JP2008029049A - 電動モータの過電流検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの過電流検知装置において、過電流状態が所定時間経過した場合に異常回避制御をするものとして構成するときに、電流検知値Ｘが閾値Ｙより上である場合と下である場合とが繰り返されるような場合であっても、電動モータ１の異常回避制御を適切に行う。
【解決手段】あらかじめ設定する閾値Ｙを基準として加算値Ｚを取得し、該加算値Ｚを逐次的に積算して積算値Ａを求め、該積算値Ａが設定値Ｂ以上となった時点で異常であるとの判断をして、報知器６を用いた異常報知やスイッチ７による電流制限、電流遮断等の異常回避制御を行う構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータの過電流検知装置の技術分野に属するものである。

一般に、電動モータが駆動する際に過電流が流れることがあるが、このような過電流は、短時間であれば殆んど電動モータに影響を与えないが、長時間流れた場合、電動モータが焼きつく等の不具合発生の要因となる。そこで過電流状態なったことの検知をし、過電流状態が所定時間経過した場合に、電流制限をするようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１８４５１６号公報

ところが前記従来のものは、過電流状態となった場合、電流制限状態にし、この電流制限状態が所定時間経過した場合に電流を遮断するように制御しているが、このものにおいて、電流制限状態から電流遮断状態になる直前で通常電流状態に復帰し、その後、直ぐに過電流状態になるということが繰返されると、電動モータには過電流状態及び電流制限状態が結果的に継続することになって、電動モータに流れる電流量が多くなって電動モータとしては好ましくない状態に陥る惧れがあり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、電動モータが配されている回路において、電動モータに流れる電流値の検知ができる電流検知手段と、過電流を検知する制御部とを設け、制御部に予め設定されている閾値と電流検知手段で検知した電流値をもとに異常状態か否かを判断し、一度異常状態と判断されると、その後の電流値を積算し、該積算した値が予め制御部に設定されている設定値に達した場合に、異常回避制御を行うようにしたことを特徴とする電動モータの過電流検知装置である。
請求項２の発明は、電流検知手段で検知した電流値が閾値より上である場合と下である場合とに分けてポイントを付加して積算していき、該積算値が予め制御部に設定されている設定値に達した場合に、異常回避制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動モータの過電流検知装置である。
請求項３の発明は、電流値の大きさに対応したポイントを予め定めて制御部に設定しておき、電流検知手段で検地した電流値に対応した前記ポイントを付加して積算し、該積算値が予め制御部に設定されている設定値に達した場合に、異常回避制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動モータの過電流検知装置である。

請求項１の発明とすることにより、電流検知値をもとに過電流状態であるか否かを判断するため、例えば、電流値が過電流状態と通常電流状態を繰り返すような場合であっても、異常回避制御を適切なタイミングで行うことができる。
請求項２の発明とすることにより、過電流状態だけでなく通常電流状態である時間も考慮することができるので、異常回避制御を行うタイミングが遅れることを防ぐことができる。
請求項３の発明とすることにより、電流検知値に応じたポイントを予め自由に設定することができるため、電動モータにとってより安全なタイミングで異常回避制御を行うことができる。

次に、本発明の第一の実施の形態について、図１〜図３に基づいて説明する。１は電動モータであって、該電動モータ１は、電源２に接続される電源スイッチ３をＯＮ操作することで駆動するようになっているが、該電動モータ１と電源スイッチ３とのあいだの回路に電流検知手段（電流検知センサ、電流検知回路等）４が設けられていて電動モータ１に流れる電流値の検知ができるようになっている。

