JPH073334Y2 - モータの回転停止判定回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は例えば自動車のウインドウを昇降させるモータ
が回転しているか、停止しているかを判定するモータの
回転停止判定回路に関する。

［従来の技術］ 第３図は、例えば実願平1-148271号に示されている従来
の車載用パワーウインドウ昇降制御回路を示す回路であ
る。

図において、10は例えばウインドウ昇降用のスイッチ、
12は例えばウインドウ下降用のスイッチである。スイッ
チ10、12は一体型のスイッチであり、昇降用のモータ14
に接続されている。

16は電流センサとしての抵抗で、電源18から見てモータ
14の下流側に接続されており、モータ14に流れる電流に
対して起電出力する。この起電出力、すなわち抵抗16の
端子電圧は、比較器20の反転入力端子（以下、−端子と
いう）、及び比較器22の非反転入力端子（以下、＋端子
という）の各々に印加される。ここで、比較器20は前記
端子電圧の上限監視用として設けられており、比較器22
は同端子電圧の下限監視用（モータの回転停止判定用）
として設けられている。

比較器20,22の出力は、比較器24の＋端子に入力され
る。比較器24は、その出力によってトランジスタ26をON
/OFF制御する。トランジスタ26がONすることによりソレ
ノイド28が励磁され、スイッチ10または12のON動作（電
源18への接続状態）が保持される。なお、このようなス
イッチ保持（及び解除）回路30への電源は、電源供給用
ダイオード回路32を介して供給されている。

上記回路において、モータの回転停止判定は、比較器22
によって行われる。比較器22は、スイッチ10または12が
保持された通常動作時、＋端子に印加される抵抗16の端
子電圧が、−端子に印加される基準電圧よりも高く設定
されている。このような状態でスイッチ10,12の両方
が電源18側に接続されたとき、あるいはモータ14に内
蔵された加熱防止スイッチ（例えばバイメタル）が働い
たとき、通電ラインが遮断されてモータは停止する。そ
の結果、比較器22の入力端子電位は逆転し＋端子電圧＜
−端子電圧となり、比較器22の出力はHiからLoになる。
このLo出力によりコンデンサC₁の電荷が放電されて比較
器24の＋端子電圧が低下し、比較器24において＋端子電
圧＜−端子電圧となる。従って、トランジスタ26がOFF
になり、ソレノイド28の励磁が解除されて、スイッチ10
または12のON動作は解除される。

ところで、上記のような昇降制御回路にあっては、ウイ
ンドウを持ち上げる（閉じる）場合よりも、降ろす（開
ける）場合のほうが、モータ14にかかる負荷が軽くな
る。そして、モータ14の負荷が軽くなった場合には、モ
ータ14に流れる電流が少なくなる。

このようなモータ14の負荷変動に対処するため、従来は
比較器22の−端子に印加される基準電圧を、軽負荷時に
最小となる抵抗16の端子電圧よりも小さく設定してい
た。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、上記のようなモータ14の下流側に接続した抵
抗16の電圧降下分（端子電圧）を、基準電圧と比較する
従来技術にあっては、次のような問題がある。

まず、抵抗16の抵抗値が小さい場合には、比較器22の＋
端子における電流／電圧の変化は、第４図中Ａで示すよ
うに、比較的傾きが大きい特性を示す。このようなモー
タ回路において、例えばモータ14の負荷が低下して電流
がI₁まで下がると、比較器22の＋端子に印加される電圧
はV_Aとなり、基準電圧V_Rとの差が小さくなってしまう。
このため、そのわずかな差を確実に比較できる高精度の
比較器が必要となり、回路のコストアップにつながる。

また、回路設計時の予測以上に電流値I₁が小さくなり、
比較器22の＋端子電圧が基準電圧よりも小さくなってし
まった場合には、比較器22は回路遮断と判断し、ウイン
ドウ昇降動作途中であってもモータ14がを停止させてし
まう虞があった。

なお、比較器22の＋端子における電圧変動は、電源18で
あるバッテリ自体の電圧変動、あるいはウインドウ昇降
動作時の摺動負荷変動等によっても発生する。

次に、抵抗16の抵抗値が大きい場合には、比較器16の＋
端子における電流／電圧の変化は、第４図中Ｂで示すよ
うに、比較的傾きが小さい特性を示す。このようなモー
タ回路においては、電流I₁まで下がっても電圧はV_Bであ
り、基準電圧V_Rとの差が大きいので上記のような問題は
ない。しかし、抵抗16の抵抗値が大きいと、抵抗16で消
費するエネルギーが大きくなり、モータ回路としては望
ましくない。

