JP2022123377A - モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ駆動制御装置3は、モータ4のコイル電流ILが第1方向d1に流れるように駆動制御信号Sdを生成する第1通電制御とモータ4のコイル電流ILが第2方向d2に流れるように駆動制御信号Sdを生成する第2通電制御のうちの一方の制御を停止した後に、電源ラインLvddの電圧が所定の閾値電圧VTHを超えたとき、コイル電流ILを接地ラインLgndに回生させる回生制御を開始する。回生制御中に電源ラインLvddの電圧が所定の閾値電圧VTHより低下したとき、モータ駆動制御装置3は、回生制御を停止して、第1通電制御および第2通電制御のうちの他方の制御を開始する。
【選択図】図1
Description
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
図1は、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御装置を備えたモータユニットの構成を示す図である。
モータ駆動制御装置3には、外部の直流電源から直流電圧Vdcが供給される。直流電圧Vdcは、逆接続保護用ダイオードDpを経由して電源ラインLvddに供給され、電源電圧として電源ラインLvddから制御回路1および駆動回路2にそれぞれ供給される。
制御回路1の具体的な制御内容については、後述する。
制御回路1は、モータ4を回転させるために、駆動制御信号Sdを生成してモータ4のコイルLmに流れるコイル電流ILの向きを切り替える通電制御を行う。
制御回路1は、第1通電制御として、例えば、図2Aに示すように、駆動信号H2によってスイッチ素子Q3をオフさせ、駆動信号L1によってスイッチ素子Q2をオフさせ、駆動信号L2によってスイッチ素子Q4をオンさせた上で、駆動信号H1としてのPWM信号によってスイッチ素子Q1をスイッチングする。これにより、モータ4のコイルLmには、第1端子P1から第2端子P2に向かう方向(第1方向)d1に、駆動信号H1(PWM信号)のデューティ比に応じた大きさのコイル電流ILが流れる。
制御回路1は、第2通電制御として、例えば、図2Bに示すように、駆動信号H1によってスイッチ素子Q1をオフさせ、駆動信号L2によってスイッチ素子Q4をオフさせ、駆動信号L1によってスイッチ素子Q2をオンさせた上で、駆動信号H2としてのPWM信号によってスイッチ素子Q3をスイッチングする。これにより、モータ4のコイルLmには、第2端子P2から第1端子P1に向かう方向(第2方向)d2に、駆動信号H2(PWM信号)のデューティ比に応じた大きさのコイル電流ILが流れる。
制御回路1は、第1回生制御として、例えば、図2Cに示すように、駆動信号H1によってスイッチ素子Q1をオフさせ、駆動信号L1によってスイッチ素子Q2をオフさせ、駆動信号H2によってスイッチ素子Q3をオフさせ、駆動信号L2によってスイッチ素子Q4をオンさせる。これにより、第1方向d1のコイル電流ILは、グラウンド電位GNDから還流ダイオードD2およびスイッチ素子Q4を通って、グラウンド電位GNDに回生する。
制御回路1は、第2回生制御として、例えば、図2Dに示すように、駆動信号H1によってスイッチ素子Q1をオフさせ、駆動信号H2によってスイッチ素子Q3をオフさせ、駆動信号L2によってスイッチ素子Q4をオフさせ、駆動信号L1によってスイッチ素子Q2をオンさせる。これにより、第2方向d2のコイル電流ILは、グラウンド電位GNDから還流ダイオードD4およびスイッチ素子Q2を通って、グラウンド電位GNDに回生する。
制御回路1は、停止制御として、例えば、図2Eに示すように、駆動信号H1によってスイッチ素子Q1をオフさせ、駆動信号H2によってスイッチ素子Q3をオフさせ、駆動信号L1によってスイッチ素子Q2をオフさせ、駆動信号L2によってスイッチ素子Q4をオフさせる。これにより、モータ4のコイルLmの両端は開放状態となり、コイル電流ILが流れない。
を示す図である。
図4には、図3に示す順序で図1に示す駆動回路2(インバータ回路20)を制御したときの駆動信号H1、L1、H2、L2および電源電圧Vddの波形がそれぞれ示されている。図4において図4の上方から、制御番号、駆動信号H1、L1、H2、L2、電源電圧Vddの順に波形が示されている。
計時部16は、モータ4のコイルLmの通電方向を切り替えた後に、電源電圧Vddに応じた回生制御を実行(再開)するか否かを判定するための判定期間を計測するための機能部である。計時部16は、通電パターン生成部15からの指示に応じて時間の計測(カウント)を開始し、予め設定された所定時間が経過した場合に、上記判定期間が満了したことを通電パターン生成部15に通知する。
以下、通電パターン生成部15による通電パターンの切り替え手順について、図5乃至図7を用いて詳細に説明する。
ステップS4の回生制御の開始後に所定時間が経過した場合には(ステップS5:YES)、回生制御(制御番号2)を停止して停止制御(制御番号3)を開始する(ステップS6)。例えば、図7において、回生制御を開始してから所定時間が経過した時刻t2において、通電パターン生成部15は、停止制御(制御番号3)として、インバータ回路20の各スイッチ素子Q1~Q4が全てオフするように駆動制御信号Sdを生成する(図2E参照)。これにより、図7の時刻t2以降に示すように、モータ4のコイルLmによって逆起電圧が発生し、電源電圧Vddが上昇し始める。
