JP3975809B2

JP3975809B2 - Temperature detection device

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Publication number: JP3975809B2
Application number: JP2002101314A
Authority: JP
Inventors: 充由島崎; 昌紀中川; 秀一村松; 豊稲葉
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP2003294543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発熱箇所を有する被検出対象物の温度に関する情報を得るために用いる温度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の発熱箇所を有する対象物の保護を図るために、その温度を管理する場合には、複数の発熱箇所のそれぞれの温度を個別に検出してマイクロプロセッサに入力し、該マイクロプロセッサにより所定の発熱箇所の温度が許容範囲を超えたときにその発熱箇所の温度を低下させるための措置を講じるようにしていた。
【０００３】
例えば、複数相の電機子コイルを有するブラシレス直流電動機において、駆動中に負荷の増大により電動機がロック状態（停止させられた状態）になったときには、そのロータの停止位置により定まる特定の相の電機子コイルに長時間電流が流れる状態が生じるため、その特定の相の電機子コイルが焼損するおそれがある。また電動機が負荷の増大によりロックしないまでも、ロックに近い極低速回転状態になったときにも、同様に特定の相の電機子コイルに長い時間電流が流れる状態が生じるため、電機子コイルが焼損するおそれがある。このように、電機子コイルが焼損するおそれがある場合には、複数相の電機子コイルのそれぞれに温度センサを取り付けて、各温度センサにより検出された温度情報をマイクロプロセッサに入力し、いずれかの温度センサが検出した温度が許容範囲を超えたことが検出されたときに電機子電流を遮断するかまたはその値を減少させる制御を行うようにしている。
【０００４】
図９は、温度を検出する被検出対象の一例として、３相ブラシレス直流電動機の電機子（固定子）１を示したものである。図示の電機子１は、３つの歯部２ｕ，２ｖ及び２ｗを有する電機子鉄心２と、電機子鉄心の歯部２ｕ，２ｖ，及び２ｗにそれぞれ巻回されてスター結線された３相の電機子コイル３ｕ，３ｖ及び３ｗとからなっていて、歯部２ｕ，２ｖ及び２ｗの先端の磁極部が、図示しないロータに設けられた磁石界磁の磁極に対向させられる。
【０００５】
このブラシレス直流電動機においては、３相の電機子コイル３ｕ，３ｖ及び３ｗのそれぞれに対してロータの磁極の回転角度位置情報を得る３相の位置センサ（図示せず。）が設けられいていて、これら３相の位置センサの出力に応じて決定した励磁相の電機子コイルに駆動電流が供給される。これにより、３相の電機子コイル３ｕないしｗに所定の相順で駆動電流を転流させ、これらの電機子コイルから回転磁界を生じさせて、ロータを回転させる。
【０００６】
この種の電動機において、負荷が過大になってロータが停止すると、ロータの停止位置により決まる特定の相の電機子コイルに駆動電流が継続的に流れる状態が生じ、その電機子コイルの温度が他の相の電機子コイルの温度よりも上昇する局部過熱の状態が生じる。このような状態を放置すると、駆動電流が流れている相の電機子コイルの温度が急上昇し、やがて該電機子コイルが焼損する。同様に、ロータの回転速度が停止寸前の速度まで低下したときにも、各相の電機子コイルに駆動電流が流れる時間が長くなるため、特定の相の電機子コイルの温度が他の相の電機子コイルの温度よりも高くなる状態が生じ、その電機子コイルが焼損するおそれがある。
【０００７】
ロック状態やロックに近い状態が生じるおそれがなく、すべての電機子コイルの温度が均等に上昇する場合には、いずれか１つの電機子コイルに温度センサを取りつけて、該温度センサにより検出された温度が許容値を超えたときに駆動電流を制限する制御を行うことにより、電機子コイルの温度管理を行うことができる。
【０００８】
しかしながら、一部の相の電機子コイルの温度のみが上昇することがある場合には、図９に示すように３相の電機子コイル３ｕないし３ｗにそれぞれ温度センサ４ｕないし４ｗを取りつけて、すべての相の電機子コイルの温度を検出し、いずれかの相の電機子コイルの温度が許容値を超えたことが検出されたときに、駆動電流を制限するか、または遮断する制御を行う必要がある。
【０００９】
上記の制御を行う場合、通常は、電動機を制御するマイクロプロセッサに温度センサの出力を入力して、マイクロプロセッサ内で各温度センサが検出した温度を判定値と比較することにより、各電機子コイルの温度が許容値を超えているか否かの判定を行っている。
【００１０】
図１０は、図９に示した温度センサ４ｕないし４ｗにより検出される温度情報をマイクロプロセッサ５に入力する従来の回路を示したものである。この例では、温度センサがサーミスタ等の感温抵抗素子からなっていて、温度センサ４ｕないし４ｗにそれぞれ固定抵抗器６ｕないし６ｗが直列に接続されている。固定抵抗器６ｕないし６ｗの温度センサと反対側の端子は接地され、温度センサ４ｕないし４ｗ及び固定抵抗器６ｕないし６ｗのそれぞれの直列回路の両端に一定の直流電圧Ｖｃが印加されている。また固定抵抗器６ｕないし６ｗの両端に抵抗器７ｕないし７ｗを通してコンデンサ８ｕないし８ｗが接続され、コンデンサ８ｕないし８ｗの両端に得られる電圧信号がそれぞれ電機子コイル３ｕないし３ｗの温度情報を含む温度検出信号としてマイクロプロセッサ５の３つのＡ／Ｄ入力ボート（Ａ／Ｄ変換器の入力ポート）に入力されている。
【００１１】
図１０において、抵抗器７ｕないし７ｗ及びコンデンサ８ｕないし８ｗは、ノイズ吸収用のフィルタ回路を構成している。
【００１２】
マイクロプロセッサ５は、電動機の駆動電流を制御する手段を構成するようにプログラムされていて、温度センサ４ｕないし４ｗにより検出された電機子コイルの温度を判定値と比較して、いずれかの温度センサにより検出された温度が判定値を超えたときに電機子コイルに流す電流を遮断するか、または減少させる制御を行う。
【００１３】
この例では、温度センサ４ｕないし４ｗと、固定抵抗器６ｕないし６ｗと、各温度センサと固定抵抗器との直列回路に直流電圧Ｖｃを印加する電源回路と、マイクロプロセッサ５とにより、複数の発熱箇所を有する被検出対象物の温度を検出して、いずれかの発熱箇所の温度が許容値を超えたか否かを判定する温度検出装置が構成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の温度検出装置においては、被検出対象物の複数の発熱箇所に取りつけた複数の温度センサがそれぞれ検出した温度情報を含む温度検出信号をマイクロプロセッサに個別に入力していたため、被検出対象物（上記の例では電動機）の温度情報を読み込むために温度センサの数分のマイクロプロセッサのポートを用いる必要があり、ポート数が多い、高価なマイクロプロセッサを用いる必要があった。
【００１５】
また上記の構成では、温度センサとマイクロプロセッサとの間を接続する接続線が各温度センサ毎に２本必要になるため、複数の温度センサがそれぞれ検出した温度情報をマイクロプロセッサに読み込むために必要な接続線の数が多くなり、マイクロプロセッサの入力回路の構成が複雑になるという問題があった。
【００１６】
なお、上記のように複数の温度センサが検出した温度情報をマイクロプロセッサの複数のポートに個別に入力する代りに、複数の温度センサが検出した温度情報を含む複数の電圧信号を切換スイッチを備えた信号切換回路により順次切り換えてマイクロプロセッサの１つの入力ポートに入力する方法も知られているが、このように構成した場合には、温度センサとマイクロプロセッサとの間に切換回路を設ける必要があるため、温度情報の入力回路の回路構成が複雑になるという問題があった。
【００１７】
本発明の目的は、信号の切換回路を用いることなく、かつマイクロプロセッサの１つのポートを用いるだけで、複数の発熱箇所を有する被検出対象物の温度管理を行うために必要な温度情報を得ることができるようにした温度検出装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、一部の相の電機子コイルのみが過熱する局部過熱の状態が生じるおそれがある多相の電機子コイルを有する電動機において、マイクロプロセッサの１つのポートを用いるだけで多相の電機子コイル全体の温度が許容範囲を超えたか否かの検出と、一部の電機子コイルの温度のみが許容範囲を超えたか否かの検出とを行うことができるようにした電動機用の温度検出装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
被検出対象物の温度の情報を得る温度検出装置は、温度に応じて抵抗値が変化する特性を有する複数の温度センサを前記被検出対象物の複数の発熱箇所にそれぞれ熱的に結合した状態で配置して該複数の温度センサを並列に接続して構成した温度検出部と、該温度検出部の両端に電圧を印加する回路とを有して、前記温度検出部の両端の抵抗値の変化に伴って大きさが変化する電圧信号を前記複数の発熱箇所の温度の平均値の情報を含む温度検出信号として出力する温度検出回路を備えた構成とすることができる。
【００２０】
上記のように、複数の発熱箇所の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサを並列に接続して温度検出部を構成すると、複数の温度センサがそれぞれ検出している温度が等しいときには、温度検出部の両端の抵抗値（複数の温度センサの並列合成抵抗値）から各発熱箇所の温度を検出することができる。この場合、複数の発熱箇所の温度に差があると、各発熱箇所の温度を正確には検出することができないが、その差が僅かであれば、各発熱箇所の温度の情報を僅かな誤差範囲で得ることができるため、被検出対象物を過熱から保護する目的で温度を検出する場合には、十分に温度検出の目的を達成することができる。
【００２１】
これに対し、一部の発熱箇所の温度が他の発熱箇所の温度よりも高い局部過熱の状態が生じ、一部の温度センサの抵抗値と他の温度センサの抵抗値との間に大きな差が生じた場合には、温度検出部の両端の抵抗値から各発熱箇所の温度を検出することはできないが、このとき、温度検出部の両端の抵抗値から、温度が高くなっている一部の発熱箇所の温度が許容範囲の上限に達したか否かの情報は得ることができるので、被検出対象物を局部過熱から保護する目的で温度を検出する場合には、その目的を十分に達成することができる。
【００２２】
上記のように温度検出装置を構成すると、被検出対象物の複数の発熱箇所の温度情報をマイクロプロセッサに入力して判定処理を行う場合に、マイクロプロセッサの１つのポートのみを温度情報の入力に割り当てればよいため、従来よりもポート数が少ないマイクロプロセッサを用いたり、マイクロプロセッサの余ったポートを温度情報以外の情報の入力に割り当てたりすることができる。
【００２３】
本発明は、ｎ相（ｎは２以上の整数）の電機子コイルを有していて、非定常状態が生じたときに一部の発熱箇所の温度が他の発熱箇所の温度よりも高くなる局部過熱の状態が生じることがある電動機を被検出対象物として、該被検出対象物の各発熱箇所の温度が許容範囲にあるか否かの情報を得る場合に特に有用である。
【００２４】
この場合、本発明に係わる温度検出装置は、温度に応じて抵抗値が変化する特性を有する複数の温度センサを、被検出対象物の局部過熱が生じるおそれがある発熱箇所を含む複数の発熱箇所にそれぞれ熱的に結合するとともに、該複数の温度センサを互いに並列に接続して構成した温度検出部と該温度検出部に電圧を印加する回路とを備えて、前記温度検出部の両端の抵抗値の変化に伴って大きさが変化する電圧信号を前記複数の発熱箇所の温度の平均値に相応する温度検出信号として出力する温度検出回路と、電動機の回転速度が設定値以上になっている状態を定常状態と判定し、前記電動機の回転速度が前記設定値以上でない状態を非定常状態と判定する被検出対象物状態判定手段と、この被検出対象物状態判定手段により被検出対象物が定常状態にあると判定されている状態では、被検出対象物の複数の発熱箇所のそれぞれの温度が許容温度範囲の上限値に等しいときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第１の判定値と温度検出信号の大きさとを比較して、該温度検出信号の大きさと第１の判定値との大小関係から被検出対象物の各発熱箇所の温度が許容範囲を超えたか否かを判定し、被検出対象物状態判定手段により前記被検出対象物が非定常状態にあると判定されている状態では、複数の発熱箇所の一部の温度が許容範囲の上限値に達したときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第２の判定値と温度検出信号の大きさとを比較して該温度検出信号の大きさと第２の判定値との大小関係から複数の発熱箇所の一部の温度が許容範囲を超えたか否かを判定する温度判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００２５】
本発明はまた、ｎ相（ｎは２以上の整数）の電機子コイルを有していて、電機子電流が与えられている状態で回転速度が設定値未満または零になったときに一部の相の電機子コイルの温度が他の相の電機子コイルの温度よりも高くなる局部過熱の状態が生じる電動機を被検出対象物として、該電動機の電機子コイルの温度が許容範囲にあるか否かの情報を得る。
【００２６】
