JPH10323079A - モータ駆動装置 - Google Patents

モータ駆動装置

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JPH10323079A
JPH10323079A JP9125395A JP12539597A JPH10323079A JP H10323079 A JPH10323079 A JP H10323079A JP 9125395 A JP9125395 A JP 9125395A JP 12539597 A JP12539597 A JP 12539597A JP H10323079 A JPH10323079 A JP H10323079A
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JP
Japan
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motor
voltage
power
power supply
coils
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JP9125395A
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Yuuichi Nanae
裕一 名苗
Toshiro Hayashi
俊郎 林
Hiroyoshi Hayashi
広佳 林
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータによる駆動力のアシストを中断した時
に、モータが発電作用を起こしても、モータの出力段の
保護を行うことができるモータ駆動装置を提供するこ
と。 【解決手段】 電源40と、基準電圧Vccとグランド
GND間に配置されて、電源40の供給によりモータ3
1を駆動する際にモータ31の複数のコイルC1,C
2,C3に通電する能動素子Q1〜Q6を有する出力段
170と、電源40の電圧よりも高い設定電圧を設定し
て、移動装置1000の移動速度が所定の値よりも大き
くなってモータ31が移動装置1000の動力の一部の
アシストを中止した場合にモータ31が発電を起こして
電源電圧以上の電圧を生じる時に、基準電圧Vccとグ
ランドGND間の電圧が、この設定電圧よりも高くなっ
た時点で、モータ31の複数のコイルC1,C2,C3
の中点MPを短絡する保護手段6を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば自転車の
ような移動装置に設定されたモータを必要時に駆動し
て、移動装置の動力の一部をアシストするためのモータ
駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】移動装置として、たとえば自転車を例に
挙げると、操作者は自転車のサドルに座り、操作者の踏
力を用いて、ペダル、クランク、チェーン等の駆動伝達
部を介して後輪を駆動することで走行できる。このよう
に操作者が踏力を与えて自転車で走行する場合に、平坦
な道であれば苦労はしないが、登り坂に差しかかると、
操作者の踏力だけではなかなか登り切れず、特に登り坂
が急で長いと途中で自転車を降りなければならない。そ
こで操作者の踏力を補助するためのモータを備えた自転
車が実用化されている。従来のこのような自転車は、電
動アシスト付自転車(電気自転車)とも呼ばれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電動アシスト付自転車
の動力源としては、たとえばブラシレスモータが用いら
れる。このブラシレスモータは、自転車が坂道等登り坂
に差しかかったような必要時に駆動されて、自転車の動
力の一部をアシストすることができる。しかし、下り坂
やあるいは平坦道路において、自転車の速度が大きくな
り、たとえば24Km/h以上の速度になった場合に
は、ブラシレスモータによる動力のアシストが不要にな
るので、モータに対するバッテリからの電源の供給を中
断して、ブラシレスモータによる動力のアシストを停止
する必要がある。このように動力のアシストを切った場
合には、モータは発電作用を起こして、バッテリ等の電
源の電圧以上の電圧を発生(回生電圧)を生じてしま
う。
【0004】このようなことから次のような問題が生じ
る。 (1)自転車が下り坂をたとえば60Km以上の速度で
走行してしまうと、モータの発電作用により発生する電
