WO2004073154A1

WO2004073154A1 - モータ制御方法及びモータ制御装置

Info

Publication number: WO2004073154A1
Application number: PCT/JP2004/001551
Authority: WO
Inventors: Toshiyuki Amagasa; Takeshi Ikeda; Mikihito Shimoyama; Hideaki Hakoda; Yasuhiro Nagahara
Original assignee: Mitsuba Corporation
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2004-08-26
Also published as: JP4607012B2; JPWO2004073154A1; DE602004024644D1; US7385367B2; CN1751428A; EP1596492A1; CN100342640C; US20060202652A1; EP1596492A4; EP1596492B1

Abstract

モータ速度とDuty及び電源電圧を検出し（ステップＳ１～Ｓ３）、負荷ポイントマップを参照して負荷ポイント値を取得する（ステップＳ４，５）。負荷ポイントマップは、モータ速度とDuty及び電源電圧をパラメータとして作成され、モータの雰囲気温度に応じて補正される。負荷ポイント値を取得後、それを累積し（ステップＳ６）、累積ポイント値と所定の閾値とを比較する（ステップＳ７）。累積ポイント値が閾値を超えた場合には、過負荷状態と判断し累積ポイント値を記憶した後（ステップＳ８）、モータを停止させる。

Description

明細書モータ制御方法及びモータ制御装置技術分野

本発明は、電動モータの駆動制御に関し、特に、過負荷状態の検出及びその際の動作制御に関する。背景技術

一般に、自動車等に使用されている電動モータには、過負荷状態での連続使用によるァーマチュア焼損防止のため、バイメタル等を用いたサーキットブレーカが取り付けられている。また、モータ制御回路を備えたシステムでは、ァーマチユアのみならず、 F E T等のスィツチング素子の破壌を防止する必要があるため、電流検出を行って素子の保護を行う方式も多く用いられている。この場合、電流の検知には、電流量の変化に伴う周辺磁束の変化により電流量を検知する電流センサなどが使用され、コントローラ内の電流検出回路によって過電流が検知される。 ·

さらに、モータの回転に伴いパルス出力を得てその駆動制御を行うものでは、モータパル^の検出の有無によりモータの状態を判断する方式も知られている。このようなモータでは、回転時には常にモータパルスが検出されており、電圧を印可しているにもかかわらずパルスが検出できなくなった場合は、モータがロック状態にあると判断できる。そこで、パルス未検出状態となったときはモータの出力を停止させ、過負荷状態での連続使用を回避しモータの損傷防止を図っている。

しかしながら、サーキットブレーカや電流センサを使用する方式では、回路中にそれらの部品が必要となり、システムが高価になるという問題がある。また、電流検出回路を設けるとその分コントローラが大きくなり、自動車用など許容スペースが小さなモータでは、レイアウト上の制約を受けるという問題もある。従つて、設置場所によってはコントローラに電流検出回路を設けるスペースがないという問題も生じる。

一方、モータパルスにより過負荷を判断する方式は、電流センサ等を使用しないため安価にシステムを構築できる。ところが、かかる方式では、モータがロックに至らない範囲で過負荷状態が長時間続いた場合には、低速ながらモータは作動しているためモータパルスは検出される。このため、モータが過負荷状態にありながらそれを的確に検出できず、モータが損傷を受ける恐れがあるという問題力 Sめった。

本発明の目的は、モータの過負荷状態を的確に把握し得る安価なモータ制御方法及ぴ装置を提供することにある。 · 発明の開示.

