JP6205208B2

JP6205208B2 - 過熱防止装置、過熱防止方法及び過熱防止プログラム

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Publication number: JP6205208B2
Application number: JP2013175577A
Authority: JP
Inventors: 山崎　茂; 茂山崎
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP2015046967A

Description

本発明は、モータ等の駆動装置の過熱防止を行う過熱防止装置、過熱防止方法及び過熱防止プログラムに関する。

従来、モータが過負荷等により過熱する可能性がある場合、モータに直接温度センサを取り付け、モータの温度を測定することにより、事前に過熱を防止する手法が知られている。しかしながら、このような手法では、温度センサ自体のコスト、配線コスト、モータを制御するコントローラの温度センサ入力回路のコスト等、大きなコストアップが生じてしまう。

一方、ソフトウェア処理によりモータ過熱を防止することにより、コストを低減させる手法がある。例えば、ある一定デューティ（たとえば４０％）以上になった状態がある一定時間（たとえば５秒程度）継続した場合、モータ駆動を停止するフェイル制御が行われる。しかしながら、このような手法では、ある一定デューティ以下のデューティではモータ過熱を検出できないという問題がある。また、前述した一定デューティを小さな値にすると、一定時間以上であればモータ温度の制限以下であるのにも係わらずフェイル制御を行う事になり、モータの性能を著しく低下させてしまう。

上述した欠点を補うために、モータのデューティまたは電流値からモータの温度を推定する方法がある。例えば、モータの駆動デューティまたは駆動電流を積算してモータへ投入される熱エネルギーを計算し、モータの推定温度からモータからの放熱エネルギーを計算し、両者の差から温度上昇に係る投入エネルギーを計算する。このような手法により、温度センサ無しでもモータの温度を推定する事が可能になり、その推定温度を使ってモータの駆動を制御する事により上記欠点を補うことができる。

関連する技術として、電子サーマル機能を有するモータ制御装置において、モータの過熱保護を確実に行いつつ、モータ停止後の迅速な再始動を可能とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５２６４１８号公報

しかしながら、モータ過熱が検出され、フェイル制御がなされた後の、モータの駆動復帰のタイミングが早すぎる場合、即ち、冷却期間を経ずにモータが始動される場合、モータの温度は十分低下していない。このような場合が繰り返されると、モータの推定温度と実温度との差が増大し、モータの実温度が上昇し続けてしまい、予め設定されているモータの上限温度を超えてしまうという問題が生じる。モータの実温度がモータの上限温度を超えてしまうと、モータを構成するコイル、配線、ベアリング等の各種部品や、モータの周辺部材の故障を招きかねない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、駆動装置の駆動復帰のタイミングが早い場合であっても、駆動装置の過熱を防止できる過熱防止装置、過熱防止方法及び過熱防止プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、駆動装置の推定温度を高めるための補正値により補正された前記駆動装置の放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、前記駆動装置を駆動させるための駆動デューティまたは駆動電流に基づいて前記駆動装置に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて前記推定温度を算出する算出部と、前記推定温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを判定する判定部と、前記推定温度が前記上限温度を超えると判定された場合、前記駆動装置をフェイル制御する制御部とを備えた。

また、本発明の一態様は、過熱防止装置が、駆動装置の推定温度を高めるための補正値により補正された前記駆動装置の放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、前記駆動装置を駆動させるための駆動デューティに基づいて前記駆動装置に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて前記推定温度を算出し、前記推定温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを判定し、前記推定温度が前記上限温度を超えると判定された場合、前記駆動装置をフェイル制御する。

また、本発明の一態様は、コンピュータを、駆動装置の推定温度を高めるための補正値により補正された前記駆動装置の放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、前記駆動装置を駆動させるための駆動デューティに基づいて前記駆動装置に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて前記推定温度を算出する算出部と、前記推定温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを判定する判定部と、前記推定温度が前記上限温度を超えると判定された場合、前記駆動装置をフェイル制御する制御部として機能させる。

