JP2001339981A - Control circuit for dc brushless motor - Google Patents
Control circuit for dc brushless motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、通電制御部の制
御信号により、駆動部を構成する複数のスイッチング素
子をスイッチングし、直流ブラシレスモータの巻線への
通電路を開閉制御して直流ブラシレスモータを駆動する
駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC brushless motor in which a plurality of switching elements constituting a drive unit are switched by a control signal of a current control unit to control opening and closing of a current path to a winding of the DC brushless motor. The present invention relates to a drive device for driving
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、３相直流ブラシレスモータを駆動
する駆動装置は、例えば図３に示すように構成され、マ
イクロコンピュータから成る通電制御部（図示せず）か
ら出力される制御信号により、３相ブリッジインバータ
ＩＶを構成する６個のスイッチング素子がスイッチング
され、直流電源Ｅから３相直流ブラシレスモータＭの各
巻線への通電路が複数のスイッチング素子により開閉制
御されてモータＭが駆動される。2. Description of the Related Art Conventionally, a driving device for driving a three-phase DC brushless motor is constructed, for example, as shown in FIG. 3, and receives a control signal output from an energization control unit (not shown) comprising a microcomputer. Six switching elements constituting the phase bridge inverter IV are switched, and a current path from the DC power supply E to each winding of the three-phase DC brushless motor M is opened and closed by a plurality of switching elements to drive the motor M.
【０００３】この３相ブリッジインバータＩＶでは、図
３に示すように、例えば電界効果トランジスタから成る
２個のスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の直列回路により第
１のアームＡ１が形成され、これと同様に２個のスイッ
チング素子Ｓ３、Ｓ４の直列回路、及び２個のスイッチ
ング素子Ｓ５、Ｓ６の直列回路により、それぞれ第２、
第３のアームＡ２、Ａ３が形成され、各スイッチング素
子Ｓ１〜Ｓ６にはフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６
がそれぞれ逆極性に接続されている。In this three-phase bridge inverter IV, as shown in FIG. 3, a first arm A1 is formed by a series circuit of two switching elements S1 and S2 composed of, for example, a field effect transistor. Each of the second and third switching elements S3 and S4 and the two switching elements S5 and S6 are connected in series.
Third arms A2 and A3 are formed, and flywheel diodes D1 to D6 are provided in each of the switching elements S1 to S6.
Are connected in opposite polarities.
【０００４】そして、インバータＩＶの各アームＡ１〜
Ａ３それぞれにおける両スイッチング素子の接続点Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３に、モータＭの固定子の星形結線された
３相巻線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が接続され、インバータＩＶ
の接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の上側にある上側スイッチン
グ素子群ＨＴの各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５の
一端が直流電源Ｅの正端子に接続され、インバータＩＶ
の接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下側にある下側スイッチン
グ素子群ＬＴの各スイッチング素子Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６の
他端が直流電源Ｅの負端子に接続されている。The respective arms A1 to A1 of the inverter IV
Connection point P of both switching elements in each of A3
1, P2, and P3 are connected to the star-connected three-phase windings M1, M2, and M3 of the stator of the motor M, respectively.
One end of each of the switching elements S1, S3, S5 of the upper switching element group HT above the connection points P1, P2, P3 is connected to the positive terminal of the DC power supply E, and the inverter IV
The other ends of the switching elements S2, S4, S6 of the lower switching element group LT below the connection points P1, P2, P3 are connected to the negative terminal of the DC power supply E.
【０００５】このような構成において、図４に示すよう
に、通電制御部からの１２０゜ずつ位相のずれた制御信
号により、上側スイッチング素子群ＨＴの各スイッチン
グ素子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５が１２０゜ずつずれてオンし、
これと同様に通電制御部からの１２０゜ずつ位相のずれ
た制御信号により、下側スイッチング素子群ＬＴの各ス
イッチング素子Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６が１２０゜ずつずれて
オンする。In such a configuration, as shown in FIG. 4, each of the switching elements S1, S3, S5 of the upper switching element group HT is shifted by 120 ° by a control signal having a phase shift of 120 ° from the energization control section. Turn on,
Similarly, the switching elements S2, S4, S6 of the lower switching element group LT are turned on by 120 ° by a control signal having a phase shifted by 120 ° from the energization control unit.
【０００６】このとき、図３には示されていないが、モ
ータＭの回転子の位置を検出するホール素子から成る位
置検出部が設けられ、通電制御部では、上側スイッチン
グ素子群ＨＴの各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５の
うちオンしているスイッチング素子のアームとは異なる
アームの下側スイッチング素子群ＬＴのスイッチング素
子がオンするように制御信号を出力し、かつオンすべき
上側スイッチング素子群ＨＴのスイッチング素子と下側
スイッチング素子群ＬＴのスイッチング素子との組み合
わせを、位置検出部による回転子の検出位置に関連して
切り換えるようになっている。こうして、各巻線Ｍ１〜
Ｍ３への電流の通流方向が切換えられ、固定子の磁極が
一方向に回転して回転子の回転力が得られるのである。At this time, although not shown in FIG. 3, a position detecting section comprising a Hall element for detecting the position of the rotor of the motor M is provided, and the energization control section controls each switching of the upper switching element group HT. Among the elements S1, S3, S5, a control signal is output so that the switching element of the lower switching element group LT different from the arm of the switching element that is turned on is turned on, and the upper switching element group HT to be turned on And the switching elements of the lower switching element group LT are switched in relation to the detection position of the rotor by the position detection unit. Thus, each winding M1
The direction in which the current flows to M3 is switched, and the magnetic pole of the stator rotates in one direction, so that the rotational force of the rotor is obtained.
