JP2015033298A - Motor control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly and accurately resolve an overload on a motor and a circuit without stopping rotation of the motor.SOLUTION: A motor control device includes: a current detection section 94 for detecting a current between a battery 80 and an inverter circuit 40; an overload criterion value output section 96 for outputting an overload criterion value; an overload determination section 98 for determining that a motor 52 is overloaded if a current value detected by the current detection section 94 is equal to or greater than the overload criterion value; a chip thermistor RT having one end fed with a voltage Vcc via a resistor R3 and the other end grounded, and having a resistance value varying with temperature; a bridge thermistor RTB connecting the one end of the chip thermistor RT and an output end of the overload criterion value output section 96, and having a resistance value varying with temperature; and a forced 500 rpm command section 88 for controlling a rotational speed of the motor 52 to a predetermined speed of 500 rpm if the overload determination section 98 determines that the motor 52 is overloaded.

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device.

モータのうち、例えば車両用エアコンの送風に用いられるブロアモータでは、車外から侵入した枯葉等の異物によってファンの回転が妨げられてブロアモータの負荷が高くなった場合には、ブロアモータの回転を停止する過負荷保護の制御を実行する。かかる過負荷保護の実行により、過負荷によるブロアモータの制御装置の回路及びブロアモータのステータのコイルの過熱を防止している。   Among the motors, for example, a blower motor used for blowing air from a vehicle air conditioner stops the rotation of the blower motor if the blower motor is impeded by foreign matter such as dead leaves that enter from the outside of the vehicle and the blower motor load increases. Performs load protection control. By executing such overload protection, overheating of the blower motor control device circuit and the blower motor stator coil due to overload is prevented.

図13は、インバータ回路40とバッテリ80の負極との間の電流値に基づいてモータの過負荷を判定するモータ制御装置の一例を示す概略図である。図13では、インバータFET44D、44E、44Fの各々のソースとバッテリ80との間には電流検知部94が設けられている。電流検知部94は、シャント抵抗94Aと、シャント抵抗94Aの電流値を検知し検知した電流値を増幅するアンプ94Bとを含み、アンプ94Bが出力した信号は、過負荷判定部98と過電流判定部102とに各々入力される。   FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a motor control device that determines a motor overload based on a current value between the inverter circuit 40 and the negative electrode of the battery 80. In FIG. 13, a current detection unit 94 is provided between the source of each of the inverters FETs 44 </ b> D, 44 </ b> E, and 44 </ b> F and the battery 80. The current detection unit 94 includes a shunt resistor 94A and an amplifier 94B that amplifies the detected current value by detecting the current value of the shunt resistor 94A. The signal output from the amplifier 94B is an overload determination unit 98 and an overcurrent determination. Are input to the unit 102.

過電流判定部102では、アンプ94Bが出力した信号と過電流判定値出力部100が出力した過電流判定値とを比較し、また、過負荷判定部98は、アンプ94Bが出力した信号と過負荷判定値出力部96が出力した過負荷判定値とを比較する。過電流判定部102及び過負荷判定部98が出力した信号は論理和回路130に入力される。   The overcurrent determination unit 102 compares the signal output from the amplifier 94B with the overcurrent determination value output from the overcurrent determination value output unit 100, and the overload determination unit 98 compares the signal output from the amplifier 94B with the overcurrent determination value. The overload determination value output by the load determination value output unit 96 is compared. The signals output from the overcurrent determination unit 102 and the overload determination unit 98 are input to the OR circuit 130.

論理和回路130は、アンプ94Bが出力した信号が、過電流判定部102で過電流判定値以上と判定した場合又は過負荷判定部98で過負荷判定値以上と判定した場合に電圧補正部68の出力を強制的に停止させる信号を出力する。その結果、回路が過負荷状態又は過電流状態と判定された場合にはモータ52の回転を停止でき、回路の焼損が防止できる。   The OR circuit 130 outputs a voltage correction unit 68 when the signal output from the amplifier 94B is determined to be greater than or equal to the overcurrent determination value by the overcurrent determination unit 102 or when the overload determination unit 98 determines greater than or equal to the overload determination value. A signal that forcibly stops the output of is output. As a result, when it is determined that the circuit is in an overload state or an overcurrent state, the rotation of the motor 52 can be stopped and the circuit can be prevented from being burned out.

また、車両用エアコンの吸気系統には異物の混入を防ぐためのフィルタが設けられているが、かかるフィルタは吸気抵抗となり得るので、当該フィルタを外して車両用エアコンを使用する場合がある。吸気系統のフィルタを外すとエアコンの送風量は増加するが、ブロアモータは回転数制御により同一回転を維持しようとするため、ブロアモータが高いトルク(=高負荷)になりやすくなる。   In addition, a filter for preventing foreign matters from entering is provided in the intake system of the vehicle air conditioner. However, since such a filter can become an intake resistance, the vehicle air conditioner may be used with the filter removed. When the filter of the intake system is removed, the air flow rate of the air conditioner increases, but the blower motor tends to maintain the same rotation by controlling the rotation speed, and therefore the blower motor tends to have a high torque (= high load).

また、ブロアモータはファンの送風の一部でモータ制御装置等の回路を冷却しているが、吸気系統のフィルタを外した状態でファンの送風量が大きく変化すると、ファンからの送風の一部を回路の冷却に導入できず、回路が過熱しやすくなる。   In addition, the blower motor cools circuits such as the motor control device with a part of the fan airflow, but if the airflow of the fan changes greatly with the filter of the intake system removed, a part of the airflow from the fan is reduced. It cannot be introduced to the cooling of the circuit, and the circuit is likely to overheat.

ブロアモータの負荷が増大した場合には、モータ制御装置の過熱を防止するために、前述のようにブロアモータの回転を停止する過負荷保護の制御を実行する。しかしながら、吸気系統のフィルタが除去されてブロアモータが過回転になりやすい状況では、前述の過負荷保護の制御を頻繁に実行することになり、車両用エアコンの円滑な作動が望めなくなるという問題点があった。   When the load of the blower motor increases, the overload protection control for stopping the rotation of the blower motor is executed as described above in order to prevent overheating of the motor control device. However, in the situation where the filter of the intake system is removed and the blower motor is likely to over-rotate, the above-described overload protection control is frequently executed, and the smooth operation of the vehicle air conditioner cannot be expected. there were.

特許文献1には、モータに駆動用電源を供給する経路に配置されたシャント抵抗の温度が所定温度に達した場合にモータの回転速度の指令信号のレベルを低下させて回路の過熱を防ぐモータ駆動システムの過負荷保護装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a motor that prevents overheating of a circuit by lowering the level of a motor rotation speed command signal when the temperature of a shunt resistor arranged in a path for supplying driving power to the motor reaches a predetermined temperature. An overload protection device for a drive system is disclosed.

特許第3801015号公報Japanese Patent No. 3801015

モータの負荷とモータに供給する電流とには相関関係があり、モータの負荷が大きくなればモータに供給される電流も大きくなる。しかしながら、特許文献1に記載の発明は、電流によってシャント抵抗に生じた熱をサーミスタが検知してモータの負荷を判定しているので、モータに供給される電流の大きさでモータの負荷を判定する場合に比べ、迅速な判定が困難であるという問題があった。また、特許文献1に記載の発明は、モータの巻線の電流量による温度変化の影響をサーミスタが受けやすく、回路の過熱状態を正確に把握することが困難であるという問題もあった。   There is a correlation between the motor load and the current supplied to the motor, and the current supplied to the motor increases as the motor load increases. However, in the invention described in Patent Document 1, since the thermistor detects the heat generated in the shunt resistor by the current and determines the load of the motor, the load of the motor is determined by the magnitude of the current supplied to the motor. Compared to the case, there is a problem that quick determination is difficult. The invention described in Patent Document 1 also has a problem that it is difficult for the thermistor to be affected by temperature changes due to the amount of current in the motor winding, and it is difficult to accurately grasp the overheating state of the circuit.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、モータの回転を停止せずにモータ及び回路の過負荷な状態を迅速かつ的確に解消できるモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a motor control device that can quickly and accurately eliminate an overload state of a motor and a circuit without stopping the rotation of the motor.

