JP2008187858A - モータのコイル温度推定方法及びその方法を用いた開閉装置の制御方法及び開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータのコイル温度を高精度に推定する方法と、その方法を用いた開閉装置の制御方法を提供する。
【解決手段】 駆動モータのコイルの温度を所定の時間差分毎に推定するモータのコイル温度推定方法であって、コイル及びコイルに隣接する部材の温度の初期値を設定し、コイルに印加される電圧及びモータ回転数を測定して電流値を算出し、電流値よりコイル発熱量を算出して、今回コイル温度を、前回コイル温度に、対応する時間差分の間のコイル発熱量及び前記コイルから部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量を加算することにより算出する。また今回部材温度を、前回部材温度に、前回内部伝達熱量及び時間差分の間に部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量を加算することにより算出する。また、このコイル温度推定方法を用いて開閉装置の制御手段を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車のウィンドウガラスやルーフガラス等の開閉装置の駆動手段として用いられるモータのコイル温度の推定方法及びその方法を用いたモータの制御方法に関する。

従来、自動車のパワーウィンドウ装置等は、オート開閉装置が備えられており、オート動作中にウィンドウガラスの異物の挟み込み等による過負荷に対してモータが焼損しないよう様々な対策が行われている。過負荷が発生したときにモータを停止する方法としては、サーキットブレーカを利用したものや、モータの作動時間や回転数、電流及び電圧からモータの状態を監視しモータの作動を制限する方法等がある（例えば特許文献１参照）
特開２００３−３７４０

しかしながら、従来の駆動モータに供給される駆動電源の電圧値及び電流値からモータの温度を算出する方法では、電流が流れることよってコイルに発生する発熱量のみに注目しており、結果の推定される温度は実際の温度はよりも高く、誤差も大きいという課題がある。そのためモータの焼損を防止するためにモータを停止する等の制限温度に余裕を持たせて低く設定しなければならず、通常運転を許可できる範囲が狭くなるという課題がある。

また、サーキットブレーカ等の焼損保護素子を使用する場合には、モータが高温になったときにモータへの給電が焼損保護素子によって遮断され、パワーウィンドウ等の動作が一切できなくなってしまう。つまり、挟み込みが発生してサーキットブレーカが作動してモータが停止した場合には、挟み込み状態は解消されず、挟み込み状態が継続したままになるという課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、モータのコイル温度を正確に推定する方法と、そのモータのコイル温度推定方法を用いてサーキットブレーカを必要としない開閉装置の制御方法を提供する。

本発明の請求項１に係る発明は、モータのコイルの温度を所定の時間差分毎に推定するモータのコイル温度推定方法であって、前記コイルの温度及び前記コイルに隣接する部材の温度の初期値を設定するステップと、前記コイルに印加される電圧を測定するステップと、前記モータの回転数を測定するステップと、前記コイルを流れる電流を前記電圧及び前記回転数に基づいて算出するステップと、前記算出した電流により前記コイルに発生するコイル発熱量を算出するステップとを有し、更に、前記時間差分毎に、今回コイル温度を、前回コイル温度に、対応する時間差分の間の前記コイル発熱量及び前記時間差分の間に前記コイルから前記部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量を加算することにより算出するステップと、今回部材温度を、前回部材温度に、前記前回内部伝達熱量及び前記時間差分の間に前記部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量を加算することにより算出するステップとを実行することにより、各時間差分毎に前記モータのコイル温度を推定するようにした。また、前記部材は、前記モータの回転軸、前記回転軸に設けられたコミュテータ、前記回転軸に設けられた磁性体を含むコア、前記回転軸の一端を回転可能に軸支するヨークのいずれか１つ以上を含んで良い。

請求項３に係る発明は、モータにより開閉される開閉装置を前記モータのコイル温度を推定して開閉制御するようにしたモータのコイル温度推定方法を用いた開閉装置の制御方法であって、前記コイルの温度及び前記コイルに隣接する部材の温度の初期値を設定するステップと、前記コイルに印加される電圧を測定するステップと、前記駆動モータの回転数を測定するステップと、前記コイルを流れる電流を前記電圧及び前記回転数に基づいて算出するステップと、前記コイルに流れる前記電流により前記コイルに発生するコイル発熱量を算出するステップとを有し、更に、前記時間差分毎に、今回コイル温度を、前回コイル温度と、対応する時間差分の間の前記コイル発熱量と、前記時間差分の間に前記コイルから前記部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量とにより算出するステップと、今回部材温度を、前回部材温度と、前記前回内部伝達熱量と、前記時間差分の間に前記部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量とにより算出するステップとを実行し、各時間差分毎にモータのコイル温度を推定し、前記推定コイル温度が所定の閾値を超えたときに前記駆動モータの動作を制限するステップとを有するようにした。

