电动机控制装置制造方法

电动机控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动机控制装置，具有向电动机输出该电动机的正转指令或者反转指令的控制部（控制电路部）。控制部具备位置检测单元(车门开关信息生成电路），若在未向电动机通电时，从检测电动机的旋转的旋转传感器（霍尔1C)输入了检测信号，则该位置检测单元检测电动机的旋转方向。另外，控制部还具备通电单元（PWM指令生成电路），每当检测信号发生切换时，该通电单元使通电占空比上升并进行通电，以使电动机朝向与检测出的旋转方向相反的方向旋转。
【专利说明】电动机控制装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使驱动被驱动体的电动机进行工作的电动机控制装置。 本申请要求申请日为2012年4月18日、申请号为特愿2012-094924号的日本专利申 请、及申请日为2012年11月28日、申请号为特愿2012-260120号的日本专利申请作为优 先权，并将其内容援引于此。

【背景技术】
[0002] 在通过电动机驱动汽车所设有的滑动门或后门等被驱动体的电动机控制装置中， 通过对电动机在正反两方向上的旋转控制，从而使车门朝向打开或者关闭两个方向移动。 例如，专利文献1中公开了这样的电动机控制装置。 【现有技术文献】 【专利文献】
[0003] 【专利文献1】日本专利特开2007-23585号公报 发明的公开 发明所要解决的技术问题
[0004] 但是，专利文献1所公开的电动机控制装置采用如下结构：设有倾斜传感器，用以 在例如汽车停在不平坦的倾斜路面上时检测滑动门在开关方向上的倾斜。因此，由于增加 了对倾斜传感器的输出信号进行处理的步骤，因而电动机控制装置的控制部的电路规模变 大，另外处理时间增加，从而存在电动机对于控制的响应变慢这样的问题。 本发明的目的在于提供一种电动机控制装置，该电动机控制装置无需使用倾斜传感 器，能够通过电动机的再生制动及旋转驱动来进行例如在倾斜路面上使滑动门停止移动等 的控制。 解决技术问题所采用的技术方案
[0005] 本发明的第一形态的电动机控制装置具有控制部，该控制部向电动机输出该电动 机的正转指令或者反转指令。所述控制部具备位置检测单元和通电单元，其中，若在未向所 述电动机通电时从检测所述电动机的旋转的旋转传感器输入了检测信号，则所述位置检测 单元检测所述电动机的旋转方向；每当所述检测信号发生切换时，所述通电单元使通电占 空比上升并进行通电，以使所述电动机朝向与检测出的旋转方向相反的方向旋转。
[0006] 根据本发明的第二形态，电动机控制装置中，所述控制部在所述电动机的停止旋 转状态下使所述电动机产生电制动力。
[0007] 根据本发明的第三形态，电动机控制装置中，所述控制部还具有载波频率切换单 元，并且，若在未向所述电动机通电时检测到所述电动机旋转，则所述控制部通过所述载波 频率切换单元来进行降低载波频率的控制，所述载波频率是指进行通电以使电动机旋转时 的载波频率。 发明效果
[0008] 根据上述电动机控制装置，通过电动机的再生制动来使滑动门停止。当位于倾斜 路面上时，滑动门会因为重力而朝向开关方向移动，但是，控制部通过驱动电动机朝向与因 该重力而移动的方向相反的方向旋转，从而使滑动门停止移动。由此，能够提供一种无需使 用倾斜传感器，能够通过旋转传感器、位置检测单元以及通电单元来进行例如在倾斜路面 上使滑动门停止移动等控制的电动机控制装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1是表示设有本发明的一个实施方式的电动机控制装置41的开关装置14的概 要的俯视图。 图2是表示图1所示的开关装置14的控制系统的说明图。 图3是详细表示图2所示的电动机控制装置41及电动机21的电路图。 图4A是开关装置14的电动机控制装置41驱动电动机21正转时各部的动作时序图。 图4B是表示开关装置14的电动机控制装置41驱动电动机21正转时的转子位置序列 Sn、方向信号D(位置信号模式）以及向电动机21通电的通电模式之间的关系的说明图。 图4C是表示开关装置14的电动机控制装置41驱动电动机21反转时的转子位置序列 Sn、方向信号D(位置信号模式）以及向电动机21通电的通电模式之间的关系的说明图。 图5是表示使滑动门12停止的控制步骤的流程图。 图6是详细表示第二实施方式中的电动机控制装置41及电动机21的电路图。 图7是表示在车门保持处理动作中降低载波频率的控制步骤的流程图。

【具体实施方式】
[0010] 图1是表示设有本发明的一个实施方式的电动机控制装置41的滑动门开关装置 14的概要的俯视图。如图1所示，在车辆11的侧部安装有作为被驱动体的滑动门12。该 滑动门12由固定在车辆11上的导轨13进行引导，并且在图中实线所示的全开位置与点划 线所示的全关位置之间朝向车辆前后方向移动自如、即开关自如。
[0011] 在车辆11上设有滑动门开关装置14(以下称为开关装置14)。开关装置14可自 动地打开关闭滑动门12。该开关装置14具有固定在车辆11上的驱动单元15。驱动单元 15中设有驱动用的缆绳16。缆绳16挂在配置于导轨13两端的反转滑轮17及反转滑轮18 上，并从车辆11的前侧和后侧连接在滑动门12上。当通过驱动单元15拉动缆绳16的任 意一侧时，滑动门12在缆绳16的拉动下朝向打开方向或者关闭方向移动。