前記課題を解決するために、請求項1に記載のモータ制御装置は、電源とモータのコイルに印加する電圧を生成するインバータ回路との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記モータが過負荷か否かを判定するための過負荷判定値を出力する過負荷判定値出力手段と、前記電流検知手段が検知した電流値が前記過負荷判定値以上の場合に前記モータが過負荷であると判定する過負荷判定手段と、抵抗を介して一端に電圧が印加されると共に他端が接地され、温度が上昇するに従って抵抗値が低下する特性を有するサーミスタと、温度が上昇するに従って抵抗値が低下する特性を有し、前記サーミスタの前記一端と前記過負荷判定値出力手段の出力端とを接続して温度が上昇するに従って前記過負荷判定値出力手段の出力端が出力する前記過負荷判定値の電圧を低下させる温度可変抵抗と、前記過負荷判定手段が前記モータが過負荷であると判定した場合に、前記モータの回転速度を所定の速度に低下させる制御を行う回転速度制御手段と、を備えている。   In order to solve the above-mentioned problem, the motor control device according to claim 1, a current detection unit that detects a current flowing between a power source and an inverter circuit that generates a voltage to be applied to a coil of the motor, and the motor An overload determination value output means for outputting an overload determination value for determining whether or not an overload is present; and when the current value detected by the current detection means is equal to or greater than the overload determination value, the motor is overloaded. An overload judging means for judging that there is a thermistor having a characteristic in which a voltage is applied to one end via a resistor and the other end is grounded, and the resistance value decreases as the temperature rises, and a resistance increases as the temperature rises The value decreases, and the one end of the thermistor and the output end of the overload determination value output means are connected to output the output end of the overload determination value output means as the temperature rises. A temperature variable resistor that reduces the voltage of the overload determination value, and a rotation speed that performs control to reduce the rotation speed of the motor to a predetermined speed when the overload determination means determines that the motor is overloaded Control means.

このモータ制御装置は、電流検知手段が電源とインバータ回路との間の電流を検知する。また、過負荷判定手段は、電流検知手段が検知した電流を所定の過負荷判定値と比較してモータが過負荷か否かを判定するので、回路に電流が流れることによって生じた熱をサーミスタが検知してモータの過負荷を判定する場合に比して、迅速かつ正確に判定できる。   In this motor control device, the current detection means detects the current between the power supply and the inverter circuit. The overload determination means compares the current detected by the current detection means with a predetermined overload determination value to determine whether or not the motor is overloaded, so the heat generated by the current flowing through the circuit is detected by the thermistor. As compared with the case where the motor overload is detected and the motor is overloaded, the determination can be made quickly and accurately.

また、このモータ制御装置では、回路の温度が上昇するに従って温度可変抵抗及びサーミスタの抵抗値が低下することにより過負荷判定値の電圧が温度可変抵抗を介して分圧される。これにより、過負荷判定値出力手段が出力する電流値である過負荷判定値も低下するので、回路が過熱するおそれがある場合には、より低い過負荷判定値に基づいて迅速にモータの過負荷を判定できる。   Further, in this motor control device, as the circuit temperature rises, the temperature variable resistance and the resistance value of the thermistor decrease, whereby the voltage of the overload determination value is divided through the temperature variable resistance. As a result, the overload judgment value, which is the current value output by the overload judgment value output means, is also reduced. Therefore, when there is a possibility that the circuit is overheated, the motor overload is quickly detected based on the lower overload judgment value. The load can be determined.

また、このモータ制御装置は、前述のように回路が過熱するおそれがある場合には、より低い過負荷判定値に基づいて迅速にモータの過負荷を判定した後に、過負荷判定手段が過負荷であると判定した場合に、モータを所定の回転速度で回転させる制御を行う。かかる制御により、モータの回転を停止せずにモータ及び回路の過負荷な状態を迅速かつ的確に解消できる   Further, in the case where there is a possibility that the circuit is overheated as described above, the motor control device determines whether the motor is overloaded quickly based on a lower overload determination value, and then the overload determination means If it is determined that, the motor is controlled to rotate at a predetermined rotational speed. With this control, it is possible to quickly and accurately eliminate the overload state of the motor and circuit without stopping the rotation of the motor.

請求項2に記載のモータ制御装置は、請求項1に記載のモータ制御装置において、前記温度可変抵抗に並列に接続された抵抗をさらに備えている。   A motor control device according to a second aspect of the present invention is the motor control device according to the first aspect, further comprising a resistor connected in parallel to the temperature variable resistor.

このモータ制御装置によれば、温度変化によって抵抗値が低下する温度可変抵抗の特性を温度可変抵抗に並列に接続した抵抗によって緩和することにより、低温域での温度可変抵抗の抵抗値の上昇が抑制される。これにより、過負荷判定値出力手段が出力する過負荷判定値の常温域での電圧の変化が緩和され、常温域において、このモータ制御装置に係る製品の検査を的確に行うことができる。   According to this motor control device, the resistance value of the temperature variable resistor can be increased in a low temperature range by relaxing the characteristic of the temperature variable resistor whose resistance value decreases due to temperature change by the resistor connected in parallel with the temperature variable resistor. It is suppressed. Thereby, the change in the voltage in the normal temperature range of the overload determination value output by the overload determination value output means is alleviated, and the product related to the motor control device can be accurately inspected in the normal temperature range.

請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のモータ制御装置において前記温度可変抵抗はサーミスタである。   According to a third aspect of the present invention, in the motor control device according to the first or second aspect, the temperature variable resistor is a thermistor.

このモータ制御装置によれば、回路の温度が上昇するに従って抵抗値が低下するサーミスタを温度可変抵抗に用いることにより、温度が上昇するに従って過負荷判定値出力手段が出力する過負荷判定値の電圧が温度可変抵抗を介して分圧される。これにより、過負荷判定値出力手段が出力する電流値である過負荷判定値も低下するので、回路が過熱するおそれがある場合には、より低い過負荷判定値に基づいて迅速にモータの過負荷を判定できる。 According to this motor control device, by using a thermistor whose resistance value decreases as the circuit temperature rises for the temperature variable resistor, the voltage of the overload judgment value output by the overload judgment value output means as the temperature rises Is divided through a temperature variable resistor. As a result, the overload judgment value, which is the current value output by the overload judgment value output means, is also reduced. Therefore, when there is a possibility that the circuit is overheated, the motor overload is quickly detected based on the lower overload judgment value. The load can be determined.

請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ制御装置において、前記過負荷判定値を超える過電流判定値を出力する過電流判定値出力手段と、前記電流検知手段が検知した電流値が前記過電流判定値以上の場合に前記モータが過電流状態であると判定する過電流判定手段と、をさらに備え、前記回転速度制御手段は、前記過電流判定手段が前記モータが過電流状態であると判定した場合に、前記モータの回転を所定の時間停止する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the motor control device according to any one of the first to third aspects, an overcurrent determination value output means for outputting an overcurrent determination value exceeding the overload determination value, and the current detection Overcurrent determination means for determining that the motor is in an overcurrent state when the current value detected by the means is greater than or equal to the overcurrent determination value, and the rotational speed control means includes the overcurrent determination means. When it is determined that the motor is in an overcurrent state, the rotation of the motor is stopped for a predetermined time.

このモータ制御装置によれば、電流検知手段が検知した電流が過負荷判定値よりも大きな値である過電流判定値以上の場合に、モータが過負荷状態よりも危機的な過電流状態と判定する。当該判定の場合には、所定の時間モータの回転を停止するので、モータ及び回路の焼損を防止できる。   According to this motor control device, when the current detected by the current detection means is equal to or greater than the overcurrent determination value that is larger than the overload determination value, the motor is determined to be in a more critical overcurrent state than the overload state. To do. In the case of the determination, since the rotation of the motor is stopped for a predetermined time, the motor and the circuit can be prevented from being burned out.

