JP3513845B2 - トランジスタの保護装置 - Google Patents
トランジスタの保護装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタの保
護装置に関し、特に負荷に供給する電圧または電流を線
形制御可能なトランジスタの保護装置に関するものであ
る。
護装置に関し、特に負荷に供給する電圧または電流を線
形制御可能なトランジスタの保護装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば電動モータ等の電力を
比較的多く必要とする負荷を駆動する電力用半導体素子
として、パワートランジスタ、パワーMOS FET 等が用い
られている。そして、パワートランジスタを制御する制
御回路では、コレクタ損失等のエネルギ損失により生ず
る発熱からパワートランジスタを保護するため、例えば
発熱温度が所定温度以上に達すると温度ヒューズを溶断
したり、サーミスタによりパワートランジスタに流れる
電流を遮断したりしてパワートランジスタの発熱を抑制
していた。
比較的多く必要とする負荷を駆動する電力用半導体素子
として、パワートランジスタ、パワーMOS FET 等が用い
られている。そして、パワートランジスタを制御する制
御回路では、コレクタ損失等のエネルギ損失により生ず
る発熱からパワートランジスタを保護するため、例えば
発熱温度が所定温度以上に達すると温度ヒューズを溶断
したり、サーミスタによりパワートランジスタに流れる
電流を遮断したりしてパワートランジスタの発熱を抑制
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、温度ヒュー
ズの溶断によりパワートランジスタに流れる電流を遮断
する方法によると、温度ヒューズが一旦溶断すると溶断
前の新しい温度ヒューズに交換しない限り負荷を再始動
できないため、温度ヒューズを交換するメインテナンス
が必要となるという問題を生ずる。
ズの溶断によりパワートランジスタに流れる電流を遮断
する方法によると、温度ヒューズが一旦溶断すると溶断
前の新しい温度ヒューズに交換しない限り負荷を再始動
できないため、温度ヒューズを交換するメインテナンス
が必要となるという問題を生ずる。
【０００４】また、温度上昇により回路を遮断しても交
換を必要としないサーミスタを用いることによりメイン
テナンスなしに負荷の再始動を行う方法もあるが、この
方法によると、パワートランジスタの温度が所定の冷却
温度に低下するまで負荷に電力を供給することができな
い。すると、温度上昇による負荷の停止から温度停止に
よる負荷の再始動までの時間を要し、この間は負荷の運
転ができないという問題を生ずる。
換を必要としないサーミスタを用いることによりメイン
テナンスなしに負荷の再始動を行う方法もあるが、この
方法によると、パワートランジスタの温度が所定の冷却
温度に低下するまで負荷に電力を供給することができな
い。すると、温度上昇による負荷の停止から温度停止に
よる負荷の再始動までの時間を要し、この間は負荷の運
転ができないという問題を生ずる。
【０００５】そこで、このような問題を解決するため、
特開平５−２１９７９２号公報に開示される「スイッチ
ングトランジスタの加熱保護装置」が提案されており、
自動車用空調装置のブロアモータを駆動するスイッチン
グトランジスタをデューティ比制御する場合、スイッチ
ングトランジスタが所定温度に達するとデューティ比を
１００％に設定しスイッチングトランジスタの発熱を抑
制している。
特開平５−２１９７９２号公報に開示される「スイッチ
ングトランジスタの加熱保護装置」が提案されており、
自動車用空調装置のブロアモータを駆動するスイッチン
グトランジスタをデューティ比制御する場合、スイッチ
ングトランジスタが所定温度に達するとデューティ比を
１００％に設定しスイッチングトランジスタの発熱を抑
制している。
【０００６】この「スイッチングトランジスタの加熱保
護装置」によると、スイッチングトランジスタの定常損
失分とスイッチング損失分との和に相当するエネルギ損
失がデューティ比が９５％前後において最大となり、デ
ューティ比が１００％に近づくほどエネルギ損失が減少
することに着目し、デューティ比を１００％になるよう
に制御している。
護装置」によると、スイッチングトランジスタの定常損
失分とスイッチング損失分との和に相当するエネルギ損
失がデューティ比が９５％前後において最大となり、デ
ューティ比が１００％に近づくほどエネルギ損失が減少
することに着目し、デューティ比を１００％になるよう
に制御している。
【０００７】ところが、パワートランジスタを線形制御
する場合、エネルギ損失が最大になるのは、負荷の供給
電力が中間の領域であるため、この領域から最大電力
（デューティ比１００％）に切替えると、負荷の変動が
大きく車室内の乗員等に不快感を与えるという問題があ
る。本発明の目的は、負荷への電圧または電流の供給を
続けながらトランジスタを冷却可能なトランジスタの保
護装置を提供することである。
する場合、エネルギ損失が最大になるのは、負荷の供給
電力が中間の領域であるため、この領域から最大電力
（デューティ比１００％）に切替えると、負荷の変動が
大きく車室内の乗員等に不快感を与えるという問題があ
る。本発明の目的は、負荷への電圧または電流の供給を
続けながらトランジスタを冷却可能なトランジスタの保
護装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明は、請求項１記載の手段を採用する。この手
段によると、温度検出手段により検出したトランジスタ
の発熱温度が第１の所定温度以上に達したとき、制御手
段によって負荷の通電を保ちながらエネルギ損失が減少
する作動領域に向かってトランジスタを制御することか
ら、負荷への電圧または電流の供給を停止することなく
してトランジスタのエネルギ損失を減少させることがで
きる。したがって、トランジスタの発熱を抑制できるた
め、負荷への電圧または電流の供給を続けながらトラン
ジスタを冷却する効果がある。
めの本発明は、請求項１記載の手段を採用する。この手
段によると、温度検出手段により検出したトランジスタ
の発熱温度が第１の所定温度以上に達したとき、制御手