本発明によれば、駆動装置の駆動復帰のタイミングが早い場合であっても、駆動装置の過熱を防止できる。

本実施の形態に係るＴＶＣと電子制御バルブのハードウェア構成とを示すブロック図である。コイル低下温度とＩＰＤ低下温度との関係を表すコイル温度補正テーブルを示す図である。コイル上昇温度と補正係数との関係を表す放熱係数補正テーブルを示す図である。ＴＶＣの機能構成を示す機能ブロック図である。モータ過熱判定処理を示すフローチャートである。駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理を示すフローチャートである。放熱エネルギー算出処理を示すフローチャートである。投入熱エネルギー算出処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態においては、自動車等に用いられる電子制御バルブ（例えば排気バルブ）の駆動制御を行うＴＶＣ（ＴｈｒｏｔｔｌｅＶａｌｖｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に本発明を適用した場合を例に取り説明を行う。なお、これに限定されるものではなく、モータ等の発熱を伴い過熱を防止する必要がある駆動装置を制御する装置であれば本発明を適用できる。

まず、本実施の形態に係るＴＶＣについて説明する。図１は、本実施の形態に係るＴＶＣと電子制御バルブのハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施の形態に係るＴＶＣ１は、後述するモータ過熱判定処理を行うことにより、電子制御バルブ２の駆動制御を行うものであり、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０１と、ＩＰＤ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎＰｏｗｅｒＤｅｖｉｃｅ））１０２とを備える。また、ＴＶＣ１は、温度センサ１０３と、メモリ１０４と、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１０５と、電源制御回路１０６とを備える。また、ＴＶＣ１は、電源回路１０７と、ウォッチドッグ回路１０８と、電源電圧検出回路１０９と、ＩＧＮ（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）電圧検出回路１１０と、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）インタフェース回路１１１とを備える。

ＣＰＵ１０１は、基準電圧として２．５Ｖの電圧が印加されており、ＴＶＣ１全体の制御を行う。ＩＰＤ１０２は、ＭＯＴＯＲＢＡＴＴ（モータバッテリ）から印加される電圧に基づいて、ＣＰＵ１０１から得られるＩＰＤ駆動デューティからＰＷＭパルス信号を得て、当該ＰＷＭパルス信号より得られるパルス電圧をコイル２０１に印加することにより、モータ２０をＰＷＭ制御駆動する。温度センサ１０３は、ＩＰＤ１０２の温度を検出し、その結果をＣＰＵ１０１へ出力する。メモリ１０４は、各種プログラムや一時的なデータが展開される揮発性の記憶装置であり、ＥＥＰＲＯＭ１０５は後述する推定コイル温度等を記録する不揮発性の記憶装置である。

電源制御回路１０６はＩＧＮ電圧とＢＡＴＴ（バッテリ）からの電源電圧とが印加されており、ＢＡＴＴからの電力を電源回路１０７へ供給し、電源回路１０７は安定した電力をＣＰＵ１０１へ供給する。電源制御回路１０６は、ＴＶＣ１および電子制御バルブ２を含むシステムの電源がＯＦＦとなった場合、即ちイグニッションキースイッチがＯＦＦ（ＫｅｙＯｆｆ）されＩＧＮがＯＦＦとなった場合でも、ＣＰＵ１０１からの指示があるまでＣＰＵ１０１へ電力を供給するラッチ回路である。この電源制御回路１０６により、ＣＰＵ１０１は電源がＯＦＦされた後でも、ＥＥＰＲＯＭ１０５へ推定コイル温度を書き出すまで電力の供給を受けることができる。なお、電源回路１０７はウォッチドッグ回路１０８により、正常に動作しているかが監視されている。

電源電圧検出回路１０９は、電源回路１０７へ印加される電圧を検出し、その結果をＣＰＵ１０１へ出力する。ＩＧＮ電圧検出回路１１０は、電源制御回路１０６へ印加されるＩＧＮ電圧を検出し、その結果をＣＰＵ１０１へ出力する。このＩＧＮ電圧検出回路１１０の検出結果により、ＣＰＵ１０１は電源のＯＮ／ＯＦＦを判定する。

ＣＡＮインタフェース回路１１１は、図示しない上位装置とＣＰＵ１０１とを接続しており、ＣＡＮインタフェース回路１１１を介してＣＰＵ１０１は、上位装置から制御駆動デューティや電源ＯＮ／ＯＦＦ等を受け付け、適切な処理を実行する。例えば、ＣＰＵ１０１は、ＣＡＮインタフェース回路１１１を介して、ＥＣＭ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）と接続される。

