Приводное устройство без датчиков, способ управления и программа для бесщеточного электродвигателя постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в бесщеточных электроприводах постоянного тока без использования датчиков. Техническим результатом является уменьшение шума посредством управления вибрацией вследствие колебаний при вращении и в потреблении необходимого только для поддержания вращения тока посредством приближения тока для приведения в действие двигателя к состоянию синхронизации. Приводное средство приводит в действие бесщеточный электродвигатель постоянного тока без датчиков посредством переключения шаблона подачи питания с постоянной частотой для определения положения поворота ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков. Средство обнаружения обнаруживает сигнал перехода через нуль, представляющий собой переключение фазы ротора. Средство вычисления вычисляет коэффициент определения синхронизации, представляющий собой процент количества обнаруженных сигналов перехода через нуль. Средство управления шириной импульса управляет шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощностью в приводном средстве так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации попадал в пределы целевого диапазона. 2 н.и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к приводному устройству без датчиков, способу управления и компьютерной программе для бесщеточного электродвигателя постоянного тока.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] При управлении без датчиков для приведения в действие бесщеточного двигателя постоянного тока (DC) без датчиков управление синхронизацией вращения выполняется посредством обнаружения сигнала перехода через нуль с нейтральной точкой обратной электродвижущей силы (например, см. патентную литературу PTL 1).

[0003] В течение запуска при управлении без датчиков выполняется чередование фазы с постоянной частотой и обнаруживается сигнал перехода через нуль, так чтобы вызвать ход бесщеточного электродвигателя постоянного тока и чтобы запустить бесщеточный электродвигатель постоянного тока.

[0004] При низкой температуре масла в двигателе масляного насоса вязкость масла является высокой, и поэтому скорость вращения ограничена по таким причинам, как кавитация. При малой скорости вращения обратная электродвижущая сила мала, и поэтому затруднено обнаружение сигнала перехода через нуль.

[0005] Было предложено осуществлять управление вращением с постоянной частотой вращения при низкой температуре в соответствии с температурой масла, и выполнять синхронизацию при достижении температурой масла высокой температуры или по прошествии некоторого периода времени, (например, см. PTL 2).

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0006] [PTL 1] JP 2003-111482 A

[PTL 2] JP 2005-214216 A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

[0007] Однако, в случае, когда двигатель вращается с постоянной частотой (выполняется чередование фазы), и приводной вращающий момент, генерируемый приводным электрическим током, больше тормозного момента, вызываемого вязкостью масла, двигатель полностью проворачивается в исходном состоянии чередования фазы, и после этого двигатель останавливается до последующего чередование фазы, и поэтому это создает шум вследствие изменения вращения.

[0008] В случае, когда двигатель вращается с постоянной частотой, и приводной вращающий момент, генерируемый приводным электрическим током, меньше тормозного момента, вызываемого вязкостью масла, двигатель проскальзывает и проворачивается позже чередования фазы, и поэтому это создает шум вследствие изменения вращения.

[0009] В случае, когда двигатель вращается с постоянной частотой, и приводной вращающий момент, генерируемый приводным электрическим током, является таким же, что и тормозной момент, вызываемый вязкостью масла, двигатель вращается, как будто бы при синхронизации, и поэтому это не создает шума вследствие изменения вращения, однако осуществление определения синхронизации затруднено по причине низкой частоты вращения.

[0010] Поэтому задача настоящего изобретения заключается в решении вышеупомянутой проблемы, и в частности задача настоящего изобретения заключается в предоставлении приводного устройства, способа управления и компьютерной программы, которые смогут уменьшить шум посредством подавления вибрации, вызываемой изменением вращения, приблизить электрический ток для вращения двигателя к электрическому току, который протекает тогда, когда достигнута синхронизация, и потреблять электрический ток, необходимый только для поддержания вращения.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[0011] Для решения упомянутой задачи приводное устройство согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения содержит приводное средство, которое приводит в действие бесщеточный электродвигатель постоянного тока без датчиков посредством чередования, с постоянным периодом, шаблона подачи питания для определения положения поворота ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, средство обнаружения, которое обнаруживает сигнал перехода через нуль, указывающий чередование фазы ротора, средство вычисления, которое вычисляет коэффициент определения синхронизации, указывающий соотношение количества обнаруженных сигналов перехода через нуль, и средство управления широтно-импульсно модулированной (ШИМ) приводной мощностью, которое управляет шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности приводного средства так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне.

[0012] В приводном устройстве согласно вышеупомянутому варианту выполнения настоящего изобретения в дополнение к вышеупомянутой конфигурации средство управления широтно-импульсно модулированной приводной мощностью выполнено с возможностью сужения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, расширения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности или поддержания ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, в соответствии с результатом сравнения первого порогового значения и коэффициента определения синхронизации или сравнения второго порогового значения, которое меньше первого порогового значения, и коэффициента определения синхронизации.

