JP2628508B2 - Motor overcurrent detection device - Google Patents

Motor overcurrent detection device

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JP2628508B2
JP2628508B2 JP21180487A JP21180487A JP2628508B2 JP 2628508 B2 JP2628508 B2 JP 2628508B2 JP 21180487 A JP21180487 A JP 21180487A JP 21180487 A JP21180487 A JP 21180487A JP 2628508 B2 JP2628508 B2 JP 2628508B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] [産業上の利用分野] 本発明は、例えば車載装置を駆動するために用いられ
る電気モータのような電気的駆動源の異常を検出する装
置に関し、特に、電気的駆動源を流れる電流を監視して
異常の有無を検出する装置に関する。
The present invention relates to a device for detecting an abnormality of an electric drive source such as an electric motor used for driving an in-vehicle device, for example. In particular, the present invention relates to a device that monitors a current flowing through an electric drive source and detects whether there is an abnormality.

[従来の技術] 電気モータの駆動制御においては、該モータのロック
の有無を検出する必要がある。即ち、電気モータが発す
る駆動トルクを越える負荷が前記モータに印加される
と、該モータは、停止した(ロックした)状態で付勢さ
れるので、過熱し、焼損したり、火災を引き起こしたり
する。この種の不都合をなくするには、モータロックの
有無を検出し、ロックが生じた場合には、モータの通電
を停止する必要がある。
[Related Art] In drive control of an electric motor, it is necessary to detect whether or not the motor is locked. That is, if a load exceeding the driving torque generated by the electric motor is applied to the motor, the motor is energized in a stopped (locked) state, and may overheat, burn out, or cause a fire. . In order to eliminate this kind of inconvenience, it is necessary to detect the presence or absence of the motor lock, and to stop the motor when the lock occurs.

電気モータのロックを検出する方法としては、従来よ
り、次のようなものが知られている。
As a method for detecting the lock of the electric motor, the following is conventionally known.

(a)電気モータの電機子に流れる電流を検出し、該電
流のレベルを、予め定めた参照レベル(固定レベル)と
比較し、該比較の結果によってロックの有無を検出す
る。
(A) The current flowing through the armature of the electric motor is detected, the level of the current is compared with a predetermined reference level (fixed level), and the presence or absence of lock is detected based on the result of the comparison.

(b)電気モータの電機子に流れる電流を検出し、該電
流のレベルを、所定の参照レベルと比較する。該参照レ
ベルは、電気モータに印加される電源電圧に比例して変
化させる。
(B) detecting a current flowing through the armature of the electric motor, and comparing the level of the current with a predetermined reference level; The reference level changes in proportion to the power supply voltage applied to the electric motor.

[発明が解決しようとする問題点] 第5a図のグラフは、上記(a)の方法の特性を説明す
るためのグラフであり、電源電圧Vbと検出電流レベルVm
Aとの関係を示している。モータに流れる電流は、モー
タの負荷の大きさに応じて変化するが、電源電圧が所定
以上であれば、電源電圧が変化しても電流は変化しな
い。従って、モータが定常の動作を行なっている時には
レベルVmAは定常レベルVm0になる。参照レベルVrefは、
第5a図に示すように、定常レベルVm0より少し大きなレ
ベルに設定される。モータの負荷が増大し、過電流が流
れると、VmA>Vrefになり、モータロックが検出され
る。ところが、実際にモータロックが生じるのは、VmA
が第5a図に示す直線C1より大きくなる時(ハッチングで
示す領域内)である。従って、(a)の方法では、ロッ
ク検出不能領域が存在し、電源電圧が低い時には、モー
タがロックしてもそれが検知できない。
[Problems to be Solved by the Invention] The graph of FIG. 5a is a graph for explaining the characteristics of the method (a), and the power supply voltage Vb and the detected current level Vm
The relationship with A is shown. The current flowing through the motor changes according to the magnitude of the load on the motor. However, if the power supply voltage is equal to or higher than a predetermined value, the current does not change even if the power supply voltage changes. Therefore, when the motor is performing a steady operation, the level VmA becomes the steady level Vm0. The reference level Vref is
As shown in FIG. 5a, the level is set to a level slightly larger than the steady level Vm0. When the load on the motor increases and an overcurrent flows, VmA> Vref, and the motor lock is detected. However, the actual motor lock occurs at VmA
Is a time (in the area shown by hatching) larger than the straight line C1 shown in FIG. 5a. Therefore, in the method (a), there is a lock undetectable region, and when the power supply voltage is low, even if the motor is locked, it cannot be detected.

第5b図のグラフは、(b)の方法の特性を説明するた
めのグラフであり、電源電圧Vbと検出電流レベルVmBと
の関係を示している。第5b図から分かるように、(b)
の方法では、参照レベルVrefが、電源電圧Vbに比例して
増大し、直線C1で定まるレベルよりも少し低くなるよう
に設定してある。従って、(b)の方法ではロック検出
不能領域は存在しない。ところが、電気モータに印加さ
れる電力は、電源電圧に比例して増大する。電力が増大
すると、電気モータの発熱量が増大する。つまり、電流
レベルがモータのロックが生じない領域内であっても、
それが定常レベルより大きい場合には、電源電圧が高い
領域においては、モータの発熱量が大きくなり、モータ
ロック発生の場合と同様な不都合が発生する。
The graph in FIG. 5b is a graph for explaining the characteristics of the method (b), and shows the relationship between the power supply voltage Vb and the detected current level VmB. As can be seen from FIG. 5b, (b)
In the method (1), the reference level Vref is set so as to increase in proportion to the power supply voltage Vb and to be slightly lower than the level determined by the straight line C1. Therefore, there is no lock undetectable area in the method (b). However, the power applied to the electric motor increases in proportion to the power supply voltage. As the power increases, the amount of heat generated by the electric motor increases. In other words, even if the current level is in the region where the motor does not lock,
If it is higher than the steady level, the amount of heat generated by the motor increases in a region where the power supply voltage is high, and the same problem as in the case of occurrence of motor lock occurs.

