JPH0678588A - 二速度直流電動機の制御回路及び制御方法 - Google Patents

二速度直流電動機の制御回路及び制御方法

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JPH0678588A
JPH0678588A JP5152274A JP15227493A JPH0678588A JP H0678588 A JPH0678588 A JP H0678588A JP 5152274 A JP5152274 A JP 5152274A JP 15227493 A JP15227493 A JP 15227493A JP H0678588 A JPH0678588 A JP H0678588A
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motor
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electric motor
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William L Hayden
レズリー ヘイデン ウイリアム
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Ford Motor Co
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    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S318/02—Windshield wiper controls

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電動機を負荷状態に応じて高速、低速運
転曲線どうしの交点でこれら曲線間にスイッチすること
により電動機失速、過熱及び断線を防止すると共に、最
も効率的な運転を利用するように自動制御する。 【構成】 制御スイッチ１０４は、直流電動機１０２の
低速度を選択の際は電力を第１スイッチ端子１０８に接
続し、高速度を選択の際は第２スイッチ端子１１０に接
続する。高速度が選択されているとき運転状態に応じて
電動機１０２の高速入力１１４と低速度入力１１２との
間をスイッチすることによって高速度における電動機の
失速を防止するために双安定バイメタル回路スイッチャ
１１６がこれらスイッチ端子と低速、高速入力との間に
接続される。スイッチャ１１６は、電流監視バイメタル
素子１２４，１２６とこれに応答する双安定スイッチ素
子１１８を含み、そのスイッチ動作を高速、低速運転曲
線どうしの交点で行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電動機の制御方法
及び装置に関し、特に、直流電動機の２つ以上の運転曲
線の好適部分に沿って運転するようにこの直流電動機を
制御し、これによって、この直流電動機の１つ以上の運
転曲線より低効率である運転曲線に沿って運転すること
に起因するこの直流電動機の失速を防止する方法及び装
置に関する。本発明は、一般に直流電動機に適用可能で
あるが、自動車の風防ワイパシステム内に使用される直
流電動機を参照して説明される。
【０００２】
【従来の技術】自動車の風防ワイパシステムにおいて、
風防ワイパの様々な速度は、多くの場合、そのワイパ直
流電動機内へ非効率性を誘導することによって達成され
る。誘導非効率性の１つの例は、電機子ブラシの最大効
率位置からの変位に伴い大きい変位ほどその結果高い速
度を生じることである。実質的な湿気がその風防ワイパ
上に連続的に蓄積しつつるあるときはその風防ガラスを
清掃するために高ワイパ速度が要求されるが、その湿気
蓄積が減少しているのに自動車の運転者はワイパ動作の
速度を低下させないことがよくある。
【０００３】また、その風防ガラス上の湿気が減少する
に連れて、例えば湿潤ワイピング負荷から湿り又は乾燥
ワイピング負荷へさえも移行するときに、この風防ワイ
パを駆動する直流電動機の負荷は劇的に増大する。湿潤
ワイピング負荷においては、その風防ガラス上の水分は
この風防ガラス上のそのワイパブレードのワイピングを
潤滑するように働く。湿り又は乾燥状態の場合は、この
水分の潤滑が減少しているか又はほとんど去っている。
【０００４】一括して考察すると、運転に気を取られ、
風防ガラスが湿潤状態から湿り又は乾燥状態へ移行する
