马达驱动设备制造技术

提供了一种马达驱动设备。所述马达驱动设备包括：驱动单元，其被配置为通过对用于驱动马达的桥式电路中的开关元件进行开/关控制，来驱动通过旋转轴直接连接至发动机的起动马达/发电机；以及驱动控制器，被配置为控制由驱动单元执行的用于所述起动马达/发电机的驱动操作。驱动单元通过改变桥式电路的开关元件的接通周期来控制用于所述起动马达/发电机的马达驱动电压，并且以预定的计时接通桥式电路的预定的开关元件，以进行有源续流操作，以提高由起动马达/发电机产生的再生电压。驱动控制器基于电池电压来指示驱动单元去控制马达驱动电压以及有源续流操作的开/关。

【技术实现步骤摘要】
马达驱动设备
本公开涉及一种用于驱动发动机的起动马达的马达驱动设备。
技术介绍
通常，马达用于驱动负荷，并且用作用于产生再生电力的发电机。例如，日本专利申请公开号2001－271729公开了与用作发动机起动器和发电机的马达的控制设备有关的技术。当发动机的起动马达用作发电机时，需要附加设备来向电池等充电再生电力。假定为附加设备的升压/降压电路或马达增速机构具有相对较大的规模，这导致马达驱动设备的尺寸、重量和成本的增加。鉴于以上内容，本公开提出了一种马达驱动设备，该马达驱动设备能够精确地控制马达/发电机，而无需具有较大规模的附加设备。
技术实现思路
根据本公开的一方面，提供了一种马达驱动设备，包括：驱动单元，其被配置为通过对用于驱动马达的桥式电路中的每个开关元件进行开/关控制，来驱动通过旋转轴直接连接至发动机的起动马达/发电机；以及驱动控制器，其被配置为控制由驱动单元执行的用于起动马达/发电机的驱动操作。驱动单元通过改变桥式电路的开关元件的接通周期来控制用于起动马达/发电机的马达驱动电压，并且在预定的时间接通桥式电路的预定的开关元件，以进行有源续流操作(activefreewheeloperation)，以提高由起动马达/发电机产生的再生电压。此外，所述驱动控制器被配置为基于电池电压来指示所述驱动单元去控制所述马达驱动电压以及所述有源续流操作的开/关。换句话说，在通过旋转轴将起动马达/发电机直接连接至发动机的构造中，可以提供马达驱动设备，其中起动马达/发电机适于适当地提供用于发动机的起动马达功能和用于电池充电的再生发电功能。在此，通过控制桥式电路的开关元件来执行对马达驱动电压的控制和再生电压的提高。此外，在马达驱动设备中，驱动控制器也可以构造为，通过使用1个PWM信号，来指示驱动单元去控制马达驱动电压以及有源续流操作的开/关。例如，可以基于PWM信号的H周期(“H”表示脉冲的高电平)或L周期(“L”表示脉冲的低电平)来设置控制内容。此外，在所述马达驱动设备中，所述驱动控制器可以被构造为通过使用所述1个PWM信号来向所述驱动单元提供初始信号和发动机起动信号。例如，可以基于PWM信号的H周期或L周期将初始信号和发动机起动信号进一步提供给驱动单元。此外，在马达驱动设备中，驱动控制器可以被配置为响应于发动机旋转信息或操作信息来指示驱动单元执行有源续流操作的开/关控制。例如，当发动机的转速降低时，可以停止有源续流操作，或者可以响应于用户的操作来停止有源续流操作。根据本公开的所述方面，可以提供一种用于驱动起动马达/发电机的马达驱动设备，该马达驱动设备可以较低成本缩小尺寸，而无需另外的升压/降压电路、马达增速机构等。附图说明通过以下结合附图给出的对实施方式的描述，本公开的目的和特征将变得显而易见，附图中：图1是根据实施方式的马达驱动设备及其周边部分的框图；图2是说明根据实施方式的PWM控制信号；图3是根据实施方式的驱动单元的内部构造的框图；图4至图6说明根据实施方式的三相FET桥的操作；图7说明根据实施方式的门极电压波形；图8说明根据实施方式的接通有源续流操作时的门极电压波形；图9A和9B说明马达线圈的反电动势；图10说明马达的转速与电压之间的关系；图11A和11B是根据实施方式的驱动控制器和驱动单元的处理的流程图；图12说明根据实施方式的设备设置；图13说明根据实施方式的增加负荷的情况；图14说明根据实施方式的降低发动机的转速的情况；图15说明根据实施方式的节气门打开的情况；和图16说明根据实施方式的混合操作区域和充电区域。具体实施方式<包括马达驱动设备的驱动系统的构造>在下文中，将参考附图描述实施方式的配置和操作。假定包括根据实施方式的马达驱动设备1的驱动系统被安装在移动体上，例如，无线电控制的飞行器(无线电控制的飞行无人机、小型直升机或其他飞行器)、车辆等等。