[0012] 图2是表示图1所示的开关装置14的控制系统的说明图。另外，图3是详细表示 图2所示的电动机控制装置41的电路图。 如图2所示，驱动单元15中设有电动机21。在本实施方式中，该电动机21使用三相（U 相、V相以及W相）的无刷电动机（以下也称为BLM)。当从电动机控制装置41按照通电模 式向三相中的各相分别供给施加电压Vu、施加电压Vv以及施加电压Vw时，电动机21进行 动作。电动机21根据所供给的施加电压的正负而将其旋转方向切换为正转或者反转。另 夕卜，在电动机21的旋转轴21a上固定有转子47 (永磁铁）。在该转子47的旋转轨道附近， 在以旋转轴21a为中心相互呈120度间隔的位置处设有作为旋转传感器的三个霍尔IC48u、 霍尔IC48v以及霍尔IC48w。当电动机21的旋转轴21a旋转时，这三个霍尔IC48u、霍尔 IC48v以及霍尔IC48w分别向电动机控制装置41输出相位相互错开120度的脉冲信号Su、 脉冲信号Sv以及脉冲信号Sw。
[0013] 另外，在电动机21的旋转轴21a上固定有驱动齿轮24。驱动齿轮24与大径正齿 轮25啮合。与大径正齿轮25呈一体旋转的小径正齿轮26与固定在输出轴27上的从动齿 轮28啮合。由此，电动机21的旋转以规定的减速比减速后传递至输出轴27。
[0014] 在输出轴27上固定有圆筒形状的滚筒31，该滚筒31的外周面上形成有未图示的 螺旋状引导槽。被引导至驱动单元15的缆绳16沿着引导槽在滚筒31上卷绕有多圈。当 电动机21进行动作时，滚筒31在电动机21的驱动下旋转，由此使缆绳16进行动作，从而 使滑动门12进行打开关闭动作。即，当电动机21正转（图2中为顺时针方向）时，滚筒31 朝向图2中的逆时针方向旋转。由此，车辆后侧的缆绳16被卷绕在滚筒31上，滑动门12在 缆绳16的拉动下朝向打开方向移动。反之，当电动机21反转（图2中为逆时针方向）时， 滚筒31朝向图2中的顺时针方向旋转。由此，车辆前侧的缆绳16被卷绕在滚筒31上，滑 动门12在缆绳16的拉动下朝向关闭方向移动。这样，滑动门12经由缆绳16、滚筒31、输 出轴27等与电动机21连接，并且在电动机21的驱动下打开关闭。
[0015] 另外，在本实施方式中，驱动单元15是在电动机21与输出轴27之间未设置离合 器机构的无离合器式驱动单元。即，电动机21与输出轴27、即滑动门12之间始终呈能够传 递动力的状态。
[0016] 在滚筒31与两个反转滑轮17及反转换轮18之间分别设有张紧器32。张紧器32 用于防止滚筒31与滑动门12之间的缆绳16松弛，从而将缆绳张力维持在一定范围内。张 紧器32分别具有固定滑轮32a和可动滑轮32b，并且，通过弹簧部件32c对可动滑轮32b施 加使其以固定滑轮32a为轴心旋转的方向的力，缆绳16挂在各滑轮32a、32b之间。因此， 当缆绳16变松弛时，可动滑轮32b对缆绳16施加力，从而使缆绳16的移动路径增长，由此 使缆绳16的张力得以维持。
[0017] 在驱动单元15中设有电动机控制装置41。电动机控制装置41对于电动机21的 动作进行控制，以使滑动门12以预先设定的目标速度（以下称为目标速度Vc)朝向开关方 向移动。 图3是详细表示图2所示的电动机控制装置41及电动机21的电路图。 电动机21是三相DC无刷电动机（BLM)。电动机21是内转子型电动机，并且具备转子 47 (磁转子），该转子47是嵌入具有一对N极及S极的永磁体（磁铁）而构成的。另外，电 动机21具备呈星形连接的U相、V相以及W相的定子绕组21u、21v以及21w(电枢绕组）， 该定子绕组21u、21v以及21w被控制在电角度120°的电流的通电区间。 另外，在靠近转子47的位置处，每120度间隔配置有旋转位置检测元件（霍尔IC48u、 霍尔IC48v以及霍尔IC48w)。这些霍尔1C用于检测转子47的旋转位置。
[0018] 用于控制电动机21的电动机控制装置41包括驱动电路部42、电源电压（以下称 为直流电源44)以及控制电路部50而构成。 驱动电路部42包括呈三相桥式连接的6个作为开关元件的绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 42a?42f、和反向并联连接在晶体管42a?42f的各集电极-发射极间的续流二极 管43a?43f而构成。呈桥式连接的6个晶体管42a?42f的各栅极与控制电路部50连 接。另外，6个晶体管42a?42f的集电极或者发射极与呈星形连接的定子绕组21u、21v以 及21w连接。由此，6个晶体管42a?42f根据从控制电路部50输入的驱动信号H1?H6 进行开关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作为三相（U相、V相、W 相）的施加电压Vu、Vv、Vw提供给定子绕组U、V、W。
[0019] 为了对供给电动机21的施加电压Vu、Vv、Vw进行可变控制，控制电路部50以脉宽 调制信号（PWM信号）的形式形成用于驱动驱动电路部42的晶体管42a?42f的各栅极的 驱动信号H1?H6。控制电路部50通过对晶体管42a?42f进行高速开关从而控制从直流 电源44提供给各电枢绕组U、V、W的施加电压。
[0020] 控制电路部50包括旋转指令部51、预驱动器52、ROM(只读存储器）53以及车门 开关信息生成电路54而构成。 旋转指令部51根据从车门开关信息生成电路54输入的速度信号V、位置信号P以及 方向信号D (下述位置信号模式），向预驱动器52输出用于驱动电动机21正转或者反转的 PWM指令信号（正转指令或者反转指令）。预驱动器52根据输入的PWM指令信号形成驱动 信号H1?H6并将其朝向驱动电路部42输出，其中，该驱动信号H1?H6用于交替地开关 晶体管42a?42f。由此，驱动电路部42向各定子绕组施加交替向定子绕组21u、21v以及 21w通电的供给电压Vu、Vv、Vw的通电模式，从而使转子47朝向旋转指令部51所指示的旋 转方向旋转。