【０００７】尚、通常、通電制御部からインバータＩＶ
の下側スイッチング素子群ＬＴへの制御信号はパルス幅
変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）され、このＰ
ＷＭにおけるデューティサイクルが制御されてモータＭ
の電流制御が行われるようになっている。[0007] Normally, the power supply control unit supplies the inverter IV
The control signal to the lower switching element group LT is subjected to pulse width modulation (PWM).
The duty cycle in the WM is controlled so that the motor M
Current control is performed.
【０００８】また、図３には示されていないが、上記し
た構成の駆動装置では、インバータＩＶの各スイッチン
グ素子Ｓ１〜Ｓ６に過大電流が流れることを防止して各
スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を保護するために、直流電
源ＥとインバータＩＶとの通電路に、例えばシャント抵
抗から成る電流検出部が設けられると共に、この電流検
出部により検出される電流が、各スイッチング素子Ｓ１
〜Ｓ６の損傷防止のための遮断電流値に達したときに、
各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に流れる電流をこの遮断
電流値以下に制限する電流制限部が設けられている。Although not shown in FIG. 3, in the driving device having the above-described configuration, an excessive current is prevented from flowing through each of the switching elements S1 to S6 of the inverter IV to protect each of the switching elements S1 to S6. For this purpose, a current detecting section made up of, for example, a shunt resistor is provided in the current path between the DC power supply E and the inverter IV, and the current detected by the current detecting section is set to each switching element S1.
~ When the breaking current value for preventing damage of S6 is reached,
A current limiting unit is provided for limiting the current flowing through each of the switching elements S1 to S6 to a value equal to or less than the cutoff current value.
【０００９】更に、モータＭが拘束状態または拘束状態
に近い状態のときに、上記した電流制限部による電流制
限だけでは、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の熱破壊を
確実に防止することができないため、この電流制限に加
えて所定時間経過後に各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６へ
の通電を停止することも行われている。このような通電
停止は、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の温度が高い状
況下における熱破壊防止を目的としているため、非常に
短い時間で通電停止される。Furthermore, when the motor M is in the constrained state or in a state close to the constrained state, thermal destruction of each of the switching elements S1 to S6 cannot be reliably prevented only by the current limitation by the current limiting unit described above. In addition to the current limitation, the current supply to the switching elements S1 to S6 is stopped after a predetermined time has elapsed. Such an energization stop is intended to prevent thermal destruction in a situation where the temperatures of the switching elements S1 to S6 are high, and thus the energization is stopped in a very short time.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した構
成の３相直流ブラシレスモータの駆動装置を自動車等の
車両用パワーステアリングに適用すると、寒冷地などの
低温環境下で使用されることもあり、このような場合に
おいて、エンジン始動時にはエンジン温度が非常に低
く、パワーステアリング用の油圧モータの油やグリスの
粘度が高くなっているため、油圧モータに直結されたモ
ータＭが拘束状態または拘束状態に近い状態となる。By the way, when the driving device for a three-phase DC brushless motor configured as described above is applied to a power steering for a vehicle such as an automobile, it may be used in a low temperature environment such as a cold region. In such a case, when the engine is started, the engine temperature is extremely low, and the viscosity of oil and grease of the hydraulic motor for power steering is high, so that the motor M directly connected to the hydraulic motor is in the restricted state or the restricted state. It will be close.
【００１１】しかし、このようにモータＭ及び各スイッ
チング素子Ｓ１〜Ｓ６の温度が低く、通電時間を多少長
くしても熱破壊するおそれがないにも拘わらず、モータ
Ｍが拘束状態または拘束状態に近い状態にあるために、
各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への通電を開始しても、
直ぐに通電が停止されてしまう。However, although the temperature of the motor M and each of the switching elements S1 to S6 is low and there is no danger of thermal destruction even if the energizing time is lengthened somewhat, the motor M is in the restricted state or the restricted state. To be in a close state,
Even when energization of each of the switching elements S1 to S6 is started,
Immediately the energization is stopped.
【００１２】そのため、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６
の温度が上昇してモータＭが円滑に回転し始める前に、
モータＭの回転が強制的に停止されてしまい、エンジン
始動後にはパワーステアリングが効かないという現象が
生じるおそれがあった。この種の問題は、油圧モータに
限られることではなく、極低温状態で粘度が高くなる油
やグリスを用いた減速機等のその他の機器でも起こり得
る。Therefore, each of the switching elements S1 to S6
Before the temperature of the motor M rises and the motor M starts rotating smoothly,
The rotation of the motor M is forcibly stopped, and there is a possibility that the power steering does not work after the engine is started. This kind of problem is not limited to the hydraulic motor, and may occur in other devices such as a speed reducer using oil or grease that has a high viscosity at a very low temperature.
