(57)【要約】【課題】過負荷状態の場合にモータのコイルに印加される電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることが可能なモータ制御装置を提供する。【解決手段】ＰＩ演算部６４Ｂでモータ５２に印加する電圧のデューティ比を算出する。モータ５２が過負荷状態の場合には、過負荷制御部６２Ｂ内の除算回路６２Ｂ１において、制限値出力部６２Ｂ２が出力した所定の値である制限値を電源電圧値（＋Ｂ）で除算して電源電圧に応じたデューティ比の減算量を算出する。インバータ回路４０は、ＰＩ演算部６４Ｂで算出したデューティ比から除算回路６２Ｂ１が算出した減算量を減算して得たデューティ比に基づいてモータ５２に印加する電圧を生成する。【選択図】図３
2016103889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのコイルに印加する電圧のデューティ比を算出するデューティ比算出部と、
前記モータが過負荷状態ではない通常時に前記デューティ比算出部が算出したデューティ比に基づいて前記モータのコイルに印加する通常時電圧を生成すると共に、前記モータが過負荷状態の場合に電源電圧が高くなるに従って大きくなる補正量に応じて前記デューティ比を補正することにより前記通常時電圧を低下させた過負荷電圧を生成する駆動回路と、
を含むモータ制御装置。
【請求項２】
前記補正量は前記電源電圧に反比例して大きくなる負の値であり、
前記駆動回路は、前記モータが過負荷状態の場合に、前記デューティ比算出部が算出したデューティ比に前記補正量を加算して得たデューティ比に基づいて前記モータのコイルに印加する電圧を生成することにより、前記過負荷電圧を生成する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記補正量は、所定量を前記電源電圧で除算した商である請求項１又は２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記デューティ比算出部は、上位の制御装置から入力された回転速度の指令値と前記モータの実回転速度との偏差を解消する制御に基づいてデューティ比を算出する請求項１〜３のいずれか１記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記駆動回路の電流を検知する電流検知部と、
前記電流検知部が検知した電流値が所定の閾値以上の場合に前記モータが過負荷状態であると判定する過負荷判定部と、をさらに含む請求項１〜４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】
車両用エアコンのブロアモータ等に用いられるブラシレスＤＣモータ（以下、「モータ」と略記）の制御装置は、目標回転速度に対応したデューティ比の電圧をインバータ回路に生成させ、生成させた電圧をモータのコイルに印加させている。
【０００３】
モータの負荷が高くなると、インバータ回路の電流が大きくなる。モータ制御装置は、インバータ回路の電流が所定の閾値を超えた場合に、例えば、モータのコイルに印加する電圧のデューティ比を低下させて、モータの負荷を低下させる制御を行う。
【０００４】
特許文献１には、電流の指令値とインバータ回路の電流との偏差を解消するＰＩ制御（Proportional Integral Controller）において、ＰＩ制御の出力値が上限である飽和レベルに達した場合に、ＰＩ制御の比例項をゼロに設定することにより、モータのコイルに印加する電圧のデューティ比を一定量減少させる交流機の制御装置の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３７０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の交流機の制御装置のように、デューティ比を一定量減少させても、モータのコイルに印加される電圧が一定量で減少するわけではないという問題点があった。
【０００７】
モータのコイルに印加される電圧は、デューティ比と電源電圧との積として簡易的に算出される。また、一例として、２０％であるデューティ比を電源電圧に関係なく一律に２％低下させる制御を行った場合、デューティ比と電源電圧との乗算により算出される電圧は、電源電圧の高低により次のように変化する。電源電圧が１３Ｖの場合には、電圧は２．６０Ｖから２．３４Ｖに低下し、電圧の低下量は０．２６Ｖである。電源電圧が１１Ｖの場合には、電圧は２．２０Ｖから１．９８Ｖに低下し、電圧の低下量は０．２２Ｖである。
【０００８】
