(57)【要約】【課題】プリチャージを行いつつも、状況に応じてモータを迅速に始動させることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を提供する。【解決手段】モータ制御装置１０は、モータ１に対し電源を供給する主電源ライン６と、モータ１の前段に設けられたコンデンサ９と、コンデンサ９を充電するプリチャージライン８とを有する。プリチャージライン８にはＦＥＴ２４が設けられており、ＦＥＴ２４はＦＥＴ制御回路２６にて制御される。コンデンサ９の充電電圧はコンデンサ電圧検出回路２５にて検出される。充電時間制御部２７により、コンデンサ９の電圧に基づいてＦＥＴ２４を制御し、コンデンサ９のプリチャージ時間をモータの状況に応じて変化させ、プリチャージ待ちの時間を減らし、モータを迅速に始動させる。【選択図】図１
2020137196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータに対し電源を供給する主電源回路と、
前記主電源回路に接続され、前記電動モータの前段に設けられたコンデンサと、
前記主電源回路とは別に設けられ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を有するモータ制御装置であって、
前記制御装置は、
前記プリチャージ回路に設けられたスイッチング素子と、
前記コンデンサの充電電圧を検出するコンデンサ電圧検出回路と、
前記スイッチング素子の動作を制御するスイッチング素子制御回路と、
前記コンデンサ電圧検出部にて検出された前記コンデンサの電圧に基づいて前記スイッチング素子制御回路を制御し、前記コンデンサの充電時間を制御する充電時間制御部と、を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、
前記主電源回路は、該回路を開閉する第１スイッチ部を有し、
前記プリチャージ回路は、該回路を開閉する第２スイッチ部を有し、
前記充電時間制御部は、
前記第２スイッチがオンされたとき前記コンデンサを所定の通常設定時間にて充電する通常充電モードを実施する一方、前記通常設定時間内に前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記スイッチング素子を制御して前記プリチャージ回路の電流を増加させ、前記通常設定時間よりも早く前記コンデンサの充電を完了させる充電短縮モードを実施する充電時間調整部を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のモータ制御装置において、
前記充電時間調整部は、前記通常設定時間内に前記第１スイッチ部がオンされたとき、前記第２スイッチがオンされてからの経過時間と前記スイッチング素子の制御形態との関係を示す制御マップに基づいて、前記スイッチング素子制御回路により前記スイッチング素子を制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載のモータ制御装置において、
前記充電時間調整部は、前記第１スイッチ部がオンされた後、前記スイッチング素子の許容電流の９５％以内の範囲内で前記プリチャージ回路の電流を増加させることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項２記載のモータ制御装置において、
前記充電時間調整部は、前記通常設定時間を超えて前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記コンデンサの電圧に基づいて前記充電短縮モードを実施することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のモータ制御装置において、
前記充電時間調整部は、前記通常設定時間を超えて前記第１スイッチ部がオンされたとき、前記コンデンサの電圧と前記スイッチング素子の制御形態との関係を示す制御マップに基づいて、前記スイッチング素子制御回路により前記スイッチング素子を制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項２〜６の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
前記電動モータは、自動車のエンジンを始動させるモータであり、
前記第１スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがイグニッション位置のときオンとなり、
前記第２スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがアクセサリ位置のときオンとなることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
前記充電時間制御部は、
前記コンデンサの容量変化を検出する容量変化判定部と、
前記コンデンサの容量の変化に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記コンデンサの容量に関わらず所定の通常設定時間にて該コンデンサの充電を完了させる充電時間補正部を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】
請求項８記載のモータ制御装置において、
