JP2010226797A - Motor control device and sunroof drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの過負荷による温度上昇を検出して焼損からモータを保護するモータ制御装置、及び、サンルーフ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that protects a motor from burning by detecting a temperature increase due to overload of the motor, and a sunroof driving device.
モータを駆動するモータ制御装置では、保護機能の１つとして過負荷による温度上昇を検出して、モータを焼損から保護する機能がある。このような保護機能では、モータに流れる電流を検出して、モータに発生する熱量を算出し、算出した熱量より保護機能を動作させるか否かの判断を行っている（特許文献１）。 A motor control device that drives a motor has a function of protecting the motor from burning by detecting a temperature increase due to overload as one of the protection functions. In such a protection function, the current flowing through the motor is detected, the amount of heat generated in the motor is calculated, and it is determined whether or not the protection function is operated based on the calculated amount of heat (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載されている熱量の算出方法においては、モータに印加される電流値と、モータの定格電流値とを比較することで、モータが過負荷状態にある場合のみを対象としている。そのため、モータを定格電流値以下の電流により駆動させるときに発生する熱量が考慮されておらず、算出した熱量により推定したモータの温度と、実際のモータの温度とに乖離が生じることにより、モータに対する焼損保護が十分に機能しない場合がある。
However, in the calorie calculation method described in
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、モータを駆動するときにモータに流れる電流が定格値を越えたか否かによらず熱量を算出し、算出した熱量によりモータの焼損保護を行うモータ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to calculate the amount of heat regardless of whether or not the current flowing through the motor exceeds the rated value when driving the motor, and the motor is calculated based on the calculated amount of heat. An object of the present invention is to provide a motor control device that protects against burning.
（１）上記問題を解決するために、本発明は、外部から入力されるモータを駆動するか否かを選択する駆動信号に応じて、該モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、前記モータに付設されたセンサの出力信号より回転速度を算出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部が算出した回転速度と、前記モータに印加された電圧とから、前記モータに流れる電流を算出し、算出した電流値から該モータの発熱量を算出して、該モータのコイルの温度を算出する温度算出部と、前記温度算出部が算出した前記コイルの温度により、前記駆動信号に対応してモータを駆動するか否かを判定し、判定結果に応じて前記モータを駆動させるモータ制御部とを具備することを特徴とするモータ制御装置である。 (1) In order to solve the above problem, the present invention provides a motor control device that controls driving of a motor in accordance with a driving signal for selecting whether or not to drive a motor input from the outside. A current flowing through the motor is calculated from a rotational speed detector that calculates a rotational speed from an output signal of a sensor attached to the motor, a rotational speed calculated by the rotational speed detector, and a voltage applied to the motor. Calculate the calorific value of the motor from the calculated current value, calculate the temperature of the coil of the motor, and respond to the drive signal by the temperature of the coil calculated by the temperature calculator And a motor control unit for determining whether to drive the motor and driving the motor according to the determination result.
（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記モータ制御部は、前記温度算出部が算出した前記コイルの温度が、予め定めた第１の基準温度を超えた場合、前記モータの駆動を停止させることを特徴とする。 (2) Further, in the invention described above, the motor control unit may be configured such that the motor temperature is calculated when the temperature of the coil calculated by the temperature calculation unit exceeds a predetermined first reference temperature. Is stopped.
（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記モータ制御部は、前記温度算出部が算出した前記コイルの温度が、前記第１の基準温度を超えると、前記温度算出部が算出した前記コイルの温度が、予め定めた前記第１の基準温度より低い第２の基準温度以下になるまで、前記モータの駆動を停止させることを特徴とする。 (3) Further, in the present invention described above, when the temperature of the coil calculated by the temperature calculation unit exceeds the first reference temperature, the motor control unit The driving of the motor is stopped until the calculated temperature of the coil becomes equal to or lower than a second reference temperature lower than the predetermined first reference temperature.
（４）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記温度算出部は、前記モータを駆動しない期間の消費電力を削減する低消費電力モードが選択されてから、前記モータを駆動する通常動作モードが選択されるまでの期間を算出し、算出した期間から前記コイルの温度を算出することを特徴とする。 (4) Further, according to the present invention, in the above-described invention, the temperature calculation unit normally drives the motor after a low power consumption mode for reducing power consumption during a period in which the motor is not driven is selected. A period until the operation mode is selected is calculated, and the temperature of the coil is calculated from the calculated period.
（５）また、本発明は、上記に記載の発明のモータ制御装置と、前記モータ制御装置により駆動されるモータと、前記モータのアマチュア軸に接続されたウォーム減速機と、車両の屋根に備えられ、前記ウォーム減速機の出力軸の回転により押し引きされる駆動ケーブルに接続されたサンルーフパネルとを備えることを特徴とするサンルーフ駆動装置である。 (5) Moreover, this invention is equipped with the motor control apparatus of the above-mentioned invention, the motor driven by the said motor control apparatus, the worm reduction gear connected to the armature shaft of the said motor, and the roof of a vehicle. And a sunroof panel connected to a drive cable that is pushed and pulled by the rotation of the output shaft of the worm reducer.
この発明によれば、モータを駆動するときにモータに流れる電流の大きさによらず、モータに発生する熱量を常に算出し、算出した熱量に応じてモータの温度を推定することにより、モータの焼損保護機能の精度を改善することができる。 According to the present invention, the amount of heat generated in the motor is always calculated regardless of the magnitude of the current flowing through the motor when the motor is driven, and the temperature of the motor is estimated according to the calculated amount of heat. The accuracy of the burnout protection function can be improved.
