专利名称：马达驱动器及使用该马达驱动器的车辆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种马达驱动器及使用该马达驱动器的车辆。
背景技术：
现有的马达驱动器IC (Integrated Circuit,集成电路)具备了各种保护功能(过电压保护、减电压保护、过电流保护、热关闭(thermal shut down)、锁定保护等)，并且通常采用当马达驱动器IC的内部发生某些异常时，限制或者停止其输出动作(甚至马达的旋转动作)的构成。再者，作为与上述相关的现有技术的一例，可以列举专利文献I及专利文献2。 [先前技术文献][专利文献][专利文献I]日本实用新型登录第2522295号公报[专利文献2]日本专利特开2006-291908号公报
实用新型内容[实用新型所欲解决的问题]在现有的马达驱动器IC中，还存在具备根据从IC外部输入的转矩指令(或者转速指令)，对马达转矩(或者马达转速)进行可变控制的功能的机种。图5是现有的转矩指令与转矩输出电压的关系图，例示了越提高作为转矩指令而输入的PWM(pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)输入占空比(duty)或模拟电压，越降低转矩输出电压的行为。然而，现有的马达驱动器IC尚不具备转矩指令输入端子的异常保护功能，当转矩指令输入端子上发生异常时，无法任意选择马达形成为全速旋转状态还是形成为停止状态。如果结合图5的示例作具体说明，那么当转矩指令输入端子上发生接地短路(与接地端或者与之类似的低电位端的短路)时，马达无可选择地成为全速旋转状态，另一方面，当转矩指令输入端子上发生接天短路(与电源端或者与之类似的高电位端的短路)时，马达则无可选择地成为停止状态。这样，在现有的马达驱动器IC中，有可能根据转矩指令输入端子中所产生的异常的内容(施加于转矩指令输入端子的异常电压的电压值)，马达会固定在违背用户意图的动作状态，从而使用起来非常不便。特别是在面向车载的马达驱动器IC等的领域中，从提高安全性的角度出发，人们希望当转矩指令输入端子中发生异常时，无论所述异常为何种内容，都可以使马达固定在符合用户意图的动作状态(停止状态或者全速旋转状态)。例如，对用于使车内空气循环的鼓风马达(blower motor)来说，为了尽可能避免马达自身的温度上升，要求当转矩指令输入端子异常时，无论所述异常为何种内容，均使鼓风马达停止。另一方面，对用于冷却搭载于车辆上的燃料电池冷却风扇马达(cooling fan motor)来说,为了尽可能避免燃料电池的温度上升，要求当转矩指令输入端子异常时，无论所述异常为何种内容，均使冷却风扇马达全速旋转。然而，在现有的马达驱动器IC中，无法满足这种要求。[0012]本实用新型的目的是鉴于本实用新型的发明者们所发现的上述问题，提供一种能够任意选择异常时的马达的动作状态的马达驱动器及使用该马达驱动器的车辆。[解决问题的技术手段]为了达成上述目的，本实用新型的马达驱动器设为如下构成(第I构成)其包含控制部，其根据控制信号对马达的转矩或者转速进行可变控制；以及输出模式选择电路，其以在所述控制信号异常时使所述马达形成为与选择信号对应的动作状态的方式，对所述控制部发出指示。再者，在由所述第I构成所构成的马达驱动器中，可以设为如下构成(第2构成)所述输出模式选择电路是以下述方式对所述控制部发出指示，即，如果所述选择信号为第I逻辑电平(logic level)，则在所述控制信号异常时使所述马达形成为停止状态，而如果所述选择信号为第2逻辑电平，则在所述控制信号异常时使所述马达形成为全速旋转状态。