JP2007028805A - モータ制御装置およびモータ推定温度の算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータ停止後のモータの温度推定処理を精度よく、かつ、軽負荷な処理によって行うことができるモータ制御装置およびモータ推定温度の算出方法を提供する。
【解決手段】 モータ２０と、その推定温度を算出する制御部３を有するパワーウインドウ装置１であって、制御部３のコントローラ３１は、推定温度を記憶する温度カウンタと、モータ停止中にモータ停止時温度から第１設定温度Ｔ１までモータ温度が低下するときの１次温度勾配Δｋ１を、モータ停止時温度に対応して記憶しており、モータが停止した時に推定温度が、第１設定温度Ｔ１よりも大きい場合に、モータ停止時の推定温度に対応する１次温度勾配Δｋ１を算出し、算出した１次温度勾配Δｋ１を用いてモータ停止時間の経過に応じて推定温度を更新（減算）する。さらに第２設定温度Ｔ２までは繰り返し処理ごとに２次温度勾配Δｋ２を算出して推定温度を更新する。
【選択図】 図７

Description

本発明はモータ制御装置およびモータ推定温度の算出方法に係り、特に焼損保護のためにモータの推定温度を算出する機能を有するモータ制御装置および該モータ制御装置におけるモータ推定温度の算出方法に関する。

従来、モータの焼損保護のために、モータハウジングにバイメタルやＰＴＣといった保護素子を内蔵することが行われている。モータが異常発熱した場合には、この保護素子によって電気回路が遮断され、モータへの通電が停止される。
ところが、上記保護素子をモータ近傍に配設すると、モータ体格が大きくなって装置全体が大型化してしまう。このため、特許文献１に記載のモータ制御装置では、上記保護素子を設けることなく、モータを駆動制御する制御部によって、モータに印加している電圧の大きさおよび印加時間と、前回の推定温度値から、モータの推定温度を算出するように構成している。特許文献１に記載のモータ制御装置では、算出された推定温度が所定の過熱保護温度以上になったときにはモータ駆動が停止され、さらに推定温度が過熱保護解除温度値になるまで停止状態が維持されるようになっている。

特開平１１−１６４４７２号公報（第３−４頁）

ところで、一般にモータ作動停止後の推定温度の算出には、停止時間のみをパラメータとした推定式が用いられており、停止期間の雰囲気温度の変化が考慮されないため、モータ（巻線）推定温度の精度がよくないという問題があった。
また、モータ停止時の推定温度の算出処理において、１次近似式を用いると推定温度の精度が悪くなってしまう。ところが、精度よく推定温度を算出しようとすると、制御部の処理負担が重くなってしまい、制御部に高価なマイコン等を使用しなければならないという問題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、モータ停止後のモータの温度推定処理を精度よく、かつ、軽負荷な処理によって行うことができるモータ制御装置およびモータ推定温度の算出方法を提供することにある。

前記課題は、本発明によれば、電力供給されることによって作動するモータと、該モータを駆動制御するモータ制御部と、前記モータの推定温度を算出する推定温度算出部と、を備えたモータ制御装置であって、前記推定温度算出部は、前記推定温度を記憶する推定温度記憶手段と、モータ停止中にモータ停止時温度から所定の第１設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配を、前記モータ停止時温度に対応して記憶する第１温度勾配記憶手段と、前記モータが停止した時に前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度よりも大きい場合に、前記モータが停止した時の前記推定温度に対応する温度勾配を前記第１温度勾配記憶手段から算出する第１温度勾配算出手段と、前記第１温度勾配算出手段によって算出された温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する第１推定温度更新手段と、を備えることにより解決される。

このように本発明では、推定温度算出部が、モータ停止中にモータ停止時温度から第１設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配をモータ停止時温度に対応して記憶しており、モータ停止時のモータの推定温度から温度勾配を決定している。そして、この温度勾配を用いて、第１設定温度まで停止時間の経過と共に推定温度が更新（減算）されていく。このように、予めモータ停止時温度に対応して使用する温度勾配が設定されているので、モータ推定温度を精度よく算出することができる。また、一旦設定された温度勾配を用いて時間経過にしたがって推定温度を更新していくので、推定温度の更新処理が簡単であり、推定温度算出部の処理負担が軽減される。

また、前記推定温度算出部は、モータ停止中に前記第１設定温度から所定の第２設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配を各モータ温度に対応して記憶する第２温度勾配記憶手段と、前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度から前記第２設定温度の温度範囲にある場合に、前記推定温度に対応する温度勾配を前記第２温度勾配記憶手段から算出する第２温度勾配算出手段と、前記第２温度勾配算出手段によって算出された温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する第２推定温度更新手段と、を備えると好適である。

このように、第１設定温度から第２設定温度までのモータ推定温度の算出処理では、各モータ温度に対応して設定されたモータ温度の温度勾配（温度変化率）を用いて推定温度を更新（減算）する処理を行うので、推定温度を精度よく算出することができると共に処理負担が軽減される。

