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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Motoransteuervorrichtung und
ein Motoransteuerverfahren, die in der Lage sind, eine Kurzschlussbremse und
eine Umkehrbremse an einen Motor anzulegen.
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Ein
Motor kann angehalten werden, indem der Motor mit einer Kurzschlussbremse
oder einer Umkehrbremse abgebremst wird. Eine herkömmliche
Motoransteuervorrichtung weist einen Kurzschlussbremsmodus auf,
bei dem eine Kurzschlussbremse an den Motor angelegt wird, sowie
einen Umkehrbremsmodus, bei dem eine Umkehrbremse an den Motor angelegt
wird, von denen eine ausgewählt wird,
um den Motor abzubremsen und anzuhalten.
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In
dem Kurzschluss-Bremsmodus wird der Motor abgebremst, indem ein
Kurzschluss zwischen den Anschlüssen
der Motorwicklungen von drei Phasen erzeugt wird. In dem Umkehr-Bremsmodus
wird der Motor abgebremst, indem ein Umkehrstrom durch die Motorwicklungen
einer Vielzahl von Phasen angelegt wird, um die Motorwicklungen
in der Umkehrrichtung zu erregen.
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9 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Auslegung einer herkömmlichen
Motoransteuervorrichtung 1E.
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Unter
Bezugnahme auf 9 umfasst die Motoransteuervorrichtung 1E eine
Positionserfassungseinrichtung 10, eine Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 20,
eine Drehungssteuereinrichtung 30, eine Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40,
eine Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50D, eine Umkehrdrehungs-Erfassungseinrichtung 60,
eine Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70D sowie
Leistungstransistoren Q1 bis Q6. Ein Motor M1, der außerhalb
der Motoransteuervorrichtung 1E bereitgestellt wird, umfasst
einen Rotor r1 sowie Motorwicklungen L1 bis L3 zum Drehen einer
Scheibe d1 über
den Rotor r1.
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Der
Betrieb der herkömmlichen
Motoransteuervorrichtung 1E wird nunmehr unten ausführlich beschrieben
werden.
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10 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine interne Konfiguration
der Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50D, die in 9 veranschaulicht
wird.
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Während normaler
Drehung des Motors M1 gibt eine Drehmomentbefehl-Erzeugungseinrichtung 41, die
in der Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 bereitgestellt
wird, ein Drehmomentbefehlssignal S2 auf Basis eines Drehungssteuersignals
S1 von der Drehungssteuereinrichtung 30 aus. Die Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 20 empfängt das
Drehmomentbefehlssignal S2 und gibt ein Erregungsumschaltsignal
S4 mit einem Pegel gemäß dem des
Drehmomentsignals S2 zum Erregen der Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen mit einem Erregungswinkel, der auf Basis eines Positionssignals
S3 von der Positionserfassungseinrichtung 10 bestimmt wird,
an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70D aus.
Die Erregungssteuerungs-Erzeugungseinrichtung 70D erregt nacheinander
die Leistungstransistoren Q1 bis Q6 auf Basis des Erregungsumschaltsignals
S4. Die Drehungssteuereinrichtung 30 kann zum Beispiel
ein Kleinstrechner sein. Wenn das Positionssignal S3 von der Positionserfassungseinrichtung 10 empfangen
wird, zählt
der Kleinstrechner die Anzahl der Zyklen des empfangenen Positionssignals
S3, um Zähldaten
zu erhalten, und vergleicht die erhaltenen Zähldaten mit darin gespeicherten
Bezugsdaten, die der Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit entsprechen,
um das Drehungssteuerungssignal S1 gemäß dem Vergleichsergebnis auszugeben.
Die Drehmomentbefehl-Erzeugungseinrichtung 41,
die eine Glättungsschaltung
sein kann, gibt eine Gleichspannung aus, die durch Glätten des
Drehungssteuerungssignals S1 als das Drehmomentbefehlssignal S2
gewonnen wird.
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Die
Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 gibt ein Abbremsbefehlssignal
S2 auf Basis des Drehungssteuerungssignals S1 von der Drehungssteuerungseinrichtung 30 aus.
Danach empfängt
die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50D, die wie in 10 veranschaulicht
die Logikschaltungen 511d und 512d umfasst, das
Abbremsbefehlssignal S5 und ein Bremsmodus-Umschaltsignal S11 und
wählt den
Kurzschluss-Bremsmodus
oder den Umkehr-Bremsmodus aus.
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In
einem Fall, indem der Kurzschluss-Bremsmodus ausgewählt wird,
gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50D selektiv ein
Kurzschlussbremssignal/S7 auf Basis des Bremsmodus-Umschaltsignals
S11 aus. Die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70D empfängt das
Erregungsumschaltsignal S4 von der Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 20 und
das Kurzschlussbremssignal/S7, um ein Erregungssteuerungssignal
S8 an die Leistungstransistoren Q1 bis Q6 auszugeben. Auf Basis
des Erregungssteuerungssignals S8 können alle Leistungstransistoren Q1,
Q3 und Q5 eingeschaltet sein, wohingegen alle Leistungstransistoren
Q2, Q4 und Q6 gesperrt sein können.
Alternativ dazu können
alle Leistungstransistoren Q2, Q4 und Q6 eingeschaltet sein, wohingegen
alle Leistungstransistoren Q1, Q3 und Q5 gesperrt sein können, um
einen Kurzschluss zwischen den Anschlüssen der Motorwicklungen L1,
L2 und L3 von drei Phasen zu erzeugen, so dass eine elektromotorische
Gegenspannung in den Motorwicklungen L1, L2 und L3 verbraucht wird,
wodurch der Motor M1 abgebremst und angehalten wird.
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In
einem Fall, in dem der Umkehr-Bremsmodus ausgewählt wird, gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50D selektiv
ein Umkehrbremssignal S7 auf Basis des Bremsmodus-Umschaltsignals S11
aus. Die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70D empfängt das
Erregungsumschaltsignal S4 von der Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 20 und
das Umkehrbremssignal S7, um das Erregungssteuerungssignal S8 der Umkehrpolarität an die
Leistungstransistoren Q1 bis Q6 auszugeben. Die Leistungstransistoren
Q1 bis Q6 legen das Erregungssteuerungssignal S8 der Umkehrpolarität an die
Motorwicklungen L1, L2 und L3 der drei Phasen an, um die Motorwicklungen
L1, L2 und L3 in der Umkehrrichtung zu erregen, wodurch der Rotor
r1 abgebremst wird.
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In
einem solchen Fall erfasst die Umkehrdrehungs-Erfassungseinrichtung 60 eine
Umkehrdrehung zum Beispiel durch Erfassen des Zyklus des Ausgangssignals
von der Positionserfassungseinrichtung 10 unter Verwendung
eines Zeitschalters oder ähnlichem.
Insbesondere bestimmt die Umkehrdrehungs-Erfassungseinrichtung 60,
dass der Motor steht, wenn detektiert wird, dass der Zyklus des
Positionssignals S3 von der Positionserfassungseinrichtung 10 gleich
oder größer als
ein vorgegebener Wert ist, und sie gibt ein Umkehrdrehungssignal
S9 unter der Annahme aus, dass der Motor gerade be ginnt, in der
Umkehrrichtung zu drehen. Bei Empfang des Umkehrdrehungssignals
S9 unterbricht die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70D die Übergabe
des Erregungssteuerungssignals S8 an alle Motorwicklungen L1, L2
und L3. Danach kommt der Motor M1 zum vollkommenen Stillstand, nachdem
er mit der Trägheitskraft
weiter gedreht hat.
