WO2017029925A1 - モータユニット - Google Patents

モータユニット Download PDF

Info

Publication number
WO2017029925A1
WO2017029925A1 PCT/JP2016/071211 JP2016071211W WO2017029925A1 WO 2017029925 A1 WO2017029925 A1 WO 2017029925A1 JP 2016071211 W JP2016071211 W JP 2016071211W WO 2017029925 A1 WO2017029925 A1 WO 2017029925A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current value
motor
unit
drive
signal
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/071211
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩二 水上
理朋 石川
Original Assignee
日本電産サーボ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産サーボ株式会社 filed Critical 日本電産サーボ株式会社
Priority to EP16836916.3A priority Critical patent/EP3340458A4/en
Priority to CN201680048068.4A priority patent/CN107925378B/zh
Priority to US15/753,176 priority patent/US10284123B2/en
Publication of WO2017029925A1 publication Critical patent/WO2017029925A1/ja

Links

Images

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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • 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
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • 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
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current

Definitions

  • the present invention relates to a motor unit.
  • One aspect of the present invention aims to simplify the configuration for transmitting the result of determining the rotational state of the motor to the outside.
  • a motor unit includes a motor, a drive circuit that supplies a drive current to the motor, a shunt resistor that measures the drive current, and a rotation command input to which a rotation command signal of the motor is supplied.
  • a pulse output terminal that outputs a pulse signal indicating a rotation state of the motor, a current detection unit that detects the drive current measured by the shunt resistor, and the rotation command supplied to the rotation command input terminal
  • a drive control unit that controls supply of the drive current based on a signal; a storage unit that stores in advance allowable range information indicating an allowable range of the current value of the drive current detected by the current detection unit; Based on the current value of the driving current detected by the current detection unit and the allowable range information stored in the storage unit, the current value of the driving current is included in the allowable range.
  • the current value determination unit determines that the current value of the drive current is within the allowable range, the current value determination unit that determines whether or not the duty ratio of the pulse signal is within the allowable range, the first duty If the current value determination unit determines that the current value of the drive current is outside the allowable range, the pulse signal is set to a second duty ratio different from the first duty ratio. And a signal generation unit to generate.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of a motor unit, illustrating an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the pulse signal output circuit.
  • FIG. 3 is a table showing an example of allowable range information stored in the storage unit.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control unit.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of a waveform of the drive current value of the motor.
  • FIG. 6 is a graph illustrating an example of a waveform of the motor state signal.
  • FIG. 7 is a table showing a modification of the allowable range information stored in the storage unit.
  • FIG. 8 is a graph showing a modification of the waveform of the motor drive current value.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the motor unit 1.
  • the motor unit 1 includes a motor 10, a drive circuit 20, a shunt resistor 30, a control unit 40, a rotation state detection unit 50, an amplification circuit 60, a rotation command input terminal SPIN, and a pulse output terminal SPOUT. . *
  • the motor 10 includes windings 11-1 to 11-3.
  • the motor 10 rotates a rotor (not shown) by the drive current Id supplied to the windings 11-1 to 11-3.
  • the motor 10 is a three-phase DC brushless motor with a sensor
  • the type of the motor 10 is not limited thereto. *
  • the drive circuit 20 supplies a drive current Id to the motor 10 based on the control of the control unit 40.
  • the drive circuit 20 includes a three-phase full bridge driver (not shown) and supplies a drive current Id to the windings 11-1 to 11-3 of the motor 10. Further, the drive circuit 20 causes the drive current Id supplied to the windings 11-1 to 11-3 to flow out to the shunt resistor 30.
  • the shunt resistor 30 measures the drive current Id that the drive circuit 20 starts to flow.
  • the amplifier circuit 60 is connected to both ends of the shunt resistor 30 and amplifies the potential difference between both ends of the shunt resistor 30. The amplifier circuit 60 outputs the amplified potential difference between both ends of the shunt resistor 30 to the control unit 40. *
  • the rotation state detection unit 50 includes a hall element (not shown) and detects the rotation position of the rotor of the motor 10.
  • the rotation state detection unit 50 outputs a rotation state signal Sr indicating the detected rotation position of the rotor to the control unit 40.
  • the rotation state detection unit 50 is not essential depending on the type of the motor 10. *
  • the control unit 40 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like, and includes a drive control unit 41, a current detection unit 42, a current value determination unit 43, a storage unit 44, and a signal generation unit 45. As a part. *
  • CPU Central Processing Unit
  • the current detection unit 42 detects the current flowing through the shunt resistor 30 based on the potential difference between both ends of the shunt resistor 30 output from the amplifier circuit 60. That is, the current detection unit 42 detects the drive current Id measured by the shunt resistor 30. The current detection unit 42 outputs a current detection result signal Sid indicating the detection result of the drive current Id to the drive control unit 41.
  • the drive control unit 41 generates a drive signal Sd based on the rotation command signal Sc, the rotation state signal Sr, and the current detection result signal Sid, and outputs the generated drive signal Sd to the drive circuit 20.
  • the rotation command signal Sc is a signal supplied to the rotation command input terminal SPIN from another device.
  • the rotation command signal Sc includes a signal for instructing rotation and stop of the motor 10.
  • the rotation command signal Sc may include a signal that indicates the number of rotations of the motor 10.
  • the rotation command signal Sc is a signal for instructing the rotation speed of the motor 10, 0 [r / s] instructs to stop the motor 10, and a value other than 0 [r / s] indicates the motor 10.
  • the signal is an instruction for the target rotational speed will be described as an example. *
  • the drive control unit 41 generates a drive result notification signal Sres and outputs the generated drive result notification signal Sres to the signal generation unit 45.
  • the drive result notification signal Sres is a signal generated based on the rotation state signal Sr and the current detection result signal Sid.
  • the drive control unit 41 calculates the torque of the motor 10 based on the current detection result signal Sid, and outputs a signal indicating the calculated torque to the signal generation unit 45 as the drive result notification signal Sres.
  • the drive control unit 41 calculates the number of rotations of the motor 10 based on the rotation state signal Sr, and sends a signal indicating the calculated number of rotations to the signal generation unit 45 as a drive result notification signal Sres. Output.
  • the drive control part 41 demonstrates as an example the case where the signal which shows the rotation speed of the motor 10 is output as a drive result notification signal Sres. *
  • the signal generation unit 45 generates a motor state signal Sp based on the drive result notification signal Sres output from the drive control unit 41.
  • the signal generation unit 45 outputs the generated motor state signal Sp from the pulse output terminal SPOUT via the pulse signal output circuit 70.
  • An example of the pulse signal output circuit 70 will be described with reference to FIG. *
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the pulse signal output circuit 70.
  • the motor unit 1 is connected to the control unit 2.
  • the control unit 2 includes a detection unit 21.
  • the detector 21 detects a motor state signal Sp output from the pulse output terminal SPOUT.
  • the motor unit 1 includes a ground terminal TLG in addition to the pulse output terminal SPOUT.
  • the terminal TL21 of the control unit 2 is connected to the pulse output terminal SPOUT.
  • the terminal TL22 of the control unit 2 is connected to the ground terminal TLG.
  • a voltage is supplied to the pulse output terminal SPOUT from the power supply voltage Vcc of the control unit 2 via the pull-up resistor Rpu. *
  • the pulse signal output circuit 70 includes a current limiting resistor 71, a transistor 72, and a base resistor 73, and is a so-called open collector type output circuit.
  • the pulse signal output circuit 70 generates a pulse signal by turning on or off the transistor 72 based on the motor state signal Sp output from the control unit 40.
  • the pulse signal output circuit 70 transmits the state of the motor 10 from the motor unit 1 to the control unit 2 by the generated pulse signal.
  • the signal generation unit 45 generates the motor state signal Sp based on the drive result notification signal Sres output from the drive control unit 41.