[0013] Дополнительно, в приводном устройстве согласно вышеупомянутому варианту выполнения настоящего изобретения в дополнение к вышеупомянутой конфигурации средство управления широтно-импульсно модулированной приводной мощностью выполнено с возможностью, в случае, когда коэффициент определения синхронизации меньше первого порогового значения или равен или меньше второго порогового значения при предыдущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, сужения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации меньше первого порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, и поддержания ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации равен или больше первого порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, и средство управления широтно-импульсно модулированной приводной мощностью дополнительно выполнено с возможностью, в случае, когда коэффициент определения синхронизации равен или больше первого порогового значения или больше второго порогового значения при предыдущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, расширения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации больше второго порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, и поддержания ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации равен или меньше второго порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности.

[0014] Более того, в приводном устройстве согласно вышеупомянутому варианту выполнения настоящего изобретения в дополнение к вышеупомянутой конфигурации средство управления широтно-импульсно модулированной приводной мощностью выполнено с возможностью начинать управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности с ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, которая является начальной шириной, определенной заранее.

[0015] В приводном устройстве согласно вышеупомянутому варианту выполнения настоящего изобретения в дополнение к вышеупомянутой конфигурации средство управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности выполнено с возможностью начинать управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности с ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, которая является начальной шириной, определенной в соответствии с температурой масла.

[0016] Способ управления согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения предназначен для бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, приводимого в действие посредством чередования, с постоянным периодом, шаблона подачи питания для определения положения поворота ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, включающий в себя этап обнаружения, на котором обнаруживают сигнал перехода через нуль, указывающий чередование фазы ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, этап вычисления, на котором вычисляют коэффициент определения синхронизации, указывающий соотношение количества обнаруженных сигналов перехода через нуль, и этап управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, на котором управляют шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне.

[0017] Компьютерная программа согласно дополнительному варианту выполнения настоящего изобретения должна предписывать компьютеру, который управляет бесщеточным электродвигателем постоянного тока без датчиков, приводимым в действие посредством чередования, с постоянным периодом, шаблона подачи питания для определения положения поворота ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, исполнять обработку, включающую в себя этап вычисления, на котором осуществляется вычисление коэффициента определения синхронизации, указывающего соотношение количества обнаруженных сигналов перехода через нуль, указывающих чередование фазы ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, и этап управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, на котором осуществляется управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне.

ВЫГОДНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] Согласно настоящему изобретению могут быть предоставлены приводное устройство, способ управления и компьютерная программа, которые могут уменьшать шум посредством подавления вибрации, вызываемой изменением вращения, приближать электрический ток для вращения двигателя к электрическому току, который протекает тогда, когда достигнута синхронизация, и потреблять электрический ток, необходимый только для поддержания вращения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0019] Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей пример конфигурации системы охлаждения.

Фиг. 2 является фигурой для объяснения способа приведения в действие бесщеточного электродвигателя постоянного тока и обратной электродвижущей силы двигателя.

Фиг. 3 является блок-схемой, изображающей конфигурацию функций, выполняемых посредством предписания микрокомпьютеру 21 исполнения программы управления.

Фиг. 4 является фигурой, изображающей пример взаимосвязи между коэффициентом определения синхронизации и приводной мощностью.

Фиг. 5 является фигурой, изображающей пример взаимосвязи между характеристикой коэффициента определения синхронизации и интенсивностью подачи масла при температуре масла в -30 градусов Цельсия.

Фиг. 6 является фигурой, изображающей принцип управления приводной мощностью по отношению к коэффициенту определения синхронизации.

Фиг. 7 является фигурой, изображающей пример ступенчатого значения управления приводной мощностью по отношению к коэффициенту определения синхронизации.

Фиг. 8 является фигурой, изображающей пример параметров и их значений.

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки поэтапного управления оптимальным значением.

Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки режима предыдущего повышения мощности.

Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки режима предыдущего понижения мощности.

Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки режима при переключении на минимальную/максимальную мощность.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0020] Со ссылкой на Фиг. 1-12 ниже объяснена система охлаждения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0021] Фиг. 1 является блок-схемой, изображающей пример конфигурации системы охлаждения. Система 1 охлаждения циркулирует охлаждающее масло для охлаждения таких охлаждаемых устройств, как электродвигатель и генератор электроэнергии. Система 1 охлаждения содержит контроллер 11 электрического масляного насоса, двигатель 12, насос 13, масляный поддон 14, маслоохладитель 15, охлаждаемое устройство 16, датчик 17 температуры масла и главный контроллер 18.

[0022] Контроллер 11 электрического масляного насоса приводит в действие и управляет двигателем 12 в соответствии с командой, подаваемой главным контроллером 18. Двигатель 12 является бесщеточным электродвигателем постоянного тока без датчиков и приводит в действие насос 13. Насос 13 является, например, роторным насосом прямого вытеснения и всасывает охлаждающееся масло, накапливаемое в маслосборнике масляного поддона 14, и пневматически перемещает охлаждающееся масло к охлаждаемому устройству 16 через маслоохладитель 15 посредством нагнетания. Маслоохладитель 15 рассеивает тепло проходящего через него масла. Охлаждаемое устройство 16 является электродвигателем, генератором электроэнергии и т.п., и охлаждается маслом, пневматически перемещаемым от насоса 13. Масло, которое охладило охлаждаемое устройство 16, возвращается на масляный поддон 14.