本発明のモータ制御方法は、モータに印加される電源電圧の O N期間の時比率と前記モータの速度に基づいて負荷ポイント値を算出すると共に、算出した前記負荷ボイント値を累積し、前記累積ボイント値が所定の基準値を超えた場合に、前記モータに対し過負荷制御処理を実行することを特徴とする。

本発明にあっては、サーキットブレーカや電流センサを使用することなく、過負荷状態の検知とその対策を行うことができ、コストの低減を図ることが可能となる。また、サーキットブレーカや電流センサの取り付けスペースが不要なため、ュニット全体を小型化することができ、省スペース化やレイァゥト性の向上が図られると共に、ブレーカ等の取り付けスペースがない場合にも過負荷検出処理を行うことが可能となる。さらに、ソフトウェア上にて基準値を適宜設定できるため、制御形態の自由度が大きく、モータの使用環境や周辺機器等に合わせた制御設定が可能となる。

前記モータ制御方法において、前記時比率と前記モータ速度をパラメータとして前記負荷ボイント値が設定された負荷マップから前記負荷ボイント値を算出するようにしても良い。この場合、前記負荷ポイント値を前記時比率が高いほど高い値に設定'しても良い。また、前記負荷ポイント値を前記モータ速度が低いほど高い値に設定しても良い。

前記負荷マップにおいて、さらに前記電源電圧値をパラメータとして前記負荷ポイント値を設定するようにしても良い。この場合、前記負荷ポイント値を前記電源電圧値が高いほど高い値に設定しても良い。

また、前記負荷ポイント値を、前記時比率、前記モータ速度及び前記電源電圧値に基づいて連続的に変化させても良い。さらに、前記負荷マップを前記モータの雰囲気温度に応じて補正するようにしても良い。この場合、前記負荷ポイント値を前記雰囲気温度が高いほど高い値に設定しても良い。

前記モータ制御方法において、前記過負荷制御処理により前記モータを停止させるようにしても良い。また、前記過負荷制御処理により前記モータの出力を低下させるようにしても良い。

加えて、前記モータ制御方法において、前記累積ポイント値が前記基準値を超えた場合、その時点における前記累積負荷ボイント値を記憶するようにしても良レ、。また、前記モータが停止後に再始動した場合、前記記憶された累積ポイント値を前記累積ポイント値の初期値とすることも可能である。

一方、本発明のモータ制御装置は、モータに印加される電源電圧の O N期間の時比率と前記モータの速度に基づいて負荷ボイント値を算出するボイント値算出手段と、算出した前記負荷ポイント値を累積するポイント値累積手段と、前記累積ボイント値と所定の基準値とを比較するボイント値比較手段と、前記累積ボイント値が前 ¾基準値を超えた場合に、前記モータに対し過負荷制御処理を実行する指令手段とを有することを特徴とする。

前記モータ制御装置において、前記時比率と前記速度をパラメータとして前記負荷ポイント値が設定された負荷マップから前記負荷ポイント値を算出するようにしても良い。また、前記負荷マップにおいて、さらに前記電源電圧値をパラメータとして前記負荷ポイント値を設定するようにしても良い。加えて、前記負荷マップを前記モータの雰囲気温度に応じて補正するようにしても良い。

前記モータ制御装置において、前記過負荷制御処理により前記モータを停止させるようにしても良い。また、前記過負荷制御処理により前記モータの出力を低下させるようにしても良い。 '

また、前記モータ制御装置において、前記モータの停止前に、前記累積ポイント値を記憶する記憶手段を設けても良い。さらに、前記モータが停止後に再始動した場合、前記記憶手段に記憶されている前記累積ポイント値を参照し、その値を累積ポイント値の初期値としても良い。図面の簡単な説明

