(57)【要約】【課題】  電力効率を低下することなく精度向上と価格の低減を図り過電流保護を行うことができるＤＣモータの過電流保護機能付制御装置を提供すること。【解決手段】  本発明のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置は、ＤＣモータ２０のＰＷＭ制御を行なう制御ブロック１３を備え、制御ブロック１３は、ＤＣモータ２０への印加電圧ＶｐよりＤＣモータ２０のモータ回転数を演算し、ＤＣモータ２０より検出したモータ回転数と演算したモータ回転数とを比較し、ＤＣモータ２０より検出したモータ回転数が演算したモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うこととした。【選択図】  図１
2005198390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータのＰＷＭ制御を行なう制御ブロックを備え、前記制御ブロックは、前記ＤＣモータへの印加電圧より前記ＤＣモータのモータ回転数を演算し、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数と前記演算したモータ回転数とを比較し、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数が前記演算したモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うことを特徴とするＤＣモータの過電流保護機能付制御装置。
【請求項２】
前記ＤＣモータより検出したモータ回転数と前記演算したモータ回転数との比較は、予め設定した一定時間を経過したときに行うことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置。
【請求項３】
前記ＤＣモータより検出したモータ回転数が、前記演算したモータ回転数に対し予め設定した範囲のモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うことを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置。
【請求項４】
前記電流保護処置は、前記ＤＣモータに加える電圧を下げ電流制限を加えることを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣモータの制御装置に関し、特に、電力効率を低下することなく精度向上と価格の低減を図り過電流保護を行うＤＣモータの過電流保護機能付制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＤＣモータの制御装置には、ＤＣモータの制御を行うときにＤＣモータの過電流保護を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、この種の従来のＤＣモータの制御装置のブロック図を示す。
【０００４】
図３に示すように、この従来のＤＣモータの制御装置は、マイコンなどの制御ブロック１１０が制御部１１３により入力処理部１１１に入力されているトルク値に応じてデューティ比を設定し、ＤＣモータ１２０をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部１１６から制御部１１３で設定したデューティ比によりＰＷＭ駆動信号Ｓを出力し、ＤＣモータ駆動部１１８がＰＷＭ駆動信号ＳによりＤＣモータ電源部１１９からのＤＣ電圧をパルス駆動電圧Ｖｄに切換え、ＤＣモータ１２０のＰＷＭ制御を行っている。
【０００５】
ＤＣモータ１２０は、何らかの原因により連続的に過大電流が流れ、電源供給の回路素子の破壊やＤＣモータ１２０のモータコイルの焼損をまねくことがある。この過大電流を防ぐため、ＤＣモータ１２０に流れる電流経路に直列に電流検出抵抗１１５を挿入し、電流検出抵抗１１５に流れる電流に比例した電位差が発生することを利用して電流値検出部１１４で過大電流を検出し、ＤＣモータ１２０の過電流保護を行っている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＤＣモータの制御装置には、次のような問題があった。
【０００８】
上記したごとく、従来のＤＣモータの制御装置は、ＤＣモータ１２０に流れる電流経路に電流検出抵抗１１５を直列に挿入して過大電流を検出し過電流保護を行っているが、電流検出抵抗１１５に電流が流れ発熱するため、大きな許容損失容量をもった抵抗を使わなければならず、ＤＣモータ１２０に流す電流が大きければ大きいほど、電流検出抵抗１１５自体も大きく高価格となっていた。また、ＤＣモータ１２０に流れる電流はノイズを多く含むため、その信号を利用しての過電流保護はノイズ除去回路などを付加する処置を必要とし高価格化を招いていた。
【０００９】
また、この過電流保護は、電流検出抵抗１１５自体が大きな電力を消費するため、本来のモータ性能とは関係ない部分で電力損失が起き、制御装置を含めた電力効率が低下することがあった。