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Wie
weiter oben beschrieben worden ist, bremst die herkömmliche
Motoransteuervorrichtung den Motor M1 ab, indem sie den Kurzschluss-Bremsmodus
oder den Umkehr-Bremsmodus auswählt. Der
Kurzschluss-Bremsmodus ist dahingehend vorteilhaft, dass der Motor
M1 im Wesentlichen kein Bremsgeräusch
verursacht, und sie ist wirksam bei Drehung mit hoher Drehzahl,
da die Bremskraft in diesem Modus von der elektromotorischen Gegenspannung
abhängig
ist. Die Bremskraft nimmt jedoch ab, wenn die Anzahl der Umdrehungen
abnimmt, wodurch es lange Zeit dauert, bis der Motor zu einem völligen Stillstand
kommt.
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Andererseits
stellt der Umkehr-Bremsmodus eine große Bremskraft bereit, da die
Motorwicklungen L1 bis L3 in der Umkehrrichtung erregt werden, während der
Motor abgebremst wird. Während
Drehung mit hoher Drehzahl verursacht der Motor jedoch aufgrund
einer Phasenverschiebung ein wesentliches Geräusch. Darüber hinaus ist es schwierig,
eine Umkehrdrehung mit hoher Genauigkeit zu erfassen, und wenn die
Steuerung das Erregungssteuerungssignal S8 der Umkehrpolarität nicht
zu einem geeigneten Zeitpunkt sperrt, setzt sich die Umkehrerregung
eine Zeit lang fort, nachdem der Motor M1 anhält, wodurch der Motor M1 beginnt,
sich in der Umkehrrichtung zu drehen. Obwohl die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70D danach
aufhört,
die Motorwicklungen L1 bis L3 der drei Phasen zu erregen, wird sich
der Motor M1 mit der Trägheitskraft
eine Zeit lang weiter drehen. Daher benötigt der Motor eine lange Zeit,
um zu einem vollkommenen Stillstand zu kommen, und verursacht einen
Fehler in der Position, in der der Motor M1 anhält.
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Das
Dokument
US 5 498 944
A beschreibt eine Motorsteuervorrichtung einer automatischen
Fokussiereinrichtung, bei der der Motor innerhalb einer äußert kurzen
Zeit angehalten werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, umfasst
diese Einrichtung des Standes der Technik einen Drehgeschwindigkeits-Erfassungsmechanismus
zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit (das heißt der Winkelgeschwindigkeit) des
Motors sowie einen Steuermechanismus zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit
des Motors gemäß der von
dem Drehgeschwindigkeits-Erfassungsmechanismus erfassten Drehgeschwindigkeit.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
Motoransteuervorrichtung und eines Motoransteuerverfahrens, die
in der Lage sind, einen Motor anzuhalten und gleichzeitig das Bremsgeräusch zu
reduzieren und die Anhaltezeit zu verkürzen.
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Dies
wird durch die in den unabhängigen
Patentansprüchen
beschriebenen Merkmale erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Eine
Motoransteuervorrichtung umfasst: eine Bremsmodusumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung
zum Erfassen der Anzahl von Umdrehungen eines Rotors pro Zeiteinheit
gemäß einer Änderung in
einer Positionsbeziehung zwischen den Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen und dem Rotor, um ein Bremsmodus-Umschaltsignal zum Auswählen entweder
des Kurzschluss-Bremsmodus oder des Umkehr-Bremsmodus zum Abbremsen des Rotors
auf Basis der Anzahl von Umdrehungen auszugeben, sowie eine Steuereinrichtung
zum Ausgeben eines Erregungssteuerungssignals zum Steuern der Erregung
der Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen als Reaktion auf das
Bremsmodus-Umschaltsignal.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
die Bremsmodi gemäß der Anzahl
von Umdrehungen des Motors von einem Modus auf den anderen umzuschalten.
Daher ist es möglich,
das Bremsgeräusch
zu reduzieren und die Anhaltezeit zu verkürzen. Darüber hinaus ist es weniger wahrscheinlich,
dass ein Fehler in der Position eintritt, in der der Motor anhält.
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Eine
weitere Motoransteuervorrichtung umfasst: eine Positionserfassungseinrichtung
zum Ausgeben eines Positionssignals, das eine Positionsbeziehung
zwischen den Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen und einem
Rotor darstellt; eine Drehungser fassungseinrichtung zum Ausgeben
eines Erfassungssignals gemäß einer
Anzahl von Umdrehungen des Rotors pro Zeiteinheit; eine Drehungssteuereinrichtung
zum Ausgeben eines Drehungssteuersignals zum Steuern von Drehung
des Rotors; eine Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung zum Ausgeben
eines Drehmomentbefehlssignals gemäß dem Drehungssteuersignal
bei Empfang des Drehungssteuersignals und zum Ausgeben eines Abbremsbefehlssignals
zum Anlegen einer Kurzschlussbremse oder einer Umkehrbremse an die Drehung
des Rotors; eine Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung zum Ausgeben eines
Erregungsumschaltsignals mit einem Pegel gemäß dem des Drehmomentbefehlssignals
zum Erregen der Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen mit einem
Erregungswinkel, der auf Basis des Positionssignals bestimmt wird;
eine Drehungsbestimmungseinrichtung zum Vergleichen der Anzahl der
Umdrehungen pro Zeiteinheit, die von der Drehungserfassungseinrichtung
erfasst werden, mit einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen unter
Verwendung von Signalen, die gleich der Anzahl von Umdrehungen sind,
um ein Bremsmodus-Umschaltsignal zum Auswählen entweder der Kurzschlussbremse
oder der Umkehrbremse auszugeben; eine Bremsmodus-Umschalteinrichtung
zum Auswählen
eines der Bremsmodi auf Basis des Abbremsbefehlssignals und des
Bremsmodus-Umschaltsignals und zum Ausgeben eines Abbremsbefehlssignals,
das einen ausgewählten
Bremsmodus angibt; eine Erregungssteuerungs-Erzeugungseinrichtung
zum Ausgeben eines Erregungssteuerungssignals zum Steuern des Erregens
der Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen auf Basis des Abbremsbefehlssignals,
des Bremsmodus-Umschaltsignals und des Erregungsumschaltsignals;
sowie eine Vielzahl von Transistoren zum Zuführen einer Energie zu den Motorwicklungen
einer Vielzahl von Phasen gemäß dem Erregungssteuerungssignal.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
Bremsmodi gemäß der Anzahl
von Umdrehungen des Motors von einem auf den anderen umzuschalten.
Daher ist es möglich,
das Bremsgeräusch
zu reduzieren und die Anhaltezeit zu verkürzen. Darüber hinaus ist es weniger wahrscheinlich,
dass ein Fehler in der Position auftritt, an der der Motor anhält. Da weiterhin
die vorgegebene Anzahl von Umdrehungen, die der Umschaltbezug sein
sollen, willkürlich
eingestellt werden kann, ist es möglich, die Zeit zu steuern,
die der Motor benötigt,
um zu einem vollständigen
Stillstand zu kommen.
