CN111034014A - 马达控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的马达控制装置1具有：马达控制部20，其控制向马达10的供给电力；导出部30，其根据从切断从马达控制部20向马达10的电力供给在规定的条件下的马达10的端子输出的过渡特性的检测结果，来导出向马达10供给的电力的判定比率；以及调整部45，其基于判定比率，来调整向马达10供给的电力。

Description

马达控制装置
相关申请的交叉引用
本申请主张在2017年8月28日申请的日本国专利申请2017-163107号的优先权，将日本国专利申请2017-163107号的所有内容通过参照而援用于本申请。
技术领域
本发明涉及马达控制装置。
背景技术
存在在防抱死制动装置的液体供给马达中马达旋转停止后，若规定的时机下的端子电压为阈值以下，则判定为发生了异常(固定)的马达控制装置(例如，参照专利文献1)。
该马达控制装置是检测通过由马达驱动的泵从有限的容量的贮存器汲取液体而供给的液压源装置的异常的装置，具有以下部件而构成：第一驱动机构，其将上述马达驱动足够它的旋转速度实质上达到稳定速度的长度的第一规定时间；第一判定机构，其根据在该第一驱动机构对上述马达的驱动停止之后的马达的端子电压的降低的缓急来判断上述泵的固定与向上述贮存器的液漏的至少一方是否产生；第二驱动机构，其在通过该第一判定机构的判定后，将上述马达驱动比上述第一的规定时间长的、在上述贮存器充满其容量地收容有液体的情况下足够汲取全部液体的第二规定时间；以及第二判定机构，其根据在该第二驱动机构对上述马达的驱动停止之后的上述马达的端子电压的降低的缓急来判定上述泵的固定是否产生。
专利文献1：日本特开平3-96469号公报
在专利文献1中公开的马达控制装置只判定异常的有无，产生未控制为得到规定的输出这一课题。
发明内容
本发明的目的在于提供即使存在马达的特性劣化也得到规定的马达输出的马达控制装置。
基于本发明的一实施方式的马达控制装置具有下述[1]～[10]的结构。
[1]一种马达控制装置，其中，具备：马达控制部，其控制向马达的供给电力；导出部，其根据从切断从上述马达控制部向上述马达的电力供给后在规定的条件下的上述马达的端子输出的过渡特性的检测结果，来导出向上述马达供给的电力的判定比率；以及调整部，其根据上述判定比率，来调整向上述马达供给的电力。
[2]根据上述[1]所述的马达控制装置，其中，上述导出部根据从切断从上述马达控制部向上述马达的电力供给后经过了规定时间的定时的在上述马达的端子产生的电动势，来导出向上述马达供给的电力的判定比率。
[3]根据上述[1]所述的马达控制装置，其中，上述导出部根据从切断从上述马达控制部向上述马达的电力供给后在上述马达的端子产生的电动势降低至规定电压的时间，来导出向上述马达供给的电力的判定比率。
[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的马达控制装置，其中，若上述判定比率成为阈值以下，则上述调整部执行上述调整。
[5]根据上述[1]から[4]中任一项所述的马达控制装置，其中，上述马达控制部进行用于控制向上述马达的供给电力的占空比的PWM控制。
[6]根据上述[5]所述的马达控制装置，其中，上述调整部决定上述占空比以便使检测电压相对于基准电压的降低量增加。
[7]根据上述[5]所述的马达控制装置，其中，上述调整部决定上述占空比以及增益(电压)以便使检测电压相对于基准电压的降低量增加。
[8]根据上述[6]或[7]所述的马达控制装置，其中，上述调整部存储并具备上述判定比率与上述占空比对应的修正表，参照该修正表来基于上述判定比率决定上述占空比。
[9]根据上述[1]～[8]中任一项所述的马达控制装置，其中，若上述判定比率为规定值以下，则上述调整部判定为在上述马达发生了异常。
[10]根据上述[1]～[9]中任一项所述的马达控制装置，其中，上述马达是振动马达。
根据本发明的一实施方式，能够提供即使参照马达的特性劣化也得到规定的马达输出的马达控制装置。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的马达控制装置的整体结构的说明图。
图2示出马达的初始特性，是分别示出马达导通截止信号、马达控制信号(PWM信号)、马达旋转动作的状态、马达旋转速度、马达端子电压的时间图。
图3示出马达劣化后的特性，是分别示出马达导通截止信号、马达控制信号(PWM信号)、马达旋转动作的状态、马达旋转速度、马达端子电压的时间图。
图4是示出马达的初始特性的马达控制信号(PWM信号)与马达劣化后的马达控制信号(PWM信号)的说明图。
