JPH0270288A - 電動機の過負荷検出装置 - Google Patents

電動機の過負荷検出装置

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JPH0270288A
JPH0270288A JP63221085A JP22108588A JPH0270288A JP H0270288 A JPH0270288 A JP H0270288A JP 63221085 A JP63221085 A JP 63221085A JP 22108588 A JP22108588 A JP 22108588A JP H0270288 A JPH0270288 A JP H0270288A
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茂樹 古田
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桜井 靖彦
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、PWM (パルス幅変調)により直流電動
機の回転数を制御するシステムに係り、特に電流検出抵
抗等を利用して過電流を検知して、電動機を停止あるい
は回転数を低下さけることにより、電動機、制御装置、
ワイヤハーネスの焼損又は劣化を防止するのに好適な電
動機の過負荷検出装置に関するものである。
[従来技術] 直流電動機の過負荷検出装置としては、例えば、特開昭
60−237886号公報にて開示されている。これは
、直流電源と直流電動機との間に配設したスイッチング
手段をチョッパ信号に基づいてスイッチング動作させる
際に、比較回路にて直流型′#J機に流れる電流を検出
するための電流検出抵抗の両端電圧の平均値を前記チョ
ッパ信号の平均値と比較することにより過負荷状態を判
断するようにしたものである。
[発明が解決しようとする課題] このような電動機の過負荷検出装置において、直流電源
の電圧は変化する、即ち、例えば自動車のエンジン冷却
用電動機においては直流電源としてのバッテリーが他の
用途にも使用され、バッテリー電圧が変化する。そして
、このような従来例では、過負荷状態を規定する電流し
きい値をある一定値にしかできないため、比較回路にお
りる基準電圧は、運転される最大出力時の電流に対応し
て設定することになる。即ち、直流電源(バッテリー)
の電圧が最大値で、かつ最大デユーティ−(100%)
で過負荷状態を検出するように直流電動機に流れる電流
値が設定されている。
従って、直流電動機に流れる電流の平均値が予め設定さ
れたある一定電流値を越えたか否かを検出することがで
きるが、その設定した最大電源電圧及び最大デユーティ
−(100%)に対し電源電圧が低い状態で運転してい
る時や低いデユーティ−で運転している時に、電流検出
抵抗による検出電圧がチョッパ信号に基づく基準電圧以
下であるが設定電流に近い電流が流れ続けた場合には、
直流電動機、パワー1〜ランジスタ、ワイA7ハーネス
等を焼j日あるいは劣化させてしまう虞がある。
この発明の目的は、電源電圧や運転デユーティ−が変化
した場合にも確実に電動機の過負荷状態を検出できる電
動機の過負荷検出装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] この発明は、直流電動機に直流電源を投入するスイッチ
ング手段と、前記スイッチング手段をスイッチング動作
させるドライブ回路と、前記ドライブ回路を制御するた
めのチョッパ信号を出力する制御手段と、前記直流電動
機に流れる電流に比例した電圧を発生させる電動機電流
検出手段と、前記制御手段からのチョッパ信号にて前記
直流電源から供給される電圧をチョッパリング及び平滑
化して基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記電
動機電流検出手段による検出電圧と前記基準電圧設定手
段による基準電圧とを比較し、電動機電流検出手段によ
る検出電圧が基準電圧設定手段による基準電圧より大き
いとき直流電動機が過負荷状態にあると判定する比較判
定手段とを備えた電動別の過負荷検出装置をその要旨と
するものである。
[作用] 基準電圧設定手段が制御手段からのチョッパ信号にて直