また、前記モータの周辺部の温度である周辺温度を検出する周辺温度検出部を備え、前記推定温度算出部は、モータ停止中に前記第２設定温度から周辺温度へ向けてモータ温度が低下するときの温度勾配をモータ温度と周辺温度との差分温度に対応して記憶する定常時温度勾配記憶手段と、前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第２設定温度以下の温度範囲にある場合に、前記推定温度と前記周辺温度検出部によって検出された周辺温度との差分温度に対応する温度勾配を前記定常時温度勾配記憶手段から算出する定常時温度勾配算出手段と、前記定常時温度勾配算出手段によって算出された温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する定常時推定温度更新手段と、を備えると好適である。

このように、第２設定温度から周辺温度までのモータ推定温度の算出処理では、モータ温度と周辺温度との差分温度に対応して設定された温度勾配（温度変化率）を用いて推定温度を更新（減算）する処理を行うので、推定温度を精度よく算出することができると共に処理負担が軽減される。

上記構成において、前記第１温度勾配記憶手段が記憶する温度勾配が、前記モータ停止時温度に対する１次関数で定義されてなると、モータ停止時温度に対応する温度勾配の算出処理が容易となり処理負担が軽減されると共に、温度勾配を記憶する容量が小さくてすむので好適である。
また、上記構成において、前記第２温度勾配記憶手段が記憶する温度勾配が、モータ温度に対する１次関数で定義されてなると、推定温度に対応する温度勾配の算出処理が容易となり処理負担が軽減されると共に、温度勾配を記憶する容量が小さくてすむので好適である。
また、上記構成において、前記定常時温度勾配記憶手段が記憶する温度勾配が、前記差分温度に対する１次関数で定義されてなると、差分温度に対応する温度勾配の算出処理が容易となり処理負担が軽減されると共に、温度勾配を記憶する容量が小さくてすむので好適である。

また、上記モータ制御装置におけるモータ推定温度の算出方法は、前記モータが停止した時に前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度よりも大きい場合に、前記モータが停止した時の推定温度に対応する温度勾配を前記第１温度勾配記憶手段から算出する第１温度勾配算出ステップと、算出した温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を前記第１設定温度まで更新する第１推定温度更新ステップと、を備えることを特徴とする。

さらに、前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度から前記第２設定温度の温度範囲にある場合に、前記推定温度に対応する温度勾配を前記第２温度勾配記憶手段から算出する第２温度勾配算出ステップと、算出した前記温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する第２推定温度更新ステップと、を備えることを特徴とする。

また、さらに前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第２設定温度以下の温度範囲にある場合に、前記推定温度と前記モータの周辺温度との差分温度に対応する温度勾配を前記定常時温度勾配記憶手段から算出する定常時温度勾配算出ステップと、算出した温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する定常時推定温度更新ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明のモータ制御装置によれば、モータ停止中のモータ温度の低下率が大きい温度領域では、モータ停止時のモータ推定温度によってモータ推定温度を減算していくための温度勾配が決定され、この温度勾配を用いて停止時間の経過と共に推定温度が更新される。一方、最もモータ温度の低下率が大きい温度領域よりもモータ温度が下がると、更新時のモータ温度の温度勾配を用いて推定温度が更新される。さらに、推定温度が周辺温度に近付いてくると、推定温度と周辺温度との差分温度によって決定される温度勾配によって推定温度が更新される。このように、本発明では、推定温度の更新処理をするための温度勾配が適宜に設定され、この温度勾配を用いた更新処理は軽負荷であるので、算出された推定温度の精度を良好に維持しつつ、処理全体の負担を軽減することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する構成、手順等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図１〜図８は本発明の一実施形態に係るものであり、図１はパワーウインドウ装置の説明図、図２は図１のパワーウインドウ装置の電気構成図、図３はモータ停止後のモータ温度の変化を表すグラフ、図４はモータ停止時の推定温度と１次温度勾配，１次温度減算時間の関係を表すグラフ、図５はモータ推定温度と２次温度勾配との関係を表すグラフ、図６はモータ推定温度と定常時温度勾配との関係を表すグラフ、図７，図８はモータ推定温度算出処理の処理フローである。

以下に本発明のモータ制御装置をパワーウインドウ装置に適用した一実施形態について説明する。図１に本例のパワーウインドウ装置１（以下、「装置１」という）の説明図、図２にその電気構成図を示す。本例のパワーウインドウ装置１は、車両のドア１０に配設される移動部材としてのウインドウガラス１１をモータ２０の回転駆動により昇降（開閉）作動させるものである。パワーウインドウ装置１は、ウインドウガラス１１を開閉駆動する昇降機構２と、昇降機構２の作動を制御するための制御部３と、乗員が作動を指令するための操作スイッチ４を主要構成要素としている。

本例では、ウインドウガラス１１は不図示のレールに沿って上方の全閉位置と下方の全開位置との間を昇降動作する。
本例の昇降機構２は、ドア１０に固定された減速機構を有するモータ２０と、モータ２０に駆動される扇形状のギヤ２１ａを備えた昇降アーム２１と、昇降アーム２１とクロスして枢支される従動アーム２２と、ドア１０に固定された固定チャンネル２３およびウインドウガラス１１と一体のガラス側チャンネル２４とを主要構成要素としている。
本例のモータ２０は、制御部３から電力供給を受けることにより、回転子の巻線２０ａに通電され、これにより回転子とマグネットを有する固定子との間で磁気吸引作用が生じて回転子が正逆回転するように構成されている。本例の昇降機構２では、モータ２０の回動に応じて昇降アーム２１および従動アーム２２が揺動すると、これらの各端部がチャンネル２３，２４により摺動規制を受け、Ｘリンクとして駆動し、ウインドウガラス１１を昇降作動させる。