請求項４に係る発明は請求項３に係る発明であって、前記推定コイル温度が、前記モータが焼損するおそれがある温度としての第１閾値を超えたときには全てのモータ作動を禁止し、前記第１閾値より低い値であって動作を継続することが好ましくない温度としての第２閾値を超えたときにはモータの反転作動以外の作動を禁止し、前記第２閾値より低い値であって前記モータが定格動作復帰可能な温度としての第３閾値を下回ったときにはモータの定格作動状態に復帰するようにした。また、前記部材は、前記モータの回転軸、前記回転軸に設けられたコミュテータ、前記回転軸に設けられた磁性体を含むコア、前記回転軸の一端を回転可能に軸支するヨークのいずれか１つ以上を含んで良い。

請求項６に係る発明は、コイル及びコイルに隣接する部材を有する正逆回転可能なモータと、前記モータにより開閉駆動される開閉部材と、前記モータを駆動制御する制御部と、前記モータの前記コイルに印加される電圧を測定するコイル電圧測定手段と、前記モータの回転数を測定するモータ回転数測定手段とを有し、前記制御部は、前記コイルの温度及び前記コイルに隣接する部材の温度の初期値を設定し、前記コイル電圧測定手段により測定された電圧及び前記モータ回転数測定手段により測定されたモータ回転数に基づいて前記コイルを流れる電流を算出し、前記コイルに流れる前記電流により前記コイルに発生するコイル発熱量を算出し、更に、前記時間差分毎に、今回コイル温度を、前回コイル温度と、対応する時間差分の間の前記コイル発熱量と、前記時間差分の間に前記コイルから前記部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量とにより算出し、かつ今回部材温度を、前回部材温度と、前記前回内部伝達熱量と前記時間差分の間に前記部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量とにより算出して、各時間差分毎にモータのコイル温度を推定し、前記推定コイル温度が所定の閾値を超えたときに前記駆動モータの動作を制限するようにした。

請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明であって、前記制御部は、前記推定コイル温度が、前記モータが焼損するおそれがある温度としての第１閾値を超えたときには全てのモータ作動を禁止し、前記第１閾値より低い値であって動作を継続することが好ましくない温度としての第２閾値を超えたときには前記モータの反転作動以外の作動を禁止し、前記第２閾値より低い値であって前記モータが定格動作復帰可能な温度としての第３閾値を下回ったときには前記モータの定格作動状態に復帰するようにした。また、前記部材は、前記モータの回転軸、前記回転軸に設けられたコミュテータ、前記回転軸に設けられた磁性体を含むコア、前記回転軸の一端を回転可能に軸支するヨークのいずれか１つ以上を含んで良い。また、外気温度を測定するための温度測定手段を有しても良い。

このように、請求項１の発明によれば、駆動モータのコイルの温度は、コイルを通過する電流に起因してコイルに発生する発熱量と、コイルからコイルに隣接する部材へと拡散する内部伝達熱量とから求めることができる。コイルを通過する電流により発生する発熱量は電流値の２乗に比例し、コイルからコイルに隣接する部材への熱伝導量はコイルとコイルに隣接する部材の温度差に比例するため、ある時間のコイルの温度Ｔｃ_（ｎ）は次の式で表すことができる。

ここで、Ｋ_１、Ｋ_２は比例定数であり、Ｉはコイルを流れる電流値を表し、Ｔｙはコイルに隣接する部材を表し、添字ｎはある時間の状態を表し、添字ｎ−１はある時間の前の状態を表す。ここで、コイル及びコイルに隣接する部材の初期温度Ｔｃ_（０）及びＴｙ_（０）は、外気温度Ｔ_ＯＵＴと同じ値であり、使用条件の外気温度で最も高い値である最悪値を入力する。この式１はコイルの熱量の収支を基に温度を表す式へと変換することにより得られる。ある時間ｎのコイル温度Ｔｃ_（ｎ）は前回の時間ｎ−１のコイル温度Ｔｃ_{（ｎ−１）}に、時間ｎ−１にコイルを流れた電流により発生した発熱量と、時間ｎ−１のコイル温度とコイルに隣接する部材の温度との差により発生するコイルからコイルに隣接する部材への内部伝達熱量とを温度に変換した値を加減することにより求められる。熱量から温度への変換はコイル等の熱容量や熱抵抗、およびコイル抵抗などを考慮しており、係数Ｋ_１及びＫ_２中に含まれる。

