測定電流測定部件的輸出，生成用于補償實際測定輸出信號值與理想輸出信號值之間的某些差的修正輸出信號。在專利文獻(xiàn)5中，使用三角狀信號作為載波，使用h相、m相、l相的用語來代替U相、V相、W相的用語，h相與m相之間的時間間隔表示為tl,m相與l相之間的時間間隔表示為t2。如專利文獻(xiàn)5的圖7所示，在時間間隔tl、t2分別小于閾值(mw)時，進(jìn)行Case2的處理。在時間間隔tl、t2的任一個小于閾值(mw)時，進(jìn)行Case3或者Case4的處理。在Case2的處理的情況下(參照圖13),占空比最大相沿左側(cè)偏移，占空比最小相沿右側(cè)偏移(參照圖12B)。在Case3的處理的情況(參照圖15)并且判斷為僅一個相的偏移即可時(步驟148為"否")，占空比最大相沿左側(cè)偏移(參照圖14B)。在Case4的處理的情況(參照圖17)并且判斷為^l一個相的偏移即可時(步驟166為"否，，)，占空比最小相沿左側(cè)偏移(參照圖16B)。這樣在一個相和其他相的切換時的時間間隔小的情況下，例如進(jìn)行將規(guī)定相的相位偏移的校正，從而一個相和其他相的切換時的時間間隔變大，可使用單一的電流檢測器而檢測多相電動機的各相的正確的電流值，但若用于驅(qū)動多相電動機的開關(guān)元件的ON/OFF的頻率包含在可聽頻率內(nèi)，則作為噪聲被用戶聽到，會帶來不悅。例如，在上述專利文獻(xiàn)2的控制方法中，對PWM信號進(jìn)行了校正的情況下，控制頻率和校正后的電流波動頻率成為相同。在專利文獻(xiàn)2的控制方法中，由于控制循環(huán)時間(周期)為400|lis,所以控制頻率和校正后的電流波動頻率成為2.5kHz?；谛Ｕ蟮腜WM信號，對開關(guān)元件進(jìn)行ON/OFF，從而在開關(guān)時產(chǎn)生電流波動。該電流波動的頻率與控制頻率成為相同，在該頻率包含在可聽范圍的情況下，對于用戶來說，作為噪聲聽到，會感到不悅。通常，人體可以感覺從20Hz,根據(jù)個體差而到15kHz至20kHz左右的聲音，該頻帶被稱為可聽區(qū)域。即，在具有從50ius到50ms的控制循環(huán)時間的情況下，產(chǎn)生噪聲。為了防止這樣的噪聲，考慮如下那樣的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)6記載的電動式功率轉(zhuǎn)向的電動機控制裝置中，在2對的開關(guān)元件中，由于將各對的一個開關(guān)元件設(shè)為導(dǎo)通保持用，將另一個開關(guān)元件設(shè)為高速開關(guān)用，同時將用于高速開關(guān)的脈沖寬度調(diào)制信號的頻率設(shè)為高于可聽頻率區(qū)域，所以能夠有效利用慣性二極管(flywheeldiode)的電流續(xù)流效應(yīng)來提高對于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的電動機的輸出轉(zhuǎn)矩的線性，同時防止了振動聲音的產(chǎn)生而與脈沖寬度調(diào)制信號的開關(guān)無關(guān)。在專利文獻(xiàn)7記載的逆變器裝置中，對與來自外部的頻率指令成比例的頻率的磁束指令信號、和通過對逆變器輸出電壓進(jìn)行積分的積分電路所輸出的電動機電壓積分信號的誤差放大所得的調(diào)制波信號、和作為非可聽頻率的載波頻率的三角波信號進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生PWM信號。在專利文獻(xiàn)8記載的電動車輛的控制裝置是，通過PWM控制部件對設(shè)置在電池以及電動機之間的逆變器進(jìn)行PWM控制，從而以電池的功率來驅(qū)動電動機的裝置，為了降低逆變器的開關(guān)噪聲，通常將PWM控制部件的頻率設(shè)定得高于可聽頻率。在電動機運行狀態(tài)檢測部件檢測出電動機處于低速高負(fù)荷運行狀態(tài)，逆變器的開關(guān)元件有過熱的可能性的情況下，頻率變更部件降低PWM控制部件的頻率，從而防止了逆變器的開關(guān)元件的過熱所導(dǎo)致的損傷。5但是，還沒有提供如下的多相電動機控制裝置基于鋸齒狀信號或三角狀信號而生成PWM信號，可使用單一的電流檢測器在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，且具有充分的噪聲防止效果。圖15是表示以往的專利文獻(xiàn)2的控制方法的圖，是在一個控制周期中的2相都不可檢測的情況的定時圖。一個控制周期為400)asec，其結(jié)構(gòu)由基于80^isec周期的鋸齒狀信號的PWM信號的5個周期構(gòu)成。表示U相PWM信號為占空比55%、V相PWM信號為占空比450/。、W相PWM信號為占空比50%的情況。占空比最小相的V相和中間相的W相之間、中間相的W相和最大相的U相之間的時間間隔都為5%較短，所以在此期間的分流波形(在電流檢測用的分流電阻的兩端產(chǎn)生的電壓的波形)所示，不能收斂開關(guān)噪聲，不能取得用于正確地檢測電流值的A/D變換時間，因此，在第l個周期中，縮短了最小相的V相的PWM信號的相位，增加了最大相的U相的PWM信號的相位。由此，V相和W相、以及U相和W相之間的切換時間間隔變大，在測定期間U2中4全測出V相的正確的電流值，以及在測定期間Ul中斗企測出U相的正確的電流值。