この場合、本発明に係わる温度検出装置は、温度に応じて抵抗値が変化する特性を有するｎ個の温度センサを、電動機のｎ個の電機子コイルにそれぞれ熱的に結合した状態で設けるとともに、該ｎ個の温度センサを互いに並列に接続して構成した温度検出部と、温度検出部に一定の電圧を印加する回路とを備えて、温度検出部の両端の抵抗値の変化に伴って大きさが変化する電圧信号をｎ相の電機子コイルの温度の平均値に相応する大きさを有する温度検出信号として出力する温度検出回路と、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段により検出された電動機の回転速度が十分に小さく設定された設定値を超えているか否かを判定する回転速度判定手段と、回転速度判定手段により電動機の回転速度が設定値を超えていると判定されている状態では、ｎ相の電機子コイルのそれぞれの温度が許容温度範囲の上限値に等しいときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第１の判定基準信号を発生し、回転速度判定手段により前記電動機の回転速度が設定値以上でないと判定されている状態では、ｎ相の電機子コイルのうちの一部の電機子コイルの温度が許容範囲の上限値に達したときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第２の判定基準信号を発生する判定基準信号発生手段と、温度検出信号と第１の判定基準信号との大小関係からｎ相の電機子コイルのそれぞれの温度が許容範囲を超えたか否かを判定し、温度検出信号と前記第２の判定基準信号との大小関係からｎ相の電機子コイルの電機子コイルの内の一部の電機子コイルの温度が許容範囲を超えたか否かを判定する温度判定手段とを備えた構成とすることができる。
【００２７】
上記温度検出回路は、温度検出部に対して直列に接続された抵抗器と、温度検出部と抵抗器との直列回路の両端に一定の直流電圧を印加する定電圧電源回路とを備えて、抵抗器の両端または温度検出部の両端から電圧信号を出力するように構成することができる。
【００２８】
上記回転速度検出手段は、電動機の回転速度に周波数が比例するパルス信号を発生する信号発生器と、この信号発生器が発生する信号の周波数または発生周期を回転速度に変換する回転速度変換手段とにより構成することができる。
【００２９】
また上記温度判定手段は、温度検出信号と判定基準信号とを比較して温度検出信号と判定基準信号との大小関係に応じて異なるレベルの出力を発生する電圧比較回路により構成することができる。
【００３０】
上記温度判定手段はまた、温度検出信号と判定基準信号との大小関係の判定処理を行うようにプログラムされたマイクロプロセッサにより構成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図７を参照して本発明に係わる温度検出装置の実施形態を詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態のハードウェアの構成を示したもので、同図において、４ｕないし４ｗは被検出対象物の異なる発熱箇所にそれぞれ熱的に結合される温度センサである。
【００３３】
本実施形態では、図９に示した３相ブラシレス直流電動機の電機子を被検出対象物としている。この場合、３相の電機子コイル３ｕないし３ｗがそれぞれ発熱箇所であるため、温度センサ４ｕないし４ｗはそれぞれ電機子コイル３ｕないし３ｗに熱的に結合された状態で取り付けられている。
【００３４】
各温度センサは、その両端から見た抵抗値が、感知した温度の変化に伴って変化する特性を有するもので、負または正の温度係数を有するサーミスタなどの感温抵抗素子単体の外、図２（Ａ）に示したように、感温抵抗素子Ｒｔｈに固定抵抗器Ｒ１を直列に接続して構成した複合抵抗体、図２（Ｂ）に示すように感温抵抗素子Ｒｔｈに固定抵抗器Ｒ２を並列に接続して構成した複合抵抗体、図２（Ｃ）に示すように感温抵抗素子Ｒｔｈに抵抗器Ｒ１及びＲ２をそれぞれ直列及び並列に接続して構成した複合抵抗体、或いは、図２（Ａ）ないし（Ｃ）において、固定抵抗器の一部を可変抵抗器で置き換えて構成した複合抵抗体等により構成することができる。
【００３５】
図２（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、感温抵抗素子に抵抗器を直列または並列に接続するようにすると、温度センサの両端の抵抗値と、該抵抗値の温度に対する変化の特性（変化割合等）とを適宜に調整することができる。
【００３６】
上記のように、各温度センサは種々の構成をとることができるが、一つの被検出対象に取り付ける温度センサ４ｕないし４ｗとしてはそれぞれ同じ構成を有して、抵抗値対温度特性ができるたけ近いもの（できれば同一のもの）を用いる。温度センサ４ｕないし４ｗは互いに並列に接続され、これらの温度センサの並列回路により温度検出部４が構成されている。温度検出部４には抵抗器６が直列に接続され、抵抗器６の温度検出部４と反対側の端子は接地されている。また温度検出部４の抵抗器６と反対側の端子が、負極側出力端子を接地した図示しない定電圧電源回路の正極側出力端子に接続されていて、該電源回路から温度検出部４と抵抗器６との直列回路の両端に一定の直流電圧Ｖｃが印加されている。
【００３７】
温度検出部４と抵抗器６との直列回路により抵抗分圧回路が構成され、抵抗器６の両端に温度検出部４が感知した温度に相応した値を示す電圧信号からなる温度検出信号Ｖｔが得られるようになっている。
【００３８】
ここで、温度センサ４ｕないし４ｗをそれぞれ構成する感温抵抗素子が負の温度係数を有するサーミスタからなっているとすると、抵抗器６の両端に得られる温度検出信号Ｖｔは、温度の上昇に伴ってレベルが上昇していく特性を示す。
【００３９】
温度検出信号Ｖｔは、抵抗器７とコンデンサ８とからなるノイズ吸収用のフィルタ回路９に入力され、フィルタ回路９によりノイズが除去された温度検出信号Ｖｔ’がマイクロプロセッサ５の１つのＡ／Ｄ入力ポートに入力されている。
【００４０】
本実施形態においては、直流電圧Ｖｃを出力する図示しない定電圧電源回路と、抵抗器６とにより、温度検出部４の両端に一定の直流電圧を印加する電圧印加回路が構成され、この電圧印加回路と温度検出部４とにより、温度検出回路が構成されている。
【００４１】
図１において１０は、図９に示すように３相の電機子コイルを有する直流ブラシレス電動機で、この電動機の電機子（固定子）側には、Ｕ相ないしＷ相の電機子コイルに対してロータの回転角度位置を検出する位置センサｈｕないしｈｗが設けられている。位置センサｈｕないしｈｗはロータの磁極の極性に応じてレベルが異なる信号を出力するホールＩＣからなっていて、それぞれＵ相ないしＷ相の電機子コイルに対して所定の位相関係を有する位置に配置されている。位置センサｈｕないしｈｗは、それぞれが検出しているロータの磁極の極性がＮかＳかに応じて高レベル（Ｈレベル）の状態または低レベル（Ｌレベル）の状態を示す矩形波状の位置検出信号を出力する。これらの位置センサが出力する位置検出信号ＨｕないしＨｗは、マイクロプロセッサ５のポートＢｕないしＢｗに入力されている。
【００４２】
１１は電動機１０に取り付けられたエンコーダで、このエンコーダは、電動機が一定の角度回転する毎にパルスを発生する。エンコーダ１１が発生するパルスＶｐはマイクロプロセッサ５のポートＢｐに入力されている。マイクロプロセッサ５はこのパルスの発生間隔から電動機の回転速度を検出する。
【００４３】
１２は、バッテリＢａｔ等の直流電源と電動機１０との間に設けられたインバータ回路で、このインバータ回路は、例えば、図５に示すように、ブリッジの上辺を構成するスイッチ素子ＦｕないしＦｗと、ブリッジの下辺を構成するスイッチ素子ＦｘないしＦｚとを備えたスイッチ素子のブリッジ回路からなっている。インバータ回路１２のスイッチ素子ＦｕないしＦｗ及びＦｘないしＦｚの制御端子は、マイクロプロセッサ５のポートＣｕないしＣｗ及びＣｘないしＣｚに接続されていて、マイクロプロセッサ５からインバータ回路のスイッチ素子ＦｕないしＦｗ及びＦｘないしＦｚに駆動信号ＶｕないしＶｗ及びＶｘないしＶｚが与えられるようになっている。マイクロプロセッサ５は、位置センサｈｕないしｈｗにより与えられるロータの回転角度位置情報に基づいて決定した相の電機子コイルに駆動電流を流すべく、インバータ回路の所定のスイッチ素子をオン状態にして、直流電源Ｂａｔから電動機の電機子コイルに所定の相順で転流する駆動電流を流す。
【００４４】
図５に示した例では、インバータ回路を構成するスイッチ素子がＭＯＳＦＥＴからなっている。なお各ＭＯＳＦＥＴのドレインソース間には寄生ダイオードが形成されているが、このダイオードの図示は省略されている。
【００４５】
図１に示したブラシレス直流電動機においては、電動機の負荷が過大になり、電動機がロック状態になったとき（駆動電流が流れている状態でロータが停止させられたとき）に、ロータの停止位置により決まる特定の電機子コイルのみに駆動電流が流れる状態が生じ、その電機子コイルの温度が急上昇して局部過熱が生じる。またロータが停止しないまでも、その回転速度が非常に低くなってロック寸前の状態になったときにも、各電機子コイルに駆動電流が流れる時間が長くなるため、駆動電流が流れている相の電機子コイルの温度が他の相の電機子コイルの温度よりも急速に高くなって局部過熱が生じる。
【００４６】
本発明では、上記のように、局部過熱が生じる状態を非定常状態とし、すべての発熱箇所（本実施形態では電機子コイル）で同じように発熱が生じて、すべての発熱箇所の温度がほぼ均等になる状態を定常状態とする。
【００４７】
上記のように、複数の発熱箇所の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサ４ｕないし４ｗを並列に接続して温度検出部４を構成すると、複数の温度センサがそれぞれ検出している温度が等しいときには、温度検出部の両端の抵抗値（複数の温度センサの並列合成抵抗値）から各発熱箇所の温度を検出することができる。ここで、温度センサ４ｕないし４ｗのそれぞれの抵抗値をＲｕないしＲｗとすると、すべての発熱箇所の温度が等しいときには、Ｒｕ＝Ｒｖ＝Ｒｗであるから、温度検出部４の両端の抵抗値（並列合成値）をＲｘとすると、
Ｒｘ＝Ｒｕ／３ …（１）
抵抗器６の抵抗値をＲ１とし、乗算記号を＊とすると、このとき温度検出回路から出力される温度検出信号Ｖｔは、
Ｖｔ＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒｘ）｝＊Ｖｃ …（２）
これに対し、電機子コイル３ｕの局部過熱が生じて、温度センサ４ｕの抵抗値Ｒｕだけが低くなり、他の２つの温度センサ４ｖ及び４ｗの抵抗値Ｒｖ及びＲｗが等しいときには、
Ｒｘ＝（Ｒｕ＊Ｒｖ）／（２Ｒｕ＋Ｒｖ） …（３）
Ｖｄ＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒｘ）｝＊Ｖｃ …（４）
図６は、電動機の定常状態が続いた場合の温度センサ４ｕないし４ｗの抵抗値ＲｕないしＲｗと、その並列合成抵抗値Ｒｘ（＝Ｒｕ／３）の変化の一例を示したものである。この場合、ＲｕないしＲｗは等しいが、同図においては、これらの抵抗値の変化の一例を便宜上近接して表示した３本の折れ線で示している。最初は、電機子コイルの温度が一定であったため、温度センサ４ｕないし４ｗの抵抗値ＲｕないしＲｗは一定値Ｒｂを示しているが、途中から電機子コイルの温度が上昇したため、抵抗値ＲｕないしＲｗは直線的に下降している。図示の例では、電機子コイルの温度が許容範囲の上限値に達したときに抵抗値ＲｕないしＲｗの抵抗値がＲａに等しくなり、並列合成抵抗値ＲｘがＲａ’（＝Ｒａ／３）に等しくなる。従って、温度検出部４の並列合成抵抗値ＲｘがＲａ’に等しくなったときの温度検出信号Ｖｔの値に等しい値を設定値として設定しておいて、温度検出信号Ｖｔがこの設定値を超えたときに電機子電流の遮断などの保護動作を行うことにより、電機子コイルが焼損するのを防ぐことができる。
【００４８】
上記のように、定常状態が続いているときには、温度センサの並列合成抵抗値Ｒｘが各温度センサの抵抗値の１／３になるが、このときすべての電機子コイルの温度が等しいため、並列合成抵抗値Ｒｘから各電機子コイルの温度を検出することができる。
【００４９】
なお、定常状態においても、３相の電機子コイルの温度の間に生じる僅かな差や、温度センサの特性のばらつき等により、Ｒｘ＝Ｒｕ／３にならない場合があり得るが、温度センサの抵抗値の間の差が僅かであれば、３相の電機子コイルの温度を検出している温度センサの並列合成抵抗値から各電機子コイル（発熱箇所）の温度の情報を僅かな誤差範囲で得ることができ、この誤差範囲を考慮して設定値を定めておけば保護動作を的確に行わせることができる。
【００５０】
次に、一部の電機子コイルの温度のみが上昇する局部過熱の状態が生じた場合の温度センサの抵抗値の変化の一例を図７に示した。図７の例では、時刻ｔａから電機子コイル３ｕの温度が上昇したため、時刻ｔａから温度センサ４ｕの抵抗値Ｒｕのみが下降している。このとき時刻ｔｂで電機子コイル３ｕの温度が許容範囲の上限値に達してＲｕ＝Ｒａとなっているが、温度検出部の並列合成抵抗値ＲｘはＲａ”で、定常時にすべての電機子コイルの温度が許容範囲の上限値に達したときの並列合成抵抗値Ｒａ’よりも高い値を示している。時刻ｔｃになると、並列合成抵抗値ＲｘがＲａ’に等しくなるが、このとき局部過熱が生じている電機子コイル３ｕの温度は許容範囲の上限値を大幅に超えているため、定常時と同様にＲｘがＲａ’に等しくなったときに保護動作を行わせたのでは、電機子コイルの保護を図ることができない。このように局部過熱が生じたときに保護動作を的確に行わせるためには、時刻ｔｂにおいて温度検出部の並列合成抵抗値ＲｘがＲａ”に等しくなったときに保護動作を行わせる必要がある。電機子コイル３ｕで局部過熱が生じていて、他の電機子コイル３ｖ及び３ｗの温度が等しく、Ｒｖ＝Ｒｗ＝Ｒｂであるとすると、Ｒａ”は下記の式により与えられる。