圧が、駆動回路の能動素子の最大定格電圧を超えてしま
い、駆動回路の能動素子を破壊してしまう危険性があ
り、モータを駆動することができなくなってしまう。 (2)モータに大きな電流を流した状態で、動力のアシ
ストが不要になった時点で急にスイッチを切ると、モー
タ固有のインダクタンスにより、キックバック電圧を発
生して、この電圧が駆動回路の能動素子の最大定格電圧
を超えて破壊してしまう危険がある。
【0005】そこで従来、モータのコイルと駆動回路の
出力段の間にたとえばリレーを2個配置して、このリレ
ーの動作により、モータのコイルと出力段の間の電気的
な接続を開放して、モータのコイルが発電作用により電
圧を発生しても、その電圧が出力段に加わらないように
している。しかしこの方式では、リレー自体が大きいの
で、モータの小型化に向かないことと、リレーが接点式
なので、そのオンオフ操作の信頼性が欠ける。
【0006】また駆動回路の出力段の全相の各能動素子
をオンにして、駆動回路の内部で短絡して、モータのコ
イルからの過電圧を防ぐ方式を採用すると、出力段を全
相オンにするための電源が別途必要となり、しかも出力
段の能動素子の短絡電流が大きくて、能動素子の発熱が
あるという問題がある。本発明は上記課題を解消し、モ
ータによる駆動力のアシストを中断した時に、モータが
発電作用を起こしても、モータの出力段の保護を行うこ
とができるモータ駆動装置を提供することを目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、移動装置に設定されたモータを必要時に駆動し
て、移動装置の動力の一部をアシストするためのモータ
駆動装置であり、電源と、電源に接続された基準電圧と
グランド間に配置されて、電源の供給によりモータを駆
動する際にモータの複数のコイルに通電する能動素子を
有する出力段と、電源の電圧よりも高い設定電圧を設定
して、移動装置の移動速度が所定の値よりも大きくなっ
てモータが移動装置の動力の一部のアシストを中止した
場合にモータが発電を起こして電源電圧以上の電圧を生
じる時に、基準電圧とグランド間の電圧が、この設定電
圧よりも高くなった時点で、モータの複数のコイルの中
点を短絡する保護手段と、を備えることを特徴とするモ
ータ駆動装置により、達成される。
【0008】本発明では、移動装置に設定されたモータ
を必要時に駆動して、移動装置の動力の一部をアシスト
する際に、出力段は、基準電圧とグランド間に設定され
て、電源の供給によりモータを駆動する際に、モータの
複数のコイルに通電する。保護手段には、電源の電圧よ
りも高い設定電圧が設定してあり、移動装置の移動速度
が所定の値よりも大きくなってモータが移動装置の動力
の一部のアシストを中止した場合に、モータが発電を起
こして電源電圧以上の電圧を生じると、基準電圧とグラ
ンド間の電圧がこの設定電圧よりも高くなった時点で、
保護手段はモータの複数のコイルの中点を短絡する。こ
れにより、コイルに生じた電圧を下げることができ、コ
イル側から出力段に与えられる電圧を下げることができ
るので、出力段の能動素子の破壊を防ぐことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。
【0010】図1と図2は、本発明のモータ駆動装置の
好ましい実施の形態が適用された移動装置として、電気
自転車1000を示している。図1と図2の電気自転車
1000は、フレーム11、ハンドル12、握り13、
クランク14、サドル15、前輪16、後輪17、ギヤ
18a、ギヤ18b、走行情報把握手段である制御手段
100、動力補助手段30等を備えている。動力補助手
段30は、好ましくは後輪17に配置されている。クラ
ンク14、前輪16、後輪17、ギヤ18a,18b
は、走行時の回転部である。制御手段100は、動力補
助手段(動力アシスト手段)30に内蔵したり、あるい
は取付プレート21に配置することができるが、図示例
では制御手段100は動力補助手段30に内蔵されてい
る。
【0011】フレーム11の三角形の空間部分の空間に
は、取付プレート21が設けられている。この取付プレ
ート21は電源(バッテリ)40、制御手段100およ
び傾斜センサ90等が配置されている。大径のギヤ18
aと小径の18bには、動力を伝達するためのチェーン
18cが設けられている。図1の電気自転車1000の
バッテリ40は取付プレート21から取外し可能になっ
ている。このバッテリ40は家庭用の商用電源100V
で充電可能である。
【0012】図2は図1の電気自転車1000の平面図