に連れてそのワイパ速度を低下させることを忘れている
その自動車の運転者は、実質的に大きい負荷をその風防
ワイパ電動機に掛けると共に、他方この電動機を１つ以
上の利用可能運転曲線より実質的に低効率であるかもし
れない運転曲線に沿って運転している。このような状態
の下でこの風防ワイパ電動機を連続的に運転すると、も
し他に保護が施されないならば、電動機失速、過熱、及
び断線を招くおそれがある。
【０００５】これらの問題を克服しかつ風防ワイパ電動
機を保護するために、先行技術においていくつかの自動
又は自己作動構成が提案されている。このような構成
は、次を含む： 加熱の際に風防ワイパ電動機を周期的
に停止させる温度センサ断続器、過熱又は失速のとき電
動機を除勢する回路、この電動機の過負荷の際に連続速
度から断続運転にスイッチしかつこの電動機の過熱又は
破壊を防止するために中断周期を調節する回路、及びそ
の風防ガラス上の湿気を検出しかつ検出した湿気に応じ
て風防ワイパ電動機の速度を変化させる回路。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの先行技術の構
成は電動機の過熱及び断線を防止する上で助援するが、
その電動機の運転効率をその正規運転範囲の全体にわた
って充分に利用することによって過負荷中に電動機運転
を向上させる構成に対する必要性が残されている。好適
には、このような構成は、命令された運転と現存してい
る電動機状態に従って最も効率的な利用可能な運転を利
用するので、この電動機をその２つ以上の運転曲線の好
適部分に沿って運転すると云うように、電動機の運転を
制御する自動又は自己作動的なものであろう。さらに、
２つ以上の運転曲線の間のスイッチングは、その電動機
の使用者に実質的に観察不能又は不透明であろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この必要性は、直流電動
機を電動機負荷状態及び運転状態に応答して高速運転曲
線と低速運転曲線との間に偏移させる本発明の方法と装
置によって達成される。その広い態様において、本発明
の方法及び装置は、スイッチングを、好適には、その電
動機の速度対トルク曲線どうしのほぼ交点において行う
ことで以てその直流電動機に対して規定された２つ以上
の運転曲線の間でスイッチする。
【０００８】二速度直流電動機の場合は、高速制御セッ
ティングに対する速度対トルク曲線と低速制御セッティ
ングに対する速度対トルク曲線は、これら両曲線上の電
動機速度とトルクとが運転上同じである点において交差
する。しかしながら、これら２つの速度対トルク曲線の
この交点において、低速運転曲線上の運転に対する電動
機電流に比較して高速運転曲線上の運転に対する電動機
電流が実質的に高い。この電流差は、この高速運転曲線
又は低速運転曲線がその電動機に非効率性を誘導する結
果であると云う事実に起因する。高電動機負荷の場合に
この高速運転曲線又は低速運転曲線に沿って連続運転す
ると、電動機失速、及び断線さえも招くおそれがある。
【０００９】本発明によれば、２つの電動機運転曲線の
交点において又はその近旁において、高速運転曲線又は
一層高い高速速運転曲線から、一層高い効率運転曲線で
ある低速運転曲線又は一層低い低速運転曲線へと運転が
スイッチされるので、電動機電流がほぼ同じ電動機速度
及びトルクに対して直ちに減少させられる。もしその電
動機がその高速又は一層高速な運転曲線に沿い再び運転
することがあり得るならば、その交点において又はその
近旁においてスイッチバックが行われる。このようなこ
とは、例えば、乾燥風防ガラス上で動作している風防ワ
イパが再び雨に合うな場合であろう。
【００１０】もし３つ以上の運転曲線が直流電動機に与
えられるならば、スイッチは１つの曲線から近旁の曲線
へ行われる。３つ以上の運転曲線の場合、スイッチ動作
は最低効率の現行選択曲線から次に低効率の曲線へ、以
下同様にして、この直流電動機に対してセットしている
選択速度に関係なくこの電動機の運転がこの電動機に対
する最高効率運転曲線に沿うようになるまで、逐次進行
する。スイッチバックは、また、その電動機内のエネル
ギー消散が低下する際、負荷が低下する際、等々にも、
実施される。好適には、２つの運転曲線の間の振動又は
ハンチングを防止するため或るレベルのヒステリシスが
提供される。
【００１１】本発明の１態様によれば、直流電動機を運
転する制御回路は、その電動機の運転に当たって少なく
とも第１速度とこの第１速度より高い第２速度との間か
