(57)【要約】【課題】回路を構成する素子が過熱するおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制するモータ制御装置を提供する。【解決手段】マイコン３２内のＰＷＭ出力部６６は、モータの回転速度を切り替えるスイッチの操作に対応したエアコンＥＣＵ８２からの速度指令値に基づいたデューティ比の電圧を生成するようにインバータ回路４０を制御する。マイコン３２内の、温度保護制御部６２は、サーミスタ５４Ａが検知した回路の温度、ホール素子１２Ｂが検知したモータ５２の回転速度及び前記回路の負荷であるデューティ比に基づいて算出した素子の温度が所定の閾値以上の場合に、速度指令値に基づいたデューティ比を低下させる補正をする。ＰＷＭ出力部６６は、補正後のデューティ比の電圧を生成するようにインバータ回路４０制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに印加する電圧を生成する電圧生成部と、
前記電圧生成部を含む回路の温度を検知する温度検知部と、
前記モータの回転速度を検知する回転速度検知部と、
前記モータの回転速度を切り替えるスイッチの操作に対応した速度指令値に基づいたデューティ比の電圧を生成するように前記電圧生成部を制御すると共に、前記温度検知部が検知した前記回路の温度、前記回転速度検知部が検知した前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に基づいて算出した前記回路を構成する素子の温度が所定の閾値以上の場合に、前記速度指令値に基づいたデューティ比よりも低いデューティ比の電圧を生成するように前記電圧生成部を制御する電圧制御部と、
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、前記素子の温度が前記閾値より低い温度の場合のデューティ比に基づいて前記回路の負荷を定める請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記電圧生成部の電流を検知する電流検知部を備え、
前記電圧制御部は、前記電流検知部で検知された電流に基づいて前記回路の負荷を定める請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて前記回路の温度を補正するための補正値を記憶した記憶部をさらに備え、
前記電圧制御部は、前記記憶部に記憶された前記補正値を参照して前記回路の温度を前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて補正することにより前記素子の温度を算出する請求項１〜３のいずれか１項記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記素子は、電源の電流が大きい場合に高温になる第１の素子と、前記電源の電圧が高い場合に高温になる第２の素子とを含み、
前記記憶部は、前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて各々定めた前記第１の素子に係る補正値及び前記第２の素子に係る補正値を各々記憶し、
前記電圧制御部は、前記記憶部が記憶している各補正値を参照して前記回路の温度を前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて補正することにより前記第１の素子の温度及び前記第２の素子の温度を各々算出すると共に、前記第１の素子の温度が第１の素子の温度閾値以上の場合又は前記第２の素子の温度が第２の素子の温度閾値以上の場合に、前記速度指令値に基づいたデューティ比よりも低いデューティ比の電圧を生成するように前記電圧生成部を制御する請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記電圧制御手段は、算出した素子の温度を前記電源の電圧に応じて補正する請求項１〜５のいずれか１項記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動制御を行うインバータ回路にはスイッチング素子としてＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等の半導体が実装されている。これらＦＥＴ等の半導体は、所定の温度以上になると損傷するおそれがある。
【０００３】
インバータ回路が実装された基板上に当該基板の温度変化に応じて抵抗値が変化するサーミスタを実装し、当該サーミスタの抵抗値の変化から基板の温度を検知することが、一般に行われている。そして、サーミスタの検知結果に基づいた温度が所定の閾値以上となった場合には、モータに印加する電圧のデューティ比を低下させて、スイッチング素子の温度の上昇を抑制している。
【０００４】
しかしながら、上記のサーミスタは、回路の設計によっては、インバータ回路のスイッチング素子の近傍に実装できるとは限らない。サーミスタをスイッチング素子から離れた箇所に実装する場合は、サーミスタの検知結果から算出された基板の温度と、スイッチング素子の温度との相関関係を導出することを要する。また、スイッチング素子の負荷を下げる判定基準となる温度の閾値をスイッチング素子を確実に保護できるように低めに設定する。
【０００５】
しかしながら、スイッチング素子の保護の確実性を優先すると、温度の閾値を低く設定することになり、モータに印加する電圧を低下させる頻度が増え、モータを高出力で安定して回転させることが困難になるという問題があった。
【０００６】