此外，在第2第5個周期中，為了補償在第l個周期中的相位的變更量，所以增加了最小相的V相的PWM信號的相位(補償期間U2)，縮短了最大相的U相的PWM信號的相位(補償期間U1)。圖16是表示以往的專利文獻(xiàn)2的控制方法的圖，是在3個控制周期中的2相都不可檢測的情況的定時圖。如圖15和圖16所示，在各個控制周期中，表現(xiàn)在分流波形中的第1個周期內(nèi)的電流波動的周期與1個控制周期的控制循環(huán)時間400psec相同，相當(dāng)于該周期的頻率進(jìn)入可聽區(qū)域。因此，可知產(chǎn)生噪聲。(曰本)特開2007-112416號公報[專利文獻(xiàn)2](曰本)特開平10-155278號公報[專利文獻(xiàn)3](曰本)特表2005-531270號公報[專利文獻(xiàn)4](日本)特開2001-95279號公報[專利文獻(xiàn)5]美國專利第6735537號說明書[專利文獻(xiàn)6](日本)特許2540140號公報[專利文獻(xiàn)7](日本)特開昭63-73898號公報[專利文獻(xiàn)8](曰本)特開平9-191508號公報
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述的問題點，其目的在于，提供一種可使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，可防止基于PWM信號的開關(guān)的電流波動所引起的噪聲的產(chǎn)生的多相電動機控制裝置。本發(fā)明的多相電動機控制裝置，其特征在于，包括驅(qū)動部件，由上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件的對構(gòu)成，用于驅(qū)動多相電動機；單一的電流檢測部件，檢測多相電動機的電流值；PWM信號生成部件，基于由電流檢測部件所檢測的電流值以及載波信號，在一個控制周期內(nèi)生成多個各相PWM信號；可否檢測電流判定部件，基于由PWM信號生成部件生成的各相PWM信號，判定可否通過電流;險測部件纟企測電流值；以及相位移動部件，在可否4企測電流判定部件判定為不可檢測電流的情況下，使PWM信號生成部件生成的規(guī)定相的PWM信號的相位^義移動失見定量。這樣，可使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，同時在不可4全測電流的情況下，相位移動部件佳^見定相的PWM信號的相位僅移動規(guī)定量，所以通過該移動，使得基于PWM信號的開關(guān)的電流波動的頻率沒有包含在可聽區(qū)域中，從而可以防止噪聲的產(chǎn)生。在本發(fā)明中，在所述多相電動機控制裝置中，相位移動部件也可以對一個控制周期內(nèi)的規(guī)定相的所有脈沖寬度調(diào)制信號，使相位僅移動規(guī)定量。這樣，通常一個控制周期為數(shù)百psec，一個控制周期內(nèi)由數(shù)個PWM信號構(gòu)成，控制循環(huán)時間為數(shù)十iLisec，所以開關(guān)的電流波動的頻率成為高于可聽頻率區(qū)域的頻率，沒有包含在可聽范圍內(nèi)，所以可以防止噪聲的產(chǎn)生。此外，在本發(fā)明中，在所述多相電動機控制裝置中，也可以包括開關(guān)個數(shù)判定部件，在可否檢測電流判定部件判定為不可^r測電流的情況下，判定上臂開關(guān)元件導(dǎo)通的個數(shù)為偶數(shù)還是奇數(shù)，相位移動部件基于開關(guān)個數(shù)判定部件的判定結(jié)果，使PWM信號生成部件生成的規(guī)定相的PWM信號的相位僅移動規(guī)定量。由此，可以防止噪聲的產(chǎn)生，同時即使本來規(guī)定相和其他相之間的切換的時間間隔短到不能檢測電流值的程度的情況下，相位被移動的規(guī)定相和其他相之間的切換的時間間隔變大，可以在被移動的規(guī)定相的電流值穩(wěn)定的狀態(tài)下檢測電流值，所以可使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地-險測各相的電流值而無需改變各相的占空比。此外，在本發(fā)明中，也可以是包括驅(qū)動部件，由上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件的對構(gòu)成，用于驅(qū)動多相電動機；單一的電流才企測部件，；險測多相電動機的電流值；PWM信號生成部件，基于由電流檢測部件所檢測的電流值以及載波信號，在一個控制周期內(nèi)生成多個各相PWM信號；以及相位移動部件，使PWM信號的相位僅移動規(guī)定量，以使PWM信號生成部件生成的規(guī)定相的PWM信號的變化頻率包含在非可聽區(qū)域。這樣，可使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，同時相位移動部件移動相位，使得規(guī)定相的PWM信號的變化的頻率包含在非可聽區(qū)域中，所以基于PWM信號的開關(guān)所引起的電流波動的頻率沒有包含在可聽區(qū)域中，從而可以防止噪聲的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的多相電動機控制裝置，可使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，同時相位移動部件使規(guī)定相的PWM信號的相位僅移動規(guī)定量，基于PWM信號的開關(guān)的電流波動的頻率沒有包含在可聽區(qū)域中，從而可以防止噪聲的產(chǎn)生。