段によって負荷の通電を保ちながらエネルギ損失が減少
する作動領域に向かってトランジスタを制御することか
ら、負荷への電圧または電流の供給を停止することなく
してトランジスタのエネルギ損失を減少させることがで
きる。したがって、トランジスタの発熱を抑制できるた
め、負荷への電圧または電流の供給を続けながらトラン
ジスタを冷却する効果がある。
【０００９】また、制御手段は、トランジスタの発熱温
度が第１の所定温度以上に達したとき、負荷への供給電
圧が所定値以上であるか否かを判断し、負荷への供給電
圧が所定値以上であるとき供給電圧を増大させる第１の
制御を行い、負荷への供給電圧が所定値未満であるとき
供給電圧を減少させる第２の制御を行うことから、エネ
ルギ損失が減少するように負荷への供給電圧を制御する
ことができる。これにより、負荷に供給する電圧または
電流を線形制御するトランジスタのエネルギ損失が減少
するため、トランジスタの発熱が抑制されトランジスタ
を冷却できる。
度が第１の所定温度以上に達したとき、負荷への供給電
圧が所定値以上であるか否かを判断し、負荷への供給電
圧が所定値以上であるとき供給電圧を増大させる第１の
制御を行い、負荷への供給電圧が所定値未満であるとき
供給電圧を減少させる第２の制御を行うことから、エネ
ルギ損失が減少するように負荷への供給電圧を制御する
ことができる。これにより、負荷に供給する電圧または
電流を線形制御するトランジスタのエネルギ損失が減少
するため、トランジスタの発熱が抑制されトランジスタ
を冷却できる。
【００１０】さらに、請求項２記載の手段を採用するこ
とにより、制御手段は、第１の制御の後、トランジスタ
の発熱温度が第２の所定温度以上であるか否かを判断
し、トランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上であ
るとき第１の制御行い、第２の制御の後、トランジスタ
の発熱温度が第２の所定温度以上であるとき第２の制御
を行うことから、第１の制御、第２の制御のいずれの制
御においてもトランジスタの発熱温度が第２の所定温度
以上であると、同じ制御を繰返す制御が行われる。これ
により、トランジスタの発熱温度が第２の所定温度より
下がるまで第１の制御または第２の制御が繰返し行われ
るため、トランジスタの発熱温度を第２の所定温度より
確実に低くさせる効果がある。
とにより、制御手段は、第１の制御の後、トランジスタ
の発熱温度が第２の所定温度以上であるか否かを判断
し、トランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上であ
るとき第１の制御行い、第２の制御の後、トランジスタ
の発熱温度が第２の所定温度以上であるとき第２の制御
を行うことから、第１の制御、第２の制御のいずれの制
御においてもトランジスタの発熱温度が第２の所定温度
以上であると、同じ制御を繰返す制御が行われる。これ
により、トランジスタの発熱温度が第２の所定温度より
下がるまで第１の制御または第２の制御が繰返し行われ
るため、トランジスタの発熱温度を第２の所定温度より
確実に低くさせる効果がある。
【００１１】さらにまた、請求項３記載の手段を採用す
ることにより、制御手段は、トランジスタの発熱温度が
第１の所定温度以上に達したとき、負荷である電動モー
タの回転数が所定回転数以上であるか否かを判断し、電
動モータの回転数が所定回転数以上であるとき電動モー
タの回転数が増加する第３の制御を行い、電動モータの
回転数が所定回転数未満であるとき電動モータの回転数
が減少する第４の制御を行うことから、エネルギ損失が
減少するように電動モ−タへの供給電圧を制御すること
ができる。これにより、電動モ−タに供給する電圧また
は電流を線形制御するトランジスタのエネルギ損失が減
少するため、トランジスタの発熱が抑制されトランジス
タを冷却できる。
ることにより、制御手段は、トランジスタの発熱温度が
第１の所定温度以上に達したとき、負荷である電動モー
タの回転数が所定回転数以上であるか否かを判断し、電
動モータの回転数が所定回転数以上であるとき電動モー
タの回転数が増加する第３の制御を行い、電動モータの
回転数が所定回転数未満であるとき電動モータの回転数
が減少する第４の制御を行うことから、エネルギ損失が
減少するように電動モ−タへの供給電圧を制御すること
ができる。これにより、電動モ−タに供給する電圧また
は電流を線形制御するトランジスタのエネルギ損失が減
少するため、トランジスタの発熱が抑制されトランジス
タを冷却できる。
【００１２】また、請求項４記載の手段を採用すること
により、制御手段は、第３の制御の後、トランジスタの
発熱温度が第２の所定温度以上であるか否かを判断し、
トランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上であると
き第３の制御行い、第４の制御の後、トランジスタの発
熱温度が第２の所定温度以上であるとき第４の制御を行
うことから、第３の制御、第４の制御のいずれの制御に
おいてもトランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上
であると、同じ制御を繰返す制御が行われる。これによ
り、トランジスタの発熱温度が第２の所定温度より下が
るまで第３の制御または第４の制御が繰返し行われるた
め、トランジスタの発熱温度を第２の所定温度より確実
に低くさせる効果がある。
により、制御手段は、第３の制御の後、トランジスタの
発熱温度が第２の所定温度以上であるか否かを判断し、
トランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上であると
き第３の制御行い、第４の制御の後、トランジスタの発
熱温度が第２の所定温度以上であるとき第４の制御を行
うことから、第３の制御、第４の制御のいずれの制御に
おいてもトランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上
であると、同じ制御を繰返す制御が行われる。これによ
り、トランジスタの発熱温度が第２の所定温度より下が
るまで第３の制御または第４の制御が繰返し行われるた
め、トランジスタの発熱温度を第２の所定温度より確実
に低くさせる効果がある。