特許文献１には、検出した電流値と電圧値とに基づいてスイッチング素子の温度を検知するモータ駆動回路の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２７８８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のモータ駆動回路は、ＦＥＴ等のスイッチング素子の温度を算出するものの、チョークコイル及びモータのステータのコイル等の他の素子の温度は算出していないという問題があった。モータの制御に係る回路及びモータの構成要素は、前述のインバータ回路のＦＥＴのように電源の電圧が高い場合に過熱する素子と、チョークコイル及びモータのステータのコイルのように電源の電流が大きな場合に過熱する素子とに大別される。特許文献１に記載のモータ駆動回路では、スイッチング素子の温度は算出するものの、チョークコイル等の他の素子の温度は算出せず、したがって、チョークコイル等の他の素子の温度を考慮した制御を行っていないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、回路を構成する素子が過熱するおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制するモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１記載のモータ制御装置は、モータに印加する電圧を生成する電圧生成部と、  前記電圧生成部を含む回路の温度を検知する温度検知部と、前記モータの回転速度を検知する回転速度検知部と、前記モータの回転速度を切り替えるスイッチの操作に対応した速度指令値に基づいたデューティ比の電圧を生成するように前記電圧生成部を制御すると共に、前記温度検知部が検知した前記回路の温度、前記回転速度検知部が検知した前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に基づいて算出した前記回路を構成する素子の温度が所定の閾値以上の場合に、前記速度指令値に基づいたデューティ比よりも低いデューティ比の電圧を生成するように前記電圧生成部を制御する電圧制御部と、を備えている。
【００１１】
このモータ制御装置は、速度指令値に基づいたデューティ比の電圧を生成する制御をする電圧制御部が、温度検知部が検知した回路の温度、回転速度検知部が検知したモータの回転速度及び回路の負荷に基づいて回路を構成する素子の温度を算出する。
【００１２】
また、このモータ制御装置は、素子の温度が所定の閾値以上の場合には、速度指令値に基づいたデューティ比よりも低いデューティ比の電圧を生成する制御を行うので、回路を構成する素子が過熱するおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【００１３】
請求項２記載のモータ制御装置は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記電圧制御部は、前記素子の温度が前記閾値より低い温度の場合のデューティ比に基づいて前記回路の負荷を定める。
【００１４】
このモータ制御装置によれば、電圧生成部が生成した電圧のデューティ比に基づいて素子の温度を算出でき、算出した素子の温度から回路を構成する素子が過熱するおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【００１５】
請求項３記載のモータ制御装置は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記電圧生成部の電流を検知する電流検知部を備え、前記電圧制御部は、前記電流検知部で検知された電流に基づいて前記回路の負荷を定める。
【００１６】
このモータ制御装置によれば、電圧生成部の電流に基づいて素子の温度を算出でき、算出した素子の温度から回路を構成する素子が過熱するおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【００１７】
請求項４記載のモータ制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載載のモータ制御装置において、前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて前記回路の温度を補正するための補正値を記憶した記憶部をさらに備え、前記電圧制御部は、前記記憶部に記憶された前記補正値を参照して前記回路の温度を前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて補正することにより前記素子の温度を算出する。
【００１８】
このモータ制御装置によれば、温度検知部が検知した回路の温度を、モータの回転速度及び回路の負荷に応じて定められた補正値によって補正して素子の温度を算出する。そして、算出した素子の温度から回路を構成する素子が過熱するおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【００１９】
請求項５記載のモータ制御装置は、請求項４記載のモータ制御装置において、前記素子は、電源の電流が大きい場合に高温になる第１の素子と、前記電源の電圧が高い場合に高温になる第２の素子とを含み、前記記憶部は、前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて各々定めた前記第１の素子に係る補正値及び前記第２の素子に係る補正値を各々記憶し、前記電圧制御部は、前記記憶部が記憶している各補正値を参照して前記回路の温度を前記モータの回転速度及び前記回路の負荷に応じて補正することにより前記第１の素子の温度及び前記第２の素子の温度を各々算出すると共に、前記第１の素子の温度が第１の素子の温度閾値以上の場合又は前記第２の素子の温度が第２の素子の温度閾値以上の場合に、前記速度指令値に基づいたデューティ比よりも低いデューティ比の電圧を生成するように前記電圧生成部を制御する。