前記充電時間補正部は、前記コンデンサの容量と前記スイッチング素子の制御形態との関係を示す制御マップに基づいて、前記スイッチング素子制御回路により前記スイッチング素子を制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
前記スイッチング素子はＦＥＴであり、
該ＦＥＴは、スイッチング素子制御回路により、ＰＷＭ Duty制御されることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜９の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
前記スイッチング素子はＦＥＴであり、
該ＦＥＴは、スイッチング素子制御回路により、ソースフォロワ制御されることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１２】
電動モータに対し電源を供給する主電源回路と、
前記主電源回路に接続され、前記電動モータの前段に設けられたコンデンサと、
前記主電源回路とは別に設けられ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を有するモータの制御方法であって、
前記プリチャージ回路にスイッチング素子を設け、
前記コンデンサの充電電圧を検出し、
前記コンデンサの電圧に基づいて前記スイッチング素子を制御することにより、前記コンデンサの充電時間を制御することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のモータ制御方法において、
前記主電源回路は、該回路を開閉する第１スイッチ部を有し、
前記プリチャージ回路は、該回路を開閉する第２スイッチ部を有し、
前記第２スイッチがオンされたとき前記コンデンサを所定の通常設定時間にて充電する通常充電モードを実施する一方、前記通常設定時間内に前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記スイッチング素子を制御して前記プリチャージ回路の電流を増加させ、前記通常設定時間よりも早く前記コンデンサの充電を完了させる充電短縮モードを実施することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１４】
請求項１３記載のモータ制御方法において、
前記通常設定時間を超えて前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記コンデンサの電圧に基づいて前記充電短縮モードを実施することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載のモータ制御方法において、
前記電動モータは、自動車のエンジンを始動させるモータであり、
前記第１スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがイグニッション位置のときオンとなり、
前記第２スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがアクセサリ位置のときオンとなることを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５の何れか１項に記載のモータ制御方法において、
前記コンデンサの容量変化を検出し、
前記コンデンサの容量の変化に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記コンデンサの容量に関わらず所定の通常設定時間にて該コンデンサの充電を完了させることを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの始動制御技術に関し、特に、自動車エンジンの始動発電機（ISG：Integrated starter generator）などの車両用モータに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、エンジンの始動やラジエターファンの駆動等のため、種々の電動モータが使用されている。その中において、例えば、エンジン始動用のモータでは、近年、スタータとジェネレータの機能を統合したＩＳＧと呼ばれる機器も登場している。また、ＩＳＧ用モータ等の車載モータでは、始動時に急激に大きな電流が流れるのを防止するため、モータの前段にコンデンサを配し、モータ始動に際してコンデンサを予め充電しておくプリチャージを実施するシステムも多く見られる。このプリチャージを行うモータでは、まず、モータ駆動回路とは別に設けたプリチャージ回路により、電流を抑えつつコンデンサを充電する。そして、コンデンサ充電後、モータ駆動回路のコンタクタをＯＮし、モータを駆動させる。
【０００３】
図４は、ＩＳＧ用モータの駆動システムの構成を示す説明図である。図４の駆動システムでは、モータ５１は、上位のＥＣＵ（Engine Controller Unit）５２の指令の下、ＩＳＧドライバ５３によって駆動される。ＩＳＧドライバ５３には、バッテリ５４から、コンタクタ５５を備えた主電源ライン５６を介して駆動電流が供給される。バッテリ５４とモータ５１との間には、主電源ライン５６とは別に、プリチャージライン５７が設けられている。また、モータ５１の前段にはコンデンサ５８が配されている。
【０００４】