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ュ-ットの構成を示す説明図である。

図 2は、図 1のモータユニットにおけるマグネットとホール I Cの関係及びホール I Cの出力信号（モータパルス）を示す説明図である。

図 3は、モータの制御系の構成を示す説明図である。

図 4は、本発明のモータ制御装置における過負荷検出処理系の構成を示すプロック図である。

図 5は、過負荷検出処理における制御手順を示すフローチャートである。図 6は、電源電圧が 1 2 Vの場合の負荷ポイントマップの構成を示す説明図である。

図 7は、電源電圧が 1 5 Vの場合の^荷ポイントマップの構成を示す説明図である。

図 8は、負荷ポイントマップの全体構造を示すモデルである。

図 9は、 1 2 V用の負荷ポイントマップの展開図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態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ュニットの構成を示す説明図である。 ¾ 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、ワイパプレード（以下、プレードと略記する）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、コイルが卷装されたァーマチュアコア 7及ぴコンミテータ 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 1 0が摺接している。モータ 2の速度（回転数）は、ブラシ 1 0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 1 1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 1 1内に収納'される。モータ軸 4の先端部には、ウォーム 1 2が形成されており、ウォーム 1 2にはケースフレーム 1 1に回動自在に支持されたウォーム歯車 1 3 が嚙合している。ウォーム歯車 1 3には、その同軸上に小径の第 1ギア 1 4がー体的に設けられている。第 1ギア 1 4には、大径の第 2ギア 1 5が嚙合している。第 2ギア 1 5には、ケースフレーム 1 1に回動自在に軸承される出力軸 5がー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 1 2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 1 3、第 1ギア 1 4と同様の減速部材により第 2ギア 1 5に動力伝達される。

モータ 2の駆動力は、ウォーム 1 2、ウォーム歯車 1 3、第 1ギア 1 4、第 2 ギア 1 5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。

なお、出力軸 5にリレープレートを取り付け、ワイパアームの位置検出を行つても良い。リレープレートは出力軸 5と同期して回転し、ブレードが上下反転位置に達すると'、モータ 2に対する印加電圧の極性が切り換えられる。これにより、モータ 2は正逆転し、ブレードが上下反転位置の間を往復動する。

モータ軸 4には、多極着磁マグネット 1 6 (以下、マグネット 1 6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 1 1内には、マグネット 1 6の外周部と対向するように、ホール I C 1 7が設けられている。図 2は、マグネット 1 6とホール I C 1 7の関係及びホール I C 1 7の出力信号（モータパルス）を示す説明図である。 .

ホール I C 1 7は、図 2に示すように、モータ軸 4の中心に対して 9 0度の角度差を持つ'た位置に 2個（1 7 A， 1 7 B ) 設けられている。モータ 2では、マグネット 1 6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 I C 1 7からは 6周期分のパルス出力が得られる。ホール I C 1 7 A， 1 7 B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 I C 1 7 A， 1 7 Bからのパルスの出現タイミングを検出することにより、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 Z復路の判別を行うことができる。

ホール I C 1 7 A， 1 7 B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の回転数とプ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 1 5の底面には、絶対位置検出用のマグネット 1 8が取り付けられている。ケースフレーム 1 1にはプリント基板 1 9が取り付けられ、その上には、マグネット 1 8と対向するようにホール I C 2 0が配設されている。マグネット 1 8は、第 2ギア 1 5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 I C 2 0と対向する。第 2ギア 1 5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 1 8 0度回転する。第 2ギァ 1 5が回転しプレードが下反転位置に来ると、ホール I C 2 0とマグネット 1 8が対向してパルス信号が出力される。なお、前述のリレープレートを用いて絶対位置信号を得ることも可能である。 · ，

ホール I C 1 7 , 2 0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） 2 1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 2 1の C P U 2 2は、ホール I C 2 0からのパルス出力を絶対位置信号として用いてプレードの位置を認識する。ホール I C 1 7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、 C P U 2 2はプレードの現在位置を認識する。ここでは、ホール I C 2 0からの下反転位置を示す絶対位置信号と、ホール I C 1 7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 2 1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 I C 1 7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 P WM制御が実行され、 C P U 2 2は、電源電圧を ONZO F Fさせることにより印加電圧を実効的に変化させ、ブラシ 1 0の電流量を変えてモータ 2の速度を制御する。すなわち、 C P U 2 2は、ホール I C 1 7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 P WM制御の O N期間の時比率（Duty)を設定する。なお、 C P U 2 2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、 C P U 2 2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，累積し、累積ポイント値が所定の基準値を超えたとき過負荷状態と判断し、モータ停止等の処理が実行される。以下、この過負荷検出処理について説明する。