本発明の第1の実施の形態に係るモータ制御装置を用いたモータユニットの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motor unit using the motor control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the motor control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るモータ制御装置に用いられるチップサーミスタの温度特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature characteristic of the chip | tip thermistor used for the motor control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るモータ制御装置における過負荷保護制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the overload protection control in the motor control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるチップサーミスタと過負荷判定値出力部との接続を示す概略図である。It is the schematic which shows the connection of the chip | tip thermistor and the overload determination value output part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るチップサーミスタと過負荷判定値とのブリッジ回路における電流値、電圧値及び抵抗値の関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the electric current value in the bridge circuit of the chip | tip thermistor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and an overload determination value, a voltage value, and resistance value. 本発明の第1の実施の形態におけるチップサーミスタ温度に対する過負荷閾値電圧VPの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the overload threshold voltage VP with respect to the chip | tip thermistor temperature in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるチップサーミスタ温度に対するチップサーミスタ電圧VTの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the chip | tip thermistor voltage VT with respect to the chip | tip thermistor temperature in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the motor control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (A)は第1の実施の形態におけるチップサーミスタと過負荷判定値出力部との接続を示す概略図であり、(B)は第2の実施の形態におけるチップサーミスタと過負荷判定値出力部との接続を示す概略図である。(A) is the schematic which shows the connection of the chip thermistor and overload judgment value output part in 1st Embodiment, (B) is the chip thermistor and overload judgment value output part in 2nd Embodiment. It is the schematic which shows the connection. 本発明の第2の実施の形態におけるチップサーミスタ温度に対する過負荷閾値電圧VPの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the overload threshold voltage VP with respect to the chip | tip thermistor temperature in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態におけるチップサーミスタ温度に対するチップサーミスタ電圧VTの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the chip | tip thermistor voltage VT with respect to the chip | tip thermistor temperature in the 2nd Embodiment of this invention. インバータ回路とバッテリの負極との間の電流値に基づいてモータの過負荷を判定するモータ制御装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the motor control apparatus which determines the overload of a motor based on the electric current value between an inverter circuit and the negative electrode of a battery.

[第1の実施の形態]
図1は、本実施の形態に係るモータ制御装置を用いたモータユニット10の構成を示す概略図である。図1の本実施の形態に係るモータユニット10は、一例として車両用エアコンの送風に用いられる、いわゆるブロアモータのユニットである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a motor unit 10 using a motor control device according to the present embodiment. The motor unit 10 according to the present embodiment in FIG. 1 is a so-called blower motor unit used for blowing air from a vehicle air conditioner as an example.

本実施の形態に係るモータユニット10は、ステータ14の外側にロータ12が設けられた、アウターロータ構造の三相モータに係るものである。ステータ14はコア部材に導線が巻かれた電磁石であって、U相、V相、W相の三相を構成している。   The motor unit 10 according to the present embodiment relates to a three-phase motor having an outer rotor structure in which a rotor 12 is provided outside a stator 14. The stator 14 is an electromagnet in which a lead wire is wound around a core member, and constitutes three phases of a U phase, a V phase, and a W phase.

ステータ14のU相、V相、W相の各々は、後述するモータ制御装置20の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。   Each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator 14 generates a so-called rotating magnetic field by switching the polarity of the magnetic field generated by the electromagnet under the control of the motor control device 20 described later.

ロータ12の内側(図示せず)にはロータマグネットが設けられており、ロータマグネットは、ステータ14で生じた回転磁界に対応することにより、ロータ12を回転させる。   A rotor magnet is provided inside the rotor 12 (not shown), and the rotor magnet rotates the rotor 12 by responding to the rotating magnetic field generated by the stator 14.

ロータ12にはシャフト16が設けられており、ロータ12と一体になって回転する。図1には示していないが、本実施の形態ではシャフト16には、いわゆるシロッコファン等の多翼ファンが設けられ、当該多翼ファンがシャフト16と共に回転することにより、車両用エアコンにおける送風が可能となる。   The rotor 12 is provided with a shaft 16 and rotates integrally with the rotor 12. Although not shown in FIG. 1, in the present embodiment, the shaft 16 is provided with a multi-blade fan such as a so-called sirocco fan, and the multi-blade fan rotates together with the shaft 16, thereby blowing air in the vehicle air conditioner. It becomes possible.

ステータ14は、上ケース18を介して、モータ制御装置20に取り付けられる。モータ制御装置20は、モータ制御装置20の基板22と、基板22上の素子から生じる熱を放散するヒートシンク24とを備えている。   The stator 14 is attached to the motor control device 20 via the upper case 18. The motor control device 20 includes a substrate 22 of the motor control device 20 and a heat sink 24 that dissipates heat generated from elements on the substrate 22.

ロータ12、ステータ14及びモータ制御装置20を含んで構成されるモータユニット10には、下ケース28が取り付けられる。   A lower case 28 is attached to the motor unit 10 including the rotor 12, the stator 14, and the motor control device 20.

図2は、本実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図である。図2に記載のインバータ回路40は、FET(Field Effect Transistor)によってモータ52のステータ14のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータFET44A、44DはU相のコイル14Uに、インバータFET44B、44EはV相のコイル14Vに、インバータFET44C、44FはW相のコイル14Wに、各々供給する電力のスイッチングを行う。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the motor control device according to the present embodiment. The inverter circuit 40 shown in FIG. 2 switches the electric power supplied to the coil of the stator 14 of the motor 52 by FET (Field Effect Transistor). For example, the inverter FETs 44A and 44D switch the power supplied to the U-phase coil 14U, the inverter FETs 44B and 44E switch to the V-phase coil 14V, and the inverter FETs 44C and 44F switch the power supplied to the W-phase coil 14W.

インバータFET44A、44B、44Cの各々のドレインは、チョークコイル82を介して車載のバッテリ80の正極に接続されている。また、インバータFET44D、44E、44Fの各々のソースはバッテリ80の負極に接続されている。   The drains of the inverters FETs 44A, 44B, and 44C are connected to the positive electrode of the on-vehicle battery 80 via the choke coil 82. The sources of the inverters FET 44D, 44E, and 44F are connected to the negative electrode of the battery 80.

また、本実施の形態のモータ制御装置20の基板上には、前述のインバータ回路40に加え、コンパレータ54、実回転数算出部56、指令回転数算出部58、スタンバイ回路60、メイン電源通電部62、通電制御駆動波形決定部64、PI制御部66、電圧補正部68及びFETドライバ70等が実装されている。   Further, on the board of the motor control device 20 of the present embodiment, in addition to the inverter circuit 40 described above, a comparator 54, an actual rotation number calculation unit 56, a command rotation number calculation unit 58, a standby circuit 60, a main power supply energization unit 62, an energization control drive waveform determination unit 64, a PI control unit 66, a voltage correction unit 68, an FET driver 70, and the like are mounted.

また、本実施の形態のモータ制御装置20の基板上には、チョークコイル82及び平滑コンデンサ84A、84B等が実装され、さらにエアコンECU(Electronic Control Unit)78及びバッテリ80が接続されている。チョークコイル82及び平滑コンデンサ84A、84Bはバッテリ80と共に略直流電源を構成している。また、エアコンECU78は、車両用エアコンの電子制御ユニットであり、ユーザがエアコンECU78によりエアコンをオンにすると、モータ制御装置20の制御により、モータ52が作動する。また、ユーザが車両用エアコンの風量を調節する場合は、エアコンECU78を介してモータ52(ロータ12)の回転速度を指示するための信号が入力される。   A choke coil 82 and smoothing capacitors 84A and 84B are mounted on the substrate of the motor control device 20 of the present embodiment, and an air conditioner ECU (Electronic Control Unit) 78 and a battery 80 are connected. The choke coil 82 and the smoothing capacitors 84A and 84B together with the battery 80 constitute a substantially DC power source. The air conditioner ECU 78 is an electronic control unit for a vehicle air conditioner. When the user turns on the air conditioner by the air conditioner ECU 78, the motor 52 is operated under the control of the motor control device 20. When the user adjusts the air volume of the vehicle air conditioner, a signal for instructing the rotational speed of the motor 52 (rotor 12) is input via the air conditioner ECU 78.

本実施の形態では、シャフト16と同軸に設けられたセンサマグネット12Aの磁界をホール素子12Bが検出する。コンパレータ54は、ホール素子12Bのアナログ出力をデジタル信号に変換する装置であり、実回転数算出部は、コンパレータ54が出力したデジタル信号に基づいてロータ12の実回転速度を算出する。指令回転数算出部はエアコンECU78等からの指示に基づいた目標回転速度を算出する。本実施の形態では、目標回転速度は、略1000〜5000rpmである。   In the present embodiment, the Hall element 12B detects the magnetic field of the sensor magnet 12A provided coaxially with the shaft 16. The comparator 54 is a device that converts the analog output of the Hall element 12 </ b> B into a digital signal, and the actual rotational speed calculation unit calculates the actual rotational speed of the rotor 12 based on the digital signal output from the comparator 54. The command rotation number calculation unit calculates a target rotation speed based on an instruction from the air conditioner ECU 78 or the like. In the present embodiment, the target rotation speed is approximately 1000 to 5000 rpm.

