JP5138962B2 - モータ制御方法及びモータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータの駆動制御に関し、特に、モータの雰囲気温度検出手段が故障した場合のモータ保護技術に関する。

近年、自動車等に使用されている電動モータでは、モータの速度やDuty、電源電圧、雰囲気温度などをパラメータとしてモータの負荷状態を演算し、その演算結果に基づいてモータの駆動制御を行う方式が採用されている。例えば、特許文献１のモータ制御方法では、モータ速度とDuty及び電源電圧をパラメータとして負荷ポイントマップが作成され、検出された現在のモータ速度等により負荷ポイント値が演算される。この負荷ポイント値は累積加算され、累積ポイント値と所定の閾値とが比較される。累積ポイント値が閾値を超えた場合には、過負荷状態と判断され、モータ動作をHighからLowに切り替えるなど、モータの損傷防止が図られる。

このような電動モータのうち、雰囲気温度をパラメータとして用いるものでは、通常、モータの発熱を検出する温度検出手段が設けられている。電動モータは一般に、過負荷状態となると発熱量が増大するため、その雰囲気温度を検出することにより、モータの負荷状態を判断することができる。そこで、このようなモータでは、モータ雰囲気温度をサーミスタ等によって検出し、それをポイント化して前述の負荷ポイントマップに加えることにより、発熱量（負荷状態）に応じた駆動制御を行っている。例えば、動作開始時の雰囲気温度を検出し、温度に応じたポイント値（２０°Ｃ：３０pt，７０°Ｃ：５０ptなど）を補正量として加算し、過負荷状態の検出精度向上を図っている。
再表2004-73154号公報 特開2005-295605号公報

しかしながら、このような雰囲気温度を利用する電動モータでは、温度検出手段が故障すると、温度データが得られなくなりモータ雰囲気温度を把握できなくなる。このため、動作開始時の雰囲気温度を補正値として使用するモータにおいても、動作開始時の温度が全く分からない状態となる。従って、その状態でモータを駆動すると、連続動作可能な範囲を超えた領域までモータが過剰運転されてしまうおそれがあり、モータ故障の原因となるという問題があった。

本発明の目的は、雰囲気温度検出手段が故障した場合のモータ動作を制限し、雰囲気温度検出手段故障時における過剰運転によるモータ故障を防止することにある。

本発明のモータ制御方法は、モータの運転状態及び雰囲気温度に応じて負荷ポイント値を算出すると共に、前記負荷ポイント値を累積加算して累積ポイント値を算出し、該累積ポイント値に基づいて前記モータの駆動制御を行うモータ制御方法であって、前記負荷ポイント値を累積加算すると共に、前記モータの雰囲気温度に基づいて温度補正ポイントを取得し、前記負荷ポイント値の累積値に前記温度補正ポイントを加算して前記累積ポイント値を補正し、前記モータの雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段が故障した場合、前記温度補正ポイントとして、前記モータの使用温度範囲上限における温度補正ポイントである上限相当ポイント値を前記負荷ポイント値の累積値に加算して前記累積ポイント値を補正し、前記モータの駆動制御を行うことを特徴とする。この場合、前記累積ポイント値が所定の閾値を超えた場合、前記モータに対し、該モータを過熱から保護するための過負荷対応処理を実施し、前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記過負荷対応処理を、前記上限相当ポイント値を加算し補正された前記累積ポイント値に基づいて、前記モータの雰囲気温度が前記使用温度範囲上限に至る以前に実行するようにしても良い。

本発明にあっては、雰囲気温度検出手段の故障時にモータが過負荷状態となり、異常発熱が生じても、雰囲気温度検出手段故障時は、温度補正ポイントとして上限相当ポイント値を使用してモータの駆動制御を行っているため、モータが過剰運転される以前にモータ熱保護動作が実施され、モータ故障が未然に防止される。

前記モータ制御方法において、前記モータの動作開始時に前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記累積ポイント値の加算開始値として上限相当ポイント値を設定しても良い。