本発明は、電源電圧の大小に関わらず動作ロックの有
無が検出でき、しかも非ロック時の異常発熱の有無が検
出できる電動機の過電流検出装置を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an overcurrent detection device for a motor that can detect the presence or absence of operation lock regardless of the magnitude of a power supply voltage and can detect the presence or absence of abnormal heat generation when unlocked.

[発明の構成] [問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明においては、前記電
源電圧が所定値以下の時は、該電源電圧に比例してレベ
ルが変化し、電源電圧が前記所定値を越えると、電源電
圧とは無関係に実質上レベルが一定の、参照信号を生成
し、該参照信号のレベルと電動機を流れる電流に応じた
レベルとを比較して過電流の有無を識別する。
[Structure of the Invention] [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, when the power supply voltage is equal to or lower than a predetermined value, the level changes in proportion to the power supply voltage, When the power supply voltage exceeds the predetermined value, a reference signal having a substantially constant level is generated irrespective of the power supply voltage, and the level of the reference signal is compared with a level corresponding to the current flowing through the motor to determine an overcurrent. Identify the presence or absence of

[作用] モータのロックが生じる電流レベルが、電源電圧に比
例して変化するので、モータロックのみを検出する場合
には、電流レベルと比較する参照レベルを、前述の
(b)の方法のように、電源電圧に比例して変化させれ
ばよい。
[Operation] Since the current level at which the motor lock occurs changes in proportion to the power supply voltage, when only the motor lock is detected, the reference level to be compared with the current level is set as in the method (b) described above. Then, it may be changed in proportion to the power supply voltage.

一方、電源電圧が上昇しても、モータを流れる電流の
レベルは一定である。モータの駆動トルクは、電源電圧
の上昇に伴なって増大する。しかし、電動機に印加され
る負荷の大きさの最大値は、異常の発生時を除き、略一
定である。従って、定常時の電流の最大値は一定であ
り、モータのロックを無視すれば、異常負荷の有無を識
別するための電流の参照レベルは固定レベルでよい。
On the other hand, even if the power supply voltage increases, the level of the current flowing through the motor is constant. The driving torque of the motor increases as the power supply voltage increases. However, the maximum value of the magnitude of the load applied to the motor is substantially constant except when an abnormality occurs. Therefore, the maximum value of the current in the steady state is constant, and if the lock of the motor is ignored, the reference level of the current for identifying the presence or absence of the abnormal load may be a fixed level.

モータがロック状態になるのは、モータに印加される
負荷がモータの駆動トルクより大きくなる場合である。
従って、定常時の負荷の大きさを一定と仮定すれば、電
源電圧が所定値Vt以下になると、駆動トルクが負荷より
も小さくなってモータがロックし、電源電圧がVtを越え
る時はロックは生じない。逆に言うと、電源電圧が所定
値Vt以下の時は、定常負荷であっても、モータのロック
が生じうる。
The motor enters the locked state when the load applied to the motor becomes larger than the driving torque of the motor.
Therefore, assuming that the magnitude of the load in a steady state is constant, when the power supply voltage becomes equal to or lower than the predetermined value Vt, the driving torque becomes smaller than the load and the motor locks, and when the power supply voltage exceeds Vt, the lock is disabled. Does not occur. Conversely, when the power supply voltage is equal to or lower than the predetermined value Vt, the motor may be locked even if the load is steady.

従って、電源電圧がVt以下の時は、モータロックを検
出するために、電源電圧に比例して補正されたレベル
を、電源電圧がVtを越える時は、電流が定常負荷対応レ
ベルか否かを検出するために、所定の固定レベルを、参
照レベルとして設定すればよい。これにより、電源電圧
が低い領域におけるロック検出不能領域がなくなり、し
かも電源電圧が高い領域における、非ロック状態の過負
荷をも検出しうる。
Therefore, when the power supply voltage is equal to or lower than Vt, the level corrected in proportion to the power supply voltage is used to detect the motor lock, and when the power supply voltage exceeds Vt, it is determined whether the current is at a level corresponding to a steady load. In order to perform detection, a predetermined fixed level may be set as a reference level. As a result, there is no lock undetectable region in a region where the power supply voltage is low, and it is possible to detect an overload in the unlocked state in a region where the power supply voltage is high.

参照レベルを電源電圧に比例して変化させる領域と参
照レベルを固定レベルに設定する領域との境界、即ち電
源電圧における遷移レベル(前記Vtに対応)は、電動機
に生じる駆動トルクと、該電動機に定常時に印加される
負荷の最大値とが一致する時の電源電圧に、所定の余裕
レベルを加えたレベルに設定すればよい。
The boundary between the region in which the reference level is changed in proportion to the power supply voltage and the region in which the reference level is set to a fixed level, that is, the transition level (corresponding to Vt) in the power supply voltage, depends on the driving torque generated in the motor and the motor. The power supply voltage may be set to a level obtained by adding a predetermined margin level to the power supply voltage at the time when the maximum value of the load applied in the steady state matches.

