JP2010031661A - モータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電流検出部33から送出される信号がハイレベルになると、制御回路31が駆動回路32を制御して、インバータ20への通電を一時的に遮断する。これにより、一定電流値の駆動電流がインバータ20を流れるようにする。そして特に、温度検出部34からの信号に基づき、基板上の温度が上方温度を上回っている場合には「通常値」となるように駆動電流を制御するのに対し、基板上の温度が上方温度を下回っている場合には、インバータ20に「大きな電流値」の駆動電流を流す。
【選択図】 図2
Description
しかしながら、一方で、大電流が回路に流れることによって発熱の問題が生じる。具体的には、電圧の印可方向を切り替えるためのスイッチに電界効果トランジスタの一種であるMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor )を採用するのが一般的であるが、このMOSFETが発熱し、その発熱によってMOSFETが損傷してしまうおそれがある。また、大電流に耐え得る回路要素を使用することによって、基板の重量が増加するおそれがある。後者の問題に関しては、制御回路が配置された基板の積層態様を工夫した駆動ドライバが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
モータ駆動装置は、調整装置を駆動するモータと、モータに対し駆動電圧を印可するためのスイッチング手段とを備えており、通電制御手段が、スイッチング手段を制御してモータへの通電を行う。このとき、電流情報送出手段は、スイッチング手段に流れる電流に応じた電流情報を送出する。ここで「電流情報」としたのは、電流値そのものだけでなく、例えば電流値が基準値を越えたか否かの情報など、電流値を間接的に推知可能な情報を含める趣旨である。また、油温情報送出手段は、調整装置周りの油温に基づく油温相当値に応じた油温情報を送出する。ここで「油温相当値」とあるのは、装置周りの油温を推知可能な温度を含める意図であり、「油温情報」としたのは、電流情報と同様、油温相当値そのものでなく、油温相当値を間接的に推知可能な情報を含める趣旨である。
このとき、油温情報送出手段を、集積回路の構成を利用して構成することとしてもよい。例えば、油温情報送出手段が、集積回路内部の温度保護用ダイオードを有していることとしてもよい。また例えば、油温情報送出手段が、集積回路外部の基板上に配置されたサーミスタを有していることとしてもよい。これらの構成ではいずれも、基板上の温度が油温相当値となり、当該油温相当値に応じた油温情報が送出される。一般的な構成では、本装置の取付部の温度は、調整装置周りの油温にほぼ比例し、調整装置周りの油温よりも低いものとなる。そして、取付部の温度と基板上の温度とがほぼ等しくなる。したがって、基板上の温度を油温相当値とし、当該油温相当値を調整装置周りの油温と同一視すれば、発熱という観点から安全な制御が可能となる。しかも、直接的に調整装置周りの油温を測定する構成と異なり、構成が簡単になる。
図1に示すように、本実施形態のモータ駆動装置(EDU:Electric Driver Unit)1は、車両用エンジンの電動バルブタイミング調整装置90(二点鎖線で示した)に用いられる電動モータ10を備えており、この電動モータ10を駆動制御する。結果として、電動バルブタイミング調整装置90は、電動モータ10の回転トルクを利用して、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングであるバルブタイミングを調整する。
一方の基板部16は、ベース16a、支持壁16b、及び、コネクタ16c等から構成されている。ベース16aは、アルミニウム等の金属で形成され、カバー18と共にエンジンヘッド91にボルト13にて固定されている。ベース16aには、後述するインバータ20のブリッジ20aと、集積回路30とが実装されている。支持壁16b及びコネクタ16cは、いずれも樹脂で形成されており、ベース16aに取り付けられている。コネクタ16cには、インサート成形により、電気回路への電源端子19が埋設されている。
モータ駆動装置1は、電動モータ10、インバータ20、集積回路(以下「IC」という)30、及び、電子制御装置(以下「ECU」という)40を備えている。
3つのFET21〜23のドレインが、平滑回路部51に接続されている。外部の電源50は、電源端子19(図1参照)によって平滑回路部51に接続されている。これにより、インバータ20のみならず、IC30及び、特に図示していないがECU40にも電力供給されることになる。
制御回路31は、駆動回路32を制御して、インバータ20を駆動する。制御回路31へは信号入力部36から目標回転数及び回転方向を示す信号が入力されるため、制御回路31は、この目標回転数となるように駆動回路32を制御するのであるが、これと並行して、電流検出部33からの電流情報に基づく電流制御を行う。一方、制御回路31は、信号出力部35に対し、実際の回転数及び回転方向を示す信号及びモニタ信号を出力する。