【００１０】
さらに、電力損失による発熱で電流検出抵抗１１５の抵抗値が変化してしまい、電流検出抵抗１１５の両端に発生する電位差も変化し、過大電流保護を精度よく検出することは難しかった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電力効率を低下することなく精度向上と価格の低減を図り過電流保護を行うことができるＤＣモータの過電流保護機能付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】
【００１２】
本発明のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置は、ＤＣモータのＰＷＭ制御を行なう制御ブロックを備え、前記制御ブロックは、前記ＤＣモータへの印加電圧より前記ＤＣモータのモータ回転数を演算し、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数と前記演算したモータ回転数とを比較し、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数が前記演算したモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うこととした。
【００１３】
また、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数と前記演算したモータ回転数との比較は、予め設定した一定時間を経過したときに行うこととした。
【００１４】
また、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数が、前記演算したモータ回転数に対し予め設定した範囲のモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うこととした。
【００１５】
さらに、前記電流保護処置は、前記ＤＣモータに加えるＰＷＭのデューティ比を下げ電流制限を加えることとした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置は、ＤＣモータのＰＷＭ制御を行なう制御ブロックを備え、前記制御ブロックは、前記ＤＣモータへの印加電圧より前記ＤＣモータのモータ回転数を演算し、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数と前記演算したモータ回転数とを比較し、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数が前記演算したモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うこととしたため、電力効率を低下することなく精度向上と価格の低減を図り過電流保護を行うことができる。
【００１７】
また、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数と前記演算したモータ回転数との比較は、予め設定した一定時間を経過したときに行うこととしたため、ＤＣモータが加速状態のときに過電流の誤判断を避けることができる。
【００１８】
また、前記ＤＣモータより検出したモータ回転数が、前記演算したモータ回転数に対し予め設定した範囲のモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行うこととしたため、印加電圧より演算したモータ回転数に近い範囲内では正常と判断でき、より的確な過電流の判断をすることができる。
【００１９】
さらに、前記電流保護処置は、前記ＤＣモータに加えるＰＷＭのデューティ比を下げ電流制限を加えることとしたため、過電流時に正常時と等価的な電流にすることができ、的確な過電流保護を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置につき図を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置のブロック図を示す。
【００２２】
図１に示すように、本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置は、ＤＣモータ２０の制御を行うとともに、ＤＣモータの過電流保護を行うマイコンなどの制御ブロック１０が設けられ、制御ブロック１０とＤＣモータ２０との間にＤＣモータ電源部１９と接続するＤＣモータ駆動部１８が設けられている。
【００２３】
制御ブロック１０は、制御部１３が入力処理部１１に入力されているトルク値に応じたデューティ比を設定し、ＤＣモータ２０をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部１６から制御部１３で設定したデューティ比によりＰＷＭ駆動信号Ｓを出力しＤＣモータ２０のＰＷＭ制御を行っている。
【００２４】