本例のモータ２０には、回転検出装置（位置検出装置）２５が一体に備えられている。回転検出装置２５は、モータ２０の回転と同期したパルス信号を制御部３へ出力するものである。本例の回転検出装置２５は、モータ２０の出力軸と共に回動するマグネットの磁気変化を複数のホール素子２５ａで検出するように構成されている。
制御部３は、このパルス信号によって、ウインドウガラス１１の昇降位置を算出する。また、制御部３は、パルス信号の間隔によってモータ２０の回転速度、またはこれに対応するウインドウガラス１１の昇降速度を算出することができる。

なお、本例では、回転検出装置２５にホール素子を用いたものを採用しているが、これに限らず、モータ２０の回転速度を検出することができれば、エンコーダを採用してもよい。また、本例では、ウインドウガラス１１の移動に応じたモータ２０の出力軸の回転速度を検出するために、モータ２０に回転検出装置２５を一体に設けているが、これに限らず、公知の手段によってウインドウガラス１１の移動速度を検出するようにしてもよい。

本例の制御部３は、コントローラ３１と、駆動回路３２と、温度センサ３３等が基板上に配設された構成となっている。これらには、車両に搭載されるバッテリから作動に必要な電力が供給される。
本例のコントローラ３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ、入力回路、出力回路等を備えるマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、メモリ，入力回路及び出力回路とバスを介して互いに接続されている。
コントローラ３１は、通常時、操作スイッチ４からの操作信号に基づいて駆動回路３２を介してモータ２０を正逆回転させて、ウインドウガラス１１を開閉動作させる。

本例の駆動回路３２は、ＦＥＴを備えるＩＣによって構成されており、コントローラ３１からの制御信号に基づいて、モータ２０への電力供給の極性を切換えている。すなわち、駆動回路３２は、コントローラ３１から正回転指令信号を受けたときは、モータ２０を正回転方向に回転させるようにモータ２０へ電力を供給し、コントローラ３１から逆回転指令信号を受けたときは、モータ２０を逆回転方向に回転させるようにモータ２０へ電力を供給する。なお、駆動回路３２は、リレー回路を用いて極性を切換えるように構成してもよい。また、駆動回路３２がコントローラ３１内に組み込まれた構成であってもよい。

本例の温度センサ３３は、コントローラ３１等が配設された基板周辺の温度を検出するものであり、本例では、モータ２０から離れた位置に配設されている。
コントローラ３１は、温度センサ３３からの周辺温度検出信号を受け取り、これに基づいて基板周辺の周辺温度を算出している。温度センサ３３およびコントローラ３１は、本発明の周辺温度検出部に相当する。
また、モータ制御部としてのコントローラ３１は、駆動回路３２を介してモータ２０へ通電した印加電圧の大きさおよび通電時間をカウントしている。また、回転検出装置２５からのパルス信号によってモータ２０の回転速度をモニターしている。

コントローラ３１は、メモリに設定された推定温度記憶手段としての温度カウンタに巻線２０ａの推定温度（モータ推定温度）を記憶している。また、この推定温度を算出するための基準データをメモリ内に記憶している。推定温度算出部としてのコントローラ３１は、周辺温度，印加電圧，通電時間，回転速度等とこの基準データおよび現在の推定温度から推定温度の変動分（補正値）を算出し、この変動分を現在の推定温度に加算することによって、新たに推定温度を算出している。この推定温度の算出処理は、所定の繰り返し時間ごとに行われる。
なお、本例では、特に巻線２０ａの推定温度を算出しているが、これに限らず、モータ２０全体の推定温度を算出するようにしてもよい。

そして、コントローラ３１は、この推定温度に応じて駆動回路３２からの電力供給を停止させて、巻線２０ａが焼損してしまうことを防止している。このように、本例の装置１では、コントローラ３１によって算出した巻線２０ａの推定温度に基づいて電力供給を停止して、巻線２０ａを焼損から保護している。本例では、巻線温度検出のためにモータ２０本体内にバイメタルやＰＴＣといった比較的大きな保護素子を配置する必要がないので、モータ２０を小型化することができる。

また、第１温度勾配記憶手段としてのコントローラ３１は、モータ２０が停止した時のモータ２０の温度に対する１次温度勾配Δｋ１（Ｋ／ｓ）および１次温度減算時間ｔｓ（ｓ）の関係を設定した１次温度勾配データをメモリに記憶している。これにより、第１温度勾配算出手段としてのコントローラ３１は、関係式によって、モータ停止時温度から一意に１次温度勾配Δｋ１および１次温度減算時間ｔｓを算出する。
この１次温度勾配Δｋ１は、第１設定温度Ｔ１以上の温度範囲における推定温度に対して設定されたものであり、モータ停止時の推定温度を第１設定温度Ｔ１まで減算させるための単位時間当たりの温度減算率に相当する。また、１次温度減算時間ｔｓは、推定温度を１次温度勾配Δｋ１で第１設定温度Ｔ１まで減算させるのに要する時間に相当する。

