JPH07274571A - 回転センサー付直流モータ - Google Patents

回転センサー付直流モータ

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JPH07274571A
JPH07274571A JP6060869A JP6086994A JPH07274571A JP H07274571 A JPH07274571 A JP H07274571A JP 6060869 A JP6060869 A JP 6060869A JP 6086994 A JP6086994 A JP 6086994A JP H07274571 A JPH07274571 A JP H07274571A
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microcomputer
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rotation sensor
abnormality
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Kiyokazu Ogawa
清和 小川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ回転異常時に逆転する回転センサー付
直流モータにおいて、安価で高性能のモータを提供す
る。 【構成】 モータ回転異常時に逆転する回転センサー付
直流モータであって、回転センサーと、そのセンサー信
号の異常の有無を判断するマイコン回路と、前記マイコ
ン回路による信号で動作するリレーとを備え、モータの
回転数がある値以下になった場合のみモータの回転方向
が逆転動作するものにおいて、前記マイコン回路を前記
リレーのターミナル部に直接設置するとともに、このリ
レーを前記直流モータの電源供給用リード線のコネクタ
端子に隣接して配置したことを特徴とする回転センサー
付直流モータ。本発明のモータを使用することにより、
モータの回転異常検出をモータ本体側で行なうことがで
きモータの保護,モータ部品の保護、さらにはこの装置
による人体への災害等を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転センサー付直流モ
ータの電流,回転位置等の回転状態を検出し、モータが
正常に回転しているか否かを診断し、過負荷等の異常の
場合はモータを逆転または停止させ、モータの焼損,使
用部品・装置の損傷、あるいはこのモータ使用装置によ
る人体への災害等を防ぐための手段を持つ回転センサー
付直流モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、回転センサー付直流モータの使用
は急速に拡大されてきている。この中でモータ過負荷や
拘束等の異常を検出する方法はいくつかある。
【0003】サーキットブレーカ類によるものや電流検
出抵抗を使用して、モータに過電流が流れた場合モータ
への通電を止める方法があり、モータおよび部品の損傷
または人体への危険を防止することができる。
【0004】また、回転センサーからのパルス波信号を
モータ外部の制御回路にて処理し、モータの回転異常を
検出しモータを逆転させるという方法もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、サーキットブレーカの特性はバラツキが
大きいため、過負荷,過電流または過熱等の異常を精度
良く検出できず、モータの焼損を防ぐ以外の目的には使
用困難である。また、電流検出抵抗による異常判定方法
は、回転情報を電流にて確認しているため誤差が大きく
誤動作しやすい。
【0006】回転センサーの信号をマイコンにて処理し
回転異常判別する方法は、判別精度も良く複雑な判断基
準を設けることができる。しかし、マイコン回路をモー
タの外部に設置している場合、このモータを使用してい
る装置が不具合になった時の原因調査として、モータの
みならずこのモータが取り付けられている装置全体を調
査する必要があり、原因調査に時間を多く費やすのでメ
ンテナンス性が困難であるという問題点があった。
【0007】次に、従来の回転センサー付モータ回転異
常検出方式についての問題点を述べる。従来では回転セ
ンサー付モータの回転速度検出方法として、回転センサ
ーからのパルス信号をアナログ値に変換する方法や、マ
イコンを使って単に周波数を測定する方法が多様されて
いる。しかしこの方法は、外乱によってモータが短時間
減速した場合、実際は異常時でなくても異常判定されて
しまい誤動作となる可能性が高い。
【0008】また、モータ駆動用電源電圧が変化した場
合や温度により、モータおよびモータにより駆動される
装置の特性や摩擦抵抗が変化した場合、通常運転時にお
いてもモータの回転速度が変化するため、マイコンが誤
ってモータ回転異常と判断してしまうことがある。
【0009】また、さらに場合によってはモータ回転子
またはモータにより駆動される機械部の位置によって