  • the signal generation unit 45 determines the pulse cycle according to the rotation speed of the motor 10 indicated by the drive result notification signal Sres.
  • the signal generation unit 45 outputs the pulse having the determined cycle to the pulse signal output circuit 70 as the motor state signal Sp.
  • the transistor 72 of the pulse signal output circuit 70 is turned on or off in accordance with the pulse period of the motor state signal Sp. With this configuration, the pulse output terminal SPOUT outputs a pulse signal having a period corresponding to the rotation speed of the motor 10.
  • the current value determination unit 43 acquires the current detection result signal Sid from the current detection unit 42.
  • the current value determination unit 43 determines whether or not the detected current value of the drive current Id is within the allowable range based on the acquired current detection result signal Sid and the allowable range information stored in the storage unit 44. Determine.
  • the allowable range information stored in the storage unit 44 will be described with reference to FIG. In the following description, the current value of the drive current Id is also referred to as a drive current value DI. *
  • FIG. 3 is a table showing an example of allowable range information stored in the storage unit 44.
  • the permissible range information is associated with the stage CL of the drive current value DI, the drive current value DI, and the pulse duty ratio.
  • the stage CL includes a stage CL1 and a stage CL2.
  • the driving current value DI ⁇ threshold value th1 is associated with the stage CL1.
  • the threshold value th1 ⁇ drive current value DI is associated with the stage CL2.
  • the threshold value th1 is a value that distinguishes whether or not the drive current value DI is within an allowable range.
  • stage CL1 that is, when drive current value DI ⁇ threshold value th1, drive current value DI is outside the allowable range.
  • stage CL2 that is, when the threshold value th1 ⁇ the drive current value DI, the drive current value DI is within the allowable range.
  • a pulse duty ratio of 75% is associated with the stage CL1.
  • the stage CL2 is associated with a pulse duty ratio of 50%.
  • the current value determination unit 43 determines to which stage CL of the allowable range information the drive current value DI indicated by the acquired current detection result signal Sid corresponds. Specifically, when the drive current value DI is less than the threshold value th1, the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is in the stage CL1. On the other hand, when the drive current value DI is equal to or greater than the threshold th1, the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is in the stage CL2. The current value determination unit 43 outputs the duty ratio of the pulse corresponding to the determined stage CL to the signal generation unit 45 as the determination result signal Sj.
  • the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is in the stage CL1
  • the current value determination unit 43 outputs a pulse duty ratio of 75% to the signal generation unit 45 as the determination result signal Sj.
  • the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is in the stage CL2
  • the current value determination unit 43 outputs a pulse duty ratio of 50% to the signal generation unit 45 as the determination result signal Sj.
  • the signal generator 45 determines the duty ratio of the pulse of the motor state signal Sp output to the pulse signal output circuit 70 based on the determination result signal Sj output from the current value determiner 43.
  • the signal generation unit 45 determines the pulse period of the motor state signal Sp based on the drive result notification signal Sres output from the drive control unit 41. Further, the signal generation unit 45 determines the duty ratio of the pulse of the motor state signal Sp based on the determination result signal Sj output from the current value determination unit 43. That is, the signal generation unit 45 outputs the driving result of the motor 10 by the pulse period and the determination result of the driving current value DI by the pulse duty ratio from the pulse output terminal SPOUT.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the control unit 40.
  • the drive control unit 41 acquires the rotation command signal Sc supplied to the rotation command input terminal SPIN.
  • the drive control part 41 determines the presence or absence of the starting command of the motor 10 based on the acquired rotation command signal Sc (step S10).
  • the drive control unit 41 determines that there is no start command for the motor 10 when the rotation command signal Sc indicates 0 [r / s].
  • the start command for the motor 10 is a command for changing the motor 10 from the stopped state to the rotating state of the motor 10.
  • the drive control unit 41 determines that there is a start command for the motor 10 when the rotation command signal Sc changes from 0 [r / s] to a value of 0 [r / s] or more. If the drive control unit 41 determines that there is no start command for the motor 10 (step S10; NO), the drive control unit 41 returns to step S10 again and continues to determine the start command for the motor 10. If the drive control unit 41 determines that there is a start command for the motor 10 (step S10; YES), the process proceeds to step S20. *
  • the drive control unit 41 acquires the rotation state signal Sr output from the rotation state detection unit 50.
  • the drive control unit 41 generates a drive signal Sd based on the acquired rotation state signal Sr.
  • the drive control unit 41 supplies the generated drive signal Sd to the drive circuit 20 to rotate the motor 10.
  • the drive control unit 41 generates a drive result notification signal Sres based on the rotation state signal Sr and the current detection result signal Sid, and supplies the generated drive result notification signal Sres to the signal generation unit 45.
  • the current value determination unit 43 determines whether the drive current value DI is within the allowable range based on the current detection result signal Sid output from the current detection unit 42 and the allowable range information stored in the storage unit 44. Determine whether or not.
  • the current value determination unit 43 outputs a determination result signal Sj indicating the duty ratio of the pulse to the signal generation unit 45 based on the determination result.
  • the current value determination unit 43 sets the duty ratio of the pulse to 50% regardless of whether or not the drive current value DI is within the allowable range until the predetermined time TW has elapsed since the start of the motor 10.
  • a determination result signal Sj is output.
  • the predetermined time TW will be described with reference to FIG. *
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the waveform of the drive current value DI of the motor 10.
  • the drive control unit 41 supplies a drive current to the motor 10 via the drive circuit 20, the motor 10 starts to rotate (time t0).
  • the drive control unit 41 calculates the rotation speed of the motor 10 based on the rotation state signal Sr output from the rotation state detection unit 50.
  • the drive control unit 41 maintains the drive current value DI at a constant value.
  • the motor unit 1 is a fan motor unit
  • the motor 10 rotates an impeller (not shown).
  • the load torque is larger than when the impeller is not attached. Therefore, when the motor 10 is rotated at a certain rotational speed, the drive current value DI2 when the impeller is attached to the motor 10 is larger than the drive current value DI1 when the impeller is not attached.
  • the waveform W2 of the drive current value DI when the impeller is attached to the motor 10 is shown in FIG. That is, the motor 10 reaches the target rotational speed at time t2.
  • the drive control unit 41 maintains the drive current value DI at the drive current value DI2 after time t2.
  • a waveform W1 of the drive current value DI when the impeller is not attached to the motor 10 is shown in FIG. That is, the motor 10 reaches the target rotational speed at time t1.
  • the drive control unit 41 maintains the drive current value DI at the drive current value DI1 after time t1.
  • the transition from the time t0 to the time t2 is a transient state, and the time t2 and after is a steady state. In the steady state, it is easier to distinguish the waveform W1 and the waveform W2 than in the transient state. Therefore, the current value determination unit 43 determines whether or not the drive current value DI is within an allowable range in a steady state. In the example shown in FIG. 5, the range AR2 after the time t3 and the drive current value DI being equal to or greater than the threshold th1 is an allowable range.
  • the allowable range that is, the range AR2
  • the range AR1 is a range after a predetermined time TW elapses and the threshold value th1> the drive current value DI.
  • the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is within the allowable range when the drive current value DI is equal to or greater than the threshold th1 after the predetermined time TW has elapsed. The current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is out of the allowable range when the drive current value DI is less than the threshold value th1 after the predetermined time TW has elapsed. *
  • the current value determination unit 43 waits for processing until a predetermined time TW elapses after the motor 10 is started (step S ⁇ b> 20).
  • the current value determination unit 43 outputs a determination result signal Sj indicating a pulse duty ratio of 50%.