[0021] 旋转指令部51由PWM指令生成电路51a及PWM指令生成电路51b构成。 PWM指令生成电路51a与开闭开关45连接。当操作人员操作开闭开关45而向旋转指 令部51输入指示开始打开或者关闭车门的信号时，PWM指令生成电路51a根据从车门开关 信息生成电路54输入的速度信号V、位置信号P以及方向信号D而生成PWM指令信号，并 将其输出至预驱动器52。PWM指令生成电路51a如下执行占空比（预驱动器52输出的驱 动信号的接通期间与周期的比率）的计算。即，PWM指令生成电路51a通过比例控制和积 分控制计算出占空比，其中，该比例控制和积分控制根据滑动门12的移动速度（速度信号 V所表示的速度）、和预先通过实验或者设计而设定且存储在R0M53内的目标速度Vc进行。 PWM指令生成电路51a通过基于滑动门12的移动速度V和目标速度Vc的PI (比例积分） 运算x = kp(V-Vc)+kiΣ(V-Vc)，计算出驱动信号Hl?H6的占空比。g卩，PWM指令生成电 路51a参照存储在R0M53内的未图示的占空比设定用的控制映射来计算出输出X。其中， kp表示比例增益，ki表示积分增益。根据该PI控制，通过累加滑动门12的移动速度V与 目标速度Vc的差，即使移动速度V与目标速度Vc的差为0,输出X也不会变为0,因而能够 实现稳定的速度控制。 PWM指令生成电路51a向预驱动器52输出与方向信号D所表不的旋转方向相同的方向 的PWM指令信号。另外，R0M53中的控制映射将目标速度Vc与位置信号P所表示的滑动门 12的位置及方向信号D所表示的滑动门12的移动方向相关联地保存。
[0022] PWM指令生成电路51b与开闭开关45连接。当操作人员向开闭开关45输入指示 停止打开或者关闭车门的信号时，PWM指令生成电路51b根据从车门开关信息生成电路54 输入的方向信号D生成PWM指令信号，并将其输出至预驱动器52。此时，PWM指令生成电 路51b判断在预先设定的规定期间内方向信号D的脉冲数是否发生变化，并根据判断结果 向预驱动器52输出与方向信号D所表不的旋转方向相反方向的PWM指令信号。另外，PWM 指令生成电路51b从R0M53中读出预驱动器52输出的驱动信号的占空比的初始值及其上 升量即步进值。PWM指令生成电路51b向预驱动器52输出随着方向信号D的脉冲数的增 加而使占空比从初始值开始按步进值上升而生成的PWM指令信号。PWM指令生成电路51b 持续使占空比上升，直到方向信号D的脉冲数不发生变化为止，并且，当脉冲数不发生变化 时，PWM指令生成电路51b持续输出被固定为此时的占空比的PWM指令信号，直到对开闭开 关45执行了新的输入为止。 将方向信号D的脉冲数发生变化时的、规定的判断期间、判断阈值（脉冲数）、改变占空 比时的初始值以及步进值，与方向信号D所表示的旋转方向相关联地保存在R0M53中。
[0023] 车门开关信息生成电路54根据霍尔IC48u、48v、48w分别输出的脉冲信号Su、Sv 以及Sw而生成旋转指令部51生成PWM指令信号时使用的速度信号V、位置信号P以及方向 信号D(位置信号模式）。 当输入了霍尔IC48u、48v、48w分别输出的脉冲信号Su、Sv以及Sw时，车门开关信息生 成电路54根据脉冲信号的产生间隔而计算出电动机21的旋转速度、即滑动门12的移动速 度V。另外，车门开关信息生成电路54根据脉冲信号Su、Sv以及Sw的出现时刻（出现顺 序）而检测电动机21的旋转方向、即滑动门12的移动方向，并输出方向信号D。另外，车门 开关信息生成电路54通过以滑动门12位于标准位置（例如全关位置）时为起点对于脉冲 信号的切换进行计数（累计），从而检测滑动门12的位置，并且输出位置信号P。
[0024] 图4A?图4C是表示开关装置14的控制系统中的各部的信号的时序图。 图4A是表示图3所示的电动机控制装置41驱动电动机21正转时各部的动作的时序 图。另外，图4B及图4C表示驱动电动机21正转或者反转时的转子位置序列Sn、方向信号 D (位置信号模式）以及向电动机21通电的通电模式之间的关系。 在驱动电动机21正转的动作中，如图4A所示，霍尔IC48u、48v、48w分别输出高信号（H 信号）或者低信号（L信号）作为脉冲信号Su、Sv以及Sw。车门开关信息生成电路54根据 这些信号检测出转子47的旋转方向，并将其作为方向信号D(位置信号模式）输出至旋转 指令部51。例如，当转子47位于转子位置序列Sn中的S1旋转位置时，脉冲信号Su、Sv以 及Sw分别为Η信号、L信号、Η信号。即，由于是利用三个霍尔1C进行检测，因而位置信号 模式为H-L-H(以将脉冲信号Su、Sv以及Sw并列排列的信号表示），方便起见，将该位置信 号模式设为位置信号模式"A"。另外，当转子位置序列Sn为S2时，位置信号模式为H-L-L， 位置信号模式为"B"。 艮P，与转子位置旋转360°的转子位置序列S1?S6相对应，车门开关信息生成电路54 输出的方向信号D(位置信号模式）为"A"?"F"。这样，当朝向来自开闭开关45的设定方 向即正转方向驱动电动机21的转子47时，车门开关信息生成电路54与转子位置序列Sn 的序列S1?S6相对应地向旋转指令部51输出方向信号D(位置信号模式A?F)。