图5是示出将实施方式所涉及的马达控制装置应用于振动马达的情况的振动马达的外观的说明图。
具体实施方式
(本发明的实施方式)
本发明的实施方式所涉及的马达控制装置1具备以下部件而构成：马达控制部20，其控制向马达10的供给电力；导出部30，其根据从切断从马达控制部20向马达10的电力供给在规定的条件下的马达10的端子输出的过渡特性的检测结果，来导出向马达10供给的电力的判定比率；调整部45，其基于判定比率，来调整向马达10供给的电力。此外，马达控制部20、导出部30、调整部45能够使用后述的控制ECU40(微控制器)的一部分或者全部而构成，因此，能够共享控制ECU40的电路或者结构。
(马达10)
马达10是通过电磁力来旋转的电动机，本发明能够应用于各种马达，但在本实施方式中，作为DC有刷类型的旋转马达来进行说明。马达10的一方的端子11与马达控制部20的集电极C以及导出部30的输入部31连接。另外，另一方的端子12与接地极GND连接。
(马达控制部20)
马达控制部20控制向马达的供给电力，如图1所示，通过从控制ECU(微控制器)输出的马达控制信号Vs，作为向马达10供给电力(电流)而旋转驱动的驱动电路发挥功能。作为一个例子，马达控制部20由晶体管21构成。对晶体管21而言，基极B与控制ECU40(微控制器)的输出端口P1连接，发射极E连接于电源Vcc，集电极C连接于马达端子11。
马达控制信号Vs向晶体管21的基极B输入，与该马达控制信号Vs对应而向马达10供给规定的电流。由于马达控制信号Vs是脉冲宽度调制后的PWM信号，因此通过规定的电压值以及占空比决定供给的电力，而根据该供给的电力而决定马达输出(转速、扭矩等)。
(导出部30)
对导出部30而言，输入部31与马达10的端子11和马达控制部20的集电极C连接，输出部32连接于控制ECU40(微控制器)的输入端口P2。导出部30能够根据马达导通截止信号VONOFF，来检测马达10的端子11的电压。马达10的端子11的电压在马达10的旋转中是向马达10的供给电压与电动势的合计，在马达10的惰性旋转中、停止中能够检测马达10产生的电动势。
导出部30能够进行马达10的端子输出的过渡特性的检测。作为一个例子，导出部30能够利用控制ECU40的微控制器功能，来检测从切断向马达10的电力供给经过规定时间Δt的定时下的马达10的电动势Vm。
导出部30导出向马达10供给的电力的判定比率SD。检测从切断向马达10的电力供给经过规定时间Δt的定时下的马达10的电动势Vm，根据其对马达10的端子输出的过渡特性的检测来导出判定比率SD。该判定比率SD例如能够将从马达停止Δt时间后的马达端子电压Vm与马达10的驱动电压之比进行AD变换，而向控制ECU40输出。
此外，导出部30对马达10的端子输出的过渡特性的检测不限于上述所示的从切断向马达10的电力供给经过了规定时间的定时的马达10的电动势Vm的检测。例如，也可以是检测从切断向马达10的电力供给至马达10的电动势Vm降低至规定电压的时间等其他的过渡特性的检测。
(调整部45)
调整部45基于判定比率SD来调整向马达10供给的电力，由控制ECU40的微控制器功能构成。控制ECU40(微控制器)例如是由根据存储的程序来对取得的数据进行处理、运算等的CPU(Central Processing Unit)、作为半导体存储器的RAM(Random Access Memory)以及ROM(Read Only Memory)等构成的微型计算机。在作为存储部的ROM存储与上述的电动势Vm对应而存储于表的用于PWM控制的占空比，根据存储的程序而根据需要随时参照。
调整部45参照与判定比率SD对应的占空比，而根据该占空比来调整向马达10供给的电力。具体而言，将马达控制信号Vs以与判定比率SD对应的占空比进行脉冲宽度调制，而通过将该马达控制信号Vs(PWM信号)从输出端口P1向马达控制部20输出来调整向马达10供给的电力。
(马达控制装置1的动作)
图2示出马达的初始特性，示出在时间t1马达10导通(旋转开始)，而在时间t2马达10截止(旋转停止)。此外，所谓初始特性，是指基于马达的老化劣化等的特性劣化保持在规定范围内的情况的特性。
如图2所示，马达导通截止信号VONOFF在时间t1从LO变为Hi，在时间t2从Hi变为LO。马达控制信号Vs在时间t1～t2之间以规定的占空比D0旋转驱动。
如上述那样，若通过马达控制信号Vs驱动控制马达10，则马达10表现图2中的马达旋转动作的状态所示的那样的旋转动作。即，至时间t1为停止状态，在从时间t1至t2之间因通电电流而旋转。在时间t2以后由于不向马达10进行电力供给因此经由惰性旋转而达到停止状态。