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Vorzugsweise
umfasst die Motoransteuervorrichtung weiterhin eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung
zum Erzeugen eines Taktsignals mit einer vorgegebenen Frequenz und
einem vorgegebenen Tastverhältnis,
wobei die Bremsmodus-Umschalteinrichtung
weiterhin das Taktsignal empfängt,
um das Bremsmodusbefehlssignal ebenfalls auf Basis des Taktsignals
auszugeben.
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Vorzugsweise
umfasst die Motoransteuervorrichtung weiterhin: eine Stromwert-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Stroms, der durch die Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen fließt; sowie
eine Stromwert-Bestimmungseinrichtung zum Vergleichen eines Erfassungssignals
von der Stromwert-Erfassungseinrichtung mit einem vorgegebenen Bezugswert
zum Ausgeben eines Stromwert-Bestimmungssignals, dessen Signalpegel
entsprechend dem Vergleichsergebnis wechselt, an die Bremsmodus-Umschalteinrichtung,
wobei die Bremsmodus-Umschalteinrichtung das Bremsmodusbefehlssignal
zu einem Zeitpunkt, der gemäß dem Stromwert-Bestimmungssignal
bestimmt wird, ausgibt.
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Vorzugsweise
umfasst die Motoransteuervorrichtung weiterhin eine Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung
zum Ausgeben eines Sperrsignals, das ein Impuls ist, der einen vorgegebenen
Zyklus hat, wenn das Bremsmodus-Umschaltsignal empfangen wird, wobei,
wenn das von der Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung ausgegebene Sperrsignal
empfangen wird, die Erregungssteuersignal-Erzeugungseinrichtung
ein Erregungssteuersignal an die Vielzahl von Transistoren ausgibt,
um eine Stromzufuhr zu den Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen
gemäß dem Sperrsignal
vorübergehend
zu unterbrechen.
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Ein
Motoransteuerverfahren für
einen Motor, das Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen; eine Vielzahl
von Transistoren zum Ansteuern der Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen; sowie eine Steuerschaltung zum Erfassen einer Anzahl
von Umdrehungen des Rotors pro Zeiteinheit entsprechend einer Änderung
der Positionsbeziehung zwischen den Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen und dem Rotor zur Steuerung eines Bremsvorganges der Vielzahl
von Transistoren umfasst, beinhaltet die Schritte: Durchführen einer
Kurzschlussbremssteuerung des Kurzschließens von Anschlussklemmen der Motorwicklungen
einer Vielzahl von Phasen miteinander, während eine Drehgeschwindigkeit
des Rotors eine erste Drehgeschwindigkeit ist, einer Umkehr bremssteuerung
des Anlegens eines Umkehrantriebsstroms an die Motorwicklungen einer
Vielzahl von Phasen, während
die Drehgeschwindigkeit des Rotors eine zweite Drehgeschwindigkeit
ist, die kleiner ist als die erste Drehgeschwindigkeit, und danach erneut
Kurzschlussbremssteuerung, während
die Drehgeschwindigkeit des Rotors eine dritte Drehgeschwindigkeit
ist, die kleiner ist als die zweite Drehgeschwindigkeit, durch die
Steuerschaltung.
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Wenn
somit die Anzahl der Umdrehungen die erste Anzahl von Umdrehungen
ist, wird die Kurzschlussbremssteuerung verwendet, wodurch Geräusche, die
bei der Abbremsung des Motors aus einer schnellen Drehung verursacht
werden, reduziert werden. Während
die Anzahl von Umdrehungen die zweite Anzahl von Umdrehungen ist,
wird die Umkehrbremssteuerung verwendet, wodurch die Drehgeschwindigkeit
des Motors rasch verringert wird. Während die Anzahl von Umdrehungen
die dritte Anzahl von Umdrehungen ist, wird die Kurzschlussbremssteuerung
erneut verwendet, und es ist möglich,
den Motor an einer genauen Position anzuhalten, ohne eine Umkehrdrehung
erfassen zu müssen, wie
dies bei dem Stand der Technik erforderlich ist.
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Ein
weiteres Ansteuerverfahren für
einen Motor, das Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen; einen
Rotor; eine Vielzahl von Transistoren zum Ansteuern der Motorwicklungen
einer Vielzahl von Phasen; sowie eine Steuerschaltung zum Erfassen einer
Anzahl von Umdrehungen des Rotors pro Zeiteinheit entsprechend einer Änderung
der Positionsbeziehung zwischen den Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen und dem Rotor zur Steuerung eines Bremsvorganges der
Vielzahl von Transistoren umfasst, beinhaltet die Schritte: Durchführen einer
Kurzschlussbremssteuerung des Kurzschließens der Anschlüsse der
Motorwicklungen einer Vielzahl von Phasen miteinander, während eine
Drehgeschwindigkeit des Rotors eine erste Drehgeschwindigkeit ist,
einer gemischten Bremssteuerung, bei der wiederholt zwischen der
Kurzschlussbremssteuerung und einer Umkehrbremssteuerung des Anlegens
eines Umkehrantriebsstroms an die Motorwicklungen einer Vielzahl
von Phasen auf Basis eines Taktsignals mit einem vorgegebenen Zyklus
und einem vorgegebenen Tastverhältnis
umgeschaltet wird, während
die Drehgeschwindigkeit des Rotors eine zweite Drehgeschwindigkeit
ist, die kleiner ist als die erste Drehgeschwindigkeit, und danach
erneut Kurzschlussbremssteuerung, während die Drehgeschwindigkeit
des Rotors eine dritte Drehgeschwindigkeit ist, die kleiner ist
als die zweite Drehgeschwindigkeit.
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Während somit
die Anzahl von Umdrehungen die zweite Anzahl von Umdrehungen ist,
wird die gemischte Bremssteuerung durchgeführt, bei der die Kurzschlussbremssteuerung
und die Umkehrbremssteuerung wiederholt von einer auf die andere
umgeschaltet werden, wodurch ein glatter Übergang von der Kurzschlussbremssteuerung
für die
erste Anzahl von Umdrehungen auf die nächste Bremssteuerung für die zweite
Anzahl von Umdrehungen realisiert wird. Somit ist es möglich, Geräusch zu
reduzieren, das im anderen Falle bei dem Bremsmodus-Übergang
auftreten kann.
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Vorzugsweise
wird ein einmaliger Impuls erzeugt, wenn zwischen der Kurzschlussbremssteuerung
und der Umkehrbremssteuerung umgeschaltet wird, um alle der Vielzahl
von Transistoren entsprechend dem einmaligen Impuls zu sperren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine interne Konfiguration
der Bremsmodus-Umschalteinrichtung.
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3 ist
ein Zeitdiagramm und veranschaulicht einen bestimmten Betrieb einer
Motoransteuervorrichtung.
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4 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine interne Konfiguration
einer Bremsmodus-Umschalteinrichtung.
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6 ist
ein Zeitdiagramm eines bestimmten Betriebs einer Motoransteuervorrichtung.
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7 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine Schemazeichnung einer Konfiguration einer herkömmlichen
Motoransteuervorrichtung.
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10 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine interne Konfiguration
einer herkömmlichen
Bremsmodus-Umschalteinrichtung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Verschiedene
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben werden.
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Es
ist zu beachten, dass gleiche Elemente in allen verschiedenen Zeichnungen
mit jeweils der gleichen Verweisziffer bezeichnet werden, einschließlich solcher,
die in Bezug auf das oben genannte herkömmliche Beispiel bereits angeführt worden
sind, und dass die Beschreibung solcher gleichen Elemente nicht
erneut wiederholt werden wird.