【００２０】
このモータ制御装置によれば、回路を構成する素子の特性に応じて予め定めた補正値を用いることにより、素子の特性に応じて素子の過熱のおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載のモータ制御装置において、前記電圧制御手段は、算出した素子の温度を前記電源の電圧に応じて補正する。
【００２２】
このモータ制御装置によれば、電源の電圧を考慮することにより、素子の温度をより正確に算出でき、素子の過熱のおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置を用いたモータユニットの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の基板の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるバッテリ８０の電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータの回転速度に対するサーミスタ温度の上昇温度の一例を示した３次元マップである。
【図５】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるバッテリの電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータの回転速度に対するサーミスタ温度の分布の一例を示した３次元マップである。
【図６】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるバッテリの電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータの回転速度に対する素子１の上昇温度の一例を示した３次元マップである。
【図７】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるバッテリの電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータの回転速度に対する素子２の上昇温度の一例を示した３次元マップである。
【図８】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置における素子１の温度、素子２の温度及びサーミスタ温度の一例を電源電圧別に示した表である。
【図９】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置における素子１，２の温度係数の一例を示した表である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置のモータ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０を用いたモータユニット１０の構成を示す概略図である。図１の本実施の形態に係るモータユニット１０は、一例として車載エアコンの送風に用いられる、いわゆるブロアモータのユニットである。
【００２５】
本実施の形態に係るモータユニット１０は、ステータ１４の外側にロータ１２が設けられた、アウターロータ構造の三相モータに係るものである。ステータ１４はコア部材に導線が巻かれた電磁石であって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相を構成している。ステータ１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各々は、後述するモータ制御装置２０の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。
【００２６】
ロータ１２の内側（図示せず）にはロータマグネットが設けられており、ロータマグネットは、ステータ１４で生じた回転磁界に対応することにより、ロータ１２を回転させる。ロータ１２にはシャフト１６が設けられており、ロータ１２と一体になって回転する。図１には示していないが、本実施の形態ではシャフト１６には、いわゆるシロッコファン等の多翼ファンが設けられ、当該多翼ファンがシャフト１６と共に回転することにより、車載エアコンにおける送風が可能となる。
【００２７】
ステータ１４は、上ケース１８を介して、モータ制御装置２０に取り付けられる。モータ制御装置２０は、モータ制御装置２０の基板２２と、基板２２上の素子から生じる熱を放散するヒートシンク２４とを備えている。ロータ１２、ステータ１４及びモータ制御装置２０を含んで構成されるモータユニット１０には、下ケース６０が取り付けられる。
【００２８】
続いて、図２を用いて、本実施の形態に係るモータ制御装置の基板について説明する。図２は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の基板２２の一例を示す図である。図２において、基板２２には、車載バッテリから電力が供給されると共に、車載エアコンに係る制御の信号がＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の制御装置を介して入力される外部接続コネクタ２６が設けられている。
【００２９】
基板２２には、ステータ１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に供給する電力を制御するためのインバータ回路４０が実装されている。本実施の形態に係るモータ制御装置２０のインバータ回路４０は、直流側の回路に大容量のコンデンサ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄが並列に接続され、電圧源として動作する電圧形インバータである。