従って、電源電圧に関係なく一律に低下させる制御を行った場合、コイルに印加される電圧が、電源電圧が高い場合には大きく低下し、電源電圧が低い場合には電源電圧が高い場合ほど低下しない。その結果、電源電圧が高い場合には、コイルに印加される電圧が低くなりすぎて、モータの回転速度が必要以上に低下し、回転が不安定になる等の問題が生じるおそれがあった。また、電源電圧が低い場合には、コイルに印加される電圧が低下し難いので、迅速にモータの負荷を低下させることが困難になるというおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、過負荷状態の場合にモータのコイルに印加される電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることが可能な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、モータのコイルに印加する電圧のデューティ比を算出するデューティ比算出部と、前記モータが過負荷状態ではない通常時に前記デューティ比算出部が算出したデューティ比に基づいて前記モータのコイルに印加する通常時電圧を生成すると共に、前記モータが過負荷状態の場合に電源電圧が高くなるに従って大きくなる補正量に応じて前記デューティ比を補正することにより前記通常時電圧を低下させた過負荷電圧を生成する駆動回路と、を含んでいる。
【００１１】
モータのコイルに印加する電圧は、デューティ比に電源電圧を乗算して算出される。デューティ比から一定の負の値を加算した補正デューティ比に電源電圧を乗算して過負荷電圧を算出すると、電源電圧が高くなるに従って、算出した過負荷電圧の通常時電圧からの低下量が大きくなる。このモータ制御装置は、モータが過負荷状態の場合に電源電圧が高くなるに従って大きくなる負の補正量に応じてデューティ比を補正しているので、過負荷状態の場合にモータのコイルに印加する電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることができる。
【００１２】
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、前記補正量は前記電源電圧に反比例して大きくなる負の値であり、前記駆動回路は、前記モータが過負荷状態の場合に、前記デューティ比算出部が算出したデューティ比に前記補正量を加算して得たデューティ比に基づいて前記モータのコイルに印加する電圧を生成することにより、前記過負荷電圧を生成する。
【００１３】
過負荷電圧は、デューティ比算出部が算出したデューティ比に電源電圧に反比例する負の補正量を加算して得たデューティ比に電源電圧を乗算して得られる。デューティ比算出部が算出したデューティ比と電源電圧との積は通常時電圧に相当し、電源電圧に反比例する補正量と電源電圧との積は、電源電圧によらない負の定数となる。その結果、過負荷状態の場合にモータのコイルに印加する電圧は、通常時電圧から定数を減算して得た値に相当するので、電源電圧が変動しても、モータのコイルに印加する電圧を一定量低下させることができる。
【００１４】
請求項３記載のモータ制御装置は、請求項１又は２記載のモータ制御装置において、前記補正量は、所定量を前記電源電圧で除算した商である。
【００１５】
このモータ制御装置は、所定量を電源電圧で除算して電源電圧に反比例する補正量を算出することにより、過負荷状態の場合にモータのコイルに印加する電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることができる。
【００１６】
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記載のモータ制御装置において、前記デューティ比算出部は、上位の制御装置から入力された回転速度の指令値と前記モータの実回転速度との偏差を解消する制御に基づいてデューティ比を算出する。
【００１７】
このモータ制御装置によれば、回転速度の指令値とモータの実回転速度との偏差を解消するＰＩ制御によってデューティ比を算出することができる。
【００１８】
請求項５記載のモータ制御装置は、請求項１〜４のいずれか１項記載載のモータ制御装置において、前記駆動回路の電流を検知する電流検知部と、前記電流検知部が検知した電流値が所定の閾値以上の場合に前記モータが過負荷状態であると判定する過負荷判定部と、をさらに含んでいる。
【００１９】
このモータ制御装置によれば、駆動回路の電流によってモータの過負荷状態を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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概略を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の除算回路の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置のＰＩ演算処理の一例を示したフローチャートである。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るデューティ比の制限値と、電源電圧によらずデューティ比の制限値が一定の場合とを比較した概略図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る出力電圧の低下量と、電源電圧を考慮しない場合の出力電圧の低下量とを比較した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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検出部５６とが接続されている。