【００５１】
Ｒａ”＝（Ｒａ＊Ｒｂ）／（２Ｒａ＋Ｒｂ） …（５）
非定常状態においては、温度検出部の並列合成抵抗値がＲａ”に等しいときの温度検出信号の値を設定値として定めておいて、温度検出信号Ｖｔがこの設定値を超えたときに保護動作を行わせることにより、局部過熱により電機子コイルが焼損するのを防ぐことができる。
【００５２】
次に、３相の電機子コイルの温度が上昇しつつある過程で、非定常状態が生じて、一相の電機子コイル３ｕの温度が他の相の電機子コイルの温度よりも上昇したときの温度センサの抵抗値の変化と、温度検出部の並列合成抵抗値の変化とを図８に示した。
【００５３】
図８に示した例では、時刻ｔａで電機子コイル３ｕで局部過熱が発生したため、温度センサ４ｕの抵抗値Ｒｕが他の温度センサの抵抗値よりも急な傾きで下降し、時刻ｔｂで抵抗値Ｒｕが電機子コイルの温度の許容範囲の上限値に相当する値Ｒａに達している。この場合には、温度検出部の並列合成抵抗値ＲｘがＲａ”に等しくなったときの温度検出信号の値を設定値として定めておいて、温度検出信号がこの設定値を超えたときに保護動作を行わせることにより、電機子コイル３ｕを局部過熱から保護することができる。
【００５４】
即ち、図１に示すように温度検出装置を構成した場合には、被検出対象物状態判定手段により被検出対象物が定常状態にあると判定されている状態では、被検出対象物の複数の発熱箇所のそれぞれの温度が許容温度範囲の上限値に等しいときに温度検出回路から出力される温度検出信号Ｖｔの大きさに相当する大きさを有する第１の判定値と温度検出信号Ｖｔの大きさとを比較して、該温度検出信号の大きさと第１の判定基準値との大小関係から被検出対象物の各発熱箇所の温度が許容範囲を超えたか否かを判定し、被検出対象物状態判定手段により前記被検出対象物が非定常状態にあると判定されている状態では、複数の発熱箇所の一部の温度が許容範囲の上限値に達したときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第２の判定値と前記温度検出信号の大きさとを比較して該温度検出信号の大きさと第２の判定値との大小関係から複数の発熱箇所の一部の温度が許容範囲を超えたか否かを判定するように温度判定手段を構成することにより、被検出対象物の保護を図るために必要な温度情報を得ることができる。この温度判定手段は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、実現することができる。
【００５５】
被検出対象物の定常状態と非定常状態とは、殆どの場合検出することができるため、被検出対象物を過熱から保護する場合に、上記のように、被検出対象物の状態を検出した後に、その検出結果に応じて、温度検出信号と判定基準信号との比較判定処理を行うようにしても、実用上何ら支障を来さない。
【００５６】
本実施形態のように、被検出対象物が電動機である場合には、電動機の回転速度を設定値（電動機が停止する寸前の回転速度に相応する値）と比較して、回転速度が設定値以上になっている状態を定常状態として判定し、回転速度が設定値以上でない状態（回転速度が設定値よりも低くなった状態及び回転速度が零になった状態）を非定常状態として判定するように被検出対象物状態判定手段を構成することができる。
【００５７】
被検出対象物状態判定手段は、例えば、エンコーダ１１の出力パルスから検出した電動機の回転速度を設定値と比較判定する処理をマイクロプロセッサに実行させることにより実現することができる。
【００５８】
なおブラシレス直流電動機の場合には、位置検出器ｈｕないしｈｗの出力にレベル変化が現れる周期が電動機の回転速度に反比例しているので、エンコーダ１１の出力パルスの発生間隔を計測する代わりに、位置検出器ｈｕないしｈｗの出力信号のレベル変化が現れる周期を計測することよっても電動機の回転速度を検出することができる。
【００５９】
上記の例では、マイクロプロセッサにＡ／Ｄ入力端子が設けられているため、温度検出回路の出力をフィルタ回路９を通してマイクロプロセッサに入力し、被検出対象物の温度が許容範囲を超えているか否かの判定処理をマイクロプロセッサにより行わせるようにしているが、この判定処理をハードウェア回路により行わせるようにすることもできる。
【００６０】
図３は、上記の判定処理をハードウェア回路により行わせるようにした本発明の第２の実施形態を示したもので、この例では、温度検出回路から得られる温度検出信号Ｖｔがフィルタ回路９を通して温度検出信号Ｖｔ’として比較器１５の反転入力端子に入力されている。また一端が図示しない定電圧電源回路の正極側出力端子に接続された抵抗器１６と、抵抗器１６の他端と接地回路との間に接続された抵抗器１７と、抵抗器１６及び１７の接続点とマイクロプロセッサのポートＤ１との間に接続された抵抗器１８とからなる抵抗分圧回路が設けられ、この抵抗分圧回路の抵抗器１７の両端に得られる電圧が判定基準信号として比較器１５の非反転入力端子に入力されている。
【００６１】
マイクロプロセッサ５は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段により検出された電動機の回転速度が十分に小さく設定された設定値（電動機がロック状態またはロックに近い状態にあるか否かを判定するための判定値）以上であるか否かを判定する回転速度判定手段（被検出物状態判定手段に相当する手段）と、回転速度判定手段による判定結果に応じてポートＤ１の電位を変化させて抵抗器１６ないし１８からなる分圧回路から比較器１５に与えられる判定基準信号の値を切り換える判定基準信号切換手段とを実現する。
【００６２】
ここで、判定基準信号切換手段は、回転速度判定手段により回転速度が設定値以上であると判定されているときにポートＤ１の電位を非接地電位（Ｈレベル）にして抵抗器１８を接地回路から切り離すことにより、比較器１５に入力される判定基準信号を、局部過熱が生じていない状態で３相の電機子コイルの温度が許容範囲の上限値に達したときに温度検出回路から得られる温度検出信号の大きさに相当する値を有する第１の判定基準信号Ｖｒｆ１とし、回転速度判定手段により回転速度が設定値以上でない（設定値未満または零）と判定されているときには、ポートＤ１の電位を接地レベル（Ｌレベル）として抵抗器１８を抵抗器１７に対して並列に接続することにより、比較器１５に入力される判定基準信号を、いずれかの電機子コイルで局部過熱が生じている状態でその温度が許容範囲の上限値に達したときに温度検出回路から得られる温度検出信号の大きさに相当する値を有する第２の判定基準信号Ｖｒｆ２（＜Ｖｒｆ１）とするように構成される。
【００６３】
上記判定基準信号切換手段と、抵抗器１６ないし１８からなる抵抗分圧回路とにより、回転速度判定手段により電動機の回転速度が設定値を超えていると判定されている状態では、ｎ相の電機子コイルのそれぞれの温度が許容温度範囲の上限値に等しいときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第１の判定基準信号Ｖｒｆ１を発生し、回転速度判定手段により電動機の回転速度が設定値以上でないと判定されている状態では、ｎ相の電機子コイルの一部の温度が許容範囲の上限値に達したときに温度検出回路から出力される温度検出信号に相当する大きさを有する第２の判定基準信号Ｖｒｆ２を発生する判定基準信号発生手段が構成される。
【００６４】
抵抗器６の抵抗値をＲ１としたとき、上記第１の判定基準信号Ｖｒｆ１は、下記の式により設定することができる。
【００６５】
Ｖｒｆ１＝｛Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒａ’）｝＊Ｖｃ …（６）
また第２の判定基準信号Ｖｒｆ２は、下記の式により設定することができる。
Ｖｒｆ２＝｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒａ”）｝＊Ｖｃ …（７）
即ち、Ｖｒｆ１及びＶｒｆ２が上記（６）式及び（７）式により決まる値となるように、抵抗器１６，１７及び１８の抵抗値を決めればよい。
【００６６】
なお図６ないし図８に示した温度センサの抵抗値の初期値Ｒｂが変わると、上記Ｒａ’及びＲａ”も変わってしまうので、上記Ｒａ’及びＲａ”の値は、実験により求めてもよい。
【００６７】
比較器１５は、被検出対象物状態判定手段により被検出対象物の状態が定常状態にあると判定されているとき（ポートＤ１の電位がＨレベルのとき）に温度検出信号Ｖｔ’を上記第１の判定基準信号Ｖｒｆ１と比較して、温度検出信号Ｖｔ’の大きさが第１の判定基準信号Ｖｒｆ１の大きさ以下のときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位を高レベル（Ｈレベル）にし、温度検出信号Ｖｔ’の大きさが第１の判定基準信号Ｖｒｆ１の大きさを超えているときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位を低レベル（Ｌレベル）にする。
【００６８】
比較器１５はまた、被検出対象物判定手段により被検出対象物の状態が非定常状態にあると判定されているとき（ポートＤ１の電位がＬレベルのとき）に、温度検出信号Ｖｔ’の大きさを上記第２の判定基準信号Ｖｒｆ２の大きさと比較して、温度検出信号Ｖｔ’の大きさが第２の判定基準信号Ｖｒｆ２の大きさ以下のときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位を高レベル（Ｈレベル）の状態にし、温度検出信号Ｖｔ’の大きさが上記第２の判定基準信Ｖｒｆ２の大きさを超えたときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位を低レベル（Ｌレベル）の状態にする。
【００６９】
マイクロプロセッサ５は、被検出対象物の状態が定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＨレベルのときに、被検出対象物の発熱箇所の温度がほぼ均等でその平均温度が許容範囲内にあると判定する。マイクロプロセッサはまた、被検出対象物の状態が非定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＨレベルのときに、被検出対象物で許容温度範囲を超えるような局部過熱が発生していないと判定する。
【００７０】
またマイクロプロセッサ５は、電動機の状態（被検出対象物の状態）が定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＬレベルのときに被検出対象物のすべての電機子コイル（発熱箇所）の温度が許容範囲を超えたと判定する。マイクロプロセッサはまた、電動機の状態が非定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＬレベルのときに、いずれかの電機子コイルで局部過熱が発生して、その温度が許容範囲を超えたと判定する。
【００７１】
マイクロプロセッサは、被検出対象物の全ての発熱箇所またはいずれかの発熱箇所の温度が許容範囲を超えたと判定したときに、その温度を低下させるために必要な措置を講じる。本実施形態のように、被検出対象物が電動機の電機子コイルである場合には、電機子コイルの温度が許容範囲を超えたことが検出されたときに電動機の駆動電流を遮断するか、または駆動電流の平均値を減少させる制御を行って、電機子コイルを過熱から保護する。
【００７２】
図３に示した例では、比較器１５により、温度検出信号と第１の判定基準信号との大小関係または前記検出信号と第２の判定基準信号との大小関係からｎ相の電機子コイルの温度の平均値が許容範囲にあるか否かを判定する温度判定手段が構成されている。
【００７３】
上記の例では、回転速度検出手段及び被検出対象物状態検出手段をマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより実現するようにしたが、マイクロプロセッサにＡ／Ｄ入力ポートが設けられていない場合には、これらをハードウェア回路により構成することもできる。
【００７４】
図４は、回転速度検出手段及び被検出対象物状態検出手段をハードウェア回路により構成した本発明の第３の実施形態を示している。この例では、モータに取り付けられたエンコーダから得られるパルス信号Ｖｐの周波数（回転速度に比例している）を、該周波数に大きさが反比例する電圧信号に変換して速度検出信号Ｖｎとして出力する周波数／電圧変換回路（Ｆ／Ｖ変換回路）２０により回転速度検出手段が構成され、定電圧電源回路の出力電圧Ｖｃを分圧して、電動機の状態の判定の基準となる回転速度の設定値を与える基準信号Ｖｓを発生する基準信号発生回路２１と、速度検出信号Ｖｎを基準信号Ｖｓと比較する比較器２２とにより、被検出対象物状態検出手段２３が構成されている。
【００７５】
図４に示された周波数／電圧変換回路は、一定の直流電圧Ｖｃにより抵抗器２５を通して一定の時定数で充電されるコンデンサ２６と、電動機に取り付けられたエンコーダから得られるパルス信号Ｖｐが入力されるボルテージホロワ回路２７と、微分コンデンサ２８と抵抗器２９とからなっていて、ボルテージホロワ回路２７を通して与えられるパルスの立ち上がりを微分して幅が狭い微分パルスを発生する微分回路３０と、トランジスタ３１と抵抗器３２ないし３４とからなっていて、微分回路３０から微分パルスが与えられる毎にトランジスタ３１が導通してコンデンサ２６の電荷を抵抗器３４とトランジスタ３１のコレクタエミッタ間と抵抗器３４とを通して一定の時定数で放電させる放電回路３５と、コンデンサ２６の端子電圧に等しい電圧を出力するボルテージホロワ回路３６とからなっている。この周波数／電圧変換回路においては、電動機の回転速度の上昇に伴ってコンデンサ２６の放電が行われる時間間隔が短くなっていくため、コンデンサ２６の両端には、電動機の回転速度に反比例して大きさが変化する電圧信号からなる速度検出信号Ｖｎが得られる。
