JPH04351491A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータのロックを検出
するモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両用空気調和機では、送風フ
ァンを駆動するモータがロックしているときそのまま通
電が行われると、モータの焼損あるいは通電素子の破壊
等を招くため、例えば特公昭６１−４１７６９号公報の
発明では、モータへの印加電圧と通電電流値とを検出し
、モータの印加電圧に対して検出された電流値が異常に
大きい場合が一定時間以上継続した場合を、一旦、モー
タのロック状態と判断する。さらに、このロック状態が
、低温によるモータオイルの固化あるいは車両用空気調
和機における雪入りによるものである場合には、モータ
等の温度上昇によってロックが解除される可能性がある
ことから、こうした状況が考えられるか否かを外気温度
等に基づいて判断し、その可能性がある場合にはモータ
への通電を再度行って、ロック解除を図る。この再通電
においては、ロックが一旦判断された場合より高い印加
電圧に変更され、変更された高い印加電圧において、再
びロックの判定が行われ、再判定においてもモータがロ
ックしている判定された場合にはモータへの通電を停止
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ロック判定お
よびロックの解除のために上記のような制御を行う場合
、モータ等の保護を優先させると、変更される印加電圧
をできるだけ低く抑える必要があり、逆に低温における
ロックの解除を効果的に行うために印加電圧をできるだ
け高くすると、実際にモータがロックしていてロック解
除がなされない場合には、高い印加電圧に応じた大電流
がロックの再判定までの間モータに通電されることにな
り、モータの焼損あるいは通電素子の破壊等を防止する
というロック判定における本来の目的が達成できにくく
なるという問題がある。

【０００４】本発明は、モータ制御装置において、モー
タのロックを検出し、しかもこの検出中でのモータの焼
損あるいは通電素子の破壊等を確実に防止することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータへの印
加電圧および通電電流値を検出し、前記印加電圧に対応
した基準電流値に基づいて前記モータのロックの判定を
行うロック判定手段を備えたモータ制御装置において、
前記モータへの通電電流を所定電流値に制限する電流制
限手段を備えるとともに、前記ロック判定手段は、前記
印加電圧が所定電圧以上の場合には前記基準電流値を前
記所定電圧に対応した一定電流値とし、かつ該一定電流
値は前記電流制限手段の所定電流値以下に設定されたこ
とを技術的手段とする。

【０００６】

【作用】本発明では、モータが通電されると、モータの
印加電圧および通電電流値が検出され、各基準電流値に
基づいてモータのロックの判定が行われる。また、電流
制限手段が備えられていているため、モータがロックし
ていて、ロックが検出されるまでに定常電流値より大き
な電流が継続して流れる場合でも、モータ電流値は、所
定電流値に制限されるため、モータあるいは通電素子を
確実に保護できる。このとき、ロック検出のための基準
電流値は、モータへの印加電圧に対応しており、所定電
圧以上の印加電圧に対しては、所定電圧に対応した一定
電流値が基準電流値となっていて、一定電流値は、制限
される所定電流値以下に設定されているため、モータ電
流値が制限されていても、モータがロックしていること
を判定することができる。従って、ロックをしている場
合には、電流制限手段によって電流が所定電流値に制限
される場合も含めて、各基準電流値を越える大きな電流
値が検出されるため、モータがロックしたことが判定さ
れる。また、ロック判定中における電流が制限されてい
るため、この分、ロック判定時間に余裕ができる。よっ
て、必要ならば、ロック判定時間を延ばして、ロック判
定中に十分かつ故障のない程度に発熱させロック解除を
期待することも可能である。

【０００７】

【発明の効果】本発明では、ロック検出のための基準電
流値は、それぞれの印加電圧に対応して設定されており
、ロック時の通電における通電電流値が大きいために、
モータ等に影響を及ぼす虞のあるため電流を制限しなけ
ればならない高い印加電圧に対しては、制限される所定
電流値に対応して一定電流値が設定されるため、どの印
加電圧に対してもロックの検出を行うことができる。ま
た、モータへの通電電流値は所定電流値に制限されるた
め、モータあるいは通電素子の損傷、破壊を招く虞のあ
る場合にロックが検出されるまで継続して通電されても
、モータ等を保護できる。さらに、モータのロックが、
通電によって解除可能な原因によるものである場合には
、ロック判定のための通電によってロックを解除させる
ことができる場合もある。この場合、ロックが解除され
るまでに大電流が流れてしまっても、その電流は、所定
電流値に制限されたものであるため、モータ等の保護を
主として図りつつロック解除も期待できるように各電流
値や判定時間等を設定することも可能である