【００２９】
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。
【００３０】
電流検出部５６は、抵抗値が０．２ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗５６Ａと、シャント抵抗５６Ａの両端の電位差を増幅してシャント抵抗５６Ａの電流に比例する電圧値を信号として出力するアンプ５６Ｂとを含み、アンプ５６Ｂが出力した信号は、マイコン３２の温度保護制御部６２に入力される。温度保護制御部６２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。
【００３１】
本実施の形態では、サーミスタ５４Ａを含む分圧回路５４からの信号、電流検出部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の電圧を電源電圧値として検知する。
【００３２】
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。
【００３３】
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の素子の温度と、ロータ１２の回転速度と、モータ５２及びモータ制御装置２０の回路の負荷と、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。モータ及び回路の負荷は、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２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。
【００３４】
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、モータ５２及び回路が過負荷状態になった場合にデューティ比を制限するための制限値等を記憶している。
【００３５】
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。
【００３６】
図３は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の機能ブロック図である。速度制御部６４に含まれる目標速度算出部６４Ａには、エアコンＥＣＵ８２から回転速度の指令信号であるＳＩ信号が入力される。目標速度算出部６４Ａは、入力されたＳＩ信号からモータ５２の目標回転速度を算出する。
【００３７】
モータ５２の実際の回転速度である実回転速度は、ホール素子１２Ｂが検知したセンサマグネットまたはロータマグネット１２Ａの磁界に応じた信号から速度制御部６４に含まれるモータ速度算出部６４Ｃが算出する。モータ速度算出部６４Ｃが算出した実回転速度は、目標速度算出部６４Ａが算出した目標回転速度と共に速度制御部６４に含まれるＰＩ演算部６４Ｂに入力される。
【００３８】
ＰＩ演算部６４Ｂは、目標速度算出部６４Ａが算出した目標回転速度とモータ速度算出部６４Ｃが算出した実回転速度との偏差が解消されるように、ステータ１４のコイルに印加する電圧のデューティ比をＰＩ制御によって算出する。ＰＩ演算部６４Ｂは、目標回転速度と実回転速度との偏差と目標回転速度における電圧と実回転速度における電圧との偏差との比例関係基づいてデューティ比を算出する偏差比例部６４ＢＰを含む。また、ＰＩ演算部６４Ｂは、上記の比例関係のみでは残留偏差が生じる場合に、かかる残留偏差を偏差積分によって解消する偏差積分部６４ＢＩを含む。偏差積分部６４ＢＩが算出した結果は、偏差比例部６４ＢＰが算出した結果に加算されて、後述する過負荷制御部６２Ｂに出力される。
【００３９】
３相インバータであるインバータ回路４０は、バッテリ８０から供給された電力をスイッチングしてモータ５２のコイルに印加する電圧を生成する。インバータ回路４０の電流は、電流検出部５６によって検知される。電流検出部５６は、検知した電流に比例する電圧値を信号として出力する。
【００４０】
電流検出部５６が出力した信号は、温度保護制御部６２に含まれる過負荷判定部６２Ａのコンパレータ６２Ａ１に入力される。また、コンパレータ６２Ａ１には、過負荷判定値出力部６２Ａ２が出力した過負荷判定値も入力される。コンパレータ６２Ａ１は、電流検出部５６が出力した信号と過負荷判定値出力部６２Ａ２が出力した過負荷判定値とを比較し、電流検出部５６が出力した信号が過負荷判定値以上の過負荷状態の場合には、所定の信号を温度保護制御部６２内の過負荷制御部６２Ｂに出力する。