[0023] В масляном поддоне 14 выполнен датчик 17 температуры масла, который обнаруживает температуру охлаждающегося масла (упоминаемую в дальнейшем в качестве температуры масла), накопленного в маслосборнике масляного поддона 14, и предоставляет сигнал температуры масла, указывающий обнаруженную температуру, в главный контроллер 18.

[0024] Контроллер 11 электрического масляного насоса содержит микрокомпьютер 21, приводную схему 22, схему 23 обнаружения и осуществляющую связь схему 24. Микрокомпьютер 21 образован микрокомпьютером общего назначения, микрокомпьютером, предназначенным для управления двигателем и т.п., и выполнен с возможностью исполнения программы управления для выполнения различных видов задач. Микрокомпьютер 21 управляет приводной схемой 22 в соответствии с сигналом, поданным схемой 23 обнаружения, командой, поданной главным контроллером 18 и принятой осуществляющей связь схемой 24 и т.п.

[0025] Приводная схема 22 является примером приводного средства и приводит в действие двигатель 12 посредством чередования, с постоянным периодом, шаблона подачи питания для определения положения поворота ротора двигателя 12, который является бесщеточным электродвигателем постоянного тока без датчиков, на основе управления микрокомпьютера 21.

[0026] Микрокомпьютер 21 управляет частотой вращения двигателя посредством последовательного чередования шаблона подачи питания U, V, W и u, v, w приводной схемы 22 в соответствии с шаблоном подачи питания на Фиг. 2.

[0027] Дополнительно, микрокомпьютер 21 управляет приводным электрическим током двигателя посредством управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности u, v, w приводной схемы 22 на основе управления от микрокомпьютера 21, таким образом управляя приводным вращающим моментом двигателя.

[0028] Схема 23 обнаружения, которая является примером средства обнаружения, содержит фильтр, схему сравнения, логическую схему, устройство преобразования A/D (АЦП) и другие средства для обнаружения обратной электродвижущей силы двигателя 12, как показано на Фиг. 2, и генерирования сигнала, указывающего состояние двигателя 12, для предоставления его в микрокомпьютер 21. Схема 23 обнаружения обнаруживает сигнал перехода через нуль, указывающий чередование фазы ротора двигателя 12, который является бесщеточным электродвигателем постоянного тока без датчиков. Осуществляющая связь схема 24 осуществляет связь с главным контроллером 18 для получения команды от главного контроллера 18 и предоставления сигнала, указывающего состояние контроллера 11 электрического масляного насоса или двигателя 12, в главный контроллер 18.

[0029] Главный контроллер 18 содержит микрокомпьютер 31 и осуществляющую связь схему 32. Микрокомпьютер 31 образован микрокомпьютером общего назначения и выполняет различные виды обработки, такой как исполнение главной программы управления, получение сигнала температуры масла от датчика 17 температуры масла и управление контроллером 11 электрического масляного насоса. Например, осуществляющая связь схема 32 осуществляет связь с контроллером 11 электрического масляного насоса, передает команду в контроллер 11 электрического масляного насоса и получает сигнал, указывающий состояние контроллера 11 электрического масляного насоса или двигателя 12, от контроллера 11 электрического масляного насоса.

[0030] Главный контроллер 18 определяет, остановить ли двигатель 12, вращающий насос 13, предписать ли двигателю 12 функционировать в синхронизации или функционировать с управлением (поэтапным управлением оптимальным значением) на основе состояния охлаждаемого устройства 16 и сигнала температуры масла от датчика 17 температуры масла, и подает команду контроллеру 11 электрического масляного насоса через осуществляющую связь схему 32. Дополнительно, в некоторых случаях сигнал температуры масла предоставляется через осуществляющую связь схему 32 в контроллер 11 электрического масляного насоса.

[0031] Фиг. 3 является блок-схемой, изображающей конфигурацию функций, выполняемых посредством предписания микрокомпьютеру 21 исполнения программы управления. Когда микрокомпьютер 21 исполняет программу управления, то выполняется блок 51 обработки управления установкой мощности двигателя.

[0032] Когда выполняется действие синхронизации, блок 51 обработки управления установкой мощности двигателя чередует шаблон подачи питания для приведения в действие двигателя 12 синхронно с сигналом перехода через нуль на основе сигнала перехода через нуль, подаваемого схемой 23 обнаружения, устанавливает ширину импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, скомандованной главным контроллером 18 через осуществляемую связь, и подает команду ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности приводной схеме 22, таким образом управляя приведением в действие двигателя 12.

[0033] В случае функционирования с управлением (поэтапным управлением оптимальным значением) блок 51 обработки управления установкой мощности двигателя чередует шаблон подачи питания с постоянным периодом и устанавливает ширину импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности для приведения в действие двигателя 12 на основе сигнала перехода через нуль, подаваемого схемой 23 обнаружения, и подает команду ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности в приводную схему 22, таким образом управляя приведением в действие двигателя 12.