以下、本発明の一実施形態によるモータ制御装置、及び、サンルーフ駆動装置を図面を参照して説明する。なお、本実施形態において、モータ制御装置は、車両などに備えられた開閉体であるサンルーフを開閉するモータを駆動する構成を例として説明する。 Hereinafter, a motor control device and a sunroof driving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the motor control device will be described by taking as an example a configuration for driving a motor that opens and closes a sunroof that is an opening / closing body provided in a vehicle or the like.
図１は、本実施形態によるモータ制御装置１の構成を示す概略ブロック図である。モータ制御装置１は、電源を供給するバッテリ２と、サンルーフの開閉を選択する駆動信号が入力される入力回路３と、車両に備えられた車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御装置）４と、サンルーフを開閉し、直流により駆動されるモータ５と、モータ５に付設されたモータ５の回転子の回転を検出する回転センサ６とに接続されている。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of the
入力回路３は、オープンＳＷ（スイッチ）３１と、クローズＳＷ３２と、オートＳＷ３３と、チルトＳＷ３４とを有し、それぞれがモータ制御装置１に接続されている。車両ＥＣＵ４は、日時情報をモータ制御装置１に出力する。モータ５は、有する端子５１、５２にモータ制御装置１から電圧が印加されて駆動される。回転センサ６は、例えば、２つのホール素子６１、６２を内部に備え、モータ５の回転子の回転に応じてパルス信号ＰＵＬＳ１、ＰＵＬＳ２をモータ制御装置１に出力する。ここで、日時情報とは、時刻を示す情報であり、ある時点を一意に識別する情報である。
オープンＳＷ３１、クローズＳＷ３２、オートＳＷ３３、及び、チルトＳＷ３４は、一端が接地され、他端がモータ制御装置１に接続されている。
The input circuit 3 includes an open SW (switch) 31, a close SW 32, an
One of the
モータ制御装置１は、制御部１１と、定電圧回路１２と、電圧検出回路１３と、日時情報受信部１４と、記憶部１５と、出力回路１６と、抵抗１７１ａ〜１７４ａ、１７１ｂ〜１７４ｂとを具備している。
制御部１１は、例えば、マイコンなどのＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）より構成される。また、制御部１１には、定電圧回路１２より電源が供給され、入力回路３から駆動信号が入力され、電圧検出回路１３より電圧を示す信号が入力され、日時情報受信部１４から日時情報が入力され、回転センサ６から２相のパルス信号ＰＵＬＳ１、ＰＵＬＳ２が入力される。また、制御部１１は、前述の入力された信号及び情報に応じて、出力信号ＲＬ０１、ＲＬ０２を出力回路１６に出力して、モータ５を駆動する。
The
For example, the
定電圧回路１２は、バッテリ２から供給される電源（電圧ＶＭ）を制御部１１に適した電圧に変圧して出力する、例えば、バッテリ２から供給される１２Ｖの電圧（電圧ＶＭ）を５Ｖの電圧に降圧して制御部１１に出力する。電圧検出回路１３は、バッテリ２から供給される電圧を検出して制御部１１に出力する、すなわち、モータ５に印加される電圧を検出して制御部１１に出力する。
日時情報受信部１４は、車両ＥＣＵ４が出力する日時情報を受信し、受信した日時情報を制御部１１に出力する。記憶部１５は、不揮発性の書き換え可能な記憶素子であり、例えば、ＥＥＲＯＭ(Electrically Erasable ROM)、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）などである。
The
The date / time
出力回路１６は、リレーで構成され、制御部１１が出力する出力信号ＲＬ０１、ＲＬ０２に応じて、モータ５が有する端子５１、５２を短絡させるか、モータ５を正転方向に駆動する電圧を印加するか、あるいは、モータ５を逆転方向に駆動する電圧を印加する。
出力回路１６は、出力信号ＲＬ０１がＬ（Low）レベルのとき、リレーのコイル１６ｇが通電して、可動接点１６ａが接点１６ｂと接続し、一方、出力信号ＲＬ０１がＨ（High）レベルのとき、リレーのコイル１６ｇには通電せずに、可動接点１６ａが接点１６ｃと接続する。可動接点１６ａが接点１６ｂと接続すると、モータ５の端子５１に電圧ＶＭが印加され、可動接点１６ａが接点１６ｃと接続すると、モータ５の端子５１に接地電位が印加される。
The output circuit 16 is configured by a relay and applies a voltage for short-circuiting the
When the output signal RL01 is at L (Low) level, the output circuit 16 energizes the
また、出力回路１６は、出力信号ＲＬ０２がＬレベルのとき、リレーのコイル１６ｈが通電して、可動接点１６ｄが接点１６ｅと接続し、一方、出力信号ＲＬ０２がＨレベルのとき、リレーのコイル１６ｈには通電せずに、可動接点１６ｄが接点１６ｆと接続する。可動接点１６ｄが接点１６ｅと接続すると、モータ５の端子５２に電圧ＶＭが印加され、可動接点１６ｄが接点１６ｆと接続すると、モータ５の端子５２に接地電位が印加される。なお、本実施形態においては、出力信号ＲＬ０１、ＲＬ０２が共にＬレベルになり、モータ５の端子５１、５２の両方に対して電圧ＶＭが印加されることはなく、モータ５を駆動するときは、端子５１、５２のいずれか一方に電圧ＶＭが印加され、他方に接地電位が印加される。また、出力回路１６は、モータ５を駆動しないとき、モータ５の端子５１、５２の両方に接地電位を印加し、端子５１、５２を短絡する。
