(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられるモータ制御装置において、
経過時間に関係なく一定の正規制動力を発生させる正規制動力指令信号を発生する正規制動力指令制御手段と、
経過時間により増大する２次制動力を発生させる２次制動力指令信号を発生する２次制動力指令制御手段と、
該正規制動力指令信号の発生からの経過時間を演算する経過時間演算手段と、
該経過時間演算手段で演算された該経過時間が予め定める基準経過時間を超えた場合に、該正規制動力指令信号よりも大きな２次制動力指令信号を選択する制動力指令切替制御手段と
を備えるモータ制御装置。
【請求項２】
モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられるモータ制御装置において、
回転速度に関係なく一定の正規制動力を発生させる正規制動力指令信号を発生する正規制動力指令制御手段と、
回転速度の低下と共に次第に増大する２次制動力を発生させる２次制動力指令信号を発生する２次制動力指令制御手段と、
該正規制動力指令信号の発生以降の該モータの回転速度を演算する回転速度演算手段と、
該回転速度演算手段で演算された回転速度が、予め定める基準回転速度を下回ったときに、該正規制動力指令信号よりも大きな２次制動力指令信号を選択する制動力指令切替制御手段と
を備えるモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例として、回転駆動されているモータに対する制動力を制御するモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例として、自動扉などに用いられているモータでは、回転に対する制動を行い、制動力を調整する場合に、インバータ回路からモータに供給される駆動信号にブレーキ信号を用いている。この制動力を調整するブレーキ信号として、ブレーキロジック信号をある一定の高周波数の変調パルスでパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモータの制動方式に於いて、前記変調パルスの周波数が例として人間の可聴周波数帯域内の周波数帯域などの比較的低い周波数帯域である場合、モータにこのような周波数帯域帯でオン／オフするブレーキ信号が供給されることになり、周囲の人間が聴くことが可能な騒音が発生するという問題点がある。
【０００４】
また、前記変調パルスの周波数が前記可聴周波数帯域を超えた周波数帯域などの比較的高い周波数帯域である場合、モータに供給されるブレーキ信号の周波数が過大に高くなり、モータに十分な制動力を与えることが困難になる。特に、ＰＷＭ変調されたブレーキ信号のブレーキオフ時間を少しでも長くすると、モータの制動力が大幅に低減されてしまうという問題点がある。いずれの場合でも、設計上の制動性能が得られないことになり、動作上の信頼性が低くなる。
【０００５】
一般的なブレーキロジック信号による発電制動方式によって制動を行う場合に、回転速度が高い時は発電量が多く制動が強いが、回転速度が低くなってくると、同じ制動指令であっても、実際の制動力が弱くなってくると問題がある。回転速度が遅くなるにつれて制動による速度変化の傾きが滑らかになってくる。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、モータに所望の態様で制動を行うようにして動作上の信頼性が向上されたモータの制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のモータ制御装置は、モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられるモータ制御装置において、経過時間に関係なく一定の正規制動力を発生させる正規制動力指令信号を発生する正規制動力指令制御手段と、経過時間により増大する２次制動力を発生させる２次制動力指令信号を発生する２次制動力指令制御手段と、該正規制動力指令信号の発生からの経過時間を演算する経過時間演算手段と、該経過時間演算手段で演算された該経過時間が予め定める基準経過時間を超えた場合に、該正規制動力指令信号よりも大きな２次制動力指令信号を選択する制動力指令切替制御手段とを備えている。
【０００８】
請求項２記載の発明のモータ制御装置は、モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられるモータ制御装置において、回転速度に関係なく一定の正規制動力を発生させる正規制動力指令信号を発生する正規制動力指令制御手段と、回転速度の低下と共に次第に増大する２次制動力を発生させる２次制動力指令信号を発生する２次制動力指令制御手段と、該正規制動力指令信号の発生以降の該モータの回転速度を演算する回転速度演算手段と、該回転速度演算手段で演算された回転速度が、予め定める基準回転速度を下回ったときに、該正規制動力指令信号よりも大きな２次制動力指令信号を選択する制動力指令切替制御手段とを備えている。
