(57)【要約】【課題】電池を駆動源とし、ブラシレスモータを動力源としたラジコン模型装置に好適に使用され、ブラシレスモータの駆動中に発熱異常等を生じたときには、電池源からの電源供給を遮断することなく、ブラシレスモータの使用を最大限度に活かした状態で作動させることの出来る応答性に優れ、構成の簡易なラジコン用モータ制御装置、制御モジュールを提供する。【解決手段】ブラシレスモータ９に配設された第１の温度センサＳ１で検知した温度を計測する温度計測回路１４と、ラジコン操作器１２から出力されて来た遠隔操作信号を復調して得たモータパワー制御パルス幅に基づいて、ブラシレスモータ９を回転駆動させるモータ駆動制御回路８と、このモータパワー制御パルス幅を可変制御するために設けられ、温度計測回路１４による第１の温度センサＳ１の計測値を、予め設定した閾値と比較して、その比較結果に応じて、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるモータパワー制御パルス幅制限手段１３とを備えている。【選択図】図１
2008306860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を駆動源としたブラシレスモータの遠隔制御に使用されるラジコン用モータ制御装置であって、
ブラシレスモータに配設された第１の温度センサで検知した温度を計測する温度計測回路と、
ラジコン操作器から出力されて来た遠隔操作信号を復調して得たモータパワー制御パルス幅に基づいて、ブラシレスモータを回転駆動させるモータ駆動パワー制御回路と、
前記温度計測回路による前記第１の温度センサの計測値を、予め設定した閾値と比較して、その比較結果に応じて、前記モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるモータパワー制御パルス幅制限手段とを備えていることを特徴とする、ラジコン用モータ制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記電池の電圧を検知する電圧検出回路を更に備えており、
前記温度計測回路は、前記電池に配設された温度を検知する第２の温度センサからの検知信号を更に計測する構成とされ、
前記モータパワー制御パルス幅制限手段は、前記電圧検出回路によって検知された電池の電圧レベルと、前記温度計測回路で計測した前記第２の温度センサの計測値とを、それぞれに設定した所定の閾値と比較し、所定の条件を満たしたときには、前記モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えることを特徴とする、ラジコン用モータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記モータパワー制御パルス幅制限手段は、前記第１、第２の温度センサの検知した計測値に対して、基準となる閾値を、それぞれ複数設定しており、
前記温度計測回路が計測した前記第１、第２の温度センサの検知信号に対する比較判断の結果、前記制御パルス幅を有段階に制限することを特徴とする、ラジコン用モータ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の温度計測回路と、モータパワー制御パルス幅制限手段とを組み合わせたモジュールであって
このモジュールは、ワイヤレス受信ブロックに接続されてラジコン操作器から送信され、ワイヤレス受信ブロックでデコードされた遠隔操作信号を入力する信号入力端子と、前記モータ駆動制御回路に接続された出力端子と、電池に接続された電源入力端子とを少なくとも備えていることを特徴とする、ラジコン用モータ制御モジュール。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のラジコン用モータ制御装置、あるいは請求項４に記載のラジコン用モータ制御モジュールを搭載したことを特徴とする、ラジコン模型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を駆動源とし、ブラシレスモータを動力源としたラジコン模型装置に好適に使用され、ブラシレスモータの駆動中に発熱異常等を生じたときには、電池源からの電源供給を遮断することなく、ブラシレスモータの使用を最大限度に活かした状態で作動させながら損傷が防止できる新規なラジコン用モータ制御装置、これをモジュール化した制御モジュール、及びこれらを搭載したラジコン模型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時のラジコン模型装置は、電源容量の大きいリチウムイオン２次電池でブラシレスモータを駆動するものが開発されている。
【０００３】