第１推定温度更新手段としてのコントローラ３１は、算出した１次温度勾配Δｋ１を用いて、１次温度減算時間ｔｓ内でモータ停止時間の経過と共に、モータ停止時の推定温度値から推定温度を第１設定温度Ｔ１に向けて更新（減算）していく。後述するように、１次温度勾配Δｋ１および１次温度減算時間ｔｓを用いることによって、所定の雰囲気温度下でモータ温度が第１設定温度Ｔ１まで低下していく状況を精度よく近似することができる。

また、第２温度勾配記憶手段としてのコントローラ３１は、推定温度に対する２次温度勾配Δｋ２（Ｋ／ｓ）の関係を設定した２次温度勾配データを記憶している。これにより、第２温度勾配算出手段としてのコントローラ３１は、関係式によって、推定温度から一意に２次温度勾配Δｋ２を算出する。
この２次温度勾配Δｋ２は、第２設定温度Ｔ２から第１設定温度Ｔ１までの温度範囲における推定温度に対して設定されたものであり、推定温度を第２設定温度Ｔ２まで減算させるための単位時間当たりの温度減算率に相当する。

第２推定温度更新手段としてのコントローラ３１は、算出した２次温度勾配Δｋ２を用いて、モータ停止時間の経過と共に推定温度を第２設定温度Ｔ２に向けて更新（減算）していく。後述するように、２次温度勾配Δｋ２によって、所定の雰囲気温度下でモータ温度が第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２まで低下していく状況を精度よく近似することができる。

さらに、定常時温度勾配記憶手段としてのコントローラ３１は、推定温度と周辺温度との差分温度に対する定常時温度勾配（３次温度勾配）Δｋ３（Ｋ／ｓ）の関係を設定した定常時温度勾配データを記憶している。これにより、定常時温度勾配算出手段としてのコントローラ３１は、関係式によって、差分温度から一意に定常時温度勾配Δｋ３を算出する。
この定常時温度勾配Δｋ３は、概ね第２設定温度Ｔ２から周辺温度までの温度範囲における差分温度に対して設定されたものであり、推定温度を周辺温度まで減算させるための単位時間当たりの温度減算率に相当する。

定常時推定温度更新手段としてのコントローラ３１は、算出した定常時温度勾配Δｋ３を用いて、モータ停止時間の経過と共に推定温度を周辺温度に向けて更新（減算）していく。後述するように、定常時温度勾配Δｋ３によって、所定の雰囲気温度下でモータ温度が第２設定温度Ｔ２から周辺温度まで低下していく状況を精度よく近似することができる。

本例の操作スイッチ４は、２段階操作可能な揺動型スイッチ等で構成され、開スイッチ，閉スイッチ及びオートスイッチを有している。この操作スイッチ４を乗員が操作することにより、コントローラ３１へウインドウガラス１１を開閉動作させるための指令信号が出力される。
具体的には、操作スイッチ４は、一端側へ１段階操作されると開スイッチがオンされ、ウインドウガラス１１を通常開動作（すなわち操作している間だけ開動作）させるための通常開指令信号をコントローラ３１へ出力する。また、操作スイッチ４は、他端側へ１段階操作されると閉スイッチがオンされ、ウインドウガラス１１を通常閉動作（すなわち操作している間だけ閉動作）させるための通常閉指令信号をコントローラ３１へ出力する。

コントローラ３１は、操作スイッチ４から通常開指令信号を受けている間中（操作スイッチ４が操作されている間中）、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を通常開動作させる。一方、コントローラ３１は、操作スイッチ４から通常閉指令信号を受けている間中（操作スイッチ４が操作されている間中）、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を通常閉動作させる。

また、操作スイッチ４は、一端側へ２段階操作されると開スイッチ及びオートスイッチが共にオンされ、ウインドウガラス１１をオート開動作（すなわち操作を止めても全開位置まで開動作）させるためのオート開指令信号をコントローラ３１へ出力する。また、操作スイッチ４は、他端側へ２段階操作されると閉スイッチ及びオートスイッチが共にオンされ、ウインドウガラス１１をオート閉動作（すなわち操作を止めても全閉位置まで閉動作）させるためのオート閉指令信号をコントローラ３１へ出力する。

また、コントローラ３１は、操作スイッチ４からオート開指令信号を受けると、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を全開位置までオート開動作させる。一方、コントローラ３１は、操作スイッチ４からオート閉指令信号を受けると、駆動回路３２を介してモータ２０を駆動し、ウインドウガラス１１を全閉位置までオート閉動作させる。

次に本例の装置１によるモータ推定温度の算出処理について説明する。
本例の装置１では、コントローラ３１が推定温度を算出している。具体的には、コントローラ３１は、温度カウンタを有しており、この温度カウンタに所定時間ごとの繰り返し処理で算出した補正値（変動温度）を加算することによって、常時、巻線２０ａの推定温度を更新している。
コントローラ３１は、上述のようにモータ作動時には、周辺温度，印加電圧，通電時間，回転速度等と基準データおよび現在の推定温度から繰り返し処理ごとに温度変化率（温度変化の勾配）を算出し、この温度変化率に基づいて補正値を算出し、現在の温度カウンタにこの補正値を加算して温度カウンタの更新を行っている。そして、コントローラ３１は、この温度カウンタが所定温度値に達した場合には、駆動回路３２によるモータ２０への電力供給を停止させる。