Further, when the output signal RL02 is at the L level, the output coil 16 energizes the relay coil 16h and connects the
抵抗１７１ａは、一端に電圧ＶＭの電圧が印加され、他端がオープンＳＷ３１の他端、及び抵抗１７１ｂの一端と接続されている。抵抗１７２ａは、一端に電圧ＶＭの電圧が印加され、他端がクローズＳＷ３２の他端、及び抵抗１７２ｂの一端と接続されている。抵抗１７３ａは、一端に電圧ＶＭの電圧が印加され、他端がオートＳＷ３３の他端、及び抵抗１７３ｂの一端と接続されている。抵抗１７４ａは、一端に電圧ＶＭの電圧が印加され、他端がチルトＳＷ３４の他端、及び抵抗１７４ｂの一端と接続されている。抵抗１７１ｂ〜１７４ｂは、他端が制御部１１に接続されている。
The
オープンＳＷ３１がオフ（off）のとき、抵抗１７１ａ、１７１ｂを介してＨ（High）レベルの電圧が印加され、オープンＳＷ３１がオン（on）のとき、抵抗１７１ｂ及びオープンＳＷ３１を介してＬ（Low）レベルの電圧が印加される。これにより、制御部１１のモータ制御部１１３は、オープンＳＷ３１がオンであるかオフであるかを検出することができる。クローズＳＷ３２、オートＳＷ３３、及び、チルトＳＷ３４についても、オープンＳＷ３１と同様に、オフのときＨレベルの電圧が制御部１１に印加され、オフのときＬレベルの電圧が制御部１１に印加されることにより、モータ制御部１１３は、入力回路３から入力される駆動信号より、それぞれのスイッチがオンであるかオフであるかを検出することができる。
When the
制御部１１は、回転速度検出部１１１と、温度算出部１１２と、モータ制御部１１３とを備えている。回転速度検出部１１１は、回転センサ６から入力される２相のパルス信号ＰＵＬＳ１、ＰＵＬＳ２からモータ５の回転子の角速度を検出して温度算出部１１２に出力する。
温度算出部１１２には、回転速度検出部１１１からモータ５の回転子の角速度値が入力され、電圧検出回路１３からモータ５に印加されている電圧値が入力され、日時情報受信部１４から日時情報が入力される。また、温度算出部１１２は、入力されるモータ５の回転子の角速度値と、モータ５に印加されている電圧値とからモータ５において生じる熱量を算出して、モータ５が有するコイルの温度を算出し、算出したコイルの推定温度（以下、コイルの温度と記載する）をモータ制御部１１３に出力する。
The
The
また、温度算出部１１２、モータ５を駆動する通常動作モードからモータ５を駆動しない期間の消費電力を削減する低消費電力モードに切り替るとき、入力される日時情報と、算出したコイルの温度とを記憶部１５に出力して記憶させ、低消費電力モードから通常動作モードに切り替るとき、記憶部１５から日時情報とコイルの温度とを読み出して、読み出した日時情報と、日時情報受信部１４から出力される日時情報とを比較して低消費電力モードの状態であった期間を算出し、読み出したコイルの温度より現在のコイルの温度を算出する。すなわち、温度算出部は、モータを駆動しない期間の消費電力を削減する低消費電力モードが選択されてから、モータを駆動する通常動作モードが選択されるまでの期間を算出し、算出した期間からコイルの温度を算出する。このとき、モータ５のコイルの放熱特性は、シミュレーションや測定により得られた値が用いられる。
また、通常動作モードと低消費電力モードとの間の切り替えは、不図示のイグニッションＳＷにより行われ、車両が駐車時などにイグニッションＳＷがオフになると低消費電力モードに切り替る。また、イグニッションＳＷがオンになると通常動作モードに切り替る。
Further, when the
In addition, switching between the normal operation mode and the low power consumption mode is performed by an ignition SW (not shown), and when the ignition SW is turned off when the vehicle is parked or the like, the mode is switched to the low power consumption mode. When the ignition SW is turned on, the mode is switched to the normal operation mode.
モータ制御部１１３は、温度算出部１１２が算出するモータ５のコイルの温度により、抵抗１７１ｂ〜１７４ｂを介して入力される入力回路３が有するそれぞれのスイッチの状態に対応してモータ５を駆動するか否かを判定し、判定結果に応じてモータ５を駆動する出力信号ＲＬ０１、ＲＬ０２を出力回路１６に出力して、モータ５を駆動させる。
The
図２は、本実施形態におけるモータ制御部１１３に対して設定されたモータ５のコイルの温度条件を示す図である。モータ制御部１１３に対して設定されている温度設定条件は、モータ５の内部で焼損に至る原因となるモータコイル限界温度を基準として、クローズ作動禁止温度と、オープン作動禁止温度と、復帰温度と、基準温度とが定められている。ここでは、モータコイル限界温度を２８０℃とした場合を例として説明する。
クローズ動作禁止温度、本実施形態では、クローズ動作禁止温度を２４０℃とし、オープン動作禁止温度を２００℃とし、復帰温度を１６０℃とし、基準温度を８０℃とする。
FIG. 2 is a diagram showing the temperature condition of the coil of the
Close operation prohibition temperature, in this embodiment, the close operation prohibition temperature is 240 ° C., the open operation prohibition temperature is 200 ° C., the return temperature is 160 ° C., and the reference temperature is 80 ° C.