またコイルに隣接する部材が主として外気に接し他の部材への熱の移動がないと仮定すると式１と同様にしてコイルに隣接する部材の温度は次の式２のように表すことができる。

ここで、Ｋ_３、Ｋ_４は比例定数である。以上の式１及び式２に電流測定手段により測定したコイル電流値を代入することで、コイル温度Ｔｃ_（ｎ）を算出することができる。また、コイルに隣接する部材（第１部材）に隣接する部材（第２部材）への内部伝達熱量を考慮する場合には、任意の数のｍ個のそれぞれ隣接する部材が存在するとして式を拡張することもできる。

このコイル温度を算出する式ではコイルからコイルに隣接する他の部材への熱の移動を考慮しているため、従来の電流の発熱量のみからコイル温度を算出する方法に比べて誤差が小さくなる。誤差が小さくなることでモータの作動の禁止や反転作動のみ許可するといった閾値を余裕を持たせることなく狭く規定することができる。そのためモータの焼損に対して防止能力を保ちつつ通常動作可能範囲を広く設定することができ無駄を少なくすることができる。

コイルを流れる電流Ｉは、コイルに印加される電圧Ｖと、モータの回転数Ｎとによって次式のように表すことができる。

ここで、α及びβはモータ特性により決まる係数である。図２に式３によりコイルに印加される電圧Ｖ及びモータの回転数Ｎとから算出される電流値と電流測定により得られる実電流値とを示す。算出される電流値は実電流値と概ね一致する。そのため、コイル温度を算出するために使用される電流値Ｉは、電圧と回転数より算出することができ、電圧値はモータの駆動制御手段により与えられるため、追加の電流測定手段を設ける必要がなく、コストダウンが図れる。

請求項３、６の発明によれば、コイルに発生する発熱量と、コイルからコイルに隣接する部材への内部伝達熱量とに基づいたコイル温度推定方法を用いた開閉装置の制御方法を提供することができる。開閉装置の駆動モータは焼損を防ぐために、モータ及びコイルの温度に基づいた制御がなされており、モータ及びコイルの温度推定方法が必要とされる。本発明のコイル温度推定方法によって推定されるコイル温度を用いた制御方法が可能となる。

請求項４、７の発明によれば、本発明が例えば自動車のパワーウィンドウに用いられた場合であって、ウィンドウの異物の挟み込みによりモータに過負荷が加わった際に、ウィンドウが異物や腕等を挟み込んだまま停止するといった現象を防ぐことができる制御が可能となる。コイルの温度に第１閾値であるモータの全ての動作を禁止する限界温度と、第２閾値であるモータの反転動作以外の作動を禁止する制限温度と、第３閾値であるモータの作動制限を解除する復帰温度とを規定して動作を制限する。限界温度に対して、限界温度より低い値である制限温度を設けることにより、コイル温度が限界温度に達することを防止できる。ウィンドウ等の作動中に挟み込み等が発生しコイルの温度が上昇する場合には、限界温度に達する前に必ず制限温度に達する。第２閾値である制限温度以上であっても反転作動は許可されているため、その時点でウィンドウ等の反転作動が起きてもウィンドウは反転動作を行うことができる。そのため、挟み込み状態を維持したまま停止することを避けることができる。挟み込みが原因でモータに過負荷が加わりコイルの温度が上昇していた場合には、反転動作により挟み込みが解除される。その後、反転動作を完了した後に、コイルの温度が自然放冷により制限温度より低い値である復帰温度まで下がると反転動作のみしかできない作動制限が解除され、通常状態に復帰する。

また、挟み込み等によりコイル温度が上昇して反転動作を行う際に、反転動作中においても過負荷が加わりコイルの温度が上昇する場合には、コイル温度は限界温度に達してモータの動作は全て禁止されて停止する。この動作により、モータの焼損を防止することができる。つまりモータは制限温度での作動の制限と、限界温度での作動の停止による２段階により焼損を防止している。そのため、サーキットブレーカ等の焼損保護素子の必要がなくなり、装置のコスト削減に有利である。

