JP2999555B2 - サーボモータの遮断電圧制限回路構成 - Google Patents
サーボモータの遮断電圧制限回路構成Info
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- JP2999555B2 JP2999555B2 JP3517654A JP51765491A JP2999555B2 JP 2999555 B2 JP2999555 B2 JP 2999555B2 JP 3517654 A JP3517654 A JP 3517654A JP 51765491 A JP51765491 A JP 51765491A JP 2999555 B2 JP2999555 B2 JP 2999555B2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 19
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明はサーボモータのクランプ回路（clamping c
ircuitry）、即ち幅変調されたDCパルスを用いるサーボ
モータ制御において発生する遮断電圧を制限する回路に
関する。
ircuitry）、即ち幅変調されたDCパルスを用いるサーボ
モータ制御において発生する遮断電圧を制限する回路に
関する。
一般に知られるように、誘導性負荷に蓄えられたエネ
ルギの放出によって、電気モータを含む一つ又は複数の
誘導性負荷の遮断時に過電圧が発生する。DC回路では、
負荷と並列に接続されるフリーホイールダイオード（tr
ee−wheel diode））が、非導通方向DC電圧によって作
動することを利用して、過電圧を制限することが可能で
ある。しかし、DCモータが発電器としても動作する場
合、又は機械力によって無条件にリセットされる場合、
この方法は利用できない。
ルギの放出によって、電気モータを含む一つ又は複数の
誘導性負荷の遮断時に過電圧が発生する。DC回路では、
負荷と並列に接続されるフリーホイールダイオード（tr
ee−wheel diode））が、非導通方向DC電圧によって作
動することを利用して、過電圧を制限することが可能で
ある。しかし、DCモータが発電器としても動作する場
合、又は機械力によって無条件にリセットされる場合、
この方法は利用できない。
本発明の場合は自動車エンジンのスロットルバルブ用
の電気サーボモータに関係する。例えばこのようなサー
ボモータは、トラクション滑り制御システムと共にエン
ジンの運動性能を規制あるいは制御するために使用され
る。サーボモータは好適にパワートランジスタによって
スイッチオン及びオフし、このパワートランジスタは幅
変調された電流パルスによって制御される。クランプ回
路は、モータがターンオフしたとき、即ち最終段のトラ
ンジスタがパルス幅変調の間に非導通になったときに、
その最終段トランジスタを保護するために必要となる。
しかし、フリーホイールダイオードによる遮断電圧制限
は、サーボモータが張力スプリングに対して作用し、そ
のスプリング力によって可能な限り速く０位置にリセッ
トされるという事実に関しては有効ではない。サーボモ
ータ巻線のフリーホイールダイオードを介した短絡は、
モータの戻り運動に反対に作用するので、スプリング力
によるスロットルバルブの迅速なリセット、つまり、ス
ロットルバルブの迅速な位置制御を妨げる。
の電気サーボモータに関係する。例えばこのようなサー
ボモータは、トラクション滑り制御システムと共にエン
ジンの運動性能を規制あるいは制御するために使用され
る。サーボモータは好適にパワートランジスタによって
スイッチオン及びオフし、このパワートランジスタは幅
変調された電流パルスによって制御される。クランプ回
路は、モータがターンオフしたとき、即ち最終段のトラ
ンジスタがパルス幅変調の間に非導通になったときに、
その最終段トランジスタを保護するために必要となる。
しかし、フリーホイールダイオードによる遮断電圧制限
は、サーボモータが張力スプリングに対して作用し、そ
のスプリング力によって可能な限り速く０位置にリセッ
トされるという事実に関しては有効ではない。サーボモ
ータ巻線のフリーホイールダイオードを介した短絡は、
モータの戻り運動に反対に作用するので、スプリング力
によるスロットルバルブの迅速なリセット、つまり、ス
ロットルバルブの迅速な位置制御を妨げる。
本発明の目的は、モータのリセット動作を妨害せず
に、DCサーボモータがターンオフしたときに生じる過電
圧を制限できる回路構成を提供することである。ここで
要求されることはできる限り製造コストを下げることで
ある。追加的な動作接続、追加的な電圧源などの使用は
全て避けられる。
に、DCサーボモータがターンオフしたときに生じる過電
圧を制限できる回路構成を提供することである。ここで
要求されることはできる限り製造コストを下げることで
ある。追加的な動作接続、追加的な電圧源などの使用は
全て避けられる。
この目的は請求項に引用されたタイプの回路構成を使
用して解決できることが判明した。即ちその特徴は、い
わゆるフリーホイールダイオードがトランジスタと直列
