JP2004194418A - Controller of electric motor - Google Patents

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JP2004194418A
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Tomonori Kanda
智紀 神田
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Mitsuba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the damage of a switching element by preventing short circuiting current, and to reduce the cost of the controller of an electric motor. <P>SOLUTION: An FET 8 is switched to a connecting state by inputting a gate voltage GV from a pre-driver 5. This gate voltage GV is output from this pre-driver 5 when a command voltage DV is input from a control unit 4 to the pre-driver 5 via the command voltage line 15 of a positive voltage side. A short circuiting line 40 having a diode 42 provided to supply only current directed from the command voltage line 15 to a motor connecting line 13 is connected between the command voltage line 15 and the motor connecting line 13. When a power supply terminal 1a is short circuited to a reference potential, the command voltage DV is drawn to the reference voltage via the short circuiting line 40. The FET 8 becomes a cut-off state to prevent the short circuiting current from being generated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電動モータは電源から供給される電流を機械的な回転運動に変換して出力する機器であり、ワイパ装置などの自動車用部品から、OA、AV機器などの民生機器にいたるまで幅広く用いられている。そして、従来から、このような電動モータの制御には、駆動回路、プリドライバおよび制御ユニットとを備えたモータコントローラが用いられている。
【0003】
このようなモータコントローラの駆動回路としては、たとえば、電動モータの双方向駆動を可能とする所謂フルブリッジ回路を用いたものがある。フルブリッジ回路は別名Hブリッジ回路とも呼ばれており、電源の正電源電圧が供給される電源端子と基準電位となるグランド端子との間に、互いに直列に接続された2つのFET等のスイッチング素子からなる直列回路を互いに並列に2つ設けたものである。この場合、電動モータの各給電端子は、それぞれの直列回路におけるFET同士の接続部に接続されることになる。そして、このフルブリッジ回路では、互いに対角に位置するFETをオンに切り替えることにより、電動モータに一方の給電端子から他方の給電端子に向く直流電流を供給して電動モータを正転させ、また、オンに切り替えるFETを前述とは異なる組み合わせとすることにより、電動モータに前述とは逆向きの直流電流を供給して電動モータを逆転させることができる。
【0004】
これらのFETの切替えは、制御ユニットからの指令に応じて作動するプリドライバにより行われることになる。つまり、プリドライバは制御ユニットから出力される指令電圧に同期して所定のFETにゲート電圧を出力するようになっており、ゲート電圧が供給されたFETがオンに切り替えられるようになっている。
【0005】
このようなモータコントローラでは、何らかの原因により、正電圧側つまり電源端子と電動モータとの間に位置するFETがオンとなって電源端子に接続された状態の給電端子が基準電位に短絡した場合には、このFETにショート電流つまり負荷を介していない大電流が流れることになる。そして、場合によってはこのショート電流がFETの容量を越えたものとなり、FETを破損する恐れがあった。
【0006】
そのため、たとえば、特開2000−194403号公報や特開平10−020001号公報に示されるモータコントローラでは、給電端子の電流もしくは電圧を検出するための検出回路を設け、この給電端子に流れる電流が所定値以上となったときにはFETを非通電状態に切り替えてショート電流の発生を回避するようにしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような検出回路は多数の抵抗や素子により構成されているため、部品点数が増加し、この電動モータの制御装置のコスト低減の妨げとなっていた。
【0008】
本発明の目的は、短絡電流を防止してスイッチング素子の破損を防止することにある。
【0009】
また、本発明の目的は、電動モータの制御装置のコストを低減することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動モータの制御装置は、電源から電動モータに供給される電流を制御して前記電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置であって、前記電源から正電源電圧が供給される電源端子と前記電動モータとの間に電気的に接続され、切替え電圧が供給されたときに前記電動モータと前記電源端子とを接続状態に切り替える正電圧側スイッチング素子と、前記正電圧側スイッチング素子に電気的に接続され、指令電圧が入力されたときに前記正電圧側スイッチング素子に切替え電圧を出力するスイッチング素子切替え手段と、指令電圧線を介して前記スイッチング素子切替え手段に電気的に接続され、前記スイッチング素子切替え手段に指令電圧を出力する制御手段と、前記正電圧側スイッチング素子を前記電動モータに電気的に接続するモータ接続線と前記指令電圧線との間に電気的に接続され、前記指令電圧線から前記モータ接続線に向く電流のみを流す整流素子を備えた短絡線と、前記指令電圧線に設けられ、前記短絡線に流れる電流を制限する抵抗素子とを有し、前記モータ接続線が基準電位に短絡されたときには、前記短絡線を介して前記指令電圧が基準電位に引き下げられて前記正電圧側スイッチング素子が非接続状態に切り替えられることを特徴とする。
【0011】
本発明の電動モータの制御装置は、前記電動モータに第1と第2の給電端子を設け、前記第1の給電端子を第1のモータ接続線と第1の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続するとともに前記第2の給電端子を第2のモータ接続線と第2の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続し、前記第1と第2のモータ接続線と基準電位となるグランド端子との間にそれぞれ第1と第2の基準電位側スイッチング素子を設けたことを特徴とする。
【0012】
本発明にあっては、モータ接続線と指令電圧線との間に指令電圧線からモータ接続線に向く電流のみを流す整流素子を備えた短絡線を設けたので、モータ接続線が何らかの理由により基準電位に短絡された場合には、短絡線を介して指令電圧線が基準電位に短絡されることになる。したがって、スイッチング素子に向けて出力された指令電圧が基準電位に引き下げられて、スイッチング素子切替え手段によりスイッチング素子は非接続状態に切り替えられるので、短絡電流によりスイッチング素子が破損することを防止することができる。
【0013】
また、本発明にあっては、短絡線をモータ接続線と指令電圧線との間に付加するのみで短絡電流を防止することができるので、多数の電気素子を用いた回路が不要となり、部品点数を低減してこの電動モータの制御装置のコストを低減することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明の一実施の形態であるモータコントローラの概略を示す説明図である。