であり、ハンドル12には前ブレーキレバー12aと後
ブレーキレバー12bを有している。前ブレーキレバー
12aは、前輪16の回転を停止する前ブレーキ12c
を操作する。後ブレーキ12bは後輪17の後ブレーキ
12dを操作する。たとえば後ブレーキレバー12bに
はマイクロスイッチのような図3に示す後ブレーキセン
サ140が設けられている。操作者が後ブレーキレバー
12bを操作することで、後ブレーキセンサ140がオ
ンする。そして操作者が後ブレーキレバー12bを離す
と後ブレーキセンサ140はオフする。
【0013】同様にして操作者が図2の前ブレーキ12
aを操作すると、図3の前ブレーキセンサ130はオン
し、前ブレーキレバー12aを離すと、前ブレーキセン
サ130はオフする。このように、前ブレーキレバー1
2aあるいは後ブレーキレバー12bを用いて前ブレー
キ12cあるいは後ブレーキ12dを操作したかどうか
は、この前ブレーキセンサ130あるいは後ブレーキセ
ンサ140の図4に示す前ブレーキ信号FBSと後ブレ
ーキ信号BBSに基づいて、図4の制御手段100の中
央演算処理装置101が判断する。つまり、これらのセ
ンサ130,140のオン信号を検出することで、操作
者が電気自転車1000を止めたい意思があるかどうか
を中央演算処理装置101が判断することができる。
【0014】図4は、図1に示したモータ駆動装置90
0と制御手段100等を示している。モータ駆動装置9
00は、動力のアシスト用のモータ、好ましくは本発明
の実施の形態では3相のダイレクト型のブラシレスモー
タ31を駆動するようになっている。このモータ駆動装
置900は、制御手段100からの指令に基づいて、モ
ータ31を駆動することができる。
【0015】まず、制御手段100について説明する。
図4と図3を参照すると、速度センサ110、傾斜セン
サ90、クランク回転センサ120、前ブレーキセンサ
130、後ブレーキセンサ140からのそれぞれの傾斜
信号INS、前ブレーキ信号FBS、後ブレーキ信号B
BS、クランク回転信号CRSに基づいて、制御手段1
00が、電気自転車の走行状態を把握し、そして制御手
段100が速度センサ110からの速度信号VSに基づ
いて速度変化情報(加速度情報)を合成し、これによ
り、制御手段100は動力補助手段30に対して、操作
者(ライダー)の意思に忠実なパワーアシストを実現さ
せるようになっている。
【0016】図4において、制御手段100(走行情報
把握手段)100の中央演算処理装置101は、PWM
(パルス幅変調)信号生成ロジック部109に接続され
ている。PWM信号生成ロジック部109は、動力補助
手段30の3相モータ31のドライバ出力段170に接
続されている。この出力段170は、3相モータ31の
U相,V相,W相をそれぞれPWM(パルス幅変調)制
御して、モータ31に適宜通電する。
【0017】ここでモータ31について説明すると、モ
ータ31は、3相のダイレクト型のブラシレスモータで
あり3つの駆動コイルC1,C2,C3を有している。
駆動コイルC1は、U相のコイルであり、駆動コイルC
2はV相のコイルであり、駆動コイルC3はW相のコイ
ルである。これらのコイルC1〜C3の一端側は、Y形
結線されてコイル中点MPにより接続されている。また
モータ31のロータの回転速度の情報は速度信号VSと
して中央演算処理装置101に送ることができる。3相
モータドライバ出力段170のU相出力段170aは、
駆動コイルC1に対して駆動電圧を供給し、V相出力段
170bは、駆動コイルC2に駆動電圧を供給し、W相
出力段170cは、駆動コイルC3に対して駆動電圧を
供給する。
【0018】3相モータドライバの出力段170は、電
源(バッテリ)40に対して、スイッチSW1を介して
接続されており、しかも保護回路6も電源40に対して
接続されている。バッテリ40の一端側が基準電圧Vc
cになっており、他端側はスイッチSW1を介してグラ
ンドGNDとなっている。モータ31のコイル中点MP
は、保護回路6側に電気的に接続されている。
【0019】次に図5を参照して、図4のモータ駆動装
置900の更に詳しい構造について説明する。3相モー
タドライバの出力段170は、6つの能動素子Q1,Q
2,Q3,Q4,Q5,Q6を備えている。能動素子Q
1〜Q6は、3相両方向通電のための駆動回路の出力段
170のパワーMOSFETである。能動素子Q1〜能
動素子Q3は、PチャンネルのMOSFETであり、そ
の最大定格電圧は、たとえば60Vになっていて、出力
