JP2005295605A - Motor control method and motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータの駆動制御に関し、特に、モータ再起動時における過負荷防止技術に関する。 The present invention relates to drive control of an electric motor, and more particularly to an overload prevention technique when a motor is restarted.
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。
ところが、このような演算処理による過負荷検出機能を持ったモータでは、図１０に示すように、過負荷検出状態の時に制御装置のメインスイッチがOFFされると、それまでの累積ポイント値がクリアされ、再起動時はその状態から演算処理が行われる。例えば、自動車用ワイパ装置のモータの場合、車のイグニッションスイッチがOFFされると累積ポイント値が０になり、次回起動時は累積ポイント値が０の状態から演算処理が行われる。このため、スイッチOFF後、モータが冷え切らないうちに再起動されると、モータが過熱状態となっても累積ポイント値が小さく、過負荷状態が的確に検出できないおそれがある。 However, in a motor having an overload detection function by such arithmetic processing, as shown in FIG. 10, when the main switch of the control device is turned off in the overload detection state, the accumulated point value until then is cleared. When the computer is restarted, the arithmetic processing is performed from that state. For example, in the case of a motor of an automobile wiper device, the accumulated point value becomes 0 when the ignition switch of the vehicle is turned off, and the calculation process is performed from the state where the accumulated point value is 0 at the next activation. For this reason, if the motor is restarted after the switch is turned off before the motor is completely cooled, the accumulated point value may be small even if the motor is overheated, and the overload state may not be accurately detected.
すなわち、図１０において、Ｐ点にてスイッチがOFFされ、Ｑ点にてモータが再起動されたとすると、スイッチOFF後モータは徐々に放熱し、その場合の累積ポイント値は本来破線にて示すように変化する。次に、モータが再起動すると、累積ポイント値はＱ点から実線にて示したように演算されて行く。このとき、モータ温度に基づく本来的な累積ポイント値は、一点鎖線にて示した状態となり、Ｒ点にて既に過負荷状態となる。ところが、Ｑ点からの累積ポイント値は、この時点では過負荷検出閾値を超えておらず、モータが過負荷状態となっていることが検出できない。 That is, in FIG. 10, if the switch is turned off at point P and the motor is restarted at point Q, the motor gradually dissipates heat after the switch is turned off, and the accumulated point value in that case is originally shown by a broken line. To change. Next, when the motor is restarted, the accumulated point value is calculated from the Q point as shown by the solid line. At this time, the original accumulated point value based on the motor temperature is in a state indicated by a one-dot chain line, and is already in an overload state at the R point. However, the accumulated point value from the Q point does not exceed the overload detection threshold at this point, and it cannot be detected that the motor is in an overload state.
そこで、従来の制御システムでは、スイッチがOFFされた場合は、その時点の累積ポイント値をEEPROM等の記憶素子に書き込み、再起動時にはその値に基づいて制御を開始するという方策が採られていた。しかしながら、このような制御方式では、まず第１に、制御装置内に記憶素子が必要となり、システムのコストアップの一因となるという問題がある。また、第２に、モータが十分に冷えてから再起動した場合でも、停止時の累積ポイント値に基づいて制御が行われるため、起動直後に過負荷状態である旨の誤認識が生じ、モータの早切れの原因となるという問題もあった。 Therefore, in the conventional control system, when the switch is turned off, a measure is taken that the accumulated point value at that time is written to a storage element such as an EEPROM, and control is started based on the value at the time of restart. . However, in such a control method, firstly, there is a problem that a storage element is required in the control device, which causes an increase in system cost. Second, even if the motor is restarted after it has cooled sufficiently, control is performed based on the accumulated point value at the time of stoppage, so that an erroneous recognition that the motor is overloaded immediately after startup occurs. There was also a problem of causing premature disconnection.
本発明の目的は、素子数を増加させることなく過負荷からモータを適切に保護することにある。 An object of the present invention is to appropriately protect a motor from an overload without increasing the number of elements.