【0016】
図1において符号1は電動モータである。この電動モータ1は第1の給電端子1aと第2の給電端子1bとを有しており、これらの給電端子1a,1b間に直流電流を供給することにより図示しない出力軸が回転する所謂直流ブラシ付きモータとなっている。また、この電動モータ1は双方向に回転可能となっており、それぞれの給電端子1a,1bに供給する直流電流の向きを変えることによりその回転方向を変えることができるようになっている。
【0017】
これらの給電端子1a,1bに供給する直流電流を制御して、電動モータ1の作動つまり回転を制御するために、電動モータ1には電動モータの制御装置としてのモータコントローラ2が接続されている。モータコントローラ2は駆動回路3、制御ユニット4およびプリドライバ5を有しており、制御ユニット4に接続された図示しないモータスイッチからの指令に応じて電動モータ1を制御するようになっている。
【0018】
駆動回路3は図示しない電源から正電源電圧が供給される電源端子6と基準電位となるグランド端子7とを有しており、電源端子6には正電源電圧Vaが印加されている。これらの端子6,7間にはスイッチング素子としての4つのFET(Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ)8,9,10,11が設けられており、これらのFET8,9,10,11によりフルブリッジ回路12(Hブリッジ回路)が形成されている。フルブリッジ回路12は、ソース端子8aを電源端子6に接続された第1の正電圧側スイッチング素子としてのFET8とドレイン端子9bをグランド端子7に接続された第1の基準電位側スイッチング素子としてのFET9とを直列に接続してなる直列回路12aと、同様に、ソース端子10aを電源端子6に接続された第2の正電圧側スイッチング素子としてのFET10とドレイン端子11bをグランド端子7に接続された第2の基準電位側スイッチング素子としてのFET11とを直列に接続してなる直列回路12bとを有しており、これらの直列回路12a,12bを互いに並列に接続した構造となっている。また、FET8とFET9との接続部は第1のモータ接続線13により第1の給電端子1aに電気的に接続されており、同様に、FET10とFET11との接続部は第2のモータ接続線14により第2の給電端子1bに電気的に接続されている。したがって、給電端子1aはモータ接続線13とFET8とを介して電源端子6に電気的に接続され、FET9はモータ接続線13とグランド端子7との間に設けられており、給電端子1bはモータ接続線14とFET10とを介して電源端子6に電気的に接続され、FET11はモータ接続線14とグランド端子7との間に設けられている。
【0019】
これらのFET8,9,10,11は、ゲート端子8c,9c,10c,11cに切替え電圧つまりゲート電圧GVが供給されたときに接続状態つまりソース端子8a,9a,10a,11aからドレイン端子8b,9b,10b,11bに電流が流れ得るように切り替えられ、ゲート端子8c,9c,10c,11cが基準電位となったときには非接続状態つまりソース端子8a,9a,10a,11aとドレイン端子8b,9b,10b,11bと間の電流の流れが遮断されるようになっている。たとえば、FET8のゲート端子8cにゲート電圧GVが供給されると、FET8は接続状態となって電源端子6と給電端子1aとが接続状態に切り替えられることになる。
【0020】
そして、この駆動回路3では、4つのFET8,9,10,11のすべてを非接続状態とすることにより電動モータ1に対する直流電流の供給を遮断して電動モータ1を停止させることができる。また、一方の直列回路12aの正電圧側のFET8と他方の直列回路12bの基準電位側のFET11とを接続状態に切り替えることにより、給電端子1aから給電端子1bに向く直流電流を電動モータ1に供給して電動モータ1を正転させることができる。また、正転時とは対称に他方の直列回路12bの正電圧側のFET10と一方の直列回路12aの基準電位側のFET9とを接続状態に切り替えることにより、給電端子1bから給電端子1aに向く直流電流を電動モータ1に供給して電動モータ1を逆転させることができる。つまり、これらのFET8,9,10,11に対するゲート電圧GVを制御することにより電動モータ1の回転を制御することができるようになっている。
【0021】
それぞれのFET8,9,10,11に対するゲート電圧GVの制御は制御ユニット4とプリドライバ5とにより行われるようになっている。
【0022】
制御手段としての制御ユニット4は、制御信号つまり指令電圧DVを演算する図示しないマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないROMと、一時的にデータを格納する図示しないRAMなどを有する所謂マイクロコンピュータとなっており、それぞれ正電圧側のFET8,10に対応した2系統の正電圧側の指令電圧線15,16と、それぞれ基準電位側のFET9,11に対応した2系統の基準電位側の指令電圧線17,18とを介してプリドライバ5に電気的に接続されている。また、制御ユニット4には電動モータ1の動作を指示する図示しないモータスイッチが接続されており、このモータスイッチからの指令に応じて、所定の系統の指令電圧線に対する出力を、HI出力もしくはLO出力に切り替えるようになっている。
【0023】
制御ユニット4は図示しない制御系電源に接続される電源端子19と、基準電位に接続されるグランド端子20とを有しており、電源端子19には電源電圧Vbが供給されている。そして、HI出力においては、制御ユニット4は電源端子19における電源電圧Vbを指令電圧線に供給することによりプリドライバ5に指令電圧DVを出力するようになっている。つまり、制御ユニット4の出力がHI出力となったときには、プリドライバ5に指令電圧DVが供給されるようになっている。一方、LO出力においては、制御ユニット4は指令電圧線を基準電位とするようになっている。つまり、制御ユニット4の出力がLO出力となったときには、プリドライバ5には指令電圧DVは入力されない。
【0024】
正電圧側の指令電圧線15には2つの抵抗素子21,22が直列に設けられ、また、正電圧側の指令電圧線16には2つの抵抗素子23,24が直列に設けられており、これらの抵抗素子21〜24により指令電圧線15,16に流れる電流を制限して回路を保護するようになっている。また、基準電位側の指令電圧線17,18にはそれぞれ電流制限抵抗25,26が設けられており、これらの指令電圧線17,18に流れる電流を制限して回路を保護するようになっている。
【0025】
制御ユニット4から出力される指令電圧DVは基準電位よりは高いが駆動系電源による正電源電圧Vaに比較して低い値となっており、また、各FET8,9,10,11を接続状態に切り替えるゲート電圧GVよりも低い値となっている。そのため、制御ユニット4とFET8,9,10,11との間にスイッチング素子切替え手段としてのプリドライバ5を設け、このプリドライバ5により制御ユニット4から出力される指令電圧DVを各FET8,9,10,11を切替え動作させることができる切替え電圧つまりゲート電圧GVに変換するようになっている。
【0026】
プリドライバ5には電源端子27において図示しない駆動系電源から電源電圧Vcが供給され、また、グランド端子28により基準電位に接続されており、プリドライバ5はこの電源電圧Vcにより作動するようになっている。そして、プリドライバ5は、それぞれ正電圧側のFET8,10に接続される2系統の正電圧側のゲート電圧線30,31と、それぞれ基準電位側のFET9,11に接続される2系統の基準電位側のゲート電圧線32,33とを有している。また、それぞれのゲート電圧線30〜33には電流制限抵抗34〜37が設けられており、各FET8,9,10,11に対する過電流を防止するようになっている。
【0027】
プリドライバ5の出力はHI出力とLO出力とに切り替えられて出力される。HI出力においては、プリドライバ5は電源端子27における電源電圧Vcを所定のゲート電圧線に供給することによりゲート電圧GVを出力するようになっており、ゲート電圧GVは電圧信号となって所定のFETに供給されるようになっている。したがって、プリドライバ5の出力をHI出力とすることによりFETは接続状態に切り替えられることになる。一方、LO出力においては、所定のゲート電圧線はグランド端子28を介して基準電位とされることになり、FETに対してゲート電圧GVは出力されない。したがって、プリドライバ5の出力をLO出力とすることにより、所定のFETを非接続状態に切り替えることができる。
【0028】
プリドライバ5における所定のFETに対するHI出力・LO出力の切替えは制御ユニット4から入力される指令電圧DVに応じて行われるようになっている。つまり、制御ユニット4からHI出力が入力された系統に対してはプリドライバ5はその出力をHI出力とし、制御ユニット4からLO出力が入力された系統に対してはその出力をLO出力とするようになっている。そして、この動作は、各系統毎に個別に行われるようになっている。