PI制御部66は、指令回転数算出部58が算出した目標回転速度と実回転数算出部56が算出した実回転速度とから、実回転速度を目標回転速度に変化させる場合にステータ14のコイルに印加する電圧をいわゆるPI制御によって算出する。PI制御部66は、目標回転速度と実回転速度との偏差と目標回転速度における電圧と実回転速度における電圧との偏差との比例関係基づいて目標回転速度における電圧を算出する偏差比例部66Pを含む。また、PI制御部66は、上記の比例関係のみでは残留偏差が生じる場合に、かかる残留偏差を偏差積分によって解消する偏差積分部66Iを含む。電圧補正部68は、PI制御部66による算出結果に基づいて、ステータ14のコイルに印加する電圧を補正する。   The PI controller 66 changes the coil of the stator 14 when changing the actual rotational speed to the target rotational speed from the target rotational speed calculated by the command rotational speed calculator 58 and the actual rotational speed calculated by the actual rotational speed calculator 56. The voltage applied to is calculated by so-called PI control. The PI control unit 66 includes a deviation proportional unit 66P that calculates a voltage at the target rotational speed based on a proportional relationship between a deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed and a deviation between the voltage at the target rotational speed and the voltage at the actual rotational speed. Including. Further, the PI control unit 66 includes a deviation integration unit 66I that eliminates the residual deviation by deviation integration when the residual deviation is generated only by the proportional relationship. The voltage correction unit 68 corrects the voltage applied to the coil of the stator 14 based on the calculation result by the PI control unit 66.

スタンバイ回路60は、バッテリ80から各部への電源供給を制御する回路である。また、メイン電源通電部62は、スタンバイ回路60の制御に従って、モータ制御装置への電源をオンにする。また、メイン電源通電部62は、モータ52の始動時、すなわちモータ52を回転速度0rpmから回転させる場合に、論理和回路86を介して強制500rpm指令部88に指令を出す。強制500rpm指令部88は、モータ52の始動時には目標回転速度が所定の時間において500rpmとなるように指令回転数算出部58を制御し、指令回転数算出部58は、500rpmに係る信号をPI制御部66に出力する。なお、所定の時間は、一例として、500〜1000m秒である。   The standby circuit 60 is a circuit that controls power supply from the battery 80 to each unit. The main power supply energization unit 62 turns on the power to the motor control device according to the control of the standby circuit 60. Further, the main power supply energizing unit 62 issues a command to the forced 500 rpm command unit 88 via the OR circuit 86 when the motor 52 is started, that is, when the motor 52 is rotated from a rotation speed of 0 rpm. The forced 500 rpm command unit 88 controls the command rotational speed calculation unit 58 so that the target rotational speed becomes 500 rpm at a predetermined time when the motor 52 is started, and the command rotational speed calculation unit 58 performs PI control on a signal related to 500 rpm. The data is output to the unit 66. The predetermined time is 500 to 1000 milliseconds as an example.

所定の時間が経過後は、強制500rpm指令部による指令回転数算出部58への制御は終了し、指令回転数算出部58はエアコンECU78からの指示に基づいて算出した目標回転速度に係る信号をPI制御部66に出力する。   After the predetermined time has elapsed, the control to the command rotational speed calculation unit 58 by the forced 500 rpm command unit is finished, and the command rotational speed calculation unit 58 outputs a signal related to the target rotational speed calculated based on an instruction from the air conditioner ECU 78. Output to the PI controller 66.

通電制御駆動波形決定部64は、スタンバイ回路60とメイン電源通電部62を介して電源が供給されると、コンパレータ54が出力したデジタル信号に基づいてロータ12の位置を割り出し、ロータ12の位置と指令回転数算出部58が算出した目標回転速度とに基づいて、ステータ14のコイルに印加する電圧の駆動波形を決定する。   When power is supplied via the standby circuit 60 and the main power supply energization unit 62, the energization control drive waveform determination unit 64 determines the position of the rotor 12 based on the digital signal output from the comparator 54, and determines the position of the rotor 12. Based on the target rotational speed calculated by the command rotational speed calculation unit 58, the drive waveform of the voltage applied to the coil of the stator 14 is determined.

FETドライバ70は、通電制御駆動波形決定部64が決定した駆動波形と、電圧補正部68が補正した電圧値とに基づいて、インバータ回路40のスイッチングを制御するためのPWM信号を生成してインバータ回路40に出力する。   The FET driver 70 generates a PWM signal for controlling the switching of the inverter circuit 40 based on the drive waveform determined by the energization control drive waveform determination unit 64 and the voltage value corrected by the voltage correction unit 68 to generate an inverter. Output to the circuit 40.

また、本実施の形態に係るモータ制御装置20の基板上には、抵抗R3を介して一端に制御電圧Vccが印加されると共に他端が接地され、基板の温度を抵抗値として検知するチップサーミスタRTが実装されている。図3は、本実施の形態に係るモータ制御装置に用いられるチップサーミスタの温度特性の一例を示す図である。本実施の形態に用いられるチップサーミスタRTは温度の上昇に対して抵抗が減少するNTC (Negative Temperature Coefficient)サーミスタであり、図3に示したように、温度が上昇するにつれてチップサーミスタRTの抵抗値は減少する。なお、反転回路を併用することで、温度が上昇するにつれて抵抗値が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタを使用してもよい。   Further, on the substrate of the motor control device 20 according to the present embodiment, a chip thermistor that detects the temperature of the substrate as a resistance value is applied with a control voltage Vcc at one end via a resistor R3 and the other end grounded. RT is implemented. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of temperature characteristics of the chip thermistor used in the motor control device according to the present embodiment. The chip thermistor RT used in the present embodiment is an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor whose resistance decreases with increasing temperature, and as shown in FIG. 3, the resistance value of the chip thermistor RT increases with increasing temperature. Decrease. Note that a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor whose resistance value increases as the temperature rises by using an inverting circuit together may be used.

チップサーミスタRTの抵抗値は過熱状態判定部106において過熱判定値出力部104が出力する過熱判定値と比較され、チップサーミスタRTの抵抗値が過熱判定値以下の場合には、目標回転速度を強制的に0rpmとするように指令回転数算出部58を制御する。前述のように、本実施の形態に係るチップサーミスタRTは、温度の上昇に対して抵抗が減少するタイプなので、チップサーミスタRTが示す抵抗値が過熱判定値以下の場合に回路が過熱していると判定する。過熱判定値は基板に実装される素子及びチップサーミスタRTの位置等によって変化するが、一例として145℃におけるチップサーミスタRTの抵抗値である。   The resistance value of the chip thermistor RT is compared with the overheat determination value output from the overheat determination value output unit 104 in the overheat state determination unit 106. If the resistance value of the chip thermistor RT is equal to or less than the overheat determination value, the target rotational speed is forced. Therefore, the command rotational speed calculation unit 58 is controlled so as to achieve 0 rpm. As described above, the chip thermistor RT according to the present embodiment is a type in which the resistance decreases as the temperature rises. Therefore, the circuit is overheated when the resistance value indicated by the chip thermistor RT is equal to or lower than the overheat determination value. Is determined. The overheat determination value varies depending on the element mounted on the substrate, the position of the chip thermistor RT, and the like. As an example, it is the resistance value of the chip thermistor RT at 145 ° C.