一方、本発明のモータ制御装置は、モータの運転状態及び雰囲気温度に応じて負荷ポイント値を算出すると共に、前記負荷ポイント値を累積して累積ポイント値を算出し、該累積ポイント値に基づいて前記モータの駆動制御を行う制御手段と、前記モータの雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段とを備えるモータ制御装置であって、前記制御手段は、前記負荷ポイント値を累積加算すると共に、前記モータの雰囲気温度に基づいて温度補正ポイントを取得し、前記負荷ポイント値の累積値に前記温度補正ポイントを加算して前記累積ポイント値を算出するポイント値加算・補正手段を有し、前記ポイント値加算・補正手段は、前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記温度補正ポイントとして、前記モータの使用温度範囲上限における温度補正ポイントである上限相当ポイント値を前記負荷ポイント値の累積値に加算して前記累積ポイント値を補正し、モータの駆動制御行うことを特徴とする。

本発明にあっては、雰囲気温度検出手段の故障時にモータが過負荷状態となり、異常発熱が生じても、ポイント値加算・補正手段は、雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合には、温度補正ポイントとして上限相当ポイント値を使用するため、モータが過剰運転される以前にモータ熱保護動作が実施され、モータ故障が未然に防止される。

前記モータ制御装置において、前記ポイント値加算・補正手段は、前記モータの動作開始時に前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記累積ポイント値の加算開始値として上限相当ポイント値を設定しても良い。

本発明のモータ制御方法によれば、負荷ポイント値を累積加算した累積ポイント値に基づいてモータの駆動制御を行うモータ制御方法にて、モータの雰囲気温度に対応した温度補正ポイントと負荷ポイント値の累積値とから累積ポイント値を算出すると共に、モータの雰囲気温度検出手段が故障した場合には、温度補正ポイントとして上限相当ポイント値を使用してモータの駆動制御を行うようにしたので、雰囲気温度検出手段の故障時にモータが過負荷状態となり、異常発熱が生じても、雰囲気温度検出手段故障時は上限相当ポイント値が使用されているため、モータが過剰運転される以前にモータ熱保護動作を実施することができ、モータの故障を未然に防止することが可能となる。

一方、本発明のモータ制御装置によれば、負荷ポイント値を累積加算した累積ポイント値に基づいてモータの駆動制御を行う制御手段と、モータの雰囲気温度検出手段とを備えるモータ制御装置にて、モータの雰囲気温度に対応した温度補正ポイントと負荷ポイント値の累積値とから累積ポイント値を算出するポイント値加算・補正手段を設け、このポイント値加算・補正手段では、雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、温度補正ポイントとして上限相当ポイント値を使用するようにしたので、雰囲気温度検出手段の故障時にモータが過負荷状態となり、異常発熱が生じても、雰囲気温度検出手段故障時は、上限相当ポイント値が使用されているため、モータが過剰運転される以前にモータ熱保護動作を実施することができ、モータの故障を未然に防止することが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のモータ制御方法が適用されるモータを備えたモータユニットの構成を示す説明図である。図１のモータユニット１は、例えば自動車用ワイパ装置など車両用電装部品の駆動源として使用され、ワイパブレード（以下、ブレードと略記する）が上下反転位置に達すると正逆回転が切り替えられる。

モータユニット１は、モータ２とギアボックス３とから構成され、モータ２のモータ軸４の回転がギアボックス３内にて減速され、出力軸５に出力される。モータ軸４は、有底筒状のヨーク６に回動自在に軸承され、コイルが巻装されたアーマチュアコア７及びコンミテータ８が取り付けられている。ヨーク６の内面には複数の永久磁石９が固定されている。コンミテータ８には、給電用のブラシ１０が摺接している。モータ２の速度（回転数）は、ブラシ１０に対する供給電流量によって制御される。

ヨーク６の開口側端縁部には、ギアボックス３のケースフレーム１１が取り付けられている。モータ軸４の先端部は、ヨーク６から突出してケースフレーム１１内に収納される。モータ軸４の先端部には、ウォーム１２が形成されており、ウォーム１２にはケースフレーム１１に回動自在に支持されたウォーム歯車１３が噛合している。ウォーム歯車１３には、その同軸上に小径の第１ギア１４が一体的に設けられている。第１ギア１４には、大径の第２ギア１５が噛合している。第２ギア１５には、ケースフレーム１１に回動自在に軸承される出力軸５が一体に取り付けられている。なお、図示されないが、モータ軸４には前記ウォーム１２に隣接してそのねじ方向とは逆向きのもう１つのウォームが形成されており、ウォーム歯車１３、第１ギア１４と同様の減速部材により第２ギア１５に動力伝達される。