ところで、一般に過電流検出においては、ノイズ等の
影響をなくするため、検出した電流がしきい値レベルを
越える時間が短い時は過電流を検出せず、前記時間が所
定時間以上継続すると過電流を検出するようにしてい
る。
In general, in overcurrent detection, in order to eliminate the influence of noise or the like, overcurrent is not detected when the time during which the detected current exceeds the threshold level is short, and the overcurrent is continued when the time continues for a predetermined time or more. Is to be detected.

ところが、モータがロックした場合の異常と、負荷が
定常レベルを越えた場合の異常では、異常発生の原因が
異なるため、検出した電流レベルと参照レベルとの比較
結果が適切か否かを識別するのに要する時間は互いに異
なる。そこで、本発明の好ましい実施例においては、電
源電圧が前記遷移レベルを境界にして大小いずれの領域
に存在するかに応じて、検出電流レベルと参照レベルと
の比較結果が有効か否かを識別する時限を切換える。つ
まり、検出すべき異常の原因に応じて、各々に適した時
限を設定する。これにより、異常の誤検出や検出遅れを
なくしうる。
However, the cause of the occurrence of the abnormality is different between the abnormality when the motor is locked and the abnormality when the load exceeds the steady level. Therefore, it is determined whether or not the comparison result between the detected current level and the reference level is appropriate. The time required for each differs. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, it is determined whether or not the comparison result between the detected current level and the reference level is valid according to whether the power supply voltage exists in the larger or smaller area with the transition level as a boundary. Change the time limit. That is, a time period suitable for each is set according to the cause of the abnormality to be detected. Thereby, erroneous detection of abnormalities and detection delay can be eliminated.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の、図面を参照し
た実施例説明により明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

[実施例] 第2図に、本発明を実施する一形式の自動車用車高調
整装置の構成を示す。第2図を参照すると、1FL,1FR,1R
L及び1RRが、それぞれ前左側,前右側,後左側及び後右
側の車輪の懸架装置を示している。これらの懸架装置
は、エアスプリングを備えており、該エアスプリングの
空気室に対して空気の導入/排出を行なうことにより、
車輪と車体との距離、即ち車高を調整する。車高センサ
2が、車体とシャーシとの間の距離を検出して車高を識
別する。
[Embodiment] FIG. 2 shows a configuration of a type of vehicle height adjusting apparatus for implementing the present invention. Referring to FIG. 2, 1FL, 1FR, 1R
L and 1RR denote front left, front right, rear left and rear right wheel suspensions, respectively. These suspension devices are provided with an air spring, and by introducing / discharging air into / from the air chamber of the air spring,
The distance between the wheels and the vehicle body, that is, the vehicle height is adjusted. The vehicle height sensor 2 detects the distance between the vehicle body and the chassis to identify the vehicle height.

マイクロコンピュータ10は、車高センサ2からの信号
を入力し、現在の車高が目標車高に対して高い,適正又
は低いを識別し、高い場合には、エアスプリングの空気
室の空気を排出して車高を下げ、低い場合には空気室に
空気を導入して車高を上げる。
The microcomputer 10 receives a signal from the vehicle height sensor 2 and determines whether the current vehicle height is high, appropriate or low with respect to the target vehicle height. If the current vehicle height is high, the microcomputer 10 discharges air from the air chamber of the air spring. To lower the vehicle height, and if low, introduce air into the air chamber to increase the vehicle height.

即ち、空気を排出する時には、信号SG3を低レベルL
に設定し、排気用電磁弁3を開く。電磁弁3が開くと、
エアスプリングの空気室内の空気が、ドライヤ4及び電
磁弁3を通って大気に放出され、空気室内の空気量が減
小し、車高が下がる。空気を導入する時には、信号SG4
を低レベルLに設定しリレー5を付勢する。リレー5を
付勢すると、その電気接点が閉じ、電気モータ6に電力
が供給され、電気モータ6が駆動される。電気モータ6
は、エアコンプレッサ7を駆動する。エアコンプレッサ
7は、入力ポート8及びチェック弁9を介して大気から
空気を導入し、圧縮した空気を、ドライヤ4を介してエ
アスプリングの空気室に供給する。これにより、エアス
プリングの空気室内の空気量が増大し、車高が上がる。
11はリリーフ弁である。
That is, when discharging the air, the signal SG3 is set to the low level L.
And the exhaust solenoid valve 3 is opened. When the solenoid valve 3 opens,
The air in the air chamber of the air spring is released to the atmosphere through the dryer 4 and the solenoid valve 3, so that the amount of air in the air chamber decreases and the vehicle height decreases. When introducing air, signal SG4
Is set to the low level L and the relay 5 is energized. When the relay 5 is energized, its electrical contacts close, power is supplied to the electric motor 6, and the electric motor 6 is driven. Electric motor 6
Drives the air compressor 7. The air compressor 7 introduces air from the atmosphere via the input port 8 and the check valve 9, and supplies the compressed air to the air chamber of the air spring via the dryer 4. As a result, the amount of air in the air chamber of the air spring increases, and the vehicle height increases.
11 is a relief valve.

エアコンプレッサ7を駆動する電気モータの電極は一
端はリレー5の電気接点を介して、車上バッテリー12の
プラス端子と接続され、他端は抵抗器R1を介して接地さ
れている。抵抗器R1は、電気モータ6の電機子を流れる
電流を検出するために備わっている。即ち、抵抗器R1の
両端子間には、電気モータ6を流れる電流に比例した電
圧が現われる。この電圧が過電流検出回路20に印加され
る。過電流検出回路20が出力する2つの信号SG1,SG2が
マイクロコンピュータ10の入力ポートに印加される。
One end of an electrode of the electric motor that drives the air compressor 7 is connected to the plus terminal of the on-vehicle battery 12 via an electrical contact of the relay 5, and the other end is grounded via a resistor R1. The resistor R1 is provided for detecting a current flowing through the armature of the electric motor 6. That is, a voltage proportional to the current flowing through the electric motor 6 appears between the two terminals of the resistor R1. This voltage is applied to the overcurrent detection circuit 20. Two signals SG1 and SG2 output from the overcurrent detection circuit 20 are applied to the input port of the microcomputer 10.