また、インバータFET44D、44E、44Fの各々のソースとバッテリ80との間には電流検知部94が設けられている。電流検知部94は、抵抗値が0.2mΩ〜数Ω程度と小さいシャント抵抗94Aと、シャント抵抗94Aの電流値を検知し検知した電流値を増幅するアンプ94Bとを含み、アンプ94Bが出力した信号は、過負荷判定部98と過電流判定部102とに各々入力される。過電流判定部102では、アンプ94Bが出力した信号と過電流判定値出力部100が出力した過電流判定値とを比較し、アンプ94Bが出力した信号が過電流判定値以上の場合には強制的に電圧補正部68の出力を停止させることにより、モータ52の回転を停止させる。また、過負荷判定部98は、アンプ94Bが出力した信号と過負荷判定値出力部96が出力した過負荷判定値とを比較し、アンプ94Bが出力した信号が過負荷判定値以上の場合には、論理和回路86を介して強制500rpm指令部88に指令し、モータ52の回転速度を強制的に所定の回転速度である500rpmに低下させる制御をする。   In addition, a current detection unit 94 is provided between the source of each of the inverters FETs 44D, 44E, and 44F and the battery 80. The current detection unit 94 includes a shunt resistor 94A having a resistance value as small as about 0.2 mΩ to several Ω, and an amplifier 94B that detects the current value of the shunt resistor 94A and amplifies the detected current value. The signals are input to the overload determination unit 98 and the overcurrent determination unit 102, respectively. The overcurrent determination unit 102 compares the signal output from the amplifier 94B with the overcurrent determination value output from the overcurrent determination value output unit 100. If the signal output from the amplifier 94B is greater than or equal to the overcurrent determination value, the overcurrent determination value is compulsory. Thus, by stopping the output of the voltage correction unit 68, the rotation of the motor 52 is stopped. The overload determination unit 98 compares the signal output from the amplifier 94B with the overload determination value output from the overload determination value output unit 96, and when the signal output from the amplifier 94B is equal to or greater than the overload determination value. Sends a command to the forced 500 rpm command section 88 via the OR circuit 86 to control the motor 52 to forcibly reduce the rotational speed of the motor 52 to a predetermined rotational speed of 500 rpm.

本実施の形態では、過電流判定値は過負荷判定値を超える値であり、回路保護のために緊急にモータ52の回転を停止させなければならない電流値である。過電流判定値及び過負荷判定値の具体的な数値は、モータ52の仕様に左右されるので、設計時のシミュレーション及び実験を通じてモータの仕様ごとに個別具体的に決定する。なお、過電流判定値出力部100及び過負荷判定値出力部96の回路の構成は種々考えられるが、一例として、図5の右に示したような分圧回路を用いる。   In the present embodiment, the overcurrent determination value is a value that exceeds the overload determination value, and is a current value that requires the rotation of the motor 52 to be urgently stopped for circuit protection. Since the specific values of the overcurrent determination value and the overload determination value depend on the specifications of the motor 52, they are specifically determined for each motor specification through simulation and experiment at the time of design. Various circuit configurations of the overcurrent determination value output unit 100 and the overload determination value output unit 96 are conceivable. As an example, a voltage dividing circuit as shown on the right in FIG. 5 is used.

過電流状態と判定してモータ52の回転を停止した後は、所定の時間ステータ14のコイルへの電圧の印加を中断し、回路が焼損するのを防止する。所定の時間は、一例として100m秒であり、100m秒の間はコイルへの電圧の印加を中断する。その後電圧の印加を再開し、過電流判定値を超えていれば再度電圧の印加を中断する。それを所定回数繰り返す状態が継続したら、回路の焼損の虞が高いと判断して、再度の電圧の印加を中止する。   After determining the overcurrent state and stopping the rotation of the motor 52, the application of voltage to the coil of the stator 14 is interrupted for a predetermined time to prevent the circuit from burning out. The predetermined time is, for example, 100 milliseconds, and the application of voltage to the coil is interrupted for 100 milliseconds. Thereafter, the voltage application is resumed. If the overcurrent determination value is exceeded, the voltage application is interrupted again. If the state is repeated a predetermined number of times, it is determined that there is a high risk of circuit burnout, and the application of voltage again is stopped.

また、過負荷状態と判定してモータ52の回転速度を500rpmにした場合は、電流検知部94が検知した電流値が過負荷判定値を下回るまでモータ52の回転速度を500rpmに制御する。電流検知部94が検知した電流値が過負荷判定値を下回った後は、指令回転数算出部58が算出した目標回転速度でモータ52が回転するように、ステータ14のコイルに印加する電圧を制御する。   When it is determined that the motor 52 is in an overload state and the rotation speed of the motor 52 is 500 rpm, the rotation speed of the motor 52 is controlled to 500 rpm until the current value detected by the current detection unit 94 falls below the overload determination value. After the current value detected by the current detector 94 falls below the overload determination value, the voltage applied to the coil of the stator 14 is set so that the motor 52 rotates at the target rotational speed calculated by the command rotational speed calculator 58. Control.

また、本実施の形態では、チップサーミスタRTの抵抗R3が接続された側の端(出力端)と過負荷判定値出力部96の出力端とをブリッジサーミスタRTBを介して接続したブリッジ回路を構成している。ブリッジサーミスタRTBは、チップサーミスタRTと同種のNTCサーミスタであり、その特性は、図3に示した通りである。なお、温度が上昇するに従って抵抗値が低下する特性を有するのであれば、NTCサーミスタ以外の素子を使用してもよい。   In the present embodiment, a bridge circuit is configured in which the end (output end) of the chip thermistor RT to which the resistor R3 is connected and the output end of the overload determination value output unit 96 are connected via the bridge thermistor RTB. doing. The bridge thermistor RTB is an NTC thermistor of the same type as the chip thermistor RT, and its characteristics are as shown in FIG. An element other than the NTC thermistor may be used as long as the resistance value decreases as the temperature increases.

図4は、本実施の形態に係るモータ制御装置における過負荷保護制御を示すフローチャートである。過負荷保護制御は、過負荷判定部98が、電流検知部94が検知した電流値が過負荷判定値以上と判定した時に開始され、ステップ400でモータ52の回転速度を500rpmに制御する。ステップ402では、過負荷判定部98において再び電流検知部94が検知した電流値が過負荷判定値以上か否かを判定する。肯定判定の場合にはステップ400に手順を戻し、モータ52の回転速度を500rpmとする制御を継続する。ステップ402で否定判定の場合には、ステップ404でモータ52の回転速度が目標回転速度になるように制御して過負荷保護制御を終了する。   FIG. 4 is a flowchart showing overload protection control in the motor control apparatus according to the present embodiment. The overload protection control is started when the overload determination unit 98 determines that the current value detected by the current detection unit 94 is equal to or higher than the overload determination value. In step 400, the rotation speed of the motor 52 is controlled to 500 rpm. In step 402, it is determined whether or not the current value detected by the current detection unit 94 in the overload determination unit 98 is equal to or greater than the overload determination value. If the determination is affirmative, the procedure is returned to step 400, and the control for setting the rotation speed of the motor 52 to 500 rpm is continued. If the determination in step 402 is negative, the overload protection control is terminated by controlling the rotational speed of the motor 52 to the target rotational speed in step 404.

図5は、本実施の形態におけるチップサーミスタRTと過負荷判定値出力部96との接続を示す概略図である。過負荷判定値出力部96は、抵抗R1、R2を備え、制御電圧Vccを過負荷閾値電圧VPとして出力する分圧回路を構成している。チップサーミスタRTも温度によって抵抗値が変化する抵抗であり、抵抗R3と共に、制御電圧Vccをチップサーミスタ電圧VTとして出力する分圧回路を構成する。また、本実施の形態では、過負荷判定値出力部96及びチップサーミスタRTの双方の分圧回路をブリッジサーミスタRTBで接続している。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the connection between the chip thermistor RT and the overload determination value output unit 96 in the present embodiment. The overload determination value output unit 96 includes resistors R1 and R2, and constitutes a voltage dividing circuit that outputs the control voltage Vcc as the overload threshold voltage VP. The chip thermistor RT is also a resistor whose resistance value changes with temperature, and forms a voltage dividing circuit that outputs the control voltage Vcc as the chip thermistor voltage VT together with the resistor R3. In the present embodiment, the voltage dividing circuits of both the overload determination value output unit 96 and the chip thermistor RT are connected by the bridge thermistor RTB.