如图2所示，马达10的旋转速度从时间t1上升，达到规定的初始特性亦即转速α。从在时间t2电力停止后，转速降低而达到停止状态。
如图2所示，对马达端子电压Vm而言，在从时间t1至t2之间外加驱动电压V0，但在时间t2以后，因马达的惯性旋转而产生的电动势被检测为马达端子电压Vm。该电动势(马达端子电压Vm)由于与马达输出对应而产生，因此随着时间逐渐降低。
在马达的初始特性中，例如，在从马达停止(时间t2)经过Δt时间后的时间t3，马达端子电压Vm变为电压V2。例如，若在从马达的旋转停止经过Δt时间后马达端子电压Vm为电压V2以上，则能够在马达的端子输出的过渡特性上判断为初始特性。
图3示出马达劣化后的特性，与图2相同地，示出在时间t1马达10导通(旋转开始)，而在时间t2马达10截止(旋转停止)。在马达劣化后，根据马达10截止(旋转停止)后的马达的端子输出的过渡特性的检测结果，调整在马达10的下次的导通(旋转开始)向马达10的电力供给，而进行马达输出的修正。马达输出的修正是指将因马达劣化后的特性而降低的输出修正到以马达的初始特性输出的规定范围内。另外，所谓马达劣化后的特性，是指基于马达的老化劣化等的特性劣化未保持在规定范围内的情况的特性。
如图3所示，马达导通截止信号VONOFF在时间t1从LO变为Hi，在时间t2从Hi变为LO。马达控制信号Vs在时间t1～t2之间以规定的占空比D0旋转驱动。
如上述那样，若通过马达控制信号Vs驱动控制马达10，则马达10表现图3中的马达旋转动作的状态所示的那样的旋转动作。即，至时间t1为停止状态，在从时间t1至t2之间因通电电流而旋转。在时间t2以后由于不向马达10进行电力供给，因此经由惰性旋转而达到停止状态。
如图3所示，马达10的旋转速度从时间t1上升，达到规定的转速β。从在时间t2电力停止后，转速降低而达到停止状态。
在这里，由于马达10具有劣化后的特性，因此上述示出的规定的转速β成为比在初始特性下输出的转速α小的值。
如图3的马达端子电压Vm的波形所示，在向马达10的通电停止后的时间t2以后，因马达的惯性旋转而产生的电动势被检测为马达端子电压Vm。该电动势(马达端子电压Vm)由于与马达输出对应而产生，因此随着时间逐渐降低。
在马达特性的劣化后，例如，在从马达停止(时间t2)经过Δt时间后的时间t3，马达端子电压Vm变为电压V3。该马达端子电压V3成为与初始特性V2相比较而言较小的值。
例如，导出部30将从马达停止(时间t2)经过Δt时间后的时间t3的马达端子电压Vm与马达10的驱动电压V0之比检测为向马达供给的电力的判定比率SD而进行计算。该判定比率SD向控制ECU40的输入端口P2输入。
如图2的马达端子电压Vm的波形所示，在初始特性中，判定比率SD为V2/V0，在马达特性的劣化后，如图3中的马达端子电压Vm的波形所示，判定比率SD变为V3/V0。
调整部45根据判定比率SD，来调整向马达10供给的电力。调整部45能够设为若判定比率SD变为阈值以下，则执行基于调整部45的调整。以下，在判定比率SD为阈值以下的情况下，对基于调整部45的调整进行说明。
调整部45将图4所示的马达的初始特性中的马达控制信号(PWM信号)修正为图4所示的马达劣化后的马达控制信号(PWM信号)。例如，将周期T、脉冲宽度T0的占空比D0的PWM信号作为周期T、脉冲宽度T1的占空比D1的PWM信号来修正占空比。即，调整部45能够决定占空比以便使检测电压的相对于基准电压V0的降低的量(V0-V3)增加。该修正后的占空比能够储存于控制ECU40内，能够到更新为止执行基于该占空比的马达驱动。
调整部45例如能够在控制ECU40内存储并具备判定比率SD与占空比对应的修正表。调整部45能够参照该修正表，而根据判定比率SD决定占空比。
如图3的马达导通截止信号ONOFF的波形所示，在马达劣化后，根据马达10截止(旋转停止)后的马达的端子输出的过渡特性的检测结果，调整马达10的下次的导通(旋转开始)，即时间t4以后的向马达10的电力供给，来进行马达特性的修正。
如图3所示，马达控制信号Vs被修正为占空比D1。另外，马达10的旋转速度通过占空比D1的修正，例如恢复为马达的初始特性亦即转速α。
上述示出的基于调整部45的向马达供给的电力调整通过基于判定比率SD的占空比的修正来进行，但不限于此。例如，也可以通过与占空比的修正一同修正增益(电压)来进行电力调整。
(马达的异常判定)
调整部45例如能够具备规定值，用于若在控制ECU40内判定比率SD为规定值以下则判定为在马达发生了异常。调整部45能够通过比较该规定值与判定比率SD，而判定为在马达发生了异常，也能够根据情况使马达驱动停止。
(应用例)
本实施方式所涉及的马达控制装置1能够应用于各种马达，但例如对图5所示的那样的振动马达能够有效地应用。