電流が30AクラスのMOSFETである。これに対し
て、能動素子Q4〜能動素子Q6は、NチャンネルのM
OSFETであり、その最大定格電圧はたとえば100
Vに設定されていて、その出力電流が30AクラスのM
OSFETである。すなわち能動素子Q1〜Q6は、能
動素子Q1〜Q3に比べて、最大定格電圧をかなり大き
く設定しており、耐電圧性が高いものである。
【0020】能動素子Q1,Q4は、モータ31の駆動
コイルC1に接続されており、能動素子Q2,Q5は駆
動コイルC2に接続され、そして能動素子Q3,Q6は
駆動コイルC3に接続されている。各能動素子Q1〜Q
6に対しては、それぞれダイオードD1〜D6が設けら
れている。
【0021】次に、図5に示すモータ駆動装置900の
保護回路6について説明する。保護回路6は、能動素子
Q7、電圧検出手段7等を有している。能動素子Q7の
ドレイン(D)は、モータ31のコイル中点MPに電気
的に接続されている。能動素子Q7のソース(S)は、
基準電圧Vcc側に接続されており、ゲート(G)は、
電圧検出手段7側に接続されている。能動素子7はダイ
オードD7を有する。
【0022】電圧検出手段7の分圧抵抗R8,R9は、
基準電圧VccとグランドGNDの間に設けられてい
る。この分圧抵抗R8,R9は、トランジスタQ10の
ベースに接続されており、このトランジスタQ10のコ
レクター側には、抵抗R7、トランジスタQ9、抵抗R
5,抵抗R6,抵抗R3,抵抗R1,抵抗R2,抵抗R
4、トランジスタQ8が接続されている。
【0023】この保護回路6は、既に述べたように、た
とえば、図1に示す電気自転車1000の速度が大きく
なり、所定の速度、たとえば24Km/h以上になる
と、図4と図5に示すモータ31が、図1の電気自転車
1000の動力の一部のアシストを停止する。この時に
は、電気自転車1000は相変わらず24Km/H以上
で走行していることになるので、モータ31は発電作用
を起こし、モータ31の発電する電圧は、電源40の電
圧よりも大きくなってしまう。これにより、次のような
問題がある。 (1)電気自転車1000が下り坂を、たとえば60K
m以上の速度で走行すると、モータ31が発電する電圧
が出力段の能動素子の最大定格電圧を超えてしまい、出
力段を破壊してしまう危険がある。 (2)モータ31に大きな電流を流している状態で、動
力の一部の補助を切るために図5のスイッチSW1を切
ると、モータのインダクタンスによりキックバック電圧
を発生して、出力段の能動素子の最大定格電圧をこのキ
ックバック電圧は超えてしまい、能動素子を破壊する危
険がある。そこで、保護回路6はこのような危険を防止
するものである。図6は、図4と図5のモータ駆動装置
900をより具体的に示す図である。
【0024】ここで、図7〜図10を参照して、3相の
ダイレクト型のブラシレスモータ31の構造例について
簡単に説明する。図7と図8において、このモータ31
はロータRTとステータSTを有している。このモータ
31の構造は、外側のロータRTが回転して内側のステ
ータSTが停止しているアウターロータ型の3相のブラ
シレスモータである。このモータ31は、図1に示すよ
うに後輪17のシャフトとも言う固定軸51に対して設
けられている。つまりステータの固定軸51はフレーム
11にダイレクトに固定されている。従って、図1の電
気自転車1000は後輪駆動型の自転車である。図17
の駆動軸51のおねじは、図1のフレーム11に対して
ネジ11aを用いて着脱可能に固定されている。
【0025】モータ31のステータSTについて説明す
る。モータ31のステータSTは、ベース67と、鉄芯
53と、駆動用のコイルC1,C2,C3、駆動制御用
の制御手段(制御回路)100とモータ駆動装置900
等を有している。ベース67は、鉄芯53と駆動用のコ
イルC1,C2,C3等を固定している。鉄芯53には
駆動コイルC1,C2,C3が巻かれている。この駆動
コイルC1,C2,C3は、たとえば鉄芯歯部に所定の
パターンで巻かれている。このモータ駆動装置900に
対する給電線32jは、ベース67の途中の穴を通って
モータ31の外部に導き出されている。このベース67
は、放熱性のよい金属製であり、たとえばアルミニウム
等で作られている。
【0026】次に、図7〜図8を参照してロータRTに
ついて説明する。ロータRTは、ステータSTの固定軸
51に回転可能に保持されて、図1の後輪17と一体と
なって回転する部分である。ロータRTは、ロータハウ