【００３０】
インバータ回路４０は、スイッチング素子として、インバータＦＥＴ４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆを備えている。インバータＦＥＴ４４Ａ，４４ＤはＵ相に、インバータＦＥＴ４４Ｂ，４４ＥはＶ相に、インバータＦＥＴ４４Ｃ，４４ＦはＷ相に、各々供給する電力のスイッチングを行う。インバータＦＥＴ４４Ａ〜４４Ｆのスイッチングによって制御された電力は、電力供給端子２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを介してステータ１４に供給される。
【００３１】
基板２２上のインバータ回路４０の直流側には、ノイズ除去用のチョークコイル４６が設けられると共に、逆接防止ＦＥＴ４８及び大容量のコンデンサ４２Ｅが設けられている。また、基板２２には、インバータ回路４０を制御するためのマイコン３２が実装されている。逆接防止ＦＥＴ４８は、車両のバッテリを反対の極性で接続した場合にインバータ回路４０を保護するためのＦＥＴである。
【００３２】
図２に示した基板２２において、インバータＦＥＴ４４Ａ〜４４Ｆ、チョークコイル４６及び逆接防止ＦＥＴ４８は、動作時の発熱が著しい。本実施の形態では、動作時の発熱が著しい素子が実装されている箇所の裏側に固定ボルト３０によってヒートシンク２４が取り付けられている。
【００３３】
基板２２には、実装された回路の発熱に係る温度を感知する温度センサであるサーミスタ５４ＡがインバータＦＥＴ４４Ｂの近くに設けられている。本実施の形態では、サーミスタ５４Ａの温度に基づいて算出された素子の温度が所定の閾値以上となるおそれがある場合には、インバータ回路４０から出力されるパルスのデューティ比を小さくして、熱による素子の損傷を防止する。なお、サーミスタ５４Ａは、基板２２に実装された回路の発熱に係る温度を検知可能であれば、インバータＦＥＴ４４Ｂ近く以外の箇所に設けてもよい。また、サーミスタに代えて赤外線温度センサを用いることもできる。赤外線温度センサは、基板２２からの赤外線を受光できる箇所であれば、基板２２上以外の箇所に設けてもよい。
【００３４】
図３は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の概略を示す図である。インバータ回路４０は、モータ５２のステータ１４のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータＦＥＴ４４Ａ，４４ＤはＵ相のコイル１４Ｕに、インバータＦＥＴ４４Ｂ，４４ＥはＶ相のコイル１４Ｖに、インバータＦＥＴ４４Ｃ，４４ＦはＷ相のコイル１４Ｗに、各々供給する電力のスイッチングを行う。
【００３５】
インバータＦＥＴ４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃの各々のドレインは、ノイズ除去用のチョークコイル４６を介して車載のバッテリ８０の正極に接続されている。また、インバータＦＥＴ４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆの各々のソースは、逆接防止ＦＥＴ４８を介してバッテリ８０の負極に接続されている。
【００３６】
本実施の形態では、シャフト１６と同軸に設けられたロータマグネット１２Ａ又はセンサマグネットの磁界をホール素子１２Ｂが検出する。マイコン３２は、ホール素子１２Ｂにより検出された磁界に基づいてロータ１２の回転速度及び位置（回転位置）を検出し、ロータ１２の回転速度及び回転位置に応じてインバータ回路４０のスイッチングの制御を行う。
【００３７】
マイコン３２には、エアコンのスイッチ操作に対応してエアコンを制御するエアコンＥＣＵ８２からのロータ１２の回転速度に係る速度指令値を含む制御信号が入力される。また、マイコン３２には、サーミスタ５４Ａと抵抗５４Ｂとで構成された分圧回路５４と、インバータ回路４０とバッテリ８０の負極との間に設けられた電流センサ５６とが接続されている。
【００３８】
分圧回路５４を構成するサーミスタ５４Ａは、回路の基板２２の温度に応じて抵抗値が変化するので、分圧回路５４が出力する信号の電圧は基板２２の温度に応じて変化する。マイコン３２は、分圧回路５４から出力される信号の電圧の変化に基づいて、基板２２の温度を算出する。本実施の形態では、便宜上、分圧回路５４から出力される信号をサーミスタ５４Ａの検知結果に基づく信号とする。また、本実施の形態では、サーミスタ５４Ａの検知結果に基づいて算出された回路の基板２２の温度を、サーミスタ５４Ａが検知した回路の基板２２の温度とする。
【００３９】
電流センサ５６は、例えば、シャント抵抗５６Ａとシャント抵抗５６Ａの両端の電位差を増幅するアンプ５６Ｂとを有している。マイコン３２は、アンプ５６Ｂが出力した信号に基づいて、インバータ回路４０の電流を算出する。
【００４０】
本実施の形態では、サーミスタ５４Ａからの信号、電流センサ５６が出力した信号、及びホール素子１２Ｂが出力した信号は、マイコン３２内の温度保護制御部６２に入力される。温度保護制御部６２は、各々入力された信号に基づいて基板２２の素子の温度、インバータ回路４０の電流、及びロータ１２の回転速度等を算出する。また、温度保護制御部６２には、電源であるバッテリ８０が接続されており、温度保護制御部６２は、バッテリ８０の電圧を電源電圧として検知する。
【００４１】