[0034] Пояснение ниже предоставлено для случая функционирования с управлением.

[0035] Блок 51 обработки управления установкой мощности двигателя содержит блок 71 вычисления коэффициента определения синхронизации, блок 72 обработки установки режима, блок 73 определения и блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности. Блок 71 вычисления коэффициента определения синхронизации, который является примером средства вычисления, вычисляет коэффициент определения синхронизации, указывающий соотношение количества сигналов перехода через нуль, обнаруженных схемой 23 обнаружения. В случае, когда двигатель 12, то есть бесщеточный электродвигатель постоянного тока без датчиков, теоретически выдает одиночный сигнал перехода через нуль на каждом электрическом углу в 60 градусов, то, например, блок 71 вычисления коэффициента определения синхронизации вычисляет, в качестве коэффициента определения синхронизации, процент, полученный делением количества сигналов перехода через нуль, поданных схемой 23 обнаружения и получаемых при выборке, при которой может быть получено вплоть до 90 сигналов перехода через нуль, на максимальное количество отсчетов выборки (90 в данном случае).

[0036] Блок 72 обработки установки режима устанавливает режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя в любой из режимов, то есть, режим предыдущего повышения мощности, режим предыдущего понижения мощности или режим переключения на минимальную/максимальную мощность, в соответствии с состоянием управления блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя. Блок 73 определения сравнивает определенное значение H, определенное значение L или определенное значение LL с коэффициентом определения синхронизации и определяет, находится ли коэффициент определения синхронизации в целевом диапазоне. Определенное значение H, определенное значение L и определенное значение LL устанавливаются заранее. Значение определенного значения H больше значения упомянутого определенного значения L, и значение определенного значения L больше значения упомянутого определенного значения LL. Блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности, который является примером средства управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, управляет шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности приводной схемы 22 так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне. Например, блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности увеличивает/уменьшает ширину импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности на основе режима блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя и результата определения блока 73 определения.

[0037] Теперь будет объяснена взаимосвязь между шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности (в дальнейшем также упоминаемой в качестве приводной мощности) и коэффициентом определения синхронизации в случае низкой температуры масла. Фиг. 4 является фигурой, изображающей пример взаимосвязи между коэффициентом определения синхронизации и приводной мощностью (в дальнейшем упоминаемой в качестве характеристики коэффициента определения синхронизации). На Фиг.4 по вертикальной оси обозначен коэффициент определения синхронизации, а по горизонтальной оси обозначена приводная мощность. На Фиг. 4 толстая линия, сплошная тонкая линия, пунктирная линия, штрихпунктирная линия и штрихпунктирная с двумя точками линия обозначают характеристики коэффициента определения синхронизации в случае, при которых температура масла составляет -35 градусов Цельсия, -30 градусов Цельсия, -25 градусов Цельсия, -20 градусов Цельсия и -15 градусов Цельсия, соответственно.

[0038] При любой из температур масла характеристика коэффициента определения синхронизации существует в инвертированной V-форме. Более подробно, когда приводная мощность увеличивается по отношению к предварительно определенному максимальному значению коэффициента определения синхронизации, значение коэффициента определения синхронизации уменьшается. Когда приводная мощность уменьшается, значение коэффициента определения синхронизации уменьшается. Вершина характеристики коэффициента определения синхронизации смещается в сторону большей приводной мощности при уменьшении температуры масла.

[0039] При увеличении температуры масла двигатель 12 может быть приведен в действие даже при малой приводной мощности, и поэтому приводная мощность в пиковом значении уменьшается (сдвигается в левую сторону на чертеже). При увеличении температуры масла и уменьшении вязкости масла вращение изменяется, и это уменьшает коэффициент определения синхронизации в пиковом значении.

[0040] Фиг. 5 является фигурой, изображающей пример взаимосвязи между характеристикой коэффициента определения синхронизации и интенсивностью подачи масла, когда температура масла составляет -30 градусов Цельсия. На Фиг. 5 прямоугольной отметкой обозначена характеристика коэффициента определения синхронизации, а круглой отметкой обозначена интенсивность подачи масла. Как показано на Фиг. 5, с увеличением приводной мощности увеличивается интенсивность подачи масла, и интенсивность подачи масла достигает пикового значения приблизительно в 0,24 л/мин. При рассмотрении взаимосвязи между интенсивностью подачи масла и характеристикой коэффициента определения синхронизации, интенсивность подачи масла находится на максимуме и достигает пикового значения, когда линия проходит по наклону на правой стороне характеристики коэффициента определения синхронизации в инвертированной V-форме, и более конкретно, когда приводная мощность составляет приблизительно 20%. В диапазоне наклона на правой стороне характеристики коэффициента определения синхронизации двигатель 12 генерирует приводной вращающий момент, который необходим и достаточен (ни слишком большой, ни слишком малый) для пневматического перемещения масла. Более конкретно, в данном диапазоне приводной вращающий момент двигателя 12 не является недостаточным и не является слишком большим. Поэтому, посредством этого можно уменьшать шум, подавляя вибрацию, вызываемую изменением вращения, приближать электрический ток для вращения двигателя 12 к электрическому току, который протекает тогда, когда достигнута синхронизация, и потреблять электрический ток, необходимый только для поддержания вращения. Даже при дополнительном увеличении приводной мощности из данного состояния интенсивность подачи масла не увеличится, а будет происходить потребление бесполезного электрического тока и увеличение шума.