ここで、クローズ作動禁止温度とは、モータ５を駆動することによりモータ５のコイルの温度が上昇しても、コイル発煙に至るモータコイル限界温度になるまでに反転動作が完了できる温度である。温度算出部１１２が算出する温度がクローズ作動禁止温度以上の場合、モータ制御部１１３は、入力回路３から入力される駆動信号に関わらずサンルーフの閉動作を行わないと共に、シャットダウン状態になる。なお、サンルーフが何かを挟み込んだ場合に行う開動作（反転動作）は行う。ここで、シャットダウン状態とは、入力回路３から入力される駆動信号に関わらずモータ５を駆動しない状態である。
Here, the closing operation prohibition temperature is a temperature at which the reversal operation can be completed before reaching the motor coil limit temperature leading to coil smoke generation even if the coil temperature of the
オープン作動禁止温度（Ｔｌ）とは、モータ５を駆動することによりモータ５のコイルの温度が上昇しても、クローズ作動禁止温度に至るまでに全閉作動ができる温度である。温度算出部１１２が算出する温度がオープン作動禁止温度以上の場合、モータ制御部１１３は、入力回路３から入力される駆動信号に関わらずサンルーフの開動作を行わないと共に、シャットダウン状態になる。なお、サンルーフが何かを挟み込んだ場合に行う開動作（反転動作）は行う。
The open operation prohibition temperature (Tl) is a temperature at which the fully closed operation can be performed before the close operation prohibition temperature is reached even if the temperature of the coil of the
復帰温度（Ｔｒ）とは、モータ５を駆動することによりモータ５のコイルの温度が上昇しても、オープン作動禁止温度に至るまでに一定の期間、サンルーフの開閉を行える温度である。ここで、一定の期間とは、サンルーフが搭載される車両などの用途に応じて定められる時間間隔である。温度算出部１１２が算出する温度が復帰温度以下の場合、モータ制御部１１３は、シャットダウン状態から、入力回路３から入力される駆動信号に応じてモータ５を駆動する通常状態に切り替る。
基準温度（Ｔｓ）とは、温度算出部１１２が温度を算出する際に用いる初期温度である。
なお、クローズ作動禁止温度、オープン作動禁止温度、復帰温度、及び、基準温度の関係は、
（クローズ作動禁止温度）＞（オープン作動禁止温度）＞（復帰温度）＞（基準温度）
となっている。
The return temperature (Tr) is a temperature at which the sunroof can be opened and closed for a certain period of time until the open operation prohibition temperature is reached even when the temperature of the coil of the
The reference temperature (Ts) is an initial temperature used when the
The relationship between the close operation prohibition temperature, open operation prohibition temperature, return temperature, and reference temperature is as follows:
(Closed operation prohibition temperature)> (Open operation prohibition temperature)> (Reset temperature)> (Reference temperature)
It has become.
図３は、本実施形態における温度算出部１１２がモータ５のコイルの温度を算出する処理を示す図である。図３（ａ）は、温度算出部１１２がモータ５のコイルの温度を算出する処理を示すフローチャートである。
まず、温度算出部１１２には、電圧検出回路１３からモータ５に印可される時刻ｔ［ｓ］における電圧の電圧値Ｖ（ｔ）［Ｖ］が入力され（ステップＳ３１）、回転速度検出部１１１から時刻ｔにおけるモータ５の回転子の角速度ω（ｔ）［ｒａｄ／ｓ］が入力される（ステップＳ３２）。
FIG. 3 is a diagram illustrating a process in which the
First, the voltage value V (t) [V] of the voltage at the time t [s] applied to the
次に、温度算出部１１２は、入力された電圧値Ｖ（ｔ）及び角速度ω（t）から、図３（b）に示すように、モータ５の特性値によりモータ５のコイルに流れる電流の電流値ｉ（ｔ）［Ａ］を次式（ａ）により算出する（ステップＳ３３）。
ｉ（ｔ）＝ｉＬ（ｔ）−Ｋ・ω（ｔ） …（ａ）
ここで、ｉＬ（ｔ）［Ａ］はロック電流であり、Ｋ［Ａ・ｓ／ｒａｄ］は、角速度・電流変換係数である。
Next, the
i (t) = i L (t) −K · ω (t) (a)
Here, i L (t) [A] is a lock current, and K [A · s / rad] is an angular velocity / current conversion coefficient.
続いて、温度算出部１１２は、算出した電流値ｉ（ｔ）により１秒あたりの発熱量Ｉ０（ｔ）［Ｗ］を次式（ｂ）を用いて算出する（ステップＳ３４）。
Ｉ０（ｔ）＝Ｒａ・ｉ２（ｔ） …（ｂ）
ここで、Ｒａ［Ω］は巻き線抵抗である。
Subsequently, the
I 0 (t) = Ra · i 2 (t) (b)
Here, Ra [Ω] is a winding resistance.