ら選択するスイッチ手段を含む。このスイッチ手段は、
この第１速度を選択する場合は電力を第１端子に接続
し、第２速度を選択する場合は電力を第２端子に接続す
る。この第２速度がこのスイッチ手段によって選択され
ているとき電動機運転状態に応じてこの電動機の第２速
度入力と第１速度入力との間をスイッチすることによっ
てこの第２速度におけるこの電動機の失速を防止するた
めに、制御手段がこの第１端子と第２端子と少なくとも
第１速度入力と第２速度入力との間に接続される。
【００１２】本発明の他の態様によれば、二速度直流電
動機を運転する制御回路は、この二速度直流電動機の運
転に当たって零速度又は電動機停止と低速度と高速度と
の間から選択するスイッチ手段を含む。このスイッチ手
段は、この低速度を選択する場合は電力を第１端子に接
続し、この高速度を選択する場合は電力を第２端子に接
続する。この高速度がこのスイッチ手段によって選択さ
れているときこの電動機の運転状態に応じてこの電動機
の高速入力と低速入力との間をスイッチすることによっ
てこの高速度におけるこの電動機の失速を防止するため
に、制御手段がこの第１端子と第２端子と低速入力と高
速入力との間に接続される。電動機電流、速度、又はト
ルクに応答してスイッチ動作を制御することができる。
スイッチ動作が電流に応答しているとき、この電流が通
過するバイメタル素子を使用してこの電流を監視するこ
とができる。
【００１３】本発明のさらに他の態様によれば、互いに
異なる運転効率を有しかつその直流電動機の運転範囲内
で互いに交差する２つ以上の運転曲線の１つに沿い運転
可能のこの直流電動機の制御方法は、次のステップを含
む： この電動機が選択運転曲線に相当する所望運転特
性に従って運転されるように少なくとも他の１つより低
効率であるその運転曲線を選択するステップ、この直流
電動機の少なくとも１つの運転特性を監視するステッ
プ、この選択運転曲線とこの少なくとも１つの他の運転
曲線との交点にほぼ相当するこの少なくとも１つの監視
運転特性の値とこの少なくとも１つの監視運転特性とを
比較するステップ、及びこの比較するステップに応答し
てこの選択運転曲線とこの少なくとも１つの他の運転曲
線との間をスイッチするステップ。この少なくとも１つ
の運転特性を監視するステップはこの直流電動機内を流
れる電流を監視するステップ、及びこの直流電動機によ
って送出されるトルクを監視するステップ又はこの直流
電動機の速度を監視するステップを含む。
【００１４】したがって、本発明の特徴は、電動機運転
状態に応答して高速度から低速度に偏移することによっ
て直流電動機を制御する方法及び装置を提供すること、
電動機の運転状態に応答して直流電動機に対して規定さ
れた２つ以上の運転曲線の間をスイッチすることによっ
てこの直流電動機を制御する方法及び装置を提供するこ
と、及びスイッチを好適には運転曲線どうしのほぼ交点
において行うことで以てこの直流電動機の運転状態に応
答してこの直流電動機に対して規定された２つ以上の運
転曲線の間でスイッチすることによってこの直流電動機
を制御する方法及び装置を提供することにある。
【００１５】本発明のさらに他の特徴及び利点は次の説
明、付図、及び添付の特許請求の範囲から明白である。
【００１６】
【実施例】図１は二速度直流電動機を制御する本発明の
実施例の制御回路の概略回路図であり、図２は三速度直
流電動機を制御する本発明の実施例の制御回路の概略回
路図であり、図３は二速度直流電動機を制御する本発明
の代替実施例の制御回路の概略回路図であり、図４は本
発明によって運転されるときの二速度直流電動機の速
度、トルク、及び電流の間の関係を示すこの二速度直流
電動機の運転曲線のグラフ図であり、図５は本発明によ
って運転されるときの三速度直流電動機の速度、トル
ク、及び電流の間の関係を示すこの三速度直流電動機の
運転曲線のグラフ図である。
【００１７】いま、これらの付図を参照すると、図１及
び図３は、二速度直流電動機を制御する本発明により動
作する装置の実施例及び代替実施例を概略的に示す。本
発明は、一般に、直流電動機に適用可能であるが、本発
明を、これが特に適用可能の自動車の風防ワイパシステ
ム内に使用される直流電動機を参照して、説明する。
【００１８】自動車の風防ワイパシステムにおいて、風
防ワイパの様々な速度は、多くの場合、そのワイパ直流
電動機内へ非効率性を誘導することによって達成され
る。誘導非効率性の１つの例は、電機子ブラシの最大効
率位置からの変位に伴い大きい変位ほどその結果高い速