また、図１に示されるように、電子制御バルブ２は、モータ２０を備え、モータ２０が駆動することにより図示しない弁体を回転駆動させる所謂バタフライバルブである。モータ２０は、コイル２０１及びＴＰＳ（ＴｈｒｏｔｔｌｅＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｏｒ）２０２を備える。モータ２０は、ＩＰＤ１０２により制御されたパルス電圧がコイル２０１に印加されることにより駆動するトルクモータである。ＴＰＳ２０２は、前述した弁体の角度を検出し、その検出結果をＣＰＵ１０１へ出力する。なお、モータ２０はコイル２０１を備える

次に、本実施の形態の理解を容易にするため、前述したＴＶＣ１が行うモータ過熱判定処理の概要を説明する。モータ過熱判定処理は、モータ２０の放熱エネルギーと、コイル２０１への投入熱エネルギーとから推定コイル温度を算出し、当該推定コイル温度に基づいてモータ２０に対してフェイルをかけるか否かを判断する処理である。このモータ過熱判定処理において本実施の形態では、この放熱エネルギーの算出にあたって、モータ２０の推定温度を高めるための補正値により補正された放熱係数が用いられる。換言すると、理想の値から低く設定した放熱係数が用いられる。ここでの理想の値とは、実機（電子制御バルブ２等）の温度シミュレーション処理結果から得られる値であり、低く設定するとは、理想の値を所定の割合低くすることである。例えば、放熱係数を１０％低くした場合（−１０％の場合）、３２０秒でコイル２０１の実温度は１．５℃上昇する。したがって、所定の割合としては、理想の値の１０〜２０％が好適である。以上のことから、前述した推定温度を高めるための補正値により補正することは、放熱係数の１０〜２０％を当該放熱係数から差し引くことにあたる。

また、本実施の形態に係るモータ過熱判定処理では、推定コイル温度が上限温度を超えるか否かにより、フェイルをかけるか否かが判断される。この上限温度は、コイル２０１における誤差、即ちコイル抵抗の誤差に基づいて設定される。より具体的には、コイル２０１におけるコイル抵抗の誤差から導かれる推定コイル温度の誤差のうちの最大値を、モータ２０が備える所定の部材であって、コイル２０１より上限温度が低い部材であるベアリングの上限温度から差し引いた値である

コイル２０１を巻きつけているコイルボビン等は樹脂部材であるが耐熱温度がベアリングよりも高い。例えば、本実施の形態においては、コイル２０１の線材の耐熱温度は１８０℃であるが、ベアリングの耐熱温度は１５０℃である。この場合、モータ２０の上限温度は１５０℃とすることが好ましい。ここで推定コイル温度においても誤差が生じることがあるが、その誤差は、主にコイル２０１のコイル抵抗の誤差が主要因である。したがって、コイル抵抗の誤差が推定コイル温度に与える影響を考慮することが好ましい。例えば、コイル抵抗＝０．７５Ω±０．０７５Ωである場合、このコイル抵抗の誤差による推定コイル温度の誤差は約±５℃となる。例えば、モータ２０の環境温度の上限が１０８℃とすると、許容されるモータ２０の温度上昇は１５０℃−１０８℃−５℃＝３７℃とすることが好ましい。

また、本実施の形態に係るモータ過熱判定処理では、電源がＯＦＦされた場合、現推定コイル温度をＥＥＰＲＯＭ１０５へ格納し、再び電源がＯＮされた直後は、当該推定コイル温度を読み出して、当該推定コイル温度に基づいてモータ２０に対してフェイルをかけるか否かが判断される。ここで、電源ＯＦＦから電源ＯＮにかけてモータ２０が低下する温度を考慮し、読み出された推定コイル温度を、当該推定コイル温度を低めるための補正値で補正することが好ましい。