温度検出部34からローレベルの信号が出力された場合、すなわち、基板上の温度が40℃を下回っている場合には、電流検出部33に対し、電流値「30A」に対応する第2基準電圧を出力する。この場合、制御回路31は、電流検出部33から送出される信号がハイレベルになると、すなわちシャント抵抗52に流れる電流値が30Aを上回ると、駆動回路を制御して、インバータ20への通電を一時的に遮断する。具体的には、FET21〜26がOFFにされる。そして、シャント抵抗52に流れる電流の電流値が降下すると、再びインバータ20への通電を開始する。これにより、インバータ20を流れる電流は、ほぼ30Aとなるように制御される。つまり、基板上の温度が40℃を下回っている場合、インバータ20に30Aの電流が流れるのである。
従来、MOSFETの発熱を抑制するという観点から、電動モータへの通電を遮断することで駆動電流を常時一定に制御していた。しかしながら、このような構成では、エンジンが冷えている場合に、電動バルブタイミング調整装置の応答性が悪化するという問題がある。これは、電動バルブタイミング調整装置の応答性を悪化させる要因の一つが、調整装置周囲の油温にあるためである。
(イ)上記実施形態では、IC30の内部のダイオード342を利用して温度検出部34を構成していたが、図6に示すような構成としてもよい。
すなわち、電源電位から接地電位までの間にサーミスタ351及び抵抗器352を順に配置するようにしてもよい。ここで、サーミスタ351と抵抗器352との接続点が、IC30内部のコンパレータ353のプラス端子に入力されている(図中では「TEMP_IN」と示した)。また、IC30内部では、電源電位と接地電位との間に、抵抗器354及び抵抗器355が順に配置されており、これら抵抗器354、355の接続点がコンパレータ353のマイナス端子に接続されている(図中では「V_TEMP」と示した)。サーミスタ351は、温度が上昇するとその抵抗値が小さくなるという特性を持つため、温度が上昇してコンパレータ353のプラス端子の電位がマイナス端子の電位を越えると、コンパレータ353の出力端子がハイレベルとなる。このような構成を採用しても上記実施形態と同様の効果が奏される。
(ロ)上記実施形態では温度検出部34からの信号に基づき基板上の温度が「40℃」を上回ったか下回ったかで制御していたが、基板上の温度が上昇していくときは駆動電流の切り替えを「40℃」で行い、基板上の温度が下降していくときは駆動電流の切り替えを「25℃」で行うようにしてもよい。図7に示すごとくである。図7中に記号Hで示すヒステリシスを設けるようにすれば、エンジンの停止と再始動とが短い間隔で繰り返されるような場合に生じるハンチングを防止することができる。
Claims (7)
- 内燃機関のバルブの開閉タイミングをモータによって調整する電動バルブタイミング調整装置に用いられるモータ駆動装置であって、
前記調整装置を駆動するモータと、
前記モータに対し駆動電圧を印可するためのスイッチング手段と、
前記スイッチング手段に流れる電流に応じた電流情報を送出する電流情報送出手段と、
前記スイッチング手段を制御して前記モータへの通電を行う通電制御手段と、
前記調整装置周りの油温に基づく油温相当値に応じた油温情報を送出する油温情報送出手段と、を備え、
前記通電制御手段は、
前記電流情報送出手段にて送出される前記電流情報に基づき、前記電動モータへの通電を一時的に遮断することにより、目標電流値を越えないように前記スイッチング手段に流れる電流を制御するようになっており、
前記油温情報送出手段にて送出される前記油温情報に基づき、前記油温相当値が予め定められた温度に到達するまでの間、前記目標電流値として通常値よりも大きな電流値を採用することを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1に記載のモータ駆動装置において、
前記電流情報送出手段及び前記通電制御手段は、集積回路の機能として実現されていることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項2に記載のモータ駆動装置において、
前記油温情報送出手段は、前記集積回路の構成を利用して構成されていることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項3に記載のモータ駆動装置において、
前記油温情報送出手段は、前記集積回路内部の温度保護用ダイオードを有していることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項3に記載のモータ駆動装置において、
前記油温情報送出手段は、前記集積回路外部の基板上に配置されたサーミスタを有していることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のモータ駆動装置において、
前記通電制御手段は、前記油温情報送出手段にて送出される前記油温情報に基づき、前記油温相当値が前記予め定められた温度としての上方温度を上回ると、前記目標電流値を前記大きな電流値から前記通常値へ切り替えることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載のモータ駆動装置において、
前記通電制御手段は、前記油温情報送出手段にて送出される前記油温情報に基づき、前記油温相当値が前記予め定められた温度としての下方温度を下回ると、前記目標電流値を前記通常値から大きな電流値へ切り替えることを特徴とするモータ駆動装置。
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