本発明のモータ制御方法は、モータの運転状態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を備えたモータの制御方法であって、前記モータと前記モータに対し電力を供給する電源手段との間の接続が遮断されたとき、前記制御手段に対する電力供給を維持し、前記累積ポイント値を所定条件にて減算することを特徴とする。 The motor control method of the present invention calculates a load point value according to an operating state of the motor, calculates a cumulative point value by accumulating the load point value, and controls driving of the motor based on the cumulative point value. A control method for a motor comprising control means for performing a power supply to the control means when the connection between the motor and a power supply means for supplying power to the motor is interrupted, The accumulated point value is subtracted under a predetermined condition.
本発明のモータ制御方法にあっては、モータが停止状態となっても制御手段に対する電力供給が維持されるので、制御手段が機能停止せず、累積ポイント値が所定条件にて減算される。このため、累積ポイント値をモータの状態に合わせて調整することができ、モータ停止後における累積ポイント値とモータ状態とのズレが抑えられる。従って、その後にモータが再起動した場合でも、所定条件にて減算された累積ポイント値を基準として制御が開始され、累積ポイント値にモータの現状が的確に反映される。 In the motor control method of the present invention, since the power supply to the control means is maintained even when the motor is stopped, the control means does not stop functioning and the accumulated point value is subtracted under a predetermined condition. For this reason, the accumulated point value can be adjusted in accordance with the state of the motor, and deviation between the accumulated point value and the motor state after the motor is stopped can be suppressed. Therefore, even when the motor is restarted after that, control is started based on the accumulated point value subtracted under the predetermined condition, and the current state of the motor is accurately reflected in the accumulated point value.
前記モータ制御方法において、前記モータの放熱特性に従って前記累積ポイント値を減算するようにしても良い。また、前記累積ポイント値が所定の閾値以下となるまで前記制御手段に対する電力供給を継続するようにしても良い。 In the motor control method, the accumulated point value may be subtracted according to a heat dissipation characteristic of the motor. Further, power supply to the control means may be continued until the accumulated point value becomes a predetermined threshold value or less.
前記モータ制御方法において、モータに印加される電源電圧のＯＮ期間の時比率と前記モータの速度に基づいて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は、前記累積ポイント値が前記基準値以下の場合よりも低い回転数にて前記モータを駆動するようにしても良い。 In the motor control method, the load point value may be calculated based on a time ratio of an ON period of a power supply voltage applied to the motor and the speed of the motor. In the motor control method, when the accumulated point value exceeds the reference value, the motor may be driven at a lower rotational speed than when the accumulated point value is equal to or less than the reference value. .
本発明のモータ制御装置は、モータの運転状態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、前記モータ及び前記制御装置に対し電力を供給する電源手段とを備えるモータ制御装置であって、前記モータ制御装置に、前記モータと前記電源手段との間の接続が遮断されたとき、前記制御手段に対する電力供給を維持する電源保持手段を設け、電力供給が維持されている間、前記制御手段により前記累積ポイント値を所定条件にて減算するようにしても良い。 The motor control device according to the present invention calculates a load point value according to an operating state of the motor, calculates a cumulative point value by accumulating the load point value, and controls driving of the motor based on the cumulative point value. A motor control device comprising: control means for performing power supply; and power supply means for supplying power to the motor and the control device, wherein the motor control device is disconnected from the connection between the motor and the power supply means. In this case, power supply holding means for maintaining power supply to the control means may be provided, and the accumulated point value may be subtracted under a predetermined condition by the control means while the power supply is maintained.
本発明のモータ制御装置にあっては、電源保持手段により、モータが停止状態となっても制御手段に対する電力供給が維持され、累積ポイント値が所定条件にて減算される。このため、累積ポイント値をモータの状態に合わせて調整することができ、モータ停止後における累積ポイント値とモータ状態とのズレが抑えられる。このため、その後にモータが再起動した場合でも、所定条件にて減算された累積ポイント値を基準として制御が開始され、累積ポイント値にモータの現状が的確に反映される。 In the motor control apparatus of the present invention, the power supply means maintains the power supply to the control means even when the motor is stopped, and the accumulated point value is subtracted under a predetermined condition. For this reason, the accumulated point value can be adjusted in accordance with the state of the motor, and deviation between the accumulated point value and the motor state after the motor is stopped can be suppressed. For this reason, even when the motor is restarted thereafter, control is started based on the accumulated point value subtracted under the predetermined condition, and the current state of the motor is accurately reflected in the accumulated point value.