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ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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1 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
bei dem oben genannten herkömmlichen
Beispiel umfasst die in 1 veranschaulichte Motoransteuervorrichtung 1A eine
Positionserfassungseinrichtung 10, eine Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 20,
eine Drehungssteuereinrichtung 30, eine Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40,
eine Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A,
eine Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A sowie
Leistungstransistoren Q1 bis Q6. Die Motoransteuervorrichtung 1A umfasst
weiterhin eine Drehungserfassungseinrichtung 80 und eine
Drehungsbestimmungseinrichtung 90. Die Drehungserfassungseinrichtung 89 erfasst
die Anzahl von Umdrehungen eines Rotors r1 pro Zeiteinheit auf Basis
eines Positionssignals S3, das von der Positionserfassungseinrichtung 10 ausgegeben
wird, und gibt ein Signal S10, das die Anzahl von Umdrehungen darstellt,
aus. Die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 bestimmt, ob
das Signal S10, das von der Drehungserfassungseinrichtung 80 ausgegeben wird,
das gleich der Anzahl von Drehungen des Rotors r1 pro Zeiteinheit
ist, einen Bezugswert entsprechend einer vorgegebenen Anzahl von
Umdrehungen erreicht hat. Ein Motor M1, der außerhalb der Motoransteuervorrichtung 1A bereitgestellt
wird, umfasst den Rotor r1 sowie die Motorwicklungen L1 bis L3 zum
Drehen einer Scheibe d1 über
den Rotor r1. Darüber
hinaus umfasst die in 1 veranschaulichte Bremsmodusumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 200 eine
Positionserfassungseinrichtung 10, die Drehungserfassungseinrichtung 80 sowie
die Drehungsbestimmungseinrichtung 90. Weiterhin umfasst
die Steuereinrichtung 210 die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A und
die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A.
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Der
Betrieb der Motoransteuervorrichtung 1A, die eine solche
Konfiguration aufweist, wird nunmehr beschrieben werden. Die Drehungserfassungseinrichtung 80 erfasst
die Anzahl von Umdrehungen des Rotors r1 auf Basis der Frequenz
des Positionssignals S3, das von der Positionserfassungseinrichtung 10 ausgegeben
wird, und gibt das Positionssignal S10 aus, das die erfasste Anzahl
von Umdrehungen an die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 ausgibt.
Danach gibt die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 ein erstes
Bremsmodus-Umschaltsignal S11a (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") und ein zweites
Bremsmodus-Umschaltsignal S11 b (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") an die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A aus,
wobei ein jedes Signal einen Signalpegel aufweist, der wechselt,
wenn das Signal S10 von der Drehungserfassungseinrichtung 80 gleich
oder kleiner einem Bezugswert wird, der einer vorgegebenen Anzahl
von Umdrehungen entspricht. Beim Empfang des ersten und des zweiten
Bremsmodus-Umschaltsignals S11a und S11b von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 sowie
eines Abbremsbefehlssignals S5 von der Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 erzeugt
die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A ein
Umkehrbremssignal S7 (entsprechend dem „Bremsmodusbefehlssignal") und ein Kurzschlussbremssignal/S7
(entsprechend dem „Bremsmodusbefehlssignal") und gibt diese
aus. Beim Empfang des Umkehrbremssignals S7 und des Kurzschlussbremssignals/S7
gibt die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A ein
Erregungssteuerungssignal S8 an die Leistungstransistoren Q1 bis
Q6 entsprechend dem ausgewählten Bremsmodus
auf Basis des Erregungsumschaltsignals S4 und des Abbremsbefehlssignals
S5 aus.
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Die
Drehungserfassungseinrichtung 80 kann ein Zähler oder
ein Frequenz-Spannungs-Wandler sein.
In einem Fall, in dem ein Zähler
als die Drehungserfassungseinrichtung 80 verwendet wird,
wird eine Dekodierschaltung als die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 verwendet.
In einem solchen Fall wird die Dekodierschaltung (die Drehungsbestimmungseinrichtung 90)
mit dem Ausgang des Zählers
(der Drehungserfassungseinrichtung 80) verbunden. Der Zähler (die
Drehungserfassungseinrichtung 80) erfasst einen Zyklus,
der einer Anzahl von Umdrehungen des Rotors r1 entspricht, indem
er die Impulse eines vorgegebenen Taktsignals zählt, während er die Zählung entsprechend
einem Kantensignal einer Wellenform, die durch das Positionssignal S3
dargestellt wird, zurücksetzt.
Die Dekodierschaltung (die Drehungsbestimmungseinrichtung 90)
speichert einen vorgegebenen dekodierten Wert (einen Bezugswert)
entsprechend einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit
und gibt das erste, das zweite Bremsmodus-Umschaltsignal (S11a,
S11b) aus, wenn die Zählung
des Zählers
(der Drehungserfassungseinrichtung 80) den dekodierten Wert
erreicht.
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In
dem Fall, in dem ein Frequenz-Spannungs-Wandler als die Drehungserfassungseinrichtung 80 verwendet
wird, wird ein Spannungskomparator als die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 verwendet.
In einem solchen Fall wird der Spannungskomparator (die Drehungsbestimmungseinrichtung 90)
mit dem Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers
(der Drehungserfassungseinrichtung 80) verbunden. Der Frequenz-Spannungs-Wandler
(die Drehungserfassungseinrichtung 80) wandelt die Frequenz
des Positionssignals S3 in eine Spannung um und gibt die umgewandelte Gleichspannung
aus. Der Spannungskomparator (die Drehungsbestimmungseinrichtung 90),
die mit dem Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers (der Drehungserfassungseinrichtung 80)
verbunden ist, vergleicht eine Gleichspannung (einen Bezugswert)
entspre chend einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit
mit der Ausgangsspannung von dem Frequenz-Spannungs-Wandler (der Drehungserfassungseinrichtung 80).
Wenn die Ausgangsspannung von dem Frequenz-Spannungs-Wandler (der
Drehungserfassungseinrichtung 80) den Bezugswert erreicht,
gibt der Spannungskomparator (die Drehungsbestimmungseinrichtung 90)
das erste, das zweite Bremsmodus-Umschaltsignal
(S11a, S11b) aus.
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2 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine interne Konfiguration
der Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A. Die in 2 veranschaulichte
Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A umfasst UND-Schaltungen 511a und 514a sowie Wechselrichter 512a und 513a.
Der Wechselrichter 513a invertiert das Bremsmodus-Umschaltsignal S11b
von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90. Die UND-Schaltung 514a gibt
die UND-Verknüpfung des
ersten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 und
des Ausgangs von dem Wechselrichter 513a aus. Die UND-Schaltung 511a gibt
die UND-Verknüpfung
des Abbremsbefehlssignals S5 von der Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 und
des Ausgangs von der UND-Schaltung 514a als
das Umkehrbremssignal S7 aus. Der Wechselrichter 512a invertiert
das Umkehrbremssignal S7 von der UND-Schaltung 511a und
gibt das invertierte Signal als das Kurzschlussbremssignal/S7 aus.
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3 ist
ein Zeitdiagramm und veranschaulicht einen bestimmten Betrieb der
Motoransteuervorrichtung 1A des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
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Die
Bremsmodusumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 200 gibt
das erste Bremsmodus-Umschaltsignal S11a, das auf den H-Pegel übergeht,
wenn die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit kleiner oder gleich
einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen N1 (das heißt zum Zeitpunkt τ1), auf Basis
des Positionssignals S3 von der Positionserfassungseinrichtung 10 aus.