[0041] Поэтому при низкой температуре масла контроллер 11 электрического масляного насоса управляет приводной мощностью так, чтобы нахождение коэффициента определения синхронизации поддерживалось на наклоне с правой стороны характеристики коэффициента определения синхронизации в инвертированной V-форме. Фиг. 6 является фигурой, изображающей принцип управления приводной мощностью по отношению к коэффициенту определения синхронизации с помощью контроллера 11 электрического масляного насоса. На Фиг. 6 изображение 1 и изображение 2 указывают характеристику коэффициента определения синхронизации в инвертированной V-форме при заданной температуре масла, а при сильном уменьшении температуры масла характеристика коэффициента определения синхронизации перемещается из изображения 2 в направлении изображения 1. В принципе, когда коэффициент определения синхронизации меньше определенного значения H, контроллер 11 электрического масляного насоса уменьшает приводную мощность на единицу, а когда коэффициент определения синхронизации больше определенного значения L, контроллер 11 электрического масляного насоса увеличивает приводную мощность на единицу. Поступая таким образом, осуществляется управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности так, чтобы коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне.

[0042] Для перемещения ширины импульса в контрольную область за самое короткое, насколько это возможно, время, в принципе, контроллер 11 электрического масляного насоса уменьшает приводную мощность на два в случае, когда коэффициент определения синхронизации меньше определенного значения LL.

[0043] В случае, когда управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности осуществляется на основе единицы измерения в 1/256, то увеличение приводной мощности на единицу означает, что ширина импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности расширяется на 0,39% по отношению к максимальному значению ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, а уменьшение приводной мощности на единицу означает, что ширина импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности сужается на 0,39% по отношению к максимальному значению ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, а уменьшение приводной мощности на два означает, что ширина импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности сужается на 0,78% по отношению к максимальному значению ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности.

[0044] Управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с контрольной начальной мощности в 20%. Более подробно, управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, которая является начальной шириной, определенной заранее.

[0045] Дополнительно, в случае, когда информация о температуре масла предоставляется от главного контроллера через осуществляющую связь схему, то контрольная начальная мощность устанавливается в соответствии с температурой масла, и например, в случае, когда температура масла составляет -30 градусов Цельсия, управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с контрольной начальной мощности в 20%, а в случае, когда температура масла составляет -15 градусов Цельсия, управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с контрольной начальной мощности в 10%. Более конкретно, управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, которая является начальной шириной, определенной в соответствии с температурой масла.

[0046] Фиг. 7 является фигурой, изображающей пример ступенчатого значения при управлении приводной мощностью по отношению к коэффициенту определения синхронизации с помощью контроллера 11 электрического масляного насоса. Как описано выше, блок 72 обработки установки режима устанавливает режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя в любой из режима предыдущего повышения мощности, режима предыдущего понижения мощности и режима переключения на минимальную/максимальную мощность в соответствии с состоянием управления, выполняемого блоком 51 обработки управления установкой мощности двигателя.

[0047] В случае, когда текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего понижения мощности, и коэффициент определения синхронизации меньше определенного значения H, приводная мощность уменьшается на единицу, и последующий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя устанавливается в режим предыдущего понижения мощности. В случае, когда текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего понижения мощности, и коэффициент определения синхронизации меньше определенного значения LL, приводная мощность уменьшается на два, и последующий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя устанавливается в режим предыдущего понижения мощности. В случае, когда текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего понижения мощности, и коэффициент определения синхронизации равен или больше определенного значения H, приводная мощность поддерживается неизменной, и последующий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя устанавливается в режим предыдущего повышения мощности. В данном случае, поддержание приводной мощности означает, что значение приводной мощности поддерживается и не изменяется.

[0048] В случае, когда текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего повышения мощности, и коэффициент определения синхронизации больше определенного значения L, приводная мощность увеличивается на единицу, и последующий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя устанавливается в режим предыдущего повышения мощности. В случае, когда текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего повышения мощности, и коэффициент определения синхронизации равен или меньше определенного значения L, приводная мощность поддерживается неизменной, и последующий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя устанавливается в режим предыдущего понижения мощности.

[0049] Фиг. 8 является фигурой, изображающей пример параметров и их значений контроллера 11 электрического масляного насоса. Например, контроллер 11 электрического масляного насоса использует определенное значение H, которое составляет 20%, определенное значение L, которое составляет 10%, определенное значение LL, которое составляет 5%, контрольную начальную мощность, которая составляет 20%, контрольное минимальное значение мощности, которое составляет 5.9%, контрольное максимальное значение мощности, которое составляет 35%, количество отсчетов выборки в коэффициенте определения синхронизации, которое составляет 90 и количество пауз в коэффициенте определения синхронизации, которое составляет 10.