【0029】
このモータコントローラ2には、正電圧側のFET8,10を短絡電流から保護するために、短絡線40、41が設けられている。
【0030】
短絡線40は、その一端が正電圧側の指令電圧線15の各抵抗素子21,22間に電気的に接続されており、その他端がモータ接続線13に電気的に接続されている。また、この短絡線40には整流素子としてのダイオード42が設けられており、このダイオード42により短絡線40には指令電圧線15からモータ接続線13に向く電流のみが流れることができるようになっている。つまり、指令電圧線15における電圧がモータ接続線13の電圧より低いときには短絡線40には電流が流れず、指令電圧線15における電圧がモータ接続線13の電圧より高くなったときに短絡線40に電流が流れるようになっている。同様に、短絡線41は、その一端が正電圧側の指令電圧線16の各抵抗素子23,24間に電気的に接続されており、その他端がモータ接続線14に電気的に接続されている。また、この短絡線41には整流素子としてのダイオード43が設けられており、このダイオード43により短絡線41には指令電圧線16からモータ接続線14に向く電流のみが流れることができるようになっている。つまり、指令電圧線16における電圧がモータ接続線14の電圧より低いときには短絡線41には電流が流れず、指令電圧線16における電圧がモータ接続線14の電圧より高くなったときに短絡線41に電流が流れるようになっている。
【0031】
次に、このようなモータコントローラ2による電動モータ1の制御について説明する。
【0032】
図示しないモータスイッチがオフとされて電動モータ1を停止状態とする旨の指令が制御ユニット4に入力されたときには、それぞれの系統に対する制御ユニット4の出力はLO出力とされる。したがって、プリドライバ5の各FET8,9,10,11に対する出力はLO出力となり、各FET8,9,10,11は非接続状態に維持される。つまり、図示しないモータスイッチがオフとされたときには、各FET8,9,10,11が非接続状態とされることにより、給電端子1a,1bは電源端子6およびグランド端子7と遮断され、電動モータ1は電流が供給されずに停止状態を維持することになる。このとき、制御ユニット4の出力はLO出力であるため各正電圧側の指令電圧線15,16には電圧が生じず、また、給電端子1a,1bつまりモータ接続線13,14にも電圧が印加されていないので、短絡線40,41には電流は流れない。
【0033】
次に、この状態から図示しないモータスイッチが正転側にオンされて電動モータ1を正転方向に回転させる旨の指令が制御ユニット4に入力されると、制御ユニット4の一方の正電圧側の指令電圧線15と一方の基準電位側の指令電圧線18とに対する出力はHI出力とされ、他方の正電圧側の指令電圧線16と他方の基準電位側の指令電圧線17に対する出力はLO出力とされる。したがって、プリドライバ5の一方の正電圧側のFET8と一方の基準電位側のFET11に対する出力はHI出力となり、他方の正電圧側のFET10と他方の基準電位側のFET9に対する出力はLO出力となる。これにより、FET8とFET11とはゲート端子8c,11cにゲート電圧GVが供給されることにより接続状態に切り替えられ、また、FET9とFET10とはゲート端子9c,10cが基準電位となって非接続状態のまま維持されることになる。したがって、給電端子1aはFET8を介して電源端子6に接続され、また、給電端子1bはFET11を介してグランド端子7に接続されることになり、電動モータ1には給電端子1aから給電端子1bに向かう直流電流が流れて電動モータ1は正転することになる。
【0034】
このとき、正電圧側の指令電圧線15はHI出力となっているため指令電圧DVつまり電源電圧Vbが印加され、これに対してモータ接続線13には電源端子6の正電源電圧Vaが印加されているので、モータ接続線13における電圧が指令電圧線15における電圧より高くなって短絡線40には電流は流れない。また、正電圧側の指令電圧線16はLO出力であるため基準電位となっており、また、モータ接続線14はグランド端子7に接続されて基準電位となっているので、短絡線41には電流は流れない。
【0035】
次に、この状態から図示しないモータスイッチが逆転側にオンとされ電動モータ1を逆転方向に回転させる旨の指令が制御ユニット4に入力されると、制御ユニット4の一方の正電圧側の指令電圧線15と一方の基準電位側の指令電圧線18とに対する出力はLO出力とされ、他方の正電圧側の指令電圧線16と他方の基準電位側の指令電圧線17に対する出力はHI出力とされる。したがって、プリドライバ5の一方の正電圧側のFET8と一方の基準電位側のFET11に対する出力はLO出力となり、他方の正電圧側のFET10と他方の基準電位側のFET9に対する出力はHI出力となる。これにより、FET8とFET11とはゲート端子8c,11cが基準電位となって非接続状態のまま維持され、FET9とFET10とはゲート端子9c,10cにゲート電圧GVが供給されることにより接続状態に切り替えられることになる。したがって、給電端子1bはFET10を介して電源端子6に接続され、また、給電端子1aはFET9を介してグランド端子7に接続されることになり、電動モータ1には給電端子1bから給電端子1aに向かう電流が流れて電動モータ1は逆転することになる。
【0036】
このとき、正電圧側の指令電圧線16はHI出力となっているため指令電圧DVつまり電源電圧Vbが印加され、これに対してモータ接続線14には電源端子6の正電源電圧Vaが印加されているので、モータ接続線14における電圧が指令電圧線16における電圧より高くなって短絡線41には電流は流れない。また、正電圧側の指令電圧線15はLO出力であるため基準電位となっており、また、モータ接続線13はグランド端子7に接続されて基準電位となっているので、短絡線40には電流は流れない。
【0037】
このモータコントローラ2では、正電圧側の指令電圧線15に対する出力と基準電位側の指令電圧線18に対する出力とがHI出力となって電動モータ1が正転方向に駆動されているとき、何らかの原因により、図中波線で示すように、給電端子1aが基準電位に短絡された場合には、接続状態となっている正電圧側のFET8を非接続状態に切り替えて短絡電流を防止するようになっている。以下に、このモータコントローラ2の短絡電流の防止動作について説明する。
【0038】
給電端子1aが基準電位に短絡されるとモータ接続線13の電位は基準電位にまで引き下げられることになる。そのため、HI出力となった正電圧側の指令電圧線15における指令電圧DVは、基準電位となったモータ接続線13における電圧つまり基準電圧より高くなるので、短絡線40には指令電圧線15からモータ接続線13に向く電流が流れることになる。なお、短絡線40に流れる電流は抵抗素子21により所定の値に制限され、過電流を防止してダイオード42を保護するようになっている。
【0039】
これにより、正電圧側の指令電圧線15は、短絡線42、モータ接続線13および給電端子1aを介して基準電位に短絡されることになり、正電圧側の指令電圧線15における指令電圧DVも基準電位にまで引き下げられる。したがって、プリドライバ5には、この正電圧側の指令電圧線15を介して基準電位つまりLO出力が入力されることになり、プリドライバ5はFET8に対する出力をHI出力からLO出力に切り替えることになる。したがって、正電圧側のFET8は接続状態から非接続状態に切り替えられて電源端子6と給電端子1aとを遮断することになる。つまり、給電端子1aが基準電位に短絡された場合には、正電圧側のFET8が非接続状態に切り替えられて電源端子6と給電端子1aとを遮断することにより、短絡電流の発生が防止されることになる。
【0040】
このように、本発明のモータコントローラ2では、正電圧側のFET8が接続状態となって電源端子6から給電端子1aに直流電流が供給されているときに、給電端子1aが何らかの原因により基準電位に短絡された場合には、正電圧側の指令電圧線15が短絡線40を介して基準電位に短絡されることにより正電圧側の指令電圧線15を介したプリドライバ5への入力はLO出力となるので、FET8は非接続状態に切り替えられて短絡電流の発生が防止され、FET8の破損を防止することができる。
【0041】
また、正電圧側の指令電圧線15とモータ接続線13との間に短絡線40を設けるのみで短絡電流を防止することができるので、FET8を短絡電流から保護する機能を有するモータコントローラ2のコストを低減することができる。
【0042】