并且，在由所述第2构成所构成的马达驱动器中，可以设为如下构成(第3构成)所述输出模式选择电路生成用于不论所述控制信号如何均使所述马达停止的停止指示信号、以及用于不论所述控制信号如何均使所述马达全速旋转的全速旋转指示信号，作为对所述控制部的指示。而且，由所述第3构成所构成的马达驱动器可以设为如下构成(第4构成)包含控制信号处理部，其根据作为所述控制信号而输入的模拟电压或者脉冲宽度调制信号，生成电压值发生变动的模拟电压信号，并将其输出到所述控制部。并且，在由所述第4构成所构成的马达驱动器中，可以设为如下构成(第5构成)所述输出模式选择电路在所述模拟电压信号的电压值处于合理范围外时，判断为所述控制信号异常时。并且，在由所述第5构成所构成的马达驱动器中，可以设为如下构成(第6构成)所述控制部包含马达驱动信号生成电路，其接受所述模拟电压信号、所述全速旋转指示信号及停顿(mute)指示信号的输入，生成马达驱动信号；以及停顿控制电路，其与各种异常保护信号并行，接受所述停止指示信号的输入，生成所述停顿指示信号。并且，本实用新型的车辆是设为如下构成(第7构成)包含马达、以及进行所述马达的驱动控制的由所述第6构成所构成的马达驱动器。再者，在由所述第7构成所构成的车辆中，可以设为如下构成(第8构成)所述马达为鼓风马达，所述选择信号设为所述第I逻辑电平。并且，在由所述第7构成所构成的车辆中，可以设为如下构成(第9构成)所述马达为冷却风扇马达，所述选择信号设为所述第2逻辑电平。[实用新型的效果]根据本实用新型，可以提供一种能够任意选择异常时的马达的动作状态的马达驱动器及使用该马达驱动器的车辆。
图I是表示本实用新型的三相马达驱动器的一构成例的框图。图2是表示PWM控制器及转矩控制电压生成部的一构成例的框图。图3是表不第I输出模式选择时的信号行为的时间图。[0028]图4是表不第2输出模式选择时的信号行为的时间图。图5是现有的转矩指令与转矩输出电压的关系图。[符号的说明]100三相马达驱动器101霍尔放大器103PWM 控制器103a驱动信号生成电路103b停顿控制电路·[0036]108转矩控制电压生成部108a转矩指令处理电路108b输出模式选择电路
具体实施方式
〈框图〉图I是表示本实用新型的三相马达驱动器的一构成例的框图。本构成例的三相马达驱动器 100 包含霍尔放大器(Hall amplifier) 10KPWM(pulse width modulation,脉冲宽度调制)控制器103及转矩控制电压生成部108。霍尔放大器101针对每个相，将从马达各相(U相/V相/W相)的霍尔传感器分别输入的霍尔信号(HU+/HU-、HV+/HV-、HW+/HW-)加以差动放大而输出到PWM控制器103。PWM控制器103根据来自霍尔放大器101的输入信号、以及从转矩控制电压生成部108输入的转矩控制电压Vctrl，生成马达的驱动信号，以使马达转矩(也可以称为马达转速，以下亦同)维持在所期望的目标值。转矩控制电压生成部108生成与转矩指令(也可以称为转速指令，以下亦同)对应的转矩控制电压Vctrl (DC(Direct Current，直流)电压信号)，并将其输出到PWM控制器103。再者，转矩控制电压生成部108可以接受模拟电压VTH与脉冲宽度调制信号PWM中任一个的输入，作为所述转矩指令。并且，转矩控制电压生成部108还具备与模式切换信号M0DESEL对应的输出模式选择功能。〈输出模式选择功能〉图2是表示PWM控制器103与转矩控制电压生成部108的一构成例的框图。本构成例的PWM控制器103包含驱动信号生成电路103a及停顿控制电路103b。另一方面，本构成例的转矩控制电压生成部108包含转矩指令处理电路108a及输出模式选择电路108b。