圖1是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的方框圖。圖2是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的電路圖。圖3是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的流程圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的概要的定時圖。圖5是2相都可以檢測的情況的定時圖。圖6(a)~(b)是僅可以檢測奇數(shù)矢量的情況的定時圖。圖7(a)~(b)是僅可以檢測偶數(shù)矢量的情況的定時圖。圖8(a)(b)是2相都不能檢測的情況的定時圖。圖9是1個控制周期中的2相都不能檢測的情況的定時圖。圖10是3個控制周期中的2相都不能檢測的情況的定時圖。圖11是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的定時圖。圖12是使用了三角狀信號的情況的多相電動機控制裝置的定時圖。圖13是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的2相都不能檢測的情況的定時圖。圖14是使用了三角狀信號的情況的多相電動機控制裝置的2相都不能檢測的情況的定時圖。圖15是以往的1個控制周期中的2相都不能檢測的情況的定時圖。圖16是以往的3個控制周期中的2相都不能檢測的情況的定時圖。標(biāo)號說明1多相電動機控制裝置2PWM信號生成部件3可否檢測電流判定部件4開關(guān)個數(shù)判定部件5相位移動部件6驅(qū)動部件7多相電動枳j8電流;險測部件9各相電流計算部件10電流;險測期間決定部件22CPU23死區(qū)時間生成^i塊24驅(qū)動器IC25FET橋路26分流電阻27電流檢測電路Q1Q3上臂開關(guān)元件Q4Q6下臂開關(guān)元件具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。圖1是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的方框圖。本發(fā)明的實施方式的多相電動機7的控制裝置1為如下那樣的結(jié)構(gòu)。如在圖2的電路圖的說明中后述那樣，驅(qū)動部件6連接在電源和地之間，由上臂開關(guān)元件Q1Q3和下臂開關(guān)元件Q4Q6的對構(gòu)成，用于驅(qū)動多相電動才幾7。電流;險測部件8連接在驅(qū)動部件6和地之間，在規(guī)定時刻檢測流過多相電動機7的電流值。9PWM信號生成部件2基于由電流檢測部件8檢測的電流值以及具有規(guī)定的頻率的鋸齒狀信號，生成各相PWM信號?？煞?企測電流判定部件3基于由PWM信號生成部件2所生成的各相PWM信號，判定可否由電流檢測部件8檢測電流值，即判定是否具有可由電流;險測部件8^r測正確的電流值的切換的時間間隔。在可否檢測電流判定部件3判定為不可檢測電流的情況下，開關(guān)個數(shù)判定部件4判定三個上臂開關(guān)元件Q1Q3中開關(guān)元件導(dǎo)通的個數(shù)是否為偶數(shù)。相位移動部件5基于開關(guān)個數(shù)判定部件4的判定結(jié)果，使PWM信號生成部件2所生成的規(guī)定相的PWM信號的相位提前或延遲規(guī)定量后，輸出到驅(qū)動部件6。電流檢測期間決定部件10基于由相位移動部件5決定的各相的PWM信號的下降時刻，決定電流檢測部件8的電流檢測開始定時以及電流檢測期間。各相電流計算部件9基于由電流;險測部件8才全測的電流值和由PWM信號生成部件2生成的PWM信號，計算不能直接檢測的剩余的相的電流值。圖2是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置1的電路圖。CPU22將U相上段、V相上段以及W相上段的各PWM信號輸出到死區(qū)時間生成模塊23。死區(qū)時間生成模塊23輸入這些信號，設(shè)置兩個信號都成為OFF的微小的時間間隔，生成U相上段、U相下段、V相上段、V相下段、W相上段以及W相下段的各個PWM信號后輸出到驅(qū)動器IC24,以使為了電路保護(hù)而對于各相的上臂開關(guān)元件Q1Q3和下臂開關(guān)元件Q4Q6的信號不會兩個都成為ON。另外，也可以由CPU22內(nèi)的軟件構(gòu)成死區(qū)時間生成模塊23的功能。驅(qū)動器IC24輸入這些信號，控制FET橋路25。FET橋路25連接在電源VR和地之間，由上臂開關(guān)元件Q1Q3和下臂開關(guān)元件Q4Q6的3對構(gòu)成。上臂開關(guān)元件Q1Q3和下臂開關(guān)元件Q4Q6的3對的中間部分連接到3相電動機的各相。單一的分流電阻26連接在FET橋路25和地之間。分流電阻26的兩端電壓通過由運算放大器和電阻等構(gòu)成的電流檢測電路27而輸入到CPU22的A/D變換端口。另外，本電路的基本功能為如下所述。相電流卩險測周期為250|iisec、檢測方式為2相檢測/1相估計方式、PWM模式為鋸齒波PWM。