第2図の過電流検出回路20の具体的な構成を第3図に
示す。第3図を参照する。電気モータ6の電流レベルに
対応するアナログ信号SG5は、抵抗器R2及びR3を介し
て、演算増幅器OP1のプラス側入力端子に印加される。
この演算増幅器OP1は、アナログ比較器として構成され
ており、OP1のマイナス側入力端子に印加される参照電
圧Vrefとプラス側入力端子に印加される信号SG5の電圧V
mとを比較する。
FIG. 3 shows a specific configuration of the overcurrent detection circuit 20 shown in FIG. Please refer to FIG. An analog signal SG5 corresponding to the current level of the electric motor 6 is applied to the positive input terminal of the operational amplifier OP1 via the resistors R2 and R3.
The operational amplifier OP1 is configured as an analog comparator, and includes a reference voltage Vref applied to a minus input terminal of the OP1 and a voltage VSG of a signal SG5 applied to a plus input terminal of the OP1.
Compare with m.

参照電圧Vrefは、抵抗器Ra,Rb,Rcとツェナーダイオー
ドZDによって生成される。抵抗器Ra,Rb,Rcは、分圧器を
構成しており、電源ライン(Vb)とアースラインとの間
の電圧に応じた分圧電位を生成する。ツェナーダイオー
ドZDは、抵抗器RaとRbとの接続点の電位が所定以上にな
らないように、電圧を制限する。従って、参照電圧Vref
は、第1図に示すように、電源電圧Vbが所定電圧Vbz以
下の時は、電圧Vbに比例して変化し、VbがVbzを越える
と、一定値に維持される。
Reference voltage Vref is generated by resistors Ra, Rb, Rc and zener diode ZD. The resistors Ra, Rb, and Rc constitute a voltage divider, and generate a divided potential according to the voltage between the power supply line (Vb) and the ground line. The Zener diode ZD limits the voltage so that the potential at the connection point between the resistors Ra and Rb does not exceed a predetermined value. Therefore, the reference voltage Vref
As shown in FIG. 1, when the power supply voltage Vb is equal to or lower than the predetermined voltage Vbz, the power supply voltage Vb changes in proportion to the voltage Vb, and is maintained at a constant value when Vb exceeds Vbz.

第6図のグラフは、第2図に示す電気モータ6の、負
荷トルク−回転数特性及び負荷トルク−モータ電流特性
を示している。定常状態において電気モータ6に印加さ
れる負荷トルクは、所定の範囲内にある。この例では、
定常状態における負荷トルクの最大値がTmaxになる。従
って、負荷トルクがTmaxで一定の場合を考えると、電源
電圧Vbが約10V以下になると、回転数が0になり、モー
タがロックすることが分かる。また、第6図から、モー
タに流れる電流は負荷トルクに比例し、負荷トルクがTm
axの時に、電流がImaxになることが分かる。つまり、電
流がImaxを越える場合には、過負荷であるとみなしう
る。電流Imaxは、信号SG5(Vm)のレベルに換算する
と、第1図に示すVm0に対応する。
The graph of FIG. 6 shows the load torque-rotation speed characteristics and the load torque-motor current characteristics of the electric motor 6 shown in FIG. The load torque applied to the electric motor 6 in the steady state is within a predetermined range. In this example,
The maximum value of the load torque in the steady state becomes Tmax. Therefore, considering the case where the load torque is constant at Tmax, it can be seen that when the power supply voltage Vb becomes about 10 V or less, the number of revolutions becomes 0 and the motor is locked. From FIG. 6, the current flowing through the motor is proportional to the load torque, and the load torque is Tm.
It can be seen that the current becomes Imax at the time of ax. That is, if the current exceeds Imax, it can be considered that the load is overloaded. The current Imax corresponds to Vm0 shown in FIG. 1 when converted into the level of the signal SG5 (Vm).

そこで、この実施例では、第1図に示すように、電源
電圧が所定電圧Vbz以上の領域では、定常時の負荷を越
える過負荷の発生を検出するために、参照電圧Vrefのレ
ベルを一定値Vr1に設定する。従って、この領域では、
過負荷が生じない限り、Vref>Vm0であることが分か
る。この場合の参照電圧VrefのレベルVr1は、次の第
(1)式に示すように、ツェナーダイオードZDのツェナ
ー電圧Vzによって定まる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, in a region where the power supply voltage is equal to or higher than the predetermined voltage Vbz, the level of the reference voltage Vref is set to a constant value in order to detect the occurrence of an overload exceeding the load in a steady state. Set to Vr1. Therefore, in this area,
As long as no overload occurs, it can be seen that Vref> Vm0. In this case, the level Vr1 of the reference voltage Vref is determined by the Zener voltage Vz of the Zener diode ZD as shown in the following equation (1).

Vr1=Vz・Rc/(Rb+Rc) …(1) 参照電圧Vrefの特性カーブの切換わり点の電源電圧Vb
zは、次の第(2)式で表わされる。
Vr1 = Vz · Rc / (Rb + Rc) (1) The power supply voltage Vb at the switching point of the characteristic curve of the reference voltage Vref
z is expressed by the following equation (2).