一方、モータ停止中には、コントローラ３１は、モータ停止時温度（すなわち、モータ２０が停止した時の推定温度Ｔ０を表す温度カウンタの値）に応じて１次温度勾配Δｋ１および１次温度減算時間ｔｓを算出し、この１次温度減算時間ｔｓの範囲内で停止時間の経過とともに、１次温度勾配Δｋ１を用いて温度カウンタを所定の第１設定温度Ｔ１まで更新（減算）していく（１次温度カウンタ更新処理）。すなわち、温度カウンタの値は、１次温度勾配Δｋ１で表される割合でモータ停止時の温度Ｔ０から第１設定温度Ｔ１まで停止時間に対する１次関数として減算されていく。

なお、本例では、第１設定温度Ｔ１は、所定の雰囲気温度下においてモータ２０が停止した場合の、モータ温度の低下曲線の変曲点付近に設定されている。
このように、本例の１次温度カウンタ更新処理では、コントローラ３１は、モータ２０が停止した時の温度カウンタの値によって一意に決定される１次温度勾配Δｋ１を用いて、第１設定温度Ｔ１まで停止経過時間に比例した補正値を加算する繰り返し処理によって温度カウンタを更新するので、処理が簡単であり処理負担が軽減されている。

温度カウンタの値が第１設定温度Ｔ１に達すると、コントローラ３１は、２次温度カウンタ更新処理を行う。この２次温度カウンタ更新処理では、温度カウンタの値を第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２に向かって減算していく繰り返し処理を行う。第２設定温度Ｔ２は、装置１が配備される通常の周辺温度範囲と第１設定温度Ｔ１との間に設定されている。
この繰り返し処理では、コントローラ３１は、繰り返し処理ごとにそのときの温度カウンタの値に対応する２次温度勾配Δｋ２を算出し、さらに繰り返し処理間隔に比例した補正値を算出して、温度カウンタにこの補正値を加算することによって温度カウンタを更新（減算）していく。このように、２次温度カウンタ更新処理では、処理が簡単であり処理負担が軽減されている。

また、温度カウンタの値が第２設定温度Ｔ２に達すると、コントローラ３１は、定常時温度カウンタ更新処理を行う。この定常時温度カウンタ更新処理では、温度カウンタの値を第２設定温度Ｔ２から温度センサ３３の周辺温度検出信号に基づいて算出された周辺（雰囲気）温度Ｔａｍｂに向かって減算していく繰り返し処理を行う。
この繰り返し処理では、コントローラ３１は、繰り返し処理ごとにそのときの温度カウンタの値から温度センサ３３に基づくそのときの周辺温度を差し引いて差分温度を算出し、さらにこの差分温度に対応する定常時温度勾配Δｋ３を算出して、繰り返し処理間隔に比例した補正値を算出して、温度カウンタにこの補正値を加算することによって温度カウンタを更新（減算）していく。このように、定常時温度カウンタ更新処理では、処理が簡単であり処理負担が軽減される。
この処理によって、温度カウンタの値は最終的に周辺温度Ｔａｍｂと同一となる。そして、周辺温度Ｔａｍｂが時間と共に変化した場合には、温度カウンタの値は、周辺温度Ｔａｍｂに追随して変動していく。

図３（Ａ）は、モータ停止後のモータ２０の温度変化を示している。図３（Ａ）の曲線ａで表されている通り、この例では停止直後のモータ温度はＴ０であり、モータ温度は時間経過と共に指数関数的に低下し、その後平衡状態に達している。詳しくは、モータ温度は、時間ｔ１に第１設定温度Ｔ１に達し、その後、時間ｔ２に第２設定時間Ｔ２に達し、さらに時間ｔ３に周辺温度Ｔａｍｂに達している。
図３（Ｂ）は、同図（Ａ）の時間軸を拡大して表している。本例では、第１設定温度Ｔ１，第２設定温度Ｔ２は、それぞれ装置１の通常の周辺温度よりも高い温度である１５０℃，１２０℃に設定されている。図３（Ｂ）の曲線ｂは、本例のコントローラ３１で更新される温度カウンタの値の時間変化を表している。

本例では、第１設定温度Ｔ１以上の温度範囲で、曲線ｂが曲線ａを精度よく近似するように、温度カウンタの値がＴ０から時間ｔｓ経過後に第１設定温度Ｔ１に更新されるように１次温度勾配Δｋ１が設定される。
図４（Ａ）はモータ停止時の温度カウンタの値と１次温度勾配Δｋ１との関係を表しており、図４（Ｂ）はモータ停止時の温度カウンタの値と１次温度減算時間ｔｓとの関係を表している。

すなわち、モータ停止時の温度Ｔ０を変化させることによって、変化させた各温度Ｔ０においてモータ温度が第１設定温度Ｔ１に到達する時間を計測し、この計測値に基づいてモータ停止時の温度と第１設定温度Ｔ１への到達時間との相関関係を１次関数によって近似した。なお、このときの周辺温度はモータ２０の焼損保護の観点から高めに設定されている。
そしてこの相関関係をもとに、第１設定温度Ｔ１以上の温度範囲において、１次温度勾配Δｋ１と、１次温度減算時間ｔｓが設定されている。

したがって、モータ停止時の温度カウンタの値によって１次温度勾配Δｋ１と１次温度減算時間ｔｓが一意に決定され、この１次温度勾配Δｋ１に基づいて温度カウンタの値を更新（減算）していくと、図３（Ｂ）に示すように、１次温度減算時間ｔｓと略同じ時間ｔ１に温度カウンタの値は第１設定温度Ｔ１に更新される。