驱动信号生成电路103a分别接受来自转矩指令处理电路108a的转矩控制电压Vctrl、来自输出模式选择电路108b的全速旋转指示信号S2、及来自停顿控制电路103b的停顿指示信号S3，生成驱动信号。再者，驱动信号生成电路103a基本上根据转矩控制电压Vctrl生成驱动信号，以使马达的转矩维持在所期望的目标值。但是，驱动信号生成电路103a在全速旋转指示信号S2为异常时的逻辑电平(例如高电平)时，生成驱动信号，以使得不论转矩控制电压Vctrl如何均使马达处于全速旋转状态。而且，驱动信号生成电路103a在停顿指示信号S3为异常时的逻辑电平(例如高电平)时，生成驱动信号，以使得不论转矩控制电压Vctrl如何均使马达处于停止状态。[0047]停顿控制电路103b与各种异常保护信号并行接受来自输出模式选择电路108b的停止指示信号SI，生成停顿指示信号S3。更具体而言，只要各种异常保护信号及停止指示信号SI中的任一个成为异常时的逻辑电平(例如高电平)，停顿控制电路103b便生成停顿指示信号S3，以使输出停顿。转矩指令处理电路108a根据作为转矩指令而输入的模拟电压VTH或者脉冲宽度调制信号PWM，生成电压值发生变动的转矩控制电压Vctrl，并将其输出到PWM控制器103 (更具体而言为驱动信号生成电路103a)。再者，当输入脉冲宽度调制信号PWM作为转矩指令时，将其平滑电压作为转矩控制电压Vctrl输出到PWM控制器103。另一方面，当输入模拟电压VTH作为转矩指令时，将模拟电压VTH直接作为转矩控制电压Vctrl输出到PWM控制器103。输出模式选择电路108b对PWM控制器103发出指示，以在作为转矩指令而输入的模拟电压VTH或者脉冲宽度调制信号PWM异常时，使马达形成为与输出模式选择信号M0DESEL对应的动作状态。 更具体而言，输出模式选择电路108b在输出模式选择信号M0DESEL为第I逻辑电平(例如低电平)时，判断为选择了第I输出模式，这种情况下，对PWM控制器103发出指示，以在转矩指令异常时使马达形成为停止状态。另一方面，输出模式选择电路108b在模式选择信号M0DESEL为第2逻辑电平(例如高电平)时，判断为选择了第2输出模式，这种情况下，对PWM控制器103发出指示，以在转矩指令异常时使马达形成为全速旋转状态。再者，输出模式选择电路108b生成用于不论转矩指令如何均使马达停止的停止指示信号SI、及用于不论转矩指令如何均使马达全速旋转的全速旋转指示信号S2，作为对所述PWM控制器103的指示。并且，输出模式选择电路108b在转矩控制电压Vctrl的电压值处于合理范围外(更具体而言，转矩控制电压Vctrl低于下限电压VTHl的状态或者高于上限电压VTH2的状态)时，判断为转矩指令异常时。图3是表示第I输出模式选择时(MODESEL = L)的信号行为的时间图，从上向下依次描绘了转矩输出电压VRNF (与马达驱动电流对应的电压信号)、停止指示信号SI及全速旋转指示信号S2。再者，在图3中，描绘了转矩控制电压Vctrl越大，基本上将转矩输出电压VRNF控制得越低的情况。当转矩控制电压Vctrl高于上限电压VTH2时，转矩输出电压VRNF设定为0V，因此马达停止。这时，停止指示信号SI既可以如图3所示仍旧维持在正常时的逻辑电平(例如低电平)，也可以转变为异常时的逻辑电平(例如高电平)。当转矩控制电压Vctrl高于下限电压VTHl并且低于上限电压VTH2时，转矩输出电压VRNF根据转矩控制电压Vctrl受到线性可变控制。这时，停止指示信号SI只要维持在正常时的逻辑电平(例如，低电平)即可。当转矩控制电压Vctrl低于下限电压VTHl时，原本转矩输出电压VRNF应设定为最大电平(参照图中的虚线)，但是由于停止指示信号Si转变为异常时的逻辑电平(例如高电平)，所以转矩输出电压VRNF下降至0V。