Analog dazu gibt die Bremsmodusumschaltsignal-Erzeugungseinheit 200 das
zweite Bremsmodus-Umschaltsignal S11b, das auf den H-Pegel übergeht,
wenn die Anzahl von Umdrehungen weniger oder gleich einer vorgegebenen Anzahl
von Umdrehungen N2 (das heißt
zu einem Zeitpunkt τ2)
wird, aus. Die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A gibt
das Umkehrbremssignal S7 und das Kurzschlussbremssignal/S7 auf Basis
der Signale S11a und S11b von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 aus.
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Wie
in 3 veranschaulicht wird, gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A während eines
Zeitraums von dem Zeitpunkt τ0,
an dem Abbremsung eingeleitet wird, bis zu einem Zeitpunkt τ1, an dem
die Anzahl von Umdrehungen auf N1 absinkt (die Anzahl von Umdrehungen
während
dieses Zeitraums entspricht der „ersten Drehgeschwindigkeit") das H-Pegel-Kurzschlussbremssignal/S7
an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A aus,
um den Kurzschlussbremsmodus auszuwählen, bei dem der Lärmpegel
gering ist. Danach, während
des folgenden Zeitraums von dem Zeitpunkt τ1, an dem die Anzahl von Umdrehungen
N1 ist (das heißt
ein etwas verringerter Zwischenwert), bis zu dem Zeitpunkt τ2, an dem
die Anzahl von Umdrehungen N2 ist (das heißt unmittelbar vor dem Erreichen eines
vollständigen
Halts) (die Anzahl von Umdrehungen in diesem Zeitraum entspricht
der „zweiten Drehgeschwindigkeit"), gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A das
H-Pegel-Umkehrbremssignal S7 an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A aus,
um den Umkehrbremsmodus auszuwählen,
in dem eine große
Bremskraft bereitgestellt wird. Danach, während des folgenden Zeitraums
von dem Zeitpunkt τ2,
an dem die Anzahl von Umdrehungen N2 ist (das heißtunmittelbar
bevor der Motor anhält),
bis zu dem Zeitpunkt τ3,
an dem der Motor anhält
(die Anzahl von Umdrehungen während
dieses Zeitraums entspricht der „dritten Drehgeschwindigkeit"), gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A das
H-Pegel-Kurzschlussbremssignal/S7 an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A aus,
um den Kurzschluss-Bremsmodus auszuwählen, durch den der Rotor r1
nicht in der umgekehrten Richtung dreht.
-
Wie
in 3 veranschaulicht wird, kommt der Motor erst zu
dem Zeitpunkt τ4
beziehungsweise zu dem Zeitpunkt τ5
zu einem völligen
Stillstand, wenn der Umkehr-Bremsmodus
oder der Kurzschluss-Bremsmodus wie bei dem Stand der Technik während des
gesamten Bremsvorganges ausgewählt
wird. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird die Anhaltezeit im Gegensatz dazu auf τ3 reduziert. Während der
schnellen Drehung (von τ0 bis τ1) wird darüber hinaus
der Kurzschluss-Bremsmodus ausgewählt, wodurch Lärmbildung
im Vergleich zu einem Fall, bei dem wie bei dem Stand der Technik
Umkehrbremsung ausgewählt
wird, reduziert wird. Weiterhin wird während langsamer Drehung (von τ1 bis τ2) der Umkehr-Bremsmodus
ausgewählt, wodurch
die Bremskraft im Vergleich zu dem Fall, bei dem wie bei dem Stand
der Technik der Kurzschluss-Bremsmodus ausgewählt wird, erhöht werden
kann. Darüber
hinaus wird, unmittelbar vor dem völligen Anhalten (von τ2 bis τ3) der Kurzschluss-Bremsmodus ausgewählt, wodurch
der Rotor r1 im Gegensatz zu dem Stand der Technik, bei dem der
Umkehr-Bremsmodus ausgewählt
wird, ohne Umkehrdrehung angehalten werden kann.
-
Wie
oben beschrieben wurde, verwendet die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
zwei Bremsen, das heißt
die Kurzschlussbremse und die Umkehrbremse, auf Basis des ersten
und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a und S11b von der
Drehungsbestimmungseinrichtung 90. Daher ist es möglich, das
Bremsgeräusch
zu reduzieren und die Anhaltezeit zu verkürzen. Auf diese Weise ist es darüber hinaus
weniger wahrscheinlich, dass ein Fehler in der Position auftritt,
in der der Motor M1 anhält.
Da der Motor weiterhin unter Verwendung der Kurzschlussbremse zum
völligen
Stillstand gebracht wird, ist es möglich, Zeit zu sparen, die
erforderlich ist, um wie bei dem Stand der Technik Umkehrdrehung
zu erfassen, wo der Motor unter Verwendung der Umkehrbremse zu einem
vollständigen
Stillstand gebracht wird.
-
Es
ist zu beachten, dass da der vorgegebene Wert, der für den Vergleich
in der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 verwendet wird,
willkürlich
eingestellt werden kann, die Zeit und die Anzahl von Malen, die
die Kurzschlussbremse und die Umkehrbremse angelegt werden, willkürlich eingestellt
werden können.
Infolgedessen kann die Anhaltezeit willkürlich verändert werden. Darüber hinaus
kann für
einen Bremsvorgang, der von einer Anzahl von Umdrehungen beginnt,
die kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist, der Bremsvorgang
mit der Umkehrbremse begonnen werden.
-
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
-
4 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung 1B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
Zusätzlich zu
den in der in 1 veranschaulichten Motoransteuervorrichtung 1A enthaltenen
Elementen umfasst die in 4 veranschaulichte Motoransteuervor richtung 1B weiterhin
eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 zum Zuführen eines
Taktsignals S12 zu der Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B zum
Umschalten der Bremsmodi untereinander.
-
Der
Betrieb der Motoransteuervorrichtung 1B, die eine solche
Konfiguration aufweist, wird nunmehr beschrieben werden.
-
Die
Drehungserfassungseinrichtung 80 erfasst die Anzahl von
Umdrehungen des Rotors r1 auf Basis des Positionssignals S3, das
von der Positionserfassungseinrichtung 10 ausgegeben wird,
und gibt das Signal S10, das die erfasste Anzahl von Umdrehungen
der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 darstellt, aus. Somit
gibt die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 das erste Bremsmodus-Umschaltsignal
S11a (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") und das zweite
Bremsmodus-Umschaltsignal
S11b (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") an die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B aus,
wobei ein jedes davon einen Signalpegel aufweist, der wechselt,
wenn das Signal S10 von der Drehungserfassungseinrichtung 80 weniger
oder gleich einem Bezugswert wird, der einer vorgegebenen Anzahl
von Umdrehungen entspricht. Weiterhin gibt die Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 das
Taktsignal S12 mit einer vorgegebenen Frequenz und einem vorgegebenen
Tastverhältnis
an die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B aus. Bei Empfang
des ersten und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a und S11b
von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90, des Abbremsbefehlssignals
S5 von der Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 und
des Taktsignals S12 von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 erzeugt
die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B das Umkehrbremssignal
S7 (entsprechend dem „Bremsmodusbefehlssignal") und das Kurzschlussbremssignal/S7 (entsprechend
dem „Bremsmodusbefehlssignal") und gibt diese
aus. Bei Empfang des Umkehrbremssignals S7 und des Kurzschlussbremssignals/S7
gibt die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A das
Erregungssteuerungssignal S8 auf Basis des Erregungssteuerungssignals
S4 und des Abbremsbefehlssignals S5 an die Leistungstransistoren Q1
bis Q6 entsprechend dem ausgewählten
Bremsmodus aus.