【００１３】さらに、請求項５記載の手段を採用するこ
とにより、所定回転数は、電動モータの最小回転数と最
大回転数との中間値であることから、エネルギ損失が最
大になるこの中間値から離れるように制御手段によって
第３の制御または第４の制御が行われる。これにより、
電動モ−タに供給する電圧または電流を線形制御するト
ランジスタのエネルギ損失が減少しトランジスタを冷却
する。
とにより、所定回転数は、電動モータの最小回転数と最
大回転数との中間値であることから、エネルギ損失が最
大になるこの中間値から離れるように制御手段によって
第３の制御または第４の制御が行われる。これにより、
電動モ−タに供給する電圧または電流を線形制御するト
ランジスタのエネルギ損失が減少しトランジスタを冷却
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）本発明のトランジスタの保護装置を車両
等に用いられる空調用ブロアモータの回転数制御装置に
適用した第１実施例を図１〜図３に示す。
づいて説明する。 （第１実施例）本発明のトランジスタの保護装置を車両
等に用いられる空調用ブロアモータの回転数制御装置に
適用した第１実施例を図１〜図３に示す。
【００１５】図１に示すように、自動車の車室内の空調
を制御するブロアモータ３には、バッテリ１と、このバ
ッテリ１から供給される電力を制御可能なパワートラン
ジスタ１２とが電気的に直列接続されている。このブロ
アモータ３は、印加電圧の増減に正比例して回転数が増
減するように構成されている。これにより、パワートラ
ンジスタ１２のコレクタ、エミッタ間に流れる電流をベ
ース電流の増減により制御することで、ブロアモータ３
に流れる電流、ひいてはブロアモータ３に印加される電
圧を連続的に制御することができるため、ブロアモータ
３を線形制御することができる。ここで、ブロアモータ
３は、特許請求の範囲に記載の「電動モータ」に相当す
る。
を制御するブロアモータ３には、バッテリ１と、このバ
ッテリ１から供給される電力を制御可能なパワートラン
ジスタ１２とが電気的に直列接続されている。このブロ
アモータ３は、印加電圧の増減に正比例して回転数が増
減するように構成されている。これにより、パワートラ
ンジスタ１２のコレクタ、エミッタ間に流れる電流をベ
ース電流の増減により制御することで、ブロアモータ３
に流れる電流、ひいてはブロアモータ３に印加される電
圧を連続的に制御することができるため、ブロアモータ
３を線形制御することができる。ここで、ブロアモータ
３は、特許請求の範囲に記載の「電動モータ」に相当す
る。
【００１６】パワートランジスタ１２のベースには、そ
のベース電流を制御する制御部２０が電気的に接続され
ている。そして、この制御部２０には、エアコン用電子
制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）５、温度セ
ンサ１４、ブロアモータ３の両端子等が電気的に接続さ
れており、ＥＣＵ５から出力される制御情報、温度セン
サ１４から出力される温度情報およびブロアモータ３か
ら出力される電圧情報がそれぞれ入力されている。また
ＥＣＵ５には、車室内に設けられるブロアスイッチ７か
ら出力されるスイッチ情報が入力可能に接続されてお
り、このスイッチ情報に基づきＥＣＵ５によって、前述
した制御部２０、温度センサ１４、パワートランジスタ
１２等を備えるブロアモータ回転数制御装置（以下、
「回転数制御装置」という。）１０を制御している。
のベース電流を制御する制御部２０が電気的に接続され
ている。そして、この制御部２０には、エアコン用電子
制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）５、温度セ
ンサ１４、ブロアモータ３の両端子等が電気的に接続さ
れており、ＥＣＵ５から出力される制御情報、温度セン
サ１４から出力される温度情報およびブロアモータ３か
ら出力される電圧情報がそれぞれ入力されている。また
ＥＣＵ５には、車室内に設けられるブロアスイッチ７か
ら出力されるスイッチ情報が入力可能に接続されてお
り、このスイッチ情報に基づきＥＣＵ５によって、前述
した制御部２０、温度センサ１４、パワートランジスタ
１２等を備えるブロアモータ回転数制御装置（以下、
「回転数制御装置」という。）１０を制御している。
【００１７】ここで、ブロアモータ３、パワートランジ
スタ１２、温度センサ１４および制御部２０は、特許請
求の範囲に記載の「負荷」、「トランジスタ」、「温度
検出手段」および「制御手段」にそれぞれ相当する。回
転数制御装置１０は、パワートランジスタ１２、温度セ
ンサ１４、制御部２０等から構成されており、ＥＣＵ５
の制御情報、温度センサ１４の温度情報およびブロアモ
ータ３の電圧情報に基づいて制御部２０がパワートラン
ジスタ１２のベース電流を制御している。
スタ１２、温度センサ１４および制御部２０は、特許請
求の範囲に記載の「負荷」、「トランジスタ」、「温度
検出手段」および「制御手段」にそれぞれ相当する。回
転数制御装置１０は、パワートランジスタ１２、温度セ
ンサ１４、制御部２０等から構成されており、ＥＣＵ５
の制御情報、温度センサ１４の温度情報およびブロアモ
ータ３の電圧情報に基づいて制御部２０がパワートラン
ジスタ１２のベース電流を制御している。
【００１８】制御部２０は、主にモータ電圧検出回路２
２とフィードバック制御回路２４とから構成されてお
り、ブロアモータ３を駆動するパワートランジスタ１２
のフィードバック制御を行っている。つまり、ブロアモ
ータ３の端子間電圧を検出するモータ電圧検出回路２２
の電圧情報とＥＣＵ５の制御情報とをフィードバック制
御回路２４に入力することによりフィードバック処理を
行いパワートランジスタ１２のベース電流が所定値を維
持するように制御している。またフィードバック制御回
路２４には、パワートランジスタ１２の発熱温度を検出
する温度センサ１４の温度情報も入力されており、後述
するように、フィードバック制御の制御パラメータとし
て用いられている。
２とフィードバック制御回路２４とから構成されてお
り、ブロアモータ３を駆動するパワートランジスタ１２
のフィードバック制御を行っている。つまり、ブロアモ
ータ３の端子間電圧を検出するモータ電圧検出回路２２
の電圧情報とＥＣＵ５の制御情報とをフィードバック制
