JP6538477B2 - モータユニット - Google Patents
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Description
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (4)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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