このような構成のラジコン模型装置は、ラジコン操作器から受信した遠隔操作信号を復調し、分離して、生成されたモータパワー制御パルス幅に応じて、ブラシレスモータの駆動電流をデューティ制御して回転制御しており、駆動源としてリチウムイオン２次電池を使用しているため、リチウムイオン２次電池を過放電させない範囲で、遠隔操作信号で制御パルスのパルス幅を広げれば、リチウムイオン２次電池からブラシレスモータに供給する駆動電流を急激に増大させて回転数を上昇させ、回転トルクを増加させることができ、そのため、燃料系のエンジンを搭載したラジコン模型装置よりも初期トルクが大きく、定常運転時も大きなパワーを発揮することが出来るようになっている。
しかしながら、そのような状態が長い時間継続されたり、急激にフルパワーで増大させた場合には、ブラシレスモータを焼損させたり、電池に電解液の沸点を超えて発熱異常を生じさせて電池に過放電を生じることがある。
【０００４】
これを防止するために、リチウムイオン２次電池の端子電圧の低下や発熱異常が生じた場合には、リチウムイオン２次電池の電源を一時的に遮断することが考えられるが、このような手法では、ブラシレスモータだけでなくサーボモータの駆動電源も遮断されるため、飛行機などをラジコン制御している場合には、ラジコン模型の制御が不能となって回収不能となったり、墜落、破損するなどの問題があった。
【０００５】
特許文献１は、このような事情に対処するため本発明者のうちの一人が提案したもので、リチウムイオン２次電池の表面温度や端子電圧を監視し、表面温度の異常上昇や、端子間の異常低下が生じた場合には遠隔操作信号に関わらず、モータパワー制御パルス幅に制限を加えることによって、ブラシレスモータに供給する駆動電流を抑制し、これによって、電源供給を遮断することなく、リチウムイオン２次電池の過放電を防止している。
【特許文献１】韓国特許第１０−０６８５４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らが研究したところ、ブラシレスモータを動力源とし、リチウムイオン２次電池を駆動源とした、上記したようなラジコン模型装置では、リチウムイオン２次電池が正常な状態であっても、ブラシレスモータの回転トルクを瞬時的に増大させたり、回転トルクを上げて長い時間運転している場合には、ブラシレスモータが発熱して焼損したり、あるいはブラシレスモータのローターを構成する磁石のキューリー点を超えてしまって回転不能になることがあり、そのため、模型装置がラジコンの飛行機などの場合には、制御不能となって墜落してしまうなどの問題が新たに生じており、この点については、何ら解決されていないことが分かった。
【０００７】
それを解決方法としては、高電流用ＭＯＳＦＥＴなどの保護回路を設けて、ブラシレスモータの温度が異常に上昇したときにブラシレスモータに出力する電流を遮断することが考えられるが、このようなハード的な解決方法では保護回路自体の回路損失が問題となり、電池容量に応じて保護回路の構成も変更する必要があり、現実的ではない。
【０００８】
また、電池電源の出力電圧を予め設定しておき、ブラシレスモータの回転トルクを抑制しておくことも考えられるが、この方法では、電池電源とは独立した存在のブラシレスモータのトルクを最大限度に引き出すことはできず、パフォーマンスが悪くなるなどの問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような事情を考慮し、先に提案した特許において未解決とされているブラシレスモータに起因した問題を解決すべく鋭意検討した結果到達したもので、第１の目的は、ブラシレスモータの発熱異常を検知したときには、電池電源を遮断することなく、簡易な方法でブラシレスモータの駆動電流を一時的に減少させ、発熱異常が回復したときには元の状態に復帰させて、ブラシレスモータのパワーを最大の状態で引き出しながら、保護することの出来る新規なラジコン用モータ制御装置を提供することにある。
【００１０】
第２の目的は、リチウムイオン２次電池が異常発熱などによる過放電に陥るなどの異常事態が生じたときには、ブラシレスモータの負荷を低減させて休息させ、異常事態が回復したときには使用可能な電源容量で無理なく使用を継続するようにしたラジコン用モータ制御装置を提供することにある。
【００１１】
第３の目的は、既存のラジコン用モータ制御装置に外付けしたり、部品の取替えを行うだけで、本発明のラジコン用モータ制御装置を簡易に実現できるモジュール化された制御ユニットを提供することにあり、第４の目的は、本発明のラジコン用モータ制御装置、制御モジュールを搭載したラジコン模型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１〜３ではラジコン用モータ制御装置、請求項４では、ラジコン用モータ制御装置をモジュール化したラジコン用モータ制御モジュール、請求項５では、ラジコン用モータ制御装置あるいはラジコン用モータ制御モジュールを搭載したラジコン模型装置を提案している。