在圖2的結(jié)構(gòu)中，CPU22構(gòu)成圖1中的可否;f全測電流判定部件3、開關(guān)個數(shù)判定部件4、相位移動部件5、以及各相電流計算部件9以及電流檢測期間決定部件10，CPU22以及死區(qū)時間生成模塊23構(gòu)成圖1中的PWM信號生成部件2，F(xiàn)ET橋路25構(gòu)成圖1中的驅(qū)動部件6，分流電阻26以及電流檢10測電路27構(gòu)成圖1中的電流;險測部件8。此外，在本實施方式中，使用3相電動機作為圖l的多相電動機7。3相電動才幾是，例如用于車輛的電動功率轉(zhuǎn)向(steering)裝置的無刷電動機。圖3是本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置1的流程圖。最初，PWM信號生成部件2決定UVW的各相的PWM指令值(Si)。接著，細(xì)節(jié)如后面敘述，基于UVW的各相的占空比，進(jìn)行模式判定(S2)。接著，區(qū)分可否檢測電流判定部件3的可否檢測的情況(S3S5)。首先，判定3相中可否檢測2相(S3)。若不能檢測2相(S3中為"否")，則判定3相中可否檢測1相(S4)。這里，若還可以檢測1相(S4中為"是")，則開關(guān)個數(shù)判定部件4判定是否可檢測偶數(shù)矢量(S5)。若不可檢測偶數(shù)矢量(S5中"否")，則成為可檢測奇數(shù)矢量。對于偶數(shù)矢量和奇數(shù)矢量在后面敘述。對某個相，具有在CPU22中可檢測正確的電流值程度的切換的時間的情況下，可對該相進(jìn)行電流檢測。接著，相位移動部件5基于可否檢測判定條件，計算需要移動的相和需要的偏移量。首先，在可檢測2相的情況下(S3中為"是")，可以無需移動且PWM各相的相位偏移量為零(S6)。在僅可以檢測偶數(shù)矢量的情況下(S5中為"是，，)，使占空比為最大的相的相位延遲，計算其偏移量(S7)。在僅可以檢測奇數(shù)矢量的情況下(S5中為"否")，使占空比為最小的相的相位提前，計算其偏移量(S8)。在1相也不能檢測的情況下(S4中為"否")，將占空比最大的相的相位和占空比最小的相的相位兩個都偏移，計算各自的偏移量(S9)。接著，電流4全測期間決定部件10基于由相位移動部件5決定的各相的PWM信號的下降時刻，決定電流檢測部件8的電流檢測開始定時(SIO)。對于電流檢測開始定時，在后面敘述。接著，相位移動部件5按所計算的偏移量進(jìn)行各相的PWM相位偏移(S11)。其中，在沒有PWM相位偏移的情況下(S6)，相位偏移量為零。接著，在成為后述的兩處的電流^r測開始定時時(S12中為"是")，電流4企測部件8開始A/D變換(S13)。在該A/D變換期間中不產(chǎn)生各相的切換，在經(jīng)過了A/D變換所需的必要時間的時刻，規(guī)定相的PWM信號下降。這樣，在電流檢測部件8檢測了2相的電流之后，各相電流計算部件9根據(jù)基爾霍夫定律(流入3相電動機的3個電流的合計為零。即，假設(shè)U相電流為Iu、V相電流為Iv、W相電流為Iw時，Iu+Iv+Iw=0),計算沒有檢測的剩余的l相的電流值(S14)。ii表1是表示PWM模式判定條件、可檢測矢量、檢測電流以及A/D變換定時的表。w_pwmU、w_pwmV、w_pwmW分別表示U相、V相、W相的指令值的占空比。根據(jù)3相的占空比的大小關(guān)系，被分類為6個模式。例如，在w_pwmU2w_pwmW2w_pwmV的情況下，成為表1的才莫式3。在各個模式中，有以下的四種情況。即，(1)可^r測2相的情況(2)僅可檢測奇數(shù)矢量的情況(3)僅可檢測偶數(shù)矢量的情況(4)2相都不能檢測的情況。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>矢量是，使上臂開關(guān)元件的ON、OFF分別對應(yīng)于l、0,按照U相、V相、W相的順序表示。奇數(shù)矢量是1的數(shù)量為奇數(shù)，即上臂開關(guān)元件中ON的元件的個數(shù)為奇數(shù)的情況的矢量。偶數(shù)矢量是1的數(shù)量為偶數(shù)，即上臂開關(guān)元件中ON的元件的個數(shù)為偶數(shù)的情況的矢量。例如在模式3檢測奇數(shù)矢量的情況是，3相中檢測U相的情況，可檢測的矢量成為(1，0，0)。該矢量表示在第l要素(1)中上臂開關(guān)元件Q1Q3中U相為ON,在第2要素(0)中V相為OFF,在第3要素(0)中W相為OFF的狀態(tài)，由于在3要素中ON(1)的開關(guān)元件的個數(shù)為1個，所以為奇數(shù)矢量。在電流值穩(wěn)定的期間內(nèi)進(jìn)行A/D變換所需的最小時間設(shè)為50)Lisec周期的12%的情況下，此時的可否檢測判定條件為(w_pwmU)-(w_pwmW)212%，可檢測定時(在表1中的AD變換開始時間)以U相上段OFF的定時為基準(zhǔn)。即，若考慮A/D變換所需的時間，從U相上段OFF的定時提前A/D變換所需的時間的定時開始A/D變換，則A/D變換的結(jié)束時刻與U相上段OFF的定時一致，所以其成為電流值穩(wěn)定的最佳的定時。此外，在模式3檢測偶數(shù)矢量的情況是，檢測V相(反極性)的情況，可檢測的矢量成為(1，0，1)。該矢量表示在第l要素(1)中上臂開關(guān)元件Q1Q3中U相為ON，在第2要素(0)中V相為OFF,在第3要素(1)中W相為ON的狀態(tài)，由于在3要素中ON(1)的開關(guān)元件的個數(shù)為2個，所以為偶數(shù)矢量。