【００１３】そこで、本発明は、極低温状態で油やグリ
スの粘度が高くなる油圧モータや減速機のような起動し
にくい負荷でも、直流ブラシレスモータにより容易に起
動できるようにすることを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to enable a DC brushless motor to easily start even a load that is difficult to start, such as a hydraulic motor or a reduction gear, in which the viscosity of oil or grease increases in a cryogenic state. I do.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、前記モータが拘束状態または拘束状
態に近い状態にあることを検出する拘束検出部と、前記
スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、前記
拘束検出部により前記モータが拘束状態または拘束状態
に近い状態にあると検出されたときに、前記温度検出部
による検出温度が低くなるに従い前記スイッチング素子
への通電時間が長くなるように前記通電制御部を制御し
て前記制御信号を調整する調整部とを備えていることを
特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a constraint detecting section for detecting that the motor is in a constrained state or a state close to a constrained state, and detecting a temperature of the switching element. A temperature detecting section to be detected, and an energizing time to the switching element as the temperature detected by the temperature detecting section decreases when the constraint detecting section detects that the motor is in a restricted state or a state close to the restricted state. And an adjusting unit that controls the energization control unit to adjust the control signal so as to increase the length of the control signal.
【００１５】このような構成によれば、拘束検出部によ
り直流ブラシレスモータが拘束状態または拘束状態に近
い状態にあると検出されたときに、温度検出部による検
出温度が低くなるに従い、駆動部のスイッチング素子へ
の通電時間が長くなるように調整部により通電制御部が
制御されて制御信号が調整される。According to such a configuration, when the DC brushless motor is detected to be in the constrained state or in a state close to the constrained state by the constraining detection unit, as the temperature detected by the temperature detecting unit decreases, the driving unit is controlled. The energization control unit is controlled by the adjustment unit so that the energization time to the switching element becomes long, and the control signal is adjusted.
【００１６】そのため、極低温状態で油やグリスの粘度
が高くなる油圧モータや減速機のような起動しにくい負
荷を直流ブラシレスモータにより駆動する場合であって
も、これら負荷を容易に起動することができる。Therefore, even when a DC brushless motor is used to drive a hard-to-start load, such as a hydraulic motor or a reducer, in which the viscosity of oil or grease increases in a cryogenic state, the load can be easily started. Can be.
【００１７】このとき、適用可能な直流ブラシレスモー
タは、回転駆動するもののほか、リニアモータのような
直線駆動するものが該当する。In this case, applicable DC brushless motors include not only those driven by rotation but also those driven by linear driving such as linear motors.
【００１８】また、本発明は、前記駆動部を流れる電流
を検出する電流検出部と、前記電流検出部による検出電
流値を所定の遮断電流値以下に制限すべく前記通電制御
部から前記スイッチング素子への制御信号を遮断する電
流制限部とを備え、前記拘束検出部は、前記電流制限部
による電流制限の時間が予め設定された所定値以上継続
するときに前記モータが拘束状態または拘束状態に近い
状態にあると判断することを特徴としている。The present invention also provides a current detection unit for detecting a current flowing through the drive unit, and a control unit for controlling the switching element to reduce a current value detected by the current detection unit to a predetermined cut-off current value or less. A current limiter that cuts off a control signal to the motor, the constraint detector detects that the motor is in the constrained state or the constrained state when the time of the current limit by the current limiter continues for a predetermined value set in advance. It is characterized in that it is determined that the state is close.
【００１９】このような構成によれば、電流制限部によ
る電流制限の時間が予め設定された所定値以上継続する
状態であれば、モータが過負荷状態、つまり拘束或いは
拘束に近い状態にあると判断して差し支えないため、モ
ータが拘束状態または拘束状態に近い状態にあることを
確実に検知することができる。According to such a configuration, if the time of the current limiting by the current limiting section continues for a predetermined value or more, it is determined that the motor is in the overload state, that is, the motor is in the restraint or in the state close to the restraint. Since the determination can be made, it is possible to reliably detect that the motor is in the restricted state or a state close to the restricted state.
【００２０】また、本発明は、前記モータの回転子の位
置を検出する位置検出部を備え、前記拘束検出部は、前
記位置検出部により検出される前記モータの回転子の位
置が所定時間以上変化しないときに前記モータが拘束状
態または拘束状態に近い状態にあると判断することを特
徴としている。The present invention further comprises a position detector for detecting the position of the rotor of the motor, wherein the constraint detector detects that the position of the rotor of the motor detected by the position detector is longer than a predetermined time. When the motor does not change, it is determined that the motor is in the constrained state or a state close to the constrained state.
【００２１】このような構成によれば、モータの回転子
の位置が所定時間以上変化しなければ、モータは回転し
ておらず拘束或いは拘束に近い状態にあると判断して差
し支えないため、モータが拘束状態または拘束状態に近
い状態にあることを確実に検知することができる。According to such a configuration, if the position of the rotor of the motor does not change for a predetermined time or more, it can be determined that the motor is not rotating and is in a restraint state or a state close to the restraint. Can be reliably detected as being in a restricted state or a state close to the restricted state.