流電源から供給される電圧をチョッパリング及び平滑化
して基準電圧を設定する。その結果、基準電圧がチョッ
パ信号のデユーティ−と直流電源の電圧に基づき作成さ
れることとなる。そして、比較判定手段が電動機電流検
出手段による検出電圧と前記基準電圧設定手段による基
準電圧とを比較し、電動機電流検出手段による検出電圧
が基準電圧設定手段による基準電圧より大きいとき直流
電動機が過負荷状態にあると判定する。
[実施例] 以下、この発明を自動車のエンジン冷却用電動機に具体
化した一実施例を図面に従って説明する。
第1図に示すように、直流電源(バッテリー)1に対し
直流電動機2.スイッチング手段としてのパワーMO3
FET3.電動機電流検出手段としての電流検出抵抗4
がそれぞれ直列に接続されている。又、直流電動機2に
は転流ダイオード5が並列に接続されている。
制御手段としてのPWMコンパレータ6のマイナスの入
力端子には三角波発振回路7が接続され、同コンパレー
タ6はこの三角波発振回路7から予め設定された周波数
をもつ三角波発振信号を入力する。又、同コンパレータ
6のプラスの入力端子にはPWMコントロール電圧が入
力され、前記三角波発振信号とPWMコントロール電圧
の交点で反転したチョッパ信号が出力される。そして、
図示しない電動機制御用マイクロコンピュータの指令に
よりPWMコントロール電圧が変更されてその電圧値に
比例したデユーティ−比のチョッパ信号が同コンパレー
タ6から出力される。尚、8゜9は同コンパレータ6の
PWMコン1〜ロール電圧入力端子に設けられた抵抗で
あり、10は同じくコンパレータ6のPWMコン1〜ロ
ール電圧入力端子に設けられたラフ1〜スター1〜時定
数設定用の平滑コンデンサ°である。
前記PWMコンパレータ6の出力端子は、n pnトラ
ンジスタ11とpnpt〜ランジスタ12とからなるド
ライブ回路に接続されている。又、そのドライブ回路の
出力はゲート抵抗13を介して前記パワーMO8FET
3のゲート端子に接続されている。従って、このドライ
ブ回路は、PWMコンパレータ6からのチョッパ信号に
基づいてパワーMO3FET3をドライブ(オン・オフ
制御)する。尚、14は、PWMコンパレータ6の出力
端子と、ドライブ回路への印加電源VBとの間に設けら
れたプルアップ抵抗である。
そして、パワーMO3FET3がオンしている時は直流
電源1→直流電動機2→パワーMO8FET3→電流検
出抵抗4→直流電源1の経路で電流idが流れる。一方
、パワーMO8FET3がオンからオフした時は直流電
動機2→転流ダイオ一ド5→直流電動機2の経路で転流
電流Irが流れる。
第2図及び第3図に2種類の直流電動機2を運転した場
合の電流検出抵抗4を流れる電流Idの波形と直流電動
機2を流れる電流Jmの波形を各々示した。この第2図
及び第3図から明らかなように、2種類の直流電動機2
のいずれも、直流電動機2の平均電流(Inの平均値)
はチョッパ信号のデユーティ−比D (=t1/l)に
ほぼ比例するが、直流電動機2の巻線のインダクタンス
L及び抵抗値Rより決まる時定数τ(=L/R)の差に
より電流波形が異なってくる。即ち、第2図に示す電動
機は第3図に示す電動機に対し時定数が小さい。
第1図において、パワーMO3FET3と電流検出抵抗
4との間の接続点aはオペアンプ15の非反転入力端子
に接続されている。そのオペアンプ15の出力端子はダ
イオード16を介して反転入力端子に帰還されている。
このオペアンプ15とダイオード16とから理想ダイオ
ード回路が構成されている。
その理想ダイオード回路は、抵抗17とコンデンサ18
から成る積分回路を経て、比較判定手段としてのコンバ
レー・夕19のプラス入力端子に接続されている。又、
理想ダイオード回路と抵抗17との間の接続点すには放
電時定数設定用抵抗20が接続されている。
従って、パワーMO3FET3がオンした時、接続点a
での電位(電流検出電圧VS >は、理想ダイオード回
路(15,16)及び積分回路(17,18>を経てコ
ンパレータ19に入力され、コンパレータ19の入力側
のα点の電位VSTが上昇する。このパワーMO3FF
T3のオン状態からパワーMO3FET3がオフすると
、接続点aでの電位(電流検出電圧Vs )はrOJと
なるため、コンデンサ18の電荷が抵抗17.20を通
して放電しα点の電位VSTは低下してゆく。この放電