は、モータ回転異常時でも逆転不要の場合がある。しか
し、従来の回転センサー付モータ回転異常検出システム
には、回転子またはモータにより駆動される機械部の位
置に関する信号はモータ回転異常判定の判断要素として
取り入れられていないものが多い。または、リミットス
イッチやセンサー等の素子により回転子またはモータに
より駆動される機械部の位置をモータ回転異常判定の判
断要素として取り入れている場合もあるが、その分の素
子数や配線数が増えることになりメンテナンス面や信頼
性面で不利となる。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の回転センサー付直流モータは、回転センサー
にて発生するパルス信号の異常の有無を判断するマイコ
ンを含む制御回路と、前記制御回路からの信号で作動す
るリレーを使用し、さらに前記制御回路をリレーに直接
設置し、このリレーをモータの電源供給リード線のコネ
クタ端子に隣接させて設置するというものである。
【0011】また、モータの異常回転検出方法としてマ
イコンを使用し、さらにそのマイコン内にて次のような
判定を行なう。まず、あらかじめ設定された時間内また
はマイコンによって算出されたある時間内におけるモー
タ回転センサーからのパルス数を毎回検出し、そのパル
ス数がある設定値以下になった時の回数の累計または連
続回数がある設定回数以上になった時をモータ回転異常
と判定する。そして、このマイコンからの指令によりモ
ータ逆転動作処理を行なう。このような機能を持つ回転
センサー付直流モータを提供するものである。なお、前
記のパルス数測定時間幅や判断用パルス数設定値や設定
回数値は、あらかじめマイコンプログラムの定数として
設定しておく場合や、モータ周囲環境を読み取るセンサ
ーからの情報またはモータ駆動電源の情報をもとにマイ
コンにて随時計算する場合や、マイコン周囲回路の可変
抵抗によって決定される等一定または可変の値である。
【0012】さらに、マイコン内部にて回転センサー信
号を処理することにより、回転子またはモータにより駆
動される機械部の位置をマイコンの内部で記憶してお
き、その位置が設定されたところにある時のみモータ異
常検出時にモータを逆回転するようなモータも提供でき
る。
【0013】
【作用】これらの構成により、回転センサー付直流モー
タが過負荷,過電流,過熱等の異常状態に陥った場合、
これらの異常検出をモータ本体側にて行ないモータを逆
転する等の訂正動作をさせることができ、モータ自体の
損傷保護ばかりでなくモータに使用している部品の損傷
や、このモータを使用している装置の損傷、さらにはこ
の装置による人体への災害等も防ぐことができる。特に
マイコンによる異常判定は外乱によって引き起こされる
誤動作も少なく、そのマイコンをモータ本体側に設置す
ることはメンテナンスも容易となる。
【0014】また、本発明のモータ異常判別方法を採用
することにより誤動作がさらに少なくなり、判定に用い
る設定値としてモータを使用している装置の特性に応じ
た設定値にしたり、各種センサーをマイコンへ取り込む
ことにより多様な使用環境にて本発明のモータが使用で
きる。
【0015】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0016】図1は本発明の一実施例における回転セン
サー付直流モータの回路図、図3は図1のマイコン内部
にて実行されているフローチャート、図4はマイコン内
部でのモータ異常判別方法の原理図である。
【0017】本実施例では、本発明モータを自動車用パ
ワーウインドウシステムへ利用した場合を説明するが、
自動車用パワーウインドウシステムに限定されるもので
はないことはいうまでもない。
【0018】まず図1において構成を簡単に説明する。
リレー部1は接点a,b,c,d、励磁コイル3および
マイコン回路4aによって構成される。2はモータスイ
ッチで、今回の例では過電流時に自動OFFになるもの
とする。励磁コイル3はモータ逆転用信号線24を通じ
てマイコン4へ接続されている。マイコン4がモータ異
常と判断すると逆転用信号線24に信号を出力し励磁コ
イルを働かせる。端子を備えたコネクタ部7はモータ外
部に設けたモータスイッチ2や、マイコン4へ接続する
ためのものである。5は回転センサーの一例であるスリ
ップリングセンサーであり、このセンサーパルス信号が
センサーパルス信号線21を通じてマイコン4に送られ
る。6はブラシ、9は電機子(回転子)、10は電機子
9と機械的に結合した減速機(ウォームギヤ)であり、
8は温度センサである。
【0019】図2(a)は本発明の回転センサー付直流
モータを使用した自動車用パワーウインドウシステムの
一例である。12はサーキットブレーカ、14は窓ガラ
ス、16はガイド、15はドア、13はレギュレータ、
2はモータスイッチ、31は回転センサー付直流モータ
である。
【0020】図2(b)は本発明の回転センサー付直流
モータ31の外観図である。図3,図4に請求項2,請
求項3の一実施例によるマイコン4内部にて実施されて
いる思考ルーチンの一例を示した。図3はフローチャー