エアコンＥＣＵ８２からの制御信号は、マイコン３２内の速度制御部６４に入力される。速度制御部６４には、ホール素子１２Ｂが出力した信号も入力される。速度制御部６４は、エアコンＥＣＵ８２からの制御信号並びにホール素子１２Ｂからの信号に基づくロータ１２の回転速度及び回転位置に基づいて、インバータ回路４０のスイッチングの制御に係るＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御のデューティ比を算出する。
【００４２】
速度制御部６４が算出したデューティ比を示す信号は、ＰＷＭ出力部６６と温度保護制御部６２とに入力される。温度保護制御部６２は、基板２２の素子の温度、ロータ１２の回転速度及びモータ制御装置２０の回路の負荷に基づいて、速度制御部６４が算出したデューティ比を補正して、速度制御部６４にフィードバックする。回路の負荷は、例えば、インバータ回路４０の電流、電源電圧又はインバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比である。本実施の形態では、インバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比はＰＷＭ出力部６６がインバータ回路４０に生成させる電圧のデューティ比と同じである。図３に示したように、ＰＷＭ出力部６６がインバータ回路４０に生成させる電圧のデューティ比を示す信号は、温度保護制御部６２にも入力されている。
【００４３】
また、温度保護制御部６２には、記憶装置であるメモリ６８が接続されている。メモリ６８は、サーミスタ５４Ａが検知した回路の温度を、ロータ１２の回転速度及びモータ制御装置２０の回路の負荷に応じて補正するための補正値である３次元マップを記憶している。後述するように、温度保護制御部６２は、メモリ６８に記憶されている３次元マップを参照して、回路の素子の温度を算出する。
【００４４】
速度制御部６４は、温度保護制御部６２による補正を、例えばＰＩ制御（Proportional Integral Controller）等によって自身が算出したデューティ比にフィードバックし、当該フィードバックを行ったデューティ比を示す信号をＰＷＭ出力部６６に出力する。ＰＷＭ出力部６６は、入力された信号が示すデューティ比の電圧を生成するようにインバータ回路４０のスイッチングを制御する。
【００４５】
続いて、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の作用並びに効果について説明する。図４は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０におけるバッテリ８０の電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータ１２の回転速度に対するサーミスタ温度の上昇温度の一例を示した３次元マップである。図４に示したように、サーミスタ５４Ａが検知した基板２２の温度であるサーミスタ温度は、デューティ比が大きくなるほど、かつロータ１２の回転速度が高くなるほど上昇する。
【００４６】
図５は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０におけるバッテリ８０の電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータ１２の回転速度に対するサーミスタ温度ｔｈの分布の一例を示した３次元マップである。図５に示したように、サーミスタ温度ｔｈは、初期温度Ｔａが６５℃の場合、デューティ比が大きくなるほど、かつロータ１２の回転速度が高くなるほど上昇する。
【００４７】
図４及び図５に示した３次元マップは、モデリングによるシミュレーションによって概略を算出可能であるが、実機による実験で取得したデータに基づいて決定する。
【００４８】
本実施の形態では、モータ制御装置２０及びモータ５２を構成する素子を、素子１と素子２とに分類する。素子１はバッテリ８０から流れる電流が大きい場合に発熱が顕著になる素子であり、具体的には、チョークコイル４６及びステータ１４のコイルである。素子２はバッテリ８０の電圧が高い場合に発熱が顕著になる素子であり具体的には、インバータＦＥＴ４４Ａ〜４４Ｆである。
【００４９】
図６は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０におけるバッテリ８０の電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータ１２の回転速度に対する素子１の上昇温度の一例を示した３次元マップである。また、図７は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０におけるバッテリ８０の電圧が一定（１２Ｖ）の場合でのデューティ比及びロータ１２の回転速度に対する素子２の上昇温度の一例を示した３次元マップである。
【００５０】
図６及び図７に示した３次元マップは、ロータ１２の回転速度及び回路の負荷に応じてサーミスタ５４Ａが検知した回路の温度を補正するための補正値である。図６及び図７に示した３次元マップは、モデリングによるシミュレーションによって概略を算出可能であるが、実機による実験で取得したデータに基づいて決定し、メモリ６８に記憶しておく。
【００５１】
本実施の形態では、図５に示したサーミスタ温度ｔｈに、図６又は図７におけるデューティ比及びロータ１２の回転速度に対応する上昇温度の値を加算することによって、電圧一定時の素子１又は素子２の温度を算出する。具体的には、素子１ならば図６、素子２ならば図７を各々用いて、デューティ比とロータ１２の回転速度とに対応した上昇温度を抽出してサーミスタ５４Ａが検知したサーミスタ温度ｔｈに加算することによって算出する。
