(57)【要約】【課題】モータがロックされた場合、無理のない範囲でモータを回転させるような制御を試みるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定し、モータが回転していないことが判定された場合に、モータを逆回転起動させてモータの回転状況を判定する。そして、モータが逆回転したことが判定された場合に、再度モータの正回転起動を行い、モータが逆回転していないことが判定された場合に、逆回転動作を所定回数繰り返し、最終的にモータが逆回転したことが判定されない場合にモータを停止させる。また、モータが回転していないことが判定された場合に、モータの正回転起動を所定回数行い、モータが回転したことが判定されない場合に初めて前記モータを停止させる。その原因が凍結である場合に、前記コイルに解凍モード電流を流して凍結解除を行い、その後に上述したロック解除の制御を行う。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、
モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定する回転状況判定手段と、
該回転状況判定手段によってモータが回転していないことが判定された場合に、モータを逆回転起動させてモータの回転状況を判定する逆回転動作判定手段と、
該逆回転動作判定手段によってモータが逆回転したことが判定された場合に、再度モータの正回転起動を行う再起動手段と、
前記モータ逆回転動作判定手段によってモータが逆回転していないことが判定された場合に、前記逆回転動作判定手段を所定回数繰り返し、最終的にモータが逆回転したことが判定されない場合にモータを停止させるモータ停止手段とからなるロック時制御手段を具備することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、
モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定するモータロック判定手段と、
該モータロック判定手段によってモータが回転していないことが判定された場合に、モータの正回転起動を所定回数行う再起動手段と、
該再起動手段によっても、モータが回転したことが判定されない場合に、前記モータを停止させるモータ停止手段とからなるロック時制御手段を具備することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、
モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定する回転状況判定手段と、
該回転状況判定手段によってモータが回転していないことが判定された場合に、モータを逆回転起動させてモータの回転状況を判定する逆回転動作判定手段と、
該逆回転動作判定手段によってモータが逆回転したことが判定された場合に、再度モータの正回転起動を行う第１の再起動手段と、
該再起動手段によっても、モータが回転したことが判定されない場合に、モータの正回転起動を所定回数行う第２の再起動手段と、
該第２の再起動手段によっても、モータが回転したことが判定されない場合に、前記モータを停止させるモータ停止手段とからなるロック時制御手段を具備することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
前記回転状況判定手段によって、モータが回転していないことが判定された場合、その原因が凍結であるか否かを判定する凍結判定手段と、該凍結判定手段によって原因が凍結であると判定された場合に、前記コイルに解凍モード電流を流す凍結解除手段とを具備すると共に、
この凍結解除手段の後、請求項１，２又は３記載のロック時制御手段を用いることを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、例えば、ブラシレスモータにように、複数のコイルに対してマイクロコンピュータからの制御信号によって転流を行って回転磁界を発生させてロータを回転させるモータ制御装置であって、特にマイクロコンピュータからの制御信号によって転流の順序を変更するだけでロータの回転方向を切り替えることのできるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に開示されるブラシレスモータは、モータロック時にロック警報音を発生してモータの異常を知らせるために、スイッチングパワー素子部に流れるモータ電流が、モータロックによって大きくなった場合に、スイッチングパワー素子部を可聴周波数で開閉してロック警報音として電磁音を発生するものである。
【０００３】
特許文献２に開示されるブラシレスモータのロック警報装置は、モータが回転している時の信号とロックした時の信号が逆になるように設定し、ロックしたときに信号を検出しやすいようにしたものである。
【０００４】
特許文献３に開示される車両用空気調和装置のためのブロア装置は、モータのロック状態を確実に検出できるように、ブロアの回転速度の設定値に基づいてロック検出のための判定時間を決定する。具体的には、回転速度設定値が低い時は判定時間が長く、回転速度設定値が高い時は判定時間を短くするようにしたものである。
【０００５】