トブロック図、図4はモータ回転異常判別方法の原理図
である。
【0021】図3について説明する。40部分において
はマイコンの初期設定を行なうが、同時に窓の初期位置
の値を入れておく。通常は41部分にてモータスイッチ
2が入るまで待機している。43部分ではモータ運転中
にモータスイッチ2の状態が変わった時、45部分によ
り現在の窓ガラス14の位置を求めてその位置を記憶し
41部分へ戻る。44部分では図4にて説明するが、モ
ータ回転状態が異常かどうかの判定をしている。なお、
この一定時間,設定値,設定回数値は、この例では42
部分によりモータ周囲温度センサ8からの情報をもとに
計算,微調整された可変値としている。46部分では今
回の例では窓ガラス14が上昇中であり、かつ窓ガラス
14が全閉状態以外の時でモータ回転異常が検出された
場合のみモータ逆転用励磁コイル3をONさせるように
している。窓ガラス14が下降中や、窓ガラス14が全
閉の時に異常検出された場合、今回の例ではモータ過電
流によりモータスイッチが自動復帰し41部分へ戻る。
【0022】次に、図4のモータ回転異常判別方法の原
理について説明する。図の50はセンサーパルス測定用
として設定された時間帯であり、52のようにこの時間
帯のモータセンサーパルス波51の波数を数える。ここ
で、設定パルス数が2であるとすると、前記52のパル
ス数が2以下の場合に53で示す累積回数が1プラスさ
れる。ここで、設定累積回数が5回であるとすると、前
記53の累積回数が5以上になった時点でマイコンはモ
ータが異常状態にあると判断する。このようにしてモー
タ回転異常判別を行なう。図の53の所を累積回数の代
わりに連続回数にするという判別方法もあり、モータ装
置の特性等に適応している方の判定方法を採用すれば良
い。なお、この図ではパルス測定設置時間帯50や判定
用設定パルス数,設定回数は一定であるが、可変とした
場合にはより精度の高い判定が実現できる。
【0023】以上図3,図4の説明であるが、図1にお
いて実際の動作例を説明する。まず、モータスイッチ2
にてパワーウインドウ上昇のスイッチをONする。スイ
ッチがどの状態になっているかは窓上昇信号線22や、
窓下降信号線23を通じてマイコン4の入力端子へ送ら
れる。励磁コイル3はOFFの状態となっており、窓ガ
ラス14が上昇するようにモータ回転が始まる。同時に
マイコン4にてスリップリングセンサー5からのパルス
信号を処理し、モータ回転異常の判定を開始する。もし
その後窓が全閉となりモータの回転に異常がおきた場合
は、マイコン内にて窓の位置メモリーを書き換えモータ
スイッチ2がOFFになり、マイコン内部の制御は最初
のスイッチ待ちへ戻る。しかし、窓ガラス14上昇中に
人間の手等が挟まってモータの回転に異常が起きた場合
には、マイコンは励磁コイル3をONさせ、モータが逆
転し窓ガラス14は下降する。そうして、窓ガラス14
が全開になった場合にスイッチがOFFとなり、励磁コ
イル3をOFFしマイコン内部の制御は最初のスイッチ
待ちへ戻る。
【0024】以上が本発明のモータを使用した実施例お
よび説明である。なお、本実施例においては温度センサ
8の信号を処理しモータ回転異常の判定感度を変化させ
ているがこのような信号、例えば電源(バッテリー)1
1の電圧や電流に関する信号,モータ内部または外部温
度信号,モータ周辺温度またはモータ周辺装置の温度信
号等の少なくとも一つの信号をマイコンへ送り、マイコ
ンにてその信号を処理しモータ異常判定の感度を調整す
るという機能を追加すれば、温度変化や電圧変動による
誤動作の少ないより高度なシステムが実現できる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、モータ異
常により過電流が流れた場合、それを判別,制御するマ
イコンとモータの回転方向を切り変えるリレーとをモー
タ外部でなくモータ本体側内部に設けることにより、モ
ータを使用している装置全体の簡素化につながり、故障
等の不具合発生時のメンテナンス性においても有利とな
る。さらに従来本機能を有していない装置、すなわちモ
ータが異常の場合逆回転等の自己訂正動作を行なう機能
を有していない装置へ本機能を付加しようとする場合で
も、本発明のモータと従来のモータとを交換するか、ま
たはマイコンを備えたリレー部を従来のモータリード線
に付加するだけで良く、新たな投資をおさえることがで
き価格的にも有利となる。
【0026】また、モータの回転異常判断要素として単
なる一定時間中のセンサーパルスの数ではなく、ある時
間帯のセンサーパルス数が設定値以下であるところの回
数によってモータ回転異常を判別するため、短時間の外
乱によりモータ回転が一時的に低下した場合ですぐ正常
に戻った場合であっても誤動作逆転することも少ない。
また、設定項目も測定時間帯,判定用パルス数,判定用
回数(累積回数,連続回数)とあるため、モータ使用装
置の機械的特性,装置使用目的等に応じて前記のどの設
定に重点を置くかを選択でき、高精度な制御が実現でき
る。
【0027】さらに、センサーパルス測定の設定時間帯