図5に示した各抵抗の抵抗値は、温度によって抵抗値が変化するチップサーミスタRT及びブリッジサーミスタRTBを除き、一例として下記の通りである。
R1:49.9kΩ
R2:30.1kΩ
R3:3.57k
The resistance values of the resistors shown in FIG. 5 are as follows as an example, except for the chip thermistor RT and the bridge thermistor RTB whose resistance values vary with temperature.
R1: 49.9kΩ
R2: 30.1kΩ
R3: 3.57k

図6は、本実施の形態に係るチップサーミスタRTと過負荷判定値出力部96とのブリッジ回路における電流値、電圧値及び抵抗値の関係を示す概略図である。抵抗R1の抵抗値をR、抵抗R2の抵抗値をR、抵抗R3の抵抗値をR、チップサーミスタRTの抵抗値をR、ブリッジサーミスタRTBの抵抗値をRとする。また、抵抗R1を流れる電流I1の電流値をI、ブリッジサーミスタRTBを流れる電流IBの電流値をI、抵抗R3を流れる電流I3の電流値をI、過負荷閾値電圧VPの電圧値をV、チップサーミスタ電圧VTの電圧値をVとすると、以下の式(1)〜(5)が導かれる。

FIG. 6 is a schematic diagram showing a relationship between a current value, a voltage value, and a resistance value in a bridge circuit between the chip thermistor RT and the overload determination value output unit 96 according to the present embodiment. The resistance value of the resistor R1 R 1, the resistance value of the resistor R2 R 2, the resistance value of the resistor R3 R 3, the resistance value R T of the chip thermistor RT, the resistance value of the bridge thermistor RTB and R B. The current value of the current I1 flowing through the resistor R1 is I 1 , the current value of the current IB flowing through the bridge thermistor RTB is I B , the current value of the current I3 flowing through the resistor R3 is I 3 , and the voltage value of the overload threshold voltage VP Is V P , and the voltage value of the chip thermistor voltage VT is V T , the following equations (1) to (5) are derived.

また、図7より、I=(Vcc−V)/ R、I=(V−V)/ Rであるから、これらI、Iを上記の式(5)に代入すると、以下の式(6)が得られる。

Further, from FIG. 7, I 3 = (Vcc- V T) / R 3, I B = (V P -V T) / from R is B, and these I 3, the I B of the formula (5) When substituted, the following equation (6) is obtained.

上記の式(6)と上記の式(1)〜(4)とから、以下の式(7)、(8)が得られる。
From the above formula (6) and the above formulas (1) to (4), the following formulas (7) and (8) are obtained.

図7は、本実施の形態におけるチップサーミスタ温度に対する過負荷閾値電圧VPの変化の一例を示す図である。上記の式(7)を用い、Vccを5Vとして過負荷閾値電圧VPを算出している。また、図7では、ブリッジサーミスタRTBに代えて、抵抗値が10、20、30、40、50、60、70、80、90kΩのブリッジ抵抗を実装した場合及びブリッジ抵抗を実装しない抵抗値無限大の場合に各々算出した過負荷閾値電圧VPも併記している。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a change in the overload threshold voltage VP with respect to the chip thermistor temperature in the present embodiment. Using the above formula (7), the overload threshold voltage VP is calculated with Vcc being 5V. Further, in FIG. 7, in place of the bridge thermistor RTB, when a bridge resistance having a resistance value of 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, and 90 kΩ is mounted, and a resistance value infinite where the bridge resistance is not mounted. The overload threshold voltage VP calculated in each case is also shown.

図7に示したように、ブリッジ抵抗を実装しない無限大の場合に比して、ブリッジサーミスタRTB又はブリッジ抵抗を実装した場合は、温度が低い時は過負荷閾値電圧VPが高く、温度が高い時は過負荷閾値電圧VPが低くなる。本実施の形態に用いられるチップサーミスタRTは温度の上昇に対して抵抗が減少するNTCサーミスタである。したがって、回路の温度が上昇しチップサーミスタRTの抵抗値が下がると、ブリッジサーミスタRTB又はブリッジ抵抗を介して過負荷判定値出力部96の電圧がチップサーミスタRT側に分圧されやすくなり、過負荷閾値電圧VPが低下する。   As shown in FIG. 7, when the bridge thermistor RTB or the bridge resistor is mounted, the overload threshold voltage VP is high and the temperature is high when the temperature is low, as compared to the infinite case where the bridge resistor is not mounted. At times, the overload threshold voltage VP becomes low. The chip thermistor RT used in the present embodiment is an NTC thermistor whose resistance decreases with increasing temperature. Therefore, when the temperature of the circuit rises and the resistance value of the chip thermistor RT decreases, the voltage of the overload determination value output unit 96 is likely to be divided to the chip thermistor RT side via the bridge thermistor RTB or the bridge resistance. The threshold voltage VP decreases.

過負荷閾値電圧VPが低下すれば、電流値である過負荷判定値も低下し、より迅速に過負荷の状態を判定できるようになる。特に過負荷は、回路の過熱に随伴する場合が多いので、チップサーミスタRTの温度が高い時に過負荷閾値電圧VPが低下すると、高温時に過負荷閾値電圧VPが低下しない場合よりも迅速に過負荷の状態を判定でき、回路の焼損をいち早く防止できる。特に、ブリッジ回路にブリッジサーミスタRTBを用いた場合は、抵抗無しの無限大の場合と過負荷閾値電圧VPが同一になる平衡温度以上で分圧が顕著になり過負荷閾値電圧VPが急激に低下するので、いち早くモータ52の過負荷状態を判定することができる。   If the overload threshold voltage VP decreases, the overload determination value that is a current value also decreases, and the overload state can be determined more quickly. In particular, an overload often accompanies circuit overheating, so if the overload threshold voltage VP decreases when the temperature of the chip thermistor RT is high, the overload threshold voltage VP does not decrease at a high temperature more quickly. It is possible to quickly determine whether the circuit is burned out. In particular, when a bridge thermistor RTB is used for the bridge circuit, the voltage division becomes remarkable at an equilibrium temperature or higher at which the overload threshold voltage VP is the same as in the case of infinite without resistance, and the overload threshold voltage VP decreases rapidly. Therefore, the overload state of the motor 52 can be determined quickly.

図8は、本実施の形態におけるチップサーミスタ温度に対するチップサーミスタ電圧VTの変化の一例を示す図であり、上記の式(8)を用いて算出されている。図8に示した通り、ブリッジサーミスタRTBを実装しても、ブリッジ抵抗の値が変化しても、チップサーミスタ電圧VTの値に大きな変化はなく、ブリッジ回路を構成した本実施の形態においても、過熱状態判定部106による回路の過熱状態の判定に支障はない。   FIG. 8 is a diagram showing an example of a change in the chip thermistor voltage VT with respect to the chip thermistor temperature in the present embodiment, and is calculated using the above equation (8). As shown in FIG. 8, even if the bridge thermistor RTB is mounted, the value of the chip thermistor voltage VT does not change greatly even if the value of the bridge resistance changes, and even in the present embodiment in which the bridge circuit is configured, There is no problem in the determination of the overheat state of the circuit by the overheat state determination unit 106.

以上説明したように、本実施の形態では、分圧回路を各々構成している過負荷判定値出力部96とチップサーミスタRTとをブリッジサーミスタRTBで接続することにより、過負荷が生じやすい基板の温度が高い場合に、迅速に過負荷の状態を判定できるという効果を奏する。   As described above, in the present embodiment, the overload determination value output unit 96 and the chip thermistor RT, each of which constitutes the voltage dividing circuit, are connected by the bridge thermistor RTB, so that an overload is likely to occur. When the temperature is high, the overload state can be quickly determined.

[第2の実施の形態] 図9は、本発明の第2の実施の形態に係るモータ制御装置の概略を示す図である。図9では、前述の第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付すと共に、第1の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略する。本実施の形態は、ブリッジサーミスタRTBに並列抵抗RBPを設けた点が第1の実施の形態と相違する。   Second Embodiment FIG. 9 is a diagram showing an outline of a motor control device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the same components as those in the first embodiment is omitted. The present embodiment is different from the first embodiment in that a parallel resistance RBP is provided in the bridge thermistor RTB.