【００７６】
図４に示した例では、速度検出信号Ｖｎ及び基準信号Ｖｓがそれぞれ比較器２２の反転入力端子及び非反転入力端子に入力されていて、速度検出信号Ｖｎの大きさが基準信号Ｖｓの大きさ以上のとき［電動機の回転速度が設定値以下のとき（非定常時）］に比較器２２の出力端子の電位がＬレベルになり、速度検出信号Ｖｎの大きさが基準信号Ｖｓの大きさ未満のとき［回転速度が設定値を超えているとき（定常時）］に比較器２２の出力端子の電位がＨレベルになるようになっている。
【００７７】
また図３に示した例と同様に抵抗器１６，１７及び１８により構成された抵抗分圧回路と、この分圧回路から得られる判定基準信号Ｖｒｆ２及び図３に示した例と同様に構成された温度検出回路から得られる温度検出信号Ｖｔ’がそれぞれ非反転入力端子及び反転入力端子に入力された比較器１５とが設けられ、比較器１５の出力がマイクロプロセッサ５のポートＡ１に入力されている。この例では、抵抗分圧回路の抵抗器１８が抵抗器１６と１７の接続点と比較器２２の出力端子との間に接続されている。
【００７８】
図４には、マイクロプロセッサが制御するブラシレス直流電動機及び該電動機に設けられた位置センサが図示されていないが、図４に示した例においても、電動機の位置センサからマイクロプロセッサ５のポートＢｕないしＢｗにそれぞれ位置検出信号ＨｕないしＨｗが入力され、マイクロプロセッサのポートＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗ，Ｃｘ，Ｃｙ及びＣｚからそれぞれ電機子電流を制御するインバータ回路に駆動信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ，Ｖｘ，Ｖｙ及びＶｚが与えられる。
【００７９】
図４に示した例において、電動機の回転速度がロック状態またはロックに近い状態を判定するための設定値を超えているとき（電動機が定常状態にあるとき）には、比較器２２の出力端子が接地回路から切り離された状態にあるため、抵抗分圧回路の抵抗器１８は抵抗器１７から切り離されている。このとき比較器１５の非反転入力端子に与えられる判定基準信号は、第１の判定基準信号Ｖｒｆ１となる。この状態では、温度検出信号Ｖｔ’が第１の判定基準信号Ｖｒｆ１以下のときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位がＨレベルになり、温度検出信号Ｖｔ’が第１の判定基準信号Ｖｒｆ１を超えたときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位がＬレベルになる。
【００８０】
また電動機の回転速度が設定値以下であるとき（電動機がロックするおそれがある非定常状態にあるとき）には、比較器２２の出力端子が接地された状態になるため、抵抗分圧回路の抵抗器１８が抵抗器１７に並列に接続された状態になる。このとき比較器１５の非反転入力端子に与えられる判定基準信号は、第２の判定基準信号Ｖｒｆ２となる。この状態では、温度検出信号Ｖｔ’が第２の判定基準信号Ｖｒｆ２以下のときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位がＨレベルになり、温度検出信号Ｖｔ’が第２の判定基準信号Ｖｒｆ２を超えたときにマイクロプロセッサのポートＡ１の電位がＬレベルになる。
【００８１】
マイクロプロセッサ５は、被検出対象物の状態が定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＨレベルのときに、被検出対象物の発熱箇所の温度がほぼ均等でその温度が許容範囲内にあると判定する。マイクロプロセッサはまた、被検出対象物の状態が非定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＨレベルのときに、被検出対象物で許容温度範囲を超えるような局部過熱が発生していないと判定する。
【００８２】
またマイクロプロセッサ５は、被検出対象物の状態が定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＬレベルのときに被検出対象物のすべての発熱箇所の温度が均等で、その値が許容範囲を超えたと判定する。マイクロプロセッサはまた、被検出対象物の状態が非定常状態にあると判定されている状態で、ポートＡ１の電位がＬレベルのときに、被検出対象物のいずれかの発熱箇所で局部過熱が発生して、その温度が許容範囲を超えたと判定する。
【００８３】
上記の例では、ブラシレス直流電動機を過熱から保護するために、その電機子を被検出対象物としたが、電機子に加えて更に他の発熱を生じる部分を被検出対象物としてもよい。例えば、図５に示したようなインバータ回路を通して電機子コイルに駆動電流を流す場合には、インバータ回路を構成するスイッチ素子でも発熱が生じるため、このインバータ回路を被検出対象物としてもよい。インバータ回路を被検出対象物とする場合には、例えば、ブリッジの下段を構成するスイッチ素子ＦｘないしＦｚに熱的に結合した状態で温度センサ４ｕないし４ｗを配置する。
【００８４】
上記の例では、ブラシレス直流電動機を被検出対象物とする場合を例にとったが、非定常状態（異常状態）で局部過熱が生じるために、複数の発熱箇所の温度を検出する必要がある場合に広く本発明を適用することができる。
【００８５】
上記の説明では、温度センサを構成する感温抵抗素子として負の温度係数を有するサーミスタを用いたが、正の温度係数を有するサーミスタを用いて温度センサを構成することもできる。
【００８６】
上記の例では、温度検出部４に直列に接続した抵抗器６の両端から温度検出信号を得るようにしているが、温度検出部４と抵抗器６の位置を入れ替えて、温度検出部４の両端から温度検出信号を得るようにしてもよい。
【００８７】
温度検出信号Ｖｔは、温度の上昇に伴ってレベルが上昇する信号であってもよく、温度の上昇に伴ってレベルが下降する信号であってもよい。
【００８８】
正の温度係数を有するサーミスタを用いて温度センサを構成する場合には、温度検出部４を接地回路側に位置させ、抵抗器６を電源の正極出力端子側に位置させて、温度検出部４の両端から温度検出信号を得るようにすると、温度の上昇に伴ってレベルが上昇していく温度検出信号を得ることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、非定常状態が生じたときに一部の発熱箇所の温度が他の発熱箇所の温度よりも高くなる局部過熱の状態が生じることがある電動機を被検出対象物として、該被検出対象物の各発熱箇所の温度が許容範囲にあるか否かの情報を得る場合に、被検出対象物の複数の発熱箇所の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサを並列に接続して、その並列合成値を電圧信号に変換することにより、温度検出信号を得るようにしたので、被検出対象物の複数の発熱箇所の温度情報をマイクロプロセッサに入力して判定処理を行う場合に、マイクロプロセッサの１つのポートのみを温度情報の入力に割り当てればよい。従って、従来よりもポート数が少ないマイクロプロセッサを用いたり、マイクロプロセッサの余ったポートを温度情報以外の情報の入力に割り当てたりすることができる。また温度センサとマイクロプロセッサとの間を接続する配線を少なくすることができるため、構成の簡素化を図ることができる。
【００９０】
またハードウェア回路からなる比較器を用いて温度の判定処理を行う場合には、複数の温度センサに対して比較器を１つだけ用意すればよいため、ハードウェア回路の構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示した回路図である。
【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）は温度センサの異なる構成例を示した回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示した回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示した回路図である。
【図５】本発明の実施形態で用いるインバータ回路の構成例を示した回路図である。
【図６】本発明の各実施形態において、電動機が定常状態にあるときの各温度センサの抵抗値及び温度検出部の並列合成抵抗値の変化の一例を示したグラフである。
【図７】本発明の各実施形態において、電動機が運転中に非定常状態になったときの各温度センサの抵抗値及び温度検出部の並列合成抵抗値の変化の一例を示したグラフである。
【図８】本発明の各実施形態において、電動機が運転中に非定常状態になったときの各温度センサの抵抗値及び温度検出部の並列合成抵抗値の変化の他の例を示したグラフである。
【図９】本発明の各実施形態において被検出対象物とするブラシレス直流電動機の電機子を示した正面図である。
【図１０】従来の温度検出装置の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
３ｕないし３ｗ…電機子コイル、４ｕないし４ｗ…温度センサ、４…温度検出部、５…マイクロプロセッサ、６…抵抗器、１５…比較器、１６，１７，１８…抵抗分圧回路を構成する抵抗器、２０…速度検出回路を構成する周波数／電圧変換回路、２１…基準信号発生回路、２２…比較器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a temperature detection device used for obtaining information on the temperature of an object to be detected having a plurality of heat generation points.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, when managing the temperature in order to protect an object having a plurality of heat generation points, the temperature of each of the plurality of heat generation points is individually detected and input to a microprocessor. When the temperature of a predetermined heat generation point exceeds the allowable range, measures are taken to reduce the temperature of the heat generation point.
[0003]
  For example, in a brushless DC motor having an armature coil of a plurality of phases, when the motor is in a locked state (stopped state) due to an increase in load during driving, the electric motor of a specific phase determined by the stop position of the rotor Since a state where a current flows through the child coil for a long time occurs, the armature coil of the specific phase may be burned out. In addition, even when the electric motor does not lock due to an increase in load, even when the motor enters a very low speed rotation state close to locking, a state in which a current flows through the armature coil of a specific phase for a long time similarly occurs. Risk of burning. As described above, when there is a possibility that the armature coil may be burned out, a temperature sensor is attached to each of the multi-phase armature coils, and temperature information detected by each temperature sensor is input to the microprocessor. When it is detected that the temperature detected by the temperature sensor exceeds the allowable range, the armature current is cut off or the value is reduced.