此時的可否檢測判定條件為(w_pwmW)-(w_pwmV)212%,可檢測定時(AD變換開始時間)以W相上段OFF的定時為基準(zhǔn)。即，若考慮A/D變換所需的時間，從占空比中間相的W相上段OFF的定時提前A/D變換所需的時間的定時開始A/D變換，則A/D變換的結(jié)束時刻與W相上段OFF的定時一致，所以其成為電流值穩(wěn)定的最佳的定時。由于對于其他的模式也是同樣的考慮方法，所以省略模式3以外的說明。在不能確保A/D變換器的電流值的充分的檢測時間(例如，MIN—DUTY=12%)，由于電流值不穩(wěn)定而不能4企測正確的電流值的情況下，在其控制周期(50|iisecx5周期)的期間，對驅(qū)動器IC的各個PWM輸入信號如下那樣偏移相位。另外，在可4企測2相的情況下，無需PWM相位偏移。表2是表示僅可檢測偶數(shù)矢量的情況的表。在僅可檢測偶數(shù)矢量的情況下，為了2相都確保電流值穩(wěn)定的可檢測的時間，所以如表2那樣偏移。即，僅對占空比最大相，以MIN—DUTY(12%)-(最大相占空比％-中間相占空比％)的偏移量沿右側(cè)(延遲相位的側(cè))偏移。對于占空比中間相和占空比最小相，沒有偏移。相偏移量方向占空比最大相MIN_DUTY(12%)—(最大相占空比％-中間相占空比％)右側(cè)占空比中間相無偏移占空比最小相無偏移表3是表示僅可檢測奇數(shù)矢量的情況的表。在僅可檢測奇數(shù)矢量的情況下，為了2相都確保電流值穩(wěn)定的可檢測的時間，所以如表3那樣偏移。即，僅對占空比最小相，以MIN一DUTY(12%)-(中間相占空比％-最小相占空比％)的偏移量沿左側(cè)(提前相位的側(cè))偏移。對于占空比最大相和占空比中間相，沒有偏移。相偏移量方向占空比最大相無偏移、、^^^^_占空比中間相無偏移占空比最小相MIN_DUTY(12%)-(中間相占空比％-最小相占空比％)左側(cè)表4是表示2相都不能檢測的情況的表。在2相都不可檢測的情況下，為了2相都確保電流值穩(wěn)定的可檢測的時間，所以如表4那樣偏移。即，對占空比最大相，以MIN—DUTY(12%)-(最大相占空比％-中間相占空比％)的偏移量沿右側(cè)(延遲相位的側(cè))偏移。此外，對占空比最小相，以MIN—DUTY(12%)-(中間相占空比％-最小相占空比％)的偏移量沿左側(cè)(提前相位的側(cè))偏移。對于占空比中間相，沒有偏移。14[表4]相偏移量方向占空比最大相MIN—DUTY(12%)-(最大相占空比％—中間相占空比％)右側(cè)占空比中間相無偏移占空比最小相MIN—DUTY(12%)—(中間相占空比％-最小相占空比％)左側(cè)圖4是表示本發(fā)明的實施方式的多相電動機控制裝置的概要的定時圖。細(xì)節(jié)在圖5之后進(jìn)行說明?？刂浦芷跒?50!isec,其結(jié)構(gòu)由基于50|Lisec周期的鋸齒狀信號的PWM信號的5個周期構(gòu)成。在這里，在第2以及第3個PWM周期中，以可^r測電流值的定時的時間為目標(biāo)，進(jìn)行A/D變換。以下，將第2個PWM期間表述為第l檢測周期，將第3個PWM期間表述為第2檢測周期。在該例子中，在第l檢測周期中以偶數(shù)矢量狀態(tài)(1，1，0)進(jìn)行檢測，在第2檢測周期中以奇數(shù)矢量狀態(tài)(1，0,0)進(jìn)行檢測，但可以在任何周期進(jìn)行任一個檢測，此外，也可以在同一周期進(jìn)行雙方的4企測。在該圖中，3相的占空比互相接近，U相的占空比最大、V相在中間、W相最小。在W相的電流檢測定時(AD變換定時)中，U相取高狀態(tài)、V相取高狀態(tài)、W相取低狀態(tài)，開關(guān)元件的矢量為(1,1,0)。即，在上臂開關(guān)元件中導(dǎo)通的開關(guān)元件的個數(shù)為偶數(shù)。此時，若V相和W相的切換的時間間隔為A/D變換所需的充分的長度，則即使不進(jìn)行偏移也能夠檢測W相的電流值。但是，若V相和W相之間的時間間隔小，則不能檢測W相的正確的電流值。此外，在U相的電流檢測定時(AD變換定時)，U相取高狀態(tài)、V相取低狀態(tài)、W相取低狀態(tài)，開關(guān)元件的矢量為(1,0，0)。即，在上臂開關(guān)元件中導(dǎo)通的開關(guān)元件的個數(shù)為奇數(shù)。此時，若U相和V相的切換的時間間隔為A/D變換所需的充分的長度，則即使不進(jìn)行偏移也能夠檢測U相的電流值。但是，若U相和V相之間的時間間隔小，則不能4企測U相的正確的電流值。因此，如用實線所示，為了在各自的定時確保用于檢測正確的電流值的相位差12%，對占空比最大的U相，以MIN—DUTY(12%)-(最大相占空比％-中間相占空比％)的偏移量沿右側(cè)偏移(即，延遲相位)。此外，對占空比最小的W相，以MIN—DUTY(12%)-(中間相占空比％-最小相占空比%)的偏移量沿左側(cè)偏移(即，提前相位)。U相和W相中的虛線表示偏移前的各相的PWM信號。對占空比中間的V相，不進(jìn)行偏移。另外，5個周期都進(jìn)行相同的偏移處理。A/D變換是在，可4企測占空比最大相的U相以及占空比最小相的W相的2相的電流的可檢測定時的最佳處進(jìn)行。即，在占空比最小的W相的電流檢測的情況下，在第l檢測周期中的W相PWM信號下降之后，占空比中間的V相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間為電流;險測期間(左側(cè)的網(wǎng)格部分)。