請求項２、５、８の発明によれば、コイル温度を算出する際に考慮されるコイルと熱交換を行うコイルに隣接する部材は、コア、コミュテータ、ヨークのいずれかとすることができ、それぞれの部材の熱容量や熱抵抗、およびコイル抵抗などを用いて上記の式１及び式２の係数Ｋ_１−Ｋ_４を決定することができる。

請求項９の発明によれば、コイル温度を算出する際に考慮される外気温度Ｔ_ＯＵＴを測定することができる。上記のように外気温度Ｔ_ＯＵＴは所定の規定値を入力してもよいが、実際の測定した外気温度を入力しても良い。これにより、より正確にコイル温度の検出を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された実施形態の自動車用パワーウィンドウ装置の制御部のブロック図である。ウィンドウ１は駆動モータ２に連結され、駆動モータ２の駆動を受けて移動する。駆動モータ２は制御部３に接続されて駆動制御される。制御部３は、モータ２に接続される駆動回路４と、駆動回路４に接続し駆動回路４を制御する制御回路７と、駆動モータ２の端子に接続し駆動モータ２のコイル２ａに印加される電圧を測定するコイル電圧測定手段としてのコイル電圧測定回路５と、駆動モータ２に接続してモータ２の回転数を測定するモータ回転数測定手段としてのモータ回転数測定回路８と、コイル電圧測定回路５及びモータ回転数測定回路８と接続して、それぞれから電圧値又は回転数を受け取りコイル温度を算出し、制御回路７に算出コイル温度を送るコイル温度演算回路６と、モータ回転数測定回路８と接続してウィンドウ１による挟み込みを検出する挟み込み検出し、制御回路７に挟み込みの有無情報を伝える挟み込み検出回路９と、外部のオート及びマニュアル入力スイッチ１１ａ・１１ｂ及び制御回路７と接続してオート及びマニュアル入力スイッチ１１ａ・１１ｂの操作による信号を制御回路７へ出力するオート制御装置１０とを有する。

コイル温度演算回路６は、コイル電圧測定回路５によって測定されるコイル２ａに流れる電流値及びモータ回転数測定回路８によって測定されるモータ回転数に基づいてコイル２ａの温度を推定する。コイル温度演算回路によるコイル温度の算出手順について図３に示す。コイル温度Ｔｃは上記した式１と、式２と、式３とに基づいて求められる。ここでコイルに隣接する部材の温度Ｔｙはコア、コミュテータ、ヨークのいずれかであって、選択した部材についての熱容量や熱抵抗、およびコイル抵抗などを考慮して係数Ｋ_１−Ｋ_４を予め設定される。

コイル温度演算回路での処理は図３のスタートから始まり、ステップＳＴ１では、コイル温度Ｔｃ及び部材温度Ｔｙと外気温度Ｔ_ＯＵＴの初期値が入力される。コイル温度Ｔｃ及び部材温度Ｔｙの初期値は外気温度Ｔ_ＯＵＴと同じ値であり、想定される最悪の高温使用環境での外気温度を入力されることが好ましい。

次にステップＳＴ２では、電圧測定回路５により測定された電圧値を受け取る。そしてステップＳＴ３では、モータ回転数測定回路８により測定されたモータ回転数を受け取る。ステップＳＴ４では式３にステップＳＴ２及びステップＳＴ３で受け取った電圧値及びモータ回転数を入力することによりコイルを流れる電流を算出する。式３については上記したため詳細な説明を省略する。ステップＳＴ５では算出された電流値を用いて発熱量を算出する。

ステップＳＴ６では、式１によりコイル温度Ｔｃを算出する。式１は上記したようにある時間のコイル温度を前回コイル温度に、前回コイル発熱量及びコイルからコイルに隣接する部材への前回内部伝達熱量による温度変化を加えて算出する。ステップＳＴ７では式２によりコイルに隣接する部材温度Ｔｙを算出する。式２は上記したようにある時間の部材温度を前回部材温度に、コイルから部材への前回内部伝達熱量及び部材から外気への前回外部伝達熱量による温度変化を加えて算出する。ここで算出されたコイル温度Ｔｃ及び部材温度Ｔｙは、次回コイル温度及び次回部材温度を算出するために使用される。ステップＳＴ５の後はステップＳＴ２に戻り一定時間の経過の後、上記したステップＳＴ２からステップＳＴ５の処理を繰り返し、次回のコイル温度及び部材温度を算出する。