最後に、温度算出部１１２は、図３（ｃ）に示す熱的等価回路を用いてモータ５のコイルの温度Ｙ１（ｔ）［℃］を次式（１）を用いて算出する（ステップＳ３５）。
Finally, the
ここで、ｔは時間［ｓ］であり、Ｙ１（ｔ）はコイル温度［℃］であり、Ｙ２（ｔ）はヨーク温度［℃］であり、ｒ１はコイルと回転子とからヨークへの熱抵抗［℃／Ｗ］であり、ｒ２はヨークの放熱抵抗［℃／Ｗ］であり、ｃ１はコイルと回転子の熱容量［Ｗ・ｓ／℃］であり、ｃ２はヨークの熱容量［Ｗ・ｓ／℃］であり、θａはモータ５の周囲温度［℃］であり、Ｉ０（ｔ）は発生熱量（モータの電力損失）［Ｗ］である。
Here, t is time [s], Y1 (t) is coil temperature [° C.], Y2 (t) is yoke temperature [° C.], and r1 is heat from the coil and rotor to the yoke. Resistance [° C / W], r2 is the heat dissipation resistance [° C / W] of the yoke, c1 is the heat capacity [W · s / ° C] of the coil and the rotor, and c2 is the heat capacity [W · s of the yoke]. / ° C], θa is the ambient temperature [° C] of the
また、図３（ｃ）に示す熱的等価回路は、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、容量Ｃ１、Ｃ２と、直流電圧源Ｖ１と、直流電流源Ｉ１とを有している。直流電流源Ｉ１は、接続点Ｊ１を介して抵抗Ｒ１の一端と容量Ｃ１の一端に接続されている。抵抗Ｒ１は、他端が接続点Ｊ２を介して、容量Ｃ２の一端と抵抗Ｒ２の一端とに接続されている。容量Ｃ１の他端と、容量Ｃ２の他端と、抵抗Ｒ２の他端とは、直流電源Ｖ１の正極側に接続されている。直流電源Ｖ１の負極側は接地されている。
また、接続点Ｊ１の電位がＹ１（ｔ）に対応し、接続点Ｊ２の電位がＹ２（ｔ）に対応し、抵抗Ｒ１、Ｒ２それぞれの抵抗値がｒ１、ｒ２に対応し、容量Ｃ１、Ｃ２の容量値がｃ１、ｃ２に対応し、直流電圧源Ｖ１の電圧がθａに対応し、直流電流源Ｉ１がＩ０（ｔ）に対応する。
The thermal equivalent circuit shown in FIG. 3C includes resistors R1 and R2, capacitors C1 and C2, a DC voltage source V1, and a DC current source I1. The direct current source I1 is connected to one end of the resistor R1 and one end of the capacitor C1 through the connection point J1. The other end of the resistor R1 is connected to one end of the capacitor C2 and one end of the resistor R2 via the connection point J2. The other end of the capacitor C1, the other end of the capacitor C2, and the other end of the resistor R2 are connected to the positive electrode side of the DC power supply V1. The negative electrode side of the DC power supply V1 is grounded.
Further, the potential of the connection point J1 corresponds to Y1 (t), the potential of the connection point J2 corresponds to Y2 (t), the resistance values of the resistors R1 and R2 correspond to r1 and r2, and the capacitors C1 and C2 Corresponds to c1, c2, the voltage of the DC voltage source V1 corresponds to θa, and the DC current source I1 corresponds to I0 (t).
図４は、本実施形態におけるモータ制御装置１の処理を示すフローチャートである。
まず、図４（ａ）に示すように、モータ制御装置１は、動作を開始すると初期設定を行う（ステップＳ４１）。ここで、初期動作とは、温度算出部１１２がコイルの温度を基準温度（初期温度）に設定することである。
制御部１１は、図１には不図示のタイマにより制御周期が経過したか否かを判定する（ステップＳ４２）。
制御周期が経過していない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、制御部１１は、制御周期が経過するまで、制御周期が経過した否かを判定する。
制御周期が経過していた場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、制御部１１は、モータ作動制御を行う（ステップＳ４３）。
続いて、制御部１１は、モータ５の焼損保護を行うサーマル制御を行う（ステップＳ４４）。
以降、制御部１１は、ステップＳ４２からステップＳ４４の動作を繰り返し行う。
FIG. 4 is a flowchart showing processing of the
First, as shown to Fig.4 (a), the
The
When the control cycle has not elapsed (step S42: No), the
When the control cycle has elapsed (step S42: Yes), the
Subsequently, the
Thereafter, the
図４（ｂ）は、モータ動作制御（ステップＳ４３）の詳細な動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１１のモータ制御部１１３は、通常状態とシャットダウン状態とのいずれの状態であるかを判定し、モータ５が動作可能か否かを判定する（ステップＳ４３１）。
通常状態であり、動作可能の場合（ステップＳ４３１：Ｙｅｓ）、モータ制御部１１３は、入力回路３が有するスイッチそれぞれの状態を検出する（ステップＳ４３２）。
モータ制御部１１３は、ステップＳ４３２において検出した入力回路３が有するスイッチそれぞれの状態（オン又はオフ）に応じて出力信号ＲＬ０１、ＲＬ０２を出力し、出力回路１６を介してモータ５に電圧を印加して駆動させる（ステップＳ４３３）。
FIG. 4B is a flowchart showing the detailed operation of the motor operation control (step S43).