時定数が充電時定数に対し充分大きくなっており、その
時定数に基づいて■S丁は収束して行く。
従って、チョッパ信号のデユーティ−比が大きくなれば
当然VSTは大きな値に収束する。ここで、理想ダイオ
ード回路(15,16)は、パワーMO3FET3がオ
フの時、電流検出抵抗4を通じて電荷を放電させない働
きをする。
今、抵抗17の抵抗値をR17、抵抗20の抵抗値をR
20,コンデンサ18の容量を018とした場合に、充
電時定数τc=R17・C18、放電時定数τdC= 
(R17+R20)・C1Bとなり、このτC1τdc
を所定の値となるように設定すると、接続点aでの電位
(電流検出電圧Vs )から直流電動機2に流れる電流
Inの平均値を知ることができる。
即ち、直流電動機2の時定数が小さく電流変化が大きい
場合はく第2図に示す場合は)PWM周期tくτCくτ
dcとし、又、直流電動機2の時定数が大きく電流変化
が小さい場合はく第3図に示す場合は)t÷τCくτd
cとなるように設定する。
こうすることにより、前者の場合はVs波形(Id波形
)の途中のポイント(第2図中、Plで示す)の値をサ
ンプリングすることによりJmの平均値と比例する(デ
ユーティ−との関係において比例する)電圧VSTを得
ることができる。又、少者の場合はVS(Id)のピー
ク値がほぼimの平均値に比例するため、ピークに近い
ポイント(第3図中、R2で示す)をサンプリングする
ことにより、1mの平均値に比例した(デユーティ−と
の関係において比例する)電圧VSTを得ることができ
る。
従って、このように直流電動機2の特性に合せて充電時
定数τC2放電時定数τdcを設定することにより、電
流検出抵抗4に流れる電流1dより直流電動ta2に流
れる電流1mを間接的に知ることができる。
第1図において、制御手段としてのコンパレータ21は
、前記パワーMO8FET3をオン・オフするチョッパ
信号と同一の信号を作るためのPWMコンパレータであ
って、そのプラス入力端子には前記三角波発掘回路7が
接続され、同回路7から三角波発信信を入力する。又、
コンパレータ21のマイナス入力端子は、ダイオード2
2と抵抗23の中間点Cから前記PWMコントロール電
圧を入力する。従って、コンパレータ21において、前
記三角波発信信号とPWMコントロール電圧の交点で反
転したチョッパ信号が出力される。
コンパレータ21の出ツノ端子は抵抗24を介して1〜
ランジスタ25のベース端子に接続されている。前記直
流電源1(電圧VB)が、このトランジスタ25を経て
抵抗26とコンテン1ノ27の積分回路に接続され、ざ
らに、分割抵抗28.29に接続されている。この分割
抵抗28.29の中間のβ点が前記コンパレータ19の
マイナス入力端子に接続されている。尚、30.31は
抵抗24の前後と直流電源1〈電圧VB )との間に接
続された抵抗である。
そして、コンパレータ21から出力されるチョッパ信号
にて直流電源1に接続したトランジスタ25がオン・オ
フして電源電圧VBがチョッパリングされ、その電源電
圧VBが積分回路(26゜27)にT平滑化すtt、V
B   (t1/ t ) ’l:t6y’ニーティー
比に比例した電圧が作り出され、更に抵抗28.29に
より分圧して、コンパレータ19に基準電圧V ref
として入力される。
従って、分割抵抗28.29の抵抗値をR28゜R29
とすると、コンパレータ19における基準電圧V re
fは rer =VB   (tl/l )・R29/ (R2B+ 
R29)となり、V refは電源電圧■8及びデユー
ティ−比tl/lに比例した値となる。
本実施例ではトランジスタ25、抵抗26,28.29
及びコンデンサ27から基準電圧設定手段が構成されて
いる。
又、前記接続点Cにはトランジスタ32を介して定電圧
電源VZが接続され、その1〜ランジスタ32のベース
端子に電!llJ機起動信号が入力される。
従って、図示しない制御回路の電源が投入された後の直
流電動機2が未だ運転されず電動機起動信号が出力され
るまでの待機状態で、トランジスタ32がオン状態にな
る。その結果、上記待機状態時にはV ref用のコン
パレータ21のマイナス入力端子の電圧を強制的に三角
波信号のピークレベル以上にもち上げられ、その出力を
100%オンとしvret’の値を大ぎくし、コンパレ
ータ19が反転しないようにしている。尚、33.34