Vbz=Vz・(Ra+Rb+Rc)/(Rb+Rc) …(2) 電源電圧がVbz以下の領域では、参照電圧Vrefは次の
第(3)式で表わされる。
Vbz = Vz ・ (Ra + Rb + Rc) / (Rb + Rc) (2) In a region where the power supply voltage is equal to or lower than Vbz, the reference voltage Vref is expressed by the following equation (3).

Vref=Vb・Rc/(Ra+Rb+Rc) …(3) 従って、この領域では、参照電圧Vrefは、抵抗器Ra,R
b,Rcでなる抵抗分圧器の分圧比と、電源電圧とによって
決定される。また、第1図から明らかなように、この領
域では、Vrefのレベルは、モータロック領域と非ロック
領域との境界を示す直線C1が示すレベルよりも少し小さ
い。また、参照電圧Vrefと直線C1とは、ともに電源電圧
Vbに対して比例関係にあることが分かる。従って、電気
モータ6がロックする状態に近づくと、Vm>Vrefにな
る。この場合、仮に負荷の大きさが定常レベルの範囲内
であっても、電源電圧Vbが異常に低い場合には、Vm0>V
refになり、電流は異常レベルにみなされる。また逆
に、電源電圧Vbが異常に低い場合であっても、その時の
負荷の大きさが非常に小さければ、モータのロックが生
じる恐れがないので、電流レベルは異常にみなされな
い。
Vref = Vb · Rc / (Ra + Rb + Rc) (3) Therefore, in this region, the reference voltage Vref is determined by the resistors Ra and R
It is determined by the voltage dividing ratio of the resistive voltage divider composed of b and Rc and the power supply voltage. Also, as is clear from FIG. 1, in this region, the level of Vref is slightly lower than the level indicated by the straight line C1 indicating the boundary between the motor lock region and the unlock region. The reference voltage Vref and the straight line C1 are both the power supply voltage.
It can be seen that there is a proportional relationship with Vb. Therefore, when the electric motor 6 approaches the locked state, Vm> Vref. In this case, even if the magnitude of the load is within the range of the steady level, if the power supply voltage Vb is abnormally low, Vm0> V
ref and the current is considered abnormal. Conversely, even when the power supply voltage Vb is abnormally low, if the magnitude of the load at that time is extremely small, there is no possibility that the motor will be locked, so the current level is not regarded as abnormal.

再び第3図を参照する。電流レベルが正常の場合、即
ちVm<Vrefであると、演算増幅器OP1の出力レベルが低
レベルLになり、ダイオードD1及び抵抗器R6を介して、
トランジスタQ1のベース端子に低レベルLが印加され、
Q1がオフするので、Q1のコレクタ端子から出力される信
号SG1は高レベルHになる。電流レベルが異常になる
と、即ちVm>Vrefになると、演算増幅器OP1の出力レベ
ルが高レベルHに反転し、ダイオードD1及び抵抗器R6を
介して、トランジスタQ1のベース端子に高レベルHが印
加され、トランジスタQ1がオンし、Q1のコレクタ端子か
ら出力される信号SG1が低レベルLになる。
FIG. 3 is referred to again. When the current level is normal, that is, when Vm <Vref, the output level of the operational amplifier OP1 becomes low level L, and via the diode D1 and the resistor R6,
A low level L is applied to the base terminal of the transistor Q1,
Since Q1 is turned off, the signal SG1 output from the collector terminal of Q1 becomes high level H. When the current level becomes abnormal, that is, when Vm> Vref, the output level of the operational amplifier OP1 is inverted to the high level H, and the high level H is applied to the base terminal of the transistor Q1 via the diode D1 and the resistor R6. , The transistor Q1 turns on, and the signal SG1 output from the collector terminal of Q1 goes low.

一方、電源電圧VbがVbz以下であると、抵抗器RaとRb
との接続点−アース間の電圧がツェナーダイオードZDの
ツェナー電圧以下であるので、ツェナーダイオードZDに
は電流がほとんど流れず、従って抵抗器Raにおける電圧
降下は非常に小さい。この場合、トランジスタQ2がオフ
し、トランジスタQ3がオフし、信号SG2が高レベルHに
なる。電源電圧VbがVbzを越えると、抵抗器RaとRbとの
接続点−アース間の電圧がツェナーダイオードZDのツェ
ナー電圧を越えるので、ツェナーダイオードZDに比較的
大きな電流が流れ、抵抗器Raにおける電圧降下が大きく
なる。この場合、トランジスタQ2がオンし、Q3がオン
し、信号SG2が低レベルLになる。
On the other hand, when the power supply voltage Vb is equal to or lower than Vbz, the resistors Ra and Rb
Since the voltage between the connection point and the ground is equal to or less than the Zener voltage of the Zener diode ZD, almost no current flows through the Zener diode ZD, and therefore the voltage drop across the resistor Ra is very small. In this case, the transistor Q2 turns off, the transistor Q3 turns off, and the signal SG2 goes high. When the power supply voltage Vb exceeds Vbz, the voltage between the connection point of the resistors Ra and Rb and the ground exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD. The descent increases. In this case, the transistor Q2 turns on, Q3 turns on, and the signal SG2 goes low.

信号SG1及びSG2は、第2図に示すように、マイクロコ
ンピュータ10の入力ポートに印加される。従って、マイ
クロコンピュータ10は、電気モータ6を流れる電流が異
常か否か、及び電源電圧がVbz以下か否かを知ることが
できる。
The signals SG1 and SG2 are applied to the input port of the microcomputer 10, as shown in FIG. Therefore, the microcomputer 10 can know whether the current flowing through the electric motor 6 is abnormal and whether the power supply voltage is equal to or lower than Vbz.