やマイコン判定用設定パルス数,判定用設定回数を可変
にすることにより、使用装置,使用環境に対して最適な
異常判断ができる。前記設定時間帯,設定パルス数,設
定回数は、動作実験によりマイコンメモリーにデータと
してあらかじめ記憶させておく場合や、モータまたはモ
ータ装置に設けた各種センサー素子の情報からマイコン
が計算により随時設定する場合、モータ回転子やモータ
接続装置の位置により変更する場合等、本システムの応
用が幅広くなり高精度な異常判定が可能となる。
【0028】また、モータ回転子の位置を回転センサー
パルス数から計算しマイコン内部に記憶している場合、
モータ異常時の逆転処理を位置の条件付で実施すること
が可能となり、かつ従来のリミットスイッチや位置セン
サーも不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における回転センサー付直流
モータの回路図
【図2】(a)は本発明の一実施例におけるモータを搭
載した自動車用パワーウインドウモータシステムの概略
外観図 (b)は本発明の一実施例における回転センサー付直流
モータの概略外観図
【図3】本発明の一実施例における回転センサー付直流
モータに設置されたマイコンのフローチャート
【図4】従来のマイコン内部にて採用されるモータ異常
判別方法の原理を示す図
【符号の説明】
1 リレー部 2 モータスイッチ 3 励磁コイル 4 マイコン 4a マイコン回路 5 スリップリングセンサー 6 ブラシ 7 コネクタ部 8 温度センサ 9 電機子(回転子) 10 減速機(ウォームギヤ) 11 電源(バッテリー) 12 サーキットブレーカ 13 レギュレータ 14 窓ガラス 15 ドア 16 ガイド 21 センサーパルス信号線 22 窓上昇信号線 23 窓下降信号線 31 回転センサー付直流モータ 40,41,42,43,44,45,46 マイコン
内部制御フローチャートの各部 50 パルス測定設定時間帯 51 回転センサーパルス波形 52 設定時間帯のパルス数 53 設定パルス数以下の区間累積回数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B60J 5/04 E05F 15/10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータシャフト先端に形成したウォームギ
    ヤと、前記シャフトに直角の回転中心軸方向になるよう
    配置したウォームホイールを備えた回転センサー付直流
    モータであって、モータ回転状態を検出する回転センサ
    ーと、前記回転センサーにて発生するパルス信号の異常
    の有無を判断するマイコンを含む制御回路と、前記制御
    回路による信号で作動するリレーとを備え、前記制御回
    路を電源供給用リード線のコネクタ端子とモータ固定子
    との間に設置するとともに、前記制御回路を前記直流モ
    ータの電源供給用リード線のコネクタ端子に隣接して配
    置したことを特徴とする回転センサー付直流モータ。
  2. 【請求項2】回転センサーと、前記回転センサーにより
    発生するパルス信号を処理するマイコンを含む制御回路
    とを有し、モータの回転異常判定方式として前記マイコ
    ン内にて可変可能な設定時間中の前記モータ回転センサ
    ーからのパルス数がある設定値以下になった場合の回数
    を検出し、前記検出回数の累積数がある設定値以上にな
    った場合、または連続してカウントされた回数がある設
    定値以上になった場合にモータの回転異常と判定し、異
    常処理動作を行なう前記制御回路を備えた回転センサー
    付直流モータ。
  3. 【請求項3】モータ本体、またはその周囲に取り付けら
    れたセンサーの信号,モータにより駆動される周辺装
    置、またはその装置の周囲に取り付けられたセンサーの
    信号,モータ駆動電源電圧に関する信号,モータ運転電
    流値に関する信号のうち少なくとも一つの信号をマイコ
    ン内部にて処理し、この結果をもとに異常判定用の設定
    時間,設定値,設定回数を微調整することにより、モー
    タ回転異常検出の感度を変えることを特徴とする請求項
    2記載の回転センサー付直流モータ。
  4. 【請求項4】マイコン内部にて回転センサーの信号を処
    理して、モータの回転子またはモータにより駆動される
    機械部の位置を検出し、モータの回転子またはモータに
    より駆動される機械部の位置が特定の位置にある時で、
    かつモータ回転異常が判定された時のみ異常時の処置を
    実行するマイコンを使用したことを特徴とする請求項2
    記載の回転センサー付直流モータ。
JP6060869A 1994-03-30 1994-03-30 回転センサー付直流モータ Pending JPH07274571A (ja)

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