はトランジスタ32のベース端子に設けられた抵抗であ
る。
次に、このように構成した電動機の過負荷検出装置の作
用を説明する。
第4図に示すように、イグニッションスイッチのオン操
作により図示しない制御回路の電源が投入され直流電動
機2が未だ運転されない待機状態においては、トランジ
スタ32がオン状態になり、V ref用のコンパレー
タ21のマイナス入力端子の電圧を強制的に三角波信号
のピークレベル以上にもち上げることにより、その出力
が100%オンとなりVrefは大きく持ち上げられる
。従って、直流電動機2の運転が電動機制御用マイクロ
コンピュータより指示されるまでは、VST=O1vr
ef=oとなりコンパレータ19が反転してしまう誤動
作が防止される。
次に、電動機制御用マイクロコンピュータの指令により
所定のPWMコントロール電圧が出力され、PWMコン
パレータ6において三角波発娠回路7からの三角波発信
信号とPWMコン1〜ロール電圧とが比較され、その交
点で反転したチョッパ信号が出力される。そして、PW
Mコンパレータ6のチョッパ信号によりドライブ回路(
11,12)を介してパワーMO3FET3がオン・詞
フ制御される。パワーMOSFET3がオンしている時
は電流1dが流れ、オフしている時は転流ダイオード5
を介して転流電流)rが流れる。
パワーMO3FET3のオンにて接続点aでの電位(電
流検出電圧VS)は、理想ダイオード回路(15,16
)を経て積分回路(17,18>に入力されα点でのV
STが上昇し、パワーMO8FET3のオフにてVSは
「0」となりコンデンサ18の電荷が抵抗17.20を
通じて放電しVSTは低下してゆく。
一方、コンパレータ21から出力されるチョッパ信号に
てトランジスタ25がオン・オフし、その直流電源1の
電源電圧VBがチョッパリングされ、積分回路(26,
27>にて平滑化され、VB   (tl/l)なるデ
ユーティ比に比例した電圧を作り出し、更に抵抗28.
29により分圧して、コンパレータ19に基準電圧yr
erとして入力される。
一方、コンパレータ19においては、電源電圧VBある
いは、チョッパ信号のデユーティ−比に比例した基準電
圧Vrefと電流検出抵抗4による検出電圧VSTとを
比較して、その大小関係にて直流電動機2に過負荷運転
の有無を判定する。即ち、基準電圧V refより電流
検出抵抗4による検出電圧VSTが大きいときには直流
電動機2に過負荷運転が有ったことを示す信号を出力す
る。
そして、このコンパレータ19からの過負荷運転検出信
号により直流電動機2の回転数の低下等の処理が行なわ
れる。
このように本実施例によれば、電源電圧VBあるいはチ
ョッパ信号のデユーティ−比に比例して基準電圧V r
efと電流検出抵抗4による検出電圧VSTとをコンパ
レータ19にて比較するようにしたので、コンパレータ
19により運転デユーティ−あるいは電源電圧VBが変
化しても常に直流電動機2の過負荷状態を検出すること
ができる。
又、直流電勅恩2の巻線のインダクタンスL及び抵抗値
Rより決まる時定数τ(=L/R)に合せて、抵抗17
の抵抗値R17、抵抗20の抵抗値R20、コンデン’
J 18の容ff1c18をそれぞれ設定し最適なる充
電時定数τC2放電時定数τdcを設定することにより
、電流検出抵抗4に流れる電流Jdより直流電動機2に
流れる電流)mを間接的に、かつ確実に検出することが
できる。
さらに、コンパレータ21のマイナス端子にトランジス
タ32を介して定電圧電源Vzを接続し、制御回路の電
源が投入され直流電動機2が未だ運転されない待機状態
において直流電動機2が起動していないことを示す信号
にてトランジスタ32を制御し基準電圧vrefを強制
的に上昇させるようにしたので、VST=O1Vref
=Oによるコンパレータ19の誤作動を確実に防止する
ことができる。
尚、この発明は上記実施例に限定されることなく、例え
ば上記実施例では電流検出抵抗4を電動機電流検出手段
として使用したが、他にも直流電動)12に流れる電流
に比例した電圧を発生させるものなら何でもよい。
[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、電源電圧や運転
デユーティ−が変化した場合にも確実に電動機の過負荷