【０００８
】

【実施例】次に本発明を車両用空気調和機における実施
例に基づいて説明する。図１にその回路図を示す本実施
例の車両用空気調和機は、図示しない送風ダクト内に、
送風ファン、エバポレータ、ヒータコアその他を配して
、設定温度等に応じて暖房、冷房および送風量を自動的
に選択して運転するもので、本発明は、上記送風ファン
を駆動するための直流モータ（以下ブロワモータという
）１の制御に適用される。

【０００９】図１において、２はイグニッションスイッ
チ、３はブロワモータ１への給電制御を行う送風用リレ
ー、４は空調制御を行うマイクロコンピュータ（以下マ
イコンという）、５、６はブロワモータ１を通電するた
めのパワートランジスタ、８は送風ファンが最も強いＨ
ｉ（ハイ）に相当するファン速度でブロワモータ１を駆
動するためにパワートランジスタ５、６をバイパスして
バッテリ９の電圧を直接印加するＨｉリレー、１０はブ
ロワモータ１を流れるモータ電流値Ｉｍに対応する電圧
Ｖｒが検出される検流用抵抗器である。

【００１０】一方、マイコン４に対して動作指示を与え
るための操作パネル２０には、風量設定器２１、室温設
定器２２、吹出しモード設定器２３、その他吸い込みモ
ード設定器、エアコンスイッチ等の操作器が設けられる
とともに、ブロワモータ１のロックが検出された場合に
表示するためのブロワモータロック表示器３０等を備え
る。またマイコン４は、空調制御のための内気センサ２
５、外気センサ２６、吹出し温センサ等のその他のセン
サ２７を備えるともに、目標温度に応じて駆動されるコ
ンプレッサ、ウォータバルブおよび温調ダンパや、送風
状態の選択に応じて駆動される吸い込み口切替ダンパ、
吹出し口切替ダンパ等が、アクチュエータ４０として設
けられている。

【００１１】なお、４ａはＡ／Ｄ変換器で、操作パネル
２０からの各操作信号および各センサの検知信号ととも
に、ブロワモータ１の端子間の印加電圧Ｖｍ、検流用抵
抗器１０で検出される電圧Ｖｒをデジタル信号に変換す
る。４ｂはＤ／Ａ変換器である。

【００１２】次に、以上の構成からなる車両用空気調和
機におけるマイコン４によるブロワモータ１のロックの
判定について説明する。モータ電流値Ｉｍは、ブロワモ
ータ１がロックしていない場合には、定常電流値を示す
が、ロックしている場合には、定常電流値と比べて著し
く大きい値を示すため、ロックの判定は、モータ電流値
Ｉｍを検出し、それが、ロックの判定にための基準電流
値と比べて大きいか否かによって行われる。

【００１３】モータ電流値Ｉｍは、ブロワモータ１がロ
ックしているしていないに関係なく、ブロワモータ１へ
の印加電圧Ｖｍに応じて異なるため、基準電流値は、所
定の演算式によってブロワモータ１への印加電圧Ｖｍに
応じて決められ、印加電圧Ｖｍが所定電圧Ｖａに達しな
い場合には、図２における実線Ａに示すとおり、ブロワ
モータ１への印加電圧Ｖｍに対する定常電流値とロック
発生時の異常電流値のほぼ中間の値を各印加電圧Ｖｍに
それぞれ対応させて基準電流値群Ｉｓを設定している。 また、所定電圧Ｖａ以上の場合には、図２における実線
Ｂに示すとおり、後述する電流制限機能において制限さ
れる各所定電流値Ｉ１、Ｉ２に対応して設定された一定
電流値Ｉａが設定されている。

【００１４】次に、電流制限機能について説明する。電
流制限機能がない場合に、ブロワモータ１においてロッ
クが発生していると、ブロワモータ１には、図２におけ
る破線Ｃに示すとおり、非常に大きな異常電流が流れて
しまい、ブロワモータ１の制御量に応じた印加電圧Ｖｍ
として、例えば所定電圧Ｖａが印加された場合には、非
常に大きな異常電流値Ｉｂが流れ、この異常電流値Ｉｂ
がブロワモータ１に対して継続して通電されると、ブロ
ワモータ１あるいは通電素子としての各パワートランジ
スタ５、６に対して損傷を与えてしまう。