【００４１】
なお、電流検出部５６は、温度保護制御部６２に関係する構成なので、図３では便宜上、電流検出部５６は温度保護制御部６２内の過負荷判定部６２Ａに含まれるものとして記載している。
【００４２】
温度保護制御部６２内の過負荷制御部６２Ｂは、過負荷状態の場合に、デューティ比を制限するための制限値を出力する制限値出力部６２Ｂ２を含み、制限値出力部６２Ｂ２が出力した制限値は、除算回路６２Ｂ１に入力される。
【００４３】
除算回路６２Ｂ１では、入力された制限値を、バッテリ８０の電源電圧値（＋Ｂ）で除算する除算処理が行われる。図４に除算回路６２Ｂ１の一例を示す。図４に示した除算回路６２Ｂ１は、反転増幅回路の一種であり、非反転入力端子（＋）が接地され、反転入力端子（−）と出力端子とが電圧制御抵抗Ｒ２を介して接続されたオペアンプＯＰ１を含む。オペアンプＯＰ１の反転入力端子（−）には抵抗値がＲ１である抵抗Ｒ１を介して制限値出力部６２Ｂ２が接続され、制限値が電圧Ｖ１として入力される。
【００４４】
電圧制御抵抗Ｒ２には電源電圧値（＋Ｂ）が電圧Ｖ２として印加され、電圧制御抵抗Ｒ２は、印加された電圧Ｖ２に応じて抵抗値Ｒ２を下記の式（１）のように変化させる。なお、式（１）中のＫは、所定の定数である。
2016103889.tif 000003
【００４５】
また、前述のように、除算回路６２Ｂ１は反転増幅回路の一種なので、出力電圧Ｖｏｕｔは、下記の式（２）によって算出される。
2016103889.tif 000004
【００４６】
従って、除算回路６２Ｂ１の出力電圧Ｖｏｕｔは、式（１）、式（２）に基づく下記の式（３）によって算出される。
2016103889.tif 000005
【００４７】
式（３）に示したように、除算回路６２Ｂ１は反転増幅回路の一種なので、式（３）で電圧Ｖ１として示された制限値は、電源電圧値（＋Ｂ）である電圧Ｖ２で除算されると共に、符号が反転する。例えば、制限値出力部６２Ｂ２が出力した制限値が３０で、電源電圧値（＋Ｂ）が１２Ｖで、式（３）に含まれるＫ／Ｒ１が１の場合、除算回路６２Ｂ１は、−２．５を出力する。また、制限値が−３０で、電源電圧値（＋Ｂ）が１２Ｖで、式（３）に含まれるＫ／Ｒ１が１の場合、除算回路６２Ｂ１は、２．５を出力する。
【００４８】
除算回路６２Ｂ１が出力した信号は、コンパレータ６２Ａ１が出力した信号と共にＡＮＤゲート６２Ｂ３に入力される。ＡＮＤゲート６２Ｂ３は、コンパレータ６２Ａ１から過負荷状態であることを示す所定の信号が入力され、かつ除算回路６２Ｂ１から電源電圧値で除算された制限値の信号が入力された場合に、除算回路６２Ｂ１が出力した信号を出力する。除算回路６２Ｂ１が出力した信号が負の値であれば、当該信号をＰＩ演算部６４Ｂが出力したデューティ比に加算し、除算回路６２Ｂ１が出力した信号が正の値であれば、当該信号をＰＩ演算部６４Ｂが出力したデューティ比から減算して、デューティ比を制限する。
【００４９】
過負荷制御部６２Ｂで制限されたデューティ比は、ＰＷＭ出力部６６に含まれるプリドライバ６６Ａを介してインバータ回路４０に出力され、インバータ回路４０は当該デューティ比に基づいて電圧を生成し、モータ５２のコイルに印加する。
【００５０】
図５は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０のＰＩ演算処理の一例を示したフローチャートである。ステップ５００では、ＰＩ演算部６４Ｂにおいて、目標速度算出部６４Ａが算出した目標回転速度とモータ速度算出部６４Ｃが算出した実回転速度との偏差を解消するＰＩ演算が実行される。ステップ５０２では、ステップ５００での演算結果に基づいてモータ５２のコイルに印加する電圧のデューティ比である出力Ｄｕｔｙを算出する。
【００５１】
ステップ５０４では、電流検出部５６が検知した電流が過負荷判定値以上であるか否かを判定し、肯定判定の場合には、手順をステップ５０６に移行させ、否定判定の場合には、処理をリターンする。
【００５２】
ステップ５０６では、除算回路６２Ｂ１において、制限値（例えば３０％）を電源電圧値（＋Ｂ）で除算して、デューティ比制限値Ｘを算出する。ステップ５０８では、出力Ｄｕｔｙからデューティ比制限値Ｘを減算してデューティ比を決定し、処理をリターンする。なお、除算回路６２Ｂ１が図４に示したような反転増幅回路の一種であれば、制限値の符号は反転するので、制限値が正の値の場合には、算出されたデューティ比制限値Ｘを出力Ｄｕｔｙに加算する処理によってデューティ比を決定する。
【００５３】