モータ２の駆動力は、ウォーム１２、ウォーム歯車１３、第１ギア１４、第２ギア１５を経て減速された状態で出力軸５に出力される。出力軸５には、ワイパ装置のクランクアーム（図示せず）が取り付けられている。モータ２が作動すると出力軸５を介してクランクアームが駆動され、クランクアームと接続されたリンク機構を介してワイパアームが作動する。

モータ軸４には、多極着磁マグネット１６（以下、マグネット１６と略記する）が取り付けられている。これに対しケースフレーム１１内には、マグネット１６の外周部と対向するように、ホールＩＣ１７が設けられている。図２は、マグネット１６とホールＩＣ１７の関係及びホールＩＣ１７の出力信号（モータパルス）を示す説明図である。

ホールＩＣ１７は、図２に示すように、モータ軸４の中心に対して９０度の角度差を持った位置に２個（１７Ａ,１７Ｂ）設けられている。モータ２では、マグネット１６は６極に着磁されており、モータ軸４が１回転すると各ホールＩＣ１７からは６周期分のパルス出力が得られる。ホールＩＣ１７Ａ,１７Ｂからは、図２の右側に示すように、その位相が１／４周期ずれたパルス信号が出力される。従って、ホールＩＣ１７Ａ,１７Ｂからのパルスの出現タイミングを検出することにより、モータ軸４の回転方向が判別でき、これによりワイパ動作の往路／復路の判別を行うことができる。

ホールＩＣ１７Ａ,１７Ｂでは、その何れか一方のパルス出力の周期からモータ軸４の回転速度を検出できる。モータ軸４の回転数とブレードの速度との間には、減速比及びリンク動作比に基づく相関関係が存在しており、モータ軸４の回転数からブレードの速度も算出できる。

第２ギア１５の底面には、絶対位置検出用のマグネット１８が取り付けられている。ケースフレーム１１にはプリント基板１９が取り付けられ、その上には、マグネット１８と対向するようにホールＩＣ２０が配設されている。マグネット１８は、第２ギア１５の底面上に１個設けられており、ブレードが下反転位置に来たときホールＩＣ２０と対向する。第２ギア１５は、前述のようにクランクアームが取り付けられ、ブレードを往復動させるため１８０度回転する。第２ギア１５が回転しブレードが下反転位置に来ると、ホールＩＣ２０とマグネット１８が対向してパルス信号が出力される。

ホールＩＣ１７,２０からのパルス出力は、ワイパ駆動制御装置（モータ制御装置）２１に送られる。図３は、モータ２の制御系の構成を示す説明図である。ワイパ駆動制御装置２１のＣＰＵ（制御手段）２２は、イグニッションスイッチ３１を介してバッテリ３２と接続されており、ワイパスイッチ３３によってワイパ装置の動作形態を切り替えられるようになっている。また、ＣＰＵ２２には、モータ２の雰囲気温度を検出するための温度センサ（雰囲気温度検出手段）３４が接続されている。温度センサ３４にはサーミスタ３５が設けられており、モータ２の雰囲気温度に応じた電圧値がＣＰＵ２２に入力される。

ＣＰＵ２２は、ホールＩＣ２０,１７と接続されており、ホールＩＣ２０からのパルス出力を絶対位置信号として用いてブレードの位置を認識する。また、ホールＩＣ１７からのパルス信号は、ブレードの相対位置信号として用いられ、絶対位置信号が得られた後のパルス数をカウントすることにより、ＣＰＵ２２はブレードの現在位置を認識する。ここでは、ホールＩＣ２０からの下反転位置を示す絶対位置信号と、ホールＩＣ１７からのパルス数の組み合わせによって、ブレードの現在位置を検出する。このようにしてワイパ駆動制御装置２１はブレードの現在位置と速度を認識し、そのデータに基づいてモータ２を制御する。