特許文献４に開示される圧縮機駆動装置におけるロック検出方法及びその装置は、圧縮機の不良に起因するブラシレスモータのロックを検出するために、ブラシレスモータのいずれかの相の電流波形の周波数を検出する第１周波数検出部と、ブラシレスモータの固定子巻線の中性点電位と固定子巻線と並列に接続された抵抗の中性点電位との差電位の周波数を検出する第２周波数検出部とを設け、差電位周波数が電流波形周波数の三倍以外である場合にロック状態であると判定するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１６８２８０号公報
【特許文献２】
特開平７−１０７７７４号公報
【特許文献３】
特開平７−１６３１７８号公報
【特許文献４】
特開２０００−１９７３８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した引例に代表されるように、従来の装置では、モータロックを検出した場合、モータの作動をその問題が解決するまで停止して、スイッチング素子等を保護するものである。
【０００８】
通常、モータロックの原因としては、圧縮機と連結される特許文献４に開示される方法を除いて、自動車用空調装置に使用されるブラシレスモータの場合、ブロワモータインペラとケース間の凍結、ユニット内への異物の混入によるロックが考えられる。
【０００９】
このような場合、解凍されたり、氷結部分の氷等が砕かれたり、異物が移動したりすればロックの原因が解決されるため、解決後でもモータを停止させることは乗員にとって大変不快であり、意味のないことである。
【００１０】
このため、この発明は、モータがロックされた場合、無理のない範囲でモータを回転させるような制御を試みるモータ制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するために手段】
よって、この発明は、回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定する回転状況判定手段と、該回転状況判定手段によってモータが回転していないことが判定された場合に、モータを逆回転起動させてモータの回転状況を判定する逆回転動作判定手段と、該逆回転動作判定手段によってモータが逆回転したことが判定された場合に、再度モータの正回転起動を行う再起動手段と、前記モータ逆回転動作判定手段によってモータが逆回転していないことが判定された場合に、前記逆回転動作判定手段を所定回数繰り返し、最終的にモータが逆回転したことが判定されない場合にモータを停止させるモータ停止手段とからなるロック時制御手段を具備することにある。
【００１２】
また、この発明は、回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定するモータロック判定手段と、該モータロック判定手段によってモータが回転していないことが判定された場合に、モータの正回転起動を所定回数行う再起動手段と、該再起動手段によっても、モータが回転したことが判定されない場合に、前記モータを停止させるモータ停止手段とからなるロック時制御手段を具備するものであっても良い。
【００１３】
さらに、この発明は、回転磁界を発生する複数のコイルに対して転流を行ってロータを回転させ、転流の方向を切り替えることよってロータの回転方向を切り替えることができるモータ制御装置において、モータの正回転起動の後、モータが回転しているか否かを判定する回転状況判定手段と、該回転状況判定手段によってモータが回転していないことが判定された場合に、モータを逆回転起動させてモータの回転状況を判定する逆回転動作判定手段と、該逆回転動作判定手段によってモータが逆回転したことが判定された場合に、再度モータの正回転起動を行う第１の再起動手段と、該再起動手段によっても、モータが回転したことが判定されない場合に、モータの正回転起動を所定回数行う第２の再起動手段と、該第２の再起動手段によっても、モータが回転したことが判定されない場合に、前記モータを停止させるモータ停止手段とからなるロック時制御手段を具備するものであっても良い。
【００１４】
さらにまた、前記回転状況判定手段によって、モータが回転していないことが判定された場合、その原因が凍結であるか否かを判定する凍結判定手段と、該凍結判定手段によって原因が凍結であると判定された場合に、前記コイルに解凍モード電流を流す凍結解除手段とを具備し、その後上述したロック時制御手段を用いるものであることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面により説明する。
【００１６】
図１に示すように、モータ制御装置１は、例えばブラシレスモータ等のモータ２において、永久磁石が配されたロータ２ａに対して回転磁界を発生させるために複数のコイルＵ，Ｖ，Ｗへ適宜電流を流す制御を行うもので、複数のスイッチング素子３Ａ〜３Ｆによって構成されるスイッチング部３と、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆを適宜作動させるプリドライバ部４と、このプリドライバ部４へ出力される制御信号を決定する中央演算処理装置（ＣＰＵ）５と、前記制御信号を決定するために入力される制御因子を前記ＣＰＵ５に出力する波形整形回路６と、前記コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる負荷電流を検出する電流検出回路７とによって少なくとも構成される。尚、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｂとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、パワートランジスタ等がある。