図２は、コイル低下温度とＩＰＤ低下温度との関係を表すコイル温度補正テーブルを示す図である。図２に示されるように、電源がＯＦＦとされた場合、例えばＩＰＤ１０２が１１℃低下すればコイル２０１は１６℃低下し、ＩＰＤ１０２が１４℃低下すればコイル２０１は２６℃低下する。このテーブルに基づいて、電源ＯＦＦ前のＩＰＤ１０２の温度と電源ＯＮ後のＩＰＤ１０２の温度との差からＩＰＤ低下温度を算出すれば、コイル２０１の低下温度を求めることができる。本実施の形態に係るモータ過熱判定処理では、この求めた低下温度を前述した補正値として用いる。

また、本実施の形態に係るモータ過熱判定処理では、コイル２０１の推定上昇温度に応じた補正係数を放熱係数に乗じ、該放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出する。図３は、コイル上昇温度と補正係数との関係を表す放熱係数補正テーブルを示す図である。図３に示されるように、コイル上昇温度が高くなるにつれ、補正係数は増大する。本実施の形態に係るモータ過熱判定処理では、このテーブルを用いて、コイル２０１の推定上昇温度に応じた補正係数を放熱係数に乗じる。なお、推定上昇温度は、直近の推定コイル温度と、その前の推定コイル温度との差で求められる。以上、説明したようなモータ過熱判定処理は、ＴＶＣ１が備えるメモリ１０４等のハードウェア資源を協働して実現する各機能により実現される。

次に、ＴＶＣ１の機能構成について説明する。図４は、ＴＶＣの機能構成を示す機能ブロック図である。図４に示されるように、ＴＶＣ１は、温度算出部３０１と、判定処理部３０２と、温度格納部３０３と、温度補正部３０４と、駆動制御部３０５とを機能として備える。なお、これらの機能は、上述したＣＰＵ１０１及びメモリ１０４等のＴＶＣ１が備えるハードウェア資源が協働することにより実現される。

温度算出部３０１は、モータ２０の推定温度を高めるための補正値により補正されたモータ２０の放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、モータ２０を駆動させるための駆動デューティまたは駆動電流に基づいてコイル２０１に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて推定コイル温度を算出する。また、温度算出部３０１は、直近の推定コイル温度と、その前の推定コイル温度との差から推定上昇温度を求め、推定上昇温度から放熱係数補正テーブルに基づいて補正係数を割り出し、放熱エネルギーを算出する。

判定処理部３０２は、推定コイル温度が予め設定された上限温度を超えるか否かの判定等、モータ過熱判定処理における各種判定を行う。温度格納部３０３は、モータ２０の停止が指示された場合、推定コイル温度とＩＰＤ１０２の温度とをＥＥＰＲＯＭ１０５に格納する。温度補正部３０４は、モータ２０が停止し、始動した直後、ＥＥＰＲＯＭ１０５に記憶された推定コイル温度を読み出し、該推定コイル温度を低めるための補正値で補正する。また、温度補正部３０４は、モータ２０が停止し、始動した直後、ＩＰＤ１０２の現温度と、ＥＥＰＲＯＭ１０５に記憶されたＩＰＤの温度との差から低下温度を算出し、コイル温度補正テーブルに基づいて該低下温度に対応する、推定コイル温度を低めるための補正値を算出する。駆動制御部３０５は、推定コイル温度が予め設定された上限温度を超えると判定された場合、モータ２０をフェイル制御する等、駆動デューティや駆動電流に基づいたモータ２０の各種駆動制御を行う。

次に、ＴＶＣ１によるモータ過熱判定処理の詳細を説明する。図５は、本実施の形態に係るモータ過熱判定処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態におけるモータ過熱判定処理は、サンプル毎（例えば５ｍｓｅｃ毎）に実行されるものであり、電源がＯＦＦされるまで、継続して実行される。また、電源がＯＮされたことをトリガとしてモータ過熱判定処理は実行される。

先ず、図５に示されるように、温度補正部３０４は、電源ＯＦＦ時に温度格納部３０３によりＥＥＰＲＯＭ１０５へ格納された推定コイル温度およびＩＰＤ１０２の温度を読み出し（Ｓ１０１）、推定コイル温度補正処理を行う（Ｓ１０２）。