モータ２は、ホールＩＣ１７のモータパルスからその速度（回転数）が検出され、フィードバック制御される。また、モータ２に対してはＰＷＭ制御が実行され、ＣＰＵ２２は、電源電圧をＯＮ／ＯＦＦさせることにより印加電圧を実効的に変化させ、ブラシ１０の電流量を変えてモータ２の速度を制御する。すなわち、ＣＰＵ２２は、ホールＩＣ１７のモータパルスに基づいてモータ速度を算出すると共に、その値に応じてＰＷＭ制御のＯＮ期間の時比率(Duty)を設定する。なお、ＣＰＵ２２ではモータパルスの周期(Hz)をそのまま速度として処理するが、パルス周期から求めた回転数(rpm)によって制御を行っても良い。

一方、ＣＰＵ２２では、このようにして算出，設定されたモータ速度とDutyに基づいて過負荷検出処理が行われる。この制御処理では、モータ速度とDutyから負荷ポイント値を算出，加算し、累積した負荷ポイント値が所定の閾値を超えたとき過負荷状態と判断し、モータ停止等のモータ保護処理が実行される。

図４は、ＣＰＵ２２における過負荷検出処理系の構成を示すブロック図である。図４に示すように、ＣＰＵ２２には、モータ速度とDutyから負荷ポイント値を算出するポイント値算出手段２３がまず設けられている。ポイント値算出手段２３は、ＲＯＭ２７に予め格納された負荷ポイントマップ２８にアクセスし、モータ速度やDuty等に基づいて、負荷ポイント値を算出する。

ポイント値算出手段２３の後段には、ポイント値加算・補正手段２４が設けられている。ポイント値加算・補正手段２４は、算出した負荷ポイント値を累積加算して累積ポイント値を算出すると共に、モータ２の動作開始時の雰囲気温度に基づいて、累積ポイント値を補正する。ＲＯＭ２７には、前述の負荷ポイントマップ２８と共に、温度補正ポイントが格納されており、ポイント値加算・補正手段２４は、ＲＯＭ２７からこの温度補正ポイントを取得する。そして、ポイント値算出手段２３にて算出した負荷ポイント値に、モータ雰囲気温度に応じて取得した温度補正ポイントを加算し、累積ポイント値の温度補正を行う。

また、ＣＰＵ２２には、ポイント値加算・補正手段２４にて累積加算された負荷ポイント値（累積ポイント値）を、ＲＯＭ２７に格納された基準値と比較するポイント値比較手段２５が設けられている。ポイント値比較手段２５の後段にはさらに、比較結果に基づきモータ２に対し動作指令を行う指令手段２６が設けられている。

ＣＰＵ２２では、モータ２の作動時に次のような過負荷検出処理が例えば１０ms間隔で実施される。ここではまず、モータ速度とDuty及びバッテリ電圧が検出される。モータ速度は、ホールＩＣ１７からのパルス信号を用いて検出され、ここではパルス信号周期をそのままモータ速度として使用する。Dutyは、モータパルスに基づいてフィードバック制御されているモータ２の現在のDutyがここで取得される。

モータ速度、Duty及び電源電圧を取得した後、負荷ポイントマップ２８を参照して負荷ポイント値を算出する。図５,６は、負荷ポイントマップ２８の構成を示す説明図である。負荷ポイントマップ２８は、電源電圧ごとにモータ速度(Hz)とDuty(%)をパラメータとして形成されており、図５は電源電圧が１２Ｖの場合（負荷ポイントマップ２８ａ）、図６は電源電圧が１５Ｖの場合（負荷ポイントマップ２８ｂ）を示している。負荷ポイントマップ２８では、モータ速度とDutyに応じてポイント値が設定されており、高負荷によりDutyが高い場合や回転数が低下している状況では高いポイント値となっている。

例えば、図５の負荷ポイントマップ２８ａにおいて、Dutyが８０％でモータ速度（モータパルス）が２５０Hzのときは、「＋１０」が負荷ポイント値となる。Dutyが同じ８０％の場合でも、モータ速度が５００Hzの場合には負荷が軽いと判断され、負荷ポイント値は「０」となるが、モータ速度が２００Hzの場合には負荷が重いと判断され、その値は「＋１５」となる。また、モータ速度が同じ２５０Hzの場合でも、Dutyが６０％zの場合には通常負荷と判断され「０」となるが、Dutyが１００％の場合には負荷が重いと判断され「＋１５」が負荷ポイント値となる。これに対し、Dutyが８０％の場合でもモータ速度が１０００Hzになると、負荷が軽いと判断され負荷ポイント値は「−５」となる。なお、モータ停止時には、負荷ポイント値として「−２０」が設定されている。