[0004]
  FIG. 9 shows an armature (stator) 1 of a three-phase brushless DC motor as an example of a detection target for detecting temperature. The illustrated armature 1 includes an armature core 2 having three tooth portions 2u, 2v and 2w, and a three-phase electric machine wound around the tooth portions 2u, 2v and 2w of the armature core and star-connected. It consists of the child coils 3u, 3v and 3w, and the magnetic pole part at the tip of the tooth parts 2u, 2v and 2w is made to oppose the magnetic field magnetic pole provided in the rotor (not shown).
[0005]
  In this brushless DC motor, a three-phase position sensor (not shown) for obtaining rotational angle position information of the magnetic poles of the rotor is provided for each of the three-phase armature coils 3u, 3v and 3w. A driving current is supplied to the armature coil of the excitation phase determined according to the outputs of these three-phase position sensors. As a result, a drive current is commutated in a predetermined phase sequence to the three-phase armature coils 3u to 3w, and a rotating magnetic field is generated from these armature coils to rotate the rotor.
[0006]
  In this type of motor, when the load is excessive and the rotor stops, a state occurs in which the drive current continuously flows through the armature coil of a specific phase determined by the stop position of the rotor, and the temperature of the armature coil is different from that of the other armature coil. A state of local overheating is generated which rises above the temperature of the armature coil of the first phase. If such a state is left as it is, the temperature of the armature coil in the phase in which the drive current flows rapidly rises, and the armature coil eventually burns out. Similarly, when the rotational speed of the rotor decreases to a speed just before the stop, the time for the drive current to flow through the armature coil of each phase becomes longer. There is a possibility that the temperature becomes higher than the temperature of the armature coil, and the armature coil may be burned out.
[0007]
  When there is no possibility of a locked state or a state close to the lock and the temperature of all the armature coils rises evenly, a temperature sensor is attached to any one of the armature coils, and the temperature sensor detects it. By performing control to limit the drive current when the temperature exceeds the allowable value, the temperature management of the armature coil can be performed.
[0008]
  However, in the case where only the temperatures of some of the armature coils may increase, temperature sensors 4u to 4w are attached to the three-phase armature coils 3u to 3w as shown in FIG. It is necessary to detect the temperature of the armature coil of one phase and to limit or cut off the drive current when it is detected that the temperature of the armature coil of one phase exceeds the allowable value There is.
[0009]
  When performing the above control, normally, by inputting the output of the temperature sensor to the microprocessor that controls the electric motor, and comparing the temperature detected by each temperature sensor in the microprocessor with the judgment value, It is determined whether or not the temperature exceeds the allowable value.
[0010]
  FIG. 10 shows a conventional circuit for inputting temperature information detected by the temperature sensors 4u to 4w shown in FIG. In this example, the temperature sensor is composed of a temperature sensitive resistance element such as a thermistor, and fixed resistors 6u to 6w are connected in series to the temperature sensors 4u to 4w, respectively. Terminals of the fixed resistors 6u to 6w opposite to the temperature sensors are grounded, and a constant DC voltage Vc is applied to both ends of each series circuit of the temperature sensors 4u to 4w and the fixed resistors 6u to 6w. Capacitors 8u to 8w are connected to both ends of fixed resistors 6u to 6w through resistors 7u to 7w, and voltage signals obtained at both ends of capacitors 8u to 8w include temperature information of armature coils 3u to 3w, respectively. Signals are input to three A / D input boards (input ports of the A / D converter) of the microprocessor 5.
[0011]
  In FIG. 10, resistors 7u to 7w and capacitors 8u to 8w constitute a noise absorbing filter circuit.
[0012]
  The microprocessor 5 is programmed to constitute a means for controlling the drive current of the electric motor, and compares the temperature of the armature coil detected by the temperature sensors 4u to 4w with a determination value, and either temperature sensor Control is performed to cut off or reduce the current flowing through the armature coil when the temperature detected by the above exceeds a determination value.
[0013]
  In this example, the temperature sensors 4u to 4w, the fixed resistors 6u to 6w, the power supply circuit for applying the DC voltage Vc to the series circuit of each temperature sensor and the fixed resistor, and the microprocessor 5 generate a plurality of heat generations. A temperature detection device is configured to detect the temperature of the detection target object having the location and determine whether the temperature of any of the heat generation locations exceeds an allowable value.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
  As described above, in the conventional temperature detection device, the temperature detection signals including the temperature information respectively detected by the plurality of temperature sensors attached to the plurality of heat generation points of the detection target object are individually input to the microprocessor. In order to read the temperature information of the object to be detected (the electric motor in the above example), it is necessary to use microprocessor ports corresponding to the number of temperature sensors, and it is necessary to use an expensive microprocessor with a large number of ports. .
[0015]
  In the above configuration, two connection lines for connecting the temperature sensor and the microprocessor are required for each temperature sensor. Therefore, it is necessary to read the temperature information detected by the plurality of temperature sensors into the microprocessor. There is a problem that the number of connection lines increases and the configuration of the input circuit of the microprocessor becomes complicated.
[0016]
  Instead of individually inputting the temperature information detected by the plurality of temperature sensors to the plurality of ports of the microprocessor as described above, a changeover switch is provided for a plurality of voltage signals including the temperature information detected by the plurality of temperature sensors. There is also known a method of sequentially switching by a signal switching circuit and inputting the signal to one input port of the microprocessor. In such a configuration, it is necessary to provide a switching circuit between the temperature sensor and the microprocessor. Therefore, the circuit configuration of the temperature information input circuit is complicated.There was a problem.
[0017]
  An object of the present invention is to obtain temperature information necessary for temperature management of an object to be detected having a plurality of heat generation points without using a signal switching circuit and using only one port of a microprocessor. It is an object of the present invention to provide a temperature detection device that can be used.
[0018]
  Another object of the present invention is to use only one port of a microprocessor in an electric motor having a multi-phase armature coil in which only a partial phase armature coil may overheat, which may cause a local overheating condition. An electric motor capable of detecting whether or not the temperature of the entire multi-phase armature coil exceeds the allowable range and detecting whether or not only the temperature of some armature coils exceeds the allowable range. It is to provide a temperature detecting device.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  Object to be detectedTemperature detector to obtain temperature informationIsA plurality of temperature sensors having a characteristic in which a resistance value changes according to temperature are arranged in a state of being thermally coupled to a plurality of heat generation portions of the detection target object, and the plurality of temperature sensors are connected in parallel. A configured temperature detection unit, and a circuit for applying a voltage to both ends of the temperature detection unit.HaveA voltage signal whose magnitude changes with a change in resistance value at both ends of the temperature detection unit is output as a temperature detection signal including information on the average value of the temperatures of the plurality of heat generation points.It can be set as the structure provided with the temperature detection circuit.
[0020]
  As described above, when a plurality of temperature sensors that respectively detect temperatures of a plurality of heat generation points are connected in parallel to constitute a temperature detection unit, when the temperatures detected by the plurality of temperature sensors are equal, the temperature detection unit The temperature at each heat generation point can be detected from the resistance values at both ends of (a parallel combined resistance value of a plurality of temperature sensors). In this case, if there is a difference in the temperature of a plurality of heat generation points, the temperature of each heat generation point cannot be detected accurately, but if the difference is small, the temperature information of each heat generation point is a slight error. Since the temperature can be obtained in a range, when the temperature is detected for the purpose of protecting the detection target object from overheating, the temperature detection purpose can be sufficiently achieved.
[0021]
  On the other hand, a local overheating state occurs in which the temperature of some heat generation points is higher than the temperature of other heat generation points, and there is a large difference between the resistance values of some temperature sensors and the resistance values of other temperature sensors. If this occurs, the temperature at each heating point cannot be detected from the resistance values at both ends of the temperature detection unit, but at this time, the temperature is partially increased from the resistance values at both ends of the temperature detection unit. Since it is possible to obtain information on whether or not the temperature of the heat generation point has reached the upper limit of the allowable range, when detecting the temperature for the purpose of protecting the detected object from local overheating, the purpose should be sufficiently Can be achieved.
[0022]
  When the temperature detection apparatus is configured as described above, when the temperature information of a plurality of heat generation points of the detection target object is input to the microprocessor and the determination process is performed, only one port of the microprocessor is used as the temperature information input. Therefore, it is possible to use a microprocessor having a smaller number of ports than in the prior art, or to assign the remaining ports of the microprocessor to input of information other than temperature information.
[0023]
  The present inventionan armature coil of n phase (n is an integer of 2 or more),When an unsteady state occurs, a local overheating condition may occur in which the temperature of some heat generation points is higher than the temperature of other heat generation pointsElectric motorThis is particularly useful when obtaining information on whether or not the temperature of each heat generation point of the detection target object is within an allowable range as the detection target object.
[0024]
  In this case, the temperature detection device according to the present invention includes a plurality of temperature sensors having a characteristic that the resistance value changes according to the temperature, and a plurality of heat generation points including a heat generation point that may cause local overheating of the detection target object. Each of the plurality of temperature sensors connected in parallel to each other, and a circuit for applying a voltage to the temperature detection unit. A temperature detection circuit that outputs a voltage signal whose magnitude changes with a change in value as a temperature detection signal corresponding to an average value of the temperatures of the plurality of heat generation points;A state in which the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than a set value is determined as a steady state, and a detected object state determination unit that determines a state in which the rotational speed of the electric motor is not equal to or higher than the set value as an unsteady state;In a state in which the detection target object is determined to be in a steady state by the detection target object state determination means, when each temperature of the plurality of heat generation points of the detection target object is equal to the upper limit value of the allowable temperature range The first determination value having a magnitude corresponding to the temperature detection signal output from the temperature detection circuit is compared with the magnitude of the temperature detection signal, and the magnitude relationship between the magnitude of the temperature detection signal and the first determination value. In the state where it is determined whether or not the temperature of each heat generation point of the detection target object exceeds an allowable range, and the detection target object state determination means determines that the detection target object is in an unsteady state, The second determination value having a magnitude corresponding to the temperature detection signal output from the temperature detection circuit when the temperature of a part of the plurality of heat generation points reaches the upper limit value of the allowable range and the magnitude of the temperature detection signal. Compare the temperature detection signal It may be configured to come and part of the temperature of the plurality of heat generating portions on the magnitude relation between the second determination value is a temperature determination means for determining whether exceeds the allowable range.
[0025]
  The present invention also has an n-phase (n is an integer of 2 or more) armature coil, and when the rotational speed becomes less than the set value or zero while the armature current is applied, Whether the temperature of the armature coil of the motor is within the permissible range with the electric motor in which a local overheating state occurs in which the temperature of the armature coil of the other phase is higher than the temperature of the armature coil of the other phase as an object to be detected Information on whether or notobtain.
[0026]
  In this case, the temperature detection device according to the present invention is provided with n temperature sensors having a characteristic in which the resistance value changes according to the temperature in a state of being thermally coupled to the n armature coils of the motor. A temperature detection unit configured by connecting the n temperature sensors in parallel with each other, and a circuit for applying a constant voltage to the temperature detection unit, in accordance with a change in resistance value at both ends of the temperature detection unit A temperature detection circuit for outputting a voltage signal whose magnitude changes as a temperature detection signal having a magnitude corresponding to the average value of the temperature of the n-phase armature coil, and a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor; Rotation speed determination means for determining whether or not the rotation speed of the electric motor detected by the rotation speed detection means exceeds a set value set to be sufficiently small, and the rotation speed of the electric motor exceeds the set value by the rotation speed determination means. In a state where it is determined that the temperature of each of the n-phase armature coils is equal to the upper limit value of the allowable temperature range, the first corresponding to the temperature detection signal output from the temperature detection circuit. In the state where the rotation speed determination means determines that the rotation speed of the motor is not equal to or higher than the set value, the temperature of some of the n-phase armature coils is acceptable. Determination reference signal generating means for generating a second determination reference signal having a magnitude corresponding to the temperature detection signal output from the temperature detection circuit when the upper limit value of the range is reached, the temperature detection signal, and the first determination It is determined whether the temperature of each of the n-phase armature coils exceeds the allowable range from the magnitude relationship with the reference signal, and the n-phase armature is judged from the magnitude relationship between the temperature detection signal and the second determination reference signal. Coil power It may be configured to the temperature of the portion of the armature coil of the child coil and a temperature determining means for determining whether or not exceeds the allowable range.