作为一个例子，图5所示的振动马达10在马达旋转轴15通过安装穴16a安装有旋转体16。如图5所示，旋转体16呈非圆形，旋转体16的重心与马达旋转轴15不一致。通过以这样的状态使振动马达10旋转驱动，能够使振动马达10整体振动而进行振动提示。
对上述的那样的振动马达10而言，旋转支承马达旋转轴15的轴承被摩损等，而马达内部的摩擦扭矩上升而振动强度降低。因此，通过引用本实施方式所涉及的马达控制装置1，能够抑制振动强度的降低。
(实施方式的效果)
根据本发明的实施方式，具有以下的那样的效果。
(1)本发明的实施方式所涉及的马达控制装置1具备以下部件而构成：马达控制部20，其控制向马达10的供给电力；导出部30，其根据从切断从马达控制部20向马达10的电力供给规定的条件下的马达10的端子输出的过渡特性的检测结果，来导出向马达10供给的电力的判定比率；以及调整部45，根据判定比率，来调整向马达10供给的电力。由于根据马达10的端子输出的过渡特性的检测结果，来调整向马达10供给的电力，因此能够抑制基于马达老化劣化的马达特性的降低。另外，由此，能够延长系统寿命。
(2)由于上述示出的内容能够通过基于调整部45的电力调整，例如，马达驱动电压的占空比的修正来实现，因此具有也不需要马达耐久性提升等成本提升这一效果。
(3)若将本实施方式所涉及的马达控制装置1对振动马达应用，则能够抑制基于马达老化劣化的振动强度降低。另外，由此，能够延长振动马达的系统寿命。
以上，对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些的实施方式仅是一个例子，不限定权利要求所涉及的发明。另外，这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离本发明的要旨的范围能够进行各种省略、置换、变更等。另外，在这些实施方式中进行了说明的特征的全部组合不一定是用于解决发明的课题的机构所必须的。并且，这些实施方式包含于发明的范围以及要旨，并且包含于权利要求中记载的发明与其均等的范围。
附图标记说明：
1...马达控制装置；10...马达；11，12...端子；20...马达控制部；21...晶体管；30...导出部；40...控制ECU；45...调整部；SD...判定比率。

Claims (10)

1.一种马达控制装置，具备：
马达控制部，其控制向马达的供给电力；
导出部，其根据从切断从上述马达控制部向上述马达的电力供给后在规定的条件下的上述马达的端子输出的过渡特性的检测结果，来导出向上述马达供给的电力的判定比率；以及
调整部，其根据上述判定比率，来调整向上述马达供给的电力。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，
上述导出部根据从切断从上述马达控制部向上述马达的电力供给后经过了规定时间的定时的在上述马达的端子产生的电动势，来导出向上述马达供给的电力的判定比率。
3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中，
上述导出部根据从切断从上述马达控制部向上述马达的电力供给后在上述马达的端子产生的电动势降低至规定电压的时间，来导出向上述马达供给的电力的判定比率。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的马达控制装置，其中，
若上述判定比率成为阈值以下，则上述调整部执行上述调整。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的马达控制装置，其中，
上述马达控制部进行用于控制向上述马达的供给电力的占空比的PWM控制。
6.根据权利要求5所述的马达控制装置，其中，
上述调整部决定上述占空比以便使检测电压相对于基准电压的降低量增加。
7.根据权利要求5所述的马达控制装置，其中，
上述调整部决定上述占空比以及增益以便使检测电压相对于基准电压的降低量增加。
8.根据权利要求6或7所述的马达控制装置，其中，
上述调整部存储并具备上述判定比率与上述占空比对应的修正表，并参照该修正表来基于上述判定比率决定上述占空比。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的马达控制装置，其中，
若上述判定比率为规定值以下，则上述调整部判定为在上述马达发生了异常。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的马达控制装置，其中，
上述马达是振动马达。
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