First, the
When it is a normal state and is operable (step S431: Yes), the
The
一方、シャットダウン状態であり、動作不能の場合（ステップＳ４３１：Ｎｏ）、モータ制御部１１３は、入力回路３が有する各スイッチの状態に関わらず、Ｈレベルの出力信号ＲＬ０１、ＲＬ０２を出力し、モータ５を駆動しない。
On the other hand, if it is in the shutdown state and cannot be operated (No in step S431), the
図４（ｃ）は、サーマル制御（ステップＳ４４）の詳細な動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１１のモータ制御部１１３は、通常状態とシャットダウン状態とのいずれの状態であるかを判定し、モータ５が動作可能か否かを判定する（ステップＳ４４１）。
通常状態であり、動作可能の場合（ステップＳ４４１：Ｙｅｓ）、モータ制御部１１３は、温度算出部１１２が算出したコイルの温度Ｔｃがオープン作動禁止温度Ｔｌ以上か否かを判定する（ステップＳ４４２）。
FIG. 4C is a flowchart showing a detailed operation of the thermal control (step S44).
First, the
In the normal state and operable (step S441: Yes), the
コイルの温度Ｔｃがオープン作動禁止温度Ｔｌ以上の場合（ステップＳ４４２：Ｙｅｓ）、モータ制御部１１３は、作動禁止の設定を行う。
コイルの温度Ｔｃがオープン作動禁止温度Ｔｌ未満の場合（ステップＳ４４２：Ｎｏ）、サーマル制御を終了する。
ここで、作動禁止の設定とは、コイルの温度Ｔｃがオープン作動禁止温度Ｔｌ以上、かつ、クローズ作動禁止温度未満であるとき、サンルーフのオープン作動をせず、サンルーフのクローズ作動を行う設定であり、コイルの温度Ｔｃがクローズ作動禁止温度以上の場合、反転作動を除き、サンルーフのオープン作動及びクローズ作動をしないシャットダウン状態に切り替えることである。
When the coil temperature Tc is equal to or higher than the open operation prohibition temperature Tl (step S442: Yes), the
When the coil temperature Tc is lower than the open operation prohibition temperature Tl (step S442: No), the thermal control is terminated.
Here, the operation prohibition setting is a setting for performing the sunroof closing operation without opening the sunroof when the coil temperature Tc is equal to or higher than the open operation prohibiting temperature Tl and lower than the closing operation prohibition temperature. When the coil temperature Tc is equal to or higher than the close operation prohibition temperature, the sunroof is not switched to the shut-down state in which the open operation and the close operation are not performed except for the reverse operation.
一方、シャットダウン状態である場合（ステップＳ４４１：Ｎｏ）、モータ制御部１１３は、温度算出部１１２が算出したコイルの温度Ｔｃが復帰温度Ｔｒ未満か否かを判定する（ステップＳ４４４）。
コイルの温度Ｔｃが復帰温度Ｔｒ未満の場合、モータ制御部１１３は、シャットダウン状態から通常状態に切り替えて、作動禁止を解除する（ステップＳ４４５）。
コイルの温度Ｔｃが復帰温度Ｔｒ以上の場合、モータ制御部１１３は、サーマル制御を終了する。
On the other hand, in the shutdown state (step S441: No), the
When the coil temperature Tc is lower than the return temperature Tr, the
When the coil temperature Tc is equal to or higher than the return temperature Tr, the
上述のように動作することにより、モータ制御装置１の制御部１１は、モータ５のコイルの温度Ｔｃが焼損に至るクローズ作動禁止温度以上の場合、シャットダウン状態に切り替えて、入力回路３から入力される駆動信号に関わらず、モータ５のコイルの温度上昇を防ぐために、モータ５の駆動を行わない。また、モータ５のコイルの温度Ｔｃが、復帰温度Ｔｒ未満になると、モータ制御装置１は、シャットダウン状態から通常状態に切り替えて、入力回路３から入力される駆動信号に応じてモータ５を駆動する。また、モータ５のコイルの温度を、温度算出部１１２が算出することにより、精度の高い焼損保護を効率的に行うことができる。
By operating as described above, the
図５は、本実施形態のモータ制御装置１を備えるサンルーフ駆動装置２００の構成を示す概略図である。サンルーフ駆動装置２００は、本実施形態のモータ制御装置１により駆動されるモータ５を有している。また、図示していないが、モータ装置２１０は、内部にモータ制御装置１を有している。また、モータ装置２１０は、ルーフユニット２２０に設けられている。サンルーフパネル２２１には、パネル支持ステー２２４が取り付けられている。パネル支持ステー２２４には、スライダ２２３が取り付けられ、スライダ２２３は、ガイドレール２２２に沿って滑動する。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a
モータ５のアマチュア軸５３は、ウォーム軸２１１に接続され、モータ５の駆動に応じてウォーム軸２１１が駆動する。また、ウォーム軸２１１は、ウォームホイール２１２とかみ合っており、ウォーム軸２１１とウォームホイール２１２とによりウォーム減速機が構成され、モータ５の駆動に対して大きな減速比が得られる構成となっている。また、ウォームホイール２１２は、伝達機構部２１３と係合され、伝達機構部２１３は、ワイヤを介してスライダ２２３に繋がれている。モータ制御装置１は、モータ５を駆動してスライダ２２３を移動させることにより、サンルーフパネル２２１をスライド動作により開閉すると共に、チルト動作により開閉させる。
The armature shaft 53 of the
図６は、本実施形態の駆動信号とサンルーフの開閉動作との関係を示す概略図である。図示するように、＃１〜＃７の順に、サンルーフパネル２２１が全閉状態、スライド全開状態、全閉状態、チルト全開状態、全閉状態、スライド全開状態、全閉状態の順に、状態を変化させる駆動信号が対応して示されている。ここで、サンルーフパネル２２１をモータ５により駆動させるとき、イグニッションＳＷは常にオン状態である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the drive signal and the sunroof opening / closing operation of the present embodiment. As shown in the figure, the sunroof panel 221 changes in the order of # 1 to # 7 in the order of fully closed state, slide fully open state, fully closed state, tilt fully open state, fully closed state, slide fully open state, fully closed state. The driving signals to be driven are shown correspondingly. Here, when the sunroof panel 221 is driven by the