其结果为，原本应全速旋转的马达被强制停止。再者，全速旋转指示信号S2是只在第2输出模式选择时所必需的信号，所以在第I输出模式选择时，只要不论转矩控制电压Vctrl如何，均始终维持在正常时的逻辑电平(例如低电平)即可。这样，在第I输出模式选择时，无论处于转矩控制电压Vctrl低于下限电压VTHl的状态(例如输入脉冲宽度调制信号PWM或模拟电压VTH的转矩指令输入端子发生了接地短路(与接地端或者与之类似的低电位端的短路)的状态)，还是相反地，处于转矩控制电压Vctrl高于上限电压VTH2的状态(例如转矩指令输入端子上发生了接天短路(与电源端或者与之类似的高电位端的短路)的状态)，转矩输出电压VRNF均会下降至0V，所以使马达形成为停止状态。图4是表示第2输出模式选择时(MODESEl = H)的信号行为的时间图，从上向下依次描绘了转矩输出电压VRNF、停止指示信号SI及全速旋转指示信号S2。再者，在图4中，描绘了转矩控制电压Vctrl越大，基本上将转矩输出电压VRNF控制得越低的情况。当转矩控制电压Vctrl低于下限电压VTHl时，转矩输出电压VRNF设定为最大电 平，因此马达全速旋转。这时，全速旋转指示信号S2既可以如图4所示仍旧维持在正常时的逻辑电平(例如低电平)，也可以转变为异常时的逻辑电平(例如高电平)。当转矩控制电压Vctrl高于下限电压VTHl并且低于上限电压VTH2时，转矩输出电压VRNF根据转矩控制电压Vctrl受到线性可变控制。这时，全速旋转指示信号S2只要维持在正常时的逻辑电平(例如，低电平)即可。当转矩控制电压Vctrl高于上限电压VTH2时，原本转矩输出电压VRNF应设定为OV(参照图中的虚线)，但是由于全速旋转指示信号S2转变为异常时的逻辑电平(例如高电平)，所以转矩输出电压VRNF提升至最大电平。其结果为，原本应停止的马达被强制全速旋转。再者，停止指示信号SI是只在第I输出模式选择时所必需的信号，所以在第2输出模式选择时，只要不论转矩控制电压Vctrl如何，均始终维持在正常时的逻辑电平(例如低电平)即可。这样，当第2输出模式选择时，无论处于转矩控制电压Vctrl低于下限电压VTHl的状态(例如转矩指令输入端子上产生了接地连接的状态)，还是相反地，处于转矩控制电压Vctrl高于上限电压VTH2的状态(例如转矩指令输入端子上产生了接天连接的状态)，转矩输出电压VRNF均会提升至最大电平，所以使马达形成为全速旋转状态。通过设为具备上述输出模式选择功能的构成，当转矩指令输入端子上发生异常时，无论所述异常为何种内容，均可以使马达固定在符合用户意图的动作状态(停止状态或者全速旋转状态)。例如，对用于使车内空气循环的鼓风马达来说，为了尽可能避免马达自身的温度上升，要求当转矩指令输入端子异常时，无论所述异常为何种内容，均使鼓风马达停止。因此，当使用本实用新型的三相马达驱动器100作为这种鼓风马达的驱动手段时，只要预先选择第I输出模式(MODESEL = L)即可。另一方面，对用于冷却搭载于车辆上的燃料电池的冷却风扇马达来说，为了尽可能避免燃料电池的温度上升，要求当转矩指令输入端子异常时，无论所述异常为何种内容，均使冷却风扇马达全速旋转。因此，当使用本实用新型的三相马达驱动器100作为这种冷却风扇马达的驱动手段时，只要预先选择第2输出模式(MODESEL = H)即可。[0068]这样，只要是本实用新型的三相马达驱动器100，便可以任意选择转矩指令输入端子异常时的马达的动作状态，因此可以提高组件(set)的安全性。