図６（Ａ）は、本実施の形態に係るデューティ比の制限値と、電源電圧によらずデューティ比の制限値が一定の場合とを比較した概略図である。本実施の形態に係るデューティ比の制限値９０は、電源電圧値で除算されるので、電源電圧が低い場合には制限値の絶対値が大きく、電源電圧が高い場合には制限値の絶対値が小さくなる。図６（Ａ）では、本実施の形態に係るデューティ比の制限値９０は、図４に示した除算回路の出力結果なので負の値になっており、電源電圧が高くなるに従って電源電圧に反比例して大きくなる。また、電源電圧によらす一定の制限値９２は、図６（Ａ）では、略−２．３となっている。
【００５４】
図６（Ｂ）は、本実施の形態に係る出力電圧の低下量と、電源電圧を考慮しない場合の出力電圧の低下量とを比較した概略図である。図６の出力電圧とは、インバータ回路４０が生成し、モータ５２のコイルに印加する電圧である。本実施の形態では出力電圧の低下量９４は、電源電圧が変化しても一定であるが、電源電圧を考慮しない場合の出力電圧の低下量９６は、電源電圧が大きくなるに従って絶対値が大きくなっている。
【００５５】
図６（Ｂ）に示したように、本実施の形態では、過負荷状態の場合にモータ５２のコイルに印加される電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることが可能となっている。なお、本実施の形態では、上述のように、所定の制限値を電源電圧値（＋Ｂ）で除算して、デューティ比制限値Ｘを算出しているが、予め電源電圧に反比例するデューティ比制限値Ｘをメモリ６８に記憶しておき、デューティ比の算出に用いてもよい。
【００５６】
ＰＩ演算部６４Ｂで算出された出力ＤｕｔｙをＤ、電源電圧をＶｂａｔ、制限値出力部６２Ｂ２が出力する制限値をＸ０、出力電圧をＶｐとすると、過負荷時の出力電圧（過負荷電圧）Ｖｐは、ＤからＸ０とＶｂａｔとの商を減算して得たデューティ比に電源電圧を乗算して得られるので、下記の式（４）が成り立つ。式（４）では、出力ＤｕｔｙであるＤ及び制限値であるＸ０は、百分率で表記されている場合を想定しているので、Ｄ及びＸ０は、各々１００で除算されている。
2016103889.tif 000006
【００５７】
式（４）を整理すると、下記の式（５）が得られる。
2016103889.tif 000007
【００５８】
式（５）の（Ｄ・Ｖｂａｔ）／１００の項は、過負荷状態でない通常時にインバータ回路４０が出力する出力電圧（通常時電圧）を示している。従って、式（５）によれば、本実施の形態では、Ｘ０／１００の項が過負荷状態における出力電圧の低下量となる。Ｘ０／１００は、電源電圧Ｖｂａｔによらず一定なので、本実施の形態では、過負荷状態の場合にモータのコイルに印加される電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることが可能となる。
【００５９】
また、出力ＤｕｔｙであるＤ及び制限値であるＸ０が百分率ではなく、小数で表記されている場合には、式（５）右辺の１／１００は不要となる。その場合、出力ＤｕｔｙであるＤと電源電圧Ｖｂａｔとの積が通常時にインバータ回路４０が出力する出力電圧を示す。また、過負荷状態の場合の出力電圧Ｖｐは、通常時にインバータ回路４０が出力する出力電圧から所定量である制限値Ｘ０を減算して得た値に相当する。制限値Ｘ０は電源電圧Ｖｂａｔによらず一定なので、過負荷状態の場合にモータのコイルに印加される電圧を、電源電圧が変動しても、一定量低下させることが可能となる。
【００６０】
インバータ回路が生成する電圧を制御するにはデューティ比を変更するが、デューティ比から所定の値を減算しただけでは、電源電圧が変動した場合、インバータ回路が生成する電圧の低下量が一定とならない。しかしながら、本実施の形態によれば、式（５）に示したように、過負荷状態でインバータ回路が生成する電圧を、電源電圧によらず一定量低下させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
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、３２…マイコン、４０…インバータ回路、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…電流検出部、５６Ａ…シャント抵抗、５６Ｂ…アンプ、６０…下ケース、６２…温度保護制御部、６２Ａ…過負荷判定部、６２Ａ１…コンパレータ、６２Ａ２…過負荷判定値出力部、６２Ｂ…過負荷制御部、６２Ｂ１…除算回路、６２Ｂ２…制限値出力部、６２Ｂ３…ＡＮＤゲート、６４…速度制御部、６４Ａ…目標速度算出部、６４Ｂ…ＰＩ演算部、６４ＢＩ…偏差積分部、６４ＢＰ…偏差比例部、６４Ｃ…モータ速度算出部、６６…ＰＷＭ出力部、６６Ａ…プリドライバ、６８…メモリ、８０…バッテリ、８２…エアコンＥＣＵ、９０，９２…制限値、９４，９６…低下量、ＯＰ１…オペアンプ、Ｒ１…抵抗、Ｒ２…電圧制御抵抗
【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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