專利名稱：電動機驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于驅動電動機的電動機驅動裝置。
背景技術：
下面將參照圖5簡要說明用于車輛座椅空調裝置的傳統電動吹風機的結構。
電動吹風機包括無刷電動機1、固定到無刷電動機1的輸出軸1a上的葉輪5。無刷電動機1包括固定到輸出軸1a上的轉子3、設置在轉子3內部的定子2、以及用于可旋轉地支撐輸出軸1a的軸承4。軸承4由固定到輸出軸1a上的內圈4a、固定到定子2的軛2a上的外圈4b以及插在內圈4a和外圈4b之間的滾珠4c。
電動吹風機結合在座椅的后部或座椅墊中。當車輛在顛簸不平如砂礫的道路上行駛時，電動吹風機可能振動。當電動吹風機振動時，軸承4中的內圈4a、外圈4b和滾珠4c也振動。
當電動吹風機停機時，外圈4b、滾珠4c和內圈4a的接觸位置沒有變化。因此，如果當電動吹風機停機時，電動吹風機振動多次，則會損壞接觸位置。結果，導致軸承4損壞并產生異常噪聲。
因此，為了吸收振動并保護軸承，應該在電動吹風機和座椅之間設置吸振材料如聚氨酯材料。
然而，由于使用吸振材料以吸收電動吹風機的振動，所以上述用于車輛的座椅空調裝置較昂貴。
發明內容
因此，鑒于以上觀點，本發明的目的之一在于提供一種不使用任何吸振材料而抑制軸承損壞的電動機驅動裝置。
本發明通過著重改變利用電動機驅動的軸承的損壞位置而實現。
根據本發明的第一方面，電動機驅動裝置具有驅動電路，用于當信號輸入端處的電壓電平響應控制信號變為大于閾值xV時驅動電動機，其中，當電源開關接通時，信號輸入端Ta處的電壓電平變為在特定周期Ton1期間大于閾值。
因此，當電源開關接通時，驅動電路驅動電動機以改變軸承中的接觸位置。這樣就防止了軸承中的同樣位置受到多次損害，因此，可以不使用任何吸振材料而抑制對軸承的損壞。
根據本發明的第二方面，當信號輸入端處的電壓電平響應控制信號變為大于閾值時，控制電路驅動電動機，其中，當電源開關斷開時，信號輸入端Ta處的電壓電平變為在特定周期Ton2期間大于閾值。
因此，當關閉電源開關時，控制電路驅動電動機以改變軸承中的接觸位置。這樣就防止了軸承中的同樣位置受到多次損害，因此，可以不使用任何吸振材料而抑制對軸承的損壞。
圖1是顯示說明本發明電動機驅動裝置第一實施方式電路的電路圖；圖2是顯示說明圖1中調節器的輸入電壓和輸出電壓和控制電路的控制端電壓變化的曲線圖；圖3是顯示說明本發明電動機驅動裝置的第二實施方式電路的電路圖；圖4是顯示說明圖3中調節器的輸入電壓和輸出電壓和控制電路的控制端電壓變化的曲線圖；圖5是顯示說明電動吹風機結構的剖視簡圖。
具體實施例方式
(第一實施方式)圖1是顯示說明根據本發明第一實施方式用于座椅空調裝置中的吹風機的電動機驅動裝置10的電路圖。通過電動機驅動裝置10驅動的無刷電動機1為傳統的電動機，如圖5所示，其具有固定到輸出軸1a上的葉輪5，并具有可旋轉地支撐輸出軸1a的軸承4。
此實施方式的電動機驅動裝置10由驅動電路30、第一和第二調節電路31和31a、晶體管Tr1、電阻元件R1、R2、R3和R4以及電容器C1組成。
第一調節電路31通過點火開關IG接收來自車載電池Ba的電力并產生恒定的電壓(例如，5V)。第二調節電路31a直接連接到車載電池Ba。調節電路31a直接接收來自電池Ba的電力并產生恒定的電壓(例如，5V)。
驅動電路30具有作為信號輸入端的控制端Ta，并當控制端Ta處的電壓電平響應來自電子控制單元20的脈沖信號Pa(控制信號)超過閾值xV時，驅動無刷電動機1。