ジング55、駆動用のマグネット56、化粧部材66、
化粧部材32、軸受52,52、スペーサ52a、予圧
ネジ52b等を有している。ロータハウジング55は、
円盤状の側面部55aとリング状の外周部55bからな
るケース状の部材であり、たとえば放熱性のよい金属、
たとえばアルミニウムにより作られている。ロータハウ
ジング55の中心部分にはスリーブ55cが設けられて
おり、スリーブ55cは2つの軸受52の外輪を支持し
ている。軸受52の内輪には、固定軸51が挿入され
る。そして予圧ネジ52bは、スペーサ52aを用いて
スリーブ55c内の軸受52,52に対して予圧をかけ
ている。
【0027】ロータハウジング55の外周部55bは、
図1にも示す後輪17のスポーク17pの内端部を固定
している。スポーク17pの外端部は、図1の後輪17
のリング状の金属部分に固定されている。これにより、
ロータハウジング55と後輪17のタイヤを支えるリン
グ状の金属部分は、スポーク17pにより一体化されて
いる。ロータハウジング55は、ステータSTのベース
67、鉄芯53、コイルC1,C2,C3およびモータ
駆動装置900等を覆うようになっている。駆動用のマ
グネット56は、その円周方向に沿ってN極とS極が交
互に多極着磁されたたとえばプラスチックマグネットを
用いることができる。マグネット56は、マグネットヨ
ーク56aを用いて、ロータハウジング55の外周部5
5bの内周面に固定されている。これにより、マグネッ
ト56の内周面はステータST側の駆動コイルC1,C
2,C3と対面している。
【0028】図7〜図8に示すステータSTの駆動コイ
ルC1,C2,C3に対して通電することにより、ロー
タRTが回転する。
【0029】図1に示す電源40としては、繰り返して
充電の可能な2次電池として、たとえば最も好ましくは
リチウムイオン電池を採用している。このリチウムイオ
ン電池は、リチウムをドープ・脱ドープできる炭素質材
料を負極とて、リチウムと遷移金属の複合酸化物を正極
とし、非水溶媒に電解質を加えた非水電解液を用いてい
る2次電池である。
【0030】本発明の実施の形態ではバッテリとして高
電圧で使い勝手のよいリチウムイオン2次電池を用いて
いるが、Ni−MH(ニッケル−メタルハライド)電池
などの他の種類の2次電池を使用しても勿論構わない。
本発明の実施の形態のモータ駆動装置が適用される移動
装置としては、電気自転車に限らず、電動車椅子や電動
貨物運搬台車あるいは電動遊具等他の種類の移動装置に
も採用できる。また、操作者が移動装置に力を与える際
に、脚による踏力の他に手による力の供給やその他の方
式も採用できる。
【0031】本発明の実施の形態では、モータが後輪の
車軸に対応して配置されているが、これに限らずモータ
はクランク軸に直接あるいは前輪の車軸に直接配置する
ようにしても勿論構わない。図示例では制御手段100
が動力補助手段30に内蔵しているが、たとえば図1の
取付プレート21に配置するようにしてもよい。
【0032】次に、上述したモータ駆動装置900の動
作について説明する。図1と図2に示す電気自転車10
00に使用者が乗って、ペダル14b,14bを足で踏
むことにより、後輪17が回転する。これにより使用者
は通常の走行をすることができる。この電気自転車10
00がたとえば登り坂に差しかかると、図4に示す傾斜
センサ90からの傾斜信号INSと、クランク回転セン
サ120のクランク回転信号CRSに基づいて、中央演
算処理装置101が判断して、モータ31による後輪1
7の動力の一部を補助する必要があると判断すると、P
WM信号生成ロジック部109から3相モータドライバ
の出力段170に対して駆動信号が与えられる。これに
より、出力段170のU相出力部170a,V相出力部
170b,W相出力部170cは、駆動コイルC1,C
2,C3に対して、所定の通電パターンで通電すること
になる。これによって、モータ31の図7に示すロータ
RTがステータSTに対して回転することにより、後輪
17に対するクランク14からの駆動力の一部が補助さ
れるので、使用者は比較的少ない踏力であっても電気自
転車1000は坂道を登っていくことができる。
【0033】電気自転車1000が坂道を登り終えて下
り坂になると、電気自転車1000の速度は次第に大き
くなっていく。電気自転車1000の速度が所定速度、
たとえば24Km/h以上になると、図4の速度信号V
Sおよび必要に応じて前ブレーキセンサ130および後
ブレーキセンサ140の前ブレーキ信号FBSおよび後