  • the current value determination unit 43 advances the process to step S30 when the predetermined time TW has elapsed since the start of the motor 10.
  • the current value determination unit 43 compares the drive current value DI with the threshold value th1 (step S30). When it is determined that the threshold value th1 ⁇ the drive current value DI (step S30; YES), the current value determination unit 43 outputs a determination result signal Sj indicating a pulse duty ratio of 50% (step S40). . When the current value determination unit 43 determines that the threshold value th1 ⁇ the drive current value DI is not satisfied (step S30; NO), the current value determination unit 43 outputs a determination result signal Sj indicating a pulse duty ratio of 75% (step S50). ). *
  • the signal generation unit 45 generates a motor state signal Sp based on the drive result notification signal Sres output from the drive control unit 41 and the determination result signal Sj output from the current value determination unit 43.
  • the signal generator 45 outputs the generated motor state signal Sp from the pulse output terminal SPOUT via the pulse signal output circuit 70.
  • An example of the waveform of the motor state signal Sp will be described with reference to FIG. *
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the waveform of the motor state signal Sp.
  • the signal generation unit 45 acquires the determination result signal Sj indicating the pulse duty ratio of 50% from the current value determination unit 43
  • the signal generation unit 45 outputs the motor state signal Sp shown in FIG.
  • the signal generator 45 outputs a motor state signal Sp with a period P1 from time t11 to time t15 as one cycle.
  • the signal generation unit 45 sets the waveform of the motor state signal Sp to H (high) in the period P2H from time t11 to time t13, and from time t13 to time t15. In the period P2L, it is set to L (low).
  • the signal generation unit 45 acquires the determination result signal Sj indicating the pulse duty ratio of 75% from the current value determination unit 43, the signal generation unit 45 outputs the motor state signal Sp shown in FIG. Specifically, when the duty ratio of the pulse is 75%, the signal generation unit 45 sets the waveform of the motor state signal Sp to H (high) in the period P3H from time t11 to time t14, and from time t14 to time t15. It is set to L (low) during the period P3L. *
  • the control unit 40 determines whether or not the rotation command signal Sc acquired from the rotation command input terminal SPIN indicates the stop of the motor 10 (step S60). If the control unit 40 does not indicate a stop (step S60; NO), the control unit 40 returns the process to step S30 and continues the process. Moreover, the control part 40 complete
  • the motor unit 1 sets the duty ratio of the motor state signal Sp to the first duty ratio when the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI is within the allowable range. .
  • the motor unit 1 sets the second duty ratio of the motor state signal Sp to be different from the first duty ratio. Set the duty ratio.
  • the motor state signal Sp is also a signal for transmitting the rotation state of the motor 10, for example, the number of rotations of the motor 10 to an external unit according to the cycle of the pulse. That is, the motor state signal Sp transmits two types of information to an external unit according to the pulse period and the duty ratio.
  • the motor unit 1 can output two types of information from one pulse output terminal SPOUT. That is, according to the motor unit 1, the determination result of the rotation state of the motor 10 can be transmitted to the outside without adding a terminal, so that the configuration can be simplified as compared with the case where a terminal is added. . *
  • the allowable range information stored in the storage unit 44 is such that the drive current value DI when the motor 10 is rotating at an appropriate load is within the allowable range, and the motor 10 rotates at a load lower than the appropriate load.
  • the drive current value DI is outside the allowable range.
  • the motor unit 1 can determine whether or not a load is properly attached to the motor 10. For example, when the motor unit 1 is a fan motor unit, the motor unit 1 can determine whether or not an impeller is attached to the motor 10. Specifically, in the assembling process of the motor unit 1, when the load is forgotten to be attached, the motor unit 1 determines that the motor 10 is rotating at a load lower than the appropriate load, and the pulse duty ratio is 75%.
  • the motor state signal Sp is output.
  • the motor unit 1 outputs the motor state signal Sp from the pulse output terminal SPOUT to the outside. Therefore, according to the motor unit 1, forgetting to attach the load to the motor 10 can be determined by an external unit. For example, depending on the motor unit 1, it may be difficult to visually recognize the forgetting to attach the load to the motor 10 from the outside in the assembled state. Even in such a case, since the motor unit 1 outputs the load determination result to the pulse output terminal SPOUT, connecting the measuring device to the pulse output terminal SPOUT makes it possible to forget to attach the load to the motor 10. It can be determined from. *
  • the motor unit 1 includes a pulse signal output circuit 70 as an example.
  • the pulse signal output circuit 70 is an open collector type output circuit. Therefore, by measuring the output of the pulse signal output circuit 70 with the analog tester or digital multimeter in the resistance value measurement mode, the change in the duty ratio of the pulse can be measured. In other words, according to the motor unit 1, it is possible to determine forgetting to attach the load to the motor 10 with a simple measuring device.
  • FIG. 7 is a table showing a modification of the allowable range information stored in the storage unit 44.
  • the storage unit 44 stores a stage CL3 in addition to the stages CL1 and CL2.
  • the driving current value DI ⁇ threshold value th1 and a pulse duty ratio of 50% are associated with the stage CL1.
  • the stage CL2 is associated with threshold value th1 ⁇ driving current value DI ⁇ threshold value th2 and a pulse duty ratio of 75%.
  • the stage CL3 is associated with a threshold value th2 ⁇ drive current value DI and a pulse duty ratio of 25%.
  • the driving current value DI is outside the allowable range in the case of the stage CL1 and the stage CL3.
  • the drive current value DI is within the allowable range. That is, in this modification, the drive current value DI that is outside the allowable range is further divided into a plurality of duty ratios according to the stage CL.
  • FIG. 8 is a graph showing a modification of the waveform of the drive current value DI of the motor 10.
  • the motor unit 1 is a fan motor unit
  • the motor 10 rotates the impeller.
  • This impeller may interfere with other parts and become difficult to rotate.
  • the load torque is larger than the case where the impeller does not interfere with other parts and is easy to rotate. Therefore, when the motor 10 is rotated at a certain rotational speed, the drive current value DI3 when the impeller interferes with the motor 10 is larger than the drive current value DI2 when the impeller does not interfere.
  • the drive control unit 41 in this modification has a current limit function.
  • FIG. 8 shows a waveform W3 when the impeller of the motor 10 interferes and the current limit function is working. That is, the drive current value DI reaches the upper limit value at time t4.
  • the drive control unit 41 maintains the drive current value DI at the drive current value DI3 after time t4.
  • the transition from time t0 to time t4 is a transient state, and the time after time t4 is a steady state. In the steady state, it is easier to distinguish the waveform W1, the waveform W2, and the waveform W3 than in the transient state. Therefore, the current value determination unit 43 determines whether or not the drive current value DI is within an allowable range in a steady state. In the modification shown in FIG. 8, the range AR3 where the drive current value DI is equal to or greater than the threshold th2 after the time t3 is the overload range AR3. *
  • the current value determination unit 43 determines that the drive current value DI belongs to the overload range AR3, that is, is outside the allowable range when the drive current value DI is equal to or greater than the threshold th2 after the predetermined time TW has elapsed. .
  • the current value determination unit 43 outputs a determination result signal Sj indicating a pulse duty ratio of 25%.
  • the signal generation unit 45 When the signal generation unit 45 obtains the determination result signal Sj indicating the pulse duty ratio of 25% from the current value determination unit 43, the signal generation unit 45 outputs the motor state signal Sp shown in FIG. Specifically, when the duty ratio of the pulse is 25%, the signal generation unit 45 sets the waveform of the motor state signal Sp to H (high) in the period P4H from time t11 to time t12, and from time t12 to time t15. During the period P4L up to L (low). *
  • the signal generation unit 45 of the motor unit 1 has a duty ratio of 75% and a duty ratio of 25%.
  • the motor state signal Sp is generated with the duty ratio corresponding to the stage CL1 or the stage CL3 of the drive current value DI.
  • the stage CL of the drive current value DI may be divided into four or more stages.
  • SYMBOLS 1 ... Motor unit, 10 ... Motor, 20 ... Drive circuit, 30 ... Shunt resistance, 40 ... Control part, 41 ... Drive control part, 42 ... Current detection part, 43 ... Current value determination part, 44 ... Memory