また、第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２の温度範囲で、曲線ｂが曲線ａを精度よく近似するように、モータ停止時温度Ｔ０を変化させて、それぞれの場合において第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２における温度変化率（Ｋ／ｓ）、すなわち曲線ａの微分値、を算出し、このデータに基づいてモータ温度と温度変化率（温度勾配）との相関関係を１次関数によって近似した。なお、このときの周辺温度はモータ２０の焼損保護の観点から高めに設定されている。
そしてこの相関関係をもとにして、図５に示すように、第２設定温度Ｔ２から第１設定温度Ｔ１の温度範囲において、２次温度勾配Δｋ２が設定されている。

したがって、温度カウンタの値がＴ１に到達した場合には、それ以後、温度カウンタの値がＴ２に達するまで、繰り返し処理時の温度カウンタの値に応じて２次温度勾配Δｋ２が一意に決定される。この２次温度勾配Δｋ２に基づいて温度カウンタの値を更新（減算）していくと、図３（Ｂ）に示すように、温度カウンタの値は実際の温度変動曲線ａに沿って第２設定温度Ｔ２まで更新される。なお、図３（Ｂ）では、曲線ｂは、第１設定温度Ｔ１から第２設定温度Ｔ２まで直線的に変動しているが、実際にはより曲線ａに沿うように曲線的に変動することになる。

周辺温度は、装置１が置かれている環境によって変わりうるものである。このため、本例では、温度カウンタの値を第２設定温度Ｔ２からそのときの周辺温度までの実際の温度変化に近似させるために、図６に示すように、温度カウンタの値から周辺温度を差し引いた差分温度の大きさに応じて定常時温度勾配Δｋ３が一意に決定されるように設定している。なお、本例では差分温度に対して定常時温度勾配Δｋ３を一次関数によって近似しているが、これに限らず、例えば差分温度の大きさに応じて階段状に定常時温度勾配Δｋ３が決定されるように構成してもよい。

次に、図７，図８に基づいて、本例のコントローラ３１による推定温度の算出処理について説明する。この推定温度算出処理は、装置１が作動中、継続して行われる処理である。
なお、この処理中、ステップＳ４〜ステップＳ１０は１次温度カウンタ更新処理に相当し、ステップＳ１１〜ステップＳ１３は２次温度カウンタ更新処理に相当し、ステップＳ１４〜ステップＳ１７は定常時温度カウンタ更新処理に相当する。
まず、ステップＳ１でコントローラ３１は、回転検出装置２５からのパルス信号によってモータ２０が作動中であるか停止中であるかを判定する。
モータ２０が作動中である場合（ステップＳ１；Ｎｏ）は、ステップＳ２で周辺温度，印加電圧，通電時間，回転速度等と基準データおよび現在の推定温度から温度補正値を算出する。そして、ステップＳ３で現在の温度カウンタに温度補正値を加算することによって、温度カウンタを更新する。ステップＳ３の終了後は、再びステップＳ１を行う。

一方、モータ２０が停止中である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）は、ステップＳ４で現在の温度カウンタの値が、第１設定温度Ｔ１を超えているか否かを判定する。
温度カウンタの値が第１設定温度Ｔ１を超えている場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）は、ステップＳ５で現在の温度カウンタの値に基づいて、１次温度勾配Δｋ１を算出し、算出した１次温度勾配Δｋ１を温度勾配メモリにセットする（第１温度勾配算出ステップ）。
また、ステップＳ６で現在の温度カウンタの値に基づいて、１次減算時間ｔｓを算出し、算出した１次減算時間ｔｓを減算時間メモリにセットする。さらにステップＳ６では、処理開始時間メモリと処理実行時間メモリに現在時刻を記憶する。

ステップＳ７では、温度カウンタの更新処理を行う（第１推定温度更新ステップ）。具体的には、処理実行時間メモリに記憶された時間から現在時間までの秒数を算出し、この秒数が所定の値以下の場合には、温度勾配メモリに記憶された値に、算出した秒数を乗じて補正値を算出する。そして、現在の温度カウンタの値に補正値を加算して、温度カウンタを更新する。さらにステップＳ７では、処理実行時間メモリを現在時間に更新する。

ステップＳ８では、更新した温度カウンタの値が第１設定温度Ｔ１を超えているか否かを判定する。温度カウンタの値が第１設定温度Ｔ１を超えている場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）は、ステップＳ９で１次温度勾配Δｋ１による温度カウンタの更新処理開始から１次減算時間ｔｓ経過したか否かを判定する。詳しくは、ステップＳ９では、処理開始時間メモリに記憶された時間から現在時間までの秒数が、減算時間メモリに記憶された１次減算時間ｔｓを越えているか否かを判定する。
ステップＳ８で温度カウンタの値が第１設定温度Ｔ１を超えていない場合（ステップＳ８；Ｎｏ）は、次の２次温度カウンタ更新処理に進むべくステップＳ１へ戻る。このとき、温度勾配メモリ，減算時間メモリ，処理開始時間メモリ，処理実行時間メモリは初期化される。