應該注意，在驅動電路30中，電動機驅動系統的電路接收來自車載電池Ba的電力，而邏輯系統的電路接收來自第一調節電路31的電力。
響應從電子控制單元20發送的脈沖信號Pa，晶體管Tr1可以在驅動電路30的控制端Ta和地之間打開或閉合線路。
電容器C1連接在調節電路31的輸出端和驅動電路30的控制端Ta之間。
電阻元件R4連接在調節電路31的輸出端和驅動電路30的控制端Ta之間。電阻元件R3連接在驅動電路30的控制端Ta和地之間。電阻元件R2連接在電容器C1和晶體管Tr1之間。電阻元件R1連接在晶體管Tr1的基端和調節電路31a的輸出端之間。
其次，將說明本實施方式的電動機驅動裝置10的動作。當點火開關TG斷開時，電子控制單元20產生高電平信號。此時，晶體管Tr1保持導通。此后，當操作者接通點火開關IG時，電池電壓通過點火開關IG從電池Ba施加到調節電路31。
如果給予調節電路31的電池電壓電平超過如圖2(a)所示的預定電平(例如，12V)，則調節電路31的輸出電壓Vr如圖2(b)所示快速升高。調節電路31開始產生恒定的電壓(5V)。因此，根據調節電路31的輸出電壓，給電容器C1充電。
當調節電路31的輸出電壓Vr由于接通點火開關IG而升高時(即，當輸出電壓快速升高時)，電流流過點火開關IG進入調節電路31。來自調節電路31的電流流過電容器C1進入電阻元件R3。另外，電流流進電阻元件R2和并聯于電阻元件R3的晶體管Tr1。此后，不再給電容器C1充電，且沒有電流流過電容器C1。
由于電流流過電容器C1，所以，驅動電路30控制端Ta處的電壓如圖2(c)所示快速升高。此后，控制端Ta處的電壓逐漸降低，變為小于閾值xV，并接近恒定電壓。恒定電壓等于調節電路31的輸出電壓Vr被電阻元件R4、R3和R2分割所獲得的電壓。
因此，控制端Ta處的電壓電平在周期Ton1期間大于閾值xV。當控制端Ta處的電壓電平大于閾值xV時，驅動電路30驅動無刷電動機1。因此，無刷電動機1在周期Ton1期間旋轉其輸出軸。旋轉改變了軸承中的內圈、外圈和滾珠的接觸表面。因此，即使不使用吹風機時，接通點火開關IG也可以旋轉無刷電動機1，并改變可能損壞的表面的位置。位置改變防止了軸承在同一個位置受到多次損壞。
此后，當開始電吹風機操作時，通過電子控制單元20產生脈沖信號Pa以開關晶體管Tr1。
當脈沖信號Pa在低電平時，晶體管Tr1斷開，電流從調節電路31的輸出端流進電阻元件R4和R3。因此，調節電路31的輸出電壓分配給電阻元件R4和R3，且分配的電壓供給到驅動電路30的控制端Ta。此時，控制端Ta處的電壓SV為大于閾值xV的電平。
此外，當脈沖信號Pa為高電平時，晶體管Tr1導通，電流從調節電路31的輸出端流進電阻元件R4和R3，并通過電阻元件R2流進晶體管Tr1。
因此，調節電路31的輸出電壓分配給電阻元件R4、R3和R2，分配的電壓供給到驅動電路30的控制端Ta。此時，控制端Ta處的電壓SV為小于閾值xV的電平。
電壓SV不小于閾值xV的周期用TH表示，而電壓SV小于閾值xV的周期用TL表示。驅動電路30根據由TH和TL確定的占空比改變施加到無刷電動機1的電壓電平。占空比dy由<dy＝TH/(TH+TL)>表示。具體地說，通過驅動電路30施加到無刷電動機1的電壓電平隨著占空比dy的增加而增加。因此，無刷電動機1的旋轉速度隨著占空比dy的增加而增加，增加了通過電吹風機的氣流。