[0025] 另一方面，旋转指令部51中的PWM指令生成电路5la根据车门开关信息生成电路 54的方向信号D而向预驱动器52输出使电动机21正转的PWM指令信号。预驱动器52根 据PWM指令信号输出用于驱动驱动电路部42的晶体管42a?42f的各栅极的脉宽调制信 号（PWM信号）即驱动信号H1?H6。该驱动信号H1?H6表不于图4A中。另夕卜，在图4A 中，阴影部分表示晶体管42a?42f正被PWM控制而驱动其接通或者断开。 驱动电路部42根据驱动信号H1?H6对晶体管42a?42f进行开关控制，从而向定子 绕组21u、21v以及21w施加图4A所示那样的施加电压Vu、Vv、Vw。由此，电动机21的转子 47朝向正转方向旋转。在本实施方式中，如图4A?图4C所示，方便起见，与上述方向信号 D(位置信号模式A?F)相对应地将施加电压Vu、Vv、Vw的通电模式设为通电模式G?L。 例如，驱动电路部42与位置信号模式A相对应地输出（0)-(-V)-(+V)的通电模式G。 这样，在从旋转指令部51输入用于驱动电动机21正转的PWM指令信号后，预驱动器 52以脉宽调制（PWM)信号的形式输出用于驱动晶体管42a?42f的驱动信号H1?H6。另 夕卜，预驱动器52通过旋转指令部51并根据目标速度Vp而调整PWM信号的脉冲宽度（占空 比）。由此，对电动机21的施加电压Vu、Vv、Vw实施可变控制，从而对电动机21的旋转轴 21a的旋转速度进行调整。
[0026] 如参照图4A所说明的那样，与转子47的旋转位置S1?S6相对应，霍尔IC48u、 48v、48w输出的脉冲信号Su、Sv以及Sw有6种。另外，车门开关信息生成电路54输出的 方向信号D、即位置信号模式具有位置信号模式A?F这6种。由此，预驱动器52输出的驱 动信号H1?H6有6种模式，从而向各相定子绕组U、V、W通电的通电模式也有G?L这6 种。将这样的关系以时间表的形式加以总结后表示于图4B、4C中。
[0027] 图4B表不电动机21正转时规定的转子位置序列S1?S6、位置信号模式A?F以 及通电模式G?L之间的关系。 相对于正转时的转子位置序列Sn的顺序S1?S6 (表示S1 - S2 - S3 - S4 - S5 - S6 的顺序），位置信号模式的顺序为A?F (表示A - B - C - D - E - F的顺序）。另外，根 据位置信号模式输出的通电模式的顺序为G?L(表不G - Η-I - J - K - L的顺序）。 同样，如图4C所不，相对于反转时的转子位置序列Sn的顺序S6?S1 (表 示S6 - S5 - S4 - S3 - S2 - S1的顺序），位置信号模式的顺序为F?A (表示 F - E - D - C - B - A的顺序）。另夕卜，根据位置信号模式输出的通电模式的顺序为L? G (表不L - K - J-I - H - G的顺序）。
[0028] 如以上所说明，在电动机控制装置41中，通过改变驱动电路部42的晶体管42a? 42f的接通期间的占空比，并且使各晶体管42a?42f的接通期间以规定的组合重复，从而 能够使电动机21朝向正转和反转两个方向旋转。由此，当乘坐人员等操作开闭开关45而 指示打开或者关闭滑动门12时，电动机控制装置41进行动作，以使得自动地以目标速度Vp 打开滑动门12(开门）、或者将滑动门12关闭（关门）。 另外，当乘坐人员等操作开闭开关45而在滑动门12的开关过程中指示使滑动门12停 止时，电动机21中产生所谓的再生制动，从而使电动机21停止。该动作如下进行，S卩：旋 转指令部51向预驱动器52输出将驱动信号H1?H3 (或者驱动信号H4?H6)设为占空比 100%的？11指令信号，驱动电路部42使对应的1681'接通，从而将定子绕组2111、21￥以及 21w短路。
[0029] 当乘坐人员等操作开闭开关45而在滑动门12的开关过程中指示使滑动门12停 止时，优选电动机21中产生再生制动，从而使滑动门12停止。但是，在车辆11停在坡道等 不平坦的倾斜路面上的情况下，当使滑动门12中途停止打开或者关闭时，重力作用于滑动 门12上，从而会使滑动门12朝向重力的作用方向移动。为了在上述情况下也使滑动门12 停止，本实施方式在旋转指令部51中设有PWM指令生成电路51b。该PWM指令生成电路51b 判断车辆11是否停在平坦的地方，并且，当车辆11并未停在平坦的地方时，通过电动机21 对滑动门12施加与滑动门12的移动方向、即重力的作用方向相反方向的力，从而使滑动门 12停止。以下，参照图5对于使滑动门12停止的控制步骤（车门保持处理）进行说明。
[0030] 图5是表示使滑动门12停止的控制步骤的流程图。 首先，乘坐人员等操作开闭开关45,在滑动门12的开关过程中指示使滑动门12停止。 (步骤ST1) 旋转指令部51中的PWM指令生成电路51b向预驱动器52输出将驱动信号H1?H3 (或 者驱动信号H4?H6)设为占空比100 %的PWM指令信号。预驱动器52使驱动电路部42的 IGBT42a、42c以及42e (或者42b、42d以及42f)接通，从而将定子绕组21u、21v以及21w短 路。电动机21按照下述方式进行动作，S卩：转移至停止旋转状态，并且产生再生制动而向滑 动门12施加电制动力，从而使滑动门12停止。
[0031] PWM指令生成电路51b在时间tl内判断滑动门12是否朝向开门侧移动、以及滑动 门12是否朝向关门侧移动（步骤ST2?步骤ST4)。 首先，PWM指令生成电路51b判断滑动门12是否朝向开门侧移动。PWM指令生成电路 51b通过对从车门开关信息生成电路54输入的方向信号D(位置信号模式）的脉冲数与存 储在R0M53中的判断阈值（脉冲数P1)进行比较来执行该判断（步骤ST2)。即，当滑动门 12朝向开门侧移动时，作用于滑动门12上的重力经由缆绳16、滚筒31、输出轴27、从动齿 轮28、小径正齿轮26、大径正齿轮25、驱动齿轮24传递至电动机21的旋转轴21a，从而使 旋转轴21a朝向正转方向旋转。因为该旋转轴21a朝向正转方向旋转，因而车门开关信息 生成电路54输出与驱动电动机21正转时相同的方向信号D (参照图4B)。PWM指令生成电 路51b对方向信号D进行计数，并且，当所计数的脉冲数在脉冲数P1以上时，判断为车辆11 停在上坡路上，因而滑动门12朝向开门侧移动（步骤ST2中为"是"）。另一方面，当所计 数的脉冲数少于脉冲数P1时，PWM指令生成电路51b判断为滑动门12未朝向开门侧移动 (步骤ST2中为"否"）。