度を生じることである。図１及び図２に示されているよ
うに、ワイパ二速度直流電動機１０２は三位置ワイパ制
御スイッチ１０４を含むスイッチ手段によって制御され
る。
【００１９】スイッチ１０４は３つの位置を規定し、こ
れらの位置は次を選択する： 零速度又は電動機停止位
置、低（ＬＯ）速位置、及び高（ＨＩ）速位置。この電
動機停止位置は開放スイッチ端子１０６に相当し、低速
位置は第１スイッチ端子１０８に相当し、及び高速位置
は第２スイッチ端子１１０に相当する。第１スイッチ端
子１０８又は低速端子と第２スイッチ端子１１０又は高
速端子は、高速度における電動機１０２の失速を防止す
るために、制御手段を通して電動機１０２の低速入力１
１２と高速入力１１４に接続されている。図１に示され
た実施例において、この制御手段は、双安定バイメタル
回路スイッチャ１１６を含む。
【００２０】双安定バイメタル回路スイチャ１１６は双
安定スイッチ素子１１８を含み、このスイッチ素子は第
１電気接点１２０又は第２電気接点１２２のいずれかに
対して安定に座着する。第１電気接点１２０は第１電流
監視バイメタル素子１２４に固定され、第２電気接点１
２２は第２電流監視バイメタル素子１２６に固定されて
いる。スイッチ１０４が図１に示されているように第２
スイッチ端子１１０を経由して電動機１０２の高速運転
を選択すようにセットされているとき、電力＋Ｖは第２
スイッチ端子１１０、双安定スイッチ素子１１８、第１
電気接点１２０、及び第１電流監視バイメタル素子１２
４を通して電動機１０２の高速入力１１４に接続され
る。
【００２１】スイッチ１０４のこの位置に対して、電動
機１０２は、図４に示された高速運転曲線１２８及びこ
れに相当する電流曲線１３０に沿うその高速度において
運転される。電動機１０２上の負荷がトルクＴ1 以下で
ある限り、たとえ高速運転曲線１２８が低速運転曲線１
３２及びこれに相当する電流曲線１３４ほど効率的でな
くても高速運転曲線１２８の一層高速な上側部分に沿う
運転は電動機１０２を過負荷に持たらすことはない。低
トルクの要件は湿潤風防ガラスに関連し、他方、高トル
クはこの風防ガラスが湿りになり、最終的に乾燥するよ
うになるに従い要求される。Ｔ1 より上のトルク要件に
おいては、電動機過負荷及び潜在的断線の危険がある。
【００２２】したがって、約Ｓ1 の速度及び約点１３６
の電流に相当する約Ｔ1 のトルクレベルにおいて、電動
機１０２の運転は高速運転曲線１２８に沿う運転から低
速運転曲線１３２に沿う運転へスイッチされる。この運
転点においてその速度とトルクは２つの曲線１２８及び
１３２に対して同じであるから、このスイッチオーバー
は電動機１０２の運転者にとって実質的に透明である
が、しかし電動機電流は電流曲線１３０上の点１３６の
電流レベルから電流曲線１３４上の点１３８の電流レベ
ルへ実質的に減少させられる。
【００２３】スイッチオーバーは、双安定スイッチ素子
１１８を第１電気接点１２０との係合から第２電気接点
１２２との係合へ運動させる第１電流監視バイメタル素
子１２４の変形又は運動に起因する双安定スイッチ素子
１１８の動作によって、遂行される。このスイッチオー
バーに先立って第２電流監視バイメタル素子１２６を通
して電流は導通されないので、第２電流監視バイメタル
素子１２６は、高速入力１２４と接地電位との間の抵抗
器１４２に直列に接続されている加熱器１４０によっ
て、スイッチオーバー後の適正な動作のために加熱又は
事前状態調節される。低速運転曲線１３２に沿う運転中
の過負荷及び断線から電動機１０２を保護するために、
接点停止１４４は双安定スイッチ素子１１８に係合し
て、第２電流監視バイメタル素子１２６に電動機１０２
の低速入力１１２への回路を開かせる。
【００２４】スイッチ１０４が図１に示されているよう
に第１スイッチ端子１０８を経由して電動機１０２の低
速運転を選択するようにセットされると、電力＋Ｖはバ
イメタル電動機保護素子１４６を通して電動機１０２の
低速入力１１２に接続され、保護素子１４６は接点停止
１４４によって提供される保護と異なる保護電流にセッ
トされることができ及び／又は接点停止１４４の除去を
許すことができる。スイッチ１０４のこの位置におい
て、電動機１０２は図４に示された低速運転曲線１３２
及びこれに相当する電流曲線１３４に沿って低速度で運
転される。
【００２５】同様に、三速度直流電動機１４８が図２に
示され、かつ四位置ワイパ制御スイッチ１５０を含むス
イッチ手段によって制御される。スイッチ１５０は４つ