御回路２４に入力することによりフィードバック処理を
行いパワートランジスタ１２のベース電流が所定値を維
持するように制御している。またフィードバック制御回
路２４には、パワートランジスタ１２の発熱温度を検出
する温度センサ１４の温度情報も入力されており、後述
するように、フィードバック制御の制御パラメータとし
て用いられている。
【００１９】ＥＣＵ５は、ブロアスイッチ７から入力さ
れるスイッチ情報に従って制御部２０に制御情報を出力
している。つまり、ブロアスイッチ７がオン状態のとき
には、ＥＣＵ５からブロアモータ３の回転数を設定する
制御情報が回転数制御装置１０の制御部２０に出力さ
れ、ブロアスイッチ７がオフ状態のときには、ブロアモ
ータ３を停止させる制御情報が制御部２０に出力され
る。
れるスイッチ情報に従って制御部２０に制御情報を出力
している。つまり、ブロアスイッチ７がオン状態のとき
には、ＥＣＵ５からブロアモータ３の回転数を設定する
制御情報が回転数制御装置１０の制御部２０に出力さ
れ、ブロアスイッチ７がオフ状態のときには、ブロアモ
ータ３を停止させる制御情報が制御部２０に出力され
る。
【００２０】次に、ブロアモータ３を回転させながらパ
ワートランジスタ１２の発熱を抑制する制御方法を図１
〜図３、特に図３のフローチャート図に基づいて説明す
る。まず、車室内の乗員等がブロアスイッチ７をオンに
することによりブロアスイッチ７からＥＣＵ５にオン状
態のスイッチ情報が送られる。すると、ＥＣＵ５ではブ
ロアスイッチ７がオン状態か否かを判断する。この判断
処理は、図３でステップ５１により表されている。
ワートランジスタ１２の発熱を抑制する制御方法を図１
〜図３、特に図３のフローチャート図に基づいて説明す
る。まず、車室内の乗員等がブロアスイッチ７をオンに
することによりブロアスイッチ７からＥＣＵ５にオン状
態のスイッチ情報が送られる。すると、ＥＣＵ５ではブ
ロアスイッチ７がオン状態か否かを判断する。この判断
処理は、図３でステップ５１により表されている。
【００２１】ブロアスイッチ７がオン状態ではないと判
断すると、ステップ５９に処理を移行しブロアモータ３
を停止させる制御情報を制御部２０に送る。これによ
り、制御部２０によってパワートランジスタ１２のエミ
ッタ、コレクタ間が遮断されるようにベース電流が制御
される。したがって、ブロアモータ３への電力供給が停
止されるためブロアモータ３の回転が停止する。
断すると、ステップ５９に処理を移行しブロアモータ３
を停止させる制御情報を制御部２０に送る。これによ
り、制御部２０によってパワートランジスタ１２のエミ
ッタ、コレクタ間が遮断されるようにベース電流が制御
される。したがって、ブロアモータ３への電力供給が停
止されるためブロアモータ３の回転が停止する。
【００２２】ステップ５１でブロアスイッチ７がオン状
態であると判断すると、ステップ５３に処理を移行し、
温度センサ１４の温度情報による温度、すなわちパワー
トランジスタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔa 以上
であるか否かを判断する。例えば第１の所定温度Ｔa を
１５０℃に設定すると、パワートランジスタ１２の発熱
温度が１５０℃より低い場合には処理をステップ５７の
通常制御に移行し、高い場合には処理をステップ５５以
下の冷却制御に移行する。つまり、ステップ５７に移行
した場合、パワートランジスタ１２の発熱温度が第１の
所定温度Ｔa の１５０℃より低いことから、後述するス
テップ６１、６３、６５、７１、７３、７５により行わ
れる冷却制御を実行することなくＥＣＵ５から与えられ
ている所定回転数と一致するようにパワートランジスタ
１２のベース電流が制御部２０によって制御される。一
方、ステップ５５に処理を移行した場合、パワートラン
ジスタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔa の１５０℃
以上であることから、冷却制御が制御部２０により行わ
れる。そして、この冷却制御は、ＥＣＵ５により与えら
れている現在の回転数の設定値により次に説明するステ
ップ６１、６３、６５とステップ７１、７３、７５との
２通り分けられる。ここで、ステップ６１は、特許請求
の範囲に記載の「第２の制御」および「第４の制御」に
相当し、またステップ７１は、特許請求の範囲に記載の
「第１の制御」および「第３の制御」に相当する。
態であると判断すると、ステップ５３に処理を移行し、
温度センサ１４の温度情報による温度、すなわちパワー
トランジスタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔa 以上
であるか否かを判断する。例えば第１の所定温度Ｔa を
１５０℃に設定すると、パワートランジスタ１２の発熱
温度が１５０℃より低い場合には処理をステップ５７の
通常制御に移行し、高い場合には処理をステップ５５以
下の冷却制御に移行する。つまり、ステップ５７に移行
した場合、パワートランジスタ１２の発熱温度が第１の
所定温度Ｔa の１５０℃より低いことから、後述するス
テップ６１、６３、６５、７１、７３、７５により行わ
れる冷却制御を実行することなくＥＣＵ５から与えられ
ている所定回転数と一致するようにパワートランジスタ
１２のベース電流が制御部２０によって制御される。一
方、ステップ５５に処理を移行した場合、パワートラン
ジスタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔa の１５０℃
以上であることから、冷却制御が制御部２０により行わ
れる。そして、この冷却制御は、ＥＣＵ５により与えら
れている現在の回転数の設定値により次に説明するステ
ップ６１、６３、６５とステップ７１、７３、７５との
２通り分けられる。ここで、ステップ６１は、特許請求
の範囲に記載の「第２の制御」および「第４の制御」に
相当し、またステップ７１は、特許請求の範囲に記載の
「第１の制御」および「第３の制御」に相当する。
【００２３】ステップ５５では、ＥＣＵ５より与えられ
ている現在の回転数からステップ６１、６３、６５の各
処理とステップ７１、７３、７５の各処理とに分岐させ
る判断を行う。具体的には、ブロアモータ３の回転数が