同様に、制御ユニット4の正電圧側の指令電圧線16に対する出力と基準電位側の指令電圧線17に対する出力とがHI出力となって電動モータ1が逆転方向に駆動されているときに、給電端子1bが基準電位に短絡された場合には、正電圧側の指令電圧線16は、短絡線41、モータ接続線14および給電端子1bを介して基準電位に短絡されることになり、正電圧側の指令電圧線16における指令電圧DVも基準電位にまで引き下げられる。したがって、プリドライバ5には、この正電圧側の指令電圧線16を介して基準電位つまりLO出力が入力されることになり、プリドライバ5はFET10に対する出力をHI出力からLO出力に切り替えることになる。したがって、正電圧側のFET10は接続状態から非接続状態に切り替えられて電源端子6と給電端子1bとを遮断することになる。つまり、給電端子1bが基準電位に短絡された場合には、正電圧側のFET10が非接続状態に切り替えられて電源端子6と給電端子1bとを遮断することにより、短絡電流の発生が防止されることになる。
【0043】
なお、本実施の形態においては、短絡電流の防止動作を、給電端子1aもしくは給電端子1bが基準電位に短絡された場合つまりモータ接続線13もしくはモータ接続線14が給電端子1aもしくは給電端子1bを介して基準電位に短絡された場合について説明しているが、これに限らず、電動モータ1と正電圧側のFET8,10との間が短絡されていれば、たとえばモータ接続線13,14が直接基準電位に短絡された場合であっても同様の動作が行われることになる。
【0044】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、駆動回路3は双方向駆動回路であるフルブリッジ回路となっているが、これに限らず、電動モータ1と電源端子6との間にスイッチング素子が設けられているものであれば、単一方向駆動回路やハーフブリッジ回路など、他の駆動回路としてもよい。
【0045】
また、前記実施の形態においては、電動モータ1は2つの給電端子1a,1bを有する直流ブラシ付きモータとなっているが、これに限らず、2つ以上の給電端子を有する複数相のブラシレスモータとしてもよい。この場合、短絡線は、給電端子と電源端子との間に設けられたスイッチング素子と給電端子との間と、スイッチング素子に対して切替え信号を出力する切替え信号線との間に電気的に接続されることになる。
【0046】
さらに、前記実施の形態においては、スイッチング素子はFETとされているが、これに限らず、トランジスタやパワーMOSFETなど、切替え電圧により電源端子6と給電端子1a,1bとの間を接続状態と非接続状態とに切り替えられるものであれば、他のスイッチング素子としてもよい。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ接続線が何らかの理由により基準電位に短絡された場合には、短絡線を介して指令電圧線が基準電位に短絡されることにより指令電圧が基準電位に引き下げられるので、スイッチング素子切替え手段によりスイッチング素子が非接続状態に切り替えられ、短絡電流によりスイッチング素子が破損されることが防止される。
【0048】
また、本発明によれば、短絡線をモータ接続線と指令電圧線との間に付加するのみで短絡電流を防止することができるので、多数の電気素子を用いた回路が不要となり、部品点数を低減してこの電動モータの制御装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるモータコントローラの概略を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電動モータ
1a 第1の給電端子
1b 第2の給電端子
2 モータコントローラ
3 駆動回路
4 制御ユニット
5 プリドライバ
6 電源端子
7 グランド端子
8,9,10,11 FET
8a,9a,10a,11a ソース端子
8b,9b,10b,11b ドレイン端子
8c,9c,10c,11c ゲート端子
12 フルブリッジ回路
12a,12b 直列回路
13 第1のモータ接続線
14 第2のモータ接続線
15,16 正電圧側の指令電圧線
17,18 基準電位側の指令電圧線
19 電源端子
20 グランド端子
21〜24 抵抗素子
25,26 電流制限抵抗
27 電源端子
28 グランド端子
30,31 正電圧側のゲート電圧線
32,33 基準電位側のゲート電圧線
34〜37 電流制限抵抗
40,41 短絡線
42 ダイオード
43 ダイオード
Va 正電源電圧
GV ゲート電圧
DV 指令電圧
Vb 電源電圧
Vc 電源電圧
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor control device that controls the operation of an electric motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Electric motors are devices that convert current supplied from a power supply into mechanical rotary motion and output the same, and are widely used from automotive parts such as wiper devices to consumer devices such as OA and AV devices. . Conventionally, a motor controller including a drive circuit, a pre-driver and a control unit has been used for controlling such an electric motor.
[0003]
As a drive circuit for such a motor controller, for example, there is a drive circuit using a so-called full bridge circuit that enables bidirectional driving of an electric motor. A full-bridge circuit is also called an H-bridge circuit. A switching element such as two FETs connected in series between a power supply terminal to which a positive power supply voltage of a power supply is supplied and a ground terminal serving as a reference potential. Are provided in parallel with each other. In this case, each power supply terminal of the electric motor is connected to a connection between FETs in each series circuit. Then, in this full bridge circuit, by switching on the FETs located diagonally to each other, a direct current is supplied to the electric motor from one power supply terminal to the other power supply terminal to cause the electric motor to rotate forward, and By using a different combination of FETs for turning on and off, the electric motor can be supplied with a DC current in the opposite direction to rotate the electric motor in the reverse direction.
[0004]
Switching of these FETs is performed by a pre-driver that operates according to a command from the control unit. That is, the pre-driver outputs the gate voltage to a predetermined FET in synchronization with the command voltage output from the control unit, and the FET supplied with the gate voltage is turned on.