【００１３】
請求項１に記載のラジコン用モータ制御装置は、電池を駆動源としたブラシレスモータの遠隔制御に使用されるラジコン用モータ制御装置であって、ブラシレスモータに配設された第１の温度センサで検知した温度を計測する温度計測回路と、ラジコン操作器から出力されて来た遠隔操作信号を復調して得たモータパワー制御パルスの制御パルス幅に基づいて、ブラシレスモータを回転駆動させるモータ駆動制御回路と、このモータパワー制御パルスの制御パルス幅を可変制御するために設けられ、前記温度計測回路による前記第１の温度センサの計測値を、予め設定した閾値と比較して、その比較結果に応じて、前記モータパワー制御パルス幅制限回路を通じて、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるモータパワー制御パルス幅制限手段とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載のラジコン用モータ制御装置は、前記電池の電圧を検知する電圧検出回路を更に備えており、前記温度計測回路は、前記電池に配設された温度を検知する第２の温度センサからの検知信号を更に計測する構成とされ、前記モータパワー制御パルス幅制限手段は、前記電圧検出回路によって検知された各電池の電圧レベルと、前記温度計測回路で計測した前記第２の温度センサの計測値のそれぞれを所定の閾値と比較し、所定の条件を充したときには、前記制御パルス幅に制限を加えることを特徴とする。
ここに、所定の条件とは、電池電圧が所定の閾値以下となったとき、第２の温度センサによる計測値が所定の閾値以上に上昇したときを少なくとも含む。
【００１５】
請求項３に記載のラジコン用モータ制御装置は、前記モータパワー制御パルス幅制限手段は、前記第１、第２の温度センサの検知した計測値に対して、基準となる閾値を、それぞれ複数設定しており、前記温度計測回路が計測した第１、第２の温度センサの検知信号に対する比較判断の結果、前記制御パルス幅を有段階に制限することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載のラジコン用モータ制御モジュールは、請求項１〜３のいずれかに記載の、前記温度計測回路と、前記モータパワー制御パルス幅制限手段とを組み合わせてモジュール化した構成になっており、このモジュールは、ワイヤレス受信ブロックに接続して、ラジコン操作器から送信され、ワイヤレス受信ブロックでデコードされた遠隔操作信号を入力する信号入力端子と、前記モータ駆動制御回路に接続された出力端子と、電池に接続された電源入力端子とを少なくとも備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載のラジコン模型装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のラジコン用モータ制御装置、あるいは請求項４に記載のラジコン用モータ制御モジュールを搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に記載のラジコン用モータ制御装置によれば、ブラシレスモータに配設された第１の温度センサで検知した温度を計測する温度計測回路と、ラジコン操作器から出力されて来た遠隔操作信号を復調して得たモータパワー制御パルスに基づいて、ブラシレスモータを回転駆動させるモータ駆動制御回路と、このモータパワー制御パルスの制御パルス幅を可変制御するために設けられ、温度計測回路による第１の温度センサの計測値を、予め設定した閾値と比較して、その比較結果に応じて、モータパワー制御パルス幅制限回路を通じて、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるモータパワー制御パルス幅制限手段とを備えている。なお、モータパワー制御パルス幅は、遠隔操作信号を復調、分離して抽出され、たとえば、およそ２０ｍＳ間隔で、１ｍＳ〜２ｍＳの間で調整された制御パルス幅を有する３Ｖ〜６Ｖのパルスを含んでおり、パルス幅が１ｍＳで最小パワー、２ｍＳで最大パワーを出力させるようにしている例で説明する。もちろん、出力パワー設定パルス幅の長短が逆であってもロジックの組み換えだけで同様な安全保護アーキテクチャが実現できる。
【００１９】
ブラシレスモータの温度が所定の閾値を超えて上昇したときには、モータ駆動制御回路に入力するモータパワー制御パルスの制御パルス幅に自動的に制限を加えて、ブラシレスモータの駆動電流を減少させることできるので、大電流用ＭＯＳＦＥＴなどの制御素子を用いて、ブラシレスモータの駆動電流をオンオフするような保護回路が不要となる。