[0027]
  The temperature detection circuit includes a resistor connected in series to the temperature detection unit, and a constant voltage power supply circuit that applies a constant DC voltage to both ends of the series circuit of the temperature detection unit and the resistor, A voltage signal can be output from both ends of the resistor or both ends of the temperature detector.
[0028]
  The rotational speed detection means includes a signal generator that generates a pulse signal whose frequency is proportional to the rotational speed of the electric motor, and a rotational speed conversion means that converts the frequency or generation period of the signal generated by the signal generator into a rotational speed. Can be configured.
[0029]
  The temperature determination means can be constituted by a voltage comparison circuit that compares the temperature detection signal and the determination reference signal and generates different levels of output in accordance with the magnitude relationship between the temperature detection signal and the determination reference signal.
[0030]
  The temperature determination means can also be constituted by a microprocessor programmed to perform a determination process of the magnitude relationship between the temperature detection signal and the determination reference signal.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, an embodiment of a temperature detection device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0032]
  FIG. 1 shows the hardware configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 4u to 4w denote temperature sensors that are thermally coupled to different heat generation points of the detection target object. is there.
[0033]
  In this embodiment, the armature of the three-phase brushless DC motor shown in FIG. In this case, since the three-phase armature coils 3u to 3w are heat generating portions, the temperature sensors 4u to 4w are attached in a state of being thermally coupled to the armature coils 3u to 3w, respectively.
[0034]
  Each temperature sensor has a characteristic in which a resistance value viewed from both ends thereof changes with a change in the sensed temperature. In addition to a temperature-sensitive resistance element such as a thermistor having a negative or positive temperature coefficient, FIG. 2 (A), a compound resistor formed by connecting a fixed resistor R1 in series to a temperature-sensitive resistor element Rth, and a fixed resistor to the temperature-sensitive resistor element Rth as shown in FIG. 2 (B). A compound resistor configured by connecting R2 in parallel, a compound resistor configured by connecting resistors R1 and R2 in series and in parallel to the temperature-sensitive resistor element Rth, as shown in FIG. 2C, or In FIGS. 2A to 2C, it can be constituted by a compound resistor or the like constituted by replacing a part of a fixed resistor with a variable resistor.
[0035]
  As shown in FIGS. 2A to 2C, when a resistor is connected in series or in parallel to the temperature-sensitive resistor element, the resistance value at both ends of the temperature sensor and the characteristic of the change of the resistance value with respect to temperature. (Change ratio etc.) can be adjusted appropriately.
[0036]
  As described above, each temperature sensor can have various configurations, but each of the temperature sensors 4u to 4w attached to one detection target has the same configuration and has resistance value versus temperature characteristics as close as possible. Use one (preferably the same). The temperature sensors 4u to 4w are connected in parallel to each other, and the temperature detection unit 4 is configured by a parallel circuit of these temperature sensors. A resistor 6 is connected in series to the temperature detection unit 4, and a terminal of the resistor 6 opposite to the temperature detection unit 4 is grounded. The terminal of the temperature detection unit 4 opposite to the resistor 6 is connected to the positive output terminal of a constant voltage power supply circuit (not shown) with the negative output terminal grounded, and the temperature detection unit 4 and the resistance are connected from the power supply circuit. A constant DC voltage Vc is applied across the series circuit with the device 6.
[0037]
  A resistance voltage dividing circuit is configured by a series circuit of the temperature detection unit 4 and the resistor 6, and a temperature detection signal Vt composed of a voltage signal indicating a value corresponding to the temperature sensed by the temperature detection unit 4 at both ends of the resistor 6. It has come to be obtained.
[0038]
  Here, if the temperature sensitive resistance elements constituting the temperature sensors 4u to 4w are each composed of a thermistor having a negative temperature coefficient, the temperature detection signals Vt obtained at both ends of the resistor 6 are accompanied with an increase in temperature. Shows the characteristic that the level rises.
[0039]
  The temperature detection signal Vt is input to a noise absorbing filter circuit 9 including a resistor 7 and a capacitor 8, and the temperature detection signal Vt ′ from which noise has been removed by the filter circuit 9 is one A / D of the microprocessor 5. Input to the input port.
[0040]
  In this embodiment, a constant voltage power supply circuit (not shown) that outputs a DC voltage Vc and a resistor 6 constitute a voltage application circuit that applies a constant DC voltage to both ends of the temperature detection unit 4. The circuit and the temperature detection unit 4 constitute a temperature detection circuit.
[0041]
  In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a DC brushless motor having a three-phase armature coil as shown in FIG. 9, and the armature (stator) side of the motor has a U-phase to W-phase armature coil. Position sensors hu to hw for detecting the rotational angle position of the rotor are provided. The position sensors hu to hw are hall ICs that output signals having different levels depending on the polarity of the magnetic poles of the rotor, and are arranged at positions having a predetermined phase relationship with respect to the U-phase or W-phase armature coils. Has been. The position sensors hu to hw detect the position of a rectangular wave indicating a high level (H level) state or a low level (L level) state depending on whether the polarity of the magnetic poles of the rotor detected by the position sensors hu to hw is N or S, respectively. Output a signal. Position detection signals Hu to Hw output from these position sensors are input to ports Bu to Bw of the microprocessor 5.
[0042]
  Reference numeral 11 denotes an encoder attached to the electric motor 10, which generates a pulse every time the electric motor rotates by a certain angle. The pulse Vp generated by the encoder 11 is input to the port Bp of the microprocessor 5. The microprocessor 5 detects the rotational speed of the motor from the pulse generation interval.
[0043]
  Reference numeral 12 denotes an inverter circuit provided between a DC power source such as a battery Bat and the electric motor 10, and the inverter circuit includes, for example, switch elements Fu to Fw constituting the upper side of the bridge, as shown in FIG. It comprises a switch element bridge circuit comprising switch elements Fx to Fz constituting the lower side of the bridge. The control terminals of the switching elements Fu to Fw and Fx to Fz of the inverter circuit 12 are connected to the ports Cu to Cw and Cx to Cz of the microprocessor 5, and are switched from the microprocessor 5 to the switching elements Fu to Fw and Fx of the inverter circuit. Drive signals Vu to Vw and Vx to Vz are given to Fz. The microprocessor 5 turns on a predetermined switch element of the inverter circuit so as to flow a drive current through the armature coil of the phase determined based on the rotational angle position information of the rotor given by the position sensors hu to hw, and A drive current commutated in a predetermined phase sequence is supplied from the power source Bat to the armature coil of the motor.
[0044]
  In the example shown in FIG. 5, the switch element constituting the inverter circuit is made of a MOSFET. A parasitic diode is formed between the drain and source of each MOSFET, but this diode is not shown.
[0045]
  In the brushless DC motor shown in FIG. 1, when the load on the motor becomes excessive and the motor is locked (when the rotor is stopped while the drive current is flowing), the rotor stop position A state occurs in which a drive current flows only in a specific armature coil determined by the above, and the temperature of the armature coil rapidly rises to cause local overheating. Even if the rotor does not stop, even when the rotational speed is very low and it is in the state of being locked, it takes a long time for the drive current to flow through each armature coil. As a result, the temperature of the armature coil becomes higher than the temperature of the armature coils of the other phases, and local overheating occurs.
[0046]
  In the present invention, as described above, a state in which local overheating occurs is set to an unsteady state, and heat is generated in the same manner in all the heat generation points (armature coils in the present embodiment), and the temperatures of all the heat generation points are almost equal. The state that becomes equal is the steady state.
[0047]
  As described above, when a plurality of temperature sensors 4u to 4w that respectively detect the temperatures of a plurality of heat generation points are connected in parallel to constitute the temperature detection unit 4, when the temperatures detected by the plurality of temperature sensors are equal, The temperature at each heat generation point can be detected from the resistance values at both ends of the temperature detection unit (parallel combined resistance values of a plurality of temperature sensors). Here, assuming that the respective resistance values of the temperature sensors 4u to 4w are Ru to Rw, since Ru = Rv = Rw when the temperatures of all the heat generation points are equal, the resistance values at both ends of the temperature detection unit 4 (in parallel). If the composite value is Rx,
Rx = Ru / 3 (1)
  When the resistance value of the resistor 6 is R1 and the multiplication symbol is *, the temperature detection signal Vt output from the temperature detection circuit at this time is
Vt = {R1 / (R1 + Rx)} * Vc (2)
  On the other hand, when local overheating of the armature coil 3u occurs, only the resistance value Ru of the temperature sensor 4u becomes low, and when the resistance values Rv and Rw of the other two temperature sensors 4v and 4w are equal,
Rx = (Ru * Rv) / (2Ru + Rv) (3)
Vd = {R1 / (R1 + Rx)} * Vc (4)
  FIG. 6 shows an example of changes in the resistance values Ru to Rw of the temperature sensors 4u to 4w and the parallel combined resistance value Rx (= Ru / 3) when the steady state of the motor continues. In this case, Ru to Rw are equal, but in the same figure, an example of the change in the resistance value is indicated by three broken lines displayed close to each other for convenience. At first, since the temperature of the armature coil is constant, the resistance values Ru to Rw of the temperature sensors 4u to 4w indicate a constant value Rb. However, since the temperature of the armature coil increases from the middle, the resistance value Ru to Rw falls linearly. In the illustrated example, when the temperature of the armature coil reaches the upper limit value of the allowable range, the resistance values Ru to Rw become equal to Ra, and the parallel combined resistance value Rx becomes Ra ′ (= Ra / 3). Will be equal. Therefore, a value equal to the value of the temperature detection signal Vt when the parallel combined resistance value Rx of the temperature detection unit 4 is equal to Ra ′ is set as a set value, and the temperature detection signal Vt exceeds this set value. When the armature coil is protected, the armature coil can be prevented from being burned out.
[0048]
  As described above, when the steady state continues, the parallel combined resistance value Rx of the temperature sensors becomes 1/3 of the resistance value of each temperature sensor. At this time, since the temperatures of all the armature coils are equal, The temperature of each armature coil can be detected from the combined resistance value Rx.
[0049]
  Even in a steady state, Rx = Ru / 3 may not be satisfied due to a slight difference generated between the temperatures of the three-phase armature coils or variations in the characteristics of the temperature sensor. If the difference between the values is small, information on the temperature of each armature coil (heating point) can be obtained within a slight error range from the parallel combined resistance value of the temperature sensor that detects the temperature of the three-phase armature coil. If the set value is determined in consideration of this error range, the protection operation can be performed accurately.
[0050]
  Next, FIG. 7 shows an example of a change in the resistance value of the temperature sensor when a local overheating state occurs in which only the temperature of some armature coils rises. In the example of FIG. 7, since the temperature of the armature coil 3u has increased from time ta, only the resistance value Ru of the temperature sensor 4u has decreased from time ta. At this time, the temperature of the armature coil 3u reaches the upper limit value of the allowable range at time tb, and Ru = Ra, but the parallel combined resistance value Rx of the temperature detection unit is Ra ″, and all the armature coils are in a steady state. The parallel combined resistance value Ra ′ is higher than the parallel combined resistance value Ra ′ when the temperature reaches the upper limit of the allowable range.At the time tc, the parallel combined resistance value Rx becomes equal to Ra ′, but at this time, the local overheating Since the temperature of the armature coil 3u in which the occurrence of the error is greatly exceeded the upper limit value of the allowable range, the protective operation is performed when Rx becomes equal to Ra ′ as in the normal state. The coil cannot be protected. In order to perform the protection operation accurately when the local overheating occurs in this way, the parallel combined resistance value Rx of the temperature detection unit becomes equal to Ra ″ at time tb. Let the protection action There is a need. If local overheating occurs in the armature coil 3u, the temperatures of the other armature coils 3v and 3w are equal, and Rv = Rw = Rb, Ra ″ is given by the following equation.
[0051]
Ra ″ = (Ra * Rb) / (2Ra + Rb) (5)
  In the unsteady state, the value of the temperature detection signal when the parallel combined resistance value of the temperature detection unit is equal to Ra ″ is set as a set value, and the protective operation is performed when the temperature detection signal Vt exceeds this set value. By performing the above, it is possible to prevent the armature coil from being burned out due to local overheating.
[0052]
  Next, when the temperature of the three-phase armature coil is rising, an unsteady state occurs, and the temperature of the one-phase armature coil 3u is higher than the temperature of the other-phase armature coil. FIG. 8 shows changes in the resistance value of the temperature sensor and changes in the parallel combined resistance value of the temperature detection unit.