１次温度勾配Δｋ１による温度カウンタの更新処理開始から１次減算時間ｔｓ経過していない場合（ステップＳ９；Ｎｏ）は、ステップＳ１０でモータ２０が停止中であるか否かを判定する。
ステップＳ１０でモータ２０が停止中である場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）は、再び１次温度勾配Δｋ１による温度カウンタの更新処理を行うべく、ステップＳ７へ戻る。
このように、温度カウンタの値が第１設定温度Ｔ１より大きく、１次減算時間ｔｓが経過しておらず、かつ、モータ２０が停止したままであると、１次温度カウンタ更新処理が繰り返し継続される。

一方、ステップＳ９で、１次温度勾配Δｋ１による温度カウンタの更新処理開始から１次減算時間ｔｓ経過している場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）は、再びステップＳ１へ戻る。
また、ステップＳ１０でモータが作動中であった場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）は、ステップＳ１へ戻り、ステップＳ２，Ｓ３が繰り返し行われる。
なお、ステップＳ９，Ｓ１０からステップＳ１へ戻るときに、温度勾配メモリ，減算時間メモリ，処理開始時間メモリ，処理実行時間メモリは初期化される。

ステップＳ４で、温度カウンタが第１設定温度Ｔ１以下となった場合（ステップＳ４；Ｎｏ）は、ステップＳ１１で温度カウンタの値が第２設定温度Ｔ２を超えているか否かを判定する。
温度カウンタが第２設定温度Ｔ２を超えている場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２で現在の温度カウンタの値に基づいて、２次温度勾配Δｋ２を算出し、算出した２次温度勾配Δｋ２を温度勾配メモリに設定する（第２温度勾配算出ステップ）。

ステップＳ１３では、温度カウンタの更新処理を行う（第２推定温度更新ステップ）。具体的には、処理実行時間メモリに記憶された時間から現在時間までの秒数を算出し、この秒数が所定の値以下の場合には、温度勾配メモリに記憶された値に、算出した秒数を乗じて補正値を算出する。そして、現在の温度カウンタの値に補正値を加算して、温度カウンタを更新する。さらにステップＳ１３では、処理実行時間メモリを現在時間に更新する。
このようにして、温度カウンタの値が第２設定温度Ｔ２より大きいが第１設定温度Ｔ１以下であって、かつ、モータ２０が停止したままであると、２次温度カウンタ更新処理が繰り返し継続される。

ステップＳ１１で、温度カウンタの値が第２設定温度Ｔ２以下となった場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）は、ステップＳ１４で温度カウンタの値が温度センサ３３に基づいて算出された周辺温度Ｔａｍｂを超えているか否かを判定する。
温度カウンタの値が周辺温度Ｔａｍｂを超えている場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）は、ステップＳ１５で現在の温度カウンタの値から周辺温度を差し引いた差分温度に基づいて、定常時温度勾配Δｋ３を算出し、算出した定常時温度勾配Δｋ３を温度勾配メモリに設定する（定常時温度勾配算出ステップ）。

ステップＳ１６では、温度カウンタの更新処理を行う（定常時推定温度更新ステップ）。具体的には、処理実行時間メモリに記憶された時間から現在時間までの秒数を算出し、この秒数が所定の値以下の場合には、温度勾配メモリに記憶された値に、算出した秒数を乗じて補正値を算出する。そして、現在の温度カウンタの値に補正値を加算して、温度カウンタを更新する。さらにステップＳ１６では、処理実行時間メモリを現在時間に更新し、再びステップＳ１へ戻る。
このように温度カウンタの値が周辺温度Ｔａｍｂよりも大きい場合は、ステップＳ１４〜ステップＳ１６が繰り返され、温度カウンタの値は周辺温度Ｔａｍｂに近づいていく。
一方、ステップＳ１４で温度カウンタの値が周辺温度Ｔａｍｂを超えていない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）は、ステップＳ１７で温度カウンタの値を周辺温度に設定し、再びステップＳ１へ戻る。

このようにして、温度カウンタの値が第２設定温度Ｔ２以下であって、かつ、モータ２０が停止したままであると、定常時温度カウンタ更新処理が繰り返し継続される。この処理によって、一旦、温度カウンタの値が周辺温度に等しくなると、その後に周辺温度が上下変動してもそれに追随して温度カウンタの値を変動させることができる。

上記実施形態では、図４〜図６に示すように、１次温度勾配Δｋ１，１次温度減算時間ｔｓ，２次温度勾配Δｋ２および定常時温度勾配Δｋ３を一次関数で近似した例を示したが、これに限らず、温度カウンタの値に応じて階段状の関数となるように近似してもよいし、所定の温度範囲ごとに高次関数で近似してもよい。

また、上記実施形態では、温度カウンタの値を更新するための補正値を温度勾配（Δｋ１，Δｋ２，Δｋ３）に前回の更新時からの経過時間を乗じて算出していたが、これに限らず、それぞれの温度カウンタ更新処理において、繰り返し処理時間を一定に設定することによって、この繰り返し処理時間に応じた温度勾配を設定してもよい。すなわち、上記実施形態のように温度勾配を単位時間当たりの変動分として設定するのではなく、温度勾配を繰り返し処理時間当たりの変動分として設定すると、補正値の算出処理をより簡単化することができる。