また、このような保護回路を使用しないので、電池の数や、容量を変更したときにも、モータ駆動回路の保護設定や電流の制限設定などを変更する必要もない。
更に、ブラシレスモータの温度を計測し、直接監視しながら、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えているので、ブラシレスモータが発熱異常になったら駆動制御パルスの幅を小さくして駆動電流を減らし、ブラシレスモータの発熱異常が解消すれば、駆動電流を増大させることができ、ブラシレスモータを使用可能な最大限度の範囲で無理なく稼動させることが出来る。
【００２０】
ここに、モータパワー制御パルスの制御パルス幅を制限する温度の閾値は、ブラシレスモータが発熱して、ブラシレスモータに内蔵された磁石の磁力が喪失するキューリー温度や、コイルの絶縁保護温度に設定しておけば、これによって、ラジコン模型装置の駆動源、いわゆるパワープラントの限界を検出して保護することができるため、常にパワープラントの最大出力まで、動作させることができる。
【００２１】
請求項２に記載のラジコン用モータ制御装置によれば、請求項１に加えて、電池の電圧を検知する電圧検出回路を更に備えており、温度計測回路は、電池に配設された温度を検知する第２の温度センサからの検知信号を更に計測する構成とされ、モータパワー制御パルス幅制限手段は、電圧検出回路によって検知された電池の電圧レベルと、温度計測回路で計測した第２の温度センサの計測値とを、それぞれに設定している所定の閾値と比較し、所定の条件を充したときには、制御パルス幅に制限を加える。
【００２２】
したがって、ブラシレスモータに温度異常がなくても、電池の電圧レベルが所定の閾値を下回った場合や、電池が発熱異常を起こした場合には、モータパワー制御パルス幅制限手段を通じて制御パルスに制限を加え同様にして、ブラシレスモータの駆動電流を抑制して、電池電源を保護することが出来る。
【００２３】
請求項３に記載のラジコン用モータ制御装置によれば、モータパワー制御パルス幅制限手段は、第１、第２の温度センサの検知した計測値に対して、基準となる閾値をそれぞれ複数設定しており、温度計測回路が計測した第１、第２の温度センサの検知信号に対する比較判断の結果、パルス幅を有段階に制限するので、ブラシレスモータあるいは電池の発熱の大きさに応じて、段階的にブラシレスモータの回転トルクが制限できる。そのため、常に使用可能な範囲でブラシレスモータを無理なく駆動させながら、ブラシレスモータや電池の破損を効果的に防止することができる。
【００２４】
請求項４に記載のラジコン用モータ制御モジュールは請求項１〜３のいずれかに記載の温度計測回路、モータパワー制御パルス幅制限手段を組み合わせてモジュール化されており、このモジュールは、ワイヤレス受信ブロックでデコードされた遠隔操作信号を入力する信号入力端子と、モータ駆動制御回路に接続された出力端子と、電池に接続された電源入力端子とを少なくとも備えているので、既存のラジコン模型装置の制御回路を大幅に変更することなく、外付けしたり、一部取り替えて搭載することで、簡易かつ安価にして本発明のラジコン用モータ制御装置が実現できる。
【００２５】
請求項５に記載のラジコン模型装置によれば、請求項１〜３のいずれかに記載のラジコン用モータ制御装置、あるいは請求項４に記載のラジコン用モータ制御モジュールを搭載しているので、請求項１〜４のいずれかの効果を発揮するラジコン模型装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明のラジコン用モータ制御装置を搭載したラジコン模型装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
【００２７】
ラジコン模型装置Ａは、リチウムイオン２次電池などを駆動源とし、ブラシレスモータ９を動力源としており、この図では飛行機模型を想定している。ここにブラシレスモータ９は、飛行機模型の推進力となるプロペラを駆動する。
【００２８】
ラジコン模型装置Ａは、無線操作信号を受信するワイヤレス受信器６及びデコーダ７で構成された受信ブロックＢと、ラジコン用モータ制御装置１と、ブラシレスモータ９と、ブラシレスモータ９を駆動するモータ駆動制御回路８と、飛行機の方向舵等を動かすサーボモータ１１と、サーボモータ１１を駆動するサーボ回路１０と、複数のリチウムイオン２次電池セルの電池パック３と、電池パック３をパワーライン５に接続するコネクタ４と、電池パック３の電源を、モータ駆動制御回路８やサーボ回路１０に必要な所定電圧に変換し供給する電源回路２とを備えている。パワーライン５は、モータ駆動制御回路８、サーボモータ１１などに繋がっており、電池パック３からの電源を供給している。
【００２９】