一方、電源電圧が１５Ｖとなると、負荷ポイントマップ２８の得点分布も変化し、負荷ポイントマップ２８ｂのようになる。この場合、電源電圧の上昇により電流量が増加するため、図６に示すように、前述同様の条件（Duty：８０％，モータ速度：２５０Hz）の場合でも負荷ポイント値が「＋１５」となる。これに対し、電源電圧が低下すると電流量が減少する。このため、電源電圧が１２Ｖ未満の場合に対処すべく、同様の条件の場合でも負荷ポイント値が小さくなるよう設定された負荷ポイントマップ２８が用意されている。低電圧時の負荷ポイントマップ２８は図示しないが、１０Ｖ用や１１Ｖ用などが設けられている。

このように負荷ポイントマップ２８は電源電圧をもパラメータとして設定されており、それをまとめると図７に示すような構造となっている。図７は負荷ポイントマップ２８の全体構造を示すモデル、図８は１２Ｖ用の負荷ポイントマップ２８ａの展開図である。図７に示すように、負荷ポイントマップ２８は、図５,６のようなマップが電源電圧ごとに積み重なったような３次元構造となっている。各電圧値の負荷ポイントマップ２８は、図８に示すような形で負荷ポイント値が設定されており、図７の縦横軸に示された値以外の場合も負荷ポイント値が設定されている。例えば、モータ速度が７５０Hzの場合、負荷ポイント値は、Dutyが８０％では「−５」、９０％では「０」となる。

負荷ポイントマップ２８はまた、電源電圧の変化に伴い得点分布が徐々にずれて行く形となっている。つまり、１２Ｖを基準として、電圧が高くなるほど＋側に、電圧が低くなるほど−側にシフトするように、各電圧間で負荷ポイント値が連続的に変化するように設定されている。例えば、電源電圧が１３.５Ｖの場合、Duty：１００％，モータ速度：３３３Hzのとき、負荷ポイント値は「＋１５」に設定されている（１２Ｖ，１３Ｖのときは同条件で「＋１０」）。

ポイント値算出手段２３は、このような負荷ポイントマップ２８にアクセスし、それを参照しつつモータの現状に応じた負荷ポイント値を取得する。負荷ポイント値を算出した後、ポイント値加算・補正手段２４によって、その値をこれまでに取得した負荷ポイント値に積算する。その際、ポイント値加算・補正手段２４は、温度センサ３４にて検出されたモータ２の雰囲気温度を用いて負荷ポイント値の補正を行う。図９は、温度補正ポイントとモータ雰囲気温度との関係を示す説明図である。

図９に示すように、温度補正ポイントは、モータ雰囲気温度が高くなると増加し、例えば、動作開始時に雰囲気温度が０°Ｃの場合は「＋１５」、２０°Ｃの場合は「＋３０」などのポイント値が設定されている。ポイント値の加算に際しては、まず初期値として、動作開始時の雰囲気温度に基づく温度補正ポイントが設定される。そして、この値に前述の負荷ポイント値が加算されて累積ポイント値が算出される。積算された累積ポイント値はＲＡＭ２９に格納され、次回の処理のとき、ポイント値加算・補正手段２４から呼び出される。

次に、このようなワイパ駆動制御装置２１におけるモータ制御処理について説明する。図１０は、そのフローチャートである。図１０に示すように、ここではまず、ステップＳ１にてワイパスイッチ３３のＯＮ／ＯＦＦが確認される。ワイパスイッチ３３がＯＦＦされている場合には、ステップＳ２に進み、スイッチＯＦＦ時の処理が実行される。ステップＳ２では、例えば、ワイパブレードを格納位置に戻した後にモータ２の動作を停止するなどのスイッチＯＦＦ時の制御処理を行い、ルーチンを抜ける。