[0032] 当判断为滑动门12朝向开门侧移动时，PWM指令生成电路51b生成PWM指令信号， 以使电动机21朝向反转方向旋转，即，使预驱动器52输出驱动信号H1?H6 (PWM信号）。因 此，PWM指令生成电路51b从R0M53中读出预驱动器52输出的驱动信号的占空比的初始值 D1及其上升量即步进值Dul。PWM指令生成电路5lb向预驱动器52输出根据初始值D1生 成的PWM指令信号。预驱动器52根据输入的PWM指令信号，并通过驱动信号H1?H6 (PWM 信号）来驱动驱动电路部42的晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预驱动器52输入 的驱动信号H1?H6进行开关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作 为施加电压Vu、Vv、Vw提供给定子绕组U、V、W (步骤ST5)。此时的通电模式是用于使电动 机21朝向反转方向旋转的通电模式（参照图4C)。
[0033] PWM指令生成电路51b判断滑动门12是否已停止（步骤ST6)。PWM指令生成电路 51b对于从车门开关信息生成电路54输入的方向信号D (位置信号模式）的脉冲数进行计 数，并且根据计数数量是否未增加来进行该判断。即，根据正转方向的位置信号D (图4B所 示的位置信号模式）的脉冲数是否未增加进行判断。当所计数的脉冲数未增加时，PWM指令 生成电路51b判断为滑动门12已停止（步骤ST6中为"是"）。由此，车门保持处理结束， 电动机21维持朝向反转方向旋转的状态，从而使滑动门12维持停止状态。 另一方面，当所计数的脉冲数增加时，PWM指令生成电路51b生成PWM指令信号，以增 加电动机21朝向反转方向的旋转力，即，使预驱动器52输出驱动信号H1?H6 (PWM信号）。 每当脉冲数增加时，PWM指令生成电路51b便在初始值D1上加上步进值Dul而生成PWM指 令信号，并将生成的PWM指令信号输出至预驱动器52。预驱动器52根据输入的PWM指令 信号，并通过占空比上升后的PWM信号来驱动驱动电路部42的晶体管42a?42f。驱动电 路部42根据从预驱动器52输入的驱动信号H1?H6进行开关动作，将施加到驱动电路部 42的直流电源44的电源电压作为施加电压Vu、Vv、Vw提供给定子绕组U、V、W (步骤ST7)。 此时的通电模式是用于使电动机21朝向反转方向旋转的通电模式（参照图4C)。反复进行 使该PWM信号的占空比上升的动作，从而增大电动机21朝向反转方向的旋转力，直到在上 述步骤ST6中判断为滑动门12已停止为止。
[0034] 另一方面，当判断为滑动门12未向开门侧移动时（步骤ST2中为"否"），PWM指 令生成电路51b判断滑动门12是否朝向关门侧移动。PWM指令生成电路51b通过对从车 门开关信息生成电路54输入的方向信号D (位置信号模式）的脉冲数与存储在R0M53中的 判断阈值（脉冲数P2)进行比较来执行该判断（步骤ST3)。即，当滑动门12朝向关门侧 移动时，作用于滑动门12上的重力经由缆绳16、滚筒31、输出轴27、从动齿轮28、小径正齿 轮26、大径正齿轮25、驱动齿轮24传递至电动机21的旋转轴21a，从而使旋转轴21a朝向 反转方向旋转。因为该旋转轴21a朝向反转方向旋转，因而车门开关信息生成电路54输出 与驱动电动机21反转时相同的方向信号D(参照图4C)。PWM指令生成电路51b对方向信 号D进行计数，并且，当所计数的脉冲数在脉冲数P2以上时，判断为车辆11停在下坡路上， 因而滑动门12朝向关门侧移动（步骤ST3中为"是"）。另一方面，当所计数的脉冲数少于 脉冲数P2时，PWM指令生成电路51b判断为滑动门12未朝向关门侧移动（步骤ST3中为 "否"）。
[0035] 当判断为滑动门12朝向关门侧移动时，PWM指令生成电路51b生成PWM指令信号， 以使电动机21朝向正转方向旋转，S卩，使预驱动器52输出驱动信号H1?H6 (PWM信号）。 PWM指令生成电路51b从R0M53中读出预驱动器52输出的驱动信号的占空比的初始值D2 及其上升量即步进值Du2。每当脉冲数增加时，PWM指令生成电路51b便在初始值D2上加 上步进值Du2而生成PWM指令信号，并将生成的PWM指令信号输出至预驱动器52。预驱动 器52根据输入的PWM指令信号，并通过驱动信号H1?H6 (PWM信号）来驱动驱动电路部42 的晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预驱动器52输入的驱动信号H1?H6进行开 关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作为施加电压Vu、Vv、Vw提供给 定子绕组U、V、W(步骤ST8)。此时的通电模式是用于使电动机21朝向正转方向旋转的通 电模式（参照图4B)。