前記モータ制御装置において、前記モータの放熱特性に従って前記累積ポイント値を減算するようにしても良い。また、前記累積ポイント値が所定の閾値以下となるまで前記制御手段に対する電力供給を継続するようにしても良い。 In the motor control device, the accumulated point value may be subtracted according to a heat dissipation characteristic of the motor. Further, power supply to the control means may be continued until the accumulated point value becomes a predetermined threshold value or less.
本発明のモータ制御方法は、モータの運転状態に応じて負荷ポイント値を算出すると共に、負荷ポイント値を累積して累積ポイント値を算出し、この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を備えたモータにて、モータと電源手段との間の接続が遮断されたとき、制御手段に対する電力供給を維持し、累積ポイント値を所定条件にて減算するようにしたので、モータが停止状態となっても制御手段が機能停止せず、累積ポイント値が所定条件にて減算され、モータ停止後も累積ポイント値をモータの状態に合わせて調整することができ、モータ停止後における累積ポイント値とモータ状態とのズレを抑えることが可能となる。従って、モータ停止後にモータを再起動した場合でも、累積ポイント値にモータの現状が的確に反映され、再起動後におけるモータの状況をより正確に把握することが可能となる。このため、モータの過負荷検出を的確に行うことが可能となり、負荷誤認によるモータの損傷や、不必要なモード切替や安全停止などを防止することが可能となる。 According to the motor control method of the present invention, the load point value is calculated according to the operation state of the motor, the load point value is accumulated to calculate the accumulated point value, and the drive control of the motor is performed based on the accumulated point value. When the connection between the motor and the power supply means is interrupted in the motor provided with the control means, the power supply to the control means is maintained and the accumulated point value is subtracted under a predetermined condition. The control means does not stop functioning even when the motor is stopped, the accumulated point value is subtracted under the specified conditions, and the accumulated point value can be adjusted according to the motor status even after the motor stops. It is possible to suppress the deviation between the point value and the motor state. Therefore, even when the motor is restarted after the motor is stopped, the current state of the motor is accurately reflected in the accumulated point value, and the motor status after the restart can be grasped more accurately. For this reason, it is possible to accurately detect the motor overload, and it is possible to prevent damage to the motor due to erroneous load recognition, unnecessary mode switching, safety stop, and the like.
本発明のモータ制御装置は、モータの運転状態に応じて負荷ポイント値を算出すると共に、負荷ポイント値を累積して累積ポイント値を算出し、この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、モータ及び制御装置に対し電力を供給する電源手段とを備えるモータ制御装置にて、モータと電源手段との間の接続が遮断されたとき制御手段に対する電力供給を維持する電源保持手段を設け、電力供給が維持されている間、制御手段により累積ポイント値を所定条件にて減算するようにしたので、モータが停止状態となっても制御手段が機能停止せず、累積ポイント値が所定条件にて減算され、モータ停止後も累積ポイント値をモータの状態に合わせて調整することができ、モータ停止後における累積ポイント値とモータ状態とのズレを抑えることが可能となる。従って、モータ停止後にモータを再起動した場合でも、累積ポイント値にモータの現状が的確に反映され、再起動後におけるモータの状況をより正確に把握することが可能となる。このため、モータの過負荷検出を的確に行うことが可能となり、負荷誤認によるモータの損傷や、不必要なモード切替や安全停止などを防止することが可能となる。 The motor control device of the present invention calculates a load point value according to the operating state of the motor, calculates a cumulative point value by accumulating the load point value, and performs drive control of the motor based on the accumulated point value. In a motor control device comprising a control means and a power supply means for supplying power to the motor and the control device, a power supply holding means for maintaining the power supply to the control means when the connection between the motor and the power supply means is interrupted Since the cumulative point value is subtracted by the control means under a predetermined condition while the power supply is maintained, the control means does not stop functioning even if the motor is stopped, and the cumulative point value is The accumulated point value can be adjusted according to the motor status even after the motor is stopped. It is possible to suppress the deviation. Therefore, even when the motor is restarted after the motor is stopped, the current state of the motor is accurately reflected in the accumulated point value, and the motor status after the restart can be grasped more accurately. For this reason, it is possible to accurately detect the motor overload, and it is possible to prevent damage to the motor due to erroneous load recognition, unnecessary mode switching, safety stop, and the like.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a motor unit including a motor to which the motor control method of the present invention is applied. The