これに対し、ワイパスイッチ３３がＯＮされている場合には、ステップＳ３に進み、「１回フラグ」が立っている（フラグ＝１)か否かが判断される。この「１回フラグ」の確認は、モータ動作開始時における雰囲気温度のみを取得するための処理である。ワイパ駆動制御装置２１では、モータ動作開始時に雰囲気温度を取得していない場合は、「１回フラグ」が立っておらず、従って、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３からＳ４に進み、Ｓ４以下の雰囲気温度取得処理を行う。

すなわち、「１回フラグ」が立っていない場合は、ステップＳ４に進んで「１回フラグ」を立て、その上でステップＳ５に進み、温度センサ３４からの出力電圧を検出する。前述のように、温度センサ３４からはモータ２の雰囲気温度に応じた電圧値が出力されており、ＣＰＵ２２はこれを取得して雰囲気温度を検知する。温度センサ３４の出力値を取得した後、ステップＳ６に進み、温度が正常範囲内にあるか否かを判断する。

ここで、温度センサ３４が故障している場合には、ＣＰＵ２２では、正常範囲外の電圧が検出される。これは、サーミスタ３５が故障すると、図３から分かるように、ＣＰＵ２２に入力される電圧はＶＣＣ値（５Ｖ）となり、サーミスタ３５が正常な時の電圧出力よりも高い値となる。従って、ステップＳ６にて所定値以上の「正常範囲外」の電圧値を検出した場合、ＣＰＵ２２は、温度センサ３４が故障していると判断する。

ステップＳ６にて「正常範囲内」と判断された場合には、温度センサ３４に異常はないと判断し、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ポイント値加算・補正手段２４によって、負荷ポイントの加算開始値を「検出温度相当値」に設定する。すなわち、例えば、雰囲気温度が０°Ｃの場合は「＋１５」、２０°Ｃの場合は「＋３０」などのポイント値が加算開始値として設定される。ステップＳ７にて加算開始値を設定した後、ステップＳ８に進んで、負荷ポイントの加算処理を行う。負荷ポイント加算処理もまた、ポイント値加算・補正手段２４にて行われ、時々刻々変化するモータ２の動作状況に応じて、負荷ポイントが累積加算されて行く。

ここで、累積ポイント値は、高負荷状態が続くと＋の負荷ポイント値が連続するため、正の大きな値となる。これに対し、通常負荷や軽負荷の状態が続くと、０や−の負荷ポイント値が連続するため、０に近い値や０以下の値となる。なお、ここでは累積ポイント値は０以下の場合は全て０としており、モータ２が通常に作動しているときには累積ポイント値は０を示す。また、一旦高負荷状態にあったが、その後、制御可能な領域まで負荷が軽減した場合には、累積負荷ポイントは徐々に減算され、やがて０又は正の小さな値に収束する。従って、累積ポイント値を見れば、現在、モータ２がどのような状況にあるかが分かり、その値が一定以上となった場合には過負荷と判断することができる。

そこで、累積ポイント値が得られると、ステップＳ９に進み、その値と過負荷状態を判別する閾値（基準値）とを比較する。この閾値は、予め実験によって、これがある値以上となると過負荷となるポイントを測定しておき、それをＲＯＭ２７に格納しておく。例えば、累積ポイント値が「＋８０」以上となると過負荷状態と言える場合には、閾値として「＋８０」を設定する。そして、累積ポイント値が閾値を超えた場合には、ステップＳ１０に進み、運転モードの切り替えやモータ停止、運転者への通知等の過負荷対応処理を行い、ルーチンを抜ける。これにより、モータ２が過熱から保護され、モータ焼損等の故障を未然に防止することが可能となる。これに対し、累積ポイント値が閾値を超えない場合には、過負荷状態には至っていないと判断してステップＳ１１に進み、通常のモータ制御動作が行われる。

一方、ステップＳ６にて、温度センサ３４からの出力値が「正常範囲外」と判断された場合には、ステップＳ１２に進み、負荷ポイントの加算開始値を「上限温度相当値（上限相当ポイント値）」に設定する。前述のように、温度センサ３４が故障していると、動作開始時の雰囲気温度が検知できず、それに対応した温度補正ポイントが付加されないため、雰囲気温度を加味した正確な過負荷検出を行うことができなくなる。