図 4は C P U 2 2における過負荷検出処理系の構成を示すプロック図、図 5は過負荷検出処理における制御手順を示すフローチヤ一トである。図 4に示すように、 C P U 2 2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 2 3がまず設けられている。ポイント値算出手段 2 3は、 R OM 2 7 に予め格納された負荷ボイントマップ 2 8にアクセスし負荷ボイント値を算出する。 ·

ボイント値算出手段 2 3の後段には、算出した負荷ボイント値を累積するボイント値累積手段 2 4が設けられている。また、 C P U 2 2には、ポイント値累積手段 2 4にて累積された負荷ポイン.ト値（累積ポイント値）を、 R OM 2 7に格納された基準値と比較するポイント値比較手段 2 5が設けられている。さらに、ポイント値比較手段 2 5の後段には、比較結果に基づきモータ 2に対し動作指令を行う指令丰段 2 6が設けられている。

このような C P U 2 2では、モータ 2の作動時に次のような過負検出処理が例えば 1 O ms間隔で実施される。まずステップ S 1にてモータ速度が検出される。この処理はホール I C 1 7からのパルス信号に基づいて行われ、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。次に、ステップ S 2にて Dutyが検出される。モータ 2の Dutyは、モータパルスに基づいてフィードパック制御されており、現在のモータ Dutyをここで取得する。さらに、ステップ S 3にてバッテリ（電源）電圧を検出する。

モータ速度、 Duty及ぴ電源電圧を取得した後、ステップ S 4に進み、負荷ボイントマップ 28を参照する。図 6， 7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 6は電源電圧が 1 2Vの場合 (負荷ポイントマップ 28 a) 、図 7は電源電圧が 1 5 Vの場合（負荷ポイントマップ 28 b) 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ィント値となっている。

例えば、図 6の負荷ポイントマップ 28 a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、「+ 1 0」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「+ 1 5」となる。また、モータ速度が同じ 25 0Hz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「+ 1 5」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「一 5」となる。なお、モータ停止時には、負荷ポイント値として「一 20」が設定されている。

一方、電源電圧が 1 5 Vとなると、負荷ボイントマップ 28の得点分布も変化し、負荷ポイントマップ 28 b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 7に示すように、前述同様の条件（Duty : 8 0%，モータ速度： 250Hz) の場合でも負荷ポイント値が「+ 1 5」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 1 2 V未満の場合に対処すべく、同様の条件の場合でも負荷ボイント値が小さくなるよう設定された負荷ボイントマップ 28が用意されている。低電圧時の負荷ボイントマップ 28ほ図示しないが、 1 0 V用や 1 1 V用などが設けられている。

このように負荷ボイントマップ 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 8に示すような構造となっている。図 8は負荷ボイントマップ 28の全体構造を示すモデル、図 9は 1 2 V用の負荷ポィントマップ 28 aの展開図である。図 8に示すように、負荷ポイントマップ 28は、図 6， 7のようなマツプが電源電圧ごとに積み重なつたような 3次元構造となっている。各電圧値の負荷ボイントマップ 28は、図 9に示すような形で負荷ボイント値が設定されており、図 6の縦横軸に示された値以外の場合も負荷ボイント値が設定されている。例えば、モータ速度が 7 5 0 Hzの場合、負荷ポイント値は、 Dutyが 8 0 %では「一 5」、 9 0 %では「0」となる。

負荷ボイントマップ 2 8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、 1 2 V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一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 1 3. 5 Vの場合、 Duty： 1 0 0 % , モータ速度： 3 3 3 Hzのとき、負荷ポイント値は「+ 1 5」に設定されている（1 2 V， 1 3 Vのときは同条件で「+ 1 O j ) 。

ポイント値算出手段 2 3は、このような負荷ポイントマップ 2 8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ボイント値を取得する（ステップ S 4 ) 。負荷ポイント値を取得した後、ステップ S 5に進み、ポイント値累積手段 2 4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。この積算された累積ポィント値は R AM 2 9に格納され、次回のステップ S 5における処理のとき'、ポイント値累積手段 2 4から呼び出される。