の位置を規定し、これらの位置は次を選択する： 零速
度又は電動機停止位置、低（ＬＯ）速位置、中（ＭＩ
Ｄ）速位置、及び高（ＨＩ）速位置。この電動機停止位
置は開放スイッチ端子１５２に相当し、低速位置は第１
スイッチ端子１５４に相当し、中速位置は第２スイッチ
端子１５６に相当し、及び高速位置は第３スイッチ端子
１５８に相当する。第１スイッチ端子１５４又は低速端
子、第２スイッチ端子１５６又は中速端子、及び第３ス
イッチ端子１５８又は高速端子は、高速度又は中速度に
おける電動機１４８の失速を防止するために、制御手段
を通して電動機１４８の低速入力１６０、中速入力１６
２、及び高速入力１６４に接続されている。図２に示さ
れた実施例において、この制御手段は、第１双安定バイ
メタル回路スイッチャ１６６及び第２双安定バイメタル
回路スイッチャ１６８を含む。
【００２６】双安定バイメタル回路スイチャ１６６は双
安定スイッチ素子１７０を含み、このスイッチ素子は第
１電気接点１７２又は第２電気接点１７４のいずれかに
対して安定に座着する。第１電気接点１７２は第１電流
監視バイメタル素子１７６に固定され、第２電気接点１
７４は第２電流監視バイメタル素子１７８に固定されて
いる。スイッチ１５０が図２に示されているように第３
スイッチ端子１５８を経由して電動機１４８の高速運転
を選択すようにセットされるとき、電力＋Ｖは第３スイ
ッチ端子１５８、双安定スイッチ素子１７０、第１電気
接点１７２、及び第１電流監視バイメタル素子１７６を
通して電動機１４８の高速入力１６４に接続される。
【００２７】スイッチ１５０のこの位置に対して、電動
機１４８は、図５に示された高速運転曲線１８０及びこ
れに相当する電流曲線１８２に沿うその高速度において
運転される。電動機１４８上の負荷がトルクＴ1 以下で
ある限り、たとえ高速運転曲線１８０が中速運転曲線１
８４とこれに相当する電流曲線１８６、及び低速運転曲
線１８８とこれに相当する電流曲線１９０ほど効率的で
なくても高速運転曲線１８０の一層高速度な上側部分に
沿う運転は電動機１４８を過負荷に持たらすことはな
い。低トルクの要件は湿潤風防ガラスに関連し、他方、
高トルクはこの風防ガラスが湿りになり、最終的に乾燥
するになるに従い要求される。Ｔ1 より上のトルク要件
においては、電動機過負荷及び潜在的断線の危険があ
る。
【００２８】したがって、約Ｓ1 の速度及び約点１９２
の電流に相当する約Ｔ1 のトルクレベルにおいて、電動
機１４８の運転は高速運転曲線１８０に沿う運転から中
速運転曲線１８４に沿う運転へスイッチされる。この運
転点においてその速度とトルクは２つの曲線１８０及び
１８４に対して同じであるから、このスイッチオーバー
は電動機１４８を含む自動車の運転者にとって実質的に
透明であるが、しかし電動機電流は電流曲線１８２上の
点１９２の電流レベルから電流曲線１８６上の点１９４
の電流レベルへ実質的に減少させられる。
【００２９】スイッチオーバーは、双安定スイッチ素子
１７０を第１電気接点１７２との係合から第２電気接点
１７４との係合へ運動させる第１電流監視バイメタル素
子１７６の変形又は運動に起因する双安定スイッチ素子
１７０の動作によって、遂行される。このスイッチオー
バーに先立って第２電流監視バイメタル素子１７８を通
して電流は導通されないので、第２電流監視バイメタル
素子１７８は、高速入力１５８と接地電位との間の抵抗
器１９８に直列に接続されている加熱器１９６によっ
て、スイッチオーバー後の適正な動作のために加熱又は
事前状態調節される。
【００３０】第２双安定バイメタル回路スイッチャ１６
８は、スイッチャ１１６及び１６８と実質的に同じよう
に動作して、電動機１４８の運転を中速運転曲線１８４
から低速運転曲線１８８へスイッチオーバーする。スイ
ッチオーバーは、図５に示されているように約Ｓ2 の速
度に相当する約Ｔ2 のトルクレベルにおいて遂行され、
この結果、電流点１９９の電流から点２０１の電流へ実
質的に減少する。スイチャ１６８は双安定スイッチ素子
２００を含み、このスイッチ素子は第１電気接点２０２
又は第２電気接点２０４のいずれかに対して安定に座着
する。第１電気接点２０２は第１電流監視バイメタル素
子２０６に固定され、第２電気接点２０４は第２電流監
視バイメタル素子２０８に固定されている。加熱器２０
９及びこれに関連する抵抗器２１１が、また、配設され
る。
【００３１】低速運転曲線１８８に沿う運転中の過負荷
及び断線から電動機１４８を保護するために、接点停止
２１０は双安定スイッチ素子２００に係合して、第２電