制御回路７は、挟み込み検出回路９からの挟み込み検出信号と、コイル温度演算回路６からの算出されたコイル温度とを受けてモータ２の駆動を制御すべく駆動回路４を制御する。駆動回路４はオート制御回路８からのマニュアル又はオート開閉信号と制御回路７からの制御信号を受けてモータ２を駆動する。

次に、このようにして構成された車両用のウィンドウの開閉装置における制御回路７での制御要領について図４のフロー図を参照して以下に示す。一部のステップで判定に用いられるコイル２ａの温度のしきい値である限界温度と、制限温度と、復帰温度とは、予め設定される。限界温度は、モータが焼損するおそれがある温度に設定する。制限温度は限界温度よりも低い値であり、コイルの温度が制限温度に達したときに反転作動を行っても、反転作動が完了するまでにコイルの温度が限界温度に達しないように設定する。復帰温度は制限温度よりも低い値であり、自動制御で開又は閉操作を行っても制限温度に達しないように設定する。

ステップＳＴ１の、パワーウィンドウ（Ｐ／Ｗ）の動作が許可されている状態からスタートし、ステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、コイル温度演算回路６により与えられた算出コイル温度と、予め設定された限界温度との値の大小を比較して、算出コイル温度が限界温度以上であれば、駆動モータが焼損するのを防ぐためステップＳＴ１０に進み、パワーウィンドウは作動禁止状態となり停止する。また算出コイル温度が限界温度未満であればステップＳＴ３へと進む。

ステップＳＴ３では、算出コイル温度と、予め設定された制限温度との値の大小を比較する。算出コイル温度が制限温度未満である場合には、パワーウィンドウは制限されずに動作することができるためステップＳＴ１へと進む。算出コイル温度が制限温度以上である場合には、パワーウィンドウは反転作動のみしか行うことができないようにするためステップＳＴ４へと進む。

ステップＳＴ４では、駆動モータ２が反転作動しているかを判定する。反転作動は駆動回路４の駆動モータ２の制御状態より判断する。駆動モータ２が反転作動している場合には、ステップＳＴ５へと進み反転作動を継続する。駆動モータ２が反転作動していない場合には、ステップＳＴ６へと進む。ステップＳＴ６では、挟み込み検出回路９からの挟み込み信号の有無から、ウィンドウ１が腕等の異物を挟み込んでいるかどうかの判定を行う。挟み込みが検知された場合には、駆動モータ２の反転動作を開始するためステップＳＴ７へと進み反転作動を実施する。挟み込みが検知されない場合には、ステップＳＴ１０へと進み駆動モータ２の動作をその場で停止する。ステップＳＴ５及びステップＳＴ７での反転作動の継続及び実施をした後はステップＳＴ８へと進む。

ステップＳＴ８では、駆動モータ２の反転作動が終了したかどうかを判定する。駆動モータ２の反転作動の終了は、ウィンドウ１が反転方向へ完全に移動しきる位置、例えば全閉又は全開とする必要はなく、予め設定された一定の移動量であってよい。反転作動の終了を検出する方法は、モータ２の回転数やウィンドウ１の位置検出手段等であってよい。反転作動の終了を判定し、反転作動が終了している場合にはステップＳＴ１０に進み、モータ駆動の作動を禁止状態にする。反転作動が終了していない場合には、ステップＳＴ９へと進む。

ステップＳＴ９では、反転動作中のコイル温度が限界温度を超えないか監視する。ステップＳＴ９では、算出コイル温度と限界温度との値の大小を比較し、算出コイル温度が限界温度未満であれば、反転作動を継続しつつ、ステップＳＴ８へと進む。算出コイル温度が限界温度以上であれば、モータの焼損を防ぐためステップＳＴ１０へと進み、反転作動を停止する。

ステップＳＴ１０のパワーウィンドウ作動禁止状態ではパワーウィンドウは停止状態であり、ステップＳＴ１１へと進む。ステップＳＴ１１では算出コイル温度と復帰温度との値の大小を比較する。算出コイル温度が復帰温度以下であれば、ステップＳＴ１へと進み、全ての作動制限が解除される。算出コイル温度が復帰温度より高い場合にはステップＳＴ１０へと進み、パワーウィンドウ作動禁止状態が継続する。