ここで、推定コイル温度補正処理を説明する。まず、温度補正部３０４は、現在のＩＰＤ１０２の温度を取得し、該温度を、ＥＥＰＲＯＭ１０５に記憶されていたＩＰＤ１０２の温度から差し引く。温度補正部３０４は、この結果に対応するコイル低下温度を図２に示されるコイル温度補正テーブルから取得し、ＥＥＰＲＯＭ１０５に記憶されていた推定コイル温度から差し引くことにより、実測値に近い推定コイル温度を得る。なお、この処理後に温度格納部３０３により推定コイル温度をＥＥＰＲＯＭ１０５に格納するようにしてもよい。

推定コイル温度補正処理後、判定処理部３０２は、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理を行う（Ｓ１０３）。ここで、図６を用いて駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理を説明する。図６は、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理を示すフローチャートである。先ず、判定処理部３０２は、予め設定された上限温度（前述したコイル抵抗の誤差に基づく上限温度）を取得し（Ｓ２０１）、フェイルフラグがＯＦＦであるか否かの判定を行う（Ｓ２０２）。フェイルフラグは、現在フェイル制御がなされているか否かを示す情報である。フェイルフラグがＯＦＦである場合（Ｓ２０２，ＹＥＳ）、判定処理部３０２は、推定コイル温度が上限温度を超えるか否かを判定する（Ｓ２０３）。推定コイル温度が上限温度を超える場合（Ｓ２０３,ＹＥＳ）、判定処理部３０２は、フェイルフラグをＯＮとし（Ｓ２０４）、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理は終了となる。

一方、推定コイル温度が上限温度を超えていない場合（Ｓ２０３,ＮＯ）、判定処理部３０２は、フェイルフラグＯＦＦを維持し、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理を終了する。また、ステップＳ２０２において、フェイルフラグがＯＦＦでない場合（Ｓ２０２，ＮＯ）、判定処理部３０２は、推定コイル温度が復帰コイル温度以下であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。推定コイル温度が復帰コイル温度以下である場合（Ｓ２０５，ＹＥＳ）、判定処理部３０２は、フェイルフラグをＯＦＦとし（Ｓ２０６）、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理を終了する。一方、推定コイル温度が復帰コイル温度以下でない場合（Ｓ２０５，ＹＥＳ）、判定処理部３０２は、フェイルフラグＯＮを維持し、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理は終了となる。

図５に戻り、駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理後、判定処理部３０２は、フェイルフラグがＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ１０４）。フェイルフラグがＯＦＦである場合（Ｓ１０４，ＹＥＳ）、駆動制御部３０５は、上位装置からの制御駆動デューティをＩＰＤ駆動デューティとしてＩＰＤ１０２に与え（Ｓ１０５）、次サンプルへ移行する（Ｓ１０７）。一方、フェイルフラグがＯＮである場合（Ｓ１０４，ＮＯ）、駆動制御部３０５は、コイル過熱フェイルを上位装置へ通知すると共にＩＰＤ駆動デューティを０（ゼロ）としてＩＰＤ１０２に与えることによりフェイル制御を行い（Ｓ１０６）、次サンプルへ移行する（Ｓ１０７）。

次いで、温度算出部３０１は、放熱エネルギー算出処理（Ｓ１０８）および投入熱エネルギー算出処理（Ｓ１０９）を行い、算出された放熱エネルギーと投入熱エネルギーとを加算し、熱エネルギー積分処理を行うことにより、現サンプル時の推定コイル温度を算出する（Ｓ１１０）。算出後、ステップＳ１０３に戻って駆動ＯＮ／ＯＦＦヒステリシス処理が行われる。以下、図７及び図８を用いて放熱エネルギー算出処理および投入熱エネルギー算出処理を説明する。

図７は、放熱エネルギー算出処理を示すフローチャートである。図７に示されるように、先ず、温度算出部３０１は、予め設定された放熱係数（前述した、理想の値から低く設定した放熱係数）と前サンプル時の推定コイル温度とを積算する（Ｓ３０１）。積算後、温度算出部３０１は、前サンプル時の推定コイル温度と前々サンプル時の推定コイル温度との差に対応する補正係数を、放熱係数補正テーブルから取得する（Ｓ３０２）。取得後、温度算出部３０１は、積算結果と補正係数とを再び積算し、放熱エネルギーを算出し（Ｓ３０３）、放熱エネルギー算出処理は終了となる。