【０００９】
【作用】
請求項１記載の発明のモータ制御装置では、モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられる。モータに制動を行う場合、最初に正規制動力指令制御手段から、正規制動力指令信号が出力され、モータに経過時間に関係なく一定の正規制動力を発生させる。一方、２次制動力指令制御手段から、経過時間により増大する２次制動力指令信号が出力される。経過時間演算手段が、正規制動力指令信号の発生からの経過時間を演算し、経過時間演算手段で演算された該経過時間が予め定める基準経過時間を超えた場合に、制動力指令切替制御手段が前記正規制動力指令信号よりも大きな２次制動力指令信号を選択する。
【００１０】
これにより、パルス幅変調に用いられる変調信号の周波数が高い場合、或いは比較的低い場合のいずれであっても、最初の正規制動力に続いて２次制動力がモータを制動するので、所望の制動性能を実現することができ、動作上の信頼性が向上される。
【００１１】
請求項２記載の発明のモータ制御装置では、モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられる。モータに制動を行う場合、最初に正規制動力指令制御手段から、正規制動力指令信号が出力され、モータに回転速度に関係なく一定の正規制動力を発生させる。一方、２次制動力指令制御手段から、回転速度の低下と共に次第に増大する２次制動力指令信号が出力される。回転速度演算手段が、正規制動力指令信号の発生以降のモータの回転速度を演算し、回転速度演算手段で演算されたモータの回転速度が予め定める基準回転速度を下回ったときに、制動力指令切替制御手段が前記正規制動力指令信号よりも大きな２次制動力指令信号を選択する。
【００１２】
これにより、請求項１に関して説明した作用効果と同様な作用効果を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のモータ制御装置（以下、制御装置）１の電気的構成を示すブロック図であり、図２は制御装置１のモータ駆動制御部の電気的構成の一例を示すブロック図であり、図３は制御装置１の動作例を示す波形図である。
【００１４】
以下、図１〜図３を参照して、制御装置１について説明する。制御装置１は、モータ２の回転状態、本実施の形態においては、制動状態を制御するものであり、モータ２には、例としてホ−ル素子などからなる磁極検出素子３が設けられ、モータ２の回転磁界の磁束密度の変化が検出される。磁極検出素子３は、これにより、モータ２の回転速度と回転方向、及び回転方向における位置を検出することができ、これに対応する位置信号ＳＰを出力する。制御装置１は、モータ２にモータ２を回転駆動するための駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗをそれぞれ供給するモータ駆動制御部（以下、駆動制御部）４を備える。
【００１５】
制御装置１は、例として、マイクロコンピュータなどからなる入出力指令信号制御部（以下、制御部）５を備え、制御部５は、外部からの制動力指令Ｓ１に基づいて、正規制動力指令制御手段である正規制動力指令制御部６に正規制動力指令を出力させる。正規制動力指令信号は、図３（１）に示されるようにモータ１に一定レベルの制動力を発生させる信号である。
【００１６】
一方、制御部５は、前記正規制動力指令制御部６に正規制動力を発生させるタイミングで制動開始指令Ｓ３を経過時間演算手段である経過時間演算部７に出力する。経過時間演算部７は制動開始指令Ｓ３が入力された時刻から経過時間Ｔを演算し、経過時間Ｔが予め定める基準経過時間Ｔ０を超えると、２次制動力指令制御手段である２次制動力指令演算部８に出力指令信号を出力する。２次制動力指令演算部８は、２次制動力指令を制動力指令切替制御部９に出力する。２次制動力指令は、図３（２）に示されるように、時間経過と共に制動力を増大させる信号である。
【００１７】
制動力指令切替制御部９は、正規制動力指令信号と２次制動力指令信号との内、高いレベルの制動力信号を選択して出力する。制動力指令切替制御部９からの選択された制動力指令は、駆動制御部４に入力され、駆動制御部４からは前記駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗが出力される。駆動信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗは、モータ１の制動時には、前記ブレーキ信号となる。