-
5 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine interne Konfiguration
der Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B.
-
Die
in 5 veranschaulichte Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B umfasst
UND-Schaltungen 511b, 514b und 515b sowie
Wechselrichter 512b und 513b. Der Wechselrichter 513b invertiert das
zweite Bremsmodus-Umschaltsignal S11 b von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90.
Die UND-Schaltung 514b gibt die UND-Verknüpfung des ersten Bremsmodus-Umschaltsignals
S11a von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 und des
Ausgangs des Wechselrichters 513b aus. Die UND-Schaltung 515b gibt
die UND-Verknüpfung
des Ausgangs von der UND-Schaltung 514b und des Taktsignals
S12 von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 aus. Die
UND-Schaltung 511b gibt
die UND-Verknüpfung
des Abbremsbefehlssignals S5 von der Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 und
des Ausgangs von der UND-Schaltung 515b als das Umkehrbremssignal
S7 aus. Der Wechselrichter 512b invertiert das Umkehrbremssignal
S7 von der UND-Schaltung 511b und gibt das invertierte
Signal als das Kurzschlussbremssignal/S7 aus.
-
6 ist
ein Zeitdiagramm und veranschaulicht einen bestimmten Betrieb der
Motoransteuervorrichtung 1B des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
-
Die
Bremsmodusumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 200 gibt
das erste Bremsmodus-Umschaltsignal S11a, das zu dem H-Pegel wechselt,
wenn die Anzahl von Umdrehungen des Motors M1 auf Basis des Positionssignals
S3 von der Positionserfassungseinrichtung 10 kleiner oder gleich
einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen N1 wird (das heißt zu einem
Zeitpunkt τ1).
Analog dazu gibt die Bremsmodusumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 200 das
zweite Bremsmodus-Umschaltsignal S11b aus, das zu dem H-Pegel wechselt, wenn
eine Anzahl von Umdrehungen kleiner oder gleich einer vorgegebenen
Anzahl von Umdrehungen N2 wird (das heißt zu einem Zeitpunkt τ2'). Darüber hinaus
gibt die Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 das Taktsignal
S12 mit einer vorgegebenen Frequenz und dem vorgegebenen Tastverhältnis an die
Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B aus. Die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B gibt
das Umkehrbremssignal S7 und das Kurzschlussbremssignal/S7 wie in 6 veranschaulicht
auf Basis der Signale S11a und S11b von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 sowie
des Taktsignals S12 von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 aus.
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Wie
in 6 veranschaulicht wird, gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B während eines
Zeitraums von dem Zeitpunkt τ0,
an dem Abbremsen eingeleitet wird, bis zu dem Zeitpunkt τ1, an dem
die Anzahl von Umdrehungen auf N1 abfällt (die Anzahl von Umdrehungen
während
dieses Zeitraums entspricht der „ersten Drehgeschwindigkeit"), das H-Pegel-Kurzschlussbremssignal/S7
an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A aus,
um den Kurzschluss-Bremsmodus auszuwählen, bei dem Geräuschbildung
gering ist. Danach, während
des folgenden Zeitraums von dem Zeitpunkt τ1, an dem die Anzahl von Umdrehungen
N1 ist (das heißt
ein etwas verringerter Zwischenwert), bis zu dem Zeitpunkt τ2', an dem die Anzahl
von Umdrehungen N2 ist (das heißt
unmittelbar vor dem völligen Stillstand)
(die Anzahl von Umdrehungen in diesem Zeitraum entspricht der „zweiten
Drehgeschwindigkeit"),
wird ein Mischbremsmodus ausgewählt,
wobei auf Basis des Taktsignals S12 von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 wiederholt
zwischen dem Kurzschluss-Bremsmodus mit geringer Geräuschbildung
und dem Umkehr-Bremsmodus mit großer Bremskraft umgeschaltet
wird. Danach, während
des nächsten
Zeitraums von dem Zeitpunkt τ2', an dem die Anzahl
von Umdrehungen N2 ist (das heißt
unmittelbar bevor der Motor anhält),
bis zu dem Zeitpunkt τ3', an dem der Motor
anhält
(die Anzahl von Umdrehungen während
dieses Zeitraums entspricht der „dritten Drehgeschwindigkeit"), gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B das
H-Peael-Kurzschlussbremssignal/S7 an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinheit 70A aus,
um dem Kurzschluss-Bremsmodus auszuwählen, durch den der Rotor r1
nicht in der Umkehrrichtung dreht.
-
Wie
in 6 veranschaulicht wird, kommt der Motor erst zu
einem Zeitpunkt τ4
beziehungsweise zu einem Zeitpunkt τ5 zu einem völligen Stillstand, wenn der
Umkehr-Bremsmodus
oder der Kurzschluss-Bremsmodus wie bei dem Stand der Technik während des
gesamten Bremsvorganges ausgewählt
werden. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird die Anhaltezeit im Gegensatz dazu auf τ3' reduziert. Während schneller Drehung (von τ0 bis τ1) wird der
Kurzschluss-Bremsmodus ausgewählt,
wodurch Geräuschbildung
im Vergleich zu einem Fall, in dem wie bei dem Stand der Technik der
Umkehr-Bremsmodus ausgewählt
wird, reduziert wird. Weiterhin werden bei langsamer Drehung (von τ1 bis τ2') die beiden Bremsmodi
wiederholt untereinander umgeschaltet, wodurch glatter Bremsmodus-Übergang
erreicht wird. Darüber
hinaus wird unmittelbar vor dem völligen Stillstand (von τ2' bis τ3') der Kurzschluss- Bremsmodus ausgewählt, wodurch der
Rotor r1 ohne Umkehrdrehung angehalten werden kann, im Gegensatz
zu dem Stand der Technik, bei dem der Umkehr-Bremsmodus ausgewählt wird.
-
Wie
oben beschrieben worden ist, verwendet die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B selektiv die
beiden Bremsen auf Basis des ersten und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals
S11 a und S11b von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90. Daher
ist es möglich,
Bremsgeräusch
zu reduzieren und Anhaltezeit zu verkürzen. Darüber hinaus ist es weniger wahrscheinlich,
dass ein Fehler in der Position auftritt, an der der Motor M1 anhält. Weiterhin schaltet
die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50B wiederholt
den Bremsmodus auf Basis des Taktsignals S12 von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 untereinander
um, wodurch ein glatter Bremsmodus-Übergang erzielt wird. Infolgedessen
ist es möglich,
Geräusch,
das im anderen Fall an dem Bremsmodus-Übergang auftritt, zu reduzieren.
Da der Motor weiterhin unter Verwendung der Kurzschlussbremse zu
einem völligen
Stillstand gebracht wird, ist es darüber hinaus möglich, einen
Betrag von Zeit einzusparen, die erforderlich ist, um wie bei dem Stand
der Technik Umkehrdrehung zu detektieren, wo der Motor unter Verwendung
der Umkehrbremse zu einem völligen
Stillstand gebracht wird.