所定回転数Ｍe 以上であるか否かを判断し、ブロアモー
タ３の回転数が所定回転数Ｍe より小さいと判断すると
ステップ６１に処理を移行し、所定回転数Ｍe 以上であ
ると判断するとステップ７１に処理を移行する。
ている現在の回転数からステップ６１、６３、６５の各
処理とステップ７１、７３、７５の各処理とに分岐させ
る判断を行う。具体的には、ブロアモータ３の回転数が
所定回転数Ｍe 以上であるか否かを判断し、ブロアモー
タ３の回転数が所定回転数Ｍe より小さいと判断すると
ステップ６１に処理を移行し、所定回転数Ｍe 以上であ
ると判断するとステップ７１に処理を移行する。
【００２４】ここで、図２に示すように、所定回転数Ｍ
e は、ブロアモータ３の最小回転数Ｌo と最大回転数Ｈ
i との中間の回転数を示している。ブロアモータ３の回
転数が最小回転数Ｌo であるときパワートランジスタ１
２に流れるコレクタ電流は最小でありコレクタ電圧は最
大であることを示しており、またブロアモータ３の回転
数が最大回転数Ｈi であるときコレクタ電流は最大であ
りコレクタ電圧は最小であることを示しているのが図２
(a) 、(b) から判る。そして、パワートランジスタ１２
のエネルギ損失は、コレクタ電流とコレクタ電圧との積
により求められることから、図２(c) に示すように最小
回転数Ｌo と最大回転数Ｈi との中間である所定回転数
Ｍe のときエネルギ損失が最大になり、最小回転数Ｌo
および最大回転数Ｈi のときエネルギ損失が最小とな
る。したがって、ＥＣＵ５より与えられている現在の回
転数が所定回転数Ｍe より小さい場合、ブロアモータ３
の回転数を減少させ、またＥＣＵ５より与えられている
現在の回転数が所定回転数Ｍe 以上である場合、ブロア
モータ３の回転数を増加させることにより、エネルギ損
失をそれぞれ低減させることができる。このことから、
このエネルギ損失が最大となる回転数Ｍe とＥＣＵ５か
ら与えられている現在の回転数との比較により２通りの
制御が行われる。
e は、ブロアモータ３の最小回転数Ｌo と最大回転数Ｈ
i との中間の回転数を示している。ブロアモータ３の回
転数が最小回転数Ｌo であるときパワートランジスタ１
２に流れるコレクタ電流は最小でありコレクタ電圧は最
大であることを示しており、またブロアモータ３の回転
数が最大回転数Ｈi であるときコレクタ電流は最大であ
りコレクタ電圧は最小であることを示しているのが図２
(a) 、(b) から判る。そして、パワートランジスタ１２
のエネルギ損失は、コレクタ電流とコレクタ電圧との積
により求められることから、図２(c) に示すように最小
回転数Ｌo と最大回転数Ｈi との中間である所定回転数
Ｍe のときエネルギ損失が最大になり、最小回転数Ｌo
および最大回転数Ｈi のときエネルギ損失が最小とな
る。したがって、ＥＣＵ５より与えられている現在の回
転数が所定回転数Ｍe より小さい場合、ブロアモータ３
の回転数を減少させ、またＥＣＵ５より与えられている
現在の回転数が所定回転数Ｍe 以上である場合、ブロア
モータ３の回転数を増加させることにより、エネルギ損
失をそれぞれ低減させることができる。このことから、
このエネルギ損失が最大となる回転数Ｍe とＥＣＵ５か
ら与えられている現在の回転数との比較により２通りの
制御が行われる。
【００２５】ステップ５５によりブロアモータ３の回転
数が所定回転数Ｍe より小さいと判断すると、ステップ
６１に処理を移行しブロアモータ３の回転数をＥＣＵ５
から与えられている回転数より２％少ない回転数に設定
する。これにより、図２(c)に示すように、エネルギ損
失は減少する方向に回転数が設定されることになる。し
たがって、パワートランジスタ１２によるエネルギ損失
が小さくなり発熱が抑えられるため、パワートランジス
タ１２が徐々に冷却される。ここで、ブロアモータ３の
回転数の減少を２％に設定したのは、２％より大きく回
転数を減少させると車室内の乗員等に風量急変による不
快感を与えるためである。
数が所定回転数Ｍe より小さいと判断すると、ステップ
６１に処理を移行しブロアモータ３の回転数をＥＣＵ５
から与えられている回転数より２％少ない回転数に設定
する。これにより、図２(c)に示すように、エネルギ損
失は減少する方向に回転数が設定されることになる。し
たがって、パワートランジスタ１２によるエネルギ損失
が小さくなり発熱が抑えられるため、パワートランジス
タ１２が徐々に冷却される。ここで、ブロアモータ３の
回転数の減少を２％に設定したのは、２％より大きく回
転数を減少させると車室内の乗員等に風量急変による不
快感を与えるためである。
【００２６】ステップ５１からステップ６１までの間に
ブロアスイッチ７がオフにされることを考慮して、ブロ
アスイッチ７がオン状態を維持しているか否かをステッ
プ６３により判断する。このステップ６３の判断により
ブロアスイッチ７がオン状態に設定されていなければ前
述したステップ５９に処理を移行しブロアモータ３の回
転を停止させる。一方、ステップ６３の判断によりブロ
アスイッチ７がオン状態に設定されていればステップ６
５により所定時間経過後、パワートランジスタ１２の温
度が第２の所定温度（Ｔa −ΔＴ）以上であるか否かを
判断する。このΔＴは、ハンチング防止の目的で設定さ
れる値であり、例えば２０℃に設定されている。
ブロアスイッチ７がオフにされることを考慮して、ブロ
アスイッチ７がオン状態を維持しているか否かをステッ
プ６３により判断する。このステップ６３の判断により
ブロアスイッチ７がオン状態に設定されていなければ前
述したステップ５９に処理を移行しブロアモータ３の回
転を停止させる。一方、ステップ６３の判断によりブロ
アスイッチ７がオン状態に設定されていればステップ６
５により所定時間経過後、パワートランジスタ１２の温
度が第２の所定温度（Ｔa −ΔＴ）以上であるか否かを
判断する。このΔＴは、ハンチング防止の目的で設定さ
れる値であり、例えば２０℃に設定されている。
【００２７】ステップ６５によって第２の所定温度（Ｔ
a −ΔＴ）よりパワートランジスタ１２の発熱温度が低
いと冷却制御によるパワートランジスタ１２の発熱が十
分に抑制されていることから、ステップ５７に処理を移
行し前述したようにＥＣＵ５により与えられている回転
