(57)【要約】【課題】モータロック等により、回路の素子及びモータのコイルに熱が蓄積される場合に、回路の素子及びモータのコイルの損傷を防止する。【解決手段】バッテリ８０とモータ５２のコイル１４に印加する電圧を生成するインバータ回路４０との間の電流値に応じた信号を出力する電流検知部９４と、モータ５２が過電流状態か否かを判定するための過電流判定値を出力する過電流判定値出力部１００と、温度を検知するサーミスタＲＴと、過電流判定値を調整するためにサーミスタＲＴの出力端と過電流判定値出力部１００の出力端とを接続するブリッジ抵抗ＲＢと、電流検知部９４が出力した信号が過電流判定値以上の場合にモータ５２が過電流状態であると判定する過電流判定部１０２と、過電流判定部１０２がモータ５２が過電流状態であると判定した場合に、コイル１４への通電を停止するＦＥＴドライバ７０と、を備えている。【選択図】図２
2016082780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源とモータとの間の電流値に応じた信号を出力する電流検知部と、
温度変化に対して抵抗値が変化する温度特性を有する温度可変抵抗素子を含み、該温度可変抵抗素子の抵抗値の変化に応じた閾値を出力する閾値出力部と、
前記電流検知部が出力した信号が前記閾値以上の場合に、前記モータの回転を所定の時間停止させる制御を行う回転制御部と、
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
前記温度可変抵抗素子は、温度上昇に伴って抵抗値が減少する温度特性を有し、
前記閾値出力部は、温度上昇に伴って前記温度可変抵抗素子の抵抗値が減少することに応じて低下させた閾値を出力する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記温度可変抵抗素子は、温度上昇に伴って抵抗値が増加する温度特性を有し、
前記閾値出力部は、温度上昇に伴って前記温度可変抵抗素子の抵抗値が増加することに応じて低下させた閾値を出力する請求項１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】
車両用エアコンの送風に用いられるブロアモータ（以下、「モータ」と略記）では、車外から侵入した枯葉等の異物によってファンの回転が妨げられてモータの負荷が高くなった場合には、モータの回転速度を低下させる過負荷保護の制御を実行する。かかる過負荷保護の実行により、過負荷によるモータの制御装置の回路及びモータのステータのコイルの過熱を防止している。
【０００３】
特許文献１には、モータのコイルの電流値が大きいほど発熱量が大きくなるシャント抵抗の温度をサーミスタで検知し、当該サーミスタの温度が所定の値を超えた場合に、モータのコイルへの通電を抑制するモータ駆動システムの過負荷保護装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０１０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のモータ駆動システムの過負荷保護装置は、異物等がファンに干渉した結果、モータの回転が止められるモータロックの場合にモータのコイル及びモータの制御装置の素子が過熱によって損傷しやすいという問題点があった。
【０００６】
モータがブラシレスＤＣモータの場合、モータのコイルは永久磁石で構成されたロータの周囲に設けられ、当該コイルに印加される電圧の極性が適宜切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生させる。永久磁石で構成されたロータは、コイルに発生した回転磁界に追随して回転することにより、モータは作動する。また、モータの制御装置は、ロータの回転に応じて、コイルに印加する電圧の極性を切り替える。
【０００７】
しかしながらモータロックによってロータの回転が停止されると、モータのコイルに印加される電圧の極性が切り替わらず、モータのコイルには同じ極性の電圧が印加され続けるので、モータのコイルに印加する電圧を生成する制御装置の素子及びモータのコイルには過大な電流が流れやすくなる。
【０００８】
特許文献１に記載のモータ駆動システムの過負荷保護装置は、モータのコイルの電流が過大になってシャント抵抗の温度が所定の値以上になった場合には、モータのコイルへの通電を停止する。そして、通電停止後に、シャント抵抗の温度が所定の値を下回った場合に、モータのコイルへの通電を再開する。
【０００９】
熱伝導性が比較的良好なニッケル系の合金で構成されると共に素子の容積が小さいシャント抵抗は、電流が流れなくなれば、比較的短時間で温度が低下する。しかしながら、モータのコイル及びモータの制御装置の基板に実装されているシャント抵抗以外の素子は、モータロックによって過熱した場合の熱がシャント抵抗ほど容易には放散されない。
【００１０】
図１１は、モータロックが生じた場合に、モータ駆動システムの基板に実装されている素子の温度の温度変化の一例を示した概略図である。図１１において温度がピーク状に高くなっているのはモータロックによるものであり、ピーク後の温度の低下は、モータのコイルへの通電を停止したことによるものである。図１１は、モータロックが継続している場合であって、モータのコイルへの通電の停止及び再開が複数回連続して行われている。
【００１１】
図１１では、モータのコイルへの通電の停止及び再開が反復して行われるにつれて、モータのコイルへの通電を停止した場合の素子の温度が上昇傾向を示している。
【００１２】
かかる素子の温度の上昇傾向は、前述のように、モータの制御装置に実装されているシャント抵抗以外の素子では、モータロックによって過熱した場合の熱がシャント抵抗ほど容易には放散されないために生じる。シャント抵抗以外の素子の熱が十分に放散されないうちにシャント抵抗の温度が低下してモータのコイルへの通電が再開されると、シャント抵抗以外の素子及びモータのコイルには熱が蓄積される。
【００１３】
その結果、素子又はモータのコイルに蓄積された熱により、素子又はモータのコイルが損傷するおそれがあった。
【００１４】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、モータロック等により、回路の素子及びモータのコイルに熱が蓄積される場合に、回路の素子及びモータのコイルの損傷を防止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】
【００１５】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のモータ制御装置は、電源とモータとの間の電流値に応じた信号を出力する電流検知部と、温度変化に対して抵抗値が変化する温度特性を有する温度可変抵抗素子を含み、該温度可変抵抗素子の抵抗値の変化に応じた閾値を出力する閾値出力部と、前記電流検知部が出力した信号が前記閾値以上の場合に、前記モータの回転を所定の時間停止させる制御を行う回転制御部と、を備えている。
【００１６】
このモータ制御装置は、電流検知部が電源とモータとの間の電流を検知すると共に検知した電流値に応じた信号を出力する。回転制御部は、電流検知部が出力した信号が閾値以上の場合に過電流状態であるとしてモータを停止させる。回路に電流が流れることによって生じた熱をサーミスタが検知してモータの過電流状態を判定する場合に比して、迅速にモータを停止でき、モータのコイル及び回路の素子の損傷を防止できる。
【００１７】
また、このモータ制御装置は、閾値出力部が、温度可変抵抗素子の温度に応じた抵抗値に対応した閾値を出力する。従って、モータロック等により、回路の素子及びモータのコイルに熱が蓄積される場合に、迅速に過電流の状態を検知して、モータの回転を所定の時間停止することにより、回路の素子及びモータのコイルの損傷を防止できる。
【００１８】
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、前記温度可変抵抗素子は、温度上昇に伴って抵抗値が減少する温度特性を有し、前記閾値出力部は、温度上昇に伴って前記温度可変抵抗素子の抵抗値が減少することに応じて低下させた閾値を出力する。
【００１９】
このモータ制御装置によれば、温度の上昇に応じて温度可変抵抗素子の抵抗値が低下する際に、閾値出力部は、温度可変抵抗素子の抵抗値に応じて低下させた閾値を出力する。その結果、モータロック等により、回路の素子及びモータのコイルに熱が蓄積される場合には、より低い閾値に基づいて迅速にモータの回転を停止できる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記温度可変抵抗素子は、温度上昇に伴って抵抗値が増加する温度特性を有し、前記閾値出力部は、温度上昇に伴って前記温度可変抵抗素子の抵抗値が増加することに応じて低下させた閾値を出力する。
【００２１】
このモータ制御装置によれば、温度の上昇に応じて温度可変抵抗素子の抵抗値が増加する際に、閾値出力部は、温度可変抵抗素子の抵抗値に応じて低下させた閾値を出力する。その結果、モータロック等により、回路の素子及びモータのコイルに熱が蓄積される場合には、より低い閾値に基づいて迅速にモータの回転を停止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】分圧回路の一例である過電流判定値出力部の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるチップサーミスタと過電流判定値出力部との接続を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るチップサーミスタと過電流判定値出力部とのブリッジ回路における電流値、電圧値及び抵抗値の関係を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるブリッジ抵抗の抵抗値の変化に対応した過電流閾値電圧の変化の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるブリッジ抵抗の抵抗値の変化に対応したチップサーミスタ電圧の変化の一例を示す図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置における過電流閾値電圧の時系列での変化の一例を示した概略図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置におけるチップサーミスタ電圧の時系列での変化の一例を示した概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置において、モータロックが生じた場合のモータ制御装置の素子の温度の温度変化の一例を示した概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置における過電流保護制御を示すフローチャートである。
【図１１】モータロックが生じた場合に、モータ駆動システムの基板に実装されている素子の温度の温度変化の一例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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、一例として車両用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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２７】
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、車両用エアコンにおける送風が可能となる。
【００２８】
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。
【００２９】
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２８が取り付けられる。
【００３０】
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。図２に記載のインバータ回路４０は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）によってモータ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。
【００３１】
インバータＦＥＴ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの各々のドレインは、チョークコイル８２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の各々のソースはバッテリ８０の負極に接続されている。
【００３２】
また、本実施の形態のモータ制御装置２０の基板上には、前述のインバータ回路４０に加え、コンパレータ５４、実回転数算出部５６、指令回転数算出部５８、スタンバイ回路６０、メイン電源通電部６２、通電制御駆動波形決定部６４、ＰＩ制御部６６、電圧補正部６８及びＦＥＴドライバ７０等が実装されている。
【００３３】
また、本実施の形態のモータ制御装置２０の基板上には、チョークコイル８２及び平滑コンデンサ８４Ａ、８４Ｂ等が実装され、さらにエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）７８及びバッテリ８０が接続されている。チョークコイル８２及び平滑コンデンサ８４Ａ、８４Ｂはバッテリ８０と共に略直流電源を構成している。また、エアコンＥＣＵ７８は、車両用エアコンの電子制御ユニットであり、ユーザがエアコンＥＣＵ７８によりエアコンをオンにすると、モータ制御装置２０の制御により、モータ５２が作動する。また、ユーザが車両用エアコンの風量を調節する場合は、エアコンＥＣＵ７８を介してモータ５２（ロータ１２）の回転速度を指示するための信号が入力される。
【００３４】
本実施の形態では、シャフト１６と同軸に設けられたセンサマグネット１２Ａの磁界をホール素子１２Ｂが検出する。コンパレータ５４は、ホール素子１２Ｂのアナログ出力をデジタル信号に変換する装置であり、実回転数算出部は、コンパレータ５４が出力したデジタル信号に基づいてロータ１２の実回転速度を算出する。指令回転数算出部はエアコンＥＣＵ７８等からの指示に基づいた目標回転速度を算出する。本実施の形態では、目標回転速度は、略１０００〜５０００ｒｐｍである。
【００３５】
ＰＩ制御部６６は、指令回転数算出部５８が算出した目標回転速度と実回転数算出部５６が算出した実回転速度とから、実回転速度を目標回転速度に変化させる場合にステータ１４のコイルに印加する電圧をいわゆるＰＩ制御によって算出する。ＰＩ制御部６６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目標回転速度における電圧を算出する偏差比例部６６Ｐを含む。また、ＰＩ制御部６６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６６Ｉを含む。電圧補正部６８は、ＰＩ制御部６６による算出結果に基づいて、ステータ１４のコイルに印加する電圧を補正する。
【００３６】
スタンバイ回路６０は、バッテリ８０から各部への電源供給を制御する回路である。また、メイン電源通電部６２は、スタンバイ回路６０の制御に従って、モータ制御装置への電源をオンにする。また、メイン電源通電部６２は、モータ５２の始動時、すなわちモータ５２を回転速度０ｒｐｍから回転させる場合に、論理和回路８６を介して強制５００ｒｐｍ指令部８８に指令を出す。強制５００ｒｐｍ指令部８８は、モータ５２の始動時には目標回転速度が所定の時間において５００ｒｐｍとなるように指令回転数算出部５８を制御し、指令回転数算出部５８は、５００ｒｐｍに係る信号をＰＩ制御部６６に出力する。なお、所定の時間は、一例として、５００〜１０００ｍ秒である。
【００３７】
所定の時間が経過後は、強制５００ｒｐｍ指令部による指令回転数算出部５８への制御は終了し、指令回転数算出部５８はエアコンＥＣＵ７８からの指示に基づいて算出した目標回転速度に係る信号をＰＩ制御部６６に出力する。
【００３８】
通電制御駆動波形決定部６４は、スタンバイ回路６０とメイン電源通電部６２を介して電源が供給されると、コンパレータ５４が出力したデジタル信号に基づいてロータ１２の位置を割り出し、ロータ１２の位置と指令回転数算出部５８が算出した目標回転速度とに基づいて、ステータ１４のコイルに印加する電圧の駆動波形を決定する。
【００３９】
ＦＥＴドライバ７０は、通電制御駆動波形決定部６４が決定した駆動波形と、電圧補正部６８が補正した電圧値とに基づいて、インバータ回路４０のスイッチングを制御するためのＰＷＭ信号を生成してインバータ回路４０に出力する。
【００４０】
また、本実施の形態に係るモータ制御装置２０の基板上には、抵抗Ｒ３を介して一端に制御電圧Ｖｃｃが印加されると共に他端が接地され、基板の温度を抵抗値として検知するチップサーミスタＲＴが実装されている。本実施の形態に用いられるチップサーミスタＲＴは温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣ (Negative Temperature Coefficient)サーミスタであり、温度が上昇するにつれてチップサーミスタＲＴの抵抗値は減少する。なお、反転回路を併用することで、温度が上昇するにつれて抵抗値が増大するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを使用してもよい。
【００４１】
チップサーミスタＲＴ及び抵抗Ｒ３は、一種の分圧回路を構成しており、抵抗Ｒ３と接続されているチップサーミスタＲＴの一端からは、チップサーミスタＲＴの抵抗値に基づいて変化する電圧が出力される。チップサーミスタＲＴの一端から出力された電圧は過熱状態判定部１０６において過熱判定値出力部１０４が出力する過熱判定値と比較され、チップサーミスタＲＴの一端から出力された電圧が過熱判定値以下の場合には、目標回転速度を強制的に０ｒｐｍとするように指令回転数算出部５８を制御する。前述のように、本実施の形態に係るチップサーミスタＲＴは、温度の上昇に対して抵抗が減少するタイプなので、抵抗Ｒ３とチップサーミスタＲＴとで構成された分圧回路の出力端でもあるチップサーミスタＲＴの一端から出力される電圧は、温度の上昇に応じて低下する。過熱状態判定部１０６は、チップサーミスタＲＴの一端から出力された電圧が過熱判定値以下の場合に回路が過熱していると判定する。過熱判定値は基板に実装される素子及びチップサーミスタＲＴの位置等によって変化するが、一例として１４５℃においてチップサーミスタＲＴと抵抗Ｒ３との分圧回路が出力する電圧である。
【００４２】
また、インバータＦＥＴ４４Ｄ、４４Ｅ、４４Ｆの各々のソースとバッテリ８０との間には電流検知部９４が設けられている。電流検知部９４は、抵抗値が０．２ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗９４Ａと、シャント抵抗９４Ａの両端の電位差を増幅してシャント抵抗９４Ａの電流に比例する電圧値を信号として出力するアンプ９４Ｂとを含み、アンプ９４Ｂが出力した信号は、過負荷判定部９８と過電流判定部１０２とに各々入力される。過電流判定部１０２では、アンプ９４Ｂが出力した信号と過電流判定値出力部１００が出力した過電流判定値とを比較し、アンプ９４Ｂが出力した信号が過電流判定値以上の場合には強制的に電圧補正部６８の出力を停止させることにより、モータ５２の回転を停止させる。また、過負荷判定部９８は、アンプ９４Ｂが出力した信号と過負荷判定値出力部９６が出力した過負荷判定値とを比較し、アンプ９４Ｂが出力した信号が過負荷判定値以上の場合には、論理和回路８６を介して強制５００ｒｐｍ指令部８８に指令し、モータ５２の回転速度を強制的に所定の回転速度である５００ｒｐｍに低下させる制御をする。
【００４３】
本実施の形態では、過電流判定値は過負荷判定値を超える値であり、回路保護のために緊急にモータ５２の回転を停止させなければならない電流に応じた電圧値である。過電流判定値及び過負荷判定値の具体的な数値は、モータ５２の仕様に左右されるので、設計時のシミュレーション及び実験を通じてモータの仕様ごとに個別具体的に決定する。なお、過電流判定値出力部１００及び過負荷判定値出力部９６の回路の構成は種々考えられるが、一例として、図３に示したような分圧回路を用いる。
【００４４】
過電流状態と判定してモータ５２の回転を停止した後は、所定の時間ステータ１４のコイルへの電圧の印加を中断し、回路が損傷するのを防止する。所定の時間は、一例として１００ｍ秒であり、１００ｍ秒の間はコイルへの電圧の印加を中断する。その後電圧の印加を再開し、過電流判定値を超えていれば再度電圧の印加を中断する。
【００４５】
また、過負荷状態と判定してモータ５２の回転速度を５００ｒｐｍにした場合は、電流検知部９４が検知した電流に応じた電圧値が過負荷判定値を下回るまでモータ５２の回転速度を５００ｒｐｍに制御する。電流検知部９４が検知した電流に応じた電圧値が過負荷判定値を下回った後は、指令回転数算出部５８が算出した目標回転速度でモータ５２が回転するように、ステータ１４のコイルに印加する電圧を制御する。
【００４６】
本実施の形態は、チップサーミスタＲＴの抵抗Ｒ３が接続された側の端（出力端）と過電流判定値出力部１００の出力端とをブリッジ抵抗ＲＢを介して接続したブリッジ回路を構成している。ブリッジ回路を構成できるのであれば、ブリッジ抵抗ＲＢ以外にも導体又はダイオード等の他の接続手段を用いてもよい。
【００４７】
図４は、本実施の形態におけるチップサーミスタＲＴと過電流判定値出力部１００との接続を示す概略図である。過電流判定値出力部１００及びチップサーミスタＲＴは各々分圧回路を構成するが、双方の分圧回路をブリッジ抵抗ＲＢで接続している。
【００４８】
図４に示した各抵抗の抵抗値は、温度によって抵抗値が変化するチップサーミスタＲＴを除き、一例として下記の通りである。また、ブリッジ抵抗ＲＢは後述するように１０〜９０ｋΩの範囲で段階的に変更し、過電流状態を解消するために最適な抵抗値を選択する。
Ｒ１：４９．９ｋΩ
Ｒ２：３０．１ｋΩ
Ｒ３：３．５７ｋΩ
ＲＢ：１０〜９０ｋΩ
【００４９】
図５は、本実施の形態に係るＮＴＣ型のチップサーミスタＲＴと過電流判定値出力部１００とのブリッジ回路における電流値、電圧値及び抵抗値の関係を示す概略図である。抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１、抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２、抵抗Ｒ３の抵抗値をＲ３、チップサーミスタＲＴの抵抗値をＲＴ、ブリッジ抵抗ＲＢの抵抗値をＲＢとする。また、抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉ１の電流値をＩ１、ブリッジ抵抗ＲＢを流れる電流ＩＢの電流値をＩＢ、抵抗Ｒ３を流れる電流Ｉ３の電流値をＩ３、過電流判定値である過電流閾値電圧ＶＯの電圧値をＶｏ、チップサーミスタ電圧ＶＴの電圧値をＶＴとすると、以下の式（１）〜（５）が導かれる。
2016082780.tif 000003
【００５０】
また、図５より、Ｉ３＝（Ｖｃｃ−ＶＴ）/ Ｒ３、ＩＢ＝（ＶＯ−ＶＴ)/ ＲＢであるから、これらＩ３、ＩＢを上記の式（５）に代入すると、以下の式（６）が得られる。
2016082780.tif 000004
【００５１】
上記の式（６）と上記の式（１）〜（４）とから、以下の式（７）、（８）が得られる。
2016082780.tif 000005
【００５２】
図６は、本実施の形態におけるブリッジ抵抗ＲＢの抵抗値の変化に対応した過電流閾値電圧ＶＯの変化の一例を示す図である。上記の式（７）を用い、Ｖｃｃを５Ｖとして、ブリッジ抵抗ＲＢの抵抗値を１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０ｋΩ及びブリッジ抵抗ＲＢを実装しない場合の抵抗値無限大に各々変化させて過電流閾値電圧ＶＯを算出している。
【００５３】
図６に示したように、ブリッジ抵抗ＲＢを実装しない無限大の場合に比して、チップサーミスタＲＴの温度が低い時は過電流閾値電圧ＶＯが高く、チップサーミスタＲＴの温度が高い時は過電流閾値電圧ＶＯが低くなる。本実施の形態に用いられるチップサーミスタＲＴは温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣサーミスタである。したがって、回路の温度が上昇しチップサーミスタＲＴの抵抗値が下がると、ブリッジ抵抗ＲＢを介して過電流判定値出力部１００の電圧がチップサーミスタＲＴ側に分圧されやすくなり、過電流閾値電圧ＶＯが低下する。
【００５４】
過電流閾値電圧ＶＯが低下すれば、より迅速に過電流の状態を判定できるようになる。過電流は、回路の過熱に随伴する場合が多いので、チップサーミスタＲＴの温度が高い時に過電流閾値電圧ＶＯが低下すると、高温時に過電流閾値電圧ＶＯが低下しない場合よりも迅速に過電流の状態を判定でき、回路の損傷をいち早く防止できる。
【００５５】
本実施の形態を車両用エアコンに実装する場合には、回路が損傷等しない安全な温度での過電流閾値電圧ＶＯを図６の結果又は実験から求め、求めた過電流閾値電圧ＶＯ以下となるブリッジ抵抗を選定することで、回路の損傷を防ぐ過電流判定が可能となる。例えば、回路が損傷しない安全な温度が１４０℃であって、１４０℃で過電流閾値電圧ＶＯを１．５Ｖ以下とする場合であれば、ブリッジ抵抗ＲＢの抵抗値を２０ｋΩとする。
【００５６】
図７は、本実施の形態におけるブリッジ抵抗ＲＢの抵抗値の変化に対応したチップサーミスタ電圧ＶＴの変化の一例を示す図であり、上記の式（８）を用いて算出されている。図７に示したように、ブリッジ抵抗ＲＢの値が変化しても、チップサーミスタ電圧ＶＴの値に大きな変化はなく、ブリッジ回路を構成した本実施の形態においても、過熱状態判定部１０６による回路の過熱状態の判定に支障はない。
【００５７】
図８（Ａ）は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０における過電流閾値電圧ＶＯの時系列での変化の一例を示した概略図であり、図８（Ｂ）は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０におけるチップサーミスタ電圧ＶＴの時系列での変化の一例を示した概略図である。
【００５８】
図８（Ａ）では、異物がファンに干渉する等によりモータロック状態となった場合の過電流閾値電圧ＶＯの時系列での変化であるモータロック時過電流閾値電圧１２０が実線で示されている。また、図８（Ａ）では、モータロックが生じていない通常時の過電流閾値電圧ＶＯの時系列での変化である通常時過電流閾値電圧１２２が破線で示されている。
【００５９】
モータロック等によって回路及びコイル１４が過熱していない場合には、過電流閾値電圧ＶＯは、図８（Ａ）において破線で示した通常時過電流閾値電圧１２２のように一定であり、変化しない。しかしながら、モータロック状態なった場合には、過電流閾値電圧ＶＯは、図８（Ａ）において実線で示したモータロック時過電流閾値電圧１２０のように時間の経過と共に漸減し、一定値に収束していく。
【００６０】
本実施の形態において過電流閾値電圧ＶＯは、図６に示したようにチップサーミスタ温度が上昇するにつれて低下する。また、前述のようにモータロック状態の場合には、モータ制御装置２０を構成する素子及びコイル１４に熱が蓄積されやすいので、チップサーミスタ温度も蓄積された熱の影響を受けて上昇していく。その結果、モータロックが解消していない場合には、モータロック時過電流閾値電圧１２０は漸減する。
【００６１】
また、本実施の形態においてチップサーミスタ電圧ＶＴも、図７に示したようにチップサーミスタ温度が上昇するにつれて低下する。従って、モータロック状態の場合には、モータ制御装置２０を構成する素子及びコイル１４に蓄積された熱の影響を受けてチップサーミスタ温度が上昇するので、図８（Ｂ）に示したように、チップサーミスタ電圧ＶＴは時間の経過と共に低下する。
【００６２】
本実施の形態では、チップサーミスタ電圧ＶＴが低下した場合には、モータ５２又は回路基板が加熱状態であると判定して、モータ５２のコイル１４への通電を抑制する。従って、過電流判定部１０２によって過電流状態と判定される場合とは別に、モータ５２のコイル１４及び回路基板の素子が熱によって損傷することを防止できる。
【００６３】
図９は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０において、時刻ｔ１にモータロックが生じた場合のモータ制御装置２０の素子の温度の温度変化の一例を示した概略図である。図９では、本実施の形態に係るモータ制御装置２０における素子の温度であるブリッジ抵抗実装時素子温度１２４が実線で示されている。また、図９には、本実施の形態と異なり、ブリッジ抵抗ＲＢを実装しない場合の素子の温度変化の傾向を示すブリッジ抵抗非実装時素子温度１２６が破線で示されている。
【００６４】
図９に示したように、モータロック状態の場合に、ブリッジ抵抗非実装時素子温度１２６は時間の経過と共に上昇傾向を示す。ブリッジ抵抗実装時素子温度１２４は、ピーク状の極大値の後に極小値に低下し、再びピーク状の極大値になることを反復している。図９に示したブリッジ抵抗実装時素子温度１２４は、極大値となった時に過電流状態と判定されてコイル１４への通電が遮断されたことによって極小値まで低下したものの、モータロックの状態が解消していないために、再び極大値となることを繰り返している。
【００６５】
ブリッジ抵抗実装時素子温度１２４は、モータロックが解消されない場合には、極大値及び極小値が各々時間と共に上昇するが、それらの上昇率はブリッジ抵抗非実装時素子温度１２６よりも低い。
【００６６】
前述のように、本実施の形態では、チップサーミスタ温度が上昇するにつれて過電流閾値電圧ＶＯは低下する。したがって、過熱状態又は過熱状態に近い状態時にモータロックが生じた場合には、過電流閾値電圧ＶＯが低下することにより、迅速にコイル１４への通電を遮断でき、素子等の温度上昇が抑制される。
【００６７】
図１０は、本実施の形態に係るモータ制御装置２０における過電流保護制御を示すフローチャートである。過電流保護制御は、過電流判定部１０２が、電流検知部９４が出力した信号が過電流判定値以上と判定した時に開始され、ステップ４００でモータ５２の回転を停止させるためにモータ５２のコイル１４への通電を所定の時間停止する。ステップ４０２では、過電流判定部１０２において再び電流検知部９４が出力した信号が過電流判定値以上か否かを判定する。肯定判定の場合にはステップ４００に手順を戻し、モータ５２のコイル１４への通電を再び所定の時間停止する。ステップ４０２で否定判定の場合には、ステップ４０４でモータ５２の回転速度が目標回転速度になるように制御して過電流保護制御を終了する。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態では、チップサーミスタＲＴの出力端と過電流判定値出力部１００の出力端とをブリッジ抵抗ＲＢを介して接続することにより、チップサーミスタＲＴの温度が上昇するにつれて、過電流判定値出力部１００が出力する過電流閾値電圧ＶＯが低下するようにしている。
【００６９】
その結果、モータロックの場合に、迅速にモータ５２の回転を停止させることができ、モータ制御装置２０の回路の素子及びモータ５２のコイル１４の過熱を防止することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…モータユニット、１２…ロータ、１２Ａ…センサマグネット、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、２８…下ケース、４０…インバータ回路、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｅ，４４Ｆ…インバータＦＥＴ、５２…モータ、５４…コンパレータ、５６…実回転数算出部、５８…指令回転数算出部、６０…スタンバイ回路、６２…メイン電源通電部、６４…通電制御駆動波形決定部、６６…ＰＩ制御部、６６Ｉ…偏差積分部、６６Ｐ…偏差比例部、６８…電圧補正部、７０…ＦＥＴドライバ、７８…エアコンＥＣＵ、８０…バッテリ、８２…チョークコイル、８４Ａ，８４Ｂ…平滑コンデンサ、８６…論理和回路、８８…強制５００ｒｐｍ指令部、９４…電流検知部、９４Ａ…シャント抵抗、９４Ｂ…アンプ、９６…過負荷判定値出力部、９８…過負荷判定部、１００…過電流判定値出力部、１０２…過電流判定部、１０４…過熱判定値出力部、１０６…過熱状態判定部、１２０…モータロック時過電流閾値電圧、１２２…通常時過電流閾値電圧、１２４…ブリッジ抵抗実装時素子温度、１２６…ブリッジ抵抗非実装時素子温度、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ３…抵抗、ＲＢ…ブリッジ抵抗、ＲＴ…チップサーミスタ、Ｖｃｃ…制御電圧、ＶＯ…過電流閾値電圧、ＶＴ…チップサーミスタ電圧
【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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【図１１】
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