JP3975809B2 - 温度検出装置 - Google Patents

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。

Claims (6)

1. 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温度検出装置であって、
   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、
   前記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、
   前記被検出対象物状態判定手段により前記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、前記被検出対象物の前記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前記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１の判定値との大小関係から前記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、前記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、前記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前記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前記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、
   を具備してなる温度検出装置。
2. 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、該電動機の前記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温度検出装置であって、
   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、前記電動機の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、前記温度検出部に一定の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、
   前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記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、
   前記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を超えていると判定されている状態では、前記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前記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、前記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、前記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前記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、
   前記温度検出信号と前記第１の判定基準信号との大小関係から前記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、前記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前記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、
   を具備してなる温度検出装置。
3. 前記回転速度検出手段は、前記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、前記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されている請求項２に記載の温度検出装置。
4. 前記温度検出回路は、前記温度検出部に対して直列に接続された抵抗器と、前記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からなっていて、前記抵抗器の両端または前記温度検出部の両端から前記電圧信号を出力する請求項１，２または３に記載の温度検出装置。
5. 前記温度判定手段は、前記温度検出信号と前記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器からなっている請求項１，２，３または４に記載の温度検出装置。
6. 前記温度判定手段は、前記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されている請求項１，２，３または４に記載の温度検出装置。

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