に接続され、及びサーボモータと並列に接続され、前記
トランジスタは遮断電圧が発生した直後、短時間の間、
その制御電極に接続されるコンデンサによって導通す
る。一方、前記コンデンサはサーボモータ及びフリーホ
イールダイオードに接続されている。
用して解決できることが判明した。即ちその特徴は、い
わゆるフリーホイールダイオードがトランジスタと直列
に接続され、及びサーボモータと並列に接続され、前記
トランジスタは遮断電圧が発生した直後、短時間の間、
その制御電極に接続されるコンデンサによって導通す
る。一方、前記コンデンサはサーボモータ及びフリーホ
イールダイオードに接続されている。
本発明の回路は比較的少ない経費で製造できる。トラ
ンジスタの動作に追加電圧源は必要ない。同様に電気制
御ユニットなどへの外部接続も必要ない。
ンジスタの動作に追加電圧源は必要ない。同様に電気制
御ユニットなどへの外部接続も必要ない。
本発明の回路構成によるトランジスタの導通時間は、
RCモジュールの対応するレート（rate）、即ちコンデン
サを放電するための抵抗素子を用いて十分正確に設定で
きる。更に、コンデンサの放電方向にダイオードをその
コンデンサに並列に接続するが望ましく、モータの新た
な動作直後あるいは新たなターンオフパルスの直後に、
そのダイオードを介してコンデンサは急速に放電され
る。
RCモジュールの対応するレート（rate）、即ちコンデン
サを放電するための抵抗素子を用いて十分正確に設定で
きる。更に、コンデンサの放電方向にダイオードをその
コンデンサに並列に接続するが望ましく、モータの新た
な動作直後あるいは新たなターンオフパルスの直後に、
そのダイオードを介してコンデンサは急速に放電され
る。
この発明の一実施例によれば、サーボモータに並列に
接続されるトランジスタはパナーMOS・電界効果トラン
ジスタであって、そのゲートは遮断電圧が発生したとき
コンデンサを介して動作する。
接続されるトランジスタはパナーMOS・電界効果トラン
ジスタであって、そのゲートは遮断電圧が発生したとき
コンデンサを介して動作する。
この発明の他の実施例によれば、前記ゲートとソース
を接続するツェナーダイオードは電界効果トランジスタ
（FET）を過電圧から保護する。好適にツェナーダイオ
ードは、非導通方向のとき、過電圧保護素子として機能
し、導通方向のとき、コンデンサの充電電流を伝送する
ように接続される。従って、コンデンサの高速放電のた
めに使用される前述の個別ダイオードは必要なくなる。
を接続するツェナーダイオードは電界効果トランジスタ
（FET）を過電圧から保護する。好適にツェナーダイオ
ードは、非導通方向のとき、過電圧保護素子として機能
し、導通方向のとき、コンデンサの充電電流を伝送する
ように接続される。従って、コンデンサの高速放電のた
めに使用される前述の個別ダイオードは必要なくなる。
この発明の他の特徴、効果及び用途は図面を参照して
行われる以下の説明により明らかとなる。
行われる以下の説明により明らかとなる。
図１はこの発明による回路構成の一実施例。
図２は図１の回路構成の端子K1での電位変化を示す略
図。
図。
この発明の一実施例は、トラクション滑り制御システ
ムのサーボモータＭに発生する遮断電圧を制限する回路
構成を用いて説明される。モータＭはスロットルバルブ
（図示されず）の位置つまり回転角度を制御するために
機能する。前記スロットルバルブは自動車用エンジンの
運動性能を決定する。エンジンのスロットルバルブの角
度位置及び調節速度は、DCパルス幅変調によって制御さ
れる。サーボモータＭは戻りスプリング（図示されず）
を引っ張る。電源供給が中断された直後、前記戻りスプ
リングはモータをリセットする駆動エネルギを供給す
る。
ムのサーボモータＭに発生する遮断電圧を制限する回路
構成を用いて説明される。モータＭはスロットルバルブ
（図示されず）の位置つまり回転角度を制御するために
機能する。前記スロットルバルブは自動車用エンジンの
運動性能を決定する。エンジンのスロットルバルブの角
度位置及び調節速度は、DCパルス幅変調によって制御さ
れる。サーボモータＭは戻りスプリング（図示されず）
を引っ張る。電源供給が中断された直後、前記戻りスプ
リングはモータをリセットする駆動エネルギを供給す
る。
この場合、電気制御ユニット１を介してMOS・電界効
果トランジスタが図で示されるように動作するように、
モータＭの調節パルスがパワートランジスタT1によって
発生される。トランジスタT1はスイッチングトランジス
タとして動作する。従って図２で示すように、端子K1で
の状態はバッテリー電圧UBか、又はほぼ接地電位の（0
V）で、この電位はトランジスタT1を流れる電流が、低
インピーダンス炭素抵抗R1を流れることによって生じる
僅かな電圧降下のみによって増加する。この電圧降下は
図２では無視されている。
果トランジスタが図で示されるように動作するように、
モータＭの調節パルスがパワートランジスタT1によって
発生される。トランジスタT1はスイッチングトランジス
タとして動作する。従って図２で示すように、端子K1で