[0005]
In such a motor controller, if for some reason the FET located on the positive voltage side, that is, between the power supply terminal and the electric motor is turned on and the power supply terminal connected to the power supply terminal is short-circuited to the reference potential, Means that a short current, that is, a large current that does not pass through a load, flows through this FET. In some cases, the short-circuit current exceeds the capacity of the FET, and the FET may be damaged.
[0006]
Therefore, for example, in a motor controller disclosed in JP-A-2000-194403 or JP-A-10-020001, a detection circuit for detecting a current or a voltage of a power supply terminal is provided, and a current flowing through the power supply terminal is determined by a predetermined value. When the value becomes equal to or more than the value, the FET is switched to the non-conductive state to avoid the occurrence of the short-circuit current.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since such a detection circuit is constituted by a large number of resistors and elements, the number of components is increased, which hinders a reduction in the cost of the control device for the electric motor.
[0008]
An object of the present invention is to prevent a short circuit current and prevent a switching element from being damaged.
[0009]
Another object of the present invention is to reduce the cost of a control device for an electric motor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An electric motor control device according to the present invention is an electric motor control device that controls an operation of the electric motor by controlling a current supplied from the power supply to the electric motor, wherein a positive power supply voltage is supplied from the power supply. A positive voltage side switching element that is electrically connected between a power terminal and the electric motor, and that switches the electric motor and the power terminal to a connected state when a switching voltage is supplied; A switching element switching means for outputting a switching voltage to the positive voltage side switching element when a command voltage is input; and a switching element switching means electrically connected to the switching element switching means via a command voltage line. Control means for outputting a command voltage to the switching element switching means; and electrically connecting the positive voltage side switching element to the electric motor. A short-circuit line electrically connected between the motor connection line to be connected and the command voltage line, the short-circuit line including a rectifying element that allows only a current flowing from the command voltage line to the motor connection line, and provided on the command voltage line. A resistance element for limiting a current flowing through the short-circuit line, and when the motor connection line is short-circuited to a reference potential, the command voltage is reduced to the reference potential via the short-circuit line, and the positive voltage is reduced. It is characterized in that the side switching element can be switched to a disconnected state.
[0011]
In the electric motor control device according to the present invention, the electric motor is provided with first and second power supply terminals, and the first power supply terminal is connected via a first motor connection line and a first positive voltage side switching element. And electrically connecting the second power supply terminal to the power supply terminal via a second motor connection line and a second positive voltage side switching element. A first and a second reference potential side switching element are respectively provided between the first and second motor connection lines and a ground terminal serving as a reference potential.
[0012]
In the present invention, a short-circuit line having a rectifying element for flowing only a current flowing from the command voltage line to the motor connection line is provided between the motor connection line and the command voltage line. When short-circuited to the reference potential, the command voltage line is short-circuited to the reference potential via the short-circuit line. Therefore, the command voltage output to the switching element is reduced to the reference potential, and the switching element is switched to the non-connection state by the switching element switching means. Therefore, it is possible to prevent the switching element from being damaged by the short-circuit current. it can.
[0013]
Further, in the present invention, since a short-circuit current can be prevented only by adding a short-circuit line between the motor connection line and the command voltage line, a circuit using a large number of electric elements is unnecessary, and components are not required. By reducing the number of points, the cost of the control device for the electric motor can be reduced.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a motor controller according to an embodiment of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electric motor. The electric motor 1 has a first power supply terminal 1a and a second power supply terminal 1b, and supplies a direct current between the power supply terminals 1a and 1b to rotate a not-shown output shaft. It is a brushed motor. The electric motor 1 is rotatable in both directions, and the direction of rotation of the electric motor 1 can be changed by changing the direction of the DC current supplied to the respective power supply terminals 1a and 1b.
[0017]
A motor controller 2 is connected to the electric motor 1 as a control device for the electric motor in order to control the DC current supplied to the power supply terminals 1a and 1b to control the operation, that is, the rotation of the electric motor 1. . The motor controller 2 has a drive circuit 3, a control unit 4, and a pre-driver 5, and controls the electric motor 1 in accordance with a command from a motor switch (not shown) connected to the control unit 4.
[0018]
The drive circuit 3 has a power supply terminal 6 to which a positive power supply voltage is supplied from a power supply (not shown) and a ground terminal 7 serving as a reference potential. The power supply terminal 6 is applied with a positive power supply voltage Va. Four FETs (Field Effect Transistors) 8, 9, 10, and 11 as switching elements are provided between the terminals 6 and 7, and a full bridge is provided by these FETs 8, 9, 10, and 11. A circuit 12 (H bridge circuit) is formed. The full bridge circuit 12 includes a source terminal 8a connected to the power supply terminal 6 as a first positive voltage side switching element FET8 and a drain terminal 9b connected to the ground terminal 7 as a first reference potential side switching element. A series circuit 12a formed by connecting an FET 9 in series, a FET 10 serving as a second positive voltage side switching element having a source terminal 10a connected to a power supply terminal 6 and a drain terminal 11b connected to a ground terminal 7 similarly. And a series circuit 12b in which an FET 11 as a second reference potential side switching element is connected in series, and these series circuits 12a and 12b are connected in parallel with each other. The connection between the FET 8 and the FET 9 is electrically connected to the first power supply terminal 1a via the first motor connection line 13, and similarly, the connection between the FET 10 and the FET 11 is connected to the second motor connection line. 14, it is electrically connected to the second power supply terminal 1b. Therefore, the power supply terminal 1a is electrically connected to the power supply terminal 6 via the motor connection line 13 and the FET 8, the FET 9 is provided between the motor connection line 13 and the ground terminal 7, and the power supply terminal 1b is The FET 11 is provided between the motor connection line 14 and the ground terminal 7 while being electrically connected to the power supply terminal 6 via the connection line 14 and the FET 10.
[0019]
These FETs 8, 9, 10, 11 are connected when the switching voltage, that is, the gate voltage GV is supplied to the gate terminals 8c, 9c, 10c, 11c, that is, in the connection state, that is, from the source terminals 8a, 9a, 10a, 11a to the drain terminal 8b, When the gate terminals 8c, 9c, 10c, and 11c reach the reference potential, they are disconnected, that is, the source terminals 8a, 9a, 10a, and 11a and the drain terminals 8b and 9b are switched. , 10b and 11b are interrupted. For example, when the gate voltage GV is supplied to the gate terminal 8c of the FET 8, the FET 8 is connected and the power supply terminal 6 and the power supply terminal 1a are switched to the connected state.
[0020]
In the drive circuit 3, the supply of the DC current to the electric motor 1 can be cut off by stopping all of the four FETs 8, 9, 10, and 11 to stop the electric motor 1. Further, by switching the connection between the FET 8 on the positive voltage side of one series circuit 12a and the FET 11 on the reference potential side of the other series circuit 12b, a DC current from the power supply terminal 1a to the power supply terminal 1b is supplied to the electric motor 1. The electric motor 1 can be supplied to rotate the electric motor 1 forward. In addition, by switching the FET 10 on the positive voltage side of the other series circuit 12b and the FET 9 on the reference potential side of the one series circuit 12a to a connected state symmetrically with the forward rotation, the current flows from the power supply terminal 1b to the power supply terminal 1a. A direct current can be supplied to the electric motor 1 to cause the electric motor 1 to rotate in the reverse direction. That is, the rotation of the electric motor 1 can be controlled by controlling the gate voltage GV for these FETs 8, 9, 10, and 11.