【００１８】
前記駆動制御部４は、一例として、図２に示される電気的構成を持ち得る。駆動制御部４は、前記磁極検出素子３からの位置信号ＳＰが入力される波形合成回路１０を備える。前記磁極検出素子３からの位置信号ＳＰは、波形合成回路１０に入力され、各相毎の位置信号ＳＰの波形を合成して、位置速度方向信号を出力する。これにより、各相毎の位置信号ＳＰの位相や周期、また相互の位相差や位相の進行方向、即ち、モータ２の回転位置、回転速度や回転方向が判別可能になる。波形合成回路１０からの位置速度方向信号は、速度制御回路１２及び制御部５に入力される。
【００１９】
制御部５には、基準速度に対応する速度指令信号が別途、入力されており、これに基づく制御信号が前記速度制御回路１１からの信号と共にロジック回路１２に入力され、ロジック回路１２ではインバータ回路１３の各トランジスタをオン／オフする制御信号が作成されてインバータ回路１３に出力される。インバータ回路１３には直流電源が接続され、直流電源からの電圧・電流がインバータ回路１３で変調されてモータ２に供給される。インバータ回路１３からはモータ２に供給される駆動電流のレベルがフィードバック信号として速度制御回路１１に入力される。このようにして、モータ２は前記速度指令信号に基づいた基準速度で回転するように制御される。
【００２０】
本実施の形態の制御装置１において、モータ２に制動を行う場合、制御部５への外部からの制動力指令Ｓ１に基づいて、制御部５は正規制動力指令制御部６及び経過時間演算部７に制動開始信号Ｓ３を出力する。これにより、最初に正規制動力指令制御部６から、正規制動力指令信号が出力される。このとき、経過時間演算部７では、演算している経過時間Ｔが前記基準経過時間Ｔ０に到達していないので、２次制動力指令演算部８からは０レベルの２次制動力に対応する信号が制動力指令切替制御部９に入力され、制動力指令切替制御部９では、前記正規制動力指令制御部６からの正規制動力信号を前記モータ駆動制御部４に出力する。これにより、モータ駆動制御部４は、図３（１）に示される時間的に一定レベルの正規制動力をモータ２に与える。
【００２１】
前記経過時間演算部７が、正規制動力指令信号Ｓ３の発生からの経過時間Ｔを演算し、演算された経過時間Ｔが予め定める基準経過時間Ｔ０を超えた場合に、制動力指令切替制御部９は、正規制動力指令信号よりも高いレベルの２次制動力指令信号を図３（３）で示すように選択し、モータ駆動制御部４に出力する。これにより、モータ駆動制御部４は、図３（３）の基準経過時間Ｔ０以降の期間で示されるような時間的に増大するレベルの２次制動力をモータ２に与える。
【００２２】
これにより、パルス幅変調に用いられる変調信号の周波数が高い場合、或いは比較的低い場合のいずれであっても、最初の正規制動力に続いてより高い制動力を実現する２次制動力がモータ２を制動するので、所望の制動性能を実現することができ、動作上の信頼性が向上される。
【００２３】
図４は本発明の第２の実施形態の制御装置１ａの電気的構成を示すブロック図であり、図５は制御装置１ａの動作を説明する波形図である。以下、図４及び図５を参照して、制御装置１ａについて説明する。制御装置１ａの構成は、前記第１の実施形態の制御装置１の構成と類似し対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００２４】
制御装置１ａの構成上の特徴は、前記制御装置１において、経過時間演算部７に代えて、前記磁極検出素子３からの位置信号ＰＳに基づいて、モータ２の回転速度を演算する回転速度演算手段である回転速度演算部１４を設けたことである。回転速度演算部１４は、磁極検出素子３からの位置信号ＰＳに基づいて、モータ２の回転速度Ｒを演算し、演算されて得られた回転速度Ｒを、予め定めた基準回転速度Ｒ０と比較し、回転速度Ｒが基準回転速度Ｒ０を下回ったときに、２次制動力指令演算部８に制御信号を出力し、２次制動力指令制御手段である２次制動力演算部８は、図５（２）に示されるような、モータ２の回転速度の低下と共に次第に制動力が増大する２次制動力指令を出力する。
【００２５】
２次制動力指令は、制御装置１の場合と同様に、制動力指令切替制御部９に入力される。制動力指令切替制御部９では、図５（１）に示されるようなモータ２の回転速度に関わらず一定レベルの制動力を実現する正規制動力指令を出力する正規制動力指令制御部６からの正規制動力指令と２次制動力指令とを後述するように、相互に切り替えてモータ駆動制御部４ａに出力する。
【００２６】
制御装置１ａはこのような構成を有するので、モータ駆動制御部４ａは、前記第１の実施形態の制御装置１の場合のモータ駆動制御部４と比較し、モータ駆動制御部４におけるロジック回路１２及びインバータ１３を備えている。残余の波形合成回路１０及び速度制御回路１１の機能は、図４における回転速度演算部１１４で実現される。