の状態はバッテリー電圧UBか、又はほぼ接地電位の（0
V）で、この電位はトランジスタT1を流れる電流が、低
インピーダンス炭素抵抗R1を流れることによって生じる
僅かな電圧降下のみによって増加する。この電圧降下は
図２では無視されている。
本発明のフリーホイールクランプ回路、即ち遮断電流
を制限する回路構成は接点K1、K2を介してサーボモータ
Ｍに接続される。基本的にこのクランプ回路は、前述と
同様なパワーMOS・電界効果トランジスタのトランジス
タT2、ダイオードD1及びトランジスタT2を動作する幾つ
かの要素から構成される。トランジスタT2の制御接続Ｇ
は、コンデンサＣを介して、端子K1と、保護されるべき
トランジスタT2のドレイン接続Ｄに接続される。コンデ
ンサＣは、並列に接続されるダイオードD2と抵抗R2を介
して充電及び放電する。これにより、トランジスタT2の
ソース／ゲート間の電圧差は、ツェナーダイオードD2の
降伏電圧を超えることはない。
を制限する回路構成は接点K1、K2を介してサーボモータ
Ｍに接続される。基本的にこのクランプ回路は、前述と
同様なパワーMOS・電界効果トランジスタのトランジス
タT2、ダイオードD1及びトランジスタT2を動作する幾つ
かの要素から構成される。トランジスタT2の制御接続Ｇ
は、コンデンサＣを介して、端子K1と、保護されるべき
トランジスタT2のドレイン接続Ｄに接続される。コンデ
ンサＣは、並列に接続されるダイオードD2と抵抗R2を介
して充電及び放電する。これにより、トランジスタT2の
ソース／ゲート間の電圧差は、ツェナーダイオードD2の
降伏電圧を超えることはない。
図２のピーク電圧USは、最終段トランジスタT1が非導
通になったとき、又はサーボモータＭによって特定され
る誘導性負荷がターンオフする毎に発生する。コンデン
サＣを介して、このピーク電圧USはトランジスタT2の制
御端子（ゲートＧ）に送られ、トランジスタT2を導通さ
せる。その結果、サーボモータＭに蓄えられたエネルギ
は、フリーホイールダイオード、及びトランジスタT2を
介して放出されるので、遮断電圧は制御トランジスタT1
に損傷を与えない値に制限される。幅変調されたパルス
列の周期ｔは、スロットルバルブ調節装置の電気機械的
時定数より大きな値に選択され、RCモジュールつまり抵
抗R2及びコンデンサＣの適切な値設定により、トランジ
スタT2の導通時間が常に遮断電圧を十分に制限する時間
で、しかもスロットルバルブ調節装置の電気機械的時定
数に比べて短い時間となる。このようにトランジスタT2
の導通に関する時定数の選択が可能となる。
通になったとき、又はサーボモータＭによって特定され
る誘導性負荷がターンオフする毎に発生する。コンデン
サＣを介して、このピーク電圧USはトランジスタT2の制
御端子（ゲートＧ）に送られ、トランジスタT2を導通さ
せる。その結果、サーボモータＭに蓄えられたエネルギ
は、フリーホイールダイオード、及びトランジスタT2を
介して放出されるので、遮断電圧は制御トランジスタT1
に損傷を与えない値に制限される。幅変調されたパルス
列の周期ｔは、スロットルバルブ調節装置の電気機械的
時定数より大きな値に選択され、RCモジュールつまり抵
抗R2及びコンデンサＣの適切な値設定により、トランジ
スタT2の導通時間が常に遮断電圧を十分に制限する時間
で、しかもスロットルバルブ調節装置の電気機械的時定
数に比べて短い時間となる。このようにトランジスタT2
の導通に関する時定数の選択が可能となる。
幅変調パルス列の遮断の後、スロットルバルブサーボ
モータＭは０位置に戻る。このとき、端子K1、K2ではDC
電圧が生成され、トランジスタT2の制御電極はコンデン
サＣによって、このDC電圧で動作することはない。従っ
てサーボモータＭの動作により引っ張られた戻しスプリ
ングの力（図示されず）によってサーボモータＭがその
０位置に即座に戻ることができるように、サーボモータ
Ｍの接続即ち端子K1、K2は非導通となる。
モータＭは０位置に戻る。このとき、端子K1、K2ではDC
電圧が生成され、トランジスタT2の制御電極はコンデン
サＣによって、このDC電圧で動作することはない。従っ
てサーボモータＭの動作により引っ張られた戻しスプリ
ングの力（図示されず）によってサーボモータＭがその
０位置に即座に戻ることができるように、サーボモータ
Ｍの接続即ち端子K1、K2は非導通となる。
この実施例に関する説明から明らかなように、比較的
簡単な回路が、遮断電圧を効果的に制限し、従って動作
トランジスタT1を過電圧から保護し、同時に、サーボモ
ータが０位置にリセットされるとき、そのサーボモータ
Ｍの端子K1、K2の短絡を防ぐことができる。
簡単な回路が、遮断電圧を効果的に制限し、従って動作
トランジスタT1を過電圧から保護し、同時に、サーボモ
ータが０位置にリセットされるとき、そのサーボモータ
Ｍの端子K1、K2の短絡を防ぐことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−46185（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−39389（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 3/08 - 3/16