[0053]
  In the example shown in FIG. 8, since local overheating has occurred in the armature coil 3u at time ta, the resistance value Ru of the temperature sensor 4u falls with a steeper slope than the resistance values of the other temperature sensors, and the resistance at time tb The value Ru has reached a value Ra corresponding to the upper limit value of the allowable range of the armature coil temperature. In this case, the value of the temperature detection signal when the parallel combined resistance value Rx of the temperature detection unit becomes equal to Ra ″ is determined as a set value, and protection is provided when the temperature detection signal exceeds this set value. By performing the operation, the armature coil 3u can be protected from local overheating.
[0054]
  That is, when the temperature detection device is configured as shown in FIG. 1, in the state where the detection target object is determined to be in a steady state by the detection target object state determination means, The first determination value having a magnitude corresponding to the magnitude of the temperature detection signal Vt output from the temperature detection circuit when the temperature of each heat generation point is equal to the upper limit value of the allowable temperature range and the magnitude of the temperature detection signal Vt To determine whether the temperature of each heat generation point of the detection target object exceeds the allowable range from the magnitude relationship between the magnitude of the temperature detection signal and the first determination reference value, and to detect the detection target object In a state in which the object to be detected is determined to be in an unsteady state by the state determination means, the temperature detection circuit outputs when the temperature of some of the plurality of heat generation points reaches the upper limit value of the allowable range. The magnitude corresponding to the temperature detection signal Whether the temperature of some of the plurality of heat generation points exceeds the allowable range based on the magnitude relationship between the magnitude of the temperature detection signal and the second judgment value by comparing the second judgment value and the magnitude of the temperature detection signal By configuring the temperature determination means to determine whether or not, temperature information necessary for protecting the detection target object can be obtained. This temperature determination means can be realized by causing a microprocessor to execute a predetermined program.
[0055]
  Since the steady state and the unsteady state of the detection target object can be detected in most cases, the state of the detection target object is detected as described above when protecting the detection target object from overheating. Even if the comparison determination process between the temperature detection signal and the determination reference signal is performed later according to the detection result, there is no practical problem.
[0056]
  When the object to be detected is an electric motor as in this embodiment, the rotational speed of the electric motor is compared with a set value (a value corresponding to the rotational speed just before the motor stops), and the rotational speed is set to a set value. The above state as a steady stateJudgmentAnd the state where the rotational speed is not higher than the set value (the state where the rotational speed is lower than the set value and the state where the rotational speed is zero)JudgmentDetected object stateJudgmentMeans can be configured.
[0057]
  Detected object stateJudgmentThe means can be realized, for example, by causing the microprocessor to execute a process of comparing and determining the rotation speed of the motor detected from the output pulse of the encoder 11 with a set value.
[0058]
  In the case of a brushless DC motor, the cycle in which the level change appears in the outputs of the position detectors hu to hw is inversely proportional to the rotational speed of the motor. Therefore, instead of measuring the output pulse generation interval of the encoder 11, The rotational speed of the motor can also be detected by measuring the period in which the level change of the output signals of the detectors hu to hw appears.
[0059]
  In the above example, since the A / D input terminal is provided in the microprocessor, the output of the temperature detection circuit is input to the microprocessor through the filter circuit 9, and whether or not the temperature of the object to be detected exceeds the allowable range. Such determination processing is performed by a microprocessor, but this determination processing can also be performed by a hardware circuit.
[0060]
  FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention in which the above determination processing is performed by a hardware circuit. In this example, the temperature detection signal Vt obtained from the temperature detection circuit is the filter circuit 9. Is input to the inverting input terminal of the comparator 15 as a temperature detection signal Vt ′. A resistor 16 having one end connected to a positive output terminal of a constant voltage power supply circuit (not shown), a resistor 17 connected between the other end of the resistor 16 and the ground circuit, and resistors 16 and 17 A resistor voltage divider circuit comprising a resistor 18 connected between the connection point and the port D1 of the microprocessor is provided, and the voltages obtained at both ends of the resistor 17 of this resistor voltage divider circuit are compared as a judgment reference signal. Is input to the non-inverting input terminal of the device 15.
[0061]
  The microprocessor 5 executes a program stored in the ROM so as to detect the rotational speed of the electric motor, and a setting in which the rotational speed of the electric motor detected by the rotational speed detecting means is set sufficiently low. Rotation speed determination means (means corresponding to the detected object state determination means) for determining whether or not the value is greater than or equal to a value (determination value for determining whether or not the electric motor is in a locked state or a state close to locking) And a determination reference signal switching means for changing the value of the determination reference signal supplied to the comparator 15 from the voltage dividing circuit composed of the resistors 16 to 18 by changing the potential of the port D1 according to the determination result by the rotation speed determination means. Realize.
[0062]
  Here, the determination reference signal switching means sets the potential of the port D1 to a non-ground potential (H level) when the rotation speed determination means determines that the rotation speed is equal to or higher than the set value, and connects the resistor 18 to the ground circuit. The reference signal input to the comparator 15 is obtained from the temperature detection circuit when the temperature of the three-phase armature coil reaches the upper limit of the allowable range in a state where local overheating does not occur. The first determination reference signal Vrf1 having a value corresponding to the magnitude of the temperature detection signal is used, and when the rotation speed determination means determines that the rotation speed is not equal to or higher than the set value (less than the set value or zero), the port D1 By connecting the resistor 18 in parallel to the resistor 17 with the potential set to the ground level (L level), the determination reference signal input to the comparator 15 is changed to one of the armature coils. In the state where local overheating occurs, the second determination reference signal Vrf2 (<Vrf1) having a value corresponding to the magnitude of the temperature detection signal obtained from the temperature detection circuit when the temperature reaches the upper limit of the allowable range. ).
[0063]
  In the state where the rotation speed determination means determines that the rotation speed of the motor exceeds the set value by the determination reference signal switching means and the resistance voltage dividing circuit composed of the resistors 16 to 18, the n-phase electric machine A first determination reference signal Vrf1 having a magnitude corresponding to the temperature detection signal output from the temperature detection circuit when the temperature of each of the child coils is equal to the upper limit value of the allowable temperature range is generated. In a state where it is determined that the rotation speed of the electric motor is not equal to or higher than the set value, the temperature detection signal output from the temperature detection circuit when the temperature of a part of the n-phase armature coil reaches the upper limit of the allowable range. A determination reference signal generating means for generating a second determination reference signal Vrf2 having a corresponding magnitude is configured.
[0064]
  When the resistance value of the resistor 6 is R1, the first determination reference signal Vrf1 can be set by the following equation.
[0065]
Vrf1 = {R1 / (R1 + Ra ′)} * Vc (6)
  The second determination reference signal Vrf2 can be set by the following equation.
Vrf2 = {R2 / (R1 + Ra ″)} * Vc (7)
  That is, the resistance values of the resistors 16, 17 and 18 may be determined so that Vrf1 and Vrf2 become values determined by the above equations (6) and (7).
[0066]
  If the initial value Rb of the resistance value of the temperature sensor shown in FIGS. 6 to 8 is changed, the Ra ′ and Ra ″ are also changed. Therefore, the values of Ra ′ and Ra ″ may be obtained by experiments. .
[0067]
  The comparator 15 outputs the temperature detection signal Vt ′ when the detected object state determining means determines that the state of the detected object is in a steady state (when the potential of the port D1 is H level). When the magnitude of the temperature detection signal Vt ′ is equal to or smaller than the magnitude of the first determination reference signal Vrf1, compared with the first determination reference signal Vrf1, the potential of the microprocessor port A1 is set to a high level (H level). When the magnitude of the temperature detection signal Vt ′ exceeds the magnitude of the first determination reference signal Vrf1, the potential at the port A1 of the microprocessor is set to a low level (L level).
[0068]
  The comparator 15 also detects the temperature detection signal Vt ′ when it is determined by the detection target determination means that the state of the detection target is in an unsteady state (when the potential of the port D1 is L level). When the magnitude of the temperature detection signal Vt ′ is equal to or smaller than the magnitude of the second determination reference signal Vrf2 by comparing the magnitude with the magnitude of the second determination reference signal Vrf2, the potential of the port A1 of the microprocessor is increased. When the level of the temperature detection signal Vt ′ exceeds the level of the second determination reference signal Vrf2, the potential at the port A1 of the microprocessor is at a low level (L level). To.
[0069]
  When the state of the detection target object is determined to be in a steady state and the potential of the port A1 is at the H level, the microprocessor 5 has substantially uniform and average temperatures of the heat generation points of the detection target object. It is determined that the temperature is within the allowable range. The microprocessor also performs local overheating such that the detected object exceeds the allowable temperature range when the potential of the port A1 is at the H level in a state where the state of the detected object is determined to be in an unsteady state. Is determined not to occur.
[0070]
  Further, the microprocessor 5 determines that all the armature coils of the detection target object are in a state where the state of the electric motor (the state of the detection target object) is determined to be in a steady state and the potential of the port A1 is L level. It is determined that the temperature of the (heating point) exceeds the allowable range. The microprocessor is also in a state where the state of the motor is determined to be in an unsteady state, and when the potential of the port A1 is L level, local overheating occurs in any armature coil, and the temperature is It is determined that the allowable range has been exceeded.
[0071]
  When it is determined that the temperature of all the heat generation points or any one of the heat generation points of the detection target object exceeds the allowable range, the microprocessor takes measures necessary to reduce the temperature. If the object to be detected is an armature coil of an electric motor as in the present embodiment, the drive current of the electric motor is cut off when it is detected that the temperature of the armature coil exceeds the allowable range, Or the control which reduces the average value of a drive current is performed, and an armature coil is protected from overheating.
[0072]
  In the example shown in FIG. 3, the comparator 15 determines the n-phase armature coil from the magnitude relationship between the temperature detection signal and the first determination reference signal or the magnitude relationship between the detection signal and the second determination reference signal. Temperature determining means for determining whether or not the average value of the temperatures is within the allowable range is configured.
[0073]
  In the above example, the rotation speed detection means and the detected object state detection means are realized by causing the microprocessor to execute a predetermined program, but the microprocessor does not have an A / D input port. These can also be configured by hardware circuits.
[0074]
  FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention in which the rotation speed detection means and the detected object state detection means are configured by hardware circuits. In this example, the frequency (proportional to the rotational speed) of the pulse signal Vp obtained from the encoder attached to the motor is converted into a voltage signal whose magnitude is inversely proportional to the frequency and output as a speed detection signal Vn. The frequency / voltage conversion circuit (F / V conversion circuit) 20 constitutes a rotational speed detection means, and divides the output voltage Vc of the constant voltage power supply circuit to obtain a rotational speed set value as a reference for determining the state of the motor. A detected object state detecting means 23 is constituted by a reference signal generating circuit 21 that generates a reference signal Vs to be applied and a comparator 22 that compares the speed detection signal Vn with the reference signal Vs.
[0075]
  The frequency / voltage conversion circuit shown in FIG. 4 receives a capacitor 26 charged with a constant time constant through a resistor 25 by a constant DC voltage Vc and a pulse signal Vp obtained from an encoder attached to the motor. A voltage follower circuit 27, a differential capacitor 28, and a resistor 29. The differential circuit 30 generates a differential pulse having a narrow width by differentiating the rising edge of the pulse supplied through the voltage follower circuit 27, and a transistor. 31 and resistors 32 to 34, each time a differential pulse is applied from the differential circuit 30, the transistor 31 is turned on to transfer the charge of the capacitor 26 between the resistor 34 and the collector-emitter of the transistor 31, and the resistor 34. The discharge circuit 35 for discharging with a constant time constant through the terminal voltage of the capacitor 26, etc. Consist voltage follower circuit 36 for outputting a voltage are. In this frequency / voltage conversion circuit, the time interval during which the capacitor 26 is discharged becomes shorter as the rotation speed of the motor increases, so that both ends of the capacitor 26 increase in inverse proportion to the rotation speed of the motor. A speed detection signal Vn made up of a voltage signal with varying values is obtained.
[0076]
  In the example shown in FIG. 4, the speed detection signal Vn and the reference signal Vs are respectively input to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the comparator 22, and the magnitude of the speed detection signal Vn is the magnitude of the reference signal Vs. At the above time [when the rotation speed of the motor is equal to or less than the set value (non-stationary)], the potential of the output terminal of the comparator 22 becomes L level, and the magnitude of the speed detection signal Vn is less than the magnitude of the reference signal Vs. In the case of [When the rotational speed exceeds the set value (at the time of steady state)], the potential of the output terminal of the comparator 22 becomes H level.