[0050] В данном случае, обработка поэтапного управления оптимальным значением, объясняемая ниже, исполняется во время, когда выборка, при которой может быть получено вплоть до 90 сигналов перехода через нуль, которые являются предварительно определенным количеством в выборке, закончена, и после этого осуществление выборки приостанавливается на паузу на период осуществления выборки, в который может быть получено вплоть до 10 сигналов перехода через нуль. Более конкретно, сигналы перехода через нуль получаются за период согласно количеству отсчетов выборки в коэффициенте определения синхронизации, и осуществление выборки приостанавливается на паузу на период согласно количеству пауз в коэффициенте определения синхронизации, и данный процесс повторяется.

[0051] В случае, когда приводная мощность достигает контрольного минимального значения мощности в 5,9%, то определяется, будто она началась с положения на левой стороне характеристики коэффициента определения синхронизации, внизу наклона, и приводная мощность устанавливается в контрольное максимальное значение мощности в 35%.

[0052] Далее будет объяснена обработка поэтапного управления оптимальным значением.

[0053] Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки поэтапного управления оптимальным значением. На этапе S11 блок 72 обработки установки режима блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя определяет, является ли режим режимом паузы или нет. Управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с контрольной начальной мощности в 20%. Когда на этапе S11 определено, что режим не является режимом паузы, блок 72 обработки установки режима определяет на этапе S12, не был ли коэффициент определения синхронизации еще принят или нет. Когда на этапе S12 определено, что коэффициент определения синхронизации все еще не принят, блок 72 обработки установки режима принимает коэффициент определения синхронизации от блока 71 вычисления коэффициента определения синхронизации на этапе S13.

[0054] На этапе S14 блок 72 обработки установки режима уведомляет блок 71 вычисления коэффициента определения синхронизации о том, что принят коэффициент определения синхронизации.

[0055] На этапе S15 блок 72 обработки установки режима определяет, является ли текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя режимом предыдущего повышения мощности или нет. Когда на этапе S15 определено, что текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего повышения мощности, то процедура переходит на этап S16, и исполняется обработка режима предыдущего повышения мощности.

[0056] После обработки режима предыдущего повышения мощности блок 51 обработки управления установкой мощности двигателя подает команду ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности в приводную схему 22, и обработка поэтапного управления оптимальным значением завершается.

[0057] Когда на этапе S15 определено, что текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя не является режимом предыдущего повышения мощности, процедура переходит на этап S17, и блок 72 обработки установки режима определяет, является ли текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя режимом предыдущего понижения мощности. Когда на этапе S17 определено, что текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом предыдущего понижения мощности, процедура переходит на этап S18, и исполняется обработка режима предыдущего понижения мощности, и после этого блок 51 обработки управления установкой мощности двигателя подает команду ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности в приводную схему 22, и обработка поэтапного управления оптимальным значением завершается.

[0058] Когда на этапе S17 определено, что текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя не является режимом предыдущего понижения мощности, процедура переходит на этап S19, и блок 72 обработки установки режима определяет, является ли текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя режимом переключения на минимальную/максимальную мощность или нет. Когда на этапе S19 определено, что текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя является режимом переключения на минимальную/максимальную мощность, процедура переходит на этап S20, и исполняется обработка режима переключения на минимальную/максимальную мощность, и после этого обработка поэтапного управления оптимальным значением завершается.

[0059] Когда на этапе S19 определено, что текущий режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя не является режимом переключения на минимальную/максимальную мощность, обработка поэтапного управления оптимальным значением завершается. Когда на этапе S11 определено, что режим является режимом паузы, обработка поэтапного управления оптимальным значением завершается.

[0060] Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки режима предыдущего повышения мощности. На этапе S41 блок 73 определения сравнивает определенное значение L в 10% и коэффициент определения синхронизации и определяет, больше ли коэффициент определения синхронизации определенного значения L или нет. Когда на этапе S41 определено, что коэффициент определения синхронизации больше определенного значения L, процедура переходит на этап S42, и блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности увеличивает приводную мощность на единицу. Более конкретно, в данном случае блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности расширяет ширину импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности на 0,39% по отношению к текущей ширине импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности.

[0061] На этапе S43 блок 73 определения сравнивает приводную мощность и контрольное максимальное значение мощности в 35%, и определяет, равна ли или больше ли приводная мощность контрольного максимального значения мощности. Когда на этапе S43 определено, что приводная мощность равна или больше контрольного максимального значения мощности, процедура переходит на этап S44, и блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности устанавливает приводную мощность в контрольное максимальное значение мощности, и обработка режима предыдущего повышения мощности завершается.

[0062] Когда на этапе S43 определено, что приводная мощность не равна и не больше контрольного максимального значения мощности, обработка режима предыдущего повышения мощности завершается без дополнительной обработки.

[0063] Когда на этапе S41 определено, что коэффициент определения синхронизации не больше определенного значения L, процедура переходит на этап S45, и блок 72 обработки установки режима устанавливает режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя в режим предыдущего понижения мощности, и обработка режима предыдущего повышения мощности завершается.