Claims (6)
- 【請求項１】幅変調された直流パルスによってサーボモ
ータを制御するときに発生する遮断電圧を制限する回路
構成において、 フリーホイールダイオード（D1）がトランジスタ（T2）
と直列に接続され、該フリーホイールダイオード（D1）
及びトランジスタ（T2）の直列接続回路はサーボモータ
（Ｍ）と並列に接続され、前記トランジスタが前記遮断
電圧の発生時に短時間の間、前記トランジスタ（T2）の
制御電極（Ｇ）に一方の端子が接続されるコンデンサ
（Ｃ）よって導通し、前記コンデンサ（Ｃ）の他方の端
子は前記サーボモータ（Ｍ）と前記フリーホイールダイ
オードの接点に接続されることを特徴とする回路構成。 - 【請求項２】請求項１記載の回路構成において、前記ト
ランジスタ（T2）の導通時間は、前記コンデンサ（Ｃ）
を放電するための抵抗（R2）によって決定されることを
特徴とする回路構成。 - 【請求項３】請求項２記載の回路構成において、前記ト
ランジスタ（T2）の前記フリーホイールダイオードに接
続されていない方の電極と前記制御電極との間にダイオ
ード（D2）及び抵抗（R2）の並列接続回路が接続されて
いることを特徴とする回路構成。 - 【請求項４】請求項１乃至３記載の回路構成において、
前記サーボモータ（Ｍ）に並列に接続される前記トラン
ジスタ（T2）はパワーMOS・電界効果トランジスタであ
って、そのゲートは、前記遮断電圧（US）の発生時、コ
ンデンサ（Ｃ）を介して動作することを特徴とする回路
構成。 - 【請求項５】請求項４記載の回路構成において、前記ト
ランジスタ（T2）のゲートとソースを接続するツェナー
ダイオード（D2）が前記トランジスタ（T2）を過電圧か
ら保護することを特徴とする回路構成。 - 【請求項６】請求項５記載の回路構成において、前記ツ
ェナーダイオード（D2）は、非導通方向において過電圧
保護素子として機能し、導通方向において前記コンデン
サ（Ｃ）の充電電流を電送することを特徴とする回路構
成。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4035066.5 | 1990-11-05 | ||
| DE4035066A DE4035066A1 (de) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | Schaltungsanordnung zur begrenzung der abschaltspannung an einem stellmotor |
| PCT/EP1991/002029 WO1992008274A1 (de) | 1990-11-05 | 1991-10-26 | Schaltungsanordnung zur begrenzung der abschaltspannung an einem stellmotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06501371A JPH06501371A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2999555B2 true JP2999555B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=6417630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3517654A Expired - Lifetime JP2999555B2 (ja) | 1990-11-05 | 1991-10-26 | サーボモータの遮断電圧制限回路構成 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5327056A (ja) |
| EP (1) | EP0556209B1 (ja) |
| JP (1) | JP2999555B2 (ja) |
| DE (2) | DE4035066A1 (ja) |
| WO (1) | WO1992008274A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6763804B2 (en) | 2001-10-09 | 2004-07-20 | Visteon Global Technologies, Inc. | Electronic throttle servo overheat protection system |
| JP4685655B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2011-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電動車両の制御装置 |
| JP2008099474A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Advics:Kk | 車両用電動モータ駆動回路 |