前記電流検知手段４の検知値は制御部５に入力し、ここで過電流状態か否かの判断がなされるが、その制御手順を、図２に示す電流変化状態を示すグラフ図および図３に示すフローチャート図に基づいて説明する。制御部５は、電源投入がなされるとシステムスタートをし初期設定により必要なデータ読み込みがなされる。そして制御部５は、初期設定が終了すると電動モータ１が過電流が流れて異常状態であるか否かの判断をすることになるが、それにはまず、入力した電流検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上（プラス領域）の値であるか否（マイナス領域）かの判断をし、閾値Ｙ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、所定時間ｔｉ毎の電流検知値Ｘｉと閾値Ｙとの差（電流検知値Ｘｉが閾値Ｙよりも大きい場合の差（プラスの差）、またはその逆の場合の差（マイナスの差））である加算値Ｚｉ（Ｚｉ＝Ｘｉ−Ｙ）を演算し、該加算値Ｚｉを逐次的に積算して積算値Ａを演算（Ａ＝ΣＺｉ）する。そうして制御部５は、この積算値Ａが予め設定される設定値Ｂ以上になったか否かの判断をし、設定値Ｂ以上になったと判断した場合に異常であるとして異常回避制御をサブルーチンとして実行するが、設定値Ｂになっていないと判断された場合、さらに積算値Ａがゼロ以下になったか否かの判断をし、ゼロ以下になったと判断された場合には積算値をリセットして初期設定直後のステップに戻り、ゼロ以下でないと判断された場合には引き続いて加算値Ｚを演算するステップに戻すようになっている。
尚、前記入力した電流検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断で閾値Ｙに満たない値であるとしてＮＯの判断がなされた場合、引き続いてこの判断をする初期設定直後のステップに戻るように設定されている。

また、前記異常回避制御としては、ブザーや電子音等の音（音声も含む）、警告灯（電球やＬＥＤ等の燈体）の点灯、バイブレータによる振動の発生など報知器６によって異常報知をする制御として設定できる。さらにはこれら報知制御を伴うか伴わないかに拘わらず、回路中にスイッチ７を設け、該スイッチ７によって、閾値Ｙよりも低い値の電流が流れるように電流制限をし、この電流制限を、積算値Ａがゼロになるまで継続させる制御とすることもでき、またさらには、該スイッチ７によって電流遮断をする制御とすることもできる。

叙述の如く構成された本発明の第一の実施の形態において、電動モータ１が駆動している場合に、該電動モータ１に流れる電流の検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断をし、閾値Ｙ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、所定時間ｔｉ毎の電流検知値Ｘｉと閾値Ｙとの加算値Ｚｉ（Ｚｉ＝Ｘｉ−Ｙ）が演算され、該演算された加算値Ｚｉを逐次的に積算して積算値Ａが演算（Ａ＝ΣＺｉ）され、この積算値Ａが予め設定される設定値Ｂ以上になると異常であるとして異常回避制御が実行されることになる。この結果、電流検知値Ｘが閾値Ｙを超えた時点からの積算値Ａが、途中で電流検知値Ｘが閾値Ｙ以下になってから再度、電流検知値Ｘが閾値Ｙを超えたような場合において、この閾値Ｙ以下になった状態が相殺されたものとして演算されることになり、これによって、閾値Ｙを超える状態が予め設定される設定時間の直前で解消し、その直後にまた閾値Ｙを超えるような現象が繰り返し発生した場合、従来のように閾値Ｙを超えた段階で再び設定時間のカウント開始がなされてしまうような不具合発生がなく、電動モータの異常回避制御を適切に行うことができる。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものでなく、図４、図５に示す第二の実施の形態、図６、図７に示す第三の実施の形態のようにすることもできる。まず、第二の実施の形態のものにおいて、制御部５では、電源投入がなされるとシステムスタートをし初期設定により必要なデータ読み込みがなされる。そして制御部５は、初期設定が終了すると電動モータ１が過電流が流れて異常状態であるか否かの判断を所定時間ｔｉ毎にすることになるが、それにはまず、入力した電流検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断をし、閾値Ｙ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、予め設定される加算値＋Ｚ（例えば「＋１」）を積算値Ａに加算し、閾値Ｙ未満であるとしてＮＯの判断がなされると加算値−Ｚ（例えば「−１」）を積算値Ａに加算する。そうして制御部５は、この積算値Ａが予め設定される設定値Ｂ以上になったかの判断をし、設定値Ｂ以上になったと判断した場合に異常であるとして異常回避制御をサブルーチンとして実行する。一方、積算値Ａが設定値Ｂに満たないと判断された場合、続けて積算値Ａがゼロ以下であるか否かの判断をし、ゼロ以下である場合には積算値をリセットして初期設定直後のステップに戻り、ゼロを超えている値である場合には、引き続いて初期設定直後のステップに戻るよう設定されている。尚、前記サブルーチンの異常回避制御については、第一の実施の形態と同じであるので省略する。
因みに本実施の形態においては、積算値Ａの初期値をゼロ、閾値Ｙよりも大きい場合を「＋Ｚ」、小さい場合を「−Ｚ」としているが、この場合の数値は積算値Ａの初期値、設定値Ｂの値に応じて自由に設定してもよく、また閾値Ｙよりも大きい場合を大きい数字で評価し、小さい場合を小さい数字で評価する、つまり、「＋Ｚ」を「＋２」とし、「−Ｚ」を「−１」のようにしてもよく、またその逆に評価しても良い。