ラジコン用モータ制御装置１は、ワイヤレス受信ブロックＢと、モータ駆動制御回路８との中間に介在するモジュールとして構成されており、モータパワー制御パルス幅制限手段を構成する多機能ワンチップマイコン１３と、ワンチップマイコン１３を作動させる定電圧電源を生成する定電圧回路１２と、ワイヤレス受信ブロックを接続するための信号入力端子Ｔ１と、モータ駆動制御回路８を接続するための出力端子Ｔ２と、多機能ワンチップマイコン１３を、本発明を実行するために稼働させるプログラムを入力させるためのプログラム端子Ｔ３と、ブラシレスモータ９に取り付けた温度センサＳ１（第１の温度センサ）と、電池パック３に取り付けた温度センサＳ２（第２の温度センサ）と、駆動電源生成回路２に接続された電源入力端子Ｖとを備えている。
【００３０】
ワンチップマイコン１３は、制御プログラムを実行するＣＰＵ１３ａと、制御プログラムや閾値等の各種データとを格納したＲＯＭ１３ｂと、ＲＡＭ１３ｃとを備えた基本構成に加えて、信号入力端子Ｔ１に接続されたプログラマブルＩ／Ｏ１３ｄと、出力端子Ｔ２に接続されたプログラマブルＩ／Ｏ１３ｅと、電池パック３の電圧レベルを検知する電圧検出回路を構成するＡ／Ｄ変換器１３ｆと、温度センサＳ１、Ｓ２で検知した温度を計測する温度計測回路を構成する、温度センサＳ１、Ｓ２の検知信号を検出するＡ／Ｄ変換器１３ｇと、所望の時間を計測するタイマ１３ｈとを備えており、各要素は内部バスによって相互に接続されている。
【００３１】
次いで、ラジコン模型装置Ａの基本動作を説明する。
【００３２】
ラジコン模型装置Ａは、リモコン操作器１４からの遠隔操作信号を受けて、パワーコントロール、サーボ回路を制御して、必要な遠隔操作がなされる。この基本原理は公知であるため詳細な説明は省略するが、ワイヤレス送信器１４からフレーム単位で変調され送信されて来た遠隔操作信号は、ワイヤレス受信ブロックＢで受信される。
【００３３】
ワイヤレス受信ブロックＢで遠隔操作信号が受信されると、ワイヤレス受信部６で復調され、デコーダ７によって、各種の制御信号に分離され、そのうちパワーコントロールとなるモータパワー制御パルスが、ラジコン用モータ制御装置１に入力される。
【００３４】
ラジコン用モータ制御装置１において、ワンチップマイコン１３のＣＰＵ１３ａは、制御プログラムに従って、モータパワー制御パルスが常時入力されているプログラマブルＩ／Ｏ１３ｄのパルス幅を常に周期的に読み出しており、プログラマブルＩ／Ｏ１３ｅの出力レジスタに内部タイマー機能を使って、信号入力端子Ｔ１に入力されたモータパワー制御パルス幅を出力端子Ｔ２に伝送する。
【００３５】
また、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるために、その時点で許された制限値に相当するパルス幅時間まで約２０ｍＳで出力を繰り返すインターバルタイマの出力パルス値をリミットしながら設定する。ので、制限値よりも幅の狭いモータパワー制御パルスは、ラジコン用モータ制御装置１をそのまま通過するが、制限値よりも幅の広いモータパワー制御パルスは、制限値に制限される。
【００３６】
また、ＣＰＵ１３ａは、上記処理と並列して周期的に、電池パック３の電圧レベルを検知するＡ／Ｄ変換器１３ｆのデジタル出力と、温度センサＳ１、Ｓ２の検知信号を検出するＡ／Ｄ変換器１３ｇのデジタル出力とを読み出し、それらの値に基づいて上記制限値を決定する処理を実行する。この処理では基本的に、電池パック３の電圧レベルが予め設定した値よりも低下すれば、その低下の度合いに応じて制限値を小さくし、また、ブラシレスモータ９の温度または電池パック３の温度が予め設定した値よりも高くなれば、その高くなった度合いに応じて制限値を大きくしている。
制御プログラムは、電池パック３の電圧レベルから決定される制限値と、ブラシレスモータ９の温度または電池パック３の温度から決定される制限値とを比較し、より幅の狭い方を有効な制限幅とする。このような処理は、電池パック３の電圧レベル、ブラシレスモータ９の温度、電池パック３の温度を変数とした関数、マップを用意すれば実現できるが、簡単な例としては、温度センサＳ１の計測値を、予め設定した閾値と比較して、その比較結果に応じて、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるようにしてもよい。
更に、電池パック３の電圧レベルと、前記温度計測回路で計測し温度センサＳ２の計測値と、それぞれに設定した所定の閾値と比較し、所定の条件を満たしたときには、モータパワー制御パルスの制御パルス幅に制限を加えるようにしてもよい。
この場合、温度センサＳ１、Ｓ２の検知した計測値に対して、基準となる閾値を、それぞれ複数設定し、それらの閾値と温度センサＳ１、Ｓ２の検知した計測値とを比較することにより、制限値を有段階に制限することが望ましいが、制限値を連続的に変化させても構わない。
【００３７】