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
Claims (7)
- 駆動制御信号を生成し、単相のモータの通電制御を行う制御回路と、
前記駆動制御信号に応じて、直流電源から電圧が供給される電源ラインと接地ラインとの間で前記モータのコイルの接続先を切り替えて、前記モータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路の電源ラインと前記直流電源との間に接続された逆接続保護用ダイオードと、を備え、
前記通電制御は、前記コイルのコイル電流が第1方向に流れるように、前記電源ラインと前記接地ラインとの間に前記コイルを接続させる前記駆動制御信号を生成する第1通電制御と、前記コイル電流が前記第1方向と反対の第2方向に流れるように、前記電源ラインと前記接地ラインとの間に前記コイルを接続させる前記駆動制御信号を生成する第2通電制御と、前記コイル電流が前記接地ラインに回生するように、前記コイルの両端を前記接地ラインに接続させる前記駆動制御信号を生成する回生制御とを含み、
前記制御回路は、前記第1通電制御および前記第2通電制御のうちの一方の制御から他方の制御に切り替える場合において、前記一方の制御を停止した後に前記電源ラインの電圧が所定の閾値電圧を超えたとき、前記回生制御を行い、前記回生制御中に前記電源ラインの電圧が前記所定の閾値電圧より低下したとき、前記回生制御を停止して前記他方の制御を開始する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1に記載のモータ駆動制御装置において、
前記所定の閾値電圧は、第1閾値電圧と、前記第1閾値電圧より小さい第2閾値電圧を含み、
前記制御回路は、前記一方の制御を停止した後に前記電源ラインの電圧が前記第1閾値電圧を超えたとき、前記回生制御を開始し、前記回生制御中に前記電源ラインの電圧が前記第2閾値電圧より低下したとき、前記回生制御を停止して前記他方の制御を開始する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1または2に記載のモータ駆動制御装置において、
前記制御回路は、前記一方の制御の停止後に、前記一方の制御が行われているときの前記コイル電流と同一の向きに前記コイル電流を回生させる前記回生制御を行ってから前記他方の制御を開始し、前記電源ラインの電圧が前記所定の閾値電圧を超えたとき、前記他方の制御を停止して直前に行った前記回生制御を再開し、再開した前記回生制御中に前記電源ラインの電圧が前記所定の閾値電圧より低下したとき、再開した前記回生制御を停止して前記他方の制御を再開する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
前記通電制御は、前記コイル電流が流れないように、前記コイルを前記電源ラインと前記接地ラインのいずれにも接続させない前記駆動制御信号を生成する停止制御を更に含み、
前記制御回路は、前記回生制御の後に前記停止制御を行ってから次の制御を開始する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
前記制御回路は、
前記所定の閾値電圧を生成する閾値電圧生成部と、
前記電源ラインの電圧を監視し、前記電源ラインの電圧と前記閾値電圧生成部によって生成された前記所定の閾値電圧とを比較して、前記電源ラインの電圧の異常の有無を判定する電圧監視部と、
前記モータの回転状態を示す信号と前記電圧監視部の監視結果とに基づいて、前記通電制御の切り替えを行う通電制御部と、を有する
モータ駆動制御装置。 - 請求項1乃至5の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
前記モータと、を備える
モータユニット。 - 駆動制御信号を生成し、単相のモータの通電制御を行う制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、直流電源から電圧が供給される電源ラインと接地ラインとの間で前記モータのコイルの接続先を切り替えて、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路の電源ラインと前記直流電源との間に接続された逆接続保護用ダイオードと、を備えたモータ駆動制御装置によるモータ駆動制御方法であって、
前記制御回路が、前記コイルのコイル電流が第1方向に流れるように、前記電源ラインと前記接地ラインとの間に前記コイルを接続させる前記駆動制御信号を生成する第1通電制御ステップと、
前記第1通電制御ステップの後に、前記電源ラインの電圧が所定の閾値電圧を超えたとき、前記制御回路が、前記コイル電流が前記接地ラインに回生するように、前記コイルの両端を前記接地ラインに接続させる前記駆動制御信号を生成する回生制御ステップと、
前記回生制御ステップにおいて前記電源ラインの電圧が前記所定の閾値電圧より低下したとき、前記制御回路が、前記コイル電流が前記第1方向と反対の第2方向に流れるように、前記電源ラインと前記接地ラインとの間に前記コイルを接続させる前記駆動制御信号を生成する第2通電制御ステップと、を含む
モータ駆動制御方法。
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