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

モータユニットは、モータと、駆動回路と、シャント抵抗と、回転指令入力端子と、パルス出力端子と、シャント抵抗が計測する駆動電流を検出する電流検出部と、回転指令入力端子に供給される回転指令信号に基づいて、駆動電流の供給を制御する駆動制御部と、許容範囲情報が予め記憶されている記憶部と、駆動電流の電流値と、許容範囲情報とに基づいて、駆動電流の電流値が許容範囲に含まれるか否かを判定する電流値判定部と、パルス信号のデューティ比を、駆動電流の電流値が許容範囲内であると電流値判定部が判定した場合には、第１のデューティ比にし、駆動電流の電流値が許容範囲外であると電流値判定部が判定した場合には、第１のデューティ比とは異なる第２のデューティ比にして、パルス信号を生成する信号生成部とを備える。

Description

モータユニット
本発明は、モータユニットに関する。
従来、モータの駆動電流をシャント抵抗などで計測することにより、モータの回転状態を検出する場合があった。この場合に、モータの回転状態が適正範囲内であるか否かを判別する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
日本国公開公報特開２００２－７２７７３号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、モータの回転状態が適正範囲内であるか否かの判別結果を、モータユニットの外部にどのようにして伝達するのかということまでは考慮されていなかった。ここで、判別結果をモータユニットの外部に伝達するために、判別結果専用の出力端子を設ける場合がある。しかしながら、この場合、端子が追加されることから、モータユニットの構成を簡素化することができないという問題があった。つまり、特許文献１に記載の技術によると、モータユニットにおいてモータの回転状態の判別結果を外部に伝達するための構成を簡素化することができないという問題があった。　
本発明の一つの態様は、モータの回転状態の判別結果を外部に伝達するための構成を簡素化することを目的とする。
本発明の一つの態様に係るモータユニットは、モータと、前記モータに駆動電流を供給する駆動回路と、前記駆動電流を計測するシャント抵抗と、前記モータの回転指令信号が供給される回転指令入力端子と、前記モータの回転状態を示すパルス信号が出力されるパルス出力端子と、前記シャント抵抗が計測する前記駆動電流を検出する電流検出部と、前記回転指令入力端子に供給される前記回転指令信号に基づいて、前記駆動電流の供給を制御する駆動制御部と、前記電流検出部が検出する前記駆動電流の電流値の許容範囲を示す許容範囲情報が予め記憶されている記憶部と、前記電流検出部が検出する前記駆動電流の電流値と、前記記憶部に記憶されている前記許容範囲情報とに基づいて、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲に含まれるか否かを判定する電流値判定部と、前記パルス信号のデューティ比を、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲内であると前記電流値判定部が判定した場合には、第１のデューティ比にし、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲外であると前記電流値判定部が判定した場合には、前記第１のデューティ比とは異なる第２のデューティ比にして、前記パルス信号を生成する信号生成部とを備える。
本発明の一つの態様によれば、モータの回転状態の判別結果を外部に伝達するための構成を簡素化することができる。
図1は、本発明の実施の形態を示す図であって、モータユニットの機能構成の一例を示すブロック図である。 図２は、パルス信号出力回路の回路構成の一例を示す図である。 図３は、記憶部に記憶されている許容範囲情報の一例を示す表である。 図４は、制御部の動作の一例を示す流れ図である。 図５は、モータの駆動電流値の波形の一例を示すグラフである。 図６は、モータ状態信号の波形の一例を示すグラフである。 図７は、記憶部に記憶されている許容範囲情報の変形例を示す表である。 図８は、モータの駆動電流値の波形の変形例を示すグラフである。
［実施形態］　以下、本発明のモータユニットの実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。　
図１は、モータユニット１の機能構成の一例を示すブロック図である。モータユニット１は、モータ１０と、駆動回路２０と、シャント抵抗３０と、制御部４０と、回転状態検出部５０と、増幅回路６０と、回転指令入力端子ＳＰＩＮと、パルス出力端子ＳＰＯＵＴとを備える。　
モータ１０は、巻線１１－１～１１－３を備えている。モータ１０は、この巻線１１－１～１１－３に供給される駆動電流Ｉｄによって、不図示のロータを回転させる。なお、モータ１０がセンサ付き三相ＤＣブラシレスモータである場合を一例にして説明するが、モータ１０の種類はこれに限られない。　
駆動回路２０は、制御部４０の制御に基づいて、モータ１０に駆動電流Ｉｄを供給する。具体的には、駆動回路２０は、不図示の三相フルブリッジドライバを備えており、モータ１０の巻線１１－１～１１－３に対して、駆動電流Ｉｄを供給する。また、駆動回路２０は、巻線１１－１～１１－３に供給した駆動電流Ｉｄを、シャント抵抗３０に対して流し出す。　シャント抵抗３０は、駆動回路２０が流し出す駆動電流Ｉｄを計測する。　増幅回路６０は、シャント抵抗３０の両端に接続されており、シャント抵抗３０の両端の電位差を増幅する。増幅回路６０は、増幅したシャント抵抗３０の両端の電位差を、制御部４０に出力する。　
回転状態検出部５０は、不図示のホール素子を備えており、モータ１０のロータの回転位置を検出する。回転状態検出部５０は、検出したロータの回転位置を示す回転状態信号Ｓｒを、制御部４０に出力する。なお、回転状態検出部５０は、モータ１０の種類によっては、必須ではない。　
制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを備えており、駆動制御部４１と、電流検出部４２と、電流値判定部４３と、記憶部４４と、信号生成部４５とを、その機能部として備えている。　
[制御部４０の機能構成１：モータ駆動]　電流検出部４２は、増幅回路６０が出力するシャント抵抗３０の両端の電位差に基づいて、シャント抵抗３０を流れる電流を検出する。すなわち、電流検出部４２は、シャント抵抗３０が計測する駆動電流Ｉｄを検出する。電流検出部４２は、駆動電流Ｉｄの検出結果を示す電流検出結果信号Ｓｉｄを、駆動制御部４１に出力する。　
駆動制御部４１は、回転指令信号Ｓｃと、回転状態信号Ｓｒと、電流検出結果信号Ｓｉｄとに基づいて駆動信号Ｓｄを生成し、生成した駆動信号Ｓｄを駆動回路２０に出力する。ここで、回転指令信号Ｓｃとは、他の装置から回転指令入力端子ＳＰＩＮに供給される信号である。この回転指令信号Ｓｃには、モータ１０の回転と停止とを指示する信号が含まれている。なお、回転指令信号Ｓｃには、モータ１０の回転数を指示する信号が含まれていてもよい。以下では、回転指令信号Ｓｃが、モータ１０の回転数を指示する信号であって、０[ｒ／ｓ]がモータ１０の停止を指示し、０[ｒ／ｓ]以外の値がモータ１０の目標回転数を指示する信号である場合を一例にして説明する。　