例えば、動作開始時に既に雰囲気温度が使用温度範囲の上限値（例えば、８０°Ｃ）であった場合、本来、温度補正ポイントとして「＋５５」が付加された状態で累積ポイント値が開始される必要がある。ところが、温度センサ３４が故障していると、温度補正ポイントが付加されないため、その後、熱保護動作が直ちに必要な温度である１２０°Ｃに達しても、過負荷対応処理が実行されないおそれがある。通常、雰囲気温度が１２０°Ｃの場合には、温度補正ポイントは「＋８０」（図９参照）となり、前述の閾値「＋８０」に対し、直ちに過負荷対応処理（熱保護動作）が実行される。しかしながら、センサ故障により、温度補正ポイントの「＋８０」が付加されないと、１２０°Ｃを超える領域までモータ２が止まらずに運転されてしまい、モータが故障してしまうおそれがある。

これに対し、本発明による制御形態では、温度センサ３４が故障している場合には、ステップＳ１２にて、負荷ポイントの加算開始値として、モータ２の使用温度範囲上限における負荷ポイント値と同値の上限相当ポイント値が設定される。つまり、先の例で言えば、センサ故障時には、８０°Ｃに相当する「＋５５」が設定される。そして、この状態にてステップＳ８に進んで負荷ポイントの加算処理が行われ、ステップＳ９にて、累積ポイント値が閾値と比較される。この場合、累積ポイント値は、ステップＳ１２の処理により「＋５５」から開始されるため、モータ２は、１２０°Ｃなどの高温状態になる前に過負荷対応処理が行われる。これにより、温度センサ３４の故障時に異常発熱が生じても、モータ２が過剰運転されず、モータ焼損等の故障を未然に防止することが可能となる。従って、当該システムでは、センサ故障時においても、モータ機能を維持しつつ、モータ２を的確に保護することができ、システムの信頼性向上が図られる。

なお、加算開始値として上限相当ポイント値を設定した場合、通常よりも低い負荷や温度にて過負荷対応処理が実施されるが、センサ故障時の緊急避難的対応でもあり、本実施例では、モータの通常動作よりも焼損等の防止を優先して、前述の制御形態を採用している。また、図１０の制御においては、温度センサ３４からの出力値が「正常範囲外」の場合、ステップＳ１２に進むに際し、センサ故障が車体側の制御装置に送信される。車体側の制御装置では、これを受けてメータパネル等にワイパ装置に異常が発生した旨の表示を行う。これにより、過負荷時と同様、運転者にもワイパ装置の異常が通知され、運転モードの切り替えやワイパ停止等の処理を行うことが可能となる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例においては、温度センサ３４にサーミスタ３５を用いたものを示したが、雰囲気温度検出手段として、他の種類の温度センサを用いることも可能である。また、前述の負荷ポイントマップ２８や、負荷ポイントの上限相当ポイント値、累積負荷ポイントの閾値などはあくまでも一例であり、そのポイント値やパラメータとの関係等は適宜変更可能である。

さらに、前述の実施の形態では、本発明をワイパ装置用モータの制御に適用した例を示したが、その適用対象はこれには限定されず、自動車のテールゲートやスライドドア、パワーウインド、サンルーフなどに使用されるモータにも適用可能である。加えて、本発明の制御方法・装置は、自動車用のみならず、各種電動機器用のモータにも適用可能である。

一方、前述の実施例では、モータ速度やDuty、バッテリ電圧等のモータ運転状態や雰囲気温度に応じて負荷ポイント値を算出し、これを累積加算した累積ポイントに基づいてモータの駆動制御を行う制御形態を示したが、負荷ポイント値を介在させることなく、モータの運転状態や雰囲気温度のデータを直接使用し、これらに応じてモータの駆動制御を行うシステムに本発明の制御方法、制御装置を適用しても良い。すなわち、かかるシステムにおいて、温度センサ（雰囲気温度検出手段）が故障した場合、モータの使用温度範囲の上限値をモータの雰囲気温度データとして使用し、この値に基づいてモータの駆動制御を行っても良い。