モータ駆動制御回路８では、モータパワー制御パルスを受けると、そのパルス幅に応じた駆動電流をブラシレスモータ９にいわゆるデューティ制御によって供給して、ブラシレスモータ９を回転制御しており、これによって、ブラシレスモータ９は、回転速度が変化し、駆動トルクも可変する。
【００３８】
電池セルを直列に接続して使用する際には、電池容量のバラツキにより、いずれかの電池セルの端子電圧レベルが過放電を起して低下すると極板にリチウムが析出してしまい、過放電した電池内でのイオンの移動が永久に出来なくなり、これで直列電池パック３全体が再起不能となる事実に基づく。
【００３９】
第１の温度センサＳ１は、サーミスタなどを用いた接触型、赤外線検知器などの非接触型などの公知の温度センサが使用できるが、ブラシレスモータ９では、ステータとなるコイルに使用すれば、高い精度の計測が可能となり、制御の応答性を向上することが出来る。ブラシレスモータは、永久磁石でアウターロータ、インナーロータを構成した、いずれのタイプも採用できることはいうまでもない。
【００４０】
ラジコン用モータ制御装置１は、モジュール化することができる。
図で示したラジコン用モータ制御モジュールは、モータパワー制御パルス幅制限手段を構成するワンチップマイコン１３を内蔵し、ワイヤレス受信ブロックＢに接続されて、デコードされた遠隔操作信号を入力する信号入力端子Ｔ１、モータ駆動制御回路８に接続されて、モータパワー制御パルスを出力するための出力端子Ｔ２、駆動電源生成回路２に接続された電源入力端子Ｖを備え、ワンチップマイコン１３は、電池パック３の電圧レベルを検知する電圧検出回路となるＡ／Ｄ変換器１３ｆと、温度センサＳ１、Ｓ２で検知した温度を計測する温度計測回路として、温度センサＳ１、Ｓ２の検知信号を検出するＡ／Ｄ変換器１３ｇを内蔵している。
【００４１】
このようなラジコン用モータ制御モジュールＭは、モータ駆動制御回路８を組み込んで、出力端子Ｔ２をブラシレスモータ９に接続して電流を供給する構成としてもよい。また、駆動電源は、リチウムイオン２次電池セルで構成された電池パック３により供給するようにしているが、これには限られず、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池などの電池セルからなる電池パック３により供給するようにしてもよい。
【００４２】
更に、ラジコン用モータ制御モジュールＭは、プログラミングポート１１、定電圧回路１２を含ませない構成としてもよい。
【００４３】
図２は、他のラジコン用制御装置の基本構成を示すブロック図であるが、図１と共通する構成要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。
【００４４】
この例におけるモータパワー制御パルス幅制限手段１５は、信号入力端子Ｔ１と、信号出力端子Ｔ２とを備えており、ワンチップマイコン１３のプログラマブルＩ／Ｏ１３ｄの出力信号によって制御される構成になっている。パルス幅制限回路１５は専用のカスタムＩＣとして構成してもよい。
【００４５】
また、電池パック３の電圧レベルを検知する電圧検出回路１６と、温度センサＳ１、Ｓ２で検知した温度を計測する温度計測回路１７とを、ワンチップマイコン１３とは独立して設けており、これらの電圧検出値、温度計測値はパルス幅制限回路１５に入力されて、先述したパルス幅制限処理が行われている。
【００４６】
図３は、本発明におけるラジコン制御装置の制御系の概略構成を示している。
【００４７】
図３（ａ）はラジコン操作器と、ラジコン模型装置を示すブロック図、図３（ｂ）はモータパワー制御パルス幅制限回路を含んだブラシレスモータ制御系の一例を示すブロック図である。
【００４８】
ラジコン操作器１４は、ラジコン模型装置Ａを遠隔操作するために、ジョグスティックや各種スイッチ類を有する操作板１４Ａ、操作板１４Ａの操作によって生成された各種制御信号を、１フレーム単位の制御パルスに変換して出力するエンコーダ１４Ｂ、１フレーム単位に変換された制御パルスを変調して遠隔操作信号を生成して無線送信する高周波部１４Ｃを備えている。無線送信された遠隔操作信号は、ワイヤレス受信部Ｂで受信されて先述したような復調、分離制御がなされる。
【００４９】
ワンチップマイコン１３は、ブラシレスモータ９に取り付けた温度センサＳ１による計測値が所定の閾値を超えて上昇したときには、パルス幅を制限したモータパワー制御パルスを生成して、モータ駆動制御回路８に出力するが、所定の閾値を超えるまでの間は、入力されたモータパワー制御パルスをそのままモータ駆動制御回路８に出力する。
【００５０】
図４は、本発明によるモータパワー制御パルス幅の基本原理を示しており、図４（ａ）は遠隔操作信号、図４（ｂ）はモータパワー制御パルス、図４（ｃ）はモータ駆動制御回路に出力される出力パルスのフォーマットの一例を示す図である。