考案の目的 本考案は上記のような従来技術の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、負荷変動に対して誤
動作することがなく、確実に通電ライン遮断によるモー
タ停止を判定することができるモータの回転停止判定回
路を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案に係るモータの回転
停止判定回路は、直流モータへの通電ライン上に設けら
れ、順方向に所定値以上の電圧が印加されるまでオフ抵
抗特性を有するダイオードと、このダイオードに並列に
接続され、ダイオードの電圧降下分を起電出力するダイ
オード電圧検知用抵抗と、このダイオード電圧検知用抵
抗の起電出力を、前記ダイオードがオフ抵抗特性を示す
電圧値に設定された基準電圧と比較し、起電出力の有無
を判定する比較器と、を含み、起電出力の有無判定に対
応させて前記モータの回転、停止を判定することを特徴
とする。

［作用］ 上記構成を有する本考案のモータの回転停止判定回路に
おいては、オフ抵抗特性を有するダイオードにより、モ
ータ回転時には所定値以上の電圧が発生され、通電ライ
ン遮断によるモータ停止時には電流が一切流れなくなる
ため電圧は０になる。比較器の基準電圧は、ダイオード
に電流が流れ始める所定電圧値以下で０までの値に設定
される。従って、基準電圧に対して、モータ回転時には
必ず大きな電圧が、またモータ停止時には必ず小さな電
圧が、ダイオード電圧検知用抵抗から起電出力される。
この結果、比較器は上記起電出力と基準電圧を比較する
ことにより、起電出力の有無を判定することができ、こ
の起電出力の有無判定に対応させてモータの回転、停止
を判定することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例について説
明する。

第１図は本考案の一実施例に係るモータの回転停止検出
回路を適用したパワーウインドウ昇降制御回路を示す回
路図である。なお、第３図と同一または相当部分には同
じ符号を付し説明は省略する。

第１図において、40は本考案の第１の特徴的構成要素で
あるダイオードで、直流モータ（以下、モータという）
14への通電ライン上の、例えばモータ14と抵抗16との間
に設けられている。このダイオード40は、第２図の電流
／電圧特性Ｃに示すように、順方向にV_X以上の電圧が印
加されなければ電流が流れないオフ抵抗特性を有する。
従って、電流が流れてモータ14が回転しているとき、ダ
イオード40の単独の端子電圧は必ずV_X以上となる。な
お、V_Xは数100mV程度である。また、第２図中の特性A,B
は第４図と同じものである。

42は本考案の第２の特徴的構成要素であるダイオード電
圧検知用抵抗（以下、検知用抵抗という）で、ダイオー
ド40に並列に接続され、ダイオード40の電圧降下分（端
子電圧）を起電出力する。すなわち、検知用抵抗42の両
端電圧は、第２図の電流／電圧特性Ｃに示す電圧値が出
力される。

44は本考案の第３の特徴的構成要素である比較器で、そ
の＋端子には検知用抵抗42から起電出力されるダイオー
ド40の端子電圧が印加される。比較器44の−端子には、
分圧抵抗46,48により設定された基準電圧V_Rが印加され
る。基準電圧V_Rは、第２図に示すように、ダイオード40
がオフ抵抗特性を示す０〜V_Xまでの電圧値に設定され
る。

比較器44は、従来例で説明した比較器22と同様に、モー
タ14の回転停止判定を行う。すなわち、比較器44の＋端
子には、モータ14が回転し通電ラインに電流が流れる
と、V_X以上の電圧が印加される。一方、通電ラインが遮
断されることによりモータ14が停止すると、電流は０に
なり比較器44の＋端子電圧は０になる。従って、比較器
44の比較判定により、検知用抵抗42の起電出力有りと、
起電出力無しの判定が可能となる。この結果、比較器44
による起電出力の有無判定に対応させて、モータ14の回
転・停止を判定することが可能になる。

上記のような比較判定は、第２図に示すように、V_XとV_R
との差を比較的大きく設定できるため、ある程度精度の
低い比較器を用いても可能である。従って、コストダウ
ンが可能になる。