図10(A)は第1の実施の形態におけるチップサーミスタRTと過負荷判定値出力部96との接続を示す概略図である。過負荷判定値出力部96及びチップサーミスタRTが各々分圧回路を構成し、双方の分圧回路をブリッジサーミスタRTBで接続している。図10(B)は本実施の形態におけるチップサーミスタRTと過負荷判定値出力部96との接続を示す概略図である。過負荷判定値出力部96及びチップサーミスタRTが各々分圧回路を構成し、双方の分圧回路をブリッジサーミスタRTBで接続している点は同様であるが、ブリッジサーミスタRTBに並列に接続された並列抵抗RBPが別途設けられている。   FIG. 10A is a schematic diagram showing the connection between the chip thermistor RT and the overload determination value output unit 96 in the first embodiment. The overload determination value output unit 96 and the chip thermistor RT each constitute a voltage dividing circuit, and both voltage dividing circuits are connected by a bridge thermistor RTB. FIG. 10B is a schematic diagram showing the connection between the chip thermistor RT and the overload determination value output unit 96 in the present embodiment. The overload judgment value output unit 96 and the chip thermistor RT constitute a voltage dividing circuit, and both voltage dividing circuits are connected by a bridge thermistor RTB, but are connected in parallel to the bridge thermistor RTB. A parallel resistor RBP is separately provided.

図10(A)に示した各抵抗の抵抗値は、前述の図5と同一なので説明を省略する。図10(B)に示した各抵抗の抵抗値は、温度によって抵抗値が変化するチップサーミスタRT及びブリッジサーミスタRTBを除き、一例として下記の通りである。また、並列抵抗RBPは後述するように1〜40kΩの範囲で段階的に変更し、過負荷状態を解消するために最適な抵抗値を選択する。
R1:49.9kΩ
R2:30.1kΩ
R3:3.57kΩ
RBP:1〜40kΩ
The resistance values of the resistors shown in FIG. 10A are the same as those shown in FIG. The resistance values of the resistors shown in FIG. 10B are as follows as an example, except for the chip thermistor RT and the bridge thermistor RTB whose resistance values change with temperature. Further, the parallel resistance RBP is changed stepwise in the range of 1 to 40 kΩ as described later, and an optimum resistance value is selected in order to eliminate the overload state.
R1: 49.9kΩ
R2: 30.1kΩ
R3: 3.57 kΩ
RBP: 1 to 40 kΩ

本実施の形態では、ブリッジサーミスタRTB及び並列抵抗RBPを1つの合成抵抗とみなして、前述の式(7)、(8)を用いて過負荷閾値電圧VP及びチップサーミスタ電圧VTを算出する。   In the present embodiment, the bridge thermistor RTB and the parallel resistor RBP are regarded as one combined resistor, and the overload threshold voltage VP and the chip thermistor voltage VT are calculated using the aforementioned equations (7) and (8).

図11は、本実施の形態における並列抵抗RBPの抵抗値の変化に対応した過負荷閾値電圧VPの変化の一例を示す図である。図11では、並列抵抗RBPの抵抗値を1、5、10、15、20、25、30、35、40kΩ及び並列抵抗RBPを実装しない場合の抵抗値無限大に各々変化させて過負荷閾値電圧VPを算出している。いずれの場合もブリッジサーミスタRTBを実装していないブリッジ無しの場合よりも、ブリッジ無しの場合と過負荷閾値電圧VPが同一となる温度である平衡温度以上の高温域で過負荷閾値電圧VPが低下している。また、当該平衡温度以下の低温域での過負荷閾値電圧VPに差異が認められる。本実施の形態ではブリッジサーミスタRTBに並列抵抗RBPを並列に接続することにより、ブリッジサーミスタRTBの温度による抵抗値の変化が並列抵抗RBPによって抑制される。その結果、平衡温度以下の低温域における過負荷閾値電圧VPの落ち込みが並列抵抗RBPなしの場合に比べて少なくなる。低温域での過負荷閾値電圧VPの落ち込みは、並列抵抗RBPの抵抗値が低くなるほど減少していく。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a change in the overload threshold voltage VP corresponding to a change in the resistance value of the parallel resistor RBP in the present embodiment. In FIG. 11, the resistance value of the parallel resistor RBP is changed to 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 kΩ and the resistance value infinite when the parallel resistor RBP is not mounted, respectively, and the overload threshold voltage is changed. VP is calculated. In any case, the overload threshold voltage VP is lower in the high temperature range than the equilibrium temperature, which is the temperature at which the overload threshold voltage VP is the same as that without the bridge, compared to the case without the bridge without the bridge thermistor RTB. doing. Further, a difference is observed in the overload threshold voltage VP in a low temperature range below the equilibrium temperature. In the present embodiment, the parallel resistance RBP is connected in parallel to the bridge thermistor RTB, whereby the change in resistance value due to the temperature of the bridge thermistor RTB is suppressed by the parallel resistance RBP. As a result, the drop of the overload threshold voltage VP in the low temperature range below the equilibrium temperature is reduced compared to the case without the parallel resistor RBP. The drop in the overload threshold voltage VP in the low temperature region decreases as the resistance value of the parallel resistor RBP decreases.

ブリッジサーミスタRTBを実装すると、第1の実施の形態のように高温域において過負荷閾値電圧VPを低下させることができる。しかしながら、低温域においては過負荷閾値電圧VPがブリッジサーミスタRTBを実装していない場合よりも高くなる。過負荷閾値電圧VPは、チップサーミスタ温度が57℃の時に極大となり、57℃より低温になると減少に転じる。このように、平衡温度以下の低温域で温度変化に対して過負荷閾値電圧VPの値が変化する特性を有していると、製品の検査を行う際の雰囲気温度で過負荷閾値電圧VPが変化し、検査結果に影響を及ぼすおそれがある。本実施の形態では、平衡温度以下の低温域での過負荷閾値電圧VPの落ち込みが抑制されるので、低温域での製品検査に支障をきたすおそれを低減できる。一例として、並列抵抗RBPを20kΩとすると、20±20℃で、過負荷閾値電圧VPの変化が少なくなり、製品出荷時の検査における雰囲気温度の影響を排除できる。   When the bridge thermistor RTB is mounted, the overload threshold voltage VP can be lowered in the high temperature range as in the first embodiment. However, in the low temperature range, the overload threshold voltage VP is higher than when the bridge thermistor RTB is not mounted. The overload threshold voltage VP becomes maximum when the chip thermistor temperature is 57 ° C., and starts to decrease when the temperature becomes lower than 57 ° C. Thus, if the overload threshold voltage VP has a characteristic that the value of the overload threshold voltage VP changes in response to a temperature change in a low temperature range below the equilibrium temperature, the overload threshold voltage VP is the ambient temperature when the product is inspected. May change and affect test results. In the present embodiment, since the drop of the overload threshold voltage VP in the low temperature range below the equilibrium temperature is suppressed, the risk of hindering product inspection in the low temperature range can be reduced. As an example, if the parallel resistance RBP is 20 kΩ, the change of the overload threshold voltage VP is reduced at 20 ± 20 ° C., and the influence of the ambient temperature in the inspection at the time of product shipment can be eliminated.

図12は、本実施の形態における並列抵抗RBPの抵抗値の変化に対応したチップサーミスタ電圧VTの変化の一例を示す図であり、上記の式(8)を用いて算出されている。図12に示した通り、並列抵抗RBPを実装しても、チップサーミスタ電圧VTの値に大きな変化はなく、本実施の形態においても、過熱状態判定部106による回路の過熱状態の判定に支障はない。   FIG. 12 is a diagram showing an example of the change in the chip thermistor voltage VT corresponding to the change in the resistance value of the parallel resistor RBP in the present embodiment, and is calculated using the above equation (8). As shown in FIG. 12, even when the parallel resistor RBP is mounted, the value of the chip thermistor voltage VT is not greatly changed, and in this embodiment, the overheat state determination unit 106 has a problem in determining the overheat state of the circuit. Absent.

以上説明したように、本実施の形態では、ブリッジサーミスタRTBに並列抵抗RBPを設けることにより、低温域において抵抗値が増大するブリッジサーミスタRTBの特性を並列抵抗RBPによって緩和し、低温域での過負荷閾値電圧VPの落ち込みが抑制される。従って、並列抵抗RBPを実装しない場合よりも低温域での過負荷閾値電圧VPの変化が少なく、製品の出荷時の検査において、工場の雰囲気温度による検査結果への影響を低減できる。   As described above, in the present embodiment, by providing the parallel resistance RBP in the bridge thermistor RTB, the characteristics of the bridge thermistor RTB whose resistance value increases in the low temperature range are relaxed by the parallel resistance RBP, A drop in the load threshold voltage VP is suppressed. Therefore, the change in the overload threshold voltage VP in the low temperature region is less than in the case where the parallel resistor RBP is not mounted, and the influence on the inspection result due to the factory ambient temperature can be reduced in the inspection at the time of shipping the product.