【００５１】
遠隔操作信号は、ラジコン操作器１４から無線送信され、チャンネルが割り当てられた各種制御パルス（モータパワー制御パルスを含む）が変調され、フレーム信号とされたものである。
【００５２】
モータパワー制御パルスは、遠隔操作信号を復調、分離して抽出され、たとえば、およそ２０ｍＳ間隔で、１ｍＳ〜２ｍＳの間で調整された制御パルス幅を有する３Ｖ〜６Ｖのパルスを含んでおり、パルス幅が１ｍＳで最小パワー、２ｍＳで最大パワーを出力させるようにしている。
【００５３】
出力パルスは、ワンチップマイコン１３によって最大パルス幅が制限されたものであり、パルス幅は、１ｍＳ〜２ｍＳの範囲内で制限される。
【００５４】
ワンチップマイコン１３は、ブラシレスモータ９に内蔵されるステータコイルの温度と、電池パック３の表面温度とについて、それぞれ複数の閾値を設定しており、それぞれの閾値に対応させて、制御パルスのパルス幅の制限値を設定している。たとえば、ブラシレスモータ９のステータコイルの温度については、１２０度以上の場合には１ｍＳに、１００度以上の場合には１．５ｍＳに、８０度以上の場合には１．８ｍＳに、それぞれ制限値を設定している。
【００５５】
このような方法ではモータパワー制御パルスを多段階で制限制御することが可能となり、制御パルス幅の制限を解除する際には、ブラシレスモータ９のステータコイルの温度の冷め具合によって、段階的に制限を小さくでき、ブラシレスモータ９のパワーも段階的に回復できるので、ブラシレスモータ９の急激な回転上昇が抑制され、無理のない制御が可能となる。
【００５６】
実施例では、コイルの絶縁保護温度の限界温度を１６０度とし、１２０度の場合には、パルス幅を最大限に制限するようにしている。また、磁力を失うキューリー温度は例えば１２０度と想定し、、パルス幅を制限する最初の閾値を８０度に設定している。
また、ステータコイル温度が８０度以上ではない場合には、発熱異常とは判断せず、パルス幅を制限していないが、このような温度条件に限定されるものではない。
【００５７】
また、電池パック３の表面温度については、パルス幅の制限値を、６５度以上の場合には１ｍＳに、６０度以上の場合には１．５ｍＳに、５５度以上の場合には１．８ｍＳにそれぞれ設定しており、表面温度が５５度以上ではない場合には、パルス幅を制限せずに、入力されたモータパワー制御パルスをモータ駆動制御回路８に出力している。
ここで示した閾値は例示であり、採用する電池パック３に応じて、その電解液の沸点まで充分な余裕を持たせた温度を閾値に選択することが望ましい。
【００５８】
また、実施例では、ブラシレスモータの制御パルス幅を、２ｍＳ未満に制限した場合ブラシレスモータ９の出力パワーが制限されるため自然に冷却される。その結果、冷却後、第１の温度センサＳ１の計測値が閾値を下回り、出力パワーの制限が解除される。
【００５９】
また、パルス幅を最大１ｍＳに制限すると、ブラシレスモータ９が最小パワーとなりプロペラの回転が大きく低下するが、機体は慣性で飛行を続け、サーボ回路１０やサーボモータはその状態でも作動するため、操縦は可能である。しばらくパワーを制限しても、ブラシレスモータ９がいずれ冷却されれば元の最大パワーに復帰させることができる。
【００６０】
図５は、本発明において、ブラシレスモータの異常発熱に対応した制御動作の一例を示すフローチャートである（１００〜１０９）。
【００６１】
ラジコン操作器１２から遠隔操作信号を受信すると、遠隔操作信号を復調、分離してモータパワー制御パルスを抽出し、ブラシレスモータ９のステータコイルの温度を計測する（１００，１０１）。ステータコイルの温度が１２０度以上のときにはモータパワー制御パルス幅の制限値を１ｍＳに、表面温度が１００度以上のときにはパルス幅の制限値を１．５ｍＳに、表面温度が８０度以上のときにはパルス幅の制限値を１．８ｍＳに、それぞれ設定する（以上、１０２〜１０７）。
【００６２】
つまり、ブラシレスモータ９の温度が１２０度以上のときには、パルス幅が１ｍＳに制限されるから、最小パワーが出力されるように制限され、１００度以上１２０度未満のときには、最大パルス幅が１．５ｍＳに制限されるから、パルス幅１．０〜１．５ｍＳの範囲内にパワーが制限され、８０度以上１００度未満のときには、最大パルス幅が１．８ｍＳに制限されるから、パルス幅１．０〜１．８ｍＳの範囲内にパワーが制限される。
【００６３】
パルス幅の制限値を設定したときには、設定されたパルス幅のモータパワー制御パルスを生成して、モータ駆動制御回路８に出力する（１０８）。一方、温度が８０度未満の場合には、パルス幅を制限せず、抽出されたモータパワー制御パルス幅をモータ駆動制御回路８に出力する（１０９）。
【００６４】