叙述の如く構成された本発明の第二の実施の形態において、電動モータ１が駆動している場合に、所定時間ｔｉ毎に該電動モータ１に流れる電流の検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断をし、閾値Ｙ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、予め設定される加算値＋Ｚを、閾値Ｙより小さいとしてＮＯの判断がなされると、予め設定される加算値−Ｚを積算値Ａに逐次的に加算していき、この積算値Ａが予め設定される設定値Ｂ以上になると異常であるとして異常回避制御が実行されることになる。この結果、電流検知値Ｘが閾値Ｙを超えた時点からの積算値Ａが、途中で電流検知値Ｘが閾値Ｙ以下になってから再度、電流検知値Ｘが閾値Ｙを超えたような場合において、この閾値Ｙ以下になった状態が相殺されたものとして演算されることになり、これによって、閾値Ｙを超える状態が予め設定される設定時間の直前で解消し、その直後にまた閾値Ｙを超えるような現象が繰り返し発生した場合、従来のように閾値Ｙを超えた段階で再び設定時間のカウント開始がなされてしまうような不具合発生がなく、電動モータの異常回避制御を適切に行うことができる。

次に第三の実施の形態のものにおいて、制御部５では、電源投入がなされるとシステムスタートをし初期設定により必要なデータ読み込みがなされる。そして制御部５は、初期設定が終了すると電動モータ１が過電流が流れて異常状態であるか否かの判断をすることになるが、それにはまず、入力した電流検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断をし、閾値Ｙ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、所定時間ｔｉ毎の電流検知値Ｘの大きさをもとに、予め設定される電流検知値から加算値を取得するためのマッピング表Ｔを用いて加算値Ｚを取得することになるが、この場合に、マッピング表Ｔは異常検知値がゼロ（閾値）の状態から予め設定される第一電流検知値±Ｘ１までを第一加算領域±Ｚ１、これよりも大きい（小さい）第二電流検知値±Ｘ２までの範囲を第二加算領域±Ｚ２、さらに大きい（小さい）第三電流検知値±Ｘ３までの範囲を第三加算領域±Ｚ３・・・のように複数段の加算領域±Ｚｉを設定しておき、そして検知された電流値の大きさがどの加算範囲Ｚｉに属するかの判定をし、そして各加算領域Ｚｉに対応して予め設定される加算値±Ｚｉ（例えば±１、±２、±３・・・）を取得し、該取得した各加算値±Ｚｉを逐次的に積算して積算値Ａを演算（Ａ＝ΣＺｉ）する。そうして制御部５は、この積算値Ａが予め設定される設定値Ｂ以上になったか否かの判断をし、設定値Ｂ以上になったと判断した場合に異常であるとして異常回避制御をサブルーチンとして実行するが、設定値Ｂになっていないと判断された場合、さらに積算値Ａがゼロ以下になったか否かの判断をし、ゼロ以下になったと判断された場合には積算値をリセットして初期設定直後のステップに戻り、ゼロ以下でないと判断された場合には引き続いて加算値Ｚを演算するステップに戻すようになっている。
尚、前記入力した電流検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断で閾値Ｙに満たない値であるとしてＮＯの判断がなされた場合、引き続いてこの判断をする初期設定直後のステップに戻るように設定されている。尚、前記サブルーチンの異常回避制御については、第一の実施の形態と同じであるので省略する。