状態を検出できる優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を具体化した実施例の電動機の過負荷
検出装置の回路図、第2図は直流電動はの特性を示す図
、第3図は直流電動機の特性を示す図、第4図は基準電
圧及び検出電圧のタイムチャートである。 1は直流電源、2は直流電動機、3はスイッチング手段
としてのパワーMO3FET、4は電動機電流検出手段
としての電流検出抵抗、6は制御手段としてのPWMコ
ンパレータ、11はドライブ回路を構成するnpnトラ
ンジスタ、12はドライブ回路を構成するpnpトラン
ジスタ、19は比較判定手段としてのコンパレータ、2
1は制御手段としてのコンパレータ、25は基準電圧設
定手段を構成する1ヘランシスタ、26.28.29は
基準電圧設定手段を(111成する抵抗、27は基(1
(電圧設定手段を構成するコンテンツ。 特許出願人     日本電装 株式会社1〜ヨタ自動
車 株式会社 代 理 人     弁理士  恩1)博宣オフ 第 図 第 図 D=50%

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、直流電動機に直流電源を投入するスイッチング手段
    と、 前記スイッチング手段をスイッチング動作させるドライ
    ブ回路と、 前記ドライブ回路を制御するためのチョッパ信号を出力
    する制御手段と、 前記直流電動機に流れる電流に比例した電圧を発生させ
    る電動機電流検出手段と、 前記制御手段からのチョッパ信号にて前記直流電源から
    供給される電圧をチョッパリング及び平滑化して基準電
    圧を設定する基準電圧設定手段と、前記電動機電流検出
    手段による検出電圧と前記基準電圧設定手段による基準
    電圧とを比較し、電動機電流検出手段による検出電圧が
    基準電圧設定手段による基準電圧より大きいとき直流電
    動機が過負荷状態にあると判定する比較判定手段とを備
    えたことを特徴とする電動機の過負荷検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04199201A (ja) * 1990-10-23 1992-07-20 Mitsubishi Electric Corp サーボ制御機構の安全装置
JP2002272172A (ja) * 2001-03-15 2002-09-20 Toshiba Corp 流体軸受けスピンドルモータを備えたディスク記憶装置及び同スピンドルモータの異常検出方法
JP2002320399A (ja) * 2001-04-18 2002-10-31 Kyushu Hitachi Maxell Ltd 小型電気機器
WO2020158196A1 (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 アルプスアルパイン株式会社 電流制御回路および入力装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04199201A (ja) * 1990-10-23 1992-07-20 Mitsubishi Electric Corp サーボ制御機構の安全装置
JP2002272172A (ja) * 2001-03-15 2002-09-20 Toshiba Corp 流体軸受けスピンドルモータを備えたディスク記憶装置及び同スピンドルモータの異常検出方法
JP2002320399A (ja) * 2001-04-18 2002-10-31 Kyushu Hitachi Maxell Ltd 小型電気機器
WO2020158196A1 (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 アルプスアルパイン株式会社 電流制御回路および入力装置
JPWO2020158196A1 (ja) * 2019-01-28 2021-10-07 アルプスアルパイン株式会社 電流制御回路および入力装置
US11936319B2 (en) 2019-01-28 2024-03-19 Alps Alpine Co., Ltd. Current control circuit and input device

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