本発明のモータ制御方法が適用されるモータを備えたモータユニットの構成を示す説明図である。 マグネットとホールＩＣの関係及びホールＩＣの出力信号（モータパルス）を示す説明図である。 モータの制御系の構成を示す説明図である。 ＣＰＵにおける過負荷検出処理系の構成を示すブロック図である。 １２Ｖ用の負荷ポイントマップの構成を示す説明図である。 １５Ｖ用の負荷ポイントマップの構成を示す説明図である。 負荷ポイントマップの全体構造を示すモデルである。 １２Ｖ用の負荷ポイントマップの展開図である。 温度補正ポイント値とモータ雰囲気温度との関係を示す説明図である。 本発明によるワイパ駆動制御装置におけるモータ制御処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ モータユニット
２ モータ
３ ギアボックス
４ モータ軸
５ 出力軸
６ ヨーク
７ アーマチュアコア
８ コンミテータ
９ 永久磁石
１０ ブラシ
１１ ケースフレーム
１２ ウォーム
１３ ウォーム歯車
１４ 第１ギア
１５ 第２ギア
１６ マグネット
１７Ａ,１７Ｂ ホールＩＣ
１８ マグネット
１９ プリント基板
２０ ホールＩＣ
２１ ワイパ駆動制御装置（モータ制御装置）
２２ ＣＰＵ（制御手段）
２３ ポイント値算出手段
２４ ポイント値加算・補正手段
２５ ポイント値比較手段
２６ 指令手段
２７ ＲＯＭ
２８ 負荷ポイントマップ
２８ａ 負荷ポイントマップ
２８ｂ 負荷ポイントマップ
２９ ＲＡＭ
３１ イグニッションスイッチ
３２ バッテリ
３３ ワイパスイッチ
３４ 温度センサ（雰囲気温度検出手段）
３５ サーミスタ

Claims (5)

1. モータの運転状態及び雰囲気温度に応じて負荷ポイント値を算出すると共に、前記負荷ポイント値を累積加算して累積ポイント値を算出し、該累積ポイント値に基づいて前記モータの駆動制御を行うモータ制御方法であって、
   前記負荷ポイント値を累積加算すると共に、前記モータの雰囲気温度に基づいて温度補正ポイントを取得し、前記負荷ポイント値の累積値に前記温度補正ポイントを加算して前記累積ポイント値を補正し、
   前記モータの雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段が故障した場合、前記温度補正ポイントとして、前記モータの使用温度範囲上限における温度補正ポイントである上限相当ポイント値を前記負荷ポイント値の累積値に加算して前記累積ポイント値を補正し、前記モータの駆動制御を行うことを特徴とするモータ制御方法。
2. 請求項１記載のモータ制御方法において、前記モータは、前記累積ポイント値が所定の閾値を超えた場合、該モータを過熱から保護するための過負荷対応処理が実施され、
   前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記過負荷対応処理は、前記上限相当ポイント値を加算し補正された前記累積ポイント値に基づいて、前記モータの雰囲気温度が前記使用温度範囲上限に至る以前に実行されることを特徴とするモータ制御方法。
3. 請求項１又は２記載のモータ制御方法において、前記モータの動作開始時に前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記累積ポイント値の加算開始値として、前記モータの使用温度範囲上限における温度補正ポイントを設定することを特徴とするモータ制御方法。
4. モータの運転状態及び雰囲気温度に応じて負荷ポイント値を算出すると共に、前記負荷ポイント値を累積して累積ポイント値を算出し、該累積ポイント値に基づいて前記モータの駆動制御を行う制御手段と、前記モータの雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段とを備えるモータ制御装置であって、
   前記制御手段は、前記負荷ポイント値を累積加算すると共に、前記モータの雰囲気温度に基づいて温度補正ポイントを取得し、前記負荷ポイント値の累積値に前記温度補正ポイントを加算して前記累積ポイント値を算出するポイント値加算・補正手段を有し、
   前記ポイント値加算・補正手段は、前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記温度補正ポイントとして、前記モータの使用温度範囲上限における温度補正ポイントである上限相当ポイント値を前記負荷ポイント値の累積値に加算して前記累積ポイント値を補正し、モータの駆動制御行うことを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項４記載のモータ制御装置において、前記ポイント値加算・補正手段は、前記モータの動作開始時に前記雰囲気温度検出手段の故障を検知した場合、前記累積ポイント値の加算開始値として、前記モータの使用温度範囲上限における温度補正ポイントを設定することを特徴とするモータ制御装置。
   

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