なお、第3図において、IC1は、安定化した電圧Vcc
(+5V)を生成するレギュレータの機能を有する集積回
路である。
In FIG. 3, IC1 is a stabilized voltage Vcc.
This is an integrated circuit that has the function of a regulator that generates (+ 5V).

第4図に、第2図のマイクロコンピュータ10の動作の
概略を示す。第4図を参照して説明する。電源がオンす
ると、初期化処理を実行し、メモリ,フラグ,ポート等
々をクリアする(ステップ1)。ステップ2では、禁止
フラグFdisの状態をチェックする。このフラグは、前記
初期化処理によって0にクリアされる。
FIG. 4 schematically shows the operation of the microcomputer 10 shown in FIG. This will be described with reference to FIG. When the power is turned on, an initialization process is executed to clear memories, flags, ports, and the like (step 1). In step 2, the state of the prohibition flag Fdis is checked. This flag is cleared to 0 by the initialization processing.

禁止フラグFdisが0であると、ステップ3に進む。ス
テップ3では、車高センサ2が出力する車高情報SG0を
入力し、その時の車高を識別する。次に、現在の制御状
態を識別する。即ち、ステップ4では車高下げ制御中か
否かを、フラグFEを参照してチェックする。車高下げ制
御中でなければ、ステップ5で、車高上げ制御中か否か
を、フラグFCを参照してチェックする。車高上げ制御中
でなければ、更にステップ6で、現車高が目標車高範囲
よりも低いか否かを識別する。低くなければ、更にステ
ップ7で、現車高が目標車高範囲よりも高いか否かを識
別する。
If the prohibition flag Fdis is 0, the process proceeds to step 3. In step 3, the vehicle height information SG0 output from the vehicle height sensor 2 is input, and the vehicle height at that time is identified. Next, the current control state is identified. That is, in step 4, it is checked whether or not the vehicle height reduction control is being performed with reference to the flag FE. If the vehicle height reduction control is not being performed, it is checked in step 5 whether or not the vehicle height raising control is being performed with reference to the flag FC. If the vehicle height raising control is not being performed, it is further determined in step 6 whether the current vehicle height is lower than the target vehicle height range. If not, step 7 further determines whether the current vehicle height is higher than the target vehicle height range.

ステップ4で車高下げ制御中を検出すると、ステップ
9に進む。ステップ9では、現車高が目標車高範囲より
高いか否かを識別する。現車高が目標車高範囲内にある
時には、ステップ10に進み、排気用電磁弁3を閉じ、車
高下げ制御フラグFEを0にクリアする。
When it is detected in step 4 that the vehicle height reduction control is being performed, the process proceeds to step 9. In step 9, it is determined whether or not the current vehicle height is higher than the target vehicle height range. When the current vehicle height is within the target vehicle height range, the routine proceeds to step 10, closes the exhaust electromagnetic valve 3, and clears the vehicle height reduction control flag FE to zero.

また、ステップ5で車高上げ制御中を検出すると、ス
テップ21に進む。ステップ21では、電流異常信号SG1の
状態を参照する。SG1が低レベルL、即ちVm>Vrefであ
ると、ステップ12に進み、そうでなければステップ22に
進む。ステップ22では、タイマTMを停止し、計数値をク
リアする。
If it is detected in step 5 that the vehicle height raising control is being performed, the process proceeds to step 21. In step 21, the state of the abnormal current signal SG1 is referred to. If SG1 is at the low level L, that is, Vm> Vref, the process proceeds to step 12, otherwise, the process proceeds to step 22. In step 22, the timer TM is stopped and the count value is cleared.

ステップ12では、タイマフラグFtmを参照する。初期
状態では、フラグFtmは0である。Ftmが0の時は、続い
てステップ13に進む。ステップ13ではフラグFtmを1に
セットし、タイマTMをスタートし、ステップ14に進む。
In step 12, the timer flag Ftm is referred. In the initial state, the flag Ftm is 0. When Ftm is 0, the process proceeds to step S13. In step 13, the flag Ftm is set to 1, the timer TM is started, and the routine proceeds to step 14.

ステップ14では、信号SG2の状態を参照する。SG2が
H、即ち電源電圧VbがVbz以下であるとステップ15に進
み、そうでなければステップ17に進む。ステップ15で
は、タイマTMの計数値を予め定めた固定値T1と比較す
る。そして、TM>T1であると、モータ6の電流が異常で
あるとみなし、禁止フラグFdisを1にセットし、ステッ
プ20に進む。ステップ17では、タイマTMの計数値を予め
定めた固定値T2と比較する。そして、TM>T2であると、
モータ6の電流が異常であるとみなし、禁止フラグFdis
を1にセットしてステップ20に進む。
In step 14, the state of the signal SG2 is referred to. When SG2 is H, that is, when the power supply voltage Vb is equal to or lower than Vbz, the process proceeds to step 15, and otherwise, the process proceeds to step 17. In step 15, the count value of the timer TM is compared with a predetermined fixed value T1. If TM> T1, it is considered that the current of the motor 6 is abnormal, the prohibition flag Fdis is set to 1, and the routine proceeds to step 20. In step 17, the count value of the timer TM is compared with a predetermined fixed value T2. And if TM> T2,
It is considered that the current of the motor 6 is abnormal, and the prohibition flag Fdis
Is set to 1 and the process proceeds to step 20.