图1示出了可用于诸如无人机等的移动体的驱动系统的构造示例。图1示出了马达驱动设备1、起动马达/发电机4、发动机5、电池6、接收器8和发射器9。起动马达/发电机4包括例如无刷马达。发动机5和起动马达/发电机4通过旋转轴7直接连接。起动马达/发电机4将马达驱动力传递到发动机5以用作发动机5的起动器。另外，起动马达/发电机4将马达驱动力传递到发动机5作为辅助所述发动机5的操作即所谓的混合操作。发动机5的驱动力被传递到起动马达/发电机4，并用于产生再生电力。再生电力用于给电池6充电。电池6将驱动电流作为DC电流供给马达驱动设备1。马达驱动设备1使用该驱动电流产生三相AC马达驱动电流，并将所产生的三相AC马达驱动电流供给起动马达/发电机4以驱动马达。另一方面，由起动马达/发电机4产生的电流作为充电电流经由马达驱动设备1供给电池6。马达驱动设备1与起动器驱动控制设备和发电调节整流器共用。马达驱动设备1包括驱动单元2和驱动控制器3。驱动单元2在驱动控制器3的控制下产生三相AC马达驱动电流，并驱动起动马达/发电机4旋转。如稍后将描述的，驱动单元2包括三相FET桥，用作该三相FET桥的开关元件的FET的门极驱动器等，并且产生三相马达驱动电流。此外，驱动单元2可以通过控制三相FET桥来执行稍后将描述的有源续流操作，以增加再生电压。驱动控制器3包括例如微型计算机，并且响应于各种输入来控制驱动单元2。驱动控制器3和驱动单元2通过三条线，即电源电压线(Vcc)、地线(GND)和PWM控制信号PS2，而彼此连接。驱动控制器3使用PWM控制信号PS2将初始信号和发动机起动信号提供给驱动单元2，并执行有源续流操作的转速控制和开/关控制。发射器9是用于诸如无人机等的移动体的无线电控制设备，并且响应于操作者的操作来发送信号(操作信息)。该操作信息由接收器8接收，并且该操作信息的操作内容由驱动控制器3识别。接收器8和驱动控制器3通过电源电压线(Vcc)、地线(GND)和PWM控制信号PS1线这三条线连接。接收器8将来自发射器9的操作信息作为PWM控制信号PS1发送至驱动控制器3。使用发送器9的操作员可以执行例如发动机起动操作、节气门操作(节气门开度改变)、有源续流操作的开/关控制等。有源续流操作在马达驱动设备1中适当地执行，而没有操作者的意识。操作员可以在例如加电(power-up)模式下识别该操作。如稍后将描述的，有源续流操作在发动机5上引起负荷。因此，当操作者要求加电时，驱动控制器3可以将这解释为关闭有源续流操作的请求。已经从接收器8获取了操作信息作为PWM控制信号PS1的驱动控制器3响应于该操作信息而生成PWM控制信号PS2，并将PWM控制信号PS2发送至驱动单元2。具体地，操作信息包括发动机起动指令、节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.马达驱动设备，包括：/n驱动单元，其被配置为通过对用于驱动马达的桥式电路中的每个开关元件进行开/关控制，来驱动通过旋转轴直接连接至发动机的起动马达/发电机；和/n驱动控制器，其被配置为控制由所述驱动单元执行的用于所述起动马达/发电机的驱动操作，/n其中，所述驱动单元通过改变所述桥式电路的所述开关元件的接通周期来控制用于所述起动马达/发电机的马达驱动电压，并且以预定的计时接通所述桥式电路的预定的开关元件，以进行有源续流操作，以提高由所述起动马达/发电机产生的再生电压；以及/n所述驱动控制器被配置为基于电池电压来指示所述驱动单元去控制所述马达驱动电压以及所述有源续流操作的开/关。/n

【技术特征摘要】
20190207 JP 2019-0204051.马达驱动设备，包括：
驱动单元，其被配置为通过对用于驱动马达的桥式电路中的每个开关元件进行开/关控制，来驱动通过旋转轴直接连接至发动机的起动马达/发电机；和
驱动控制器，其被配置为控制由所述驱动单元执行的用于所述起动马达/发电机的驱动操作，
其中，所述驱动单元通过改变所述桥式电路的所述开关元件的接通周期来控制用于所述起动马达/发电机的马达驱动电压，并且以预定的计时接通所述桥式电路的预定的开关元件，以进行有源续流操作，以提高由所述起动马达/发电机产生的再生电压；以及
所述驱动控制器被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛基，
申请(专利权)人：双叶电子工业株式会社，小川精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP