(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモータと、
前記第１のモータと電源との間に設けられ、前記第１のモータと前記電源との接続・非接続状態に対応した接続位置と非接続位置とに切り換えられる第１のリレーと、
前記第１のモータとアースとの間に設けられ、前記第１のモータと前記アースとの接続・非接続状態に対応した接続位置と非接続位置とに切り換えられる第２のリレーと、
前記電源及びアースに対して、前記第１のモータと並列に設けられる第２のモータと、
前記第２のモータと電源との間に設けられ、前記第２のモータと前記電源との接続・非接続状態に対応した接続位置と非接続位置とに切り換えられる第３のリレーと、
前記第２のリレーが非接続位置となったときに当該第２のリレーの可動接点が接触される固定接点と、前記第３のリレーが非接続位置となったときに当該第３のリレーの可動接点が接触される固定接点とを接続する固定接点接続線と、
前記第１、第２及び第３のリレーの接続・非接続状態を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１、第２及び第３のリレーが接続位置にあり、前記電源及びアースに対して並列接続された前記第１及び第２のモータへの通電をオフする際に、少なくとも前記第１のリレーを非接続位置に切り換えてから、所定の遅延時間経過後に、前記第２のリレーを非接続位置に切り換えることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１及び第２のモータへの通電をオフする際に、前記第３のリレーを、前記第１のリレーと同時期に非接続位置に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆動制御装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のモータは、空気調和装置における送風量を調節するファンを回転駆動するモータであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの駆動制御装置に関わり、例えば車両用空気調和装置において送風量を調節するブロワファンモータやコンデンサファンモータを駆動制御するために用いるのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバス等の大型車両用の空調装置では、空調を行うべき空間も大きいため、ブロワファンモータやコンデンサファンモータがそれぞれ複数個設けられる。このように、それぞれ複数個設けられた、ブロワファンモータ及びコンデンサファンモータの駆動制御装置の回路構成を図９に示す。
【０００３】
図９に示すように、ブロワファンモータ１０，１２及びコンデンサファンモータ２４，２６が、電源及びアースに対して並列的に接続可能に設けられている。なお、図９には、ブロワファンモータ１０，１２及びコンデンサファンモータ２４，２６として、それぞれ２個づつしか図示されていないが、実際には、ブロワファンモータ回路２２内及びコンデンサファンモータ回路３６内には、必要に応じて、それ以上の個数のモータが設けられる。
【０００４】
ブロワファンモータ回路２２とコンデンサファンモータ回路３６の回路構成は、同様であるので、以下、ブロワファンモータ回路２２について説明する。
【０００５】
ブロワファンモータ回路２２において、モータ１０と電源との間には、リレー１４が設けられている。このリレー１４は、Ａ／ＣＥＣＵ５０によってリレーコイル３８に通電されたときにオンされ、電源とモータ１０とを接続する。
【０００６】
モータ１０とアースとの間には、リレー１６が設けられている。このリレー１６は、図１１に示すように、２つの固定接点６０，６２と１つの可動接点６４とを有する。Ａ／ＣＥＣＵ５０がリレーコイル４０に通電したとき、モータ１０に接続されたリレー１６の可動接点６４は、アースに接続された固定接点６０と接触する。一方、リレーコイル４０への通電がオフされたときには、可動接点６４は、固定接点６２と接触する。
【０００７】
モータ１２と電源との間には、モータ１０と同様に、リレー１８が設けられている。但し、このリレー１８は、図１１に示したものと同様に、２つの固定接点と１つの可動接点とを有している。そして、Ａ／ＣＥＣＵ５０がリレーコイル４２に通電を行うと、可動接点は、電源に接続された固定接点と接触する。一方、リレーコイル４２への通電がオフされると、可動接点は、リレー１６の固定接点６２に接続線１７を介して接続された固定接点に接続される。
【０００８】
上記の構成において、Ａ／ＣＥＣＵ５０によって各リレーコイル３８〜４８への通電のオン・オフを制御することにより、ブロワファンモータ１０，１２及びコンデンサファンモータ２４，２６を、低回転モード（Ｌｏモード）、高回転モード（Ｈｉモード）及び停止モードのいずれかに切り換えることができる。
【０００９】
すなわち、図１０（ａ）〜（ｆ）に示すように、リレーコイル３８、４４に通電し、リレーコイル４０，４２，４６，４８への通電を行わない場合、モータ１０とモータ１２、及びモータ２４とモータ２６が、電源とアース間において、それぞれ直列接続される。このため、各モータ１０，１２，２４，２６には、電源電圧の約半分の電圧が印加されるので、各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードはＬｏモードになる。
【００１０】
すべてのリレーコイル３８〜４８に通電を行った場合には、各モータ１０，１２，２４，２６は、電源とアース間において並列的に接続される。このため、各モータ１０，１２，２４，２６には、電源電圧がそのまま印加されるので、各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードはＨｉモードになる。
【００１１】
そして、すべてのリレーコイル３８〜４８への通電を停止した場合には、各モータ１０，１２，２４，２６と電源とが切り離されるため、各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードは停止モードとなる。
【００１２】
このように、ブロワファンモータ１０,１２およびコンデンサファンモータ２４，２６は、それぞれ２個のモータを一組として、その２個のモータの接続状態が直列接続、並列接続に切り換えられるように、リレー１４，１６，１８，２８，３０，３２が設けられているのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したモータの駆動制御装置において、Ｈｉモードから停止モードへ各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードを切り換える場合には、図１０（ａ）〜（ｆ）に示すように、各リレーコイル３８〜４８への通電を同じタイミングで停止している。
【００１４】
ここで、ブロワファンモータ１０，１２やコンデンサファンモータ２４，２６は、ＤＣモータであり、通電状態から非通電状態に切り換わる際には、モータに蓄積されたエネルギーによって、各モータ１０，１２，２４，２６のアース側の接続線にサージ電圧が発生する。
【００１５】
このため、従来のモータの駆動制御装置では、このサージ電圧による回路各部への悪影響を防止するため、モータ１０、２４に対して、ダイオード２０，３４を並列接続することにより、サージ電圧をモータ自身で消費するようにしていた。
【００１６】
しかしながら、上述したように、大型車両用の空調装置では、ブロワファンモータ１０，１２やコンデンサファンモータ２４，２６の数も多く、これらモータに対してサージ吸収用のダイオード２０，３４を設けると、駆動制御装置のコストアップを招くとの問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、サージ吸収用のダイオードを用いることなく、サージ電圧による駆動回路への悪影響を除去することが可能なモータの駆動制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のモータの駆動制御装置は、
第１のモータと、
第１のモータと電源との間に設けられ、第１のモータと電源との接続・非接続状態に対応した接続位置と非接続位置とに切り換えられる第１のリレーと、
第１のモータとアースとの間に設けられ、第１のモータとアースとの接続・非接続状態に対応した接続位置と非接続位置とに切り換えられる第２のリレーと、
電源及びアースに対して、前記第１のモータと並列に設けられる第２のモータと、
第２のモータと電源との間に設けられ、第２のモータと電源との接続・非接続状態に対応した接続位置と非接続位置とに切り換えられる第３のリレーと、
第２のリレーが非接続位置となったときに当該第２のリレーの可動接点が接触される固定接点と、第３のリレーが非接続位置となったときに当該第３のリレーの可動接点が接触される固定接点とを接続する固定接点接続線と、
第１、第２及び第３のリレーの接続・非接続状態を制御する制御手段とを備え、
制御手段は、第１、第２及び第３のリレーが接続位置にあり、電源及びアースに対して並列接続された第１及び第２のモータへの通電をオフする際に、少なくとも第１のリレーを非接続位置に切り換えてから、所定の遅延時間経過後に、第２のリレーを非接続位置に切り換えることを特徴とする。
【００２１】
このように構成すれば、第１〜第３のリレーの接続・非接続状態を制御することにより、第１のモータと第２のモータとの接続状態を直列接続状態と並列接続状態に切り換えることができるため、第１および第２のモータの駆動電圧を容易に調節することができる。この構成において、第１および第２のモータが電源およびアースに対して並列的に接続された状態から、それぞれのモータへの通電を停止する場合には、少なくとも第１のリレーを非接続位置に切り換えてから、所定の時間経過後に、第２のリレーを非接続位置に切り換えるようにすれば、第１および第２のモータに発生するサージ電圧をアースに放電できる。従って、第２のリレーの作動に対してサージ電圧が悪影響を及ぼすことが防止できる。
【００２２】
請求項２に記載のように、制御手段は、第１及び第２のモータへの通電をオフする際に、第３のリレーを、第１のリレーと同時期に非接続位置に切り換えることが好ましい。これにより、第１および第２のモータの通電停止時期をほぼ同時期にすることができる。
【００２３】
請求項３に記載のように、本発明のモータの駆動制御装置は、空気調和装置における送風量を調節するファンを回転駆動するモータの駆動制御装置として好適に用いることができる。これは、ファンモータは、ＤＣモータが用いられ、その駆動電圧を変えることによってファンの送風量を調節するものであるためである。
【００２４】
【発明の詳細な説明】
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本実施形態によるモータの駆動制御装置が適用される、複数のブロワファンモータおよびコンデンサファンモータを備えるバスのエアコンシステム１を示す斜視図である。
【００２７】
このエアコンシステム１は、車室内前部の計器盤（図示せず）下方に設置される。そして、例えばブロワファンモータは、１階および２階の乗客室用にそれぞれ６個設けられ、コンデンサファンモータは、６個設けられる。
【００２８】
図２は、本実施形態におけるモータの駆動制御装置の回路構成を示す構成図である。図２に示すように、本実施形態におけるモータの駆動制御装置は、図９に示す従来のモータの駆動制御装置とほぼ同様の回路構成を有するため、同様の構成には同じ番号を付与することにより、回路構成に関する詳細な説明は省略する。
【００２９】
回路構成上、本実施形態と従来技術との相違は、本実施形態では、モータ１０及びモータ２４に対してサージ吸収用のダイオードを設けていないことにある。
【００３０】
ここで、図９に示す従来のモータの駆動制御装置において、サージ吸収用のダイオード２０，３４を取り除いた場合に生ずる問題点について説明する。
【００３１】
サージ電圧は、各モータ１０，１２，２４，２６が通電状態から非通電状態に切り換わる際に、各モータ１０，１２，２４，２６に蓄積されたエネルギーによって、各モータ１０，１２，２４，２６のアース側の接続線に発生する。特に、各モータ１０，１２，２４，２６がそれぞれ並列的に電源及びアース間に接続された状態（Ｈｉモード）から非通電状態（停止モード）に切り換えられる場合には、各モータ１０，１２，２４，２６に印加されていた電源電圧が大きいため、非常に大きなサージ電圧が発生する。
【００３２】
従来のモータの駆動制御装置においては、上述のように、各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードをＨｉモードから停止モードに切り換える際には、図１０（ａ）〜（ｆ）に示すように、各リレー１４，１６，１８，２８，３０，３２は同時期に非通電位置に切り換えられる。具体的には、Ａ／ＣＥＣＵ５０が、リレーコイル３８〜４８への通電を停止することにより、各リレー１４，１６，１８，２８，３０，３２の可動接点が通電位置から非通電位置に変化する。
【００３３】
しかしながら、リレーコイル３８〜４８への通電が同時期に停止された場合であっても、各リレー１４，１６，１８，２８，３０，３２の可動接点が通電位置から非通電位置に変化するタイミングにはばらつきが生じる。このように、各リレー１４，１６，１８，２８，３０，３２の可動接点の非通電位置へ切り替わるタイミングにはばらつきがあるため、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、リレー１４の可動接点が非通電位置（ＯＦＦ）に切り換わった後に、リレー１６の可動接点６４が通電位置（ＯＮ：固定接点６０と接触する位置）から非通電位置（ＯＦＦ：固定接点６２と接触する位置）に切り換えられることがありえる。
【００３４】
この場合、リレー１４がＯＦＦされた時点で、モータ１０のアース側接続線にサージ電圧が発生し、リレー１６では、このサージ電圧が印加された状態で、可動接点６４と固定接点６０とを切り離す動作が行われることになる。このような動作を繰り返すと、図１１に示すように、リレー１６の固定接点６０に突起物６６が生成され、それが成長すると、接点溶着または接点の寿命の低下との問題を生じる。
【００３５】
この突起物６６は、開閉接点における転移現象、すなわち、接点が開かれるときに一方の電極金属の一部が他方の電極金属表面に移動することによって発生するものであり、転移現象自体は主にアーク放電によって起こる。
【００３６】
以下、突起物６６の発生原理について、図に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
図６は接点間に作用する電圧及び電流と放電発生との関係を示す図、図７は接点間に作用する電圧及び電流と転移現象との関係を示す転移図、及び図８は、サージ電圧がリレー１６の固定接点６０と可動接点６４に印加された場合に、接点間に作用する電圧・電流波形を示す波形図である。
【００３８】
図８において、時間ｔ１にてリレー１４、１６をＯＦＦすると、リレー１６の可動接点６４は固定接点６０から離れて、固定接点６２に接触する方向に移動する。このとき、モータ１０のサージ電圧により、可動接点６４と固定接点６０間に作用する電圧Ｖは急激に上昇するとともに、電流Ｉは序々に低下していく。そして、時間ｔ２においてリレー１６の可動接点６４が固定接点６２に接触した瞬間に、電圧Ｖ及び電流Ｉともにほぼゼロとなる。この可動接点６４が固定接点６０から固定接点６２まで移動するのに要する時間は約７００μｓである。
【００３９】
従って、可動接点６４と固定接点６０との間に作用する電圧Ｖ及び電流Ｉは、図８に示すように、可動接点６４が固定接点６２に達する際には、低電流・高電圧の組み合わせととなる。
【００４０】
このとき、接点間に作用する電圧及び電流と放電発生との関係を示す図６を参照すると、可動接点６４と固定接点６０間にはアーク放電が発生していることがわかる。なお、図６中、Ｖｍｉｎ及びＩｍｉｎは、それぞれアーク放電が発生するための最小アーク電圧及び最小アーク電流を示すものである。この最小アーク電圧Ｖｍｉｎ及び最小アーク電流Ｉｍｉｎは、接点材料によって異なり、例えばリレー接点の主な材料であるＡｇの場合は、最小アーク電圧Ｖｍｉｎが１１〜１３Ｖであり、最小アーク電流Ｉｍｉｎが０．４〜０．９Ａである。
【００４１】
一方、図７の転移図を参照すると、可動接点６４と固定接点６０との間に作用する電圧Ｖ及び電流Ｉが低電流・高電圧の組み合わせであるとき、β領域に該当し、陰極から陽極への転移が生ずることがわかる。
【００４２】
ここで、可動接点６４と固定接点６０との間でアーク放電が発生した場合、可動接点６４側から固定接点６０側に放射されたアークにより、固定接点６０側が高電位となる。従って、可動接点６４が陰極側、固定接点６０が陽極側となって、可動接点６４から固定接点６０への転移が生ずる。この転移現象により、リレー１６の固定接点６０に突起物６６が生成されるのである。
【００４３】
なお、リレー１６の可動接点６４が固定接点６０から固定接点６２へ移動する間に、可動接点６４と固定接点６０に作用する電圧Ｖと電流Ｉとは、必ずしも低電流・高電圧の組み合わせばかりではないが、低電流・高電圧の組み合わせの際に生ずる転移の影響が最も大きいため、すなわちβ領域における転移が支配的であるので、突起物６６は固定接点６０に生成される。
【００４４】
従って、転移現象により突起物６６が生成される原因は、リレー１４がＯＦＦされてモータ１０のサージ電圧が発生した状態で、リレー１６をＯＦＦするときに、リレー１６の可動接点６４と固定接点６０との間に低電流・高電圧が作用する点にある。
【００４５】
そのため、本実施形態によるモータの駆動制御装置では、各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードをＨｉモードから停止モードにする時には、Ａ／ＣＥＣＵ５０が、図３のフローチャートに示す手順で、各リレー１４，１６，１８，２８，３０，３２をオフさせることとした。
【００４６】
すなわち、まずステップ１００において、各モータ１０，１２，２４，２６と電源との間に設けられたリレー１４，１８，２８，３２をオフする。これは、各リレー１４，１８，２８，３２に内蔵されるリレーコイル３８，４２、４４，４８への通電を停止することにより行われる。
【００４７】
次に、ステップ２００において、タイマＴの計時を開始する。そして、ステップ３００にて、タイマＴの計時時間に基づいて、リレー１４，１８，２８，３２をオフした時点から所定の遅延時間（例えば２５０ｍｓ）が経過したか否かを判断する。このとき、所定の遅延時間が経過したと判断すると、ステップ４００に進み、モータ１０、２４とアースとの間に設けられたリレー１６，３０をオフする。これは、リレー１６，３０に内蔵されるリレーコイル４０，４６への通電を停止することにより行われる。
【００４８】
このような手順で各モータ１０，１２，２４，２６の運転モードをＨｉモードから停止モードにすることにより、図４（ａ）〜（ｆ）に示すようにリレーコイル３８，４２，４４，４８への通電停止が、リレーコイル４０，４６への通電停止よりも、所定の遅延時間だけ先行して行われることになる。
【００４９】
そして、上記の遅延時間を、各リレー１４，１８，２８，３２におけるリレーコイル３８，４２，４４，４８への通電停止から可動接点が非通電位置に移動するまでの時間のばらつき、モータ１０，２４のサージ電圧がリレー１６，２４を介してアースに放電されるために十分な時間、及びＡ／ＣＥＣＵ５０内の演算処理時間等を考慮して設定することにより、リレー１６，３０をオフするときには、モータ１０，２４のサージ電圧をそれぞれのリレー１６，３０を介して予め放電させておくことが可能になる。
【００５０】
このため、リレー１６，３０をオフする際に、それらの可動接点と固定接点間にサージ電圧に起因する電圧及び電流が作用することを防止することができ、ひいては、上述したような突起物６６の生成も防止できる。
【００５１】
なお、本実施形態においては、２個のモータの接続状態を直列接続と並列接続とに切り換えられるように構成されていたが、各１個のモータに対し、電源側及びアース側にリレーを設けても良い。また、３個以上のモータについて、電源及びアース間において、直列接続状態と並列接続状態とに切り替わるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態によるモータの駆動制御装置が適用されるバスのエアコンシステムを示す斜視図である。
【図２】第１実施形態によるモータの駆動制御装置の回路構成を示す構成図である。
【図３】モータの運転モードをＨｉモードから停止モードにする際の手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、各リレーコイル３８〜４８への通電状態を示す波形図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、リレー接点が非通電位置（ＯＦＦ）に切り換わるタイミングにばらつきが生じることを示す波形図である。
【図６】接点間に作用する電圧及び電流と放電発生との関係を示す図である。
【図７】接点間に作用する電圧及び電流と転移現象との関係を示す転移図である。
【図８】サージ電圧がリレー１６の固定接点６０と可動接点６４に印加された場合に、接点間に作用する電圧・電流波形を示す波形図である。
【図９】従来のモータの駆動制御装置の回路構成を示す構成図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は、従来のモータの駆動制御装置における、各リレーコイル３８〜４８への通電状態を示す波形図である。
【図１１】リレー１６の接点構造を示す図である。
【符号の説明】
１０，１２，２４，２６  モータ
１４，１６，１８，２８，３０，３２  リレー
５０  Ａ／ＣＥＣＵ
【図１】
0003832350.tif 000002
【図２】
0003832350.tif 000003
【図３】
0003832350.tif 000004
【図４】
0003832350.tif 000005
【図５】
0003832350.tif 000006
【図６】
0003832350.tif 000007
【図７】
0003832350.tif 000008
【図８】
0003832350.tif 000009
【図９】
0003832350.tif 000010
【図１０】
0003832350.tif 000011
【図１１】
0003832350.tif 000012