ＤＣモータ駆動部１８は、制御ブロック１０のＰＷＭ制御部１６よりのＰＷＭ駆動信号Ｓにより、ＤＣモータ電源部１９からのＤＣ電圧を内部に設けたスイッチング素子によりパルス駆動電圧Ｖｄに切換え、ＤＣモータ２０の駆動を行っている。
【００２５】
また、制御ブロック１０は、電圧検出部１４によりＤＣモータ電源部１９からＤＣモータ２０に加えられる印加電圧Ｖｐを検出し、印加電圧Ｖｐを検出してから予め設定した一定時間を経過するごとに、印加電圧Ｖｐから演算したＤＣモータ２０のモータ回転数と、モータ回転数検出部１５が検出したモータ回転数との比較を行い、検出したモータ回転数が、演算したモータ回転数になっていなければ、ＤＣモータ２０に過電流が流れていると判断し、ＰＷＭ制御部１６によりＰＷＭのデューティ比を制御してＤＣモータ２０に流れる電流を下げて電流制限を加え過電流保護を行う。
【００２６】
また、印加電圧Ｖｐから演算したＤＣモータ２０のモータ回転数と、モータ回転数検出部１５が検出したモータ回転数との比較を行うとき、検出したモータ回転数が、演算したモータ回転数に対し予め設定した範囲のモータ回転数と一致しないとき過電流保護を行い、演算したモータ回転数に近い範囲内では正常と判断するようにすることもできる。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置が過電流保護を行うときのフローチャートを示す。
【００２８】
図１と図２とにより、本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置が行う過電流保護につき説明する。
【００２９】
制御ブロック１０がＤＣモータ２０の起動を開始すると（ステップ３１）、制御部１３は、電圧検出部１４が検出するモータ電源部１９よりＤＣモータ２０への印加電圧Ｖｐの読込み（ステップ３２）を開始する。制御ブロック１０は、読込みを行っている印加電圧Ｖｐに対応するモータ回転数の演算を行い（ステップ３３）、タイマー１２を始動する。制御部１３は、タイマー１２を始動してから予め定めた一定時間が経過したとき（ステップ３５のＹｅｓ）、モータ回転数検出部１５が検出したＤＣモータ２０のモータ回転数の読込を行い（ステップ３６）、演算したモータ回転数と検出したモータ回転数とを比較し（ステップ３７）、検出したモータ回転数が演算したモータ回転数と一致していれば（ステップ３７の一致）、正常電流が流れていると判断しＤＣモータ２０への印加電圧Ｖｐの読込み（ステップ３２）以降のステップを繰り返す。演算したモータ回転数と検出したモータ回転数とを比較したとき（ステップ３７）、検出したモータ回転数が演算したモータ回転数と一致していなければ（ステップ３７の不一致）、過電流が流れていると判断しＤＣモータ２０に加わる電圧を下げて電流制限を加え過電流保護を行う。
【００３０】
以上述べたように、本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置は、ＤＣモータ２０に加えられる印加電圧Ｖｐを検出し、一定時間を経過するごとに、演算したモータ回転数と検出したモータ回転数とを比較し、検出したモータ回転数が演算したモータ回転数と一致していなければ、過電流が流れていると判断し、ＤＣモータ２０に加わる電圧をＰＷＭのデューティ比を下げて電流制限を加えるものである。
【００３１】
従って、ＤＣモータ２０に過電流が連続的に流れ、回路素子の破壊や、モータコイルの焼損を防ぐことができる。また、許容損失の大きい抵抗素子が不要となり、既存の制御ブロックを利用して過電流保護を行うため、低価格となる。さらに、抵抗素子による電力ロスがなくなるため、その分電力効率がアップする。
【００３２】
また、ＤＣモータ２０が加速状態のときには、モータ回転数の検出直後に期待するモータ回転数になっていないことが考えられるため、モータに加えられる印加電圧を検出してから一定時間を経過するごとに、演算したモータ回転数と検出したモータ回転数とを比較し過電流の判断をすることにより、過電流の誤判断を避けることができる。なお、一定時間を経過するごとに、演算したモータ回転数と検出したモータ回転数とを比較し過電流の判断をすることとしたが、一定時間を経過したときの判断はモータ始動時のみに行うようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置のブロック図を示す。
【図２】本発明の実施の形態のＤＣモータの過電流保護機能付制御装置がホールＩＣ電源部の短絡保護を行うときのフローチャートを示す。
【図３】従来のＤＣモータの制御装置のブロック図を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１０  制御ブロック
１１  入力処理部
１２  タイマー
１３  制御部
１４  電圧検出部
１５  モータ回転数検出部
１６  ＰＷＭ制御部
１７  過電流保護部
１８  ＤＣモータ駆動部
１９  ＤＣモータ電源部
２０  ＤＣモータ
【図１】
2005198390.tif 000003
【図２】
2005198390.tif 000004
【図３】
2005198390.tif 000005