[发明专利]无刷电机控制装置、以及无刷电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为内燃机构（引擎（engine））的启动机（starter motor）及交流发电机使用的三相无刷电机（brushless motor）的控制装置，以及三相无刷电机的控制方法。

背景技术

一般地，作为内燃机构（引擎）的启动机及交流发电机使用的三相无刷电机（以下也会仅称为“电机”）的驱动控制方式，目前已知一种将用于检测三相无刷电机中的转子（rotor）（永久磁铁侧）的位置的复数个霍尔（Hall）元件安装在转子的周围的传感器（sensor）型驱动控制电路（参考非专利文献一）。但是，在这种传感器型驱动控制电路中，有必要在电机中设置复数个霍尔元件，另外，根据需要还有可能需要安装除转子外的转子位置检测用的磁铁等，因此成为了电机小型化和低成本化的障碍。另外，根据霍尔元件的安装情况，位置检测精度会出现偏差。所以，强烈希望能够实现一种不使用霍尔元件等的传感器来检测出转子位置的无传感器（sensorless）型驱动控制电路。

例如，生成与通过三相无刷电机（作为发电机起作用的无刷电机）的辅助线圈（sub coil）Su检测出的一相的交流输出电压的过零点（zero cross point）同步的矩形波，并基于这个矩形波生成与其他两相同步的矩形波，基于这些矩形波（转子位置检测波形），对三相无刷电机（三相交流发电机）的交流输出电压进行整流及相位控制，从而进行对蓄电池（battery）的充电的蓄电池充电装置（参考专利文献一）。

另外，同样地，还已知一种设置检测三相无刷电机的任一相的交流输出电压的辅助线圈Su，生成与通过这个辅助线圈Su检测出的一相的交流输出电压的过零点同步的矩形波，基于这个矩形波，生成与其他两相同步的矩形波，通过这些矩形波（转子位置检测波形）推定出转子位置，进行对无刷电机的驱动控制的无刷电机控制装置（参考专利文献二）。

另外，还有相关的混合动力（hybrid）车的控制装置（参考专利文献三）。这个专利文献三中记载的混合动力车的控制装置的目的在于：在电机的无传感器控制中，在使得磁极位置的检测精度提高的同时，确保所需的静音性。

在上述专利文献一记载的蓄电池充电装置中，根据被辅助线圈Su感应的相电压（交流电压）检测出过零点，基于这个过零点生成与相电压同步的矩形波，并基于这个矩形波生成与其他两相同步的矩形波，基于这些矩形波（转子位置检测波形），对三相无刷电机（三相交流发电机）的交流输出电压进行整流及相位控制，从而进行对蓄电池的充电。

但是，上述专利文献一中记载的蓄电池充电装置在开始熄火（engine stall）等的情况下，一旦引擎的引擎旋转数下降直至相电压减小到了无法检测出过零点的程度，由于不能检测出过零点，交流输出电压的相位控制变得不可能。即，从三相无刷电机（三相交流发电机）向蓄电池的充电的控制变得不可能。因此，与蓄电池相连接的装置等的外部负载有可能被施加过大的电压。

另外，在专利文献三记载的混合动力车的控制装置中，内燃机构的停止时，在引擎旋转数Ne在预定旋转数N2以上的情况下，进行作为通常的再生控制的再生动作（给蓄电池充电），在引擎旋转数Ne比预定旋转数N2小的情况下，进行电机的三相短路控制，产生制动扭矩从而使得内燃机构的旋转停止。

因此，专利文献三中记载的混合动力车的控制装置在引擎旋转数为低速旋转时（空转（idle）旋转数以下），通过电机的三相短路，产生制动扭矩来使得引擎停止，确保停止时的静音性。

但是，专利文献三中记载的混合动力车的控制装置在引擎熄火等的引擎正常工作以外的状况（例如，引擎旋转数为低速旋转时）下，三相无刷电机的电机线圈的通电状态就不被控制，外部负载就被施加过大的电压。

先行技术文献

专利文献

【专利文献一】WO2007-114272号公报

【专利文献二】WO2008-120734号公报

【专利文献三】日本特开2008-137550号公报

发明内容

本发明是鉴于这样的实际情况而发明的，本发明的一种实施方式的目的在于提供一种无刷电机控制装置以及无刷电机控制方法，当不使用位置传感器对三相无刷电机（三相交流发电机）进行控制时，在引擎熄火等的引擎正常工作以外的状况下，也能够控制三相无刷电机的电机线圈通电状态，能够避免外部负载被施加过大的电压。