此外，在占空比最大的U相的電流4t測的情況下，在第24企測周期中的V相PWM信號下降之后，U相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間為電流;險測期間(右側(cè)的網(wǎng)格部分)。圖5是2相都可檢測的情況的定時圖。在第l檢測周期(偶數(shù)矢量檢測周期)中，V相(占空比25%)和W相(50%)的切換的時間間隔充分大。因此，在該時間間隔(此時的矢量為(1,0,l))中，可4全測正確的電流值。此外，在第2檢測周期(奇數(shù)矢量檢測周期)中，U相(75%)和W相(50%)之間的切換的時間間隔大。因此，在該時間間隔(此時的矢量為(1,0,O))中，也可以檢測正確的電流值。因此，無需實施偏移。另外，在圖中的分流電阻波形表示分流電阻26的兩端的電壓波形(以下相同)。A/D變換是在，可檢測占空比最大相的U相以及占空比最小相的W相的2相的電流的可檢測定時的最佳處進(jìn)行。即，在占空比最小的V相的電流檢測的情況下，在第l檢測周期中的占空比中間的W相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(左側(cè)的網(wǎng)格部分)。此外，在占空比最大的U相的電流檢測的情況下，在第2檢測周期中的U相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(右側(cè)的網(wǎng)格部分)。圖6(a)是僅可檢測奇數(shù)矢量的情況的定時圖。在第l檢測周期(偶數(shù)矢量檢測周期)中，V相(占空比39.6%)和W相(45.8°/。)的切換的時間間隔小。因此，在該時間間隔中，無法4企測V相的正確的電流值。另一方面，在第2檢測周期(奇數(shù)矢量檢測周期)中，U相(64.6%)和W相(45.8%)的切換的時間間隔大。因此，在該時間間隔中，可才企測U相的正確的電流值。即，在第l檢測周期(偶數(shù)矢量檢測周期)中，偶數(shù)矢量、在這里是(l,0,l)的狀態(tài)中，無法檢測V相的正確的電流值，所以如圖6(b)那樣，將3相中占空比最小的V相的PWM信號沿左側(cè)(以-提前相位)偏移相位。由此，V相和W相的切換時間間隔變大。因此，由于電流值穩(wěn)定，所以可通過A/D變換器檢測V相的正確的電流值。另外，在第2檢測周期(奇數(shù)矢量檢測周期)中，在V相的相位偏移之后，U相和W相的切換的時間間隔也大。因此，在該時間間隔中，也可以;險測U相的正確的電流<直。A/D變換是，在占空比最小的V相的電流檢測的情況下，在第l檢測周期中的V相PWM信號下降之后，在占空比中間的W相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(左側(cè)的網(wǎng)格部分)。此外，在占空比最大的U相的電流檢測的情況下，在第2纟企測周期中的W相PWM信號下降之后，在U相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(右側(cè)的網(wǎng)格部分)。圖7(a)是僅可檢測偶數(shù)矢量的情況的定時圖。在第l檢測周期(偶數(shù)矢量檢測周期)中，V相(占空比35.4%)和W相(54.2%)的切換的時間間隔大。因此，在該時間間隔中，可才企測V相的正確的電流值。另一方面，在第2檢測周期(奇數(shù)矢量檢測周期)中，U相(60.4%)和W相(54.2%)的切換的時間間隔小。因此在該時間間隔中，無法沖企測U相的正確的電流值。即，奇數(shù)矢量、在這里是矢量(1，0，0)的狀態(tài)中，無法檢測U相的正確的電流值，所以如圖7(b)那樣，將3相中占空比最大的U相的PWM信號沿右側(cè)(以延遲相位)偏移相位。由此，U相和W相的切換時間間隔變大。因此，可檢測U相的正確的電流值。在第l檢測周期(偶數(shù)矢量檢測周期)中，在U相的相位偏移之后，V相和W相的切換的時間間隔也大。因此，在該時間間隔中，也可以;險測V相的正確的電流值。A/D變換是，在占空比最小的V相的電流檢測的情況下，在第l檢測周期中的V相PWM信號下降之后，占空比中間的W相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(左側(cè)的網(wǎng)格部分)。此外，在占空比最大的U相的電流檢測的情況下，在第2檢測周期中的W相PWM信號下降之后，U相PWM信號下降之前的a/D變換所需的期間進(jìn)行(右側(cè)的網(wǎng)格部分)。圖8(a)是2相都不可檢測的情況的定時圖。在第l檢測周期(偶數(shù)矢量^r測周期)中，V相(占空比45%)和W相(50%)的切換的時間間隔小。因此，在該時間間隔中，無法;險測V相的正確的電流值。在第2^r測周期(奇數(shù)矢量檢測周期)中，U相(55%)和W相(50%)的切換的時間間隔也小。因此，在該時間間隔中，也無法4全測U相的正確的電流值。即，在圖8(a)的第l檢測周期(偶數(shù)矢量檢測周期)中，偶數(shù)矢量、在這里是(l，0，l)的狀態(tài)中，無法檢測V相的正確的電流值，所以如圖8(b)那樣，將占空比最小的V相的PWM信號沿左側(cè)(以提前相位)偏移相位。由此，V相和W相的開關(guān)時間間隔變大。此外，在圖8(a)的第24全測周期(奇數(shù)矢量檢測周期)中，奇數(shù)矢量、在這里是(l，0,0)的狀態(tài)中，無法檢測U相的正確的電流值，所以如圖8(b)那樣，將占空比最大的U相的PWM信號沿右側(cè)(以延遲相位)偏移相位。