【００２７】
本実施の形態の制御装置１ａにおいて、モータ２に制動を行う場合、制御部５への外部からの制動力指令Ｓ１に基づいて、制御部５は正規制動力指令制御部６及び２次制動力指令演算部８に制動開始信号Ｓ３を出力する。これにより、最初に正規制動力指令制御部６から、正規制動力指令信号が出力される。このとき、回転速度演算部１４では、演算している回転速度Ｒが前記基準回転速度Ｒ０に到達していないので、２次制動力指令演算部８からは０レベルの２次制動力に対応する信号が制動力指令切替制御部９に入力され、制動力指令切替制御部９では、前記正規制動力指令制御部６からの正規制動力信号を前記モータ駆動制御部４に出力する。これにより、モータ駆動制御部４は、図３（１）に示される時間的に一定レベルの正規制動力をモータ２に与える。
【００２８】
前記回転速度演算部１４で演算されたモータ２の回転速度Ｒが、予め定める基準回転速度Ｒ０を下回る場合に、制動力指令切替制御部９は、正規制動力指令信号よりも高いレベルの２次制動力指令信号を図５（３）で示すように選択し、モータ駆動制御部４に出力する。これにより、モータ駆動制御部４は、図５（３）の基準回転速度Ｒ０を下回る回転速度範囲で示されるような、次第に増大するレベルの２次制動力をモータ２に与える。
【００２９】
これにより、本実施の形態の場合でも、前記第１の実施の形態の場合の作用効果と同様な作用効果を実現することができる。
【００３０】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例を有するものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明のモータ制御装置では、モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられる。モータに制動を行う場合、最初に正規制動力指令制御手段から、正規制動力指令信号が出力され、モータに予め定める正規制動力を発生させる。経過時間演算手段が、正規制動力指令信号の発生からの経過時間を演算し、経過時間演算手段で演算された該経過時間が予め定める基準経過時間を超えた場合に、２次制動力指令制御手段が前記正規制動力よりも大きな２次制動力を発生させる。
【００３２】
これにより、パルス幅変調に用いられる変調信号の周波数が高い場合、或いは比較的低い場合のいずれであっても、最初の正規制動力に続いて２次制動力がモータを制動するので、所望の制動性能を実現することができ、動作上の信頼性が向上される。
【００３３】
請求項２記載の発明のモータ制御装置では、モータの回転状態を制動するパルス幅変調された制動ロジック信号が用いられる。モータに制動を行う場合、最初に正規制動力指令制御手段から、正規制動力指令信号が出力され、モータに予め定める正規制動力を発生させる。回転速度演算手段が、正規制動力指令信号の発生以降のモータの回転速度を演算し、回転速度演算手段で演算されたモータの回転速度が予め定める基準回転速度を下回ったときに、２次制動力指令制御手段が前記正規制動力よりも大きな２次制動力を発生させる。
【００３４】
これにより、請求項１に関して説明した作用効果と同様な作用効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の制御装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】制御装置１のモータ駆動制御部４の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】制御装置１の動作例を示す波形図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の制御装置１ａの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】制御装置１ａの動作を説明する波形図である。
【符号の説明】
１、１ａ  制御装置
２  モータ
３  磁極検出素子
４  モータ駆動制御部
５  入出力指令信号制御部
６  正規制動力指令制御部
７  経過時間演算部
８  ２次制動力指令演算部
９  制動力指令切替制御部
１４  回転速度演算部
Ｓ１  制動力指令
Ｓ３  制動開始指令
ＳＰ  位置信号
Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗ  駆動信号
【図１】
0004331344.tif 000002
【図２】
0004331344.tif 000003
【図３】
0004331344.tif 000004
【図４】
0004331344.tif 000005
【図５】
0004331344.tif 000006