ブレーキ信号BBSに基づいて、中央演算処理装置10
1は、図4のスイッチSW1に対して信号を送り、この
スイッチSW1は開く。このスイッチSW1が開くと、
電源(バッテリ)40と3相モータドライバの出力段1
70の電気的な接続が切れるので、各駆動コイルC1,
C2,C3に対しては駆動電圧が供給されなくなる。こ
れにより、モータ31は発電機として作用して、図1の
電気自転車1000が坂道を降りていく時には、モータ
31は電圧を発生する。
【0034】このようにスイッチSW1がオフになった
時には、図4と図5の保護回路6が機能する。この電源
40の電圧は、たとえば32.6Vであるが、この電源
40の電圧よりも高い設定電圧V1(たとえば40V)
が、図5に示す保護回路6の電圧検出手段7の分圧抵抗
R8,R9で予め設定されている。モータ31が回転し
て発電することで、基準電圧VccとグランドGND間
の電圧が、この設定電圧V1を超えた時に、この場合
に、電圧検出手段7の分圧抵抗R8,R9において、モ
ータ31の各駆動コイルが発生する電圧が、基準電圧V
cc−グランドGND間の電圧(32.6V)を超えた
時には、トランジスタQ10およびトランジスタQ9そ
してトランジスタQ8がオンすることにより、能動素子
のゲートGに電圧が加わり能動素子Q7がオンする。こ
の能動素子Q7がオンすることにより、モータ31のコ
イル中点MPと、基準電圧Vccが短絡(ショート)す
る。このようにすることで、モータ31の各駆動コイル
C1,C2,C3で発生してしまう電圧は、基準電圧V
ccと能動素子Q4〜Q6を通るようになるので、能動
素子Q4〜Q6の最大定格電圧(100V)に比べて最
大定格電圧の低い(60V)側の能動素子Q1〜Q3に
対して、大きな電圧(過電圧)が加わるのを防止するこ
とができる。
【0035】このように基準電圧Vccとコイル中点M
Pを、能動素子Q7で短絡するのは、能動素子Q4〜Q
6の最大定格電圧が100Vであり、能動素子Q1〜Q
3の最大定格電圧が60Vであることから、最大定格電
圧の高い側の(耐圧マージンの大きい側の)能動素子Q
4〜Q6を利用し、最大定格電圧の低い能動素子Q1〜
Q3にはモータ31の発電時の過電圧がかからないよう
にしている。
【0036】なお、保護回路6を作動させるための電源
としては、コイル中点MP−グランドGND間の電圧を
用いている。この保護回路に必要な電源(コイル中点M
P−グランドGND間電圧)は、設定電圧V1の半分
(20V)程度であるために、能動素子Q7をオンする
のに必要なゲート−ソース(G−S)間の電圧(4V)
が充分に得られることになる。このようにして、スイッ
チSW1がオフとなり電源40と出力段170の接続が
断たれた時に、モータ31が電源40の印加電圧以上の
起電圧を発生するような場合には、能動素子Q7は、グ
ランドGND−コイル中点MP間の電圧で動作して、能
動素子Q7は基準電圧Vcc−コイル中点MP間を短絡
することにより、最大定格電圧の低い能動素子Q1〜Q
3に加わる電圧が、それらの最大定格電圧を超えないよ
うにすることができる。なお電圧検出手段7に対して
は、ヒステリシスを設けて発振状態を防ぐことができ
る。すなわち、保護回路6が働くような速度で電気自転
車が走行を続けた場合に、能動素子Q7がON−OFF
を繰り返しつり合ってしまうことが考えられる。OFF
からON及びONからOFFになる過渡領域において能
動素子Q7の発熱が大きい。そこで図11(A)(B)に
示すように、ヒステリシスを設けて能動素子Q7のON
−OFFがつり合わないようにしている。
【0037】本発明の実施の形態では、電源40をオフ
にした時に、外力で回転するブラシレスモータ31が発
電機として電圧を発生する場合に、電源40が電気的に
切断されていて電源40が電気的に接続されていなくて
も、図5のモータ駆動装置900の保護回路6の能動素
子Q7は、コイル中点MP−グランドGND間の電圧を
用いて、コイル中点MPと基準電圧Vcc間を短絡させ
ることができる。本発明の実施の形態のモータ駆動装置
900は、従来のようなリレーを使わないので、小型化
できかつ信頼性が高いものである。駆動コイルC1,C
2,C3の半分のみを短絡するので、駆動コイルC1,
C2,C3からの発熱も半分に済ませることができる。
すなわち能動素子Q1〜Q6の保護が目的であるから、
電圧を零にする必要はなく、電圧を半減すれば充分に能
動素子の定格電圧以下になる。そこでコイルC1,C
2,C3の半分をオープンにしておけば発熱するコイル