[制御部４０の機能構成２：駆動結果の出力]　駆動制御部４１は、駆動結果通知信号Ｓｒｅｓを生成し、生成した駆動結果通知信号Ｓｒｅｓを信号生成部４５に出力する。ここで、駆動結果通知信号Ｓｒｅｓとは、回転状態信号Ｓｒや、電流検出結果信号Ｓｉｄに基づいて生成される信号である。一例として、駆動制御部４１は、電流検出結果信号Ｓｉｄに基づいて、モータ１０のトルクを算出し、算出したトルクを示す信号を、駆動結果通知信号Ｓｒｅｓとして信号生成部４５に出力する。また、他の一例として、駆動制御部４１は、回転状態信号Ｓｒに基づいて、モータ１０の回転数を算出し、算出した回転数を示す信号を、駆動結果通知信号Ｓｒｅｓとして信号生成部４５に出力する。以下では、駆動制御部４１は、モータ１０の回転数を示す信号を駆動結果通知信号Ｓｒｅｓとして出力する場合を一例にして説明する。　
信号生成部４５は、駆動制御部４１が出力する駆動結果通知信号Ｓｒｅｓに基づいて、モータ状態信号Ｓｐを生成する。また、信号生成部４５は、生成したモータ状態信号Ｓｐを、パルス信号出力回路７０を介してパルス出力端子ＳＰＯＵＴから出力する。このパルス信号出力回路７０の一例について、図２を参照して説明する。　
図２は、パルス信号出力回路７０の回路構成の一例を示す図である。この一例では、モータユニット１は、制御ユニット２に接続される。制御ユニット２は、検出部２１を備える。この検出部２１は、パルス出力端子ＳＰＯＵＴから出力されるモータ状態信号Ｓｐを検出する。モータユニット１は、パルス出力端子ＳＰＯＵＴに加えてグラウンド端子ＴＬＧを備えている。パルス出力端子ＳＰＯＵＴには、制御ユニット２の端子ＴＬ２１が接続される。また、グラウンド端子ＴＬＧには、制御ユニット２の端子ＴＬ２２が接続される。パルス出力端子ＳＰＯＵＴには、制御ユニット２の電源電圧Ｖｃｃからプルアップ抵抗Ｒｐｕを介して電圧が供給される。　
パルス信号出力回路７０は、電流制限抵抗７１と、トランジスタ７２と、ベース抵抗７３とを備えており、いわゆるオープンコレクタ型の出力回路である。パルス信号出力回路７０は、制御部４０から出力されるモータ状態信号Ｓｐに基づいて、トランジスタ７２をオン又はオフさせることにより、パルス信号を生成する。パルス信号出力回路７０は、生成したパルス信号により、モータユニット１から制御ユニット２にモータ１０の状態を伝達する。　
図１に戻り、信号生成部４５は、駆動制御部４１が出力する駆動結果通知信号Ｓｒｅｓに基づいて、モータ状態信号Ｓｐを生成する。この一例では、信号生成部４５は、駆動結果通知信号Ｓｒｅｓが示すモータ１０の回転数に応じてパルスの周期を決定する。信号生成部４５は、決定した周期のパルスを、モータ状態信号Ｓｐとしてパルス信号出力回路７０に出力する。パルス信号出力回路７０のトランジスタ７２は、モータ状態信号Ｓｐのパルスの周期に応じてオン又はオフする。この構成により、パルス出力端子ＳＰＯＵＴからは、モータ１０の回転数に応じた周期のパルス信号が出力される。　
[制御部４０の機能構成３：電流値判定結果の出力]　電流値判定部４３は、電流検出部４２から電流検出結果信号Ｓｉｄを取得する。電流値判定部４３は、取得した電流検出結果信号Ｓｉｄと、記憶部４４に記憶されている許容範囲情報とに基づいて、検出された駆動電流Ｉｄの電流値が許容範囲内であるか否かを判定する。この記憶部４４に記憶されている許容範囲情報について、図３を参照して説明する。なお、以下の説明では、駆動電流Ｉｄの電流値を、駆動電流値ＤＩとも記載する。　
図３は、記憶部４４に記憶されている許容範囲情報の一例を示す表である。この一例では、許容範囲情報は、駆動電流値ＤＩの段階ＣＬと、駆動電流値ＤＩと、パルスのデューティ比とが対応付けられている。段階ＣＬには、段階ＣＬ１と、段階ＣＬ２とがある。段階ＣＬ１には、駆動電流値ＤＩ＜しきい値ｔｈ１が対応付けられている。段階ＣＬ２には、しきい値ｔｈ１≦駆動電流値ＤＩが対応付けられている。ここで、しきい値ｔｈ１とは、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であるか否かを区別する値である。ここでは、段階ＣＬ１の場合、つまり駆動電流値ＤＩ＜しきい値ｔｈ１の場合には、駆動電流値ＤＩは、許容範囲外である。また、段階ＣＬ２の場合、つまりしきい値ｔｈ１≦駆動電流値ＤＩの場合には、駆動電流値ＤＩは、許容範囲内である。　また、段階ＣＬ１には、パルスのデューティ比７５％が対応付けられている。段階ＣＬ２には、パルスのデューティ比５０％が対応付けられている。　
図１に戻り、電流値判定部４３は、取得した電流検出結果信号Ｓｉｄが示す駆動電流値ＤＩが、許容範囲情報のいずれの段階ＣＬに対応するかを判定する。具体的には、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ１未満である場合には、電流値判定部４３は、駆動電流値ＤＩが段階ＣＬ１であると判定する。また、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ１以上である場合には、電流値判定部４３は、駆動電流値ＤＩが段階ＣＬ２であると判定する。　電流値判定部４３は、判定した段階ＣＬに対応するパルス
のデューティ比を、判定結果信号Ｓｊとして信号生成部４５に出力する。具体的には、電流値判定部４３は、駆動電流値ＤＩが段階ＣＬ１であると判定した場合には、パルスのデューティ比７５％を、判定結果信号Ｓｊとして信号生成部４５に出力する。また、電流値判定部４３は、駆動電流値ＤＩが段階ＣＬ２であると判定した場合には、パルスのデューティ比５０％を、判定結果信号Ｓｊとして信号生成部４５に出力する。　信号生成部４５は、パルス信号出力回路７０に出力するモータ状態信号Ｓｐのパルスのデューティ比を、電流値判定部４３が出力する判定結果信号Ｓｊに基づいて決定する。　
上述したように、信号生成部４５は、駆動制御部４１が出力する駆動結果通知信号Ｓｒｅｓに基づいて、モータ状態信号Ｓｐのパルスの周期を決定する。また、信号生成部４５は、電流値判定部４３が出力する判定結果信号Ｓｊに基づいて、モータ状態信号Ｓｐのパルスのデューティ比を決定する。すなわち、信号生成部４５は、パルスの周期によってモータ１０の駆動結果を、パルスのデューティ比によって駆動電流値ＤＩの判定結果を、それぞれパルス出力端子ＳＰＯＵＴから出力する。　
[制御部４０の動作]　次に、図４を参照して、制御部４０の動作の一例について説明する。　図４は、制御部４０の動作の一例を示す流れ図である。駆動制御部４１は、回転指令入力端子ＳＰＩＮに供給される回転指令信号Ｓｃを取得する。駆動制御部４１は、取得した回転指令信号Ｓｃに基づいて、モータ１０の起動指令の有無を判定する（ステップＳ１０）。この一例では、駆動制御部４１は、回転指令信号Ｓｃが０［ｒ／ｓ］を示している場合には、モータ１０の起動指令が無いと判定する。なお、モータ１０の起動指令とは、モータ１０が停止している状態から、モータ１０が回転している状態にする指令である。　駆動制御部４１は、回転指令信号Ｓｃが０［ｒ／ｓ］から０［ｒ／ｓ］以上の値に変化した場合には、モータ１０の起動指令が有ると判定する。駆動制御部４１は、モータ１０の起動指令が無いと判定した場合（ステップＳ１０；ＮＯ）には、再び処理をステップＳ１０戻して、モータ１０の起動指令の判定を続ける。駆動制御部４１は、モータ１０の起動指令が有ると判定した場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ２０に進める。　