流監視バイメタル素子２０８に電動機１４８の低速入力
１６０への回路を開かせる。バイメタル電動機保護素子
１４６は接点停止２１０によって提供される保護と異な
る保護電流にセットされることができ及び／又は接点停
止２１０の除去を許すことができる。４つ以上の運転曲
線を有する直流電動機の運転に対する本発明の同様の拡
張は、この技術の分野の習熟者に明白なように、追加の
双安定バイメタル回路スイッチャを縦続配置することに
よって遂行される。
【００３２】二速度ワイパ電動機１０２を制御するため
に本発明によって動作可能の装置の代替実施例が、図３
に示されている。この実施例によれば、電流又はトルク
監視デバイス２２０が、電動機１０２の出力軸に結合さ
れて電動機１０２の速度又はこの電動機のトルク負荷を
表示する信号を発生する。種々の電流及びトルク監視装
置が市販されており、かつそれらの構造は本発明に重要
ではないので、これらの装置をここでさらに詳しく説明
しない。いずれにしても、電流又はトルク監視デバイス
２２０からの信号は演算増幅器２２２によって積分さ
れ、その結果、電動機１０２の速度又は電動機１０２上
のトルク負荷に比例する電圧レベルを有する出力信号を
生じる。
【００３３】演算増幅器２２２からのこの出力信号は比
較回路２２４に送られ、この比較回路は図３に示された
実施例において１対の並列接続ダイオードの形をとる制
限回路２２６を含み、この制限回路は比較回路２２４の
動作に対してヒステリシスを提供する。演算増幅器２２
２からの出力信号は、ポテンショメータ２２８によって
選択された基準電圧ＶREF の部分と比較される。基準電
圧ＶREF のこの部分は、高速運転曲線１２８に沿う運転
から低速運転曲線１３２に沿う運転へのスイッチオーバ
ーに対する所望電動機運転点に相当するように選択され
る。先に説明されたように、このスイッチオーバー点
は、図４に図解されているように、速度Ｓ 1 又はトルク
Ｔ1 によって規定される。
【００３４】ほぼこのスイッチオーバー点において、リ
レー２３０が動作させられ、Ｓ1 より下の速度又はトル
クＴ1 より上のトルクに対する低速運転曲線１３２に沿
って電動機１０２を運転する。制限回路２２６によって
提供されるヒステリシスは設計速度又はトルクにおいて
スイッチオーバーからの小い偏向を精確に生じるが、し
かしながら、このヒシテリシスはこのスイッチオーバー
点の回りのワイパ電動機１０２のハンチング又は振動を
防止する。
【００３５】このように、本発明の方法及び装置は詳細
にかつその好適実施例を参照して説明されたが、添付の
特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱する
ことなく数々の変更及び変形態様が可能であることは、
明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】二速度直流電動機を制御する本発明の実施例の
制御回路の概略回路図。
【図２】三速度直流電動機を制御する本発明の実施例の
制御回路の概略回路図。
【図３】二速度直流電動機を制御する本発明の代替実施
例の制御回路の概略回路図。
【図４】本発明によって運転させられるときの二速度直
流電動機の速度、トルク、及び電流の間の関係を示すこ
の二速度直流電動機の運転曲線のグラフ図。
【図５】本発明によって運転させられるときの三速度直
流電動機の速度、トルク、及び電流の間の関係を示すこ
の三速度直流電動機の運転曲線のグラフ図。
【符号の説明】
１０２ 二速度直流電動機 １０４ 三位置ワイパ制御スイッチ １０６ 開放スイッチ端子 １０８ 第１スイッチ端子 １１０ 第２スイッチ端子 １１２ 低速入力 １１４ 高速入力 １１６ 双安定バイメタル回路スイッチャ １１８ 双安定スイッチ素子 １２４ 第１電流監視バイメタル素子 １２６ 第２電流監視バイメタル素子 １４４ 加熱器 １４６ バイメタル電動機保護素子 １４８ 三速度直流電動機 １５０ 四位置ワイパ制御スイッチ １５２ 開放スイッチ端子 １５４ 第１スイッチ端子 １５６ 第２スイッチ端子 １５８ 第３スイッチ端子 １６０ 低速入力 １６２ 中速入力 １６４ 高速入力 １６６ 第１双安定バイメタル回路スイッチャ １６８ 第２双安定バイメタル回路スイッチャ １７０ 双安定スイッチ素子 １７６ 第１電流監視バイメタル素子 １７８ 第２電流監視バイメタル素子 ２００ 双安定スイッチ素子 ２０６ 第１電流監視バイメタル素子 ２０８ 第２電流監視バイメタル素子 ２０９ 加熱器 ２２０ 電流又はトルク監視デバイス ２２２ 演算増幅器 ２２４ 比較回路