【００１７】
また、前記波形整形回路６は、前記ロータ２ａに固着される回転軸２ｂと共に回転する永久磁石部８の回転による磁界を変化を検出するホール素子９からの信号に基づいて、前記ロータ２の回転状況を示す回転信号を前記ＣＰＵ５に出力する。
【００１８】
また、電流検出回路７は、前記コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる電流が合流する地点に配されたシャント抵抗１０の両端の電位差を検出し、ＣＰＵ５に出力する。この電位差は、ＣＰＵ５内でＡ／Ｄ変換されて、モータ負荷電流デジタル信号となる。
【００１９】
このように、前記ＣＰＵ５には、回転信号、モータ負荷電流信号、さらに、ロータ２の回転速度を設定するスピード指示信号が少なくとも入力され、これに基づいてＣＰＵ５は、前記スイッチング素子３Ａ〜３Ｆに出力される制御信号のデューティ比、電圧、立ち上がり時期、終了時期、また各信号の遅延量、オーバーラップ量を演算し、これらに基づいて決定された制御信号を出力するものである。
【００２０】
また、前記ＣＰＵ５では、本願発明に係るロック時制御が行われる。図２では、ＣＰＵ５で実行される第１の実施の形態に係るロック時制御を示すフローチャートが開示される。以下、このフローチャートにしたがって説明する。
【００２１】
ステップ１００から開始される第１の実施の形態に係るロック時制御は、ステップ１０５においてスピード指示信号に入力され、ステップ１１０でこのスピード指示信号で設定されたロータの回転速度を達成するための制御信号がプリドライバ４に出力されて、モータ正回転起動が実行される。そして、ステップ１１５において、モータ２が回転しているか否かが判定される。この回転しているか否かの判定には、前記ホール素子９で検出される磁界の変化に基づいて判定されることが望ましい。
【００２２】
このステップ１１５の判定において、モータ２が回転していないと判定された場合（Ｎ）には、モータ２がロックしていると判断できるため、ステップ１２０においてモータ逆回転起動が実行される。この場合、スイッチング素子部３に出力される切換え信号の順番を逆にすることによってコイルＵ，Ｖ，Ｗに生じる回転磁界の回転方向が逆になるため、ロータ２ａには逆方向にトルクがかかることになる。これによって、例えば異物等が正方向回転ではロータ２ａをロックした状態であったが、逆方向回転によってロック位置から移動又は離脱してロータ２ａが回転可能となる場合がある。
【００２３】
そして、ステップ１２５において逆回転フラグＦｂｗに”１”が加算され、ステップ１３０においてこの逆回転フラグＦｂｗが３より小さいか否かが判定される。この判定において３より小さい場合、言い換えると初回と２回目の場合、ステップ１１５に進んでモータ２が回転したか否かが再度判定される。このステップ１１５の判定において、上述した理由等によりモータ２が回転可能となった場合（Ｙ）、又は前記ステップ１３０の判定によって２回の逆回転トライでモータ２が回転しなかった場合（Ｎ）には、ステップ１３５に進んで再びモータ２の正回転起動が実行される。
【００２４】
そして、ステップ１４０において再度モータ２が回転したか否かが判定され、モータが回転しないと判定された場合には、ステップ１４５に進んでモータ正回転起動を所定時間（数秒間）行う。これにより、逆方向には回転可能であるが、正方向には回転しない場合、又は逆方向にも正方向にも回転しない場合に、正方向に所定時間トルクをかけることによって、凍結部分に存在する氷等の破壊、若しくは異物の移動を試みるものである。そして、ステップ１５０において正回転フラグＦｆｗに”１”を加算し、ステップ１５５において１回又は２回の正回転起動が試みられ、この結果、モータ２が回転しない場合には、ステップ１６０に進んでモータを停止するように、ＣＰＵ５からの制御信号の出力を停止するものである。
【００２５】
また、ステップ１１５の判定、ステップ１４０の判定において、モータが最初の正回転起動によって回転した場合、モータが逆回転起動の後、正回転起動で回転した場合、又は１回目の正回転起動で起動せず、さらに逆回転起動でも回転しなかったが、再度の所定時間の正回転起動によって回転した場合には、ステップ１６５に進んで通常のモータ制御を実行するものである。これによって、一旦、モータがロックした場合でも、逆方向回転起動、及び／又は再度の正回転起動によって正方向に回転した場合には、通常のモータ制御に移行できるため、余分停止制御を防止できるため、例えば空調装置の稼働を可能にでき、快適な車室内状況を構築できるものである。
【００２６】
さらに、図３では、ＣＰＵ５で実行される第２の実施の形態に係るロック時制御を示すフローチャートが開示される。以下、このフローチャートにしたがって説明する。
【００２７】
ステップ２００から開始される第２の実施の形態に係るロック時制御において、ステップ２１０において先ずスピード指示信号がＣＰＵ５に入力される。そして、ステップ２２０において、モータ転流パターンがＣＰＵ５からプリドライバ４に出力され、スイッチング部３が前記電流パターンに従って適宜切り替えれ、モータ２のコイル３Ａ〜３Ｆに電流が流れて所定の回転磁界が発生し、ロータ２ａに対してトルクを発生させる。これによってモータ２が回転したか否かが、ステップ２３０において判定される。この判定において、モータ２が回転していると判定された場合（Ｙ）には、ステップ２８０に進んで通常のモータ回転制御が実行される。
