特許 7605063 モータ制御回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】モータ制御回路

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/02 20160101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

H02P29/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021128332

(22)【出願日】2021-08-04

(65)【公開番号】P2023023109

(43)【公開日】2023-02-16

【審査請求日】2024-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】沖 知之

(72)【発明者】

【氏名】豊田 和哉

【審査官】保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１２６２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１２８６５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０３－０８６０８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ４／００

２５／０８－２５／０９８

２９／００－３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ（６）の回転状態を表す状態信号を出力するモータ制御回路（１０）であって、
前記状態信号の入力側に第１の抵抗（２２）と第２の抵抗（２４）との順番で接続し、前記状態信号を分圧する分圧部（２０）と、
トランジスタ（４０）および第３の抵抗（５０）を有し、前記分圧部で分圧された前記状態信号を増幅する増幅部（３０）と、
を備え、
前記トランジスタのベース（４２）は前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との間に接続し、前記トランジスタのエミッタ（４４）は前記第３の抵抗に接続し、前記トランジスタのコレクタ（４６）は増幅された前記状態信号を出力し、
前記第３の抵抗の抵抗値は前記第２の抵抗の抵抗値よりも小さく、前記第２の抵抗の抵抗値は前記第１の抵抗の抵抗値よりも小さい、
モータ制御回路。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ制御回路であって、
前記コレクタは第４の抵抗（６２）を介して電源（６０）に接続し、前記第３の抵抗の抵抗値は前記第４の抵抗の抵抗値よりも小さい、
モータ制御回路。

【請求項3】

請求項１または２に記載のモータ制御回路であって、
前記増幅部は、一端が前記トランジスタの前記コレクタに接続され、他端が接地されて前記コレクタ側のノイズを低減するコンデンサ（５２）をさらに有する、
モータ制御回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータの回転状態を表す状態信号を出力する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの回転状態を表す状態信号を出力する技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、モータの駆動電圧を生成する駆動回路を制御ＩＣがＰＷＭ制御し、制御ＩＣがモータの回転状態を監視する車両ＥＣＵに状態信号としてＰＷＭ信号を出力する技術が記載されている。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略であり、ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略である。制御ＩＣから出力されるＰＷＭ信号はトランジスタを使用した増幅部により増幅される。

【0003】

そして、特許文献１に記載の技術では、電源の短絡により増幅部のトランジスタに過電流が流れることを抑制するために、増幅用とは別に過電流制限用のトランジスタを使用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１２６２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、電源の短絡による過電流を抑制するために専用のトランジスタを使用すると、コストの増加を招くという課題がある。
本開示の１つの局面は、電源の短絡によりモータ制御回路を流れる過電流を安価に抑制する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の１つの態様によるモータ制御回路（１０）は、モータ（６）の回転状態を表す状態信号を出力するモータ制御回路であって、分圧部（２０）と増幅部（３０）とを備える。

【0007】

分圧部は、状態信号の入力側に第１の抵抗（２２）と第２の抵抗（２４）との順番で接続し、状態信号を分圧する。増幅部は、トランジスタ（４０）および第３の抵抗（５０）を有し、分圧部で分圧された状態信号を増幅する。

【0008】

トランジスタのベース（４２）は第１の抵抗と第２の抵抗との間に接続し、トランジスタのエミッタ（４４）は第３の抵抗に接続し、トランジスタのコレクタ（４６）は増幅された状態信号を出力する。

【0009】

第３の抵抗の抵抗値は第２の抵抗の抵抗値よりも小さく、第２の抵抗の抵抗値は第１の抵抗の抵抗値よりも小さい。
このような構成によれば、トランジスタがオンになる範囲内で第２の抵抗の抵抗値を第１の抵抗の抵抗値よりも小さくすることができる。これにより、トランジスタのコレクタ側に電源が短絡しない正常時において、第１の抵抗と第２の抵抗とにより分圧される状態信号の電圧が、過度な大きさでトランジスタのベースに印加されることを抑制できる。

【0010】

また、トランジスタのエミッタに接続する第３の抵抗の抵抗値が第２の抵抗の抵抗値よりも小さいので、増幅されてトランジスタのコレクタとエミッタとの間を流れる状態信号の電流値を極力大きくすることができる。

【0011】

電源がトランジスタのコレクタ側に短絡するときには、トランジスタのエミッタに第３の抵抗が接続していることにより、トランジスタを流れる過電流を極力低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】モータ制御回路の概略構成を示すブロック図。

【図2】モータ制御回路の詳細な構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．構成］
図１および図２に示すモータ制御回路１０は、制御ＩＣ２が駆動回路４をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号を増幅し、車両ＥＣＵ７０に出力する。

【0014】

モータ６は、例えば、車載のエアコンディショナーに使用されるブラシレスモータである。駆動回路４は、例えばＦＥＴをスイッチング素子とするインバータ回路を有している。駆動回路４のインバータ回路は、制御ＩＣ２によるＰＷＭ制御によりスイッチングされる。これにより、図示しない駆動電源から供給される駆動電力からモータ６に印加する駆動電圧の大きさが制御される。