[0021]
The control of the gate voltage GV for each of the FETs 8, 9, 10, and 11 is performed by the control unit 4 and the pre-driver 5.
[0022]
The control unit 4 as a control means includes a microprocessor (not shown) that calculates a control signal, that is, a command voltage DV, a ROM (not shown) that stores a control program, an arithmetic expression, map data, and the like, and a ROM that temporarily stores data. It is a so-called microcomputer having a RAM or the like that does not have the same configuration. Two systems of command voltage lines 15 and 16 on the positive voltage side corresponding to FETs 8 and 10 on the positive voltage side, and FETs 9 and 11 on the reference potential side respectively. It is electrically connected to the pre-driver 5 via two reference voltage lines 17 and 18 on the reference potential side. Further, a motor switch (not shown) for instructing the operation of the electric motor 1 is connected to the control unit 4, and in response to a command from the motor switch, an output to a command voltage line of a predetermined system is output to an HI output or LO output. Switch to output.
[0023]
The control unit 4 has a power supply terminal 19 connected to a control system power supply (not shown) and a ground terminal 20 connected to a reference potential. The power supply terminal 19 is supplied with a power supply voltage Vb. In the HI output, the control unit 4 outputs the command voltage DV to the pre-driver 5 by supplying the power voltage Vb at the power terminal 19 to the command voltage line. That is, when the output of the control unit 4 becomes the HI output, the command voltage DV is supplied to the pre-driver 5. On the other hand, for the LO output, the control unit 4 uses the command voltage line as the reference potential. That is, when the output of the control unit 4 becomes the LO output, the command voltage DV is not input to the pre-driver 5.
[0024]
Two resistance elements 21 and 22 are provided in series on the command voltage line 15 on the positive voltage side, and two resistance elements 23 and 24 are provided in series on the command voltage line 16 on the positive voltage side. The resistance elements 21 to 24 limit the current flowing through the command voltage lines 15 and 16 to protect the circuit. Further, current limiting resistors 25 and 26 are provided on the command voltage lines 17 and 18 on the reference potential side, respectively, so that the current flowing through these command voltage lines 17 and 18 is limited to protect the circuit. I have.
[0025]
The command voltage DV output from the control unit 4 is higher than the reference potential but lower than the positive power supply voltage Va generated by the drive system power supply, and the FETs 8, 9, 10, and 11 are connected. The value is lower than the switching gate voltage GV. For this purpose, a pre-driver 5 as switching element switching means is provided between the control unit 4 and the FETs 8, 9, 10, 11 and the command voltage DV output from the control unit 4 by the pre-driver 5 is applied to each of the FETs 8, 9,. The voltage is converted into a switching voltage, ie, a gate voltage GV that can perform the switching operation of the switches 10 and 11.
[0026]
The pre-driver 5 is supplied with a power supply voltage Vc from a drive system power supply (not shown) at a power supply terminal 27, and is connected to a reference potential via a ground terminal 28, so that the pre-driver 5 is operated by the power supply voltage Vc. ing. The pre-driver 5 is composed of two systems of positive voltage side gate voltage lines 30 and 31 connected to the positive voltage side FETs 8 and 10, respectively, and two systems of reference voltage FETs 9 and 11 connected to the reference potential side FETs 9 and 11, respectively. And gate voltage lines 32 and 33 on the potential side. Further, current limiting resistors 34 to 37 are provided in the respective gate voltage lines 30 to 33 to prevent an overcurrent for each of the FETs 8, 9, 10, and 11.
[0027]
The output of the pre-driver 5 is switched between the HI output and the LO output and output. In the HI output, the pre-driver 5 outputs the gate voltage GV by supplying the power supply voltage Vc at the power supply terminal 27 to a predetermined gate voltage line, and the gate voltage GV becomes a voltage signal and becomes a predetermined voltage. It is supplied to the FET. Therefore, the FET is switched to the connection state by setting the output of the pre-driver 5 to the HI output. On the other hand, in the LO output, the predetermined gate voltage line is set to the reference potential via the ground terminal 28, and the gate voltage GV is not output to the FET. Therefore, by setting the output of the pre-driver 5 to the LO output, a predetermined FET can be switched to a non-connection state.
[0028]
The switching between the HI output and the LO output for a predetermined FET in the pre-driver 5 is performed according to a command voltage DV input from the control unit 4. That is, the pre-driver 5 sets the output to the HI output for the system to which the HI output is input from the control unit 4 and sets the output to the LO output for the system to which the LO output is input from the control unit 4. It has become. This operation is performed individually for each system.
[0029]
The motor controller 2 is provided with short-circuit lines 40 and 41 to protect the FETs 8 and 10 on the positive voltage side from short-circuit current.
[0030]
One end of the short-circuit line 40 is electrically connected between the respective resistance elements 21 and 22 of the command voltage line 15 on the positive voltage side, and the other end is electrically connected to the motor connection line 13. The short-circuit line 40 is provided with a diode 42 as a rectifying element. With this diode 42, only a current flowing from the command voltage line 15 to the motor connection line 13 can flow through the short-circuit line 40. ing. That is, when the voltage on the command voltage line 15 is lower than the voltage on the motor connection line 13, no current flows through the short-circuit line 40, and when the voltage on the command voltage line 15 becomes higher than the voltage on the motor connection line 13, An electric current flows through the device. Similarly, one end of the short-circuit line 41 is electrically connected between the respective resistance elements 23 and 24 of the command voltage line 16 on the positive voltage side, and the other end is electrically connected to the motor connection line 14. I have. The short-circuit line 41 is provided with a diode 43 as a rectifying element. With this diode 43, only a current flowing from the command voltage line 16 to the motor connection line 14 can flow through the short-circuit line 41. ing. That is, when the voltage on the command voltage line 16 is lower than the voltage on the motor connection line 14, no current flows through the short-circuit line 41, and when the voltage on the command voltage line 16 becomes higher than the voltage on the motor connection line 14, An electric current flows through the device.
[0031]
Next, control of the electric motor 1 by the motor controller 2 will be described.
[0032]
When a motor switch (not shown) is turned off and a command to stop the electric motor 1 is input to the control unit 4, the output of the control unit 4 for each system is LO output. Therefore, the output of the pre-driver 5 to each of the FETs 8, 9, 10, and 11 is an LO output, and the FETs 8, 9, 10, and 11 are maintained in a disconnected state. That is, when a motor switch (not shown) is turned off, the FETs 8, 9, 10, 11 are disconnected, so that the power supply terminals 1a, 1b are disconnected from the power supply terminal 6 and the ground terminal 7, and the electric motor 1 means that the current is not supplied and the stopped state is maintained. At this time, since the output of the control unit 4 is the LO output, no voltage is generated on the command voltage lines 15 and 16 on each positive voltage side, and the voltage is also applied to the power supply terminals 1a and 1b, that is, the motor connection lines 13 and 14. Since no voltage is applied, no current flows through the short-circuit lines 40 and 41.