根據上述實施方式，當調節電路31的輸出電壓Vr由于點火開關IG接通而升高時，從調節電路31輸出的電流流過電容器C1進入電阻元件R3，接著，進入電阻元件R2和晶體管Tr1。
由于該電流，驅動電路30處的控制端Ta的電壓電平在周期Ton1期限間變為大于閾值xV，因此，驅動電路30在特定周期Ton1期間驅動無刷電動機1。因此，即使沒有脈沖信號Pa從電子控制單元20輸出，接通點火開關也可以旋轉無刷電動機1，并改變由于振動可能損壞的接觸表面的位置。因此，軸承中同一接觸位置不會受到多次損壞。因此，可以不使用吸振材料而抑制軸承的損壞。
在此實施方式中的周期Ton1設定為使得無刷電動機1可以旋轉，但乘客不會由于葉輪5的旋轉感覺到不舒服。周期Ton1由電容器C1的電容和電阻元件R3和R2的電阻確定。
(第二實施方式)上述第一實施方式已經討論了在點火開關IG接通時旋轉無刷電動機1的實例。然而，在第二實施方式中，無刷電動機1在點火開關IG斷開時旋轉。
圖3顯示說明了根據此實施方式的電動機驅動裝置10的電路。電路具有晶體管(PNP)Tr2、電阻元件R5、電容器C2和代替圖1的電阻器C1的反向阻流二極管D。反向阻流二極管D和電容器C2在調節電路31的輸出端和地之間串聯連接。
晶體管Tr2和電阻元件R5在電容器C2的正極端(+)和驅動電路30的控制端Ta之間串聯連接。晶體管Tr2根據調節電路31的輸出電壓執行切換操作。
調節電路31a直接接收來自車載電池Ba的電力，并將恒定的電壓(例如5V)施加到驅動電路30。驅動電路30還直接接收來自車載電池Ba的電力。因此，當點火開關IG斷開時，驅動電路30可以驅動無刷電動機1。
其次，將說明此實施方式的電動機驅動裝置10的操作。當點火開關IG接通時，調節電路31的輸出電壓通過反向阻流二極管D施加到電容器C2的正極端。
在此情況下，因為調節電路31的輸出電壓施加到晶體管Tr2的基端，所以，晶體管Tr2斷開。因此，晶體管Tr2打開電容器C2的正極端和驅動電路30的控制端Ta之間的電路。因此，電流通過反向阻流二極管D從調節電路31流進電容器C2，為電容器C2充電。
當不驅動無刷電動機1時，來自電子控制單元20的信號Pa為高電平信號，且晶體管Tr1導通。當順序接通/斷開的脈沖信號Pa從電子控制單元20輸出以驅動電動機1時，驅動電路30以與上述第一實施方式相同方式根據脈沖信號Pa驅動電動機1。
此后，當電子控制單元20不再產生脈沖信號Pa，并將高電平信號發送到晶體管Tr1時，晶體管Tr1接通。
當晶體管Tr1接通時，電流從調節電路31的輸出端流過電阻元件R4和電阻元件R3，并通過電阻元件R4和電阻元件R2進入晶體管Tr1。因此，調節電路31的輸出電壓分配給電阻元件R4、R3和R2，并供給到驅動電路30的控制端Ta。在此情況下，控制端Ta處的電壓SV小于閾值xV。因此，電動機1不驅動。
此后，操作者斷開點火開關IG。調節電路31的輸出電壓變為小于如圖4(a)所示的電壓yV。因此，晶體管Tr2導通以在電容器C2的正極端和驅動電路30的控制端Ta之間連接。
因此，放電電流通過電阻元件R5和晶體管Tr2從電容器C2的正極端流到電阻元件R3。另外，放電電流還通過電阻元件R5和晶體管Tr2流到電阻元件R2。此后，沒有放電電流從電容器C2流出。
由于來自上述電容器C2的放電電流，驅動電路30的控制端Ta處的電壓如圖4(b)所示快速升高，且此后逐漸減少到接近零，因此，控制端Ta處的電壓電平保持在周期Ton2期間保持大于閾值xV。即，驅動電路30在周期Ton2上驅動無刷電動機1，從而改變軸承中的內圈、滾珠和外圈的接觸表面。如同上述第一實施方式一樣，這樣就防止了軸承中同樣位置受到多次損壞，因此，不使用任何吸振材料就抑制了軸承損壞。
