JP4344569B2 - パワーウインドの駆動装置 - Google Patents
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Description
Ir1(Av)=R23/(R24+R27)*Ir3
=R23/(R24+R27)*(Ir(Av)−Ir1(Av))
よって、
Ir1(Av)=R23/(R23+R24+R27)*Ir(Av)
=b*Ir(Av) ・・・(1)
但し、b=R23/(R23+R24+R27)
である。
従って、閾値電圧Vjthはモータ電流IDに比例し、モータ電流IDが大きくなるにつれて大きくなり、一定値でないことが理解される。実際には、モータ電流IDには、脈動成分が含まれているので、以下にこれを考慮したときの閾値電圧Vjthを求める。
ID5(Min)=4/5*ID4(Max)
但し、ID5(Min)はID5の最小値、ID4(Max)はID4の最大値を表す。
=9/8*ID5(Min)
となり、
脈動成分の振幅=ID4(Max)−ID5(Min)=1/4*ID5(Min)
となる。即ち、脈動成分の振幅(Peak to Peak)は、モータ電流平均値ID(Av)に比例する。脈動電流成分が無いと仮定して求めた(2)式のVjthがモータ電流平均値ID(Av)に比例したことは、モータ電流の大きさに関わらず、Vjthを適正に設定するための必要条件であることが判る。モータ電流平均値ID(Av)に対する脈動成分の振幅の比例定数をaとすると、
a={1/4*ID5(Min)}/{9/8*ID5(Min)}
=2/9=0.22
である。但し、この比例定数aは、巻線のインダクタンスの影響が無いとした場合のもので、モータ回転速度が速くなり、脈動周期が短くなって、巻線インダクタンスの影響が強くなると、aは小さくなる。0.22は、aの最大値で、通常のモータではa=0.1〜0.15である。
=(VB1−Vc2(Av))−(VB1−Vins)
=(R24+R27)*Ir1(Av)−R24*Ir1
=(R24+R27)*Ir1(Av)−R24*(Ir1(Av)+a/2*Ir(Av))
=R27*Ir1(Av)−R24*a/2*Ir(Av)
=R27*b*Ir(Av)−R24*a/2*Ir(Av)
=(R27*b−R24*a/2)*Ir(Av) ・・・(3)
b=R23/(R23+R24+R27)を上式に代入すると、
Vjth={R27*R23/(R23+R24+R27)−R24*a/2}
*Ir(Av) ・・・(4)
閾値電圧Vjthは、参照電流平均値Ir(Av)に比例し、従って、モータ電流IDの平均値ID(Av)に比例する。その比例定数は、R23、R24、R27、aに依存することが判る。本実施形態のパワーウインドの駆動装置100では、閾値電圧Vjthがモータ脈動電流振幅に依存することを避けられないが、脈動振幅の大きさがモータ電流平均値に比例することを利用することにより、モータ電流平均値に比例したVjthの設定が可能となる。
Vjth=(1.7−7a)*Ir(Av)*103
=(0.113−0.467*a)*ID(Av)
となり、ID(Av)=5A、a=0.1とすると、Vjth=0.33Vとなる。
2 参照電流生成回路
3 基準電圧生成回路
4 比較回路
5 電流制限幅設定回路
6 電流制限回路
7 ロジック回路
11 カウンタ回路
12 フリップフロップ回路
100 パワーウインドの駆動装置
Claims (11)
- 車両用バッテリの電源電圧をパワーウインドの駆動用モータに供給してパワーウインドを駆動させ、駆動用モータに電流増加が発生した際には、当該駆動用モータを停止、或いは反転させる制御回路を備えたパワーウインドの駆動装置において、前記制御回路は、
参照抵抗(R20)を備え、前記駆動用モータの駆動回路に設けられるシャント抵抗に生じる電圧を検出し、前記参照抵抗に生じる電圧が前記シャント抵抗に生じる電圧と略等しくなるように、当該参照抵抗に電流を流すことにより、前記駆動用モータに流れる電流に対応したレベルとなる参照電流(Ir)を生成すると共に、前記駆動用モータに流れる電流の変動値に対応したレベルとなる第1の電流(Ir1)を生成する回路と、前記参照電流と前記第1の電流との差分となる第2の電流(Ir3)を生成する回路と、を備えた参照電流生成手段と、
前記第1の電流を電圧に変換し、これを第1の電圧(Vc2)とするとき、第1の電圧の時間的な平均値から生成される基準電圧(Vc)と、同様に前記第1の電流を電圧に変換した電圧で、前記第1の電圧(Vc2)より大きい電圧である比較対象信号(Vins)とを比較することにより、前記駆動用モータに過電流が流れているかどうかを判定する比較手段と、
前記比較手段にて、前記駆動用モータに過電流が流れていると判定された際には、前記駆動用モータを停止、或いは反転させる手段と、を有し、