異常を検出しない場合、ステップ19に進む。ステップ
19では、現車高が目標車高より低いか否かを識別する。
現車高が目標車高範囲内にある時には、ステップ20に進
む。
If no abnormality is detected, the process proceeds to step 19. Steps
At 19, it is determined whether or not the current vehicle height is lower than the target vehicle height.
When the current vehicle height is within the target vehicle height range, the process proceeds to step 20.

ステップ20では、信号SG4を高レベルHに設定してリ
レー5をオフし、それによって電気モータ6の付勢を停
止し、コンプレッサ7の駆動を停止する。そして、車高
上げ制御中フラグFCを0にクリアする。
In step 20, the signal SG4 is set to the high level H to turn off the relay 5, thereby stopping the energization of the electric motor 6 and stopping the driving of the compressor 7. Then, the vehicle height increasing control flag FC is cleared to 0.

異常を検出すると、禁止フラグFdisが1になるので、
電気モータ6の駆動が停止された後で、ステップ2の処
理から先に進まなくなるので、その後の動作は禁止され
る。
When an abnormality is detected, the prohibition flag Fdis becomes 1,
After the drive of the electric motor 6 is stopped, the process does not proceed from the process of step 2, and the subsequent operation is prohibited.

異常が検出されるのは、信号SG1が異常レベルLにな
っている間の継続時間がT1又はT2によって定まる時間を
越えた時である。この時間は、信号SG2の状態に応じて
自動的に切換えられる。即ち、SG2が高レベルHの時
は、異常検出の対象がモータ6がロックしたか否かであ
り、SG2が低レベルLの時は、異常検出の対象がモータ
6に定常以上の大きな負荷が加わったか否かであり、異
常発生の原因に応じて、SG2の状態が定まる。モータの
ロックが生じた場合、電源電圧が多少増大しても、モー
タが再び起動することはないから、モータのロックを検
出する場合には、電流が異常レベルになったら比較的短
い時間で、それを異常にみなす方が好ましい。それに対
して、負荷が定常以上になる異常の場合には、比較的短
い時間内に異常の原因がなくなることもあるので、ロッ
クを検出する場合よりも長い時間をかけて異常か否かを
識別する方が好ましい。
An abnormality is detected when the duration during which the signal SG1 is at the abnormal level L exceeds the time determined by T1 or T2. This time is automatically switched according to the state of signal SG2. That is, when SG2 is at a high level H, the target of the abnormality detection is whether or not the motor 6 is locked, and when SG2 is at a low level L, the target of the abnormality detection is a large load of the motor 6 at a steady state or higher. It depends on the cause of the abnormality, and the state of SG2 is determined. When the motor locks, even if the power supply voltage increases slightly, the motor will not start again, so when detecting the motor lock, if the current reaches an abnormal level, it will take a relatively short time. It is preferable to regard it as abnormal. On the other hand, in the case of an abnormality where the load becomes steady or higher, the cause of the abnormality may disappear within a relatively short time. Is preferred.

そこで、この実施例においては、T1<T2に設定し、モ
ータのロックを検出する場合には比較的短い時間で異常
を検出し、過大負荷を検出する場合には比較的長い時間
をかけて異常を検出するようになっている。
Therefore, in this embodiment, T1 <T2 is set, the abnormality is detected in a relatively short time when detecting the lock of the motor, and the abnormality is detected in a relatively long time when the excessive load is detected. Is to be detected.

なお、上記実施例においては、異常電流を検出してい
る状態が所定時間継続する場合に異常の発生を検出する
ようにしているが、例えば比較器(実施例ではOP1)の
前で電流レベルを示す信号(実施例ではSG5)を比較的
大きな時定数を有するフィルタに通したり、あるいは参
照信号(実施例ではVref)のレベルに、電流レベルの定
常値に対して十分大きな余裕を持たせる場合には、比較
器の比較結果を、直接、異常の有無として利用してもよ
い。
In the above-described embodiment, the occurrence of an abnormality is detected when the state in which the abnormal current is detected continues for a predetermined time. For example, the current level is detected before the comparator (OP1 in the embodiment). When the indicated signal (SG5 in the embodiment) is passed through a filter having a relatively large time constant, or when the level of the reference signal (Vref in the embodiment) has a sufficiently large margin with respect to the steady-state value of the current level May use the comparison result of the comparator directly as the presence or absence of an abnormality.