[0033]
Next, from this state, when a motor switch (not shown) is turned on to the normal rotation side and a command to rotate the electric motor 1 in the normal rotation direction is input to the control unit 4, one of the positive voltage The output for the command voltage line 15 and the command voltage line 18 on one reference potential side is an HI output, and the output for the command voltage line 16 on the other positive voltage side and the command voltage line 17 on the other reference potential side are LO. Output. Accordingly, the output of the pre-driver 5 to the one positive voltage side FET 8 and one reference potential side FET 11 is an HI output, and the other positive voltage side FET 10 and the other reference potential side FET 9 is an LO output. . As a result, the FET 8 and the FET 11 are switched to the connected state by supplying the gate voltage GV to the gate terminals 8c and 11c, and the FET 9 and the FET 10 are disconnected from each other by setting the gate terminals 9c and 10c to the reference potential. Will be maintained as it is. Therefore, the power supply terminal 1a is connected to the power supply terminal 6 via the FET 8, and the power supply terminal 1b is connected to the ground terminal 7 via the FET 11, so that the electric motor 1 is connected from the power supply terminal 1a to the power supply terminal 1b. , And the electric motor 1 rotates forward.
[0034]
At this time, since the command voltage line 15 on the positive voltage side is HI output, the command voltage DV, that is, the power supply voltage Vb is applied, whereas the positive power supply voltage Va of the power supply terminal 6 is applied to the motor connection line 13. Therefore, the voltage on the motor connection line 13 becomes higher than the voltage on the command voltage line 15 and no current flows through the short-circuit line 40. The command voltage line 16 on the positive voltage side has the LO output and therefore has the reference potential, and the motor connection line 14 is connected to the ground terminal 7 and has the reference potential. No current flows.
[0035]
Next, from this state, when a motor switch (not shown) is turned on to the reverse rotation side and a command to rotate the electric motor 1 in the reverse direction is input to the control unit 4, a command on one positive voltage side of the control unit 4 is issued. The output to the voltage line 15 and the command voltage line 18 on one reference potential side is LO output, and the output to the command voltage line 16 on the other positive voltage side and the command voltage line 17 on the other reference potential side is HI output. Is done. Therefore, the output to the one positive voltage side FET 8 and one reference potential side FET 11 of the pre-driver 5 is LO output, and the other positive voltage side FET 10 and the other reference potential side FET 9 output is HI output. . As a result, the gate terminals 8c and 11c of the FET 8 and the FET 11 are maintained in a non-connected state with the reference potential, and the FET 9 and the FET 10 are connected by the supply of the gate voltage GV to the gate terminals 9c and 10c. Will be able to switch. Therefore, the power supply terminal 1b is connected to the power supply terminal 6 via the FET 10, and the power supply terminal 1a is connected to the ground terminal 7 via the FET 9. Thus, the electric motor 1 is connected from the power supply terminal 1b to the power supply terminal 1a. And the electric motor 1 rotates in the reverse direction.
[0036]
At this time, since the command voltage line 16 on the positive voltage side has the HI output, the command voltage DV, that is, the power supply voltage Vb is applied, while the positive power supply voltage Va of the power supply terminal 6 is applied to the motor connection line 14. Therefore, the voltage on the motor connection line 14 becomes higher than the voltage on the command voltage line 16 and no current flows through the short-circuit line 41. Further, the command voltage line 15 on the positive voltage side has the LO output and thus has the reference potential, and the motor connection line 13 is connected to the ground terminal 7 and has the reference potential. No current flows.
[0037]
In the motor controller 2, when the output to the command voltage line 15 on the positive voltage side and the output to the command voltage line 18 on the reference potential side become HI outputs and the electric motor 1 is driven in the forward rotation direction, there is some cause. Accordingly, when the power supply terminal 1a is short-circuited to the reference potential as shown by the dashed line in the figure, the connected FET 8 on the positive voltage side is switched to the non-connection state to prevent short-circuit current. ing. Hereinafter, the operation of preventing short-circuit current of the motor controller 2 will be described.
[0038]
When the power supply terminal 1a is short-circuited to the reference potential, the potential of the motor connection line 13 is reduced to the reference potential. Therefore, the command voltage DV on the command voltage line 15 on the positive voltage side that has become the HI output is higher than the voltage on the motor connection line 13 that has become the reference potential, that is, the reference voltage. A current flowing to the motor connection line 13 flows. The current flowing through the short-circuit line 40 is limited to a predetermined value by the resistance element 21 so as to protect the diode 42 by preventing an overcurrent.
[0039]
As a result, the command voltage line 15 on the positive voltage side is short-circuited to the reference potential via the short-circuit line 42, the motor connection line 13, and the power supply terminal 1a, and the command voltage DV on the command voltage line 15 on the positive voltage side. Is also lowered to the reference potential. Therefore, the reference potential, that is, the LO output is input to the pre-driver 5 via the command voltage line 15 on the positive voltage side, and the pre-driver 5 switches the output for the FET 8 from the HI output to the LO output. Become. Therefore, the FET 8 on the positive voltage side is switched from the connected state to the disconnected state, and cuts off the power supply terminal 6 and the power supply terminal 1a. That is, when the power supply terminal 1a is short-circuited to the reference potential, the FET 8 on the positive voltage side is switched to a non-connected state to cut off the power supply terminal 6 and the power supply terminal 1a, thereby preventing the occurrence of a short-circuit current. Will be.
[0040]
Thus, in the motor controller 2 of the present invention, when the FET 8 on the positive voltage side is in the connected state and the DC current is supplied from the power supply terminal 6 to the power supply terminal 1a, the power supply terminal 1a In this case, the command voltage line 15 on the positive voltage side is short-circuited to the reference potential via the short-circuit line 40, so that the input to the pre-driver 5 via the command voltage line 15 on the positive voltage side is LO. Since the output becomes an output, the FET 8 is switched to the non-connection state, thereby preventing the occurrence of a short-circuit current and preventing the FET 8 from being damaged.
[0041]
Further, since the short-circuit current can be prevented only by providing the short-circuit line 40 between the command voltage line 15 on the positive voltage side and the motor connection line 13, the motor controller 2 having the function of protecting the FET 8 from the short-circuit current can be prevented. Cost can be reduced.