[0036] PWM指令生成电路51b判断滑动门12是否已停止（步骤ST9)。PWM指令生成电路 51b对于从车门开关信息生成电路54输入的方向信号D (位置信号模式）的脉冲数进行计 数，并且根据计数数量是否未增加来进行该判断。即，根据反转方向的方向信号D (图4C所 示的位置信号模式）的脉冲数是否未增加进行判断。当所计数的脉冲数未增加时，PWM指令 生成电路51b判断为滑动门12已停止（步骤ST9中为"是"）。由此，车门保持处理结束， 电动机21维持朝向正转方向旋转的状态，从而使滑动门12维持停止状态。 另一方面，当所计数的脉冲数增加时，PWM指令生成电路51b生成PWM指令信号，以增 加电动机21朝向正转方向的旋转力，S卩，使预驱动器52输出驱动信号H1?H6 (PWM信号）。 PWM指令生成电路51b向预驱动器52输出在初始值D2上加上步进值Du2而生成的PWM指令 信号。预驱动器52根据输入的PWM指令信号，并通过占空比上升后的PWM信号来驱动驱动 电路部42的晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预驱动器52输入的驱动信号HI? H6进行开关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作为施加电压Vu、Vv、 Vw提供给定子绕组U、V、W(步骤ST10)。此时的通电模式是用于使电动机21朝向正转方向 旋转的通电模式（参照图4B)。反复进行使该PWM信号的占空比上升的动作，从而增大电动 机21朝向正转方向的旋转力，直到在上述步骤ST9中判断为滑动门12已停止为止。
[0037] PWM指令生成电路51b判断是否已经过了预先设定的判断期间tl (步骤ST4)。当 尚未经过判断期间tl时，返回上述步骤ST2,执行车辆11是否停在上坡路上的判断（步骤 ST4中为"否"）。当已经过了判断期间tl时，PWM指令生成电路51b判断为车辆11停在平 地上，因而滑动门12未因为重力而移动，结束车门保持处理。
[0038] 这样，本实施方式的电动机控制装置41(电动机控制装置）是具有控制电路部 50 (控制部）的电动机控制装置，其中，该控制电路部50 (控制部）向电动机21 (电动机）输 出该电动机的正转指令或者反转指令。控制电路部50具备车门开关信息生成电路54 (位置 检测单元）。未向电动机21通电时从检测电动机21的旋转的霍尔IC48u、48v以及48w(旋 转传感器）输入了脉冲信号Su、Sv以及Sw(检测信号）时，车门开关信息生成电路54检测 电动机21的旋转方向。另外，控制电路部50具备通电单元（PWM指令生成电路51b)，每当 检测信号发生切换时，该通电单元便使通电占空比上升而进行通电，以使电动机21朝向与 检测出的旋转方向相反的方向旋转。
[0039] 由此，根据本实施方式的电动机控制装置，通过电动机21的再生制动力（电制动 力）而使滑动门12停止（步骤ST1)。当车辆停在倾斜路面上时，滑动门12会因为重力而 朝向打开或者关闭方向移动，但是，控制部（控制电路部50)通过驱动电动机朝向与该方向 相反的方向旋转，从而使滑动门12停止移动。由此，能够提供如下的电动机控制装置41， 艮P :无需使用倾斜传感器，能够通过旋转传感器、位置检测单元以及通电单元进行例如在倾 斜路面上使滑动门12停止移动等的控制。
[0040] [第二实施方式] 在上述实施方式的说明中，通过由控制电路部50设定PWM信号的载波（PWM载波信号） 的频率（以下称为"PWM载波频率")，从而确定预驱动器52输出的驱动信号H1?H6 (PWM信 号）的周期。旋转指令部51将该载波频率包含在PWM指令信号中输出至预驱动器52,从而 能够将PWM信号的周期设为可变周期，其中，该PWM信号的周期由开关元件（晶体管42a? 42f)的接通期间和断开期间的总计期间构成。 开关元件在从断开向接通切换时、以及从接通向断开切换时会发热。当通常动作（滑 动门的开关动作）和如上所述使通电占空比逐渐上升而进行控制的动作（车门保持处理动 作）中的载波频率相同时，在车门保持处理动作时，开关元件也会产生与滑动门的开关动 作时相同程度的热量。因此，在进行了车门保持处理动作之后进行滑动门的开关动作时，因 为构成电动机控制装置41的开关元件等的温度升高，因而有可能无法正确地进行上述车 门保持处理动作本身、即无法发挥车门保持处理动作本来的性能，或者，有可能导致电动机 控制装置41本身发生故障。 因此，在第二实施方式中，对于在车门保持处理动作中，使PWM载波频率低于通常动 作，从而减少因为开关动作而使电动机控制装置41产生的热量的实施例进行说明。
[0041] 图6是详细表示第二实施方式中的电动机控制装置41及电动机21的电路图。图 7是表示在车门保持处理动作中降低载波频率的控制步骤的流程图。在图6中，对于与图 3相同的部分赋予相同的标号，并且省略其说明。在图7中，对于与图5相同的部分赋予 相同的标号，并且省略其说明。以下，参照图7对于图6所示的电动机控制装置41的控制、 以及其与图5所示控制流程的不同点详细进行说明。 在图6所示的电动机控制装置41中，除了 PWM指令生成电路51a及PWM指令生成电路 51b之外，旋转指令部51的构成中还包括载波频率切换电路51c (载波频率切换单元）。 当PWM指令生成电路51b判断为滑动门12朝向开门侧或者关门侧移动时（步骤ST2中 为"是"、步骤ST3中为"是"），载波频率切换电路51c进行控制以将PWM指令生成电路51b 向预驱动器52输出的PWM指令信号的载波频率切换为比通常动作中的频率低的频率。通 过该控制，能够降低预驱动器52向构成驱动电路部42的开关元件（晶体管42a?42f)输 出的驱动信号H1?H6的载波频率（通电的载波频率），即能够拉长载波周期。由此，驱动 电路部42的开关频率变低，从而能够防止因为开关元件的电动机控制装置41发热而导致 的温度升高。
[0042] 参照图7,当乘坐人员等操作开闭开关45而在滑动门12的开关过程中指示使滑动 门12停止时（步骤ST1)，旋转指令部51中的PWM指令生成电路51b向预驱动器52输出将 驱动信号H1?H3 (或者驱动信号H4?H6)设为占空比100%的PWM指令信号。此时的PWM 指令信号的载波频率为通常动作的载波频率。预驱动器52使驱动电路部42的IGBT42a、 42c以及42e (或者42b、42d以及42f)接通，从而将定子绕组21u、21v以及21w短路。电动 机21按照下述方式进行动作，S卩：转移至停止旋转状态，并且产生再生制动而向滑动门12 施加电制动力，从而使滑动门12停止。