[0064] Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций для объяснения обработки режима предыдущего понижения мощности. На этапе S61 блок 73 определения сравнивает определенное значение H в 20% и коэффициент определения синхронизации, и определяет, меньше ли коэффициент определения синхронизации определенного значения H или нет. Когда на этапе S61 определено, что коэффициент определения синхронизации меньше определенного значения H, процедура переходит на этап S62, и блок 73 определения сравнивает определенное значение LL в 5% и коэффициент определения синхронизации, и определяет, равен ли или меньше ли коэффициент определения синхронизации определенного значения LL или нет.

[0065] Когда на этапе S62 определено, что коэффициент определения синхронизации равен или меньше определенного значения LL, процедура переходит на этап S63, и блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности уменьшает приводную мощность на два. Более конкретно, в данном случае блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности сужает ширину импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности на 0,78% по отношению к текущей ширине импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности.

[0066] На этапе S64 блок 73 определения сравнивает контрольное минимальное значение мощности в 5,9% и приводную мощность, и определяет, равна ли или меньше ли приводная мощность контрольного минимального значения мощности или нет. Когда на этапе S64 определено, что приводная мощность равна или меньше контрольного минимального значения мощности, процедура переходит на этап S65.

[0067] На этапе S65 блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности устанавливает приводную мощность в контрольное максимальное значение мощности. На этапе S66 блок 72 обработки установки режима устанавливает режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя в режим переключения на минимальную/максимальную мощность, и обработка режима предыдущего понижения мощности завершается.

[0068] Когда на этапе S64 определено, что коэффициент определения синхронизации не равен и не меньше контрольного минимального значения мощности, обработка режима предыдущего понижения мощности завершается.

[0069] Когда на этапе S62 определено, что коэффициент определения синхронизации не равен и не меньше определенного значения LL, процедура переходит на этап S67, и блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности уменьшает приводную мощность на единицу. Более подробно, в данном случае блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности сужает ширину импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности на 0,39% по отношению к максимальному значению ширины импульса. После этого процедура переходит на этап S64.

[0070] Когда на этапе S61 определено, что коэффициент определения синхронизации не меньше определенного значения H, процедура переходит на этап S68, блок 72 обработки установки режима устанавливает режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя в режим предыдущего повышения мощности, и обработка режима предыдущего понижения мощности завершается.

[0071] Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций способа для объяснения обработки режима переключения на минимальную/максимальную мощность. На этапе S91 блок 73 определения определяет, равна ли или больше ли приводная мощность контрольного максимального значения мощности, которое составляет 35%. Когда на этапе S91 определено, что приводная мощность равна или больше контрольного максимального значения мощности, которое составляет 35%, то процедура переходит на этап S92, и блок 72 обработки установки режима устанавливает режим блока 51 обработки управления установкой мощности двигателя в режим предыдущего понижения мощности, обработка режима переключения на минимальную/максимальную мощность завершается.

[0072] Когда на этапе S91 определено, что приводная мощность не равна и не больше контрольного максимального значения мощности, которое составляет 35%, обработка режима переключения на минимальную/максимальную мощность завершается без дополнительно обработки.

[0073] Как описано выше, приводная схема 22 двигателя приводит в действие двигатель 12 в соответствии с шаблоном для чередования фазы подачи питания для определения положения поворота ротора двигателя 12, который является бесщеточным электродвигателем постоянного тока без датчиков, схема 23 обнаружения обнаруживает сигнал перехода через нуль, указывающий чередование фазы ротора, блок 71 вычисления коэффициента определения синхронизации вычисляет коэффициент определения синхронизации, указывающий соотношение количества обнаруженных сигналов перехода через нуль, блок 74 обработки увеличения/уменьшения мощности управляет шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности приводной схемы 22 так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне, и поэтому приводной вращающий момент двигателя 12 не является ни слишком большим, ни слишком малым, так что это может уменьшить шум посредством подавления вибрации, вызываемой изменением вращения, приблизить электрический ток для вращения двигателя 12 к электрическому току, который протекает тогда, когда достигнута синхронизация, и потреблять электрический ток, необходимый только для поддержания вращения.

[0074] Более конкретно, например, в случае, когда температура масла составляет -30 градусов Цельсия (Фиг.4, Фиг. 5), управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности начинается с начальной мощности в 20%, и поэтому, пока коэффициент определения синхронизации не станет равным или меньше 10% (этап S41 на Фиг. 10), поддерживается режим предыдущего повышения мощности (повторяется обработка с этапа S11 по этап S16), и приводная мощность увеличивается. Когда коэффициент определения синхронизации уменьшается в соответствии с увеличением приводной мощности, и коэффициент определения синхронизации становится равным или меньше 10% (когда приводная мощность принимает значение около 24%), режим становится режимом предыдущего понижения мощности. Затем, пока коэффициент определения синхронизации не станет равным или больше 20% (этап S61 на Фиг. 11), поддерживается режим предыдущего понижения мощности (повторяется обработка на этапах с S11 по S14, S17 и S18), и приводная мощность уменьшается. Когда коэффициент определения синхронизации увеличивается в соответствии с уменьшением приводной мощности, и коэффициент определения синхронизации становится равным или больше 20% (когда приводная мощность принимает значение около 22%), режим становится режимом предыдущего повышения мощности. Данная обработка повторяется. Более конкретно, управление может выполняться в то время, когда приводной вращающий момент двигателя 12 становится не слишком большим, не слишком малым, и может поддерживаться (Фиг. 5) состояние, при котором интенсивность подачи масла является максимальной (положение на наклоне на правой стороне характеристики коэффициента определения синхронизации).