由此，U相和W相的切換時間間隔變大。因此，最終可4企測U相以及V相的正確的電流值。A/D變換是，在占空比最小的V相的電流檢測的情況下，在第l檢測周期中的V相PWM信號下降之后，占空比中間的W相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(左側(cè)的網(wǎng)格部分)。此外，在占空比最大的U相的電流檢測的情況下，在第2檢測周期中的W相PWM信號下降之后，U相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(右側(cè)的網(wǎng)格部分)。圖9是在1個控制周期中的2相都不能檢測的情況的定時圖。1個控制周期為250|nsec，由基于50)isec周期的鋸齒狀信號的PWM信號的5個周期構(gòu)成。表示U相PWM信號為占空比55%、V相PWM信號為占空比45%、W相PWM信號為占空比50%的情況。占空比最小相的V相和中間相的W相之間(此時的矢量為(1，0，l))、中間相的W相和最大相的U相之間(此時的矢量為(1，0,O))的時間間隔都為5%較短，所以在此期間的分流波形中，不能收斂開關(guān)噪聲，不能取得用于正確地檢測電流值的A/D變換時間。因此，將最小相的V相的PWM信號沿左側(cè)(以提前相位)偏移相位，將最大相的U相的PWM信號沿右側(cè)(以延遲相位)偏移。由此，V相和W相、以及U相和W相的切換時間間隔變大，在各自的檢測區(qū)間檢測U相以及V相的正確的電流值。圖10是在3個控制周期中的2相都不可檢測的情況的定時圖。如圖9和IO所示，由于V相和U相的PWM信號的偏移在各個控制周期的5個周期的所有期間進(jìn)行，所以表現(xiàn)在分流波形中的電流波動的周期與鋸齒狀信號的載波周期同為50jasec，相當(dāng)于該周期的頻率沒有進(jìn)入可聽區(qū)域。因此，可知能夠防止噪聲的產(chǎn)生。這里，關(guān)于載波，進(jìn)行三角狀信號和鋸齒狀信號之間的有關(guān)電流波動(ripple)的比較。與鋸齒狀信號相比，三角狀信號具有電流波動小的優(yōu)點。18其理由如下所示。通過動力運行(在各相的ON/OFF狀態(tài)有差時)和再生(在各相的ON/OFF狀態(tài)無差時)，一個周期的PWM信號成立，但在動力運行中，電流沿正方向變化。在再生中，電流沿負(fù)方向變化。這些變化的斜率是由基于電動機的線圈的電感以及電動機的線圏的電阻的時間常數(shù)決定。通過從動力運行變化到再生、或者從再生變化到動力運行的狀態(tài)，從而產(chǎn)生電流波動。在鋸齒狀信號中，各相的PWM信號的上升時刻相同。例如在圖11的鋸齒狀信號中的動力運行和再生的狀態(tài)變化成為再生~>動力運行—再生。另一方面，在三角狀信號中，各相的PWM信號的上升時刻不同。在圖12的三角狀信號中的動力運行和再生的狀態(tài)變化成為再生~>動力運行—再生—動力運行—再生。因此，可知使用三角狀信號時一個周期的電流的變化次數(shù)多。這樣在使用了三角狀信號的情況下，在一個周期中變化的次數(shù)多。因此，向正/負(fù)的變化量小，電流波動減小。另一方面，在使用了鋸齒狀信號的情況下，在一個周期中變化的次數(shù)少，向正/負(fù)的變化量大。即，電流波動大。但如本發(fā)明那樣，對1相或者2相進(jìn)行相位偏移，則即使是在使用了鋸齒狀信號的情況下，各相的PWM信號的上升時刻不同的狀況也變多，其結(jié)果，具有電流波動減小的優(yōu)點。圖13是在使用了鋸齒狀信號的情況的多相電動機控制裝置的定時圖。在50|asec的載波周期中，表示U相PWM信號為占空比55%、V相PWM信號為占空比45%、W相PWM信號為占空比50%的情況。V相和W相之間(此時的矢量為(1,0，l))、W相和U相之間(此時的矢量為(1，0，O))的時間間隔為5%較短，所以在此期間的分流波形中，不能收斂開關(guān)噪聲，不能取得用于正確地檢測電流值的A/D變換時間。因此，若將占空比最大的U相的7%沿右側(cè)偏移，將最小的V相的7。/。沿左側(cè)偏移，則可確保檢測所需的占空比差(12%)。圖14是在使用了三角狀信號時的多相電動機控制裝置的定時圖。與使用了鋸齒狀信號時相同地，在50網(wǎng)ec的載波周期中，表示U相PWM信號為占空比55%、V相PWM信號為占空比450/。、W相PWM信號為占空比50%的情況。在使用了三角波的情況下，由于在兩側(cè)產(chǎn)生相位差，所以V相和W相之間(矢量為(1,0,l))、W相和U相之間(矢量為(1，0，0))的時間間隔為2.5%較短。因此，若沒有將占空比最大的U相的9.5%沿右側(cè)偏移，將最小的V相的9.5%沿左側(cè)偏移，則不能確保檢測所需的占空比差(12%)。另外，由于在三角狀信號的情況下，PWM信號為左右對稱，所以同樣地將占空比最大的U相的9.5%沿左側(cè)偏移，將最小的V相的9.5%沿右側(cè)偏移，也可以確保檢測所需的占空比差(12%)。但是，由于與鋸齒狀信號的情況相比，偏移量變大9.5%-7%=2.5%，所以不利。這樣，在載波為鋸齒狀信號的情況下，與三角狀信號的情況相比，2相的開關(guān)之間的長度變?yōu)?倍。因此，與三角狀信號的情況相比，具有如下優(yōu)點，即，即使不進(jìn)行PWM信號的相位偏移，也存在多個可以以分流電阻兩端的電壓波形穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行A/D變換的3相PWM狀態(tài)。