【００２２】更に、モータの逆起電力を検出すること
で、モータが拘束状態または拘束状態に近い状態にある
かどうかを判断するようにしてもよい。Further, it may be determined whether or not the motor is in the constrained state or in a state close to the constrained state by detecting the back electromotive force of the motor.
【００２３】また、本発明は、前記温度検出部が、前記
各スイッチング素子のうち最も発熱の大きいものに近接
して配設された温度検出素子から成ることを特徴として
いる。Further, the present invention is characterized in that the temperature detecting section comprises a temperature detecting element disposed close to the switching element having the largest heat generation.
【００２４】このような構成によれば、条件的に最も厳
しいスイッチング素子を対象として温度検出できるた
め、スイッチング素子の検出温度が低くなるに従いスイ
ッチング素子への通電時間を長く調整する場合に、精度
よい調整を行うことができる。しかも、すべてのスイッ
チング素子に対して温度検出素子を設ける必要もなく、
安価に構成できる。According to such a configuration, the temperature can be detected for the most severely conditioned switching element. Therefore, when the temperature of the switching element is adjusted to be longer as the detected temperature of the switching element becomes lower, high accuracy can be obtained. Adjustments can be made. Moreover, there is no need to provide a temperature detection element for all switching elements,
Inexpensive configuration.
【００２５】このとき、温度検出素子には、例えばサー
ミスタが好ましい。また、温度検出素子以外に、各スイ
ッチング素子の温度が高くなると、各スイッチング素子
の寄生ダイオードの順電圧が低くなることに着目して、
各スイッチング素子の寄生ダイオードの順電圧を検出す
るように温度検出部を構成しても構わない。At this time, the temperature detecting element is preferably, for example, a thermistor. Also, focusing on the fact that when the temperature of each switching element becomes higher, the forward voltage of the parasitic diode of each switching element becomes lower, other than the temperature detection element,
The temperature detector may be configured to detect the forward voltage of the parasitic diode of each switching element.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】この発明を車両のパワーステアリ
ングに適用した場合の一実施形態について図１及び図２
を参照して説明する。但し、図１はこの発明のモータ駆
動装置の結線図、図２は動作説明図である。1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a power steering of a vehicle.
This will be described with reference to FIG. However, FIG. 1 is a connection diagram of the motor drive device of the present invention, and FIG. 2 is an operation explanatory diagram.
【００２７】自動車等の車両用パワーステアリングに適
用されるモータの駆動装置は、例えば図１に示すように
構成されている。図１に示すように、ロータリエンコー
ダ等から成る舵角検出器がステアリング（図示せず）に
設けられ、この舵角検出器の出力信号がマイクロコンピ
ュータから成る通電制御部１に入力されると、通電制御
部１により舵角検出器の出力信号に基づいてステアリン
グの操作速度が検出され、その速度の高、低に応じて通
電制御部によりステアリングの操作トルクのアシスト量
が決定される。A motor driving device applied to a power steering for a vehicle such as an automobile is configured as shown in FIG. 1, for example. As shown in FIG. 1, a steering angle detector including a rotary encoder and the like is provided on a steering wheel (not shown). When an output signal of the steering angle detector is input to an energization control unit 1 including a microcomputer, The operation speed of the steering is detected by the power supply control unit 1 based on the output signal of the steering angle detector, and the assist amount of the steering operation torque is determined by the power supply control unit according to the high or low speed.
【００２８】そして、通電制御部１から出力される制御
信号により、駆動部としての３相ブリッジインバータ２
を構成する電界効果トランジスタ等から成る６個のスイ
ッチング素子Ｓ１〜Ｓ６がスイッチングされ、直流電源
３から永久磁石型の３相直流ブラシレスモータＭの各巻
線への通電路が複数のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６によ
り開閉制御されてモータＭが駆動され、必要なアシスト
トルクが発生される。ここで、モータＭの回転子に油圧
モータＰが直結され、モータＭにより油圧モータＰが回
転駆動される。A three-phase bridge inverter 2 as a driving unit is controlled by a control signal output from the energization control unit 1.
The switching elements S1 to S6 formed of field effect transistors and the like are switched, and a current path from the DC power supply 3 to each winding of the permanent magnet type three-phase DC brushless motor M has a plurality of switching elements S1 to S6. , The motor M is driven, and a necessary assist torque is generated. Here, the hydraulic motor P is directly connected to the rotor of the motor M, and the hydraulic motor P is driven to rotate by the motor M.
【００２９】ところで、この３相ブリッジインバータ２
は、図３に示す３相ブリッジインバータＩＶと同様に構
成され、通電制御部１からの１２０゜ずつ位相のずれた
制御信号により、上側スイッチング素子群ＨＴを構成す
る各スイッチング素子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５（図３参照）が
１２０゜ずつずれてオンし、これと同様に通電制御部１
からの１２０゜ずつ位相のずれた制御信号により、下側
スイッチング素子群ＬＴを構成する各スイッチング素子
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６（図３参照）が１２０゜ずつずれてオ
ンする。Incidentally, the three-phase bridge inverter 2
Are configured in the same manner as the three-phase bridge inverter IV shown in FIG. 3, and each of the switching elements S1, S3, S5 constituting the upper switching element group HT is controlled by a control signal having a phase shift of 120 ° from the energization control unit 1. (See FIG. 3) are turned on with a shift of 120 °, and similarly, the energization control unit 1 is turned on.