[0075] Когда температура масла увеличивается в соответствии с данной обработкой, и, например, когда температура масла становится -25 градусов Цельсия (Фиг. 4), приводная мощность дополнительно уменьшается в режиме предыдущего понижения мощности, и управление приводной мощностью осуществляется таким образом, чтобы она принимала значения приблизительно между 17-18%. Более конкретно, управление может выполняться в то время, когда приводной вращающий момент двигателя 12 становится не слишком большим, не слишком малым при -25 градусах, и может поддерживаться состояние, при котором интенсивность подачи масла является максимальной.

[0076] В вышеупомянутом объяснении, например, был объяснен случай, при котором осуществляется управление приводной мощностью, однако может осуществляться управление амплитудой электрического тока, подаваемого в двигатель.

[0077] Следует отметить, что программа, исполняемая компьютером, может быть программой, с помощью которой обработка выполняется последовательно во времени согласно порядку, объясненному в данном документе, или может быть программой, с помощью которой обработка выполняется параллельно или с необходимой временной привязкой, например, по вызову.

[0078] Вариант осуществления настоящего изобретения не ограничен вышеупомянутыми вариантами осуществления. Возможно различное изменение вариантов осуществления настоящего изобретения без отклонения от сути настоящего изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

[0079] 1…система охлаждения, 11…контроллер электрического масляного насоса, 12…двигатель, 13…насос, 14…масляный поддон, 15…маслоохладитель, 16…охлаждаемое устройство, 17…датчик температуры масла, 18…главный контроллер, 21…микрокомпьютер, 22…приводная схема, 23…схема обнаружения, 24…осуществляющая связь схема, 31…микрокомпьютер, 32…осуществляющая связь схема, 51…блок обработки управления установкой мощности двигателя, 71…блок вычисления коэффициента определения синхронизации, 72…блок обработки установки режима, 73…блок определения, 74…блок обработки увеличения/уменьшения мощности

1. Приводное устройство, содержащее:

приводное средство, которое приводит в действие бесщеточный электродвигатель постоянного тока без датчиков посредством чередования, с постоянным периодом, шаблона подачи питания для определения положения поворота ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков;

средство обнаружения, которое обнаруживает сигнал перехода через нуль, указывающий чередование фазы ротора;

средство вычисления, которое вычисляет коэффициент определения синхронизации, указывающий соотношение количества обнаруженных сигналов перехода через нуль; и

средство управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной (ШИМ) приводной мощности, которое управляет шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности приводного средства так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне.

2. Приводное устройство по п. 1, в котором средство управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности выполнено с возможностью сужения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, расширения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности или поддержания ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, в соответствии с результатом сравнения первого порогового значения и коэффициента определения синхронизации, или сравнения второго порогового значения, которое меньше первого порогового значения, и коэффициента определения синхронизации.

3. Приводное устройство по п. 2, в котором средство управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности выполнено с возможностью, в случае, когда коэффициент определения синхронизации меньше первого порогового значения или равен или меньше второго порогового значения при предыдущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, сужения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации меньше первого порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, и поддержания ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации равен или больше первого порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, и в случае, когда коэффициент определения синхронизации равен или больше первого порогового значения или больше второго порогового значения при предыдущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, расширения ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации больше второго порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, и поддержания ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, когда коэффициент определения синхронизации равен или меньше второго порогового значения при текущем управлении шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности.

4. Приводное устройство по п. 1, в котором средство управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности выполнено с возможностью начинать управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности с ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, которая является начальной шириной, определенной заранее.

5. Приводное устройство по п. 1, в котором средство управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности выполнено с возможностью начинать управление шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности с ширины импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, которая является начальной шириной, определенной в соответствии с температурой масла.

6. Способ управления бесщеточным электродвигателем постоянного тока без датчиков, приводимым в действие посредством чередования, с постоянным периодом, шаблона подачи питания для определения положения поворота ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков, включающий в себя:

этап обнаружения, на котором обнаруживают сигнал перехода через нуль, указывающий чередование фазы ротора бесщеточного электродвигателя постоянного тока без датчиков;

этап вычисления, на котором вычисляют коэффициент определения синхронизации, указывающий соотношение количества обнаруженных сигналов перехода через нуль; и

этап управления шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности, на котором управляют шириной импульса широтно-импульсно модулированной приводной мощности так, чтобы вычисленный коэффициент определения синхронизации находился в целевом диапазоне.