在使用了三角狀信號的情況中，A/D變換也是在，可檢測占空比最大相的U相以及最小相的V相的2相的電流的可檢測定時的最佳處進(jìn)行。例如圖14那樣，在1個周期中的后半進(jìn)行A/D變換的情況下，在占空比最小的V相的電流檢測時，在第1檢測周期中的占空比中間的W相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(左側(cè)的網(wǎng)格部分)。此外，在占空比最大的U相的電流檢測的情況下，在第2檢測周期中的U相PWM信號下降之前的A/D變換所需的期間進(jìn)行(右側(cè)的網(wǎng)格部分)。另外，在1個周期中的前半進(jìn)行A/D變換的情況下，也可以通過同樣的方法進(jìn)行各相的相位偏移，可以由A/D變換器檢測電流，所以省略說明。這樣，在使用了三角狀信號的情況下，也與鋸齒狀信號的情況相同地，若將各相的PWM信號的偏移在各個控制周期的5個周期的所有期間進(jìn)行，則可以使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，同時基于PWM信號的開關(guān)的電流波動的頻率沒有包含在可聽區(qū)域中，從而可以防止噪聲的產(chǎn)生。例如，在上述實施方式中，在上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件中使用了FET，但例如也可以使用IGBT(絕緣柵型雙極晶體管)那樣的其他的開關(guān)元件。此在電源和FET橋路之間。此外，在上述實施方式中，作為多相電動機，舉了無刷電動機為例子，但本發(fā)明可以適用于對感應(yīng)電動機或同步電動機等具有多個相的電動機進(jìn)行控制的控制裝置整體中。權(quán)利要求1.一種多相電動機控制裝置，其特征在于，包括驅(qū)動部件，由上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件的對構(gòu)成，用于驅(qū)動多相電動機；單一的電流檢測部件，檢測所述多相電動機的電流值；脈沖寬度調(diào)制信號生成部件，基于由所述電流檢測部件所檢測的電流值以及載波信號，在一個控制周期內(nèi)生成多個各相脈沖寬度調(diào)制信號；可否檢測電流判定部件，基于由所述脈沖寬度調(diào)制信號生成部件生成的各相脈沖寬度調(diào)制信號，判定可否通過所述電流檢測部件檢測電流值；以及相位移動部件，在所述可否檢測電流判定部件判定為不可檢測電流的情況下，使所述脈沖寬度調(diào)制信號生成部件生成的規(guī)定相的脈沖寬度調(diào)制信號的相位僅移動規(guī)定量。2.如權(quán)利要求1所述的多相電動機控制裝置，其特征在于，所述相位移動部件對一個控制周期內(nèi)的規(guī)定相的所有脈沖寬度調(diào)制信號，使相位僅移動規(guī)定量。3.如權(quán)利要求1所述的多相電動機控制裝置，其特征在于，包括開關(guān)個數(shù)判定部件，在所述可否檢測電流判定部件判定為不可檢測電流的情況下，判定上臂開關(guān)元件導(dǎo)通的個數(shù)為偶數(shù)還是奇數(shù)，所述相位移動部件基于所述開關(guān)個數(shù)判定部件的判定結(jié)果，使所述脈沖寬度調(diào)制信號生成部件生成的規(guī)定相的脈沖寬度調(diào)制信號的相位僅移動規(guī)定量。4.一種多相電動機控制裝置，其特征在于，包括驅(qū)動部件，由上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件的對構(gòu)成，用于驅(qū)動多相電動機；單一的電流檢測部件，檢測所述多相電動機的電流值；脈沖寬度調(diào)制信號生成部件，基于由所述電流檢測部件所檢測的電流值以及載波信號，在一個控制周期內(nèi)生成多個各相脈沖寬度調(diào)制信號；以及相位移動部件，使脈沖寬度調(diào)制信號的相位僅移動規(guī)定量，以便所述脈沖寬度調(diào)制信號生成部件生成的規(guī)定相的脈沖寬度調(diào)制信號的變化頻率包含在非可聽區(qū)域。全文摘要提供一種多相電動機控制裝置，可使用單一的電流檢測部件在每個控制周期高精度地檢測各相的電流值，可防止基于脈沖寬度調(diào)制信號的開關(guān)的電流波動所引起的噪聲的產(chǎn)生。包括驅(qū)動部件，由上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件的對構(gòu)成，用于驅(qū)動多相電動機；單一的電流檢測部件，檢測多相電動機的電流值；脈沖寬度調(diào)制信號生成部件，基于由電流檢測部件檢測的電流值以及載波信號，在一個控制周期內(nèi)生成多個各相脈沖寬度調(diào)制信號；相位移動部件，使相位僅移動規(guī)定量，以脈沖寬度調(diào)制信號生成部件生成的規(guī)定相的脈沖寬度調(diào)制信號的變化頻率包含在非可聽區(qū)域，并將其輸出到驅(qū)動部件，相位移動部件對一個控制周期內(nèi)的規(guī)定相的所有脈沖寬度調(diào)制信號，使相位僅移動規(guī)定量。文檔編號H02P6/08GK101499758SQ200810174060公開日2009年8月5日申請日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日發(fā)明者濱崎真充申請人:歐姆龍株式會社