[効果] 以上のとおり、本発明によれば、電源電圧のレベル変
化に関わらず、電源電圧の低下によって生じる電動機の
ロックの有無が確実に検出でき、しかも、電動機のロッ
クが生じない程度の過負荷によって生じる電動機の異常
加熱の有無も確実に検出しうる。
[Effects] As described above, according to the present invention, it is possible to reliably detect whether or not the motor is locked due to a decrease in the power supply voltage, irrespective of a change in the power supply voltage level. The presence or absence of abnormal heating of the motor caused by the load can also be reliably detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明を実施する過電流検出回路20の、電源
電圧Vb,電流対応電圧Vm,参照電圧Vref及びモータロック
領域の関係を示すグラフである。 第2図は、一形式の車高調整装置の構成概略を示すブロ
ック図である。 第3図は、第2図の過電流検出回路の具体的な構成を示
す電気回路図である。 第4図は、第2図のマイクロコンピュータ10の動作の概
略を示すフローチャートである。 第5a図及び第5b図は、従来の過電流検出方法における電
源電圧Vb,電流検出レベルVmA,VmB及び参照レベルVrefの
関係を示すグラフである。 第6図は、実施例で使用した電気モータ6の負荷トルク
と回転数、ならびに負荷トルクと電流との関係を示すグ
ラフである。 1FL,1FR,1RL,1RR:懸架装置 2:車高センサ、3:排気用電磁弁 4:ドライヤ、5:リレー 6:電気モータ(電動機) 7:コンプレッサ、8:入力ポート 9:チェック弁 10:マイクロコンピュータ(保護手段) 11:リリーフ弁、12:車上バッテリー R1:抵抗器(電流検出手段) ZD:ツェナーダイオード Ra+Rb+Rc+ZD:(参照信号生成手段) OP1:演算増幅器(比較手段)
FIG. 1 is a graph showing a relationship among a power supply voltage Vb, a current-corresponding voltage Vm, a reference voltage Vref, and a motor lock region of an overcurrent detection circuit 20 embodying the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of one type of vehicle height adjusting device. FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of the overcurrent detection circuit of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the operation of the microcomputer 10 in FIG. 5a and 5b are graphs showing the relationship between the power supply voltage Vb, the current detection levels VmA, VmB, and the reference level Vref in the conventional overcurrent detection method. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the load torque and the number of revolutions of the electric motor 6 used in the embodiment, and the relationship between the load torque and the current. 1FL, 1FR, 1RL, 1RR: Suspension device 2: Vehicle height sensor, 3: Exhaust solenoid valve 4: Dryer, 5: Relay 6: Electric motor (motor) 7: Compressor, 8: Input port 9: Check valve 10: Microcomputer (protection means) 11: relief valve, 12: on-board battery R1: resistor (current detection means) ZD: Zener diode Ra + Rb + Rc + ZD: (reference signal generation means) OP1: operational amplifier (comparison means)

フロントページの続き (72)発明者 浜田 敏明 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイ シン精機株式会社内 (72)発明者 廣瀬 正典 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 杉田 恵一 (56)参考文献 登録実用新案338742(JP,Z1)Continuing from the front page (72) Inventor Toshiaki Hamada 2-1-1 Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Aisin Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Hirose 1-Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Japan Examiner, Toyota Motor Corporation Keiichi Sugita (56) References Registered Utility Model 338742 (JP, Z1)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電動機を流れる電流のレベルに応じた電気
信号を出力する電流検出手段; 前記電動機に印加される電源電圧を検出する手段及び電
圧を制限する手段を含み、前記電源電圧が所定値以下の
時は、該電源電圧に比例してレベルが変化し、電源電圧
が前記所定値を越えると、電源電圧とは無関係に実質上
レベルが一定の、参照信号を出力する、参照信号生成手
段; 前記電流検出手段が出力する電気信号のレベルと前記参
照信号生成手段が出力する参照信号のレベルとを比較
し、前記電動機の過電流の有無を識別して異常を検出す
る、比較手段;及び 前記比較手段が異常を検出すると、前記電動機の制御に
関して所定の保護処理を行なう保護手段; を備える、電動機の過電流検出装置。
A current detecting means for outputting an electric signal corresponding to a level of a current flowing through the motor; a means for detecting a power supply voltage applied to the motor; and a means for limiting the voltage, wherein the power supply voltage is a predetermined value. In the following cases, the level changes in proportion to the power supply voltage, and when the power supply voltage exceeds the predetermined value, outputs a reference signal having a substantially constant level irrespective of the power supply voltage. Comparing means for comparing the level of the electric signal output by the current detecting means with the level of the reference signal output by the reference signal generating means to identify the presence or absence of an overcurrent of the motor and to detect an abnormality; An overcurrent detection device for a motor, comprising: protection means for performing a predetermined protection process on control of the motor when the comparison means detects an abnormality.
【請求項2】前記参照信号生成手段は、電源電圧が、前
記電動機の発生トルクが該電動機に定常時に印加される
負荷の大きさと一致する時のレベルに所定の余裕レベル
を加えた、遷移レベル以下の時は、該電源電圧に比例し
てレベルが変化し、電源電圧が前記遷移レベルを越える
と、電源電圧とは無関係に実質上レベルが一定の、参照
信号を出力する、前記特許請求の範囲第(1)項記載の
電動機の過電流検出装置。
2. The reference signal generating means according to claim 1, wherein said power supply voltage is a transition level obtained by adding a predetermined margin level to a level when a generated torque of said motor matches a magnitude of a load applied to said motor in a steady state. In the following cases, the level changes in proportion to the power supply voltage, and when the power supply voltage exceeds the transition level, outputs a reference signal having a substantially constant level irrespective of the power supply voltage. The overcurrent detection device for an electric motor according to the range (1).
【請求項3】前記比較手段は、所定の比較結果が継続的
に得られる時間を計数する時限手段を備え、電源電圧が
前記遷移レベル以下の時は前記時限手段が第1の時限を
計数すると異常を検出し、電源電圧が前記遷移レベルを
越える時は前記時限手段が第2の時限を計数すると異常
を検出する、前記特許請求の範囲第(2)項記載の電動
機の過電流検出装置。
3. The comparing means includes time limit means for counting a time during which a predetermined comparison result is continuously obtained. When the power supply voltage is equal to or lower than the transition level, the time means counts a first time limit. The overcurrent detection device for an electric motor according to claim 2, wherein an abnormality is detected, and when the power supply voltage exceeds the transition level, the time means counts the second time period to detect the abnormality.
【請求項4】前記参照信号生成手段は、電源ライン間に
介挿された抵抗分圧器と、該抵抗分圧器の一部に接続さ
れたツェナーダイオードを備える、前記特許請求の範囲
第(1)項,第(2)項又は第(3)項記載の電動機の
過電流検出装置。
4. The reference signal generating means according to claim 1, wherein said reference signal generating means includes a resistor voltage divider inserted between power supply lines and a Zener diode connected to a part of said resistor voltage divider. Item, Item (2) or (3).
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