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。
The
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。
A
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。
The driving force of the
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。
A multi-pole magnetized magnet 16 (hereinafter abbreviated as magnet 16) is attached to the motor shaft 4. On the other hand, a
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。
As shown in FIG. 2, two Hall ICs 17 (17 </ b> A and 17 </ b> B) are provided at positions having an angle difference of 90 degrees with respect to the center of the motor shaft 4. In the
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。
In the
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。
An absolute
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（以下、IG.SW.３１と略記する）を介してバッテリ（電源手段）３２と接続されている。また、ＣＰＵ２２とバッテリ３２との間には、電源保持回路（電源保持手段）３３が介設されている。電源保持回路３３はIG.SW.３１と接続されており、IG.SW.３１が切られた場合に作動し、後述するように、所定条件下で、ＣＰＵ２２に対する電力供給を維持する。
The pulse output from the
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。
The
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。
The speed of the motor 2 (the number of rotations) is detected from the motor pulse of the
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，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。
On the other hand, the
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にアクセスし負荷ポイント値を算出する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the overload detection processing system in the
ポイント値算出手段２３の後段には、算出した負荷ポイント値を累積するポイント値累積手段２４が設けられている。また、ＣＰＵ２２には、ポイント値累積手段２４にて累積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。さらに、ポイント値比較手段２５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手段２６が設けられている。
A point
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。
In the
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。
After obtaining the motor speed, duty, and power supply voltage, the load point value is calculated with reference to the
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。
For example, in the
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。
On the other hand, when the power supply voltage becomes 15 V, the score distribution of the
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。
As described above, the
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」）。
In the
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。負荷ポイント値を取得した後、ポイント値累積手段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。この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、ポイント値累積手段２４から呼び出される。
The point value calculation means 23 accesses such a
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。一方、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。
The accumulated point value becomes a large positive value because the positive load point value continues when the high load state continues. On the other hand, when the normal load or light load state continues, the load point values of 0 and − are continuous, so that it becomes 0 or less. Here, when the accumulated point value is 0 or less, all are set to 0. When the
そこで、累積ポイント値が得られると、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「１００」を超えると過負荷状態と言える場合には、閾値として「１００」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する。これに対し、累積ポイント値が閾値を超えた場合には、運転モードの切り替え等の過負荷対応処理を行う。