また、電流の変化に対して電圧の変化が小さいため、エ
ネルギーの損失がそれほど大きくはならない。従って、
消費電力を抑えることができる。

さらに、本考案の場合、電流が流れている限り、すなわ
ち通電ラインが遮断されない限り、＋端子にかかる電圧
はV_Xより小さくならない。このため、基準電圧V_RをV_Xよ
も小さく設定しておけば、回路設計予測以上に電流が小
さくなっても誤った停止判定によりソレノイド28が解除
されることがなく、意に反してモータ14が止ってしまう
ということはなくなる。

以下、第１図の作動を追いながら本考案の作動を説明す
る。

［１］モータ通常運転 まず、上昇用のスイッチ10をａ側に倒し電源18に接続す
ると、モータ14への電流供給がなされる。すなわち、そ
の通電ラインは、電源18→スイッチ10→モータ14→スイ
ッチ12→ダイオード40（検知用抵抗42）→抵抗16→接地
端子Ｅとなる。

モータ14への電流供給によって、モータ14はウインドウ
ガラスを上昇させる方向に回転する。そして、電源供給
用ダイオード回路32を介して、スイッチ保持回路30にも
電流が供給される。スイッチ保持回路30によってスイッ
チ10のON動作が保持される。

このとき、比較器44は、＋端子電圧（ダイオード順方向
電圧）＞−端子電圧（基準電圧V_R）であるから、Hiを出
力する。また、このとき比較器20もHi出力であるため、
コンデンサC₁は充電され、比較器24では＋端子電圧＞−
端子電圧となる。このため、比較器24はHi出力となり、
従来技術で説明したように、スイッチ10のON動作が保持
される。

［２］軽負荷時のモータ運転 軽負荷によりモータ14に流れる電流が低下しても、第２
図中Ｃで示すように、ダイオード40の順方向電圧が基準
電圧V_R以下になることはない。従って、モータ14に電流
が流れている限り、比較器44はモータ14が回転している
と判定することができ、低電流域までの正確な判定動作
が可能となる。

［３］通電ライン遮断によるモータ停止判定 スイッチ10のON動作が保持されている状態でスイッチ
12をａ側に倒した場合（ストップ操作）、 モータ14及びダイオード40に電流が流れなくなり、ダイ
オード順方向電圧が０になる。このため、比較器44は、
＋端子電圧＜−端子電圧となり、Lo出力する。従って、
ソレノイド28がOFFし、スイッチ10のON動作が解除さ
れ、初期状態となる。

モータ14内部のブレーカが動作した場合 モータ14及びダイオード40に電流が流れなくなり、上記
の場合と同様にスイッチ10のON動作が解除され、初期
状態となる。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案に係るモータの回転停止判定
回路によれば、ダイオード電圧検知用抵抗から起電出力
されるダイオードの端子電圧の有無判定に対応させて、
モータの回転、停止を判定することができ、モータ電流
の変化に影響されない確実な回転、停止判定が可能にな
る。

また、ダイオード電圧の最小値と基準電圧との差を大き
く設定できるため、精度的に劣る比較器を用いることが
でき、回路を安価に構成することができる。

さらに、モータ電流変化に対して、ダイオードの電圧変
化が小さいことから、ダイオードは電流が流れ始めると
その抵抗が急激に小さくなることがわかる。このため、
モータの通常動作時における抵抗損を抑えることがで
き、エネルギー消費を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るモータの回転停止回路
を適用したパワーウインドウ昇降制御回路を示す回路
図、 第２図はダイオードの電流／電圧特性図、 第３図は従来の車載用パワーウインドウ昇降制御回路を
示す回路図、 第４図は電流センサとしての抵抗における電流／電圧特
性図である。 40……ダイオード 42……ダイオード電圧検知用抵抗 44……比較器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流モータへの通電ライン上に設けられ、
   順方向に所定値以上の電圧が印加されるまでオフ抵抗特
   性を有するダイオードと、 このダイオードに並列に接続され、ダイオードの電圧降
   下分を起電出力するダイオード電圧検知用抵抗と、 このダイオード電圧検知用抵抗の起電出力を、前記ダイ
   オードがオフ抵抗特性を示す電圧値に設定された基準電
   圧と比較し、起電出力の有無を判定する比較器と、を含
   み、 起電出力の有無判定に対応させて前記モータの回転、停
   止を判定することを特徴とするモータの回転停止判定回
   路。