累積ポイント値は、高負荷状態が続くと十の負荷ポイント値が連続するため、正の大きな値となる。一方、通常負荷や軽負荷の状態が続くと、 0や一の負荷ポイント値が連続するため、 0以下となる。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ボイント値は 0を示す。また、一旦高負荷状態にあつたが、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、次にステップ S 7に進み、その値を過負荷状態を判別する閾値（基準値）と比較する。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ボイントを測定しておき、それを R OM 2 7に格納しておく。例えば、累積ポイント値が「1 0 0」を超えると過負荷状態と言える場合には、閾値として「1 0 0」を設定する。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ルーチンを抜ける。これに対し、累積ポイント値が閾値を超えた場合にはステップ S 8に進み、まず現在の累積ポイント値を不揮発性の R OM 2 7 (記憶手段）に記憶した後、ステップ S 9にて過負荷対応処理を行う。

ステップ S 9の過負荷対応処理は指令手段 2 6によつて行われ、過負荷状態と判断されたモータ 2は直ちに停止される。この際、警告ランプの点灯や警告プザ一の鳴動等を行っても良い。これにより、モータ 2が過負荷状態にて長時間運転されることが回避され、モータの損傷を未然に防止することができる。この場合、モータ 2がロック直前の低回転域で作動している場合でも、 +の負荷ポイントが累積され続けるので、過負荷状態は早期に発見される。なお、過負荷対応処理としては、モータ 2の停止のみならず、モータ 2の出力を低下させて最低限の機能を維持させる方策も可能である。 '

一方、過負荷状態で強制的に停止された後、再び起動された場合には、 R OM 2 7に記憶されていた累積ポイント値を初期値として使用する。また、過負荷状態のまま装置がスリープモードに入ったり、電源が切られたりしだ場合も、再起動時にはその値を使用する。一旦過負荷状態となったが、その後、再起動時にその状態が解消していた場合には、再起動後、累積ポイント値は減算されやがて 0 となる。これに対し、次の動作時でも過負荷状態が解消していない場合には、直ちにステツ'プ S 9に至りモータ 2は停止状態となる。 ' なお、累積ポイント値の R OM 2 7への記憶は、累積ポイント値が閾値を超え過負荷状態と判断された後のみならず、閾値の 7 5 %以上になったときなど、適宜条件を設定して行うことができる。勿論、最新値を常時書き換えるようにしても良い。

このように当該モータ 2では、サーキットブレーカや電流センサを使用することなく、過負荷状態の検知とその対策を行うことができ、コストの低減を図ることが可能となる。また、サーキットプレー力や電流センサの取り付けスペースが不要なため、ユニット全体を小型化することができる。従って、省スペース化やレイァゥト性の向上が図られると共に、ブレーカ等の取り付けスペースがない場合にも過負荷検出処理を行うことが可能となる。

さらに、サーキットブレーカでは、ブレーカの発熱特性に応じたトリップタイミングで電流をカットするため、遮断タイミングが固定されるが、当該方式によれば、閾値の設定如何によりそのタイミングを任意に設定することができる。すなわち、ソフトウェア上にて電流カットタイミングを設定できるため、制御形態の自由度が大きく、モータの使用環境や周辺機器等に合わせた制御設定が可能となる。すなわち、発熱しやすい部品の特性や、放熱が難しい部品の特性に合わせて負荷ボイント値ゃ閾値を設定することにより、システムの最も弱い部分を保護することができる。 .

例えば、モータの近傍に F E Tやリレーなどがある場合、 F E T等はモータよりも熱に弱いのが一般的である。そこで、モータの発熱と F E T等の温度特性との間のその装置における関係を予め測定しておき、モータ発熱量が F E T等に影響を及ぼす状態となったとき閾値を超えるように設定することも可能である。ここで、雰囲気温度が上昇するとモータ自体も出力特性が低下する。つまり、出力を出しているにもかかわらず回転数が上昇しない状況となり、 Dutyは高くなるがモータ速度は低下する。すると、負荷ポイント値はそれに伴って大きな値となり、累積ポイント値も増加する。そこで、雰囲気温度上昇による F E T等への影響を重視して負荷ボイント値ゃ閾値を設定すれば、モ一タ自身は過負荷状態ではない力 F E Tとの保護のためモータ出力を低下させたり、停止させたりすることも可能である。すなわち、ここではモータ自体が温度センサ的役割を果たしており、このような設定は、 F E T等に直接センサを取り付けられない場合に特に有効である。 .