ここで、駆動制御部４１は、回転状態検出部５０が出力する回転状態信号Ｓｒを取得する。駆動制御部４１は、取得した回転状態信号Ｓｒに基づいて、駆動信号Ｓｄを生成する。駆動制御部４１は、生成した駆動信号Ｓｄを駆動回路２０に供給してモータ１０を回転させる。また、駆動制御部４１は、回転状態信号Ｓｒや、電流検出結果信号Ｓｉｄに基づいて、駆動結果通知信号Ｓｒｅｓを生成し、生成した駆動結果通知信号Ｓｒｅｓを信号生成部４５に供給する。　
また、電流値判定部４３は、電流検出部４２が出力する電流検出結果信号Ｓｉｄと、記憶部４４に記憶されている許容範囲情報とに基づいて、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であるか否かを判定する。電流値判定部４３は、この判定の結果に基づいて、パルスのデューティ比を示す判定結果信号Ｓｊを信号生成部４５に出力する。　ここで、電流値判定部４３は、モータ１０の起動から所定時間ＴＷが経過するまでの間は、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であるか否かによらず、パルスのデューティ比５０％を示す判定結果信号Ｓｊを出力する。この所定時間ＴＷについて、図５を参照して説明する。　
図５は、モータ１０の駆動電流値ＤＩの波形の一例を示すグラフである。駆動制御部４１が、駆動回路２０を介してモータ１０に駆動電流を供給すると、モータ１０が回転を開始する（時刻ｔ０）。駆動制御部４１は、回転状態検出部５０が出力する回転状態信号Ｓｒに基づいて、モータ１０の回転数を算出する。駆動制御部４１は、算出した回転数が、回転指令信号Ｓｃが示す目標回転数に達した場合、駆動電流値ＤＩを一定の値に維持する。　
一例として、モータユニット１がファンモータユニットである場合について説明する。この場合、モータ１０は、不図示のインペラを回転させる。モータ１０にインペラが取り付けられている場合には、インペラが取り付けられていない場合に比べて負荷トルクが大きい。このため、ある一定の回転数でモータ１０を回転させる場合、モータ１０にインペラが取り付けられている場合の駆動電流値ＤＩ２は、インペラが取り付けられていない場合の駆動電流値ＤＩ１に比べて大きい。　モータ１０にインペラが取り付けられている場合の駆動電流値ＤＩの波形Ｗ２を、図５に示す。すなわち、モータ１０が、時刻ｔ２において目標回転数に達する。駆動制御部４１は、時刻ｔ２以降において、駆動電流値ＤＩを駆動電流値ＤＩ２に維持する。　また、モータ１０にインペラが取り付けられていない場合の駆動電流値ＤＩの波形Ｗ１を、図５に示す。すなわち、モータ１０が、時刻ｔ１において目標回転数に達する。駆動制御部４１は、時刻ｔ１以降において、駆動電流値ＤＩを駆動電流値ＤＩ１に維持する。　
この一例に示す波形Ｗ１及び波形Ｗ２においては、時刻ｔ０から時刻ｔ２までが過渡状態であり、時刻ｔ２以降が定常状態である。定常状態においては、過渡状態に比べ、波形Ｗ１と波形Ｗ２との区別が容易である。そこで、電流値判定部４３は、定常状態において、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であるか否かを判定する。　この図５に示す一例においては、時刻ｔ３以降、かつ、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ１以上である範囲ＡＲ２が許容範囲である。ここで、時刻ｔ０から時刻ｔ３を所定時間ＴＷとすると、許容範囲、すなわち範囲ＡＲ２とは、所定時間ＴＷ経過後、かつ、しきい値ｔｈ１≦駆動電流値ＤＩの範囲である。また、範囲ＡＲ１とは、所定時間ＴＷ経過後、かつ、しきい値ｔｈ１＞駆動電流値ＤＩの範囲である。　
電流値判定部４３は、所定時間ＴＷ経過後、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ１以上である場合に、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であると判定する。また、電流値判定部４３は、所定時間ＴＷ経過後、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ１未満である場合に、駆動電流値ＤＩが許容範囲外であると判定する。　
図４に戻り、電流値判定部４３は、モータ１０の起動から所定時間ＴＷが経過するまで処理を待つ（ステップＳ２０）。このステップＳ２０において、電流値判定部４３は、パルスのデューティ比５０％を示す判定結果信号Ｓｊを出力する。電流値判定部４３は、モータ１０の起動から所定時間ＴＷが経過すると、処理をステップＳ３０に進める。　
電流値判定部４３は、駆動電流値ＤＩと、しきい値ｔｈ１とを比較する（ステップＳ３０）。電流値判定部４３は、しきい値ｔｈ１≦駆動電流値ＤＩであると判定した場合（ステップＳ３０；ＹＥＳ）には、パルスのデューティ比５０％を示す判定結果信号Ｓｊを出力する（ステップＳ４０）。また、電流値判定部４３は、しきい値ｔｈ１≦駆動電流値ＤＩでないと判定した場合（ステップＳ３０；ＮＯ）には、パルスのデューティ比７５％を示す判定結果信号Ｓｊを出力する（ステップＳ５０）。　
信号生成部４５は、駆動制御部４１が出力する駆動結果通知信号Ｓｒｅｓと、電流値判定部４３が出力する判定結果信号Ｓｊとに基づいて、モータ状態信号Ｓｐを生成する。信号生成部４５は、生成したモータ状態信号Ｓｐを、パルス信号出力回路７０を介してパルス出力端子ＳＰＯＵＴから出力する。このモータ状態信号Ｓｐの波形の一例について、図６を参照して説明する。　
図６は、モータ状態信号Ｓｐの波形の一例を示すグラフである。信号生成部４５は、電流値判定部４３からパルスのデューティ比５０％を示す判定結果信号Ｓｊを取得すると、図６（Ａ）に示すモータ状態信号Ｓｐを出力する。具体的には、信号生成部４５は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１５までの期間Ｐ１を１周期にしたモータ状態信号Ｓｐを出力する。ここで、パルスのデューティ比５０％の場合、信号生成部４５は、モータ状態信号Ｓｐの波形を、時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの期間Ｐ２ＨにはＨ（ハイ）に、時刻ｔ１３から時刻ｔ１５までの期間Ｐ２ＬにはＬ（ロー）にする。　また、信号生成部４５は、電流値判定部４３からパルスのデューティ比７５％を示す判定結果信号Ｓｊを取得すると、図６（Ｂ）に示すモータ状態信号Ｓｐを出力する。具体的には、パルスのデューティ比７５％の場合、信号生成部４５は、モータ状態信号Ｓｐの波形を、時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの期間Ｐ３ＨにはＨ（ハイ）に、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの期間Ｐ３ＬにはＬ（ロー）にする。　
制御部４０は、回転指令入力端子ＳＰＩＮから取得した回転指令信号Ｓｃが、モータ１０の停止を示すか否かを判定する（ステップＳ６０）。制御部４０は、停止を示していない場合（ステップＳ６０；ＮＯ）には、処理をステップＳ３０に戻して処理を継続する。また、制御部４０は、停止を示している場合（ステップＳ６０；ＹＥＳ）には、処理を終了する。　