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二速度直流電動機を運転する制御回路で
    あって、 前記二速度直流電動機の運転に当たって零速度又は電動
    機停止と低速度と高速度との中から選択するスイッチ手
    段であって、前記低速度を選択する場合は電力を第１端
    子に接続し、前記高速度を選択する場合は電力を第２端
    子に接続する前記スイッチ手段と、 前記高速度が前記スイッチ手段によって選択されている
    とき前記電動機の運転状態に応じて前記電動機の高速入
    力と低速入力との間をスイッチすることによって前記高
    速度における前記電動機の失速を防止するために、前記
    第１端子と前記第２端子と前記低速入力と前記高速入力
    との間に接続された制御手段とを含む制御回路。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の制御回路において、前記
    制御手段は前記高速が選択されているとき前記電動機に
    流れる電流を監視しかつ前記電動機に流れる電流に応じ
    て前記高速度と前記低速度との間で前記電動機をスイッ
    チする双安定バイメタル回路スイッチャを含む、制御回
    路。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の制御回路において、前記
    双安定バイメタル回路スイッチャは低速運転の場合の速
    度及びトルクと高速運転の場合の速度及びトルクとが、
    それぞれ、互いに等しい前記二速度電動機の運転点にほ
    ぼ相当する電流レベルにおいて前記低速度と前記高速度
    との間でスイッチ動作を遂行する、制御回路。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の制御回路であって、第１
    加熱素子をさらに含み、前記第１加熱素子は前記高速入
    力が活性化されているとき動作させられる、制御回路。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の制御回路において、前記
    制御手段は、 前記第２端子を前記電動機の前記高速入力と前記低速入
    力とに選択的に接続するリレー手段と、 前記電動機の運転速度に応じて前記リレー手段を動作さ
    せるコントローラ手段とを含む、制御回路。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の制御回路において、前記
    コントローラ手段は、 前記電動機の運転速度を監視しかつ前記運転速度を表示
    する速度信号を発生する速度監視手段と、 １つの電動機速度であって該速度より上ならば前記第２
    端子が前記高速入力に接続されかつ該速度より下ならば
    前記低速端子が前記第２速度に接続される前記１つの電
    動機速度を表示するスイッチ点信号と、前記速度信号を
    比較するために、前記リレーに接続された比較手段とを
    含む、制御回路。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の制御回路において、前記
    比較手段は前記電動機の運転速度が前記スイッチ点より
    下へ第１好適ヒステリシス値だけ降下する際に前記第２
    端子が前記高速入力に接続され、かつ前記電動機の運転
    速度が前記スイッチ点を第２好適ヒステリシス値だけ超
    える際に前記低速入力に接続された後の前記第２端子が
    前記高速入力に再接続されるようにヒステリシスを含
    む、制御回路。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の制御回路において、前記
    第１好適ヒステリシス値は前記第２好適ヒステリシス値
    に等しい、制御回路。
  9. 【請求項９】 直流電動機を運転する制御回路であっ
    て、 前記直流電動機の運転に当たって少なくとも第１速度と
    前記第１速度より高い第２速度との間から選択するスイ
    ッチ手段であって、前記第１速度を選択する場合は電力
    を第１端子に接続し、前記第２速度を選択する場合は電
    力を第２端子に接続する前記スイッチ手段と、 前記第２速度が前記スイッチ手段によって選択されてい