The switching elements S2, S4, and S6 (see FIG. 3) constituting the lower switching element group LT are turned on by 120 ° by a control signal having a phase shifted by 120 ° from the switching element S1.
【００３０】このとき、モータＭの回転子の位置を検出
するホール素子から成る位置検出部４が設けられ、上側
スイッチング素子群ＨＴの各アームＡ１〜Ａ３のスイッ
チング素子Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５のうちオンしているスイッ
チング素子のアームとは異なるアームの下側スイッチン
グ素子群ＬＴのスイッチング素子がオンするように、通
電制御部１により制御信号が出力され、かつオンすべき
上側スイッチング素子群ＨＴのスイッチング素子と下側
スイッチング素子群ＬＴのスイッチング素子との組み合
わせが、位置検出部４により検出されるモータＭの回転
子の位置に関連して切り換えられる。At this time, there is provided a position detecting section 4 composed of a Hall element for detecting the position of the rotor of the motor M, and turns on the switching elements S1, S3, S5 of the arms A1 to A3 of the upper switching element group HT. The control signal is output by the conduction control unit 1 so that the switching element of the lower switching element group LT different from the arm of the switching element that is turned on is turned on, and the switching element of the upper switching element group HT to be turned on is turned on. The combination of the switching element of the lower switching element group LT with the switching element is switched in relation to the position of the rotor of the motor M detected by the position detection unit 4.
【００３１】尚、通電制御部１からインバータ２の下側
スイッチング素子群ＬＴへはＰＷＭ制御信号が出力さ
れ、このＰＷＭにおけるデューティサイクルが制御され
てモータＭの電流制御が行われる。こうして、モータＭ
の各巻線Ｍ１〜Ｍ３への電流の通流方向が切換えられ、
固定子の磁極が一方向に回転して回転子の回転力が得ら
れる。A PWM control signal is output from the power supply controller 1 to the lower switching element group LT of the inverter 2, and the duty cycle of the PWM is controlled to control the current of the motor M. Thus, the motor M
The direction of current flow to each of the windings M1 to M3 is switched,
The magnetic poles of the stator rotate in one direction to obtain the rotational force of the rotor.
【００３２】また、図１に示すように、インバータ２の
各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に過電流が流れることを
防止して保護するために、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ
６に流れる電流を検出するシャント抵抗から成る電流検
出部５が設けられると共に、この電流検出部５による検
出電流値を予め定められた遮断電流値以下に制限する電
流制限部６が設けられている。As shown in FIG. 1, each of the switching elements S1 to S6 is provided to prevent and protect an overcurrent from flowing to each of the switching elements S1 to S6 of the inverter 2.
A current detecting section 5 comprising a shunt resistor for detecting a current flowing through the current detecting section 6 is provided, and a current limiting section 6 for limiting a current value detected by the current detecting section 5 to a predetermined breaking current value or less is provided. .
【００３３】更に、モータＭが拘束状態または拘束状態
に近い状態にあることを検出する拘束検出部８が設けら
れている。この拘束検出部８は、上記した電流制限部６
による電流制限の時間が予め設定された所定値以上継続
するかどうか、或いは位置検出部４により検出されるモ
ータＭの回転子の位置が所定時間以上変化しないかどう
かによって、モータＭが拘束状態または拘束状態に近い
状態にあるかどうかを判断する。Further, there is provided a restraint detecting section 8 for detecting that the motor M is in a restrained state or a state close to the restrained state. The restriction detecting section 8 is provided with the current limiting section 6 described above.
Depending on whether the time of the current limitation by the motor continues for a predetermined value or more, or whether the position of the rotor of the motor M detected by the position detection unit 4 does not change for a predetermined time or more. It is determined whether or not the state is close to the restricted state.
【００３４】また、インバータ２を構成する各スイッチ
ング素子Ｓ１〜Ｓ６の温度を検出する温度検出部として
のサーミスタ９が設けられ、このサーミスタ９は、各ス
イッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のうち、プリント基板への実
装位置の関係上、最も発熱の大きくなるいものに近接し
て配設される。Further, a thermistor 9 is provided as a temperature detecting section for detecting the temperature of each of the switching elements S1 to S6 constituting the inverter 2, and the thermistor 9 is one of the switching elements S1 to S6 which is connected to a printed circuit board. Due to the mounting position, it is arranged close to the one that generates the most heat.
【００３５】更に、図１に示すように、拘束検出部８の
後段には調整部１０が設けられ、拘束検出部８によりモ
ータＭが拘束状態または拘束状態に近い状態にあると検
出されたときに、サーミスタ９による検出温度が低くな
るに従いスイッチング素子への通電時間が長くなるよう
に、この調整部１０により、通電制御部１が制御されて
各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への制御信号が調整され
る。Further, as shown in FIG. 1, an adjusting unit 10 is provided at the subsequent stage of the constraint detecting unit 8, and when the motor M is detected by the constraint detecting unit 8 to be in the restricted state or in the state close to the restricted state. In addition, the adjusting unit 10 controls the energization control unit 1 to adjust the control signals to the switching elements S1 to S6 so that the energization time to the switching elements becomes longer as the temperature detected by the thermistor 9 becomes lower. You.