数に戻し通常制御を行う。またステップ６５の判断によ
りパワートランジスタ１２の発熱温度が第２の所定温度
（Ｔa −ΔＴ）以上であるとき、冷却制御によるパワー
トランジスタ１２の発熱が十分に抑制されていないこと
から、ステップ６１に処理を移行し再度ブロアモータ３
の回転数を２％少なくなるように設定し、前述したステ
ップ６３、６５を再度実行する。
a −ΔＴ）よりパワートランジスタ１２の発熱温度が低
いと冷却制御によるパワートランジスタ１２の発熱が十
分に抑制されていることから、ステップ５７に処理を移
行し前述したようにＥＣＵ５により与えられている回転
数に戻し通常制御を行う。またステップ６５の判断によ
りパワートランジスタ１２の発熱温度が第２の所定温度
（Ｔa −ΔＴ）以上であるとき、冷却制御によるパワー
トランジスタ１２の発熱が十分に抑制されていないこと
から、ステップ６１に処理を移行し再度ブロアモータ３
の回転数を２％少なくなるように設定し、前述したステ
ップ６３、６５を再度実行する。
【００２８】一方、ステップ５５により回転数が所定回
転数Ｍe 以上であると判断すると、ステップ７１に処理
を移行しブロアモータ３の回転数をＥＣＵ５から与えら
れている回転数より２％多い回転数に設定する。これに
より、図２(c) に示すように、エネルギ損失が減少する
方向に回転数が設定されることになる。したがって、ス
テップ６１による処理と同様、パワートランジスタ１２
の発熱は抑制され徐々に冷却される。ここで、ブロアモ
ータ３の回転数の増大を２％に設定したのは、２％より
大きく回転数を増大させると車室内の乗員等に風量急変
による不快感を与えるためである。
転数Ｍe 以上であると判断すると、ステップ７１に処理
を移行しブロアモータ３の回転数をＥＣＵ５から与えら
れている回転数より２％多い回転数に設定する。これに
より、図２(c) に示すように、エネルギ損失が減少する
方向に回転数が設定されることになる。したがって、ス
テップ６１による処理と同様、パワートランジスタ１２
の発熱は抑制され徐々に冷却される。ここで、ブロアモ
ータ３の回転数の増大を２％に設定したのは、２％より
大きく回転数を増大させると車室内の乗員等に風量急変
による不快感を与えるためである。
【００２９】ステップ７３では、前述したステップ６３
と同様、ステップ５１からステップ７１までの間にブロ
アスイッチ７がオン状態に設定されたまま維持されてい
るか否かを判断する。このステップ７３でブロアスイッ
チ７がオン状態に設定されていないと判断するとステッ
プ５９に処理を移行しブロアモータ３の回転を停止させ
る。一方、ステップ７３の判断によりブロアスイッチ７
がオン状態に設定されていると、ステップ７５により所
定時間経過後、パワートランジスタ１２の温度が第２の
所定温度（Ｔa −ΔＴ）以上であるか否かを判断する。
このステップ７５の処理は前述したステップ６５の処理
と同様、第２の所定温度（Ｔa −ΔＴ）より低いときに
ステップ５７に処理を移行し、第２の所定温度（Ｔa −
ΔＴ）以上であるときステップ７１に処理を移行する。
ステップ７１に処理を移行すると、ブロアモータ３の回
転数を２％増加させ、前述した処理を行う。
と同様、ステップ５１からステップ７１までの間にブロ
アスイッチ７がオン状態に設定されたまま維持されてい
るか否かを判断する。このステップ７３でブロアスイッ
チ７がオン状態に設定されていないと判断するとステッ
プ５９に処理を移行しブロアモータ３の回転を停止させ
る。一方、ステップ７３の判断によりブロアスイッチ７
がオン状態に設定されていると、ステップ７５により所
定時間経過後、パワートランジスタ１２の温度が第２の
所定温度（Ｔa −ΔＴ）以上であるか否かを判断する。
このステップ７５の処理は前述したステップ６５の処理
と同様、第２の所定温度（Ｔa −ΔＴ）より低いときに
ステップ５７に処理を移行し、第２の所定温度（Ｔa −
ΔＴ）以上であるときステップ７１に処理を移行する。
ステップ７１に処理を移行すると、ブロアモータ３の回
転数を２％増加させ、前述した処理を行う。
【００３０】上述したように、パワートランジスタ１２
の発熱温度が第１の所定温度Ｔa 以上になると、ブロア
モータ３の回転数に応じてエネルギ損失が最大になる所
定回転数Ｍe から離れるように、つまりエネルギ損失が
減少するように回転数を増減させる制御を行うことか
ら、ブロアモータ３を停止させることなくパワートラン
ジスタ１２の発熱温度を抑制することができる。これに
より、従来のようにパワートランジスタ１２を冷却する
ためブロアモータ３を停止させる必要がないことから、
車室内の乗員等にブロアモータ３の停止による不快感を
与えることなくパワートランジスタ１２を冷却できる効
果がある。
の発熱温度が第１の所定温度Ｔa 以上になると、ブロア
モータ３の回転数に応じてエネルギ損失が最大になる所
定回転数Ｍe から離れるように、つまりエネルギ損失が
減少するように回転数を増減させる制御を行うことか
ら、ブロアモータ３を停止させることなくパワートラン
ジスタ１２の発熱温度を抑制することができる。これに
より、従来のようにパワートランジスタ１２を冷却する
ためブロアモータ３を停止させる必要がないことから、
車室内の乗員等にブロアモータ３の停止による不快感を
与えることなくパワートランジスタ１２を冷却できる効
果がある。
【００３１】（第２実施例）本発明のトランジスタの保
護装置を車両等に用いられる空調用ブロアモータの回転
数制御装置に適用した第２実施例を図４に示す。図４に
示すフローチャート図において第１実施例で説明した図
３に示すフローチャート図中のステップと実質的に同一
処理のステップについては同一符号を付す。
護装置を車両等に用いられる空調用ブロアモータの回転
数制御装置に適用した第２実施例を図４に示す。図４に
示すフローチャート図において第１実施例で説明した図
３に示すフローチャート図中のステップと実質的に同一
処理のステップについては同一符号を付す。
【００３２】図４に示す第２実施例は、パワートランジ
スタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔa 以上であると
判断すると、ブロアモータ３の回転数を一義的に最大回
転数Ｈi に設定する点が第１実施例と異なる。図４に示