Therefore, when the accumulated point value is obtained, the value is compared with a threshold value (reference value) for determining the overload state. This threshold value is measured in advance by an experiment when an overload point is reached when it exceeds a certain value and stored in the
図９は、累積ポイント値及び閾値とモータ２の運転状態との関係を示す説明図である。モータ２には、高回転のHighモードと低回転のLowモードがあり、通常は運転者のスイッチ操作(Hi,Lo)によって切り替えられる（図３参照）。モータ２では、例えば図９のように、Highモードによる運転が行われ過負荷状態となると、累積ポイント値が上昇して行き閾値Ｓ1に達する。累積ポイント値が閾値Ｓ1以上の値となると、指令手段２６は過負荷状態と判断し、過負荷対応処理として、モータの運転モードをHighモードからLowモードに切り替える。なお、累積ポイント値が閾値Ｓ1以上となった場合に、モータ２を強制停止させたり、スリープモードに切り替えたりすることも可能である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the accumulated point value and threshold value and the operating state of the
Lowモードに切り替えられたモータ２は、回転数の低下により、図９に示すように累積ポイント値の上昇率が低下し、やがて減少傾向となる。そして、累積ポイント値が閾値Ｓ1未満の値となると過負荷状態を脱したと判断され、Highモードが依然として選択されている場合は、Highモードによる運転に切り替えられる。このようにして、閾値Ｓ1を基準として、過負荷状態の有無が判断され、適宜モータの運転モードが切り替えられる。これにより、ワイパ機能を維持させつつ、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できる。
In the
ところで、このようなモータ２において、過負荷検出後に運転者がIG.SW.３１を切った場合について考える。この場合、図９のＰ点にてバッテリ３２とモータ２との間の電気的な接続が遮断され、モータ２は停止する。この際、ＣＰＵ２２は、IG.SW.３１OFFと共に電源が切られ累積ポイント値がクリアされ、この状態でモータ２が再起動すると、累積ポイント値は０から制御が開始される。ところが、前述のように、IG.SW.３１OFF後モータは徐々に放熱し、その場合の累積ポイント値は本来破線にて示すように変化する。このため、例えば、図９のＱ点にてモータ２が再起動すると、累積ポイント値がモータ温度に基づく本来的な値からズレてしまい、過負荷状態が的確に検出できない。
By the way, in such a
これに対し、ＲＡＭ２９やＲＯＭ２７に累積ポイント値を格納しておく構成も可能である。この場合、モータ再起動に際し、格納されていた累積ポイント値が使用されるため、図９のＱ点にてモータ２が再起動しても、当初から高い累積ポイント値にて制御が開始されるため、過負荷状態を看過する可能性は低い。しかしながら、前述のように、モータ２が十分に冷えた後に再起動された場合であっても、累積ポイント値が起動当初から高いため、すぐに過負荷状態と判断され、軽負荷状態であるにも関わらず、運転モードが切り替えられたり、強制停止されられたりするおそれがある。
On the other hand, a configuration in which the accumulated point value is stored in the
そこで、当該モータ２では、IG.SW.３１が切られた場合には、電源保持回路３３によりＣＰＵ２２に対する電力供給を維持し、累積ポイント値をモータの放熱特性に従って調整し、累積ポイント値とモータの状態とのズレを抑制する。例えば、図９のＰ点にてモータ２が停止したとすると、その後、累積ポイント値は、図９の破線に示すような形で減算されて行く。累積ポイント値の減算調整値は、例えば３分ごとに「−１」のように、モータ２の放熱特性に適合する値が実験等によって予め求められており、ＲＯＭ２７に格納されている。ＣＰＵ２２のポイント値累積手段２４は、IG.SW.３１がOFFされてもそのまま機能し、モータ停止と共にＲＯＭ２７から減算調整値を読み出し、現在の累積ポイント値からその値を減算して行く。
Therefore, in the
このような調整処理が行われる中、Ｑ点にてモータ２が再起動されると、累積ポイント値は、IG.SW.OFFからの経過時間によって異なる値を基準として制御が開始される。すなわち、再起動時は、図９に実線にて示したように、累積ポイント値は「０」からではなく、モータの現在の状況を反映した値から制御が開始される。従って、再起動後も累積ポイント値にモータの現状が的確に反映される。このため、その後、モータ２が過負荷状態となっても、かかる状況を的確に検出することができ、モータの損傷防止を図ることが可能となる。また、モータ２が過負荷状態でないにも関わらず、モータ起動後に累積ポイント値が閾値Ｓ1を超えてしまい、不必要に運転モードが切り替わったり、モータが強制停止したりすることも防止できる。
When the
一方、累積ポイント値の減算調整処理は、累積ポイント値が閾値Ｓ2以下となるまで実行される。閾値Ｓ2は、モータ再起動時にこの値から制御が開始されても、累積ポイント値による過負荷検出に大きな影響がない値が設定されている。つまり、モータ２がある程度冷却され、モータ再起動に際し、閾値Ｓ2から制御が開始されても、累積ポイント値＝０から制御が開始されても、その後の過負荷検出時期に大きな差異が生じない値に閾値Ｓ2は設定される。累積ポイント値が閾値Ｓ2以下となった場合は、ＣＰＵ２２は電源保持回路３３の機能を解除し、自らへの電力供給を遮断する。
On the other hand, the subtraction process of adjusting the accumulated point value is performed until the accumulated point value is a threshold S 2 or less. The threshold S 2 is set to a value that does not significantly affect overload detection based on the accumulated point value even if control is started from this value when the motor is restarted. That is, even when the
このように、本発明のモータ制御方法及び制御装置では、IG.SW.３１がOFFされてもＣＰＵ２２への電力供給を確保し、前述のような累積ポイント値の減算調整処理を行う。このため、モータ２が過負荷状態でIG.SW.３１が切られその後再起動される場合でも、モータの現状に即した累積ポイント値を得ることができる。従って、再起動後におけるモータの状況をより正確に把握することができ、モータの過負荷検出を的確に行うことが可能となる。これにより、負荷誤認によるモータの損傷や、不必要なモード切替や強制停止などを防止することが可能となる。
Thus, in the motor control method and control apparatus of the present invention, even if IG.SW.31 is turned off, the power supply to the
また、本発明のモータ制御方法及び制御装置によれば、モータ停止時にその時点の累積ポイント値をＲＯＭ２７に急遽書き込む必要がない。このため、ＲＯＭ２７に高価な不揮発性メモリを使用する必要がなく、その分、装置コストの低減が図られると共に、ＣＰＵ２２への負荷も軽減される。
Further, according to the motor control method and the control device of the present invention, it is not necessary to suddenly write the accumulated point value at that time to the