再者，通过只具备第I输出模式及第2输出模式中的任一模式，也可以提供特定于面向特定用途的马达的驱动控制的专用马达驱动器(例如，鼓风马达专用的马达驱动器或者冷却风扇马达专用的马达驱动器)，只要如本实用新型的三相马达驱动器100那样，具有可以根据模式选择信号MODESEL任意切换第I输出模式与第2输出模式的构成,便不限马达的用途，因此可以提高马达驱动器的通用性，甚至可以帮助提高马达驱动器的使用方便性及成本下降。<其它变形例>再者，在上述实施方式中，是举出将本实用新型应用于三相马达驱动器的构成为例进行说明，然而本实用新型的适用对象并不限定于此，本实用新型可以广泛应用于所有马达驱动器。 并且，本实用新型的构成除上述实施方式以外，在不脱离实用新型的主旨的范围内还可以加以各种变更。即，所述实施方式应认为在所有方面均为例示而并非用于限制，本实用新型的技术范围并非通过上述实施方式的说明而是通过权利要求范围来揭示，并且应理解为包含与权利要求范围相等的涵义及范围内所属的全部变更。[工业上的可利用性]本实用新型是可以应用于所有马达驱动器的技术，例如，可以应用于面向车载的三相马达驱动器。
权利要求1.一种马达驱动器，其特征在于包含 控制部，其根据控制信号，对马达的转矩或者转速进行可变控制；及 输出模式选择电路，其以在所述控制信号异常时使所述马达形成为与选择信号对应的动作状态的方式对所述控制部发出指示。
2.根据权利要求I所述的马达驱动器，其特征在于所述输出模式选择电路是以下述方式对所述控制部发出指示，即，如果所述选择信号为第I逻辑电平，则在所述控制信号异常时使所述马达形成为停止状态，而如果所述选择信号为第2逻辑电平，则在所述控制信号异常时使所述马达形成为全速旋转状态。
3.根据权利要求2所述的马达驱动器，其特征在于所述输出模式选择电路生成用于不论所述控制信号如何均使所述马达停止的停止指示信号、以及用于不论所述控制信号如何均使所述马达全速旋转的全速旋转指示信号，作为对所述控制部的指示。
4.根据权利要求3所述的马达驱动器，其特征在于包含控制信号处理部，其根据作所述控制信号而输入的模拟电压或者脉冲宽度调制信号，生成电压值发生变动的拟电压信号，并将其输出到所述控制部。
5.根据权利要求4所述的马达驱动器，其特征在于所述输出模式选择电路在所述模拟电压信号的电压值处于合理范围外时，判断为所述控制信号异常。
6.根据权利要求5所述的马达驱动器，其特征在于 所述控制部包含 马达驱动信号生成电路，其接受所述模拟电压信号、所述全速旋转指示信号及停顿指示信号的输入而生成马达驱动信号；及 停顿控制电路，其与各种异常保护信号并行，接受所述停止指示信号的输入，生成所述停顿指示信号。
7.—种车辆，其特征在于包含 马达；及 根据权利要求6所述的马达驱动器，其进行所述马达的驱动控制。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于 所述马达为鼓风马达； 所述选择信号为所述第I逻辑电平。
9.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于 所述马达为冷却风扇马达； 所述选择信号为所述第2逻辑电平。
专利摘要本实用新型涉及一种马达驱动器及使用该马达驱动器的车辆，本新型的马达驱动器包含控制部(103)，其根据控制信号(VTH、PWM)对马达的转矩或者转速进行可变控制；及输出模式选择电路(108b)，其在所述控制信号异常时对所述控制部发出指示(S1、S2)，以使所述马达形成为与选择信号(MODESEL)对应的动作状态。
文档编号H02P23/00GK202586868SQ20112047160
公开日2012年12月5日 申请日期2011年11月18日 优先权日2010年11月22日
发明者大和哲郎, 藤村高志 申请人:罗姆股份有限公司