前記シャント抵抗を前記駆動用モータとグランドとの間に介置し、且つ、前記電源電圧のプラス側と前記制御回路との間に、電源逆接続時保護用のダイオード(D1)を設けたことを特徴とするパワーウインドの駆動装置。 - 前記参照電流生成手段は、前記第1の電流を生成する回路と、前記第2の電流を生成する回路とが並列接続されると共に、この並列接続回路が前記参照抵抗に接続され、前記第1の電流と、前記第2の電流が合流することにより、当該参照抵抗に前記参照電流が流れるようにし、
前記第1の電流の大きさを制御することにより、前記シャント抵抗に生じる電圧と前記参照抵抗に生じる電圧とを等しくすることを特徴とする請求項1に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記第1の電流を生成する回路は、
前記シャント抵抗に生じる電圧と前記参照抵抗に生じる電圧との差分を検出する第1の比較器(AMP1)と、前記第1の比較器の出力信号に基づいて通電状態が制御される第1の半導体素子(T22)と、前記第1の半導体素子の一端と電源との間に接続された第1の抵抗(R24+R27)とを有し、
前記第1の半導体素子の他端は前記参照抵抗と接続され、
前記第1の半導体素子の動作により、前記第1の抵抗による電圧降下が前記第1の電流に比例するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記基準電圧Vcは、前記第1の抵抗と前記第1の半導体素子の接続点の電圧(Vc2)を第1の電圧とするとき、第1の電圧の時間的な平均値として生成し、
前記電源電圧(VB1)と前記基準電圧Vcとの差分に比例した大きさの電流により、前記第1の電流と加算して前記参照電流と等しくなる前記第2の電流とすることを特徴とする請求項3に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記第1の電圧(Vc2)から基準電圧(Vc)を生成する手段は、
電源電圧と基準電圧(Vc)との間にコンデンサ(C1)を接続し、第1の電圧(Vc2)の方が基準電圧(Vc)よりも大きいときには、定電流で前記コンデンサ(C1)を放電して基準電圧(Vc)を上昇させ、第1の電圧(Vc2)の方が基準電圧(Vc)よりも小さい場合には、前記コンデンサ(C1)を定電流で充電することにより、基準電圧(Vc)が第1の電圧(Vc2)の時間的な平均値に収束するようにしたことを特徴とする請求項4に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記第2の電流生成回路は、
第2の半導体素子(T21)と第2の抵抗(R23)との直列接続回路を有し、この直列接続回路の第2の抵抗側の端子は電源に接続され、第2の半導体素子側の端子は、前記参照抵抗に接続され、第2の半導体素子と第2の抵抗との接続点の電圧(Vc3)を、前記基準電圧と比較する第2の比較器(AMP2)を備え、
前記第2の比較器の出力信号により、前記第2の半導体素子の通電状態を制御することにより、前記接続点の電圧(Vc3)が前記基準電圧(Vc)と一致するように制御することを特徴とする請求項4に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記第1の抵抗は、第3の抵抗(R24)と、第4の抵抗(R27)から構成され、前記第3の抵抗と第4の抵抗との結合点の電圧を比較対象信号(Vins)とし、
前記比較対象信号と基準電圧を比較する第3の比較器(CMP1)を備え、この第3の比較器により、前記比較対象信号の方が大きい判定された際には、モータ電流通電用の第3の半導体素子(T1)をオンとし、比較対象信号の方が小さいと判定された際には、第3の半導体素子をオン、オフ動作させることにより、前記駆動用モータに流れる電流を一定範囲内に制限することを特徴とする請求項3に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記第3の抵抗と第4の抵抗との接続点から第3の電流を引き出す電流制限幅設定手段を備え、
前記駆動用モータに流れる電流を一定範囲に制限するときの電流値は、前記接続点から第3の電流を引き出し、この第3の電流に比例させることを特徴とする請求項7に記載のパワーウインドの駆動装置。 - 前記第3の電流の大きさを前記電源電圧の大きさに依存させ、電源電圧が高くなるにつれて、前記第3の電流が大きくなるように設定したことを特徴とする請求項8に記載のパワーウインドの駆動装置。
- 前記駆動用モータに過電流が流れた際に、当該駆動モータを停止、或いは反転させる際の閾値電圧を、前記駆動用モータに流れる電流に比例させ、該閾値電圧の大きさを、第2の抵抗(R23)、第3の抵抗(R24)、及び第4の抵抗(R27)の抵抗比で設定することを特徴とする請求項7に記載のパワーウインドの駆動装置。
- 前記第3の電流の大きさは、モータの整流子作用により、モータ電流が脈動し、これに起因して前記第1の電流が脈動するとき、前記第1の電流の脈動振幅を超えない大きさに設定することを特徴とする請求項8に記載のパワーウインドの駆動装置。
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