本発明は前記実施の形態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、前述の負荷ポイントマップ 2 8はあくまでも一例であり、そのポイント値ゃパラメータ値との関係は適宜変更可能である。また、前述の負荷ポイントマップ 2 8では 3つのパラメータによって負荷ポイント値を決定しているが、さらに、雰囲気温度に応じてマップ中の負荷ボイント値を補正するようにしても良レ、。例えば、モータ 2の近傍にサーミスタ等を配すると共に、図 6〜9を雰囲気温度 2 5 °Cのときの基準値とし、温度が 1 0 °C変化するごとに 5ポイントずつ増減させるようにしても良い。すなわち、温度が 3 5 °Cの場合には + 5ポイント、温度が 1 5 °Cの場合には一 5ポイントの補正を行って負荷ポイントマップ 2 8を使用する。とれにより、さらに過負荷検出精度を向上させることができ、製品信頼性の向上が図られる。

また、前述の実施の形態では、累積ポイント値が閾値を超えた場合に現在の累積ポイント値を R OM 2 7に記憶する構成を示したが、累積ポイント値を常時最新値に書き換えて R OM 2 7に記憶するようにしても良い。この場合、過負荷状態で強制的にモータを停止させた場合や、過負荷状態のまま装置がスリープモードに入つた場合のみならず、通常停止からの再^動の場合にも累積ボイント値を初期値として使用することも可能である。なお、累積ポイント値が閾値を超えた場合にのみ累積ポイント値を R OA4 2 7に記憶し、モータ強制停止時や過負荷状態でのスリープ時にのみ記憶値を初期値とする構成も勿論可能である。

さらに、前述の実施の形態では、 2個のブラシによって正逆転を行うモータを使用した場合について説明したが、 3個のブラシを用いて（Common, Hi, Lo)モータ回転数を変化させるタイプのモータにも本発明は適用可能である。

加えて、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ゃスライドドア、パワーウィンド、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。また、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。なお、前述の実施の形態では、ギアボックス 3 を備えたモータユニットについて述べたが、ギアボックス 3を有さないモータに本発明を適用することも可能である。

このように、本発明のモータ制御方法及び装置によれば、モータに印加される電源電圧の (3 N期間の時比率と前記モータの速度に基づいて算出された負荷ボイント値を累積し、この累積ポイント値が所定の基準値を超えた場合にモータに対し過負荷制御処理を実行するようにしたので、サーキットブレーカや電流センサを使用することなく、過負荷状態の検知とその対策を行うことができ、コストの低減を図ることが可能となる。ま'た、サーキットプレー力や電流センサの取り付けスペースが不要なため、ユニット全体を小型化することができ、省スペース化やレイァゥト性の向上が図られると共に、ブレーカ等の取り付けスペースがない場合にも過負荷検出処理を行うことが可能となる。さらに、ソフトウェア上にて基準値を適宜設定できるため、制御形態の自由度が大きく、モータの使用環境や周辺機器等に合わせた制御設定が可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . モータに印加される電源電圧の O N期間の時比率と前記モータの速度に基づいて負荷ボイント値を算出すると共に、算出した前記負荷ボイント値を累積し、前記累積ポイント値が所定の基準値を超えた ¾合に、前記モータに対し過負荷制御処理を実行する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、前記負荷ポイント値は、前記時比率と前記モータ速度をパラメータとして前記負荷ボイント値が設定された負荷マップから算出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、前記負荷ポイント値は、前記時比率が高いほど高い値に設定されることを特徴とするモータ制御方法。