[0043] 当判断为滑动门12朝向开门侧移动时（步骤ST2中为"是"），PWM指令生成电路 51b生成PWM指令信号，以使电动机21朝向反转方向旋转，即，使预驱动器52输出驱动信号 H1?H6 (PWM信号）。因此，PWM指令生成电路51b从R0M53中读出预驱动器52输出的驱动 信号的占空比的初始值D1及其上升量即步进值Dul。另外，载波频率切换电路51c将PWM 指令信号的载波频率切换为比通常动作中的频率低的频率。由此，PWM指令生成电路51b向 预驱动器52输出根据初始值D1生成且载波频率低于通常动作中的频率的PWM指令信号。 预驱动器52根据输入的PWM指令信号，并通过驱动信号H1?H6 (PWM信号）来驱动驱动电 路部42的晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预驱动器52输入的驱动信号H1?H6 进行开关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作为施加电压Vu、Vv、Vw 提供给定子绕组U、V、W(步骤ST5a)。此时的通电模式是用于使电动机21朝向反转方向旋 转的通电模式（参照图4C)。另外，由于PWM信号的载波频率低于通常动作，因此，驱动电路 部42根据驱动信号H1?H6进行开关动作时是以低于通常动作的频率进行。以后，驱动电 路部42根据驱动信号H1?H6进行开关动作时都以低于通常动作的频率进行，直到在步骤 ST11中载波频率恢复为通常的频率为止。
[0044] PWM指令生成电路51b对于从车门开关信息生成电路54输入的方向信号D (位置 信号模式）的脉冲数进行计数，并且，当所计数的脉冲数增加时，PWM指令生成电路51b生 成PWM指令信号，以增加电动机21朝向反转方向的旋转力，S卩，使预驱动器52输出驱动信 号H1?H6(PWM信号），直到判断为滑动门12已停止为止（步骤ST6中为"是"）。每当脉 冲数增加时，PWM指令生成电路5 lb便在初始值D1上加上步进值Du 1而生成PWM指令信号， 并将生成的PWM指令信号输出至预驱动器52。此时的PWM指令信号的载波频率被设定为比 通常动作中的载波频率低的载波频率。预驱动器52根据输入的PWM指令信号，并通过占空 比上升后的PWM信号来驱动驱动电路部42的晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预 驱动器52输入的驱动信号H1?H6进行开关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44 的电源电压作为施加电压Vu、Vv、Vw提供给定子绕组U、V、W(步骤ST7)。此时的通电模式 是用于使电动机21朝向反转方向旋转的通电模式（参照图4C)。反复进行使该PWM信号的 占空比上升的动作，从而增大电动机21朝向反转方向的旋转力，直到在上述步骤ST6中判 断为滑动门12已停止为止（步骤ST6中为"是"）。另外，PWM信号的载波频率低于通常动 作。因此，在增大该电动机21朝向反转方向的旋转力时，驱动电路部42根据驱动信号H1? H6进行开关动作时是以低于通常动作的频率进行。
[0045] 另一方面，当判断为滑动门12朝向关门侧移动时（步骤ST3中为"是")，PWM指令 生成电路51b生成PWM指令信号，以使电动机21朝向正转方向旋转，S卩，使预驱动器52输 出驱动信号H1?H6 (PWM信号）。PWM指令生成电路51b从R0M53中读出预驱动器52输出 的驱动信号的占空比的初始值D2及其上升量即步进值Du2。另外，载波频率切换电路51c 将PWM指令信号的载波频率切换为比通常动作中的频率低的频率。由此，PWM指令生成电 路51b向预驱动器52输出根据初始值D2生成且载波频率低于通常动作中的频率的PWM指 令信号。预驱动器52根据输入的PWM指令信号，并通过驱动信号H1?H6 (PWM信号）来驱 动驱动电路部42的晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预驱动器52输入的驱动信 号H1?H6进行开关动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作为施加电 压Vu、Vv、Vw提供给定子绕组U、V、W(步骤ST8a)。此时的通电模式是用于使电动机21朝 向正转方向旋转的通电模式（参照图4B)。另外，由于PWM信号的载波频率低于通常动作， 因此，驱动电路部42根据驱动信号H1?H6进行开关动作时是以低于通常动作的频率进 行。以后，驱动电路部42根据驱动信号H1?H6进行开关动作时都以低于通常动作的频率 进行，直到在步骤ST11中载波频率恢复为通常的频率为止。