叙述の如く構成された本発明の第三の実施の形態において、電動モータ１が駆動している場合に、該電動モータ１に流れる電流の検知値Ｘが、予め設定される閾値Ｙ以上の値であるか否かの判断をし、閾値Ｙ以上であるとしてＹＥＳの判断がなされると、所定時間ｔｉ毎の電流検知値Ｘをもとにマッピング表Ｔを用いて検知された電流値の大きさに基づいて設定される加算値Ｚｉを取得し、該取得された加算値Ｚｉを逐次的に積算して積算値Ａが演算（Ａ＝ΣＺｉ）され、この積算値Ａが予め設定される設定値Ｂ以上になると異常であるとして異常回避制御が実行されることになる。この結果、電流検知値Ｘが閾値Ｙを超えた時点からの積算値Ａが、途中で電流検知値Ｘが閾値Ｙ以下になってから再度、電流検知値Ｘが閾値Ｙを超えたような場合において、この閾値Ｙ以下になった状態が相殺されたものとして演算されることになり、これによって、閾値Ｙを超える状態が予め設定される設定時間の直前で解消し、その直後にまた閾値Ｙを超えるような現象が繰り返し発生した場合、従来のように閾値Ｙを超えた段階で再び設定時間のカウント開始がなされてしまうような不具合発生がなく、電動モータの異常回避制御を適切に行うことができる。しかもこのものでは、マッピング表Ｔを用いることで、検知された電流値の大きさに対応した加算値±Ｚｉを取得し、これを積算しての異常検知がなされることになる結果、より精度が高い異常回避制御を行うことができるようになる。

電動モータが配されている回路図である。 第一の実施の形態において、電流変化状態を示すグラフ図である。 第一の実施の形態において、制御部５での制御の流れを示すフローチャートである。 第二の実施の形態において、電流変化状態を示すグラフ図である。 第二の実施の形態において、制御部５での制御の流れを示すフローチャートである。 第三の実施の形態において、電流変化状態を示すグラフ図である。 第三の実施の形態において、制御部５での制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 電動モータ
５ 制御部
６ 報知器
７ スイッチ
Ａ 積算値
Ｂ 設定値
Ｘ 電流検知値
Ｘｉ 所定時間ｔｉにおける電流検知値
Ｙ 閾値
Ｚ 加算値
Ｚｉ 所定時間ｔｉにおける加算値

Claims (3)

1. 電動モータが配されている回路において、電動モータに流れる電流値の検知ができる電流検知手段と、過電流を検知する制御部とを設け、制御部に予め設定されている閾値と電流検知手段で検知した電流値をもとに異常状態か否かを判断し、一度異常状態と判断されると、その後の電流値を積算し、該積算した値が予め制御部に設定されている設定値に達した場合に、異常回避制御を行うようにしたことを特徴とする電動モータの過電流検知装置。
2. 電流検知手段で検知した電流値が閾値より上である場合と下である場合とに分けてポイントを付加して積算していき、該積算値が予め制御部に設定されている設定値に達した場合に、異常回避制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動モータの過電流検知装置。
3. 電流値の大きさに対応したポイントを予め定めて制御部に設定しておき、電流検知手段で検地した電流値に対応した前記ポイントを付加して積算し、該積算値が予め制御部に設定されている設定値に達した場合に、異常回避制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動モータの過電流検知装置。

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