実施形態の構成とすることで、コイルに印加される電圧値とモータの回転数からコイルを流れる電流値を算出し、算出された電流値によって求められる発熱量とコイルからコイルに隣接する部材へと移動する熱量とからコイル温度を算出することができる。本実施形態では、コイル温度の推算にコイルからコイルに隣接する部材への放熱を考慮しているため、コイルを流れる電流による発熱量のみを考慮した推定方法よりも正確にコイル温度を算出することができる。また、コイルに印加される電圧から電流値を算出するため、付加的に電流計を設ける必要が省けるため、装置の小型化及びコスト低下が図れる。そして、算出コイル温度としきい値とを比較することにより、開閉装置の駆動モータのコイル温度が上昇した際に、駆動モータの全ての作動を禁止する制御及び反転作動以外の動作を禁止する制御の２つの制御を行うことができる。モータの反転作動以外を禁止する制御のしきい値である制限温度はモータの作動を禁止する制御のしきい値である限界温度よりも低く設定されているため、挟み込みによるコイルの温度上昇が発生した際に、挟み込み状態を維持したままモータの作動が禁止されることを防ぐことができる。また、この限界温度に達したときのモータ作動の全禁止により、モータの焼損を防止することができる。また、モータのコイル温度が制限温度又は限界温度を超えて作動が制限された状態からの回復は、モータ作動の全停止又はモータの反転作動後の停止によりコイル温度が低下して、１回の開又は閉の行程のオート作動を行っても制限温度に達しない温度に設定された復帰温度と比較することにより判定を行うため、モータの焼損を防止しながら安全に制限された状態から復帰することができる。

実施形態では、コイル温度を算出するために、コイルからコイルに隣接する部材へと移動する熱量を考慮して式１及び式２を使用したが、更にコイルに隣接する部材からそのコイルに隣接する部材に隣接する部材へと移動する熱量を考慮しても良い。コイルに隣接する部材を第１部材、第１部材に隣接する部材を第２部材として、第ｍ部材まで隣接するとして拡張すると、コイル温度は次の式で表すことができる。

この式は、隣り合う部材間を移動する熱量のみに注目して、他への熱の拡散はないと仮定している。例えば、第ａ部材の場合は、第ａ部材の温度は第（ａ−１）部材と第（ａ＋１）部材とを移動する熱量によって決定される。使用の際には、駆動モータの構成に応じて、適切な部材数を任意に決定することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、外気温度Ｔ_ＯＵＴは想定される最悪の高温使用環境での外気温度以外に、制御部の外部に温度センサ１２（例えば車載されている外気温度センサなど）を配置し、温度センサ１２からの信号を用いても構わない。

本発明が適用された実施形態の自動車用パワーウィンドウ装置の制御部のブロック図である。 コイルを流れる実電流値及び算出電流値を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る温度演算回路の演算フローの概要を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御回路の制御フローの概要を示す図である。

符号の説明

１ 開閉部材
２ 駆動モータ
２ａ コイル
３ 制御部
４ 駆動回路
５ コイル電流測定回路
６ コイル温度演算回路
７ 制御回路
８ モータ回転数測定回路
９ 挟み込み検出回路
１０ オート制御回路
１１ａ オート操作スイッチ
１１ｂ マニュアル操作スイッチ
１２ 温度センサ

Claims (9)