図８は、投入熱エネルギー算出処理を示すフローチャートである。図８に示されるように、温度算出部３０１は、所定の銅温度係数と前サンプル時の推定コイル温度とを積算し（Ｓ４０１）、該積算結果に１を加算し、基準となるコイル抵抗（例えば、２５℃におけるコイル抵抗）を、その加算結果に乗じることにより推定コイル温度におけるコイル抵抗を算出する（Ｓ４０２）。算出後、温度算出部３０１は、前サンプル時のＩＰＤ駆動デューティを絶対値処理し、該結果と電源電圧とを積算することにより制御駆動電圧を算出する（Ｓ４０３）。算出後、温度算出部３０１は、推定コイル温度におけるコイル抵抗で制御駆動電圧を乗じて制御駆動電流を算出し、制御駆動電流と制御駆動電圧とを積算することにより投入電力を算出する（Ｓ４０４）。算出後、温度算出部３０１は、所定の温度上昇係数と投入電力とを積算し、投入熱エネルギーを算出し（Ｓ４０５）、投入熱エネルギー算出処理は終了となる。なお、ステップＳ４０１及びＳ４０２に先立ってステップＳ４０３を行うようにしてもよい。

本実施の形態によれば、放熱エネルギーの算出にあたって、理想の値から低く設定した放熱係数を用いることにより、推定コイル温度を実際の温度から高く設定することができる。そのため、モータ２０の過熱判定後（フェイル制御後）のモータ２０の駆動復帰のタイミングが早い場合であっても、モータ２０の実温度は低下傾向になる。したがって、モータ２０の過熱判定後のモータ温度の変化は上昇せずに低下させることができ、モータ過熱を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、上限温度を、コイル２０１におけるコイル抵抗の誤差に基づいて設定することにより、モータ過熱をより精度よく防止することができる。また、電源ＯＦＦ時の推定コイル温度とＩＰＤ１０２の温度とを記録し、電源ＯＦＦから電源ＯＮにかけてモータ２０が低下する温度を考慮し、推定コイル温度を、該推定コイル温度を低めるための補正値で補正している。このように補正することにより、電源ＯＦＦ／ＯＮが繰り返された場合であっても、推定コイル温度をより正確に算出することができると共に、モータ２０の性能を低下させてしまうことを低減できる。また、コイル２０１の推定上昇温度に応じた補正係数を放熱係数に乗じ、該放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出することにより、推定コイル温度をより正確に算出することができる。

本実施の形態では、理想の値から低く設定した放熱係数を用いたまま、各サンプルにおける推定コイル温度を算出すると説明したが、これに限定されるものではない。複数サンプル毎に、理想の値そのままの放熱係数を用いるようにしてもよい。このように交互に放熱係数を低めることにより、過度に実際のコイル温度を過度に低下させることを防止することができる。

また、本実施の形態では、推定コイル温度を低めるための補正値をコイル温度補正テーブルに基づいて決定すると説明したが、これに限定されるものではなく、当該補正値を固定値としてもよい。

また、本実施の形態では、電源ＯＦＦ時に推定コイル温度やＩＰＤ１０２の温度をＥＥＰＲＯＭ１０５へ書き出すと説明したが、これに限定されるものではなく、電源ＯＦＦ時以外にも、推定コイル温度算出後等に、適宜書き出すようにしてもよい。

また、本実施の形態にて述べた各種ステップを、過熱防止プログラムとして、既存のＴＶＣに組み込むことにより、前述した機能を当該ＴＶＣに実現させることができる。

本発明は、その要旨または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

なお、特許請求の範囲に記載の過熱防止装置は、例えば前述の実施の形態におけるＴＶＣ１に対応し、駆動装置は、例えばモータ２０に対応する。また、算出部は、例えば温度算出部３０１に対応し、判定部は、例えば判定処理部３０２に対応する。制御部は、例えば駆動制御部３０５に対応する。格納部は、例えば温度格納部３０３に対応し、補正部は、例えば温度補正部３０４に対応する。推定温度は、例えば推定コイル温度に対応し、コイルは、例えばコイル２０１に対応する。記憶装置は、例えばＥＥＰＲＯＭ１０５に対応する。インテリジェントパワーデバイスは、例えばＩＰＤ１０２に対応し、モータが備える所定の部材は、例えばベアリングに対応する。