4 . 請求項 1〜 3の何れか 1項に記載のモータ制御方法において、前記負荷ポィント値は、前記モータ速度が低いほど高い値に設定されることを特徴とするモータ制御方法。

5 . 請求項 1〜4の何れか 1項に記載のモータ制御方法において、前記負荷マツプではさらに、前記電源電圧値をパラメータとして前記負荷ボイント値が設定されることを特徴とするモータ制御方法。

6 . 請求項 5記載のモータ制御方法において、前記負荷ポイント値は、前記電源電圧値が高いほど高い値に設定されることを特徴とするモータ制御方法。

7 . 請求項 ^_1又は 2記載のモータ制御方法において、前記負荷ポイント値は、前記時比率、前記モータ速度及び前記電源電圧値に基づいて連続的に変化することを特徴とするモータ制御方法。

8 . 請求項 .1〜 7の何れか 1項に記載のモータ制御方法において、前記負荷マツプは、前記モータの雰囲気温度に応じて捕正されることを特徴とするモータ制御方法。 .

9 . 請求項 8記載のモータ制御方法において、前記負荷ポイント値は、前記雰囲気温度が高いほど高い値に設定されることを特徴とするモータ制御方法。

10. 請求項 1〜 9の何れか 1項に記載のモータ制御方法において、前記過負荷制御処理により前記モータが停止することを特徴とするモータ制御方法。

11. 請求項 1〜 9の何れか 1項に記載のモータ制御方法において、前記過負荷制御処理により前記モータの出力が低下することを特徴とするモータ制御方法。

12. 請求項 ·1〜 1 1の何れか 1項に記載のモータ制御方法において、前記累積ポィント値が前記基準値を超えた場合、その時点における前記累積負荷ボイント値が記憶されることを特徴とするモータ制御方法。

13. 請求項 1 2記載のモータ制御方法において、前記モータが停止後に再始動した場合、前記記憶された累積ボイント値を前記累積ボイント値の初期値とする

^1; ことを特徴とするモータ制御方法。

14. モータに印加される電源電圧の Ο Ν期間の時比率と前記モータの速度に基づいて負荷ボイント値を算出するボイント値算出手段と、

算出した前記負荷ボイント値を累積するボイント値累積手段と、

前記累積ポイント値と所定の基準値とを比較するポイント値比較手段と、前記累積ポイント値が前記基準値を超えた場合に、前記モータに対し過負荷制御処理を実行する指令手段とを有することを特徴とするモータ制御装置。

15. 請求項 4 4記載のモータ制御装置において、前記ポイント値算出手段は、前記時比率と前記速度をパラメータとして前記負荷ボイント値が設定された負荷マップを参照して負荷ボイント値を算出することを特徴とするモータ制御装置。

16. 請求項 1 5記載のモータ制御装置において、前記負荷マップではさらに、前記電源電圧値をパラメータとして前記負荷ボイント値が設定されることを特徴とするモータ制御装置。

17. 請求項 1 5又は 1 6記載のモータ制御装置において、前記負荷マップは前記モータの雰囲気温度に応じて捕正されることを特徴とするモータ制御装置。

18. 請求項 1 4〜1 7の何れか 1項に記載のモータ制御装置において、前記過負荷制御処理は、前記モータを停止させる制御処理であることを特徴とするモータ制御装置。 '

19. 請求項 1 4〜1 7の何れか 1項に記載のモータ制御装置において、前記過負荷制御処理は、前記モータの出力を低下させる制御処理であることを特徴とするモータ制御装置。

20. 請求項 1 4〜 1 7の何れか 1項に記載のモータ制御装置において、前記モータの停止前に、前記累積ボイント値を記憶する記憶手段を有することを特徴とするモータ制御装置。

21. 請求項 2 0記載のモータ制御装置において、前記モータが停止後に再始動した場合、前記記憶手段に記憶されている前記累積ポイント値を参照し、その値を累積ポイント値の初期値とすることを特徴とするモータ制御装置。