【００１５】電流制限機能は、主に上記のようなロック
発生時におけるブロワモータ１への通電電流値を制限す
るために与えられたもので、この電流制限機能は、検出
されたモータ電流値Ｉｍが第１の所定電流値Ｉ１になる
と各パワートランジスタ５、６をオフにして通電を中断
し、第１の所定電流値Ｉ１より僅かに小さい第２の所定
電流値Ｉ２になったとき、通電を再開するようにしたも
のである。この結果、ロック発生時におけるモータ電流
値Ｉｍは、実線Ｄに示すとおり、所定電圧Ｖａより低い
電圧Ｖｂ以上の印加電圧Ｖｍに対しては、最大電流値が
第１の所定電流値Ｉ１に制限されるため、第１の所定電
流値Ｉ１と第２の所定電流値Ｉ２との間で振動するよう
になる。

【００１６】次に、マイコン４におけるロック判定に関
する制御動作を中心にして、車両用空気調和機の作動を
図３を参考にして説明する。イグニッションスイッチ２
がオンされると、マイコン４へ給電され、マイコン４が
起動する。風量設定器２１がオフ（ＯＦＦ）に設定され
ている場合には（ステップ１においてＮＯ）、操作パネ
ル２０に応じた空調動作は行われず、オンになるまで待
機する。風量設定器２１が運転者の希望する風量あるい
は自動（ＡＵＴＯ）に操作されてオンになると（ステッ
プ１においてＹＥＳ）、所定の起動制御が行われて送風
用リレー３がオンになり、例えば、送風制御に応じた電
圧信号によってパワートランジスタ５、６が制御されて
、それに応じた電圧Ｖ１が印加されるとブロワモータ１
の通電が開始される。

【００１７】ブロワモータ１の起動時には、突入電流が
大きい場合があるが、電流制限機能による電流の制限が
行われ、検出されたモータ電流値Ｉｍが第１の所定電流
値Ｉ１より大きい場合には（ステップ２においてＹＥＳ
）、各トランジスタ５、６がオフにされて一旦通電が中
断され（ステップ３）、モータ電流値Ｉｍが第２の所定
電流値Ｉ２以下になると（ステップ４においてＹＥＳ）
、通電が再開され（ステップ５）、ロック判定のための
ステップ６へ移行する。逆に、モータ電流値Ｉｍが比較
的小さく、第１の所定電流値Ｉ１より小さい場合には（
ステップ２においてＮＯ）、通電の中断は行われず、ロ
ック判定のためのステップ６へ直接移行する。

【００１８】一方、ブロワモータ１の通電に伴って電圧
Ｖ１がブロワモータ１への印加電圧Ｖｍとして検出され
て、電圧Ｖ１が所定電圧Ｖａより低い場合には基準電流
値群Ｉｓの値が、所定電圧Ｖａ以上の場合には一定電流
値Ｉａがロックの判定を行うための基準電流値として決
定される。また、電圧Ｖｒに基づいてモータ電流値Ｉｍ
が検出されて、モータ電流値Ｉｍが、基準電流値と比較
されてロックの判定が行われる。

【００１９】モータ電流値Ｉｍが基準電流値（Ｉｓまた
はＩａ）より小さい場合には（ステップ６においてＮＯ
）、ロックが検出されず、ブロワモータ１は正常に作動
していると判定されて、ステップ２へ移行し、以後、制
御量に応じた送風動作を繰り返す。

【００２０】モータ電流値Ｉｍが基準電流値（Ｉｓまた
はＩａ）以上の場合には（ステップ６においてＹＥＳ）
、その状態が一定時間、例えば２秒継続するか否かを判
別する。２秒継続していない場合には（ステップ７にお
いてＮＯ）、ステップ２へ移行して、ステップ２〜６を
繰り返す。従って、モータ電流値Ｉｍが大きい場合には
、一定時間経過するまで電流制限機能による電流の制限
を受けながら、通電状態を保つことになる。

【００２１】この一定時間以内に（ここでいう一定時間
は、モータ電流値がある時間継続してもモータの焼損、
通電素子の破壊等が生じない時間を設定すればよい）、
モータ電流値Ｉｍが基準電流値（ＩｓまたはＩａ）より
小さくなった場合には、低温によりモータオイルの固化
あるいは雪入り等によって一時的にロックしていたもの
が、モータ電流値がある時間継続することに伴う発熱に
よってロック解除された場合等が考えられる。この場合
、以後の通電によって損傷等の影響がないと考えられる
ため、ステップ７でＮＯとなり送風動作を繰り返す。 なお、従来の実施例は、２秒間Ｈｉにすることでロック
解除される場合があるが、本実施例ではあまり期待でき
ない。しかし、一定時間を長くすればロック解除も期待
できる場合がある。