[0042]
Similarly, when the output of the control unit 4 to the command voltage line 16 on the positive voltage side and the output to the command voltage line 17 on the reference potential side become HI outputs and the electric motor 1 is driven in the reverse direction, power is supplied. When the terminal 1b is short-circuited to the reference potential, the command voltage line 16 on the positive voltage side is short-circuited to the reference potential via the short-circuit line 41, the motor connection line 14, and the power supply terminal 1b. The command voltage DV on the command voltage line 16 on the side is also reduced to the reference potential. Therefore, the reference potential, that is, the LO output is input to the pre-driver 5 via the command voltage line 16 on the positive voltage side, and the pre-driver 5 switches the output to the FET 10 from the HI output to the LO output. Become. Therefore, the FET 10 on the positive voltage side is switched from the connected state to the disconnected state, and cuts off the power supply terminal 6 and the power supply terminal 1b. In other words, when the power supply terminal 1b is short-circuited to the reference potential, the FET 10 on the positive voltage side is switched to a non-connected state to cut off the power supply terminal 6 and the power supply terminal 1b, thereby preventing the occurrence of a short-circuit current. Will be.
[0043]
In the present embodiment, the operation for preventing short-circuit current is performed when the power supply terminal 1a or 1b is short-circuited to the reference potential, that is, when the motor connection line 13 or the motor connection line 14 is connected to the power supply terminal 1a or 1b. However, the present invention is not limited to this case. If the electric motor 1 is short-circuited between the electric motor 1 and the FETs 8 and 10 on the positive voltage side, for example, the motor connection lines 13 and 14 may be connected. The same operation is performed even when the signal is directly short-circuited to the reference potential.
[0044]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the drive circuit 3 is a full bridge circuit which is a bidirectional drive circuit, but is not limited to this, and a switching element is provided between the electric motor 1 and the power supply terminal 6. Other driving circuits, such as a unidirectional driving circuit and a half-bridge circuit, may be used as long as they are available.
[0045]
Further, in the above-described embodiment, the electric motor 1 is a DC brush motor having two power supply terminals 1a and 1b. However, the present invention is not limited to this, and a multi-phase brushless motor having two or more power supply terminals. It may be. In this case, the short-circuit line is electrically connected between the switching element provided between the power supply terminal and the power supply terminal and the power supply terminal, and between the switching signal line that outputs a switching signal to the switching element. Will be done.
[0046]
Further, in the above-described embodiment, the switching element is an FET. However, the switching element is not limited to this. Other switching elements may be used as long as they can be switched to the connection state.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the motor connection line is short-circuited to the reference potential for some reason, the command voltage is reduced to the reference potential by short-circuiting the command voltage line to the reference potential via the short-circuit line. The switching element is switched to the non-connection state by the switching element switching means, thereby preventing the short-circuit current from damaging the switching element.
[0048]
Further, according to the present invention, a short-circuit current can be prevented only by adding a short-circuit line between the motor connection line and the command voltage line, so that a circuit using a large number of electric elements becomes unnecessary, and the number of parts is reduced. And the cost of the control device for the electric motor can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a motor controller according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Electric motor
1a First power supply terminal
1b Second power supply terminal
2 Motor controller
3 Drive circuit
4 Control unit
5 Pre-driver
6 Power supply terminal
7 Ground terminal
8,9,10,11 FET
8a, 9a, 10a, 11a Source terminal
8b, 9b, 10b, 11b Drain terminal
8c, 9c, 10c, 11c Gate terminal
12 Full bridge circuit
12a, 12b Series circuit
13 First motor connection line
14 Second motor connection line
15, 16 Positive voltage side command voltage line
17, 18 Reference voltage line on the reference potential side
19 Power supply terminal
20 Ground terminal
21-24 resistance element
25, 26 Current limiting resistor
27 Power supply terminal
28 Ground terminal
30, 31 Gate voltage line on positive voltage side
32,33 Gate voltage line on the reference potential side
34-37 Current limiting resistor
40, 41 Short-circuit wire
42 diode
43 diode
Va Positive power supply voltage
GV gate voltage
DV command voltage
Vb power supply voltage
Vc power supply voltage

Claims (2)

電源から電動モータに供給される電流を制御して前記電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置であって、
前記電源から正電源電圧が供給される電源端子と前記電動モータとの間に電気的に接続され、切替え電圧が供給されたときに前記電動モータと前記電源端子とを接続状態に切り替える正電圧側スイッチング素子と、
前記正電圧側スイッチング素子に電気的に接続され、指令電圧が入力されたときに前記正電圧側スイッチング素子に切替え電圧を出力するスイッチング素子切替え手段と、
指令電圧線を介して前記スイッチング素子切替え手段に電気的に接続され、前記スイッチング素子切替え手段に指令電圧を出力する制御手段と、
前記正電圧側スイッチング素子を前記電動モータに電気的に接続するモータ接続線と前記指令電圧線との間に電気的に接続され、前記指令電圧線から前記モータ接続線に向く電流のみを流す整流素子を備えた短絡線と、
前記指令電圧線に設けられ、前記短絡線に流れる電流を制限する抵抗素子とを有し、
前記モータ接続線が基準電位に短絡されたときには、前記短絡線を介して前記指令電圧が基準電位に引き下げられて前記正電圧側スイッチング素子が非接続状態に切り替えられることを特徴とする電動モータの制御装置。
An electric motor control device that controls an operation of the electric motor by controlling a current supplied from the power supply to the electric motor,
A positive voltage side electrically connected between a power supply terminal to which a positive power supply voltage is supplied from the power supply and the electric motor, and switching the electric motor and the power supply terminal to a connected state when a switching voltage is supplied. A switching element;
A switching element switching unit that is electrically connected to the positive voltage side switching element and outputs a switching voltage to the positive voltage side switching element when a command voltage is input;
Control means electrically connected to the switching element switching means via a command voltage line, and outputting a command voltage to the switching element switching means;
A rectifier that is electrically connected between a motor connection line that electrically connects the positive voltage side switching element to the electric motor and the command voltage line, and that allows only a current flowing from the command voltage line to the motor connection line. A short-circuit wire with an element;
A resistance element provided on the command voltage line, for limiting a current flowing through the short-circuit line,
When the motor connection line is short-circuited to a reference potential, the command voltage is reduced to the reference potential via the short-circuit line, and the positive voltage side switching element is switched to a non-connection state. Control device.
請求項1記載の電動モータの制御装置であって、前記電動モータに第1と第2の給電端子を設け、前記第1の給電端子を第1のモータ接続線と第1の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続するとともに前記第2の給電端子を第2のモータ接続線と第2の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続し、前記第1と第2のモータ接続線と基準電位となるグランド端子との間にそれぞれ第1と第2の基準電位側スイッチング素子を設けたことを特徴とする電動モータの制御装置。The control device for an electric motor according to claim 1, wherein the electric motor is provided with first and second power supply terminals, and the first power supply terminal is connected to a first motor connection line and a first positive voltage side switching. And electrically connecting the second power supply terminal to the power supply terminal via a second motor connection line and a second positive voltage side switching element. An electric motor control device, wherein first and second reference potential side switching elements are provided between the first and second motor connection lines and a ground terminal serving as a reference potential, respectively.
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