【００２８】
また、前記ステップ２３０の判定において、モータ２が回転していないと判定された場合（Ｎ）には、ステップ２４０に進んで、モータ２を所定時間（数秒間）起動させ、ステップ２５０に進んで所定時間起動させたことを示すフラグＦｒｓに１を加算し、ステップ２６０でフラグＦｒｓが３より小さいか否かを判定し、初回又は２回目の場合には、ステップ２３０に回帰させ、前記所定時間の起動においてモータが回転したか否かを再度判定し、回転した場合（Ｙ）には、ステップ２８０に進んで通常のモータ回転制御に移行するものである。。
【００２９】
しかしながら、ステップ２４０における起動を所定回数行った後、この実施の形態では２回行った後、モータが回転しない場合には、ステップ２６０の判定からステップ２７０に進み、モータ２を停止するものである。これによって、モータが回転しない場合にも、数回起動を試みて、ロック原因が解除されるか否かを判定し、それでもロック原因が解除されない場合にのみモータ２を停止させるようにしたことから、安易なモータ２の停止を回避することができるものである。
【００３０】
さらに、図４では、ＣＰＵ５で実行される第３の実施の形態に係るロック時制御を示すフローチャートが開示される。以下、このフローチャートにしたがって説明する。
【００３１】
ステップ３００から開始される第３の実施の形態に係るロック時制御において、ステップ３１０において先ずスピード指示信号がＣＰＵ５に入力される。そして、ステップ３２０において、モータ転流パターンがＣＰＵ５からプリドライバ４に出力され、スイッチング部３が前記電流パターンに従って適宜切り替えれ、モータ２のコイル３Ａ〜３Ｆに電流が流れて所定の回転磁界が発生し、ロータ２ａに対してトルクを発生させる。これによってモータ２が回転したか否かが、ステップ３３０において判定される。この判定において、モータ２が回転していると判定された場合（Ｙ）には、ステップ３１０に回帰して、ステップ３１０及び３２０の制御が繰り返される。
【００３２】
また、前記ステップ３３０の判定において、モータ２が回転していないと判定された場合（Ｎ）には、ステップ３４０に進んで、検出温度Ｔａが０℃より低いか否かが判定される。この判定は、モータ２のロックの原因が凍結にあるか否かを判定するためのものである。この判定において検出温度Ｔａが０℃より低い場合には、ステップ３５０に進んで解凍モードを実行する。この解凍モードの一例としては、前記コイル３Ａ〜３Ｆに解凍モード電流を流し、コイル３Ａ〜３Ｆを発熱させてモータ２の周辺を解凍させるものがある。
【００３３】
この解凍モードの後、ステップ３１０に回帰してモータ２が再起動され、ステップ３３０の判定によってモータ２が解凍モードによって回転した場合（Ｙ）には、上述したステップ３１０及び３２０の制御を繰り返す。また、解凍モードによってもモータ２が回転しなかった場合（Ｎ）は、再度ステップ３４０において検出温度Ｔａの判定を行い、検出温度Ｔａが０℃より低い場合には、再度解凍モードを実行すると共に、検出温度Ｔａが０℃以上に上昇した場合には、ステップ３６０に進んで上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態で示されたロック時制御を実行するものである。
【００３４】
したがって、この第３の実施の形態では、モータ２がロックした場合、凍結によるロックか否かの判定を行い、凍結によると判断される場合には、解凍する制御を行う。また、凍結によるものでない場合には、上述したロック時制御、例えば、逆回転起動を所定回数試みる、起動を所定回数試みる等の制御を行い、ロックによる安易なモータ停止を防止するものである。これによって、凍結によるロック時には、解凍モードによってロック原因を解消した後、再起動を試みることができるため、寒冷地で使用される空気調和装置に最適である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明よれば、特別な機構を追加することなく、モータ等の回転動作不良を防止することができるため、特に車両用空調装置に使用されるブロワモータの制御装置に適している。
【００３６】
また、この発明によれば、特別な機構を追加することなく、特に寒冷地においてブロワモータが回転しないことによる不具合、例えば暖房の停止等を回避することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るロック時制御の一例を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るロック時制御の一例を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るロック時制御の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１  モータ制御装置
２  モータ
２ａ  ロータ
３  スイッチング部
４  プリドライバ
５  ＣＰＵ
６  波形整形回路
７  電流検出装置
９  ホール素子
【図１】
2004208457.tif 000002
【図２】
2004208457.tif 000003
【図３】
2004208457.tif 000004
【図４】
2004208457.tif 000005