【００３６】このとき、例えば図２に示すように、サー
ミスタ９による検出温度がθ１（＜０℃）以下の温度範
囲では、各スイッチング素子への通電時間がｔ３とな
り、検出温度がθ１〜θ２（θ２＞θ１）の温度範囲で
は、各スイッチング素子への通電時間がｔ２（＜ｔ３）
となり、検出温度がθ２〜θ３（θ３＞θ２）の温度範
囲では、各スイッチング素子への通電時間がｔ１（＜ｔ
２）となるように、段階的な調整が行われる。At this time, as shown in FIG. 2, for example, in a temperature range where the temperature detected by the thermistor 9 is not more than θ1 (<0 ° C.), the energization time to each switching element is t3, and the detected temperature is θ1 to θ2 ( In the temperature range of θ2> θ1), the energization time to each switching element is t2 (<t3).
When the detected temperature is in the temperature range of θ2 to θ3 (θ3> θ2), the energization time to each switching element is t1 (<t
Stepwise adjustment is performed so as to become 2).
【００３７】このように、拘束検出部８によりモータＭ
が拘束状態または拘束状態に近い状態にあることが検出
され、かつサーミスタ９による検出温度がθ１（＜０
℃）と低いときには、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６へ
の通電時間が長くなるように調整部１０により通電制御
部１が制御される。As described above, the motor M
Is detected to be in the constrained state or a state close to the constrained state, and the temperature detected by the thermistor 9 is θ1 (<0
° C), the energization control unit 1 is controlled by the adjustment unit 10 so that the energization time to each of the switching elements S1 to S6 becomes long.
【００３８】そのため、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６
の発熱量が強制的に多くなるよう制御され、その結果、
極低温状態で油やグリスの粘度が高くなっている油圧モ
ータＰに熱が加えられ、油圧モータＰの温度が次第に上
昇して油圧モータＰが円滑に駆動され、極低温であって
もパワーステアリングを有効に作動させることができ
る。Therefore, each of the switching elements S1 to S6
Is controlled to forcibly increase the calorific value of the
Heat is applied to the hydraulic motor P in which the viscosity of oil and grease is high in a cryogenic state, and the temperature of the hydraulic motor P gradually rises to drive the hydraulic motor P smoothly. Can be effectively operated.
【００３９】一方、サーミスタ９による検出温度がθ３
と高いときには、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への通
電時間が短くなるように調整部１０により通電制御部１
が制御されるため、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の発
熱が抑制されて各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の熱破壊
が未然に防止される。On the other hand, when the temperature detected by the thermistor 9 is θ3
Is higher, the adjustment unit 10 controls the energization control unit 1 so that the energization time to each of the switching elements S1 to S6 is shortened.
Is controlled, the heat generation of each of the switching elements S1 to S6 is suppressed, and the thermal destruction of each of the switching elements S1 to S6 is prevented.
【００４０】従って、上記した実施形態によれば、拘束
検出部８によりモータＭが拘束状態または拘束状態に近
い状態にあると検出されたときに、サーミスタ９による
検出温度が低ければ、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６へ
の通電時間が長くなるように制御されるため、極低温状
態で油やグリスの粘度が高くなる油圧モータＰを容易に
起動することができ、極低温であってもパワーステアリ
ングを有効に作動させることができる。Therefore, according to the above-described embodiment, when the temperature detected by the thermistor 9 is low when the motor M is detected to be in the restrained state or in a state close to the restrained state by the restraint detection unit 8, each switching element Since the power supply time to S1 to S6 is controlled to be long, the hydraulic motor P in which the viscosity of oil or grease becomes high in an extremely low temperature state can be easily started, and the power steering can be performed even at an extremely low temperature. It can be operated effectively.
【００４１】また、サーミスタ９による検出温度が高け
れば、各スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６への通電時間が短
くなるように制御されるため、各スイッチング素子Ｓ１
〜Ｓ６の熱破壊を未然に防止できる。しかも、すべての
スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に対してサーミスタ等の温
度検出素子を設ける必要がないため、安価な構成にする
ことができる。Further, if the temperature detected by the thermistor 9 is high, the control is performed so that the energizing time to each of the switching elements S1 to S6 is shortened.
To S6 can be prevented from occurring. In addition, since it is not necessary to provide a temperature detecting element such as a thermistor for all the switching elements S1 to S6, an inexpensive configuration can be achieved.
【００４２】なお、上記した実施形態では、サーミスタ
９による検出温度が低くなるに従い、図２に示すように
段階的に各スイッチング素子への通電時間を段階的に長
くなるように、調整部１０により通電制御部１の制御信
号を調整するようにした場合について説明したが、図２
中の一点鎖線で示す曲線のように、連続的に調整するよ
うにしても構わないのはいうまでもない。In the above embodiment, as the temperature detected by the thermistor 9 decreases, the adjusting unit 10 controls the energizing time to each switching element in a stepwise manner as shown in FIG. The case where the control signal of the energization control unit 1 is adjusted has been described.