[0046] PWM指令生成电路51b对于从车门开关信息生成电路54输入的方向信号D (位置 信号模式）的脉冲数进行计数，并且，当所计数的脉冲数增加时，PWM指令生成电路51b生 成PWM指令信号，以增加电动机21朝向正转方向的旋转力，S卩，使预驱动器52输出驱动信 号H1?H6(PWM信号），直到判断为滑动门12已停止为止（步骤ST9中为"是")。PWM指令 生成电路51b向预驱动器52输出在初始值D2上加上步进值Du2而生成的PWM指令信号。 此时的PWM指令信号的载波频率被设定为比通常动作中的载波频率低的载波频率。预驱动 器52根据输入的PWM指令信号，并通过占空比上升后的PWM信号来驱动驱动电路部42的 晶体管42a?42f。驱动电路部42根据从预驱动器52输入的驱动信号H1?H6进行开关 动作，将施加到驱动电路部42的直流电源44的电源电压作为施加电压Vu、Vv、Vw提供给 定子绕组U、V、W(步骤ST10)。此时的通电模式是用于使电动机21朝向正转方向旋转的通 电模式（参照图4B)。反复进行使该PWM信号的占空比上升的动作，从而增大电动机21朝 向正转方向的旋转力，直到在上述步骤ST9中判断为滑动门12已停止为止（步骤ST9中为 "是"）。另外，PWM信号的载波频率低于通常动作。因此，在增大该电动机21朝向正转方向 的旋转力时，驱动电路部42根据驱动信号H1?H6进行开关动作时是以低于通常动作的频 率进行。
[0047] 当在步骤ST6、步骤ST9的任一步骤中，PWM指令生成电路51b判断为车辆11停在 平地上，滑动门12未因为重力而移动时，载波频率切换电路51c使PWM指令信号的载波频 率恢复为通常动作的载波频率（步骤ST11)。另外，车门保持处理结束。
[0048] 这样，在第二实施方式中，控制电路部50 (控制部）还具有载波频率切换电路 51c (载波频率切换单元），并且，当在未向电动机（电动机21)通电时检测到电动机旋转 时，控制部通过载波频率切换单元进行控制，以降低进行通电而使电动机旋转时的载波频 率（PWM信号的载波频率）。
[0049] 由此，在车门保持处理动作中，能够使PWM载波频率低于通常动作，从而能够减少 因为开关动作而导致电动机控制装置41发热。由此，能够防止电动机控制装置41的温度 升高，因而能够充分发挥车门保持处理动作本来的性能，另外能够防止电动机控制装置41 本身发生故障。
[0050] 本申请的技术思想能够适用于电动机控制装置中。进而，附图中公开的各电路块 内的电路形式、生成其他控制信号的电路并不限于实施例所公开的电路形式。在本发明的 权利要求的范围内，能够针对各种公开要素进行各种组合或者选择。即，本领域技术人员可 根据包括权利要求的全部公开、技术思想而实现的各种变形、修改当然都包括在本发明中。 例如，在本实施方式的说明中，对于开关装置14中的电动机21的旋转轴21a和输出轴 27的方向相同的情况进行了说明。但是，这仅为示例，本申请的技术思想也可以适用于如专 利文献1所述的车门开关装置那样，电动机21的旋转轴与输出轴的方向垂直的情况中。 【工业上的实用性】
[0051] 根据上述电动机控制装置，通过电动机的再生制动而使滑动门停止。当车辆停止 在倾斜路面上时，滑动门会因为重力而朝向打开或者关闭方向移动，但是，控制部通过驱动 电动机朝向与该重力使滑动门移动的方向相反的方向旋转，从而使滑动门停止移动。由此， 能够提供一种无需使用倾斜传感器，能够通过旋转传感器、位置检测单元以及通电单元而 进行例如在倾斜路面上使滑动门停止移动等控制的电动机控制装置。 (标号说明）
[0052] 11……车辆，12……滑动门，13……导轨，14……车门开关装置，15……驱动单元， 16……缆绳，17、18……反转滑轮，21……电动机，21a……旋转轴，21u、21v、21w……定子绕 组，24……驱动齿轮24, 25……大径正齿轮，26……小径正齿轮，27……输出轴，28……从 动齿轮，31……滚筒，32……张紧器，32a……固定滑轮，32b……可动滑轮，32c……弹簧部 件，41……电动机控制装置，42……驱动电路部，42a、42b、42c、42d、42e、42f……晶体管， 43a、43b、43c、43d、43e、43f……续流二极管，44……直流电源，50……控制电路部，51…… 旋转指令部，5la、5lb……PWM指令生成电路，51 c……载波频率切换电路、52……预驱动器， 53……R0M，54……车门开关信息生成电路，48u、48v、48v……霍尔IC，Su、Sv、Sw……脉冲信 号，H1、H2、H3、H4、H5、H6......驱动信号，Vu、Vv、Vw......施加电压
【权利要求】
1. 一种电动机控制装置，具有向电动机输出该电动机的正转指令或者反转指令的控制 部，其特征在于， 所述控制部具备： 位置检测单元，若在未向所述电动机通电时，从检测所述电动机的旋转的旋转传感器 输入了检测信号，则所述位置检测单元检测所述电动机的旋转方向；以及 通电单元，每当所述检测信号发生切换时，所述通电单元使通电占空比上升并进行通 电，以使所述电动机朝向与检测出的旋转方向相反的方向旋转。
2. 如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述控制部在所述电动机的停 止旋转状态下使所述电动机产生电制动力。
3. 如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于， 所述控制部还具有载波频率切换单元， 若在未向所述电动机通电时检测到所述电动机旋转， 则所述控制部通过所述载波频率切换单元来进行降低载波频率的控制，所述载波频率 是指进行通电以使电动机旋转时的载波频率。
4. 如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述控制部具备： 所述控制部还具有载波频率切换单元， 若在未向所述电动机通电时检测到所述电动机旋转， 则所述控制部通过所述载波频率切换单元来进行降低载波频率的控制，所述载波频率 是指进行通电以使电动机旋转时的载波频率。
【文档编号】H02P29/00GK104221275SQ201380020156
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2012年4月18日
【发明者】六本木仁, 馆同和弥, 谷野胜浩, 中村笃志 申请人:株式会社美姿把