    るとき前記電動機の運転状態に応じて前記電動機の第２
    速度入力と第１速度入力との間をスイッチすることによ
    って前記第２速度における前記電動機の失速を防止する
    ために、前記第１端子と前記第２端子と少なくとも前記
    第１速度入力と前記第２速度入力との間に接続された制
    御手段とを含む制御回路。
  10. 【請求項１０】 直流電動機を運転する制御回路であっ
    て、 前記直流電動機の運転に当たって少なくとも第１速度と
    前記第１速度より高い第２速度と前記第２速度より高い
    第３速度との中から選択するスイッチ手段であって、前
    記第１速度を選択する場合は電力を第１端子に接続し、
    前記第２速度を選択する場合は電力を第２端子に接続
    し、前記第３速度を選択する場合は電力を第３端子に接
    続する前記スイッチ手段と、 前記第２速度が前記スイッチ手段によって選択されてい
    るとき前記電動機の運転状態に応じて前記電動機の第２
    速度入力と第１速度入力との間をスイッチすることによ
    って前記第２速度における前記電動機の失速を防止する
    ために、かつ前記第３速度が前記スイッチ手段によって
    選択されているとき前記電動機の第３速度入力と前記第
    ２速度入力と前記第１速度入力との間をスイッチするた
    めに、前記第１端子と前記第２端子と前記第３端子と少
    なくとも前記第２速度入力と前記第３速度入力との間に
    接続された制御手段とを含む制御回路。
  11. 【請求項１１】 互いに異なる運転効率を有しかつ直流
    電動機の運転範囲内で互いに交差する２つ以上の運転曲
    線の１つに沿い運転可能の前記直流電動機の制御方法で
    あって、 前記電動機が選択運転曲線に相当する所望運転特性に従
    って運転されるように少なくとも１つの他の運転曲線よ
    り低効率である運転曲線を選択するステップと、 前記電動機の少なくとも１つの運転特性を監視するステ
    ップと、 前記選択運転曲線と前記少なくとも１つの他の運転曲線
    との交点にほぼ相当する前記少なくとも１つの監視運転
    特性の値と前記少なくとも１つの監視運転特性とを比較
    するステップと、 前記比較するステップに応答して前記選択運転曲線と前
    記少なくとも１つの他の運転曲線との間をスイッチする
    ステップとを含む制御方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の制御方法において、
    前記少なくとも１つの運転特性を監視するステップは前
    記直流電動機内を流れる電流を監視するステップを含
    む、制御方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の制御方法において、
    前記少なくとも１つの監視運転特性の値と前記少なくと
    も１つの監視運転特性とを比較するステップと前記選択
    運転曲線と前記少なくとも１つの他の運転曲線との間を
    スイッチするステップとは、 前記選択運転曲線と前記少なくとも１つの他の運転曲線
    との間をスイッチするのに適合したバイメタル素子を通
    して運転電動機電流を通過させるステップと、 前記選択運転曲線と前記少なくとも１つの他の運転曲線
    との交点にほぼ相当する電流において前記選択運転曲線
    と前記少なくとも１つの他の運転曲線との間をスイッチ
    するように前記バイメタル素子をセットするステップと
    を含む、制御方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１１記載の制御方法において、
    前記少なくとも１つの運転特性を監視するステップは前
    記直流電動機によって送出されるトルクを監視するステ
    ップを含む、制御方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１１記載の制御方法において、
    前記少なくとも１つの運転特性を監視するステップは前
    記直流電動機の速度を監視するステップを含む、制御方
    法。
JP5152274A 1992-06-24 1993-06-23 二速度直流電動機の制御回路及び制御方法 Pending JPH0678588A (ja)

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