実施例で示した有段階制限制御では、このように、ブラシレスモータ９のステータコイルの温度の上昇に応じて、有段階に、パルス幅の制限を大きくしていくので、ブラシレスモータ９の発熱が大きくなるにつれて、ブラシレスモータ９の出力を制限することができる一方、ブラシレスモータ９が冷却されるにつれて、ブラシレスモータ９の出力がアップするので、ブラシレスモータを最大限度で作動しながら保護できる。
【００６５】
図６は、本発明において、電池電源の異常発熱に対応した制御動作の一例を示すフローチャートである（２００〜２１２）。請求項２において提案している本発明では、図５に示した制御に加えて、図６の制御が付加されており、これによって、ラジコン用モータ制御装置は、ブラシレスモータの発熱異常と、電池の過放電との監視がなされ、保護されている。
【００６６】
図６を参照して基本動作を説明すると、ラジコン操作器１４から遠隔操作信号を受信すると、受信した遠隔操作信号を復調、分離してモータパワー制御パルス幅を抽出し、電池パック３を構成する電池セルのいずれかの端子電圧レベルを計測する（２００，２０１）。いずれかの端子電圧レベルが２．５Ｖ以下のときには、パルス幅の制限値を１ｍＳに設定する（２０２，２０３）。
【００６７】
いずれかの端子電圧レベルが２．５Ｖ以下ではない場合には、更に、電池３の表面温度を計測する（２０４）。電池パック３の表面温度が６５度以上のときにはパルス幅の制限値を１ｍＳに、表面温度が６０度以上のときにはパルス幅の制限値を１．５ｍＳに、表面温度が５５度以上のときにはパルス幅の制限値を１．８ｍＳに、それぞれ設定する（以上、２０５〜２１０）。
【００６８】
つまり、表面温度が６５度以上のときには、最大パルス幅が１ｍＳに制限されるから、最小パワーが出力されるように制限され、６０度以上６５度未満のときには、最大パルス幅が１．５ｍＳに制限されるから、パルス幅１．０〜１．５ｍＳの範囲内にパワーが制限され、５５度以上６０度未満のときには、最大パルス幅が１．８ｍＳに制限されるから、パルス幅１．０〜１．８ｍＳの範囲内にパワーが制限される。
【００６９】
パルス幅の制限値を設定したときには、設定されたパルス幅のモータ駆動制御パルスを生成して、モータ駆動制御回路８に出力する（２１１）。一方、電池パック３を構成する電池セルのいずれの端子電圧レベルが２．５Ｖ以下とならず、かつ、電池パック３の表面温度が５５度以上とならない場合には、モータパワー制御パルス幅を制限せず、抽出された制御パルスをモータ駆動制御回路８に出力する（２１２）。
【００７０】
このように、電池セルのいずれかの端子電圧が２．５Ｖ以下となったときには、ブラシレスモータ９の回転トルクを制限することができるので、電池セルのいずれかに過放電が生じたときには、直ちに負荷電流を抑制して電池パック３を保護することができる。
【００７１】
この制御方法でも電池パック３の表面温度に応じて、パルス幅を有段階に制限し、これによりブラシレスモータ９の電力消費量を有段階に制限することができ、より効果的に、焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のラジコン用モータ制御装置を内蔵させたラジコン模型装置の要部構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明を適用した他のラジコン模型装置の要部構成の他例を示すブロック図
【図３】本発明のラジコン用モータ制御装置を用いたラジコンシステムの基本構成を説明するための図
【図４】本発明によるモータパワー制御パルス幅の基本原理を示しており、図４（ａ）は遠隔操作信号、図４（ｂ）はモータパワー制御パルス、図４（ｃ）はモータパワー制御パルス幅制限手段からの出力パルスの波形図
【図５】本発明において、ブラシレスモータの異常発熱に対応した制御動作の一例を示すフローチャート
【図６】本発明において、電池電源の異常発熱に対応した制御動作の一例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７３】
１      ラジコン用モータ制御装置（ラジコン用モータ制御モジュール）
３      電池パック（電池）
６      ワイヤレス受信器
７      デコーダ
８      モータ駆動制御回路
９      ブラシレスモータ
１３    ワンチップマイコン（モータパワー制御パルス幅制限手段）
１３ｆ  Ａ／Ｄ変換器（電圧検出回路）
１３ｇ  Ａ／Ｄ変換器（温度計測回路）
１４    ラジコン操作器
Ａ      ラジコン模型装置
Ｂ      ワイヤレス受信ブロック
Ｓ１，Ｓ２  第１、第２の温度センサ
Ｔ１    信号入力端子
Ｔ２    出力端子
Ｖ      電源入力端子
【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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