-
Es
ist zu beachten, dass wenngleich das vorliegende Ausführungsbeispiel
in Bezug auf einen Fall beschrieben worden ist, bei dem der gemischte Bremsmodus
(bei dem wiederholt zwischen dem Kurzschluss-Bremsmodus und dem
Umkehr-Bremsmodus
umgeschaltet wird) während
langsamer Drehung (von τ1
bis τ2') ausgewählt wird,
das vorliegende Ausführungsbeispiel
nicht darauf beschränkt
ist, sondern dass die vorliegende Erfindung analog dazu auf Fälle anwendbar
ist, bei denen der gemischte Bremsmodus während eines Zeitraums unmittelbar nach
dem Zeitpunkt τ0,
an dem Abbremsen eingeleitet wird, ausgewählt wird. Auf diese Weise können Bremsgeräusch und
Anhaltezeit willkürlich
eingestellt werden.
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DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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7 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung 1C gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Zusätzlich zu
den in der in 1 veranschaulichten Motoransteuervorrichtung 1A enthaltenen
Elementen umfasst die in 7 veranschaulichte Motoransteuervorrichtung
weiterhin die Stromwert-Erfassungseinrichtung 110 und die
Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120.
Die Stromwert-Erfassungseinrichtung 110 empfängt ein
Stromwertsignal S13, das den Wert des durch die Motorwicklungen
L1 bis L3 fließenden
Stroms darstellt, um den Stromwert zu erfassen. Die Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120 vergleicht
den Stromwert auf Basis eines Stromwert-Erfassungssignals S14 von der Stromwert-Erfassungseinrichtung 110 mit
einem vorgegebenen Stromwert (einem Bezugswert), um ein Stromwert-Bestimmungssignal
S15 an die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50C auszugeben.
-
Der
Betrieb der Motoransteuervorrichtung 1C, die eine solche
Konfiguration aufweist, wird nunmehr beschrieben werden.
-
Zum
Beispiel erfasst die Stromwert-Erfassungseinrichtung 110 den
Wert des durch den Motor M1 fließenden Stroms durch Detektieren
eines Spannungsabfalls über
einen Widerstand R, der zwischen den Leistungstransistoren Q1 bis
Q6 und Erde eingefügt
ist, oder aber zwischen der Stromversorgung und den Leistungstransistoren
Q1 bis Q6. Der von der Stromwert-Erfassungseinrichtung 110 detektierte Stromwert
wird als das Stromwert-Erfassungssignal S14 an die Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120 ausgegeben.
Bei Empfang des Stromwert-Erfassungssignals S14 vergleicht die Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120 den
von der Stromwert-Erfassungseinrichtung 110 detektierten
Stromwert mit einem vorgegebenen Stromwert, um das Stromwert-Bestimmungssignal
S15 auszugeben, dessen Signalpegel wechselt, wenn der Wert des durch
den Motor M1 fließenden
Stroms kleiner als der vorgegebene Stromwert wird. Darüber hinaus
gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50C bei Empfang
des Abbremsbefehlssignals S5, das von der Abbremsbefehl-Erzeugungseinrichtung 40 ausgegeben
wird, das Umkehrbremssignal S7 (entsprechend dem „Bremsmodusbefehlssignal") und das Kurzschlussbremssignal/S7
(entsprechend dem „Bremsmodusbefehlssignal") auf Basis des ersten
Bremsmodus-Umschaltsignals S11a (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals
S11 b (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") von der Drehungsbestimmungsein richtung 90 und
des Stromwert-Bestimmungssignals S15 von der Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120 aus.
-
Somit
weist gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50C eine
Logikschaltungs-Konfiguration (nicht gezeigt) dergestalt auf, dass
der Kurzschluss-Bremsmodus von dem Beginn des Bremsvorganges an
bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Wert des durch den Motor M1 fließenden Stroms
kleiner oder gleich einem vorgegebenen Stromwert 11, ausgewählt wird, dass
der Umkehr-Bremsmodus
ab dem Zeitpunkt, an dem der Stromwert 11 erreicht, bis
zu dem Zeitpunkt, an dem die Anzahl der Umdrehungen N2 erreicht, ausgewählt wird
und dass der Kurzschluss-Bremsmodus, bei dem sich der Rotor r1 nicht
in der Umkehrrichtung dreht, ab dem Zeitpunkt, an dem die Anzahl
von Umdrehungen N2 erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Motor
zu einem völligen
Stillstand kommt, ausgewählt
wird. Somit gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50C das
Umkehrbremssignal S7 und das Kurzschlussbremssignal/S7 an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70A aus,
wobei jedes der Signale einen Signalpegel aufweist, der wechselt,
wenn der Bremsmodus ausgewählt
wird.
-
Infolgedessen
kann der Speisestrom während
des Zeitraums ab dem Beginn des Bremsvorganges bis zu dem Zeitpunkt,
an dem der Stromwert 11 erreicht, abgeschaltet werden und
gleichzeitig der Geräuschpegel
unterdrückt
werden. Während
des Zeitraums ab dem Zeitpunkt, an dem der Stromwert 11 erreicht,
bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Anzahl von Umdrehungen N2 erreicht,
wird eine große Bremskraft
bereitgestellt, wodurch die Zeit verkürzt wird, die benötigt wird,
bis der Motor M12 zu einem völligen
Stillstand kommt. Während
des Zeitraums ab dem Zeitpunkt, an dem die Anzahl von Umdrehungen N2
erreicht, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Motor M1 zu einem völligen Stillstand
kommt, wird der Kurzschluss-Bremsmodus ausgewählt, wodurch der Motor M1 natürlich anhält und es
nicht notwendig ist, wie bei dem Stand der Technik Umkehrdrehung
zu detektieren.
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Wie
weiter oben beschrieben wurde, verwendet die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50C mit
der Motoransteuervorrichtung 1C des vorliegenden Ausführungsbeispiels
selektiv die beiden Bremsmodi auf Basis des ersten und des zweiten
Bremsmodus-Umschaltsignals S11a und S11b von der Drehungsbestimmungseinrich tung 90 sowie
des Stromwert-Bestimmungssignals S15 von der Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120.
Daher ist es möglich,
das Bremsgeräusch
zu reduzieren und die Anhaltezeit zu verkürzen. Darüber hinaus ist es auf diese
Weise weniger wahrscheinlich, dass ein Fehler in der Position auftritt,
an der der Motor M1 anhält.
Indem weiterhin der Motor M1 mit der Kurzschlussbremse abgebremst
wird, wobei der Speisestrom entsprechend dem Stromwert des Motors
M1 abgeschaltet wird, ist es möglich,
den Stromverbrauch entsprechend dem Wert des durch den Motor M1
fließenden
Stroms zu steuern. Da weiterhin der Motor unter Verwendung der Kurzschlussbremse
zu einem völligen
Stillstand gebracht wird, ist es möglich, einen Betrag an Zeit
einzusparen, die erforderlich ist, um wie bei dem Stand der Technik,
wo der Motor unter Verwendung der Umkehrbremse zu einem völligen Stillstand
gebracht wird, um Umkehrdrehung zu erfassen.