Needless to say, the adjustment may be continuously performed as shown by the one-dot chain line.
【００４３】また、上記した実施形態では、本発明を回
転駆動する３相直流ブラシレスモータＭの駆動に適用し
た場合について説明しているが、直線駆動する３相直流
ブラシレスモータであっても本発明を同様に適用するこ
とができて、上記した実施形態と同等の効果を得ること
ができる。In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the drive of the three-phase DC brushless motor M that rotates is described. However, the present invention is applicable to a three-phase DC brushless motor that drives linearly. Can be applied in the same manner, and the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.
【００４４】更に、上記した実施形態では、本発明を自
動車等の車両用パワーステアリングに適用した場合につ
いて説明しているが、本発明の適用範囲はこのようなパ
ワーステアリングに限られるものではなく、これ以外に
もモータを駆動するものであれば、本発明を適用するこ
とが可能である。Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a power steering for a vehicle such as an automobile is described, but the scope of the present invention is not limited to such a power steering. The present invention can be applied to any other device that drives a motor.
【００４５】また、モータＭが拘束状態または拘束状態
に近い状態にあるかどうかの判断は、モータＭの逆起電
力を検出することで行うようにしても構わない。The determination as to whether the motor M is in the constrained state or a state close to the constrained state may be made by detecting the back electromotive force of the motor M.
【００４６】更に、スイッチング素子のＳ１〜Ｓ６温度
検出は、上記したサーミスタ９やその他の温度検出素子
による構成に限定されるものではなく、各スイッチング
素子Ｓ１〜Ｓ６の温度が高くなると、各スイッチング素
子Ｓ１〜Ｓ６の寄生ダイオード、或いは各スイッチング
素子Ｓ１〜Ｓ６それぞれに並列に接続されたフラホイー
ルダイオードの順電圧が低くなることに着目して、これ
らダイオードの順電圧を検出するように温度検出部を構
成しても構わない。Further, the detection of the temperatures of the switching elements S1 to S6 is not limited to the above-described configuration using the thermistor 9 and other temperature detecting elements. Focusing on the fact that the forward voltage of the parasitic diodes of S1 to S6 or the full-wheel diodes connected in parallel to each of the switching elements S1 to S6 decreases, the temperature detection unit is configured to detect the forward voltages of these diodes. It may be configured.
【００４７】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、拘束検出部により直流ブラシレスモータが拘束
状態または拘束状態に近い状態にあると検出されたとき
に、温度検出部による検出温度が低くなるに従い、駆動
部のスイッチング素子への通電時間が長くなるように調
整部により通電制御部が制御されて制御信号が調整され
るため、極低温状態で油やグリスの粘度が高くなる油圧
モータや減速機のような起動しにくい負荷を直流ブラシ
レスモータにより駆動する場合であっても、これら負荷
を容易に起動することが可能になり、これら油圧モータ
等を安定して駆動することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when the DC brushless motor is detected to be in the constrained state or in a state close to the constrained state by the constraining detecting unit, the temperature detecting unit is used. As the detected temperature decreases, the energization control unit is controlled by the adjustment unit to adjust the control signal so that the energization time to the switching element of the drive unit is prolonged, so that the viscosity of oil and grease increases at extremely low temperatures. Even when a DC brushless motor drives a hard-to-start load such as a hydraulic motor or a reduction gear, these loads can be easily started, and these hydraulic motors and the like can be driven stably. Can be.
【００４９】また、請求項２に記載の発明によれば、電
流制限部による電流制限の時間が予め設定された所定値
以上継続する状態であれば、モータが過負荷状態、つま
り拘束或いは拘束に近い状態にあると判断して差し支え
ないため、モータが拘束状態または拘束状態に近い状態
にあることを確実に検知することが可能になる。According to the second aspect of the present invention, if the time of the current limitation by the current limiting unit continues for a predetermined value or more, the motor is overloaded, that is, the motor is in the restraint state or the restraint state. Since it may be determined that the motor is in the close state, it is possible to reliably detect that the motor is in the restricted state or in the state close to the restricted state.
【００５０】また、請求項３に記載の発明によれば、モ
ータの回転子の位置が所定時間以上変化しなければ、モ
ータは回転しておらず拘束或いは拘束に近い状態にある
と判断して差し支えないため、モータが拘束状態または
拘束状態に近い状態にあることを確実に検知することが
可能になる。According to the third aspect of the present invention, if the position of the rotor of the motor does not change for a predetermined time or more, it is determined that the motor is not rotating and is in a restraint state or a state close to the restraint. Since there is no problem, it is possible to reliably detect that the motor is in the restricted state or a state close to the restricted state.
【００５１】また、請求項４に記載の発明によれば、条
件的に最も厳しいスイッチング素子を対象として温度検
出できるため、スイッチング素子の検出温度が低くなる
に従いスイッチング素子への通電時間を長く調整する場
合に、精度よい調整が可能になる。しかも、すべてのス
イッチング素子に対して温度検出素子を設ける必要がな
いため、安価な構成にすることができる。According to the fourth aspect of the present invention, since the temperature can be detected for the most severely conditioned switching element, the energization time to the switching element is adjusted to be longer as the detected temperature of the switching element becomes lower. In this case, accurate adjustment becomes possible. Moreover, since it is not necessary to provide a temperature detecting element for every switching element, an inexpensive configuration can be achieved.