1. モータのコイルの温度を所定の時間差分毎に推定するモータのコイル温度推定方法であって、
   前記コイルの温度及び前記コイルに隣接する部材の温度の初期値を設定するステップと、
   前記コイルに印加される電圧を測定するステップと、
   前記モータの回転数を測定するステップと、
   前記コイルを流れる電流を前記電圧及び前記回転数に基づいて算出するステップと、
   前記算出した電流により前記コイルに発生するコイル発熱量を算出するステップとを有し、
   更に、前記時間差分毎に、
   今回コイル温度を、前回コイル温度と、対応する時間差分の間の前記コイル発熱量と、前記時間差分の間に前記コイルから前記部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量とにより算出するステップと、
   今回部材温度を、前回部材温度と、前記前回内部伝達熱量と、前記時間差分の間に前記部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量とにより算出するステップとを実行することにより、各時間差分毎に前記モータのコイル温度を推定するようにしたことを特徴とするモータのコイル温度推定方法。
2. 前記部材は、前記モータの回転軸、前記回転軸に設けられたコミュテータ、前記回転軸に設けられた磁性体を含むコア、前記回転軸の一端を回転可能に軸支するヨークのいずれか１つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータのコイル温度測定方法。
3. モータにより開閉される開閉装置を前記モータのコイル温度を推定して開閉制御するようにしたモータのコイル温度推定方法を用いた開閉装置の制御方法であって、
   前記コイルの温度及び前記コイルに隣接する部材の温度の初期値を設定するステップと、
   前記コイルに印加される電圧を測定するステップと、
   前記駆動モータの回転数を測定するステップと、
   前記コイルを流れる電流を前記電圧及び前記回転数に基づいて算出するステップと、
   前記コイルに流れる前記電流により前記コイルに発生するコイル発熱量を算出するステップとを有し、
   更に、前記時間差分毎に、
   今回コイル温度を、前回コイル温度と、対応する時間差分の間の前記コイル発熱量と、前記時間差分の間に前記コイルから前記部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量とにより算出するステップと、
   今回部材温度を、前回部材温度と、前記前回内部伝達熱量と、前記時間差分の間に前記部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量とにより算出するステップとを実行し、
   各時間差分毎にモータのコイル温度を推定し、前記推定コイル温度が所定の閾値を超えたときに前記駆動モータの動作を制限するステップとを有することを特徴とする開閉装置の制御方法。
4. 前記推定コイル温度が、前記モータが焼損するおそれがある温度としての第１閾値を超えたときには全てのモータ作動を禁止し、前記第１閾値より低い値であって動作を継続することが好ましくない温度としての第２閾値を超えたときにはモータの反転作動以外の作動を禁止し、前記第２閾値より低い値であって前記モータが定格動作復帰可能な温度としての第３閾値を下回ったときにはモータの定格作動状態に復帰することを特徴とする請求項３に記載の開閉装置の制御方法。
5. 前記部材は、前記モータの回転軸、前記回転軸に設けられたコミュテータ、前記回転軸に設けられた磁性体を含むコア、前記回転軸の一端を回転可能に軸支するヨークのいずれか１つ以上を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の開閉装置の制御方法。
6. コイル及びコイルに隣接する部材を有する正逆回転可能なモータと、
   前記モータにより開閉駆動される開閉部材と、
   前記モータを駆動制御する制御部と、
   前記モータの前記コイルに印加される電圧を測定するコイル電圧測定手段と、
   前記モータの回転数を測定するモータ回転数測定手段とを有し、
   前記制御部は、
   前記コイルの温度及び前記コイルに隣接する部材の温度の初期値を設定し、
   前記コイル電圧測定手段により測定された電圧及び前記モータ回転数測定手段により測定されたモータ回転数に基づいて前記コイルを流れる電流を算出し、
   前記コイルを流れる前記電流により前記コイルに発生するコイル発熱量を算出し、
   更に、前記時間差分毎に、
   今回コイル温度を、前回コイル温度と、対応する時間差分の間の前記コイル発熱量と、前記時間差分の間に前記コイルから前記部材への前回内部伝達熱量に基づくコイル温度変化量とにより算出し、かつ今回部材温度を、前回部材温度と、前記前回内部伝達熱量と前記時間差分の間に前記部材から外気への前回外部伝達熱量に基づく部材温度変化量とにより算出して、各時間差分毎にモータのコイル温度を推定し、
   前記推定コイル温度が所定の閾値を超えたときに前記駆動モータの動作を制限することを特徴とするモータのコイル温度推定方法を用いた開閉装置。
7. 前記制御部は、前記推定コイル温度が、前記モータが焼損するおそれがある温度としての第１閾値を超えたときには全てのモータ作動を禁止し、前記第１閾値より低い値であって動作を継続することが好ましくない温度としての第２閾値を超えたときには前記モータの反転作動以外の作動を禁止し、前記第２閾値より低い値であって前記モータが定格動作復帰可能な温度としての第３閾値を下回ったときには前記モータの定格作動状態に復帰することを特徴とする請求項６に記載のモータのコイル温度推定方法を用いた開閉装置。
8. 前記部材は、前記モータの回転軸、前記回転軸に設けられたコミュテータ、前記回転軸に設けられた磁性体を含むコア、前記回転軸の一端を回転可能に軸支するヨークのいずれか１つ以上を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載のモータのコイル温度推定方法を用いた開閉装置。
9. 外気温度を測定するための温度測定手段を更に有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一つの項に記載のモータのコイル温度推定方法を用いた開閉装置。
   
   

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