在此實施方式中的周期Ton2設定為使得無刷電動機1旋轉，但乘客感覺不到由于葉輪5的旋轉造成的氣體流動產生的不舒服。周期Ton2由電容器C2的電容和電阻元件R5、R3和R2的電阻確定。
在以上第一和第二實施方式中，根據本發明的電動機驅動裝置10應用于座椅空調裝置。然而，根據本發明的電動機驅動裝置也可以應用于可以吸收振動的各種裝置。
在以上第一和第二實施方式中，無刷電動機用作電動機。然而，可以使用各種電動機，如三相電動機、直流(DC)電動機等。
在以上第一和第二實施方式中，軸承(即，滾珠軸承)具有內圈、滾珠和外圈。然而，也可以使用各種軸承，如滾針軸承等。
權利要求
1.一種電動機驅動裝置，用于驅動具有用于可旋轉地支撐輸出軸的軸承的電動機，所述電動機驅動裝置包括驅動電路，其具有信號輸入端，且當所述信號輸入端處的電壓電平響應從電子控制單元輸出的控制信號變為大于閾值時，所述驅動電路驅動所述電動機；其中，當電源開關接通時，所述信號輸入端處的電壓電平變為在第一特定周期期間大于所述閾值。
2.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，還包括電容器，所述電容器連接在所述信號輸入端和電源開關之間，并通過所述電源開關從電池施加電壓；以及連接在所述電容器和地之間的電阻元件；其中當所述電源開關接通時，電流通過所述電容器從所述電源開關流到所述電阻元件，并且，由于電流的流動，所述信號輸入端處的電壓電平變為在所述第一特定周期期間大于所述閾值。
3.一種電動機驅動裝置，用于驅動具有用于可旋轉地支撐輸出軸的軸承的電動機，所述電動機驅動裝置包括驅動電路，其具有信號輸入端，且當所述信號輸入端處的電壓電平響應從電子控制單元輸出的控制信號變為大于閾值時，所述驅動電路驅動所述電動機；其中，當電源開關斷開時，所述信號輸入端處的電壓電平變為在第二特定周期期間大于所述閾值。
4.根據權利要求3所述的電動機驅動裝置，還包括利用通過所述電源開關從電池供給的電壓充電的電容器；在所述電容器和所述信號輸入端之間的晶體管，當所述電源開關接通時，所述晶體管在所述電容器和所述信號輸入端之間打開，且當所述電源開關斷開時，所述晶體管在所述電容器和所述信號輸入端之間關閉；以及連接在所述信號輸入部分和地之間的電阻元件；其中當所述電源開關斷開時，放電電流從所述電容器流過所述晶體管和所述電阻元件，且由于放電電流的流動，所述信號輸入端處的電壓電平變為在所述第二特定周期期間大于所述閾值。
5.根據權利要求1所述的電動機驅動裝置，還包括連接在所述信號輸入端和地之間的晶體管，其中所述晶體管根據從所述電子控制單元發出的控制信號導通/斷開，以改變所述信號輸入端處的電壓電平。
全文摘要
一種電動機驅動裝置，用于驅動具有用于可旋轉地支撐輸出軸的軸承的電動機，所述電動機驅動裝置具有驅動電路，當驅動電路的信號輸入端處的電壓電平變為大于閾值時，驅動電路驅動電動機。當電源開關接通或斷開時，信號輸入端處的電壓電平變為在特定周期期間大于閾值。
文檔編號H02P6/00GK1976201SQ200610160568
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月23日 優先權日2005年12月2日
發明者桑田勝治 申請人:株式會社電裝