が半分であり、また能動素子Q7に流れる電流が小さく
なることから、トータルの発熱量は半分以下になる。
【0038】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れない。上述した実施の形態では、モータ駆動装置90
0が駆動するモータ31は、3相のダイレクト型のブラ
シレスモータを用いているが、これに限らず、他の種類
のモータを採用することも勿論可能である。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータによる駆動力のアシストを中断した時に、モータ
が発電作用を起こしても、モータの出力段の保護を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータ駆動装置の実施の形態が適用さ
れている移動装置としての電気自転車を示す側面図。
【図2】図1の電気自転車の平面図。
【図3】図1の電気自転車の制御的な概念を示す図。
【図4】本発明のモータ駆動装置と制御手段の一例を示
す図。
【図5】図4のモータ駆動装置をより具体的に示す図。
【図6】図5のモータ駆動装置の適用例を示す図。
【図7】図4〜図6のモータを具体的に示す断面図。
【図8】図7のモータの分解図。
【図9】図7のモータの分解斜視図。
【図10】図9のモータの組立図。
【図11】能動素子のヒステリシスの例を示す図。
【符号の説明】
6・・・保護回路(保護手段)、7・・・電圧検出手
段、31・・・モータ、40・・・電源、170・・・
出力段、1000・・・電気自転車(移動装置)、GN
D・・・グランド、MP・・・駆動コイルの中点、Q1
〜Q6・・・出力段の能動素子、Vcc・・・基準電圧
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02P 6/12 H02P 6/02 371D

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動装置に設定されたモータを必要時に
    駆動して、移動装置の動力の一部をアシストするための
    モータ駆動装置であり、 電源と、 電源に接続された基準電圧とグランド間に配置されて、
    電源の供給によりモータを駆動する際にモータの複数の
    コイルに通電する能動素子を有する出力段と、 電源の電圧よりも高い設定電圧を設定して、移動装置の
    移動速度が所定の値よりも大きくなってモータが移動装
    置の動力の一部のアシストを中止した場合にモータが発
    電を起こして電源電圧以上の電圧を生じる時に、基準電
    圧とグランド間の電圧が、この設定電圧よりも高くなっ
    た時点で、モータの複数のコイルの中点を短絡する保護
    手段と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 【請求項2】 モータはブラシレスモータであり、この
    ブラシレスモータの複数のコイルはY結線されており、
    複数のコイルの中点は、基準電圧あるいはグランドに短
    絡する請求項1に記載のモータ駆動装置。
  3. 【請求項3】 出力段の短絡しない側の電圧が、保護手
    段の能動素子の駆動電源として利用される請求項1に記
    載のモータ駆動装置。
  4. 【請求項4】 保護手段は、移動装置の移動速度が所定
    の値よりも大きくなってブラシレスモータが移動装置の
    動力の一部のアシストを中止した場合にブラシレスモー
    タが発電を起こして電源電圧以上の電圧を検出する電圧
    検出手段を備える請求項1に記載のモータ駆動装置。
  5. 【請求項5】 移動手段は自転車である請求項1に記載
    のモータ駆動装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001239980A (ja) * 2000-03-01 2001-09-04 Honda Motor Co Ltd 電動自転車
JP2002264860A (ja) * 2001-03-07 2002-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気動力装置付き車輌
CN103407527A (zh) * 2013-08-23 2013-11-27 深圳市汇川技术股份有限公司 低压电动车的信息采集电路

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