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、前述の実施例では、モータ２が過負荷状態でIG.SW.３１が切られた場合について説明したが、過負荷状態でない場合にIG.SW.３１がOFFされた場合にも、電源保持及び累積ポイント値の減算調整処理を行っても良い。例えば、閾値Ｓ1と閾値Ｓ2の間でIG.SW.３１がOFFされた場合は、その後の累積ポイント値による制御を正確に行うためには、前述のような処理を行う方が好ましい。また、前述の閾値Ｓ2はＳ2＝０であっても良く、累積ポイント値が閾値Ｓ2以下となった場合の処理も、ＣＰＵ２２の電源遮断ではなく、電力供給は維持しＣＰＵ２２をスリープモードとするようにしても良い。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
一方、前述の負荷ポイントマップ２８はあくまでも一例であり、そのポイント値やパラメータ値との関係は適宜変更可能である。前述の負荷ポイントマップ２８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ポイント値を補正するようにしても良い。
On the other hand, the
また、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。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。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。
In the above-described embodiment, the case where a motor that performs forward / reverse rotation with two brushes is used has been described. However, a type in which motor rotation speed is changed using three brushes (Common, Hi, Lo). The present invention can also be applied to a motor. Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the control of the motor for the wiper device has been shown. It can also be applied to motors used in the above. In addition, the control method and apparatus of the present invention can be applied not only to automobiles but also to motors for various electric appliances. In the above-described embodiment, the motor unit including the
また、前述の実施例においては、回転状態や回転位置の検出手段としてホールＩＣを用いたものを示したが、検出手段はこれには限定されず、例えば、赤外線を用いるものやＭＲセンサ（磁気抵抗効果素子）などを用いても良い。 In the above-described embodiment, the Hall IC is used as the rotation state and rotation position detection means. However, the detection means is not limited to this. For example, an infrared sensor or an MR sensor (magnetic A resistance effect element) may be used.
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
１７ ホールＩＣ
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
２２ ＣＰＵ
２３ ポイント値算出手段
２４ ポイント値累積手段
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 電源保持回路
DESCRIPTION OF
17A, 17B Hall IC
18
21 Wiper
23 Point value calculating means 24 Point value accumulating means 25 Point value comparing means 26 Command means 27 ROM
28
31
Claims (8)
前記モータと前記モータに対し電力を供給する電源手段との間の接続が遮断されたとき、前記制御手段に対する電力供給を維持し、前記累積ポイント値を所定条件にて減算することを特徴とするモータ制御方法。 A motor comprising control means for calculating a load point value according to a driving state of the motor, accumulating the load point value to calculate an accumulated point value, and performing drive control of the motor based on the accumulated point value Control method,
When the connection between the motor and the power supply means for supplying power to the motor is interrupted, the power supply to the control means is maintained, and the accumulated point value is subtracted under a predetermined condition. Motor control method.
前記モータ制御装置は、前記モータと前記電源手段との間の接続が遮断されたとき、前記制御手段に対する電力供給を維持する電源保持手段を有し、
前記制御手段は、電力供給が維持されている間、前記累積ポイント値を所定条件にて減算することを特徴とするモータ制御装置。 A control means for calculating a load point value according to an operating state of the motor, calculating the accumulated point value by accumulating the load point value, and controlling the drive of the motor based on the accumulated point value; And a motor control device comprising power supply means for supplying power to the control device,
The motor control device has power holding means for maintaining power supply to the control means when the connection between the motor and the power supply means is interrupted,
The control means subtracts the accumulated point value under a predetermined condition while power supply is maintained.
8. The motor control device according to claim 6, wherein the power supply to the control means is continued until the accumulated point value becomes a predetermined threshold value or less.
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