10・・・モータユニット、12・・・ロータ、12A・・・センサマグネット、12B・・・ホール素子、14・・・ステータ、14U、14V、14W・・・コイル、16・・・シャフト、18・・・上ケース、20・・・モータ制御装置、22・・・基板、24・・・ヒートシンク、28・・・下ケース、40・・・インバータ回路、44A、44B、44C、44D、44E、44F・・・インバータFET、52・・・モータ、54・・・コンパレータ、56・・・実回転数算出部、58・・・指令回転数算出部、60・・・スタンバイ回路、62・・・メイン電源通電部、64・・・通電制御駆動波形決定部、66・・・PI制御部、66I・・・偏差積分部、66P・・・偏差比例部、68・・・電圧補正部、70・・・ドライバ、78・・・エアコンECU、80・・・バッテリ、82・・・チョークコイル、84A,84B・・・平滑コンデンサ、86・・・論理和回路、88・・・強制500rpm指令部、94・・・電流検知部、94A・・・シャント抵抗、94B・・・アンプ、96・・・過負荷判定値出力部、98・・・過負荷判定部、100・・・過電流判定値出力部、102・・・過電流判定部、104・・・過熱判定値出力部、106・・・加熱状態判定部、130・・・論理和回路、R1,R2,R3・・・抵抗、RTB・・・ブリッジサーミスタ、RBP・・・並列抵抗、RT・・・チップサーミスタ、Vcc・・・制御電圧、VP・・・・過負荷閾値電圧、VT・・・チップサーミスタ電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor unit, 12 ... Rotor, 12A ... Sensor magnet, 12B ... Hall element, 14 ... Stator, 14U, 14V, 14W ... Coil, 16 ... Shaft, 18 ... Upper case, 20 ... Motor controller, 22 ... Substrate, 24 ... Heat sink, 28 ... Lower case, 40 ... Inverter circuit, 44A, 44B, 44C, 44D, 44E, 44F... Inverter FET, 52... Motor, 54... Comparator, 56... Real rotation speed calculation section, 58... Command rotation speed calculation section, 60. Main power supply energization section, 64 ... energization control drive waveform determination section, 66 ... PI control section, 66I ... deviation integration section, 66P ... deviation proportional section, 68 ... voltage correction section, 70 ··Dora , 78 ... air conditioner ECU, 80 ... battery, 82 ... choke coil, 84A, 84B ... smoothing capacitor, 86 ... logical sum circuit, 88 ... forced 500rpm command section, 94 ..Current detection unit, 94A ... shunt resistor, 94B ... amplifier, 96 ... overload judgment value output unit, 98 ... overload judgment unit, 100 ... overcurrent judgment value output unit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Overcurrent determination part, 104 ... Overheat determination value output part, 106 ... Heating state determination part, 130 ... Logical sum circuit, R1, R2, R3 ... Resistance, RTB ... Bridge thermistor, RBP ... Parallel resistance, RT ... Chip thermistor, Vcc ... Control voltage, VP ... Overload threshold voltage, VT ... Chip thermistor voltage

Claims (4)

電源とモータのコイルに印加する電圧を生成するインバータ回路との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記モータが過負荷か否かを判定するための過負荷判定値を出力する過負荷判定値出力手段と、
前記電流検知手段が検知した電流値が前記過負荷判定値以上の場合に前記モータが過負荷であると判定する過負荷判定手段と、
抵抗を介して一端に電圧が印加されると共に他端が接地され、温度が上昇するに従って抵抗値が低下する特性を有するサーミスタと、
温度が上昇するに従って抵抗値が低下する特性を有し、前記サーミスタの前記一端と前記過負荷判定値出力手段の出力端とを接続して温度が上昇するに従って前記過負荷判定値出力手段の出力端が出力する前記過負荷判定値の電圧を低下させる温度可変抵抗と、
前記過負荷判定手段が前記モータが過負荷であると判定した場合に、前記モータの回転速度を所定の速度に低下させる制御を行う回転速度制御手段と、
を備えたモータ制御装置。
Current detection means for detecting a current flowing between the power source and an inverter circuit for generating a voltage to be applied to the motor coil;
Overload determination value output means for outputting an overload determination value for determining whether or not the motor is overloaded;
Overload determination means for determining that the motor is overloaded when the current value detected by the current detection means is greater than or equal to the overload determination value;
A thermistor having a characteristic that a voltage is applied to one end via a resistor and the other end is grounded, and the resistance value decreases as the temperature rises;
The resistance value decreases as the temperature rises, and the output of the overload determination value output means is connected as the temperature rises by connecting the one end of the thermistor and the output end of the overload determination value output means. A temperature variable resistor that lowers the voltage of the overload judgment value output by the end; and
A rotation speed control means for performing control to reduce the rotation speed of the motor to a predetermined speed when the overload determination means determines that the motor is overloaded;
A motor control device comprising:
前記温度可変抵抗に並列に接続された抵抗をさらに備えた請求項1に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, further comprising a resistor connected in parallel to the temperature variable resistor. 前記温度可変抵抗はサーミスタである請求項1又は2に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the temperature variable resistor is a thermistor. 前記過負荷判定値を超える過電流判定値を出力する過電流判定値出力手段と、
前記電流検知手段が検知した電流値が前記過電流判定値以上の場合に前記モータが過電流状態であると判定する過電流判定手段と、
をさらに備え、
前記回転速度制御手段は、前記過電流判定手段が前記モータが過電流状態であると判定した場合に、前記モータの回転を所定の時間停止する請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
An overcurrent determination value output means for outputting an overcurrent determination value exceeding the overload determination value;
Overcurrent determination means for determining that the motor is in an overcurrent state when the current value detected by the current detection means is greater than or equal to the overcurrent determination value;
Further comprising
The rotation speed control means according to any one of claims 1 to 3, wherein when the overcurrent determination means determines that the motor is in an overcurrent state, the rotation speed control means stops the rotation of the motor for a predetermined time. Motor control device.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5472572U (en) * 1977-11-01 1979-05-23
JPH10201280A (en) * 1997-01-14 1998-07-31 Shibaura Eng Works Co Ltd Device for driving brushless dc motor
JPH1151454A (en) * 1997-08-06 1999-02-26 Fujitsu General Ltd Control method of air conditioner
JP2001178190A (en) * 1999-12-16 2001-06-29 Sanden Corp Method of driving and controlling compressor motor, and inverter device for driving compressor
JP2001251888A (en) * 2000-01-21 2001-09-14 Lg Electronics Inc Current-limiting circuit for inverter type refrigerator and its control method
JP2001286179A (en) * 2000-03-31 2001-10-12 Daikin Ind Ltd Fan motor control method and its unit
JP2003294543A (en) * 2002-04-03 2003-10-15 Kokusan Denki Co Ltd Temperature detection device
JP2013123340A (en) * 2011-12-12 2013-06-20 Hitachi Appliances Inc Motor controller and air conditioner

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5472572U (en) * 1977-11-01 1979-05-23
JPH10201280A (en) * 1997-01-14 1998-07-31 Shibaura Eng Works Co Ltd Device for driving brushless dc motor
JPH1151454A (en) * 1997-08-06 1999-02-26 Fujitsu General Ltd Control method of air conditioner
JP2001178190A (en) * 1999-12-16 2001-06-29 Sanden Corp Method of driving and controlling compressor motor, and inverter device for driving compressor
JP2001251888A (en) * 2000-01-21 2001-09-14 Lg Electronics Inc Current-limiting circuit for inverter type refrigerator and its control method
JP2001286179A (en) * 2000-03-31 2001-10-12 Daikin Ind Ltd Fan motor control method and its unit
JP2003294543A (en) * 2002-04-03 2003-10-15 Kokusan Denki Co Ltd Temperature detection device
JP2013123340A (en) * 2011-12-12 2013-06-20 Hitachi Appliances Inc Motor controller and air conditioner

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