| KR101957514B1 (ko) * | 2017-12-05 | 2019-03-12 | 현대오트론 주식회사 | Sr 모터 제어 회로 및 고장 진단 방법 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1638051A1 (de) * | 1968-03-15 | 1971-03-25 | Inst Fuer Nachrichtentechnik | Schaltungsanordnung mit Transistoren zur Steuerung von Gleichstromkleinstmotoren |
| DE1763460B1 (de) * | 1968-06-01 | 1972-05-31 | Pfaff Ag G M | Einrichtung zur drehzahlsteuerung eines reihenschlussmotors |
| EP0005079A1 (en) * | 1978-04-25 | 1979-10-31 | The Rank Organisation Limited | An electric motor control circuit |
| US4325011A (en) * | 1980-01-31 | 1982-04-13 | Peterson Donovan F | Pulse width modulation control circuit |
| IT1209369B (it) * | 1980-11-07 | 1989-07-16 | Ates Componenti Elettron | Generatore d'energia elettrica ad alternatore per autoveicoli con protezione contro i transitori causati dal distacco della batteria. |
| DE3411912A1 (de) * | 1983-03-31 | 1984-10-11 | Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki, Kanagawa | Schaltender regler |
| US4658203A (en) * | 1984-12-04 | 1987-04-14 | Airborne Electronics, Inc. | Voltage clamp circuit for switched inductive loads |
| US4933609A (en) * | 1988-06-23 | 1990-06-12 | Ampex Corporation | Dynamic control system for braking DC motors |
| US4935678A (en) * | 1989-11-09 | 1990-06-19 | Whirlpool Corporation | Universal motor speed control circuit for hand mixer |
-
1990
- 1990-11-05 DE DE4035066A patent/DE4035066A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-10-26 EP EP91918488A patent/EP0556209B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-26 WO PCT/EP1991/002029 patent/WO1992008274A1/de active IP Right Grant
- 1991-10-26 JP JP3517654A patent/JP2999555B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-26 DE DE59106635T patent/DE59106635D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-05 US US08/050,359 patent/US5327056A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0556209A1 (de) | 1993-08-25 |
| US5327056A (en) | 1994-07-05 |
| DE4035066A1 (de) | 1992-05-07 |
| WO1992008274A1 (de) | 1992-05-14 |
| DE59106635D1 (de) | 1995-11-09 |
| JPH06501371A (ja) | 1994-02-10 |
| EP0556209B1 (de) | 1995-10-04 |
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