すステップ５１、５３、５７、５９については第１実施
例と同様の処理を行うため説明を略す。ステップ５３で
パワートランジスタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔ
a 以上であると判断すると、ステップ８１に処理を移行
しブロアモータ３の回転数を最大回転数Ｈi に設定す
る。ここで、最大回転数Ｈi は、図２に示す特性図の回
転数である。これは、ブロアモータ３の回転数にかかわ
らず最大回転数Ｈi に設定することによりエネルギ損失
を最小に抑え、パワートランジスタ１２の発熱を抑制す
るためである。これにより、前述した第１実施例のステ
ップ５５のようにブロアモータ３の回転数が所定回転数
Ｍe 以上であるか否かの判断処理を伴うことなく容易に
制御処理を行うことができる。
スタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔa 以上であると
判断すると、ブロアモータ３の回転数を一義的に最大回
転数Ｈi に設定する点が第１実施例と異なる。図４に示
すステップ５１、５３、５７、５９については第１実施
例と同様の処理を行うため説明を略す。ステップ５３で
パワートランジスタ１２の発熱温度が第１の所定温度Ｔ
a 以上であると判断すると、ステップ８１に処理を移行
しブロアモータ３の回転数を最大回転数Ｈi に設定す
る。ここで、最大回転数Ｈi は、図２に示す特性図の回
転数である。これは、ブロアモータ３の回転数にかかわ
らず最大回転数Ｈi に設定することによりエネルギ損失
を最小に抑え、パワートランジスタ１２の発熱を抑制す
るためである。これにより、前述した第１実施例のステ
ップ５５のようにブロアモータ３の回転数が所定回転数
Ｍe 以上であるか否かの判断処理を伴うことなく容易に
制御処理を行うことができる。
【００３３】ステップ８１でブロアモータ３の回転数を
最大回転数Ｈi に設定すると、ステップ５１からステッ
プ８１までの間にブロアスイッチ７がオフにされること
を考慮して、ブロアスイッチ７がオン状態に維持されて
いるか否かをステップ８３により判断する。そして、こ
のステップ８３によりブロアスイッチ７がオン状態に維
持されていなければステップ５９に処理を移行しブロア
モータ３の回転を停止させる。またステップ８３により
ブロアスイッチ７がオン状態に維持されていると判断す
ると、ステップ８５において温度センサ１４の温度情報
による温度、すなわちパワートランジスタ１２の発熱温
度が第２の所定温度（Ｔa −ΔＴ）以上であるか否かを
判断する。このステップ８５の判断により第２の所定温
度（Ｔa−ΔＴ）より低いと判断するとステップ５７に
移行し通常制御を行う。また第２の所定温度（Ｔa −Δ
Ｔ）以上にパワートランジスタ１２が発熱していると判
断すると、ステップ８１に処理を移行しブロアモータ３
の回転数を最大回転数Ｈiに設定する。
最大回転数Ｈi に設定すると、ステップ５１からステッ
プ８１までの間にブロアスイッチ７がオフにされること
を考慮して、ブロアスイッチ７がオン状態に維持されて
いるか否かをステップ８３により判断する。そして、こ
のステップ８３によりブロアスイッチ７がオン状態に維
持されていなければステップ５９に処理を移行しブロア
モータ３の回転を停止させる。またステップ８３により
ブロアスイッチ７がオン状態に維持されていると判断す
ると、ステップ８５において温度センサ１４の温度情報
による温度、すなわちパワートランジスタ１２の発熱温
度が第２の所定温度（Ｔa −ΔＴ）以上であるか否かを
判断する。このステップ８５の判断により第２の所定温
度（Ｔa−ΔＴ）より低いと判断するとステップ５７に
移行し通常制御を行う。また第２の所定温度（Ｔa −Δ
Ｔ）以上にパワートランジスタ１２が発熱していると判
断すると、ステップ８１に処理を移行しブロアモータ３
の回転数を最大回転数Ｈiに設定する。
【００３４】上述した各処理を行うことにより、前述し
た第１実施例による制御手順より単純化された制御手順
によってパワートランジスタ１２の発熱を抑制すること
ができる。したがって、高価なマイクロコンピュータ等
を用いることなく比較的安価なゲート回路等によるロジ
ック制御が可能になるため、製品コストを低減する効果
がある。
た第１実施例による制御手順より単純化された制御手順
によってパワートランジスタ１２の発熱を抑制すること
ができる。したがって、高価なマイクロコンピュータ等
を用いることなく比較的安価なゲート回路等によるロジ
ック制御が可能になるため、製品コストを低減する効果
がある。
【００３５】なお、本実施例では、空調用ブロアモータ
の回転数制御装置に本発明を適用して説明したが、本発
明の適用例はこれに限られることはなく、例えば車両用
ワイパーのスピード制御装置、照明の光量制御装置等に
適用しても良い。これらに適用した場合、ワイパー駆動
用モータ、照明用電球が「負荷」にそれぞれ相当する。
の回転数制御装置に本発明を適用して説明したが、本発
明の適用例はこれに限られることはなく、例えば車両用
ワイパーのスピード制御装置、照明の光量制御装置等に
適用しても良い。これらに適用した場合、ワイパー駆動
用モータ、照明用電球が「負荷」にそれぞれ相当する。
【図１】本発明のトランジスタの保護装置を空調用ブロ
アモータの回転数制御装置に適用した第１実施例の構成
を示すブロック図である。
アモータの回転数制御装置に適用した第１実施例の構成
を示すブロック図である。
【図２】ブロアモータの回転数に対するパワートランジ
スタのコレクタ電流、電圧および損失を示す特性図であ
る。
スタのコレクタ電流、電圧および損失を示す特性図であ
る。
【図３】第１実施例の空調用ブロアモータの回転数制御
装置の制御手順を示すフローチャート図である。
装置の制御手順を示すフローチャート図である。
【図４】本発明のトランジスタの保護装置を空調用ブロ
アモータの回転数制御装置に適用した第２実施例の制御
手順を示すフローチャート図である。
アモータの回転数制御装置に適用した第２実施例の制御
手順を示すフローチャート図である。
１ バッテリ
３ ブロアモータ （負荷、電動モータ）
５ ＥＣＵ
７ ブロアスイッチ
１０ 回転数制御装置
１２ パワートランジスタ（トランジスタ）
１４ 温度センサ （温度検出手段）
２０ 制御部 （制御手段）