【００５２】
例えば、デューティ比が５０％で回転速度が４０００ｒｐｍの場合に、図６において素子１の上昇温度は１３℃である。また、サーミスタ温度ｔｈが７５℃であれば、バッテリの電圧が１２Ｖのときの素子１の温度は８８℃となる。
【００５３】
上記の３次元マップとサーミスタ５４Ａが実測したサーミスタ温度ｔｈとからの素子１の温度の算出は、電圧が一定（１２Ｖ）の場合である。本実施の形態では、図６，７の３次元マップとサーミスタ５４Ａが実測したサーミスタ温度ｔｈとから算出した素子１，２の温度を、バッテリ８０の電圧である電源電圧に応じて補正する。
【００５４】
図６及び図７に示した３次元マップは、インバータ回路４０が生成した電圧のデューティ比を回路の負荷としたが、電流センサ５６が検知したインバータ回路４０の電流値でもよい。３次元マップにおいてインバータ回路４０の電流値を回路の負荷とした場合も、実機による実験で取得したデータに基づいて電流値と回転速度とに応じた上昇温度を決定し、メモリ６８に記憶させておく。
【００５５】
図８は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０における素子１の温度、素子２の温度及びサーミスタ温度ｔｈの一例を電源電圧別に示した表である。図８に示した各数値は、モータ制御装置２０の構成に左右されるので、実機を用いた実験を通じて決定する。
【００５６】
図９は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０における素子１，２の温度係数の一例を示した表である。図９は、図８に示した電圧による各素子の温度変化に基づいており、電源電圧が１２Ｖの場合の温度係数は１．０００である。本実施の形態では、図９から電源電圧に対応する温度係数を抽出し、抽出した温度係数を図６，７の３次元マップとサーミスタ５４Ａが実測したサーミスタ温度ｔｈとから算出した素子１，２の温度に乗算することにより、デューティ比、回転速度及び電源電圧に応じた素子１，２の温度を算出する。
【００５７】
例えば、電源電圧が１２Ｖであるとして上述のように算出されたデューティ比が５０％で回転速度が４０００ｒｐｍの場合の素子１の温度（８８℃）は、実際の電源電圧が例えば９Ｖの場合には、図９より温度係数は１．０７７であるから、下記のように算出される。
８８×１．０７７＝９４．７８（℃）      ・・・（１）
【００５８】
本実施の形態では、上記の式（１）のように算出した素子１，２の温度が所定の閾値以上の場合に、デューティ比を低下させてモータ５２及びモータ制御装置２０の負荷を下げることにより、素子１，２の温度を低下させる。
【００５９】
図１０は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０のモータ制御処理の一例を示すフローチャートである。ステップ９００では、サーミスタ温度ｔｈに基づいて上述のように素子１，２の温度を算出する。
【００６０】
ステップ９０２では、素子１の温度が所定の閾値以上か否かを判定する。所定の閾値は、実装される素子の耐熱性によるが、本実施の形態では、一例として１４０℃である。ステップ９０２で肯定判定の場合には、ステップ９０４でデューティ比を低下させて処理をリターンする。
【００６１】
ステップ９０２で否定判定の場合には、ステップ９０６で、素子２の温度が所定の閾値以上か否かを判定する。所定の閾値は、実装される素子の耐熱性によるが、本実施の形態では、一例として１４５℃である。ステップ９０６で肯定判定の場合には、ステップ９０８でデューティ比を低下させて処理をリターンする。ステップ９０６で否定判定の場合には、デューティ比を低下させずに処理をリターンする。
【００６２】
なお、ステップ９０４，９０８でのデューティ比を低下させる割合は、モータ５２及びモータ制御装置２０の仕様によるが、本実施の形態では、２０％である。
【００６３】
以上、説明したように、本実施の形態は、サーミスタ温度ｔｈを素子１，２の特性及び電源電圧に応じて補正することにより、各素子の温度を算出できる。算出した各素子の温度に基づいて素子の過熱のおそれを検知し、当該素子の過熱を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…モータユニット、１２…ロータ、１２Ａ…ロータマグネット、１２Ｂ…ホール素子、１４…ステータ、１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗ…コイル、１６…シャフト、１８…上ケース、２０…モータ制御装置、２２…基板、２４…ヒートシンク、２６…外部接続コネクタ、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ…電力供給端子、３０…固定ボルト、３２…マイコン、４０…インバータ回路、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ…コンデンサ、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ…インバータＦＥＴ、４６…チョークコイル、４８…逆接防止ＦＥＴ、５２…モータ、５４…分圧回路、５４Ａ…サーミスタ、５４Ｂ…抵抗、５６…電流センサ、５６Ａ…シャント抵抗、５６Ｂ…アンプ、６０…下ケース、６２…温度保護制御部、６４…速度制御部、６６…ＰＷＭ出力部、６８…メモリ、８０…バッテリ、８２…エアコンＥＣＵ、Ｔａ…初期温度、ｔｈ…サーミスタ温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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