（＃１から＃２）全閉状態からスライド全開状態にするときは、ユーザによりオープンＳＷ３１がスライド全開状態になるまでオンにされ、モータ制御装置１は、オープンＳＷ３１がオンであることを検出し、モータ５の端子５１に電圧ＶＭを印加し、サンルーフパネル２２１をガイドレール２２２に沿って移動させてスライド全開状態にする。
（＃２から＃３）スライド全開状態から全閉状態にするときは、ユーザによりクローズＳＷ３２が全閉状態になるまでオンにされ、モータ制御装置１は、クローズＳＷ３２がオンであることを検出し、モータ５の端子５２に電圧ＶＭを印加し、サンルーフパネル２２１をガイドレール２２２に沿って移動させて全閉状態にする。
(From # 1 to # 2) When switching from the fully closed state to the slide fully open state, the user opens the
(# 2 to # 3) When the slide fully open state is changed to the fully closed state, the user closes the close SW 32 until the close SW 32 is fully closed, and the
（＃３から＃４）全閉状態からチルト全開状態にするときは、ユーザによりチルトＳＷ３４がオンにされ、モータ制御装置１は、チルトＳＷ３４がオンであることを検出し、モータ５の端子５２に電圧ＶＭを印加し、全閉状態から更にスライダ２２３を閉方向に移動させることで、パネル支持ステー２２４を傾かせることにより、チルト全開状態にする。
（＃４から＃５）チルト全開状態から全閉状態にするときは、ユーザによりクローズＳＷ３２が全閉状態になるまでオンにされ、モータ制御装置１は、クローズＳＷ３２がオンであることを検出し、モータ５の端子５１に電圧ＶＭを印加し、サンルーフパネル２２１を全閉状態にする。
(# 3 to # 4) When the fully-closed state is changed to the fully-tilted state, the
(# 4 to # 5) When the tilt fully open state is changed to the fully closed state, it is turned on until the close SW 32 is fully closed by the user, and the
（＃５から＃６）上述の（＃１から＃２）と異なる駆動信号により全閉状態からスライド全開状態にするときは、ユーザによりオープンＳＷ３１がオンにされると共に、オートＳＷ３３がオンにされると、モータ制御装置１は、オープンＳＷ３１とオートＳＷ３３とが共にオンであることを検出し、スライド全開状態になるまでオープンＳＷ３１がオンにされずとも、モータ５の端子５１に電圧ＶＭを印加し、サンルーフパネル２２１をガイドレール２２２に沿って移動させてスライド全開状態にする。
（＃６から＃７）上述の（＃２から＃３）と異なる駆動信号によりスライド全開状態から全閉状態にするときは、ユーザによりクローズＳＷ３２とオートＳＷ３３とが共にオンにされると、モータ制御装置１は、クローズＳＷ３２とオートＳＷ３３とが共にオンであることを検出し、全閉状態になるまでクローズＳＷ３２がオンにされずとも、モータ５の端子５２に電圧ＶＭを印加し、サンルーフパネル２２１をガイドレール２２２に沿って移動させて全閉状態にする。
(# 5 to # 6) When switching from the fully closed state to the slide fully opened state by a drive signal different from the above (# 1 to # 2), the open SW31 is turned on by the user and the auto SW33 is turned on. Then, the
(# 6 to # 7) When the slide fully open state is changed to the fully closed state by a drive signal different from the above (# 2 to # 3), the motor is operated when both the close SW 32 and the
図７は、本実施形態の焼損保護動作の一例を示す概略図である。ここでは、ユーザの操作により、サンルーフパネル２２１を全閉状態から順に、スライド全開、全閉、チルト全開、全閉、スライド全開の順に操作がされる場合について説明する。モータ５のコイルの推定温度Ｔｃが、動作開始の基準温度Ｔｓからモータ５の駆動に応じて上昇し、スライド全開の最中に制限温度Ｔｌに達している。コイルの推定温度が制限温度Ｔｌ以上になると、モータ制御部１１３は、シャットダウン状態となり、入力回路３から入力される駆動信号に関わらず、モータ５の駆動を停止する。
後に、コイルの推定温度Ｔｃが復帰温度Ｔｒ未満になると、モータ制御部１１３は、シャットダウン状態から通常状態となり、入力回路３から入力された全閉状態に作動させる駆動信号を検出し、モータ５を駆動してサンルーフパネル２２１を移動させて全閉状態にする。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of the burnout protection operation of the present embodiment. Here, a case will be described in which the sunroof panel 221 is operated by a user operation in order from the fully closed state in the order of slide fully open, fully closed, tilt fully open, fully closed, and slide fully open. The estimated temperature Tc of the coil of the
Later, when the estimated coil temperature Tc becomes lower than the return temperature Tr, the
上述のように、モータ制御装置１は、モータ５を駆動するときに生じる熱量を算出し、モータ５のコイルの推定温度を算出して、モータ５に対して焼損保護を行う。定格電流値を超えた場合に熱量の算出を行う場合に比べ、モータ５を駆動するとき、常に、熱量の算出を行いコイルの推定温度を算出することにより、温度推定の精度が高くなり、焼損保護機能の精度を改善することができる。
また、本実施形態のモータ制御装置１は、イグニッションＳＷがオフになると消費電力を低減する低消費電力モードを有しており、低消費電力モードの期間は熱量の算出を行わないが、低消費電力モードが選択された際に、日時情報とモータ５のコイルの推定温度とを記憶部１５に記憶し、低消費電力モードから通常動作モードが選択されたときに記憶部１５から日時情報とコイルの推定温度とを読み出す。これにより、温度算出部１１２は、低消費電力モードの期間を算出し、当該機関におけるコイルの温度変化をモータ５の放熱特性から算出し、モータ５のコイルの推定温度を算出することができる。
As described above, the
Further, the
これにより、モータ制御装置１が低消費電力モードから通常動作モードに切り替ったのちもコイルの推定温度の精度を保つことができ、焼損保護機能の精度を向上させることができる。また、低消費電力モードの期間を算出するためにタイマなどを用いなくてよいため、電力消費を削減することができる。
Thereby, the accuracy of the estimated temperature of the coil can be maintained even after the
上述の制御部１１は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
The