以上説明したように、モータユニット１は、モータ状態信号Ｓｐのデューティ比を、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であると電流値判定部４３が判定した場合には、第１のデューティ比にする。また、モータユニット１は、駆動電流値ＤＩが許容範囲外であると電流値判定部４３が判定した場合には、モータ状態信号Ｓｐのデューティ比を、第１のデューティ比とは異なる第２のデューティ比にする。　ここで、モータ状態信号Ｓｐは、そのパルスの周期によってモータ１０の回転状態、例えば、モータ１０の回転数を外部のユニットに伝達する信号でもある。つまり、モータ状態信号Ｓｐは、パルスの周期とデューティ比とによって、２種類の情報を外部のユニットに伝達する。すなわち、モータユニット１は、２種類の情報を１つのパルス出力端子ＳＰＯＵＴから出力することができる。つまり、モータユニット１によれば、端子を追加することなくモータ１０の回転状態の判別結果を外部に伝達することができるため、端子を追加する場合に比べて、構成を簡素化することができる。　
また、記憶部４４に記憶されている許容範囲情報は、モータ１０が適正負荷で回転している場合の駆動電流値ＤＩが許容範囲内にされ、モータ１０が適正負荷よりも低い負荷で回転している場合の駆動電流値ＤＩが許容範囲外にされている。このように構成することにより、モータユニット１は、モータ１０に負荷が適正に取り付けられているか否かを判定することができる。例えば、モータユニット１がファンモータユニットである場合には、モータユニット１は、モータ１０にインペラが取り付けられているか否かを判定することができる。具体的には、モータユニット１の組み立て工程において、負荷を取付け忘れた場合、モータユニット１は、モータ１０が適正負荷よりも低い負荷で回転していると判定して、パルスのデューティ比７５％のモータ状態信号Ｓｐを出力する。　ここで、モータユニット１は、モータ状態信号Ｓｐをパルス出力端子ＳＰＯＵＴから外部に出力する。したがって、モータユニット１によれば、モータ１０への負荷の取付け忘れを、外部のユニットによって判定することができる。例えば、モータユニット１によっては、組み立てが終わった状態では、モータ１０への負荷の取付け忘れを外部から視認することが困難な場合がある。このような場合においても、モータユニット１は、パルス出力端子ＳＰＯＵＴに負荷の判定結果を出力するため、パルス出力端子ＳＰＯＵＴに計測機器を接続することにより、モータ１０への負荷の取付け忘れを、外部から判定することができる。　
また、モータユニット１は、一例としてパルス信号出力回路７０を備えている。このパルス信号出力回路７０は、オープンコレクタ型の出力回路である。したがって、アナログテスターやデジタルマルチメータを抵抗値測定モードにして、パルス信号出力回路７０の出力を測定することにより、パルスのデューティ比の変化を測定することができる。すなわち、モータユニット１によれば、モータ１０への負荷の取
付け忘れを、簡易な計測機器によって判定することができる。　
[変形例]　図７及び図８を参照して、モータユニット１の変形例について説明する。この変形例においては、記憶部４４に記憶されている許容範囲情報が、２段階ではなく、３段階になっている点で、上述した実施形態と異なる。　図７は、記憶部４４に記憶されている許容範囲情報の変形例を示す表である。この変形例において、記憶部４４は、段階ＣＬ１、及び段階ＣＬ２に加えて、段階ＣＬ３を記憶している。段階ＣＬ１には、駆動電流値ＤＩ＜しきい値ｔｈ１と、パルスのデューティ比５０％とが対応付けられている。段階ＣＬ２には、しきい値ｔｈ１≦駆動電流値ＤＩ＜しきい値ｔｈ２と、パルスのデューティ比７５％とが対応付けられている。段階ＣＬ３には、しきい値ｔｈ２≦駆動電流値ＤＩと、パルスのデューティ比２５％とが対応付けられている。　この変形例では、段階ＣＬ１及び段階ＣＬ３の場合には、駆動電流値ＤＩは、許容範囲外である。また、段階ＣＬ２の場合には、駆動電流値ＤＩは、許容範囲内である。つまり、この変形例では、許容範囲外である駆動電流値ＤＩが、段階ＣＬに応じた複数のデューティ比に更に分けられている。　
図８は、モータ１０の駆動電流値ＤＩの波形の変形例を示すグラフである。　一例として、モータユニット１がファンモータユニットである場合について説明する。この場合、モータ１０は、インペラを回転させる。このインペラが他の部分に干渉して回転しにくくなる場合がある。この場合には、インペラが他の部分に干渉しておらず、回転しやすい場合に比べて負荷トルクが大きい。このため、ある一定の回転数でモータ１０を回転させる場合、モータ１０にインペラが干渉している場合の駆動電流値ＤＩ３は、インペラが干渉していない場合の駆動電流値ＤＩ２に比べて大きい。　この変形例における駆動制御部４１は、電流リミット機能を有している。具体的には、駆動制御部４１は、駆動電流値ＤＩが上限値である駆動電流値ＤＩ３に達した場合には、駆動電流値ＤＩを駆動電流値ＤＩ３以上に上昇しないように制限する。モータ１０のインペラが干渉して電流リミット機能が働いている場合の波形Ｗ３を、図８に示す。すなわち、駆動電流値ＤＩが、時刻ｔ４において上限値に達する。駆動制御部４１は、時刻ｔ４以降において、駆動電流値ＤＩを駆動電流値ＤＩ３に維持する。　
この変形例に示す波形Ｗ３においては、時刻ｔ０から時刻ｔ４までが過渡状態であり、時刻ｔ４以降が定常状態である。定常状態においては、過渡状態に比べ、波形Ｗ１、波形Ｗ２、及び波形Ｗ３の区別が容易である。そこで、電流値判定部４３は、定常状態において、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であるか否かを判定する。　この図８に示す変形例においては、時刻ｔ３以降、かつ、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ２以上である範囲ＡＲ３が過負荷の範囲ＡＲ３である。　
電流値判定部４３は、所定時間ＴＷ経過後、駆動電流値ＤＩがしきい値ｔｈ２以上である場合に、駆動電流値ＤＩが過負荷の範囲ＡＲ３に属する、すなわち許容範囲外であると判定する。電流値判定部４３は、駆動電流値ＤＩが過負荷の範囲ＡＲ３に属すると判定した場合には、パルスのデューティ比２５％を示す判定結果信号Ｓｊを出力する。　
信号生成部４５は、電流値判定部４３からパルスのデューティ比２５％を示す判定結果信号Ｓｊを取得すると、図６（Ｃ）に示すモータ状態信号Ｓｐを出力する。具体的には、パルスのデューティ比２５％の場合、信号生成部４５は、モータ状態信号Ｓｐの波形を、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間Ｐ４ＨにはＨ（ハイ）に、時刻ｔ１２から時刻ｔ１５までの期間Ｐ４ＬにはＬ（ロー）にする。　
以上説明したように、モータユニット１の信号生成部４５は、駆動電流値ＤＩが許容範囲外であると電流値判定部４３が判定した場合に、デューティ比７５％及びデューティ比２５％のうち、駆動電流値ＤＩの段階ＣＬ１又は段階ＣＬ３に応じたデューティ比にして、モータ状態信号Ｓｐを生成する。このように構成することにより、モータユニット１は、駆動電流値ＤＩが許容範囲内であるか否かだけではなく、駆動電流値ＤＩが許容範囲外の場合に負荷が過少であるのか課題であるのかを、外部に伝達することができる。つまり、モータユニット１によれば、駆動電流値ＤＩが許容範囲外の場合に、その状況をより詳しく外部に伝達することができる。　
なお、この変形例においては、駆動電流値ＤＩの段階ＣＬが３段階である場合を一例にして説明したが、これに限られない。例えば、駆動電流値ＤＩの段階ＣＬが４段階以上に分割されていてもよい。
１…モータユニット、１０…モータ、２０…駆動回路、３０…シャント抵抗、４０…制御部、４１…駆動制御部、４２…電流検出部、４３…電流値判定部、４４…記憶部、４５…信号生成部、ＳＰＩＮ…回転指令入力端子、ＳＰＯＵＴ…パルス出力端子