[0077]
  Further, similarly to the example shown in FIG. 3, the resistor voltage dividing circuit constituted by the resistors 16, 17 and 18 and the determination reference signal Vrf2 obtained from this voltage dividing circuit and the example shown in FIG. And a comparator 15 to which the temperature detection signal Vt ′ obtained from the temperature detection circuit is input to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal, respectively, and the output of the comparator 15 is input to the port A1 of the microprocessor 5. Yes. In this example, the resistor 18 of the resistance voltage dividing circuit is connected between the connection point of the resistors 16 and 17 and the output terminal of the comparator 22.
[0078]
  FIG. 4 does not show the brushless DC motor controlled by the microprocessor and the position sensor provided in the motor. However, in the example shown in FIG. 4, the position Bu of the microprocessor 5 from the position sensor of the motor is also shown. Position detection signals Hu to Hw are respectively input to Bw, and drive signals Vu, Vv, Vw, Vx, Vy are supplied to the inverter circuits that control the armature current from the ports Cu, Cv, Cw, Cx, Cy, and Cz of the microprocessor, respectively. And Vz.
[0079]
  In the example shown in FIG. 4, when the rotational speed of the electric motor exceeds a set value for determining whether the electric motor is in the locked state or near the locked state (when the electric motor is in a steady state), the output terminal of the comparator 22 Is disconnected from the ground circuit, the resistor 18 of the resistance voltage dividing circuit is disconnected from the resistor 17. At this time, the determination reference signal applied to the non-inverting input terminal of the comparator 15 is the first determination reference signal Vrf1. In this state, when the temperature detection signal Vt ′ is equal to or lower than the first determination reference signal Vrf1, the potential of the port A1 of the microprocessor becomes H level, and the temperature detection signal Vt ′ exceeds the first determination reference signal Vrf1. Sometimes the potential at the port A1 of the microprocessor becomes L level.
[0080]
  Further, when the rotation speed of the motor is lower than the set value (when the motor is in an unsteady state where there is a possibility of locking), the output terminal of the comparator 22 is grounded, so that the resistance voltage divider circuit The resistor 18 is connected to the resistor 17 in parallel. At this time, the determination reference signal given to the non-inverting input terminal of the comparator 15 is the second determination reference signal Vrf2. In this state, when the temperature detection signal Vt ′ is equal to or lower than the second determination reference signal Vrf2, the potential at the port A1 of the microprocessor becomes H level, and the temperature detection signal Vt ′ exceeds the second determination reference signal Vrf2. Sometimes the potential at the port A1 of the microprocessor becomes L level.
[0081]
  When the microprocessor 5 determines that the state of the detection target object is in a steady state and the potential of the port A1 is at the H level, the temperature of the heat generation point of the detection target object is substantially equal. Is determined to be within the allowable range. The microprocessor also performs local overheating such that the detected object exceeds the allowable temperature range when the potential of the port A1 is at the H level in a state where the state of the detected object is determined to be in an unsteady state. Is determined not to occur.
[0082]
  Further, the microprocessor 5 is in a state in which the state of the detected object is determined to be in a steady state, and when the potential of the port A1 is at the L level, the temperatures of all the heat generation points of the detected object are equal, It is determined that the value has exceeded the allowable range. The microprocessor is also in a state where the state of the detected object is determined to be in an unsteady state, and when the potential of the port A1 is at the L level, local overheating occurs at any heat generation point of the detected object. It is determined that the temperature has exceeded the allowable range.
[0083]
  In the above example, in order to protect the brushless DC motor from overheating, the armature is the detection target. However, in addition to the armature, another portion that generates heat may be the detection target. For example, when a drive current is passed through the armature coil through the inverter circuit as shown in FIG. 5, heat is generated even in the switch elements that constitute the inverter circuit, and therefore this inverter circuit may be used as the object to be detected. When the inverter circuit is an object to be detected, for example, the temperature sensors 4u to 4w are arranged in a state of being thermally coupled to the switch elements Fx to Fz constituting the lower stage of the bridge.
[0084]
  In the above example, a brushless DC motor is used as an object to be detected. However, since local overheating occurs in an unsteady state (abnormal state), it is necessary to detect temperatures at a plurality of heat generation points. The present invention can be widely applied to cases.
[0085]
  In the above description, the thermistor having a negative temperature coefficient is used as the temperature-sensitive resistance element constituting the temperature sensor. However, the temperature sensor can also be configured using a thermistor having a positive temperature coefficient.
[0086]
  In the above example, the temperature detection signal is obtained from both ends of the resistor 6 connected in series to the temperature detection unit 4, but the positions of the temperature detection unit 4 and the resistor 6 are switched to change the temperature detection unit 4. You may make it obtain a temperature detection signal from both ends.
[0087]
  The temperature detection signal Vt may be a signal whose level increases as the temperature increases, or a signal whose level decreases as the temperature increases.
[0088]
  When a temperature sensor is configured using a thermistor having a positive temperature coefficient, the temperature detector 4 is positioned on the ground circuit side, the resistor 6 is positioned on the positive output terminal side of the power source, and the temperature detector 4 If the temperature detection signal is obtained from both ends of the signal, a temperature detection signal whose level increases as the temperature rises can be obtained.
[0089]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention,When an unsteady state occurs, an electric motor that may cause a local overheating state in which the temperature of some of the heat generation points is higher than the temperature of the other heat generation points. When obtaining information on whether the temperature of the heat generation point is within the allowable range,Since a plurality of temperature sensors that respectively detect temperatures of a plurality of heat generation points of the detection target object are connected in parallel and the parallel composite value is converted into a voltage signal, a temperature detection signal is obtained. When the temperature information of a plurality of heat generation points of the detection target is input to the microprocessor and the determination process is performed, only one port of the microprocessor may be assigned to the input of temperature information. Therefore, it is possible to use a microprocessor having a smaller number of ports than in the past, or to assign the remaining ports of the microprocessor to input of information other than temperature information. In addition, since the wiring connecting the temperature sensor and the microprocessor can be reduced, the configuration can be simplified.
[0090]
  Further, when the temperature determination process is performed using a comparator composed of a hardware circuit, it is only necessary to prepare one comparator for a plurality of temperature sensors, so that the configuration of the hardware circuit is simplified. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
2A to 2C are circuit diagrams showing different configuration examples of a temperature sensor. FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of an inverter circuit used in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing an example of changes in the resistance value of each temperature sensor and the parallel combined resistance value of the temperature detector when the electric motor is in a steady state in each embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing an example of changes in the resistance value of each temperature sensor and the parallel combined resistance value of the temperature detector when the motor is in an unsteady state during operation in each embodiment of the present invention. .
FIG. 8 is a graph showing another example of changes in the resistance value of each temperature sensor and the parallel combined resistance value of the temperature detection unit when the motor is in an unsteady state during operation in each embodiment of the present invention. It is.
FIG. 9 is a front view showing an armature of a brushless DC motor as an object to be detected in each embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional temperature detection device.
[Explanation of symbols]
  3u to 3w ... armature coil, 4u to 4w ... temperature sensor, 4 ... temperature detector, 5 ... microprocessor, 6 ... resistor, 15 ... comparator, 16, 17, 18 ... resistors constituting the resistor voltage dividing circuit 20, a frequency / voltage conversion circuit constituting a speed detection circuit, 21, a reference signal generation circuit, 22, a comparator.

Claims

A state of local overheating that has an n-phase (n is an integer of 2 or more) armature coil and the temperature of some heat generation points is higher than the temperature of other heat generation points when an unsteady state occurs A temperature detection device that obtains information as to whether or not the temperature of each heat generation point of the detection target object is within an allowable range, with an electric motor that may occur as a detection target object,
  A plurality of temperature sensors having a characteristic in which a resistance value changes according to temperature are thermally coupled to a plurality of heat generation points including a heat generation point that may cause local overheating of the detection target object. And a circuit for applying a voltage to the temperature detection unit, the size of which varies with a change in resistance value at both ends of the temperature detection unit. A temperature detection circuit that outputs a voltage signal as a temperature detection signal corresponding to an average value of the temperatures of the plurality of heat generation points;
  A state where the rotational speed of the electric motor is equal to or higher than a set value is determined as a steady state, and a state where the rotational speed of the electric motor is not equal to or higher than the set value is detected object state determination means;
  In a state in which the detection target object is determined to be in a steady state by the detection target object state determination unit, each temperature of the plurality of heat generation points of the detection target object is an upper limit value of an allowable temperature range. A first determination value having a magnitude corresponding to a temperature detection signal output from the temperature detection circuit when equal is compared with the magnitude of the temperature detection signal, and the magnitude of the temperature detection signal and the first determination are compared. It is determined whether or not the temperature of each heat generation point of the detection target object exceeds an allowable range from the magnitude relationship with the value, and the detection target object state determination means determines that the detection target object is in an unsteady state. In the determined state, a second determination having a magnitude corresponding to the temperature detection signal output from the temperature detection circuit when the temperature of a part of the plurality of heat generation points reaches the upper limit value of the allowable range. Value and temperature detection Temperature judging means for comparing the magnitude of the signal and judging whether or not the temperature of a part of the plurality of heat generation points exceeds an allowable range from the magnitude relationship between the magnitude of the temperature detection signal and the second judgment value. ,
  A temperature detection device comprising:

Armature coils of n phases (n is an integer of 2 or more) and armatures of some phases when the rotational speed becomes less than a set value or zero in a state where an armature current is applied Information on whether or not the temperature of the armature coil of the motor is within an allowable range, assuming that the motor in which a local overheating state in which the temperature of the coil is higher than the temperature of the armature coil of the other phase occurs is a detection target. A temperature detecting device for obtaining
  N temperature sensors having a characteristic in which a resistance value changes according to temperature are provided in a state of being thermally coupled to the n armature coils of the electric motor, and the n temperature sensors are connected in parallel to each other. A temperature detection unit configured to be connected, and a circuit for applying a constant voltage to the temperature detection unit, and a voltage signal whose magnitude changes with a change in resistance value at both ends of the temperature detection unit. a temperature detection circuit that outputs a temperature detection signal having a magnitude corresponding to the average value of the temperature of the n-phase armature coil;
  Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor;
  Rotation speed determination means for determining whether or not the rotation speed of the electric motor detected by the rotation speed detection means exceeds a set value set to be sufficiently small;
  In a state where the rotation speed determination means determines that the rotation speed of the electric motor exceeds a set value, the temperature of each of the n-phase armature coils is equal to the upper limit value of the allowable temperature range. In a state where a first determination reference signal having a magnitude corresponding to the temperature detection signal output from the detection circuit is generated, and the rotation speed determination means determines that the rotation speed of the motor is not equal to or higher than a set value. The second armature coil has a magnitude corresponding to a temperature detection signal output from the temperature detection circuit when the temperature of some of the n-phase armature coils reaches the upper limit of an allowable range. A determination reference signal generating means for generating a determination reference signal;
  From the magnitude relationship between the temperature detection signal and the first determination reference signal, the n-phase armature coil Whether each of the armature coils exceeds the allowable range based on the magnitude relationship between the temperature detection signal and the second determination reference signal. Temperature determining means for determining
    A temperature detection device comprising:

The rotation speed detection means includes a signal generator that generates a pulse signal whose frequency is proportional to the rotation speed of the electric motor, and a rotation speed conversion means that converts the frequency or generation cycle of the signal generated by the signal generator into a rotation speed. The temperature detection device according to claim 2, comprising:

The temperature detection circuit includes a resistor connected in series to the temperature detection unit, and a constant voltage power supply circuit that applies a constant DC voltage to both ends of the series circuit of the temperature detection unit and the resistor. The temperature detection device according to claim 1, wherein the voltage signal is output from both ends of the resistor or both ends of the temperature detection unit.

The temperature determination means comprises a voltage comparator that compares the temperature detection signal and the determination reference signal and generates an output of a different level according to a magnitude relationship between the temperature detection signal and the determination reference signal. The temperature detection device according to 1, 2, 3, or 4 .

5. The temperature detection device according to claim 1, wherein the temperature determination unit includes a microprocessor programmed to perform a determination process of a magnitude relationship between the temperature detection signal and a determination reference signal. .