【図１】この発明の一実施形態の結線図である。FIG. 1 is a connection diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の一実施形態の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of one embodiment of the present invention.
【図３】従来例の結線図である。FIG. 3 is a connection diagram of a conventional example.
【図４】従来例の動作説明用のタイミングチャートであ
る。FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the conventional example.
１ 通電制御部 ２ インバータ（駆動部） Ｓ１〜Ｓ６ スイッチング素子 ３ 直流電源 ４ 位置検出部 ５ 電流検出部 ６ 電流制限部 ８ 拘束検出部 ９ サーミスタ（温度検出部） １０ 調整部 Ｍ ３相直流ブラシレスモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Energization control part 2 Inverter (drive part) S1-S6 Switching element 3 DC power supply 4 Position detection part 5 Current detection part 6 Current restriction part 8 Restriction detection part 9 Thermistor (Temperature detection part) 10 Adjustment part M Three-phase DC brushless motor
フロントページの続き (72)発明者 坂根 晃 滋賀県愛知郡愛知川町中宿248 日本電産 株式会社滋賀技術開発センター内 Ｆターム(参考） 5H560 AA08 BB04 BB08 BB12 DA02 DA17 DC12 DC20 EB01 EB07 JJ02 JJ07 UA05 XA12 Continued on the front page (72) Inventor Akira Sakane 248 Nakajuku, Aichigawa-machi, Aichi-gun, Aichi-gun, Shiga Prefecture F-term (reference) in Nidec Corporation Shiga Technology Development Center 5H560 AA08 BB04 BB08 BB12 DA02 DA17 DC12 DC20 EB01 EB07 JJ02 JJ07 UA05 XA12
Claims (4)
構成する複数のスイッチング素子をスイッチングし、直
流ブラシレスモータの巻線への通電路を開閉制御して前
記モータを駆動する直流ブラシレスモータの駆動装置に
おいて、 前記モータが拘束状態または拘束状態に近い状態にある
ことを検出する拘束検出部と、 前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、 前記拘束検出部により前記モータが拘束状態または拘束
状態に近い状態にあると検出されたときに、前記温度検
出部による検出温度が低くなるに従い前記スイッチング
素子への通電時間が長くなるように前記通電制御部を制
御して前記制御信号を調整する調整部とを備えているこ
とを特徴とする直流ブラシレスモータの駆動装置。1. A brushless DC motor for driving a motor by switching a plurality of switching elements constituting a drive unit in accordance with a control signal of a current supply control unit to control opening and closing of a current supply path to a winding of the DC brushless motor. In the driving device, a constraint detection unit that detects that the motor is in a constrained state or a state close to a constrained state; a temperature detection unit that detects a temperature of the switching element; When it is detected that the temperature is close to the constrained state, the control signal is adjusted by controlling the energization control unit so that the energization time to the switching element becomes longer as the temperature detected by the temperature detection unit decreases. A driving device for a DC brushless motor, comprising:
検出部と、前記電流検出部による検出電流値を所定の遮
断電流値以下に制限すべく前記通電制御部から前記スイ
ッチング素子への制御信号を遮断する電流制限部とを備
え、 前記拘束検出部は、前記電流制限部による電流制限の時
間が予め設定された所定値以上継続するときに前記モー
タが拘束状態または拘束状態に近い状態にあると判断す
ることを特徴とする請求項１に記載の直流ブラシレスモ
ータの駆動装置。2. A current detection unit for detecting a current flowing through the drive unit, and a control signal from the energization control unit to the switching element so as to limit a current value detected by the current detection unit to a predetermined cutoff current value or less. And a current limiter that shuts off the motor, wherein the constraint detector is in a state where the motor is in a constrained state or a state close to a constrained state when the time of the current limit by the current limiter continues for a predetermined value or more. The driving device for a DC brushless motor according to claim 1, wherein:
置検出部を備え、 前記拘束検出部は、前記位置検出部により検出される前
記モータの回転子の位置が所定時間以上変化しないとき
に前記モータが拘束状態または拘束状態に近い状態にあ
ると判断することを特徴とする請求項１に記載の直流ブ
ラシレスモータの駆動装置。3. A position detecting unit for detecting a position of a rotor of the motor, wherein the constraint detecting unit detects a position of the rotor of the motor, which is detected by the position detecting unit, does not change for a predetermined time or more. The driving device for a DC brushless motor according to claim 1, wherein it is determined that the motor is in a restricted state or a state close to the restricted state.
素子のうち最も発熱の大きいものに近接して配設された
温度検出素子から成ることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の直流ブラシレスモータの駆動装
置。4. The temperature detecting section according to claim 1, wherein said temperature detecting section comprises a temperature detecting element disposed close to a switching element having a largest heat generation. DC brushless motor drive device.
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|---|---|---|---|
| JP2000156199A JP3763510B2 (en) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | DC brushless motor drive device |
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- 2000-05-26 JP JP2000156199A patent/JP3763510B2/en not_active Expired - Fee Related
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