Claims (4)

  1. モータと、　前記モータに駆動電流を供給する駆動回路と、　前記駆動電流を計測するシャント抵抗と、　前記モータの回転指令信号が供給される回転指令入力端子と、　前記モータの回転状態を示すパルス信号が出力されるパルス出力端子と、　前記シャント抵抗が計測する前記駆動電流を検出する電流検出部と、　前記回転指令入力端子に供給される前記回転指令信号に基づいて、前記駆動電流の供給を制御する駆動制御部と、　前記電流検出部が検出する前記駆動電流の電流値の許容範囲を示す許容範囲情報が予め記憶されている記憶部と、　前記電流検出部が検出する前記駆動電流の電流値と、前記記憶部に記憶されている前記許容範囲情報とに基づいて、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲に含まれるか否かを判定する電流値判定部と、　前記パルス信号のデューティ比を、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲内であると前記電流値判定部が判定した場合には、第１のデューティ比にし、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲外であると前記電流値判定部が判定した場合には、前記第１のデューティ比とは異なる第２のデューティ比にして、前記パルス信号を生成する信号生成部と、　を備えるモータユニット。
  2. 前記許容範囲情報は、前記モータが適正負荷で回転している場合の前記駆動電流の電流値が前記許容範囲内にされ、前記モータが前記適正負荷よりも低い負荷で回転している場合の前記駆動電流の電流値が前記許容範囲外にされている　請求項１に記載のモータユニット。
  3. 前記第２のデューティ比は、前記駆動電流の電流値の段階に応じた複数のデューティ比に更に分けられ、　前記信号生成部は、前記駆動電流の電流値が前記許容範囲外であると前記電流値判定部が判定した場合に、前記第２のデューティ比のうち前記駆動電流の電流値の段階に応じたデューティ比にして、前記パルス信号を生成する　請求項１又は請求項２に記載のモータユニット。
  4. 前記信号生成部は、前記電流値判定部の判定結果に基づいて前記パルス信号のデューティ比を決定し、前記モータの回転状態に基づいて前記パルス信号の周期を決定して、前記パルス信号を生成する　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータユニット。
PCT/JP2016/071211 2015-08-18 2016-07-20 モータユニット WO2017029925A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16836916.3A EP3340458A4 (en) 2015-08-18 2016-07-20 ENGINE GROUP
CN201680048068.4A CN107925378B (zh) 2015-08-18 2016-07-20 马达单元
US15/753,176 US10284123B2 (en) 2015-08-18 2016-07-20 Motor unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015161284A JP6538477B2 (ja) 2015-08-18 2015-08-18 モータユニット
JP2015-161284 2015-08-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017029925A1 true WO2017029925A1 (ja) 2017-02-23

Family

ID=58051121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/071211 WO2017029925A1 (ja) 2015-08-18 2016-07-20 モータユニット

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10284123B2 (ja)
EP (1) EP3340458A4 (ja)
JP (1) JP6538477B2 (ja)
CN (1) CN107925378B (ja)
WO (1) WO2017029925A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI602391B (zh) * 2016-06-29 2017-10-11 建準電機工業股份有限公司 馬達、其功率控制方法及具有該馬達的風扇
JP7299784B2 (ja) * 2019-07-29 2023-06-28 株式会社山田製作所 モータ制御装置、モータ制御方法およびプログラム
JP7392362B2 (ja) * 2019-09-30 2023-12-06 ニデックパワートレインシステムズ株式会社 モータ駆動装置及び電動オイルポンプ装置
CN114762244A (zh) * 2019-12-02 2022-07-15 日本电产伺服有限公司 马达驱动装置
CN112065614B (zh) * 2020-08-31 2021-07-13 安徽江淮汽车集团股份有限公司 比例电磁阀控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN114506245B (zh) * 2022-04-11 2022-07-15 山西维度空间信息科技有限公司 一种动力电池充放电管理方法、装置、电子设备及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343382A (en) * 1993-04-05 1994-08-30 Delco Electronics Corp. Adaptive current control
JPH11103585A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Matsushita Refrig Co Ltd インバータ保護装置
JP2005237117A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Toyota Motor Corp 電圧変換装置
US20120181964A1 (en) * 2009-09-08 2012-07-19 Ron Flanary Method of Controlling a Motor
JP2015122883A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 日本電産テクノモータ株式会社 モータ駆動装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59203072A (ja) * 1983-05-04 1984-11-17 三菱電機株式会社 交流エレベ−タの制御装置
JP3295553B2 (ja) * 1994-10-05 2002-06-24 三菱電機株式会社 可変速装置
JP3803781B2 (ja) * 1997-05-30 2006-08-02 アイシン精機株式会社 電気モ−タの通電制御装置
JP3976996B2 (ja) 2000-08-31 2007-09-19 キヤノン株式会社 画像形成装置及び装着判別方法
JP3980005B2 (ja) * 2003-03-28 2007-09-19 松下電器産業株式会社 モータ駆動用インバータ制御装置および空気調和機
JP3955287B2 (ja) * 2003-04-03 2007-08-08 松下電器産業株式会社 モータ駆動用インバータ制御装置および空気調和機
CN101304229A (zh) * 2007-05-08 2008-11-12 日本电产芝浦株式会社 电机驱动装置
JP5377989B2 (ja) * 2009-01-23 2013-12-25 日本電産テクノモータ株式会社 モータの制御装置
JP5888879B2 (ja) * 2011-06-02 2016-03-22 株式会社ミツバ 駆動装置、及び停止位置検出方法
JP5726012B2 (ja) * 2011-08-02 2015-05-27 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 モータ制御装置
JP5926303B2 (ja) * 2014-02-13 2016-05-25 ファナック株式会社 Ｄｃリンク電圧検出部を備えたモータ駆動装置
WO2016121113A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 三菱電機株式会社 インバータ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343382A (en) * 1993-04-05 1994-08-30 Delco Electronics Corp. Adaptive current control
JPH11103585A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Matsushita Refrig Co Ltd インバータ保護装置
JP2005237117A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Toyota Motor Corp 電圧変換装置
US20120181964A1 (en) * 2009-09-08 2012-07-19 Ron Flanary Method of Controlling a Motor
JP2015122883A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 日本電産テクノモータ株式会社 モータ駆動装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3340458A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3340458A1 (en) 2018-06-27
US20180248503A1 (en) 2018-08-30
CN107925378B (zh) 2020-12-01
EP3340458A4 (en) 2019-05-08
CN107925378A (zh) 2018-04-17
US10284123B2 (en) 2019-05-07
JP2017041944A (ja) 2017-02-23
JP6538477B2 (ja) 2019-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017029925A1 (ja) モータユニット
US9935565B2 (en) Motor control circuit and method
US8616299B2 (en) Motor control device, electric power tool, and recording medium
JP5132172B2 (ja) モータ駆動集積回路
US8816626B2 (en) Motor drive control device and operating method thereof
US10199974B2 (en) Motor driving circuit and motor driving method
US9787231B2 (en) Motor driving device and control method of motor driving device
JP2011176918A (ja) モータ駆動回路
JP2013090415A (ja) モータ駆動回路
US10063173B2 (en) Regulator, and vehicle alternator and rotating speed detection method thereof
JP2015160280A (ja) 電動工具
JP6117663B2 (ja) モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法
KR101787273B1 (ko) 모터구동장치 및 그의 단선감지방법
JP5795881B2 (ja) 送風機の駆動装置及び駆動方法
JP2008211866A (ja) センサレス駆動用半導体集積回路およびセンサレス駆動システム
JP3211277U (ja) 磁気センサ及びその動作段階の制御方法
JP6365315B2 (ja) モータ始動装置、モータ始動方法
KR101496818B1 (ko) 센서리스 모터의 역기전력 검출장치 및 방법
JP2010226794A (ja) ホール素子を用いたブラシレスモータ駆動回路
CN102072182B (zh) 外转子嵌入式自控恒速直流无刷轴流风机及恒速方法
JP5464826B2 (ja) モータ制御回路
JP6640486B2 (ja) モータユニット
JP2005176457A (ja) ブラシレスモータの位置検出回路
JP2005201665A (ja) 電圧検出回路
JP6535756B2 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16836916

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15753176

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016836916

Country of ref document: EP