上記実施形態では、本発明をパワーウインドウ装置１に適用した例を示したが、これに限らず、モータを有する装置全般に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るパワーウインドウ装置の説明図である。 図１のパワーウインドウ装置の電気構成図である。 モータ停止後のモータ温度の変化を表すグラフである。 モータ停止時の推定温度と１次温度勾配，１次温度減算時間の関係を表すグラフである。 モータ推定温度と２次温度勾配との関係を表すグラフである。 モータ推定温度と定常時温度勾配との関係を表すグラフである。 モータ推定温度算出処理の処理フローである。 モータ推定温度算出処理の処理フローである。

符号の説明

１‥パワーウインドウ装置、２‥昇降機構、３‥制御部、４‥操作スイッチ、
１０‥ドア、１１‥ウインドウガラス、２０‥モータ、２０ａ‥巻線、
２１‥昇降アーム、２１ａ‥ギヤ、２２‥従動アーム、２３，２４‥チャンネル、
２５‥回転検出装置、２５ａ‥ホール素子、３１‥コントローラ、
３２‥駆動回路、３３‥温度センサ

Claims (9)

1. 電力供給されることによって作動するモータと、該モータを駆動制御するモータ制御部と、前記モータの推定温度を算出する推定温度算出部と、を備えたモータ制御装置であって、
   前記推定温度算出部は、
   前記推定温度を記憶する推定温度記憶手段と、
   モータ停止中にモータ停止時温度から所定の第１設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配を、前記モータ停止時温度に対応して記憶する第１温度勾配記憶手段と、
   前記モータが停止した時に前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度よりも大きい場合に、前記モータが停止した時の前記推定温度に対応する温度勾配を前記第１温度勾配記憶手段から算出する第１温度勾配算出手段と、
   前記第１温度勾配算出手段によって算出された温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する第１推定温度更新手段と、を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記推定温度算出部は、
   モータ停止中に前記第１設定温度から所定の第２設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配を各モータ温度に対応して記憶する第２温度勾配記憶手段と、
   前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度から前記第２設定温度の温度範囲にある場合に、前記推定温度に対応する温度勾配を前記第２温度勾配記憶手段から算出する第２温度勾配算出手段と、
   前記第２温度勾配算出手段によって算出された温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する第２推定温度更新手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記モータの周辺部の温度である周辺温度を検出する周辺温度検出部を備え、
   前記推定温度算出部は、
   モータ停止中に前記第２設定温度から周辺温度へ向けてモータ温度が低下するときの温度勾配をモータ温度と周辺温度との差分温度に対応して記憶する定常時温度勾配記憶手段と、
   前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第２設定温度以下の温度範囲にある場合に、前記推定温度と前記周辺温度検出部によって検出された周辺温度との差分温度に対応する温度勾配を前記定常時温度勾配記憶手段から算出する定常時温度勾配算出手段と、
   前記定常時温度勾配算出手段によって算出された温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する定常時推定温度更新手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記第１温度勾配記憶手段が記憶する温度勾配は、前記モータ停止時温度に対する１次関数で定義されてなることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
5. 前記第２温度勾配記憶手段が記憶する温度勾配は、モータ温度に対する１次関数で定義されてなることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
6. 前記定常時温度勾配記憶手段が記憶する温度勾配は、前記差分温度に対する１次関数で定義されてなることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
7. 電力供給されることによって作動するモータと、該モータを駆動制御するモータ制御部と、前記モータの推定温度を算出する推定温度算出部と、を備えたモータ制御装置におけるモータ推定温度の算出方法であって、
   前記推定温度算出部は、前記推定温度を記憶する推定温度記憶手段と、モータ停止中にモータ停止時温度から所定の第１設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配を、前記モータ停止時温度に対応して記憶する第１温度勾配記憶手段と、を備え、
   前記モータが停止した時に前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度よりも大きい場合に、前記モータが停止した時の推定温度に対応する温度勾配を前記第１温度勾配記憶手段から算出する第１温度勾配算出ステップと、
   算出した温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を前記第１設定温度まで更新する第１推定温度更新ステップと、を備えたことを特徴とするモータ推定温度の算出方法。
8. 前記推定温度算出部は、モータ停止中に前記第１設定温度から所定の第２設定温度までモータ温度が低下するときの温度勾配を各モータ温度に対応して記憶する第２温度勾配記憶手段、を備え、
   前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第１設定温度から前記第２設定温度の温度範囲にある場合に、前記推定温度に対応する温度勾配を前記第２温度勾配記憶手段から算出する第２温度勾配算出ステップと、
   算出した前記温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する第２推定温度更新ステップと、を備えたことを特徴とする請求項７に記載のモータ推定温度の算出方法。
9. 前記推定温度算出部は、モータ停止中に前記第２設定温度から周辺温度へ向けてモータ温度が低下するときの温度勾配をモータ温度と前記モータの周辺温度との差分温度に対応して記憶する定常時温度勾配記憶手段、を備え、
   前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度が、前記第２設定温度以下の温度範囲にある場合に、前記推定温度と前記モータの周辺温度との差分温度に対応する温度勾配を前記定常時温度勾配記憶手段から算出する定常時温度勾配算出ステップと、
   算出した温度勾配を用いてモータ停止時間の経過に応じて前記推定温度記憶手段が記憶する推定温度を更新する定常時推定温度更新ステップと、を備えたことを特徴とする請求項８に記載のモータ推定温度の算出方法。
   

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