２２ モータ電圧検出回路
２４ フィードバック制御回路
６１ ステップ （第２の制御、第４の制
御） ７１ ステップ （第１の制御、第３の制
御） Ｔa 第１の所定温度 Ｔa −ΔＴ 第２の所定温度
御） ７１ ステップ （第１の制御、第３の制
御） Ｔa 第１の所定温度 Ｔa −ΔＴ 第２の所定温度
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 5/00 - 5/26
H02P 7/00 - 7/34
H01L 23/34
Claims (5)
- 【請求項１】 負荷に供給する電圧または電流を線形制
御するトランジスタの保護装置であって、 前記トランジスタの発熱温度を検出する温度検出手段
と、 前記発熱温度が第１の所定温度以上に達したとき、前記
負荷の通電を保ちながらエネルギ損失が減少する作動領
域に向かって前記トランジスタを制御する制御手段とを
備え、 前記制御手段は、前記トランジスタの発熱温度が第１の
所定温度以上に達したとき、前記負荷への供給電圧が所
定値以上であるか否かを判断し、 前記負荷への供給電圧が前記所定値以上であるとき前記
供給電圧を増大させる第１の制御を行い、 前記負荷への供給電圧が前記所定値未満であるとき前記
供給電圧を減少させる第２の制御を行うことを特徴とす
るトランジスタの保護装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記第１の制御の後、
前記トランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上であ
るか否かを判断し、前記トランジスタの発熱温度が前記
第２の所定温度以上であるとき、前記第１の制御行い、 前記第２の制御の後、前記トランジスタの発熱温度が第
２の所定温度以上であるか否かを判断し、前記トランジ
スタの発熱温度が前記第２の所定温度以上であるとき、
前記第２の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の
トランジスタの保護装置。 - 【請求項３】 負荷に供給する電圧または電流を線形制
御するトランジスタの保護装置であって、 前記トランジスタの発熱温度を検出する温度検出手段
と、 前記発熱温度が第１の所定温度以上に達したとき、前記
負荷の通電を保ちながらエネルギ損失が減少する作動領
域に向かって前記トランジスタを制御する制御手段とを
備え、 前記負荷は、電動モータであり、 前記制御手段は、前記トランジスタの発熱温度が第１の
所定温度以上に達したとき、前記電動モータの回転数が
所定回転数以上であるか否かを判断し、 前記電動モータの回転数が前記所定回転数以上であると
き前記電動モータの回転数が増加する第３の制御を行
い、 前記電動モータの回転数が前記所定回転数未満であると
き前記電動モータの回転数が減少する第４の制御を行う
ことを特徴とするトランジスタの保護装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記第３の制御の後、
前記トランジスタの発熱温度が第２の所定温度以上であ
るか否かを判断し、前記トランジスタの発熱温度が前記
第２の所定温度以上であるとき、前記第３の制御を行
い、 前記前記第４の制御の後、前記トランジスタの発熱温度
が第２の所定温度以上であるか否かを判断し、前記トラ
ンジスタの発熱温度が前記第２の所定温度以上であると
き、前記第４の制御を行うことを特徴とする請求項３記
載のトランジスタの保護装置。 - 【請求項５】 前記所定回転数は、前記電動モータの最
小回転数と最大回転数との中間値であることを特徴とす
る請求項３または４記載のトランジスタの保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27005795A JP3513845B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | トランジスタの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27005795A JP3513845B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | トランジスタの保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09117191A JPH09117191A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3513845B2 true JP3513845B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17480927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27005795A Expired - Fee Related JP3513845B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | トランジスタの保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3513845B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5222603B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-06-26 | アスモ株式会社 | モータ制御装置、及びモータ制御方法 |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP27005795A patent/JP3513845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09117191A (ja) | 1997-05-02 |
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Legal Events
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