本発明は、車両に備えられた開閉体を開閉するモータの制御のほかに、モータを駆動する装置にも適用できる。 The present invention can be applied to a device for driving a motor in addition to the control of a motor that opens and closes an opening / closing body provided in a vehicle.
１…モータ制御装置、２…バッテリ、３…入力回路、４…車両ＥＣＵ
５…モータ、６…回転センサ
１１…制御部、１２…定電圧回路、１３…電圧検出回路、１４…日時情報受信部
１５…記憶部、１６…出力回路
１６ａ、１６ｄ…可動接点、１６ｂ、１６ｃ、１６ｅ、１６ｆ…接点
５１、５２…端子
１１１…回転速度検出部、１１２…温度算出部、１１３…モータ制御部
１７１ａ、１７２ａ、１７３ａ、１７４ａ、１７１ｂ、１７２ｂ、１７３ｂ、１７４ｂ…抵抗
２００…サンルーフ駆動装置、２１０…モータ装置、２１１…ウォーム軸
２１２…ウォームホイール、２１３…伝達機構部
２２０…ルーフユニット、２２１…サンルーフパネル、２２２…ガイドレール
２２３…スライダ、２２４…パネル支持ステー
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータに付設されたセンサの出力信号より回転速度を算出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部が算出した回転速度と、前記モータに印加された電圧とから、前記モータに流れる電流を算出し、算出した電流値から該モータの発熱量を算出して、該モータのコイルの温度を算出する温度算出部と、
前記温度算出部が算出した前記コイルの温度により、前記駆動信号に対応してモータを駆動するか否かを判定し、判定結果に応じて前記モータを駆動させるモータ制御部と
を具備する
ことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that controls driving of a motor according to a driving signal for selecting whether to drive a motor input from the outside,
A rotational speed detector that calculates the rotational speed from an output signal of a sensor attached to the motor;
From the rotation speed calculated by the rotation speed detection unit and the voltage applied to the motor, the current flowing through the motor is calculated, the amount of heat generated by the motor is calculated from the calculated current value, and the coil of the motor is calculated. A temperature calculation unit for calculating the temperature of
A motor control unit that determines whether to drive the motor according to the drive signal based on the temperature of the coil calculated by the temperature calculation unit, and drives the motor according to the determination result. A motor control device.
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。 The said motor control part stops the drive of the said motor, when the temperature of the said coil calculated by the said temperature calculation part exceeds the predetermined 1st reference temperature. Motor control device.
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。 When the temperature of the coil calculated by the temperature calculation unit exceeds the first reference temperature, the temperature of the coil calculated by the temperature calculation unit is set to the predetermined first reference. The motor control device according to claim 2, wherein driving of the motor is stopped until the temperature becomes equal to or lower than a second reference temperature lower than the temperature.
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 The temperature calculation unit calculates a period from when a low power consumption mode for reducing power consumption during a period in which the motor is not driven is selected until a normal operation mode for driving the motor is selected, and the calculated period The motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the coil is calculated from the following.
前記モータ制御装置により駆動されるモータと、
前記モータのアマチュア軸に接続されたウォーム減速機と、
車両の屋根に備えられ、前記ウォーム減速機の出力軸の回転により押し引きされる駆動ケーブルに接続されたサンルーフパネルと
を備える
ことを特徴とするサンルーフ駆動装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 4,
A motor driven by the motor control device;
A worm reducer connected to an amateur shaft of the motor;
A sunroof driving device, comprising: a sunroof panel provided on a roof of a vehicle and connected to a drive cable that is pushed and pulled by rotation of an output shaft of the worm speed reducer.
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| JP2009068639A JP2010226797A (en) | 2009-03-19 | 2009-03-19 | Motor control device and sunroof drive device |
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2009
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