１ＴＶＣ、２電子制御バルブ、８情報処理装置、９記録媒体、２０モータ、１０１ＣＰＵ、１０２ＩＰＤ、１０３温度センサ、１０４メモリ、１０５ＥＥＰＲＯＭ、１０６電源制御回路、１０７電源回路、１０８ウォッチドッグ回路、１０９電源電圧検出回路、１１０ＩＧＮ電圧検出回路、１１１ＣＡＮインタフェース回路、３０１温度算出部、３０２判定処理部、３０３温度格納部、３０４温度補正部、３０５駆動制御部。

Claims

駆動装置の推定温度を高めるための補正値により補正された前記駆動装置の放熱係数に、前記駆動装置が備えるコイルの推定上昇温度に応じた補正係数を乗じ、該放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、前記駆動装置を駆動させるための駆動デューティまたは駆動電流に基づいて前記駆動装置に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて前記推定温度を算出する算出部と、
前記推定温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを判定する判定部と、
前記推定温度が前記上限温度を超えると判定された場合、前記駆動装置をフェイル制御する制御部と
を備える過熱防止装置。
前記放熱係数は、前記駆動装置における温度シミュレーション処理結果から求められる放熱係数を所定の割合低めた値である
請求項１記載の過熱防止装置。
前記上限温度は、前記駆動装置が備えるコイルにおけるコイル抵抗の誤差に基づいて設定される
請求項１または請求項２記載の過熱防止装置。
前記上限温度は、前記コイル抵抗の誤差から導かれる前記推定温度の誤差のうちの最大値を、前記駆動装置が備える部材であって、前記コイルより上限温度が低い部材の上限温度から差し引いた値である
請求項３記載の過熱防止装置。
前記駆動装置の停止が指示された場合、前記推定温度を不揮発性の記憶装置に格納する格納部と、
前記駆動装置が停止し、始動した直後、前記記憶装置に記憶された推定温度を読み出し、該推定温度を低めるための補正値で補正する補正部と
を更に備え、
前記判定部は、該補正された推定温度が前記上限温度を超えるか否かを判定する
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の過熱防止装置。
前記記憶部は、前記駆動装置の停止が指示された場合、前記駆動デューティ又は前記駆動電流に基づいて前記駆動装置を駆動制御するインテリジェントパワーデバイスの温度を前記記憶装置に格納し、
前記補正部は、前記駆動装置が停止し、始動した直後、前記インテリジェントパワーデバイスの現温度と、前記記憶装置に記憶された前記インテリジェントパワーデバイスの温度との差から低下温度を算出し、該低下温度に基づいて、前記推定温度を低めるための補正値を決定する
請求項５記載の過熱防止装置。
前記所定の割合は、１０％以上、２０％以下である
請求項２記載の過熱防止装置。
過熱防止装置が、
駆動装置の推定温度を高めるための補正値により補正された前記駆動装置の放熱係数に、前記駆動装置が備えるコイルの推定上昇温度に応じた補正係数を乗じ、該放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、前記駆動装置を駆動させるための駆動デューティに基づいて前記駆動装置に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて前記推定温度を算出し、
前記推定温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを判定し、
前記推定温度が前記上限温度を超えると判定された場合、前記駆動装置をフェイル制御する
過熱防止方法。
コンピュータを、
駆動装置の推定温度を高めるための補正値により補正された前記駆動装置の放熱係数に、前記駆動装置が備えるコイルの推定上昇温度に応じた補正係数を乗じ、該放熱係数に基づいて放熱エネルギーを算出すると共に、前記駆動装置を駆動させるための駆動デューティに基づいて前記駆動装置に投入される投入熱エネルギーを算出し、該放熱エネルギーと該投入熱エネルギーとに基づいて前記推定温度を算出する算出部と、
前記推定温度が予め設定された上限温度を超えるか否かを判定する判定部と、
前記推定温度が前記上限温度を超えると判定された場合、前記駆動装置をフェイル制御する制御部
として機能させるための過熱防止プログラム。