【0015】

図１および図２に示すように、モータ制御回路１０は、分圧部２０と増幅部３０とを備えている。分圧部２０は、抵抗２２と抵抗２４とを備えている。増幅部３０は、トランジスタ４０と抵抗５０とコンデンサ５２とを備えている。

【0016】

抵抗２２と抵抗２４とはこの順番で制御ＩＣ２から出力されるＰＷＭ信号の入力側に接続している。抵抗２４の抵抗２２と反対側は接地されている。
抵抗２２と抵抗２４との間にトランジスタ４０のベース４２が接続されている。つまり、制御ＩＣ２から出力されるＰＷＭ信号は、抵抗２２と抵抗２４とにより分圧されている。そして、分圧されたＰＷＭ信号がトランジスタ４０のベース４２に印加される。

【0017】

抵抗５０の一端はトランジスタ４０のエミッタ４４に接続し、抵抗５０の他端は接地されている。
抵抗２２と抵抗２４と抵抗５０との抵抗値の大きさの関係は、抵抗２２＞抵抗２４＞抵抗５０である。ＰＷＭ信号は抵抗２２と抵抗２４とにより分圧されてトランジスタ４０のベース４２に印加される。抵抗２２の抵抗値と抵抗２４の抵抗値とは、トランジスタ４０がオンになる範囲内で設定されている。

【0018】

コンデンサ５２の一端はトランジスタ４０のコレクタ４６に接続し、コンデンサ５２の他端は接地されている。コンデンサ５２は、モータ制御回路１０に入力されるノイズと、モータ制御回路１０から出力されるノイズとを低減する。

【0019】

電源６０は、抵抗６２を介してトランジスタ４０のコレクタ４６に電気的に接続している。電源６０から抵抗６２、コレクタ４６、エミッタ４４、抵抗５０を流れる電流は、トランジスタ４０により増幅されたＰＷＭ信号に応じて変化する。

【0020】

抵抗６２の抵抗値は抵抗５０の抵抗値よりも大きい。そして、モータ制御回路１０により増幅されたＰＷＭ信号の電圧は抵抗６２と抵抗５０とにより分圧される。これにより、抵抗６４を介して車両ＥＣＵ７０が入力するＰＷＭ信号の電圧値を、車両ＥＣＵ７０が認識できる上限値以下に設定できる。コンデンサ６６は、車両ＥＣＵ７０に入力されるノイズと、車両ＥＣＵ７０から出力されるノイズとを低減する。

【0021】

車両ＥＣＵ７０は、制御ＩＣ２が駆動回路４をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号をモータ制御回路１０から入力し、モータ６の回転状態を監視する。
［２．作動］
（１）正常時
電源６０がトランジスタ４０のコレクタ４６側に短絡しない正常時において、抵抗２２と抵抗２４とにより分圧されたＰＷＭ信号は、トランジスタ４０で増幅され、車両ＥＣＵ７０に入力される。

【0022】

そして、抵抗５０の抵抗値が抵抗２４の抵抗値よりも小さいので、増幅されたＰＷＭ信号は極力大きな電流値で車両ＥＣＵ７０に入力される。
（２）短絡時
図１の点線１００が示すように、電源６０がトランジスタ４０のコレクタ４６側に短絡するときには、トランジスタ４０のエミッタ４４に抵抗５０が接続していることにより、トランジスタ４０を流れる過電流が低減される。

【0023】

［１－３．効果］
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１ａ）抵抗２２の抵抗値と抵抗２４の抵抗値と抵抗５０の抵抗値とは、抵抗２２＞抵抗２４＞抵抗５０となるように設定されている。これにより、抵抗以外の素子を使用することなく、電源６０がモータ制御回路１０に短絡したときに、モータ制御回路１０を流れる過電流を安価に抑制できる。

【0024】

以上説明した本実施形態では、抵抗２２が第１の抵抗に対応し、抵抗２４が第２の抵抗に対応し、抵抗５０が第３の抵抗に対応し、抵抗６２が第４の抵抗に対応し、コンデンサ５２がノイズを低減するコンデンサに対応する。

【0025】

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0026】

（２ａ）モータ３４の状態を表す状態信号としてＰＷＭ信号を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、状態信号は、モータの回転数、回転位置、モータのダイアグ信号等であってもよい。

【0027】

（２ｂ）前述した実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、前述した実施形態の構成の一部を省略してもよい。

【0028】

（２ｃ）前述したモータ制御回路１０の他、当該モータ制御回路１０を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【符号の説明】

【0029】

６：モータ、１０：モータ制御回路、２０：分圧部、２２：抵抗（第１の抵抗）、２４：抵抗（第２の抵抗）、３０：増幅部、４０：トランジスタ、４２：ベース、４４：エミッタ：４６：コレクタ、５０：抵抗（第３の抵抗）、５２：コンデンサ、６０：電源、６２：抵抗（第４の抵抗）

【図1】

【図2】