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Es
ist zu beachten, dass die Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 des
zweiten Ausführungsbeispiels
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet
werden kann. Insbesondere können
der Kurzschluss-Bremsmodus und der Umkehr-Bremsmodus auf Basis des Taktsignals
S12, das von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 während des Zeitraums
ab dem Zeitpunkt, an dem der Stromwert 11 erreicht, bis
zu dem Zeitpunkt, an dem die Anzahl von Umdrehungen N2 erreicht,
wiederholt untereinander umgeschaltet werden. Auf diese Weise ist
bei diesem Ausführungsbeispiel
der Bremsmodus-Übergang
sanfter, und das an dem Bremsmodus-Übergang
auftretende Geräusch
wird reduziert.
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VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
-
8 ist
eine Schemazeichnung und veranschaulicht eine Konfiguration einer
Motoransteuervorrichtung 1D gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Zusätzlich zu
den in der in 1 veranschaulichten Motoransteuervorrichtung
enthaltenen Elementen umfasst die in 8 veranschaulichte Motoransteuervorrichtung 1D weiterhin
eine Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung 130. Bei Empfang
des ersten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") und des zweiten
Bremsmodus-Umschaltsignals (entsprechend dem „Bremsmodus-Umschaltsignal") gibt die Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung 130 ein
Sperrsignal S16 an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B aus.
Das Sperrsignal S16 ist ein einmaliger Impuls mit einem vorgegebenen
Zyklus, mit dem die Stromversorgung zu den Motorwicklungen L1 bis
L3 zeitweilig abgeschaltet wird.
-
Der
Betrieb der Motoransteuervorrichtung 1D, die eine solche
Konfiguration aufweist, wird nunmehr beschrieben werden.
-
Bei
Empfang des ersten und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a
und S11 b, die von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 ausgegeben
werden, gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A das
Umkehrbremssignal S7 (entsprechend den „Bremsmodusbefehlssignal") und das Kurzschlussbremssignal/S7
(entsprechend dem „Bremsmodusbefehlssignal") aus. Weiterhin
gibt die Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung 130 bei
Empfang des ersten und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a und S11b das Sperrsignal
S16 für
einen vorgegebenen Zeitraum an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B aus.
Bei Empfang des Sperrsignals S16 unterbricht die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B zeitweilig
die Zuführung
des Erregungssteuerungssignals S8, das auf Basis des Abbremsbefehlssignals S5,
des Umkehr-Bremssignals S7 und des Kurzschluss-Bremssignals/S7 ausgegeben wird, sowie des
Erregungssteuerungssignals S4, das von der Erregungsumschaltsignal-Erzeugungseinrichtung 20 ausgegeben
wird.
-
Insbesondere
gibt die Drehungsbestimmungseinrichtung 90 das erste Bremsmodus-Umschaltsignal
S11a aus, dessen Signalpegel wechselt, wenn die Anzahl von Umdrehungen,
die durch das Signal S10 von der Drehungserfassungseinrichtung 80 dargestellt
wird, kleiner oder gleich N1 wird. Bei Empfang des ersten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a
gibt die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A das H-Pegel-Umkehrbremssignal
S7 aus. Andererseits gibt die Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung 130 bei
Empfang des ersten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a das Sperrsignal
(den einmaligen Impuls) S16 für
einen vorgegebenen Zeitraum an die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B aus,
wenn das Umkehr-Bremssignal S7 von der Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A ausgegeben wird.
Bei Empfang des Abbremsbefehlssignals S5, des Umkehr-Bremsbefehls
S7 und des Sperrsignals S16 erzeugt die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B das
Erregungssteuerungssignal S8, so dass die Stromversorgung zu den
Motorwicklungen L1 bis L3 auf Basis des Erregungssteuerungssignals
S4 von der Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 20 zeitweilig
für einen vorgegebenen
Zeitraum ab dem Zeitpunkt des Umschaltens des Kurzschluss-Bremsmodus
auf den Umkehr-Bremsmodus abgeschaltet wird. Es ist zu beachten,
dass der Zyklus des Sperrsignals S16 vorzugsweise etwas länger eingestellt
wird als die Abschaltzeit der Leistungstransistoren Q1 bis Q6.
-
Auf
diese Weise schaltet die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B bei
Empfang des Sperrsignals S16 alle Leistungstransistoren Q1 bis Q6
zeitweilig ab, wodurch das Auftreten eines Durchgangsstroms an dem
Bremsmodus-Übergang verhindert
wird.
-
Wie
weiter oben beschrieben worden ist, werden die Bremsmodi mit der
Motoransteuervorrichtung 1D des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch
die Bremsmodus-Umschalteinrichtung 50A untereinander
umgeschaltet, während
die Erregungssteuerungssignal-Erzeugungseinrichtung 70B das Erregungssteuerungssignal
S8 an die Leistungstransistoren Q1 bis Q6 zum Zuführen eines
Stromes durch die Motorwicklungen L1 bis L3 übergibt, um die Leistungstransistoren
Q1 bis Q6 für
einen vorgegebenen Zeitraum abzuschalten. Daher ist es möglich, das
Auftreten eines Durchgangsstroms durch die Leistungstransistoren
Q1 bis Q6 bei dem Bremsmodus-Übergang
zu verhindern.
-
Es
ist zu beachten, dass die Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung 130 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
in den Motoransteuervorrichtungen 1B und 1C des
zweiten Ausführungsbeispiels
und des dritten Ausführungsbeispiels
verwendet werden kann. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Sperrsignal-Erzeugungseinrichtung 130 das
Sperrsignal S16 auf Basis des Taktsignals S12 von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung 100 ausgegeben
werden, wodurch es möglich
ist, einen Durchgangsstrom an dem Bremsmodus-Übergang zu verhindern. Bei dem
dritten Ausführungsbeispiel
kann das Sperrsignal S16 auf Basis des Stromwert-Bestimmungssignals
S15 von der Stromwert-Bestimmungseinrichtung 120 sowie
des ersten und des zweiten Bremsmodus-Umschaltsignals S11a und S11b
von der Drehungsbestimmungseinrichtung 90 ausgegeben werden,
wodurch es möglich
ist, einen Durchgangsstrom an dem Bremsmodus-Übergang zu verhindern.
-
Es
ist zu beachten, dass in den oben genannten ersten bis vierten Ausführungsbeispielen
ein jeder der Leistungstransistoren Q1 bis Q6 entweder ein npn-Transistor
oder ein pnp-Transistor sein kann und dass sie verschiedene Arten
von Transistoren sein können,
wie zum Beispiel ein bipolarer Transistor oder ein MOS-Transistor
(MOST). Weiterhin kann anstelle der Drehungserfassungseinrichtung 80,
die das Positionssignal S3 von der Positionserfassungseinrichtung 10 empfängt, ein
alternatives Element, das in der Lage ist, die Anzahl von Umdrehungen
des Motors M1 direkt zu erfassen (zum Beispiel ein Hallgeber), getrennt
von der Positionserfassungseinrichtung 10 bereitgestellt
werden, um die Anzahl von Umdrehungen des Motors M1 zu detektieren.
-
Mit
der Motoransteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung können die
Bremsmodi entsprechend der Anzahl von Umdrehungen des Motors untereinander
umgeschaltet werden. Daher ist es möglich, das Bremsgeräusch zu
reduzieren und die Anhaltezeit zu verkürzen. Darüber hinaus ist es auf diese
Weise weniger wahrscheinlich, dass ein Fehler in der Position auftritt,
an der der Motor anhält.