【００２２】モータ電流値Ｉｍが基準電流値（Ｉｓまた
はＩａ）以上の状態が２秒継続した場合には（ステップ
７においてＹＥＳ）、明らかにロック状態であると判断
され、ブロワモータ１の焼損あるいはブロワモータ１を
通電する通電素子としてのパワートランジスタ５、６の
破壊等を招く虞があるため、各トランジスタ５、６をオ
フしてブロワモータ１への通電を停止し（ステップ８）
、操作パネル２０のモータロック表示器３０において、
モータのロックを表示する。

【００２３】以上のとおり、図４に示すとおり、ブロワ
モータ１がロックしている場合であって、印加電圧Ｖｍ
が高いために電流制限機能による電流制限を受ける場合
でも、電圧Ｖａより高い印加電圧Ｖｍに対しては、一定
電流値Ｉａが基準電流値として設定されているため、確
実にロックを検出することができる。このとき、ロック
が検出されるまでに２秒間通電されるが、電流が制限さ
れているため、ブロワモータ１の焼損や各トランジスタ
５、６の破壊等を招くことがない。また、ブロワモータ
１への通電によってロック解除が可能な状態にロックが
検出された場合には、電流制限機能によってブロワモー
タ１等に対して損傷等を与えることなく安全に通電を行
うことができるため、ロックを解除できる割合が多くな
り、車両用空気調和機の運転が妨げられることが少なく
、安定した運転を確保できる。

【００２４】図５に本発明の第２実施例を示す。上記第
１実施例では、送風ファンの制御状態に応じてブロワモ
ータ１への印加電圧Ｖｍを変更するものを示したが、第
２実施例では、ブロワモータ１への印加電圧Ｖｍを一定
にしてデューティ発生部４ｃを介してパワーＭＯＳＦＥ
Ｔ５Ａのデューティ比を変更するＰＷＭ制御を行う。こ
の場合、ブロワモータ１への印加電圧Ｖｍ、モータ電流
値Ｉｍは、積分処理によって平均電圧、平均電流として
検出することによって、第１実施例と同様にロック判定
を行うことができる。上記の各実施例では、冷房および
暖房を行う車両用空気調和機を示したが、冷房あるいは
暖房を単独で行う空気調和機でもよく、また、送風制御
のみのブロワコントローラでもよい。

【００２５】上記の各実施例では、基準電流値群を印加
電圧に基づいて算出するものを示したが、マイコンにお
けるメモリに、各印加電圧に対応した基準電流値群を設
けて、印加電圧Ｖｍ基準電流値群の中から運転状態に応
じた基準電流値を読出すようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例を示す回路図である。

【図２】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例におけるロックの判定のための基準電流値と
電流制限機能により制限される電流値の一例を示す特性
図である。

【図３】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例のロックの判定および電流制限機能の制御動
作に係る作動説明のための流れ図である。

【図４】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第１実施例のロックの判定および電流制限に係る作動説
明のためのタイムチャートである。

【図５】　　本発明の実施例を示す車両用空気調和機の
第２実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

１　　ブロワモータ（モータ） ４　　マイクロコンピュータ（モータ制御装置、ロック
判定手段、電流制限手段） Ｖｍ　　印加電圧 Ｉｍ　　モータ電流値（通電電流値） Ｉ１　　第１の所定電流値（所定電流値）Ｉｓ　　基準
電流値 Ｉａ　　一定電流値 Ｖａ　　所定電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　モータへの印加電圧および通電電流値
   を検出し、前記印加電圧に対応した基準電流値に基づい
   て前記モータのロックの判定を行うロック判定手段を備
   えたモータ制御装置において、前記モータへの通電電流
   を所定電流値に制限する電流制限手段を備えるとともに
   、前記ロック判定手段は、前記印加電圧が所定電圧以上
   の場合には前記基準電流値を前記所定電圧に対応した一
   定電流値とし、かつ該一定電流値は前記電流制限手段の
   所定電流値以下に設定されたことを特徴とするモータ制
   御装置。