このようなシステムでは、キースイッチ５９がＯＮされ、アクセサリ（ＡＣＣ）位置となると、それを検出したＥＣＵ５２は、まず、プリチャージライン５７のリレー６１をＯＮさせる。リレー６１がＯＮされると、プリチャージライン５７が導通し、コンデンサ５８が充電される。このとき、コンデンサ５８には、制限抵抗６２を介して電流が供給され、低電流にて徐々に充電が行われる。コンデンサ５８が充電された後、キースイッチ５９がイグニッション（ＩＧ）位置となると、それを検出したＥＣＵ５２はコンタクタ５５をＯＮさせる。これにより、主電源ライン５６が導通し、モータ５１が駆動される。その際、モータ５１にはコンデンサ５８からも電力が供給され、主電源ライン５６に急に大きな電流（突入電流）が流れるのを抑制でき、電源の安定化が図られるとともに、コンタクタ５５の接点の劣化も抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２０８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、図４のような駆動システムでは、コンデンサ５８に対するプリチャージライン５７は、ダイオードと制限抵抗６２を設けた回路構成となっており、コンデンサ５８へのプリチャージ時間を変更することができない。このため、モータ始動時には一定のプリチャージ時間が存在し、迅速にモータを作動させたい場合でも、イグニッションスイッチＯＮからモータ始動までの間にプリチャージ待ちの時間が生じる。すなわち、キースイッチ５９をＡＣＣ位置から直ちにＩＧ位置に操作しても、プリチャージの間、エンジン始動が行われない。また、運転者がキースイッチ５９をＡＣＣ位置とした後、エンジンを掛けずにオーディオだけを動かしている場合など、スイッチＯＮの後にしばらくＡＣＣ位置で放置しておくと、コンデンサ５８が徐々に放電してしまう。このため、その後、キースイッチ５９をＩＧ位置にしても、エンジン始動までにコンデンサ５８の再チャージの時間が必要となり、やはりプリチャージ待ちの時間が生じる。このようなプリチャージ待ちによるタイムラグは、エンジンの始動が遅れる感覚を運転者に与えることともなり、自動車の商品性をも低下させるおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、プリチャージを行いつつも、状況に応じてモータを迅速に始動させることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のモータ制御装置は、電動モータに対し電源を供給する主電源回路と、前記主電源回路に接続され、前記電動モータの前段に設けられたコンデンサと、前記主電源回路とは別に設けられ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を有するモータ制御装置であって、該制御装置は、前記プリチャージ回路に設けられたスイッチング素子と、前記コンデンサの充電電圧を検出するコンデンサ電圧検出回路と、前記スイッチング素子の動作を制御するスイッチング素子制御回路と、前記コンデンサ電圧検出部にて検出された前記コンデンサの電圧に基づいて前記スイッチング素子制御回路を制御し、前記コンデンサの充電時間を制御する充電時間制御部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、プリチャージ回路にスイッチング素子を配し、充電時間制御部により、コンデンサの電圧に基づいてスイッチング素子を制御し、コンデンサの充電時間を制御するようにしたので、コンデンサのプリチャージ時間をモータの状況に応じて変化させることができる。したがって、例えば、当該モータをＩＳＧに使用した場合、キースイッチをＡＣＣ位置から直ちにＩＧ位置に操作したり、キースイッチをＡＣＣ位置とした後に放置しておいたりしても、状態に応じてＩＳＧ用モータを迅速に始動させ、タイムラグなくエンジンを始動させることが可能となる。
【００１０】
前記モータ制御装置において、前記主電源回路に該回路を開閉する第１スイッチ部を、また、前記プリチャージ回路に該回路を開閉する第２スイッチ部を設け、前記充電時間制御部に、前記第２スイッチがオンされたとき前記コンデンサを所定の通常設定時間にて充電する通常充電モードを実施する一方、前記通常設定時間内に前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記スイッチング素子を制御して前記プリチャージ回路の電流を増加させ、前記通常設定時間よりも早く前記コンデンサの充電を完了させる充電短縮モードを実施する充電時間調整部を設けても良い。
【００１１】
また、前記充電時間調整部は、前記通常設定時間内に前記第１スイッチ部がオンされたとき、前記第２スイッチがオンされてからの経過時間と前記スイッチング素子の制御形態との関係を示す制御マップに基づいて、前記スイッチング素子制御回路により前記スイッチング素子を制御するようにしても良い。前記充電時間調整部は、前記第１スイッチ部がオンされた後、前記スイッチング素子の許容電流の９５％以内の範囲内で前記プリチャージ回路の電流を増加させるようにしても良い。
【００１２】
さらに、前記通常設定時間を超えて前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記充電時間調整部により、前記コンデンサの電圧に基づいて前記充電短縮モードを実施するようにしても良い。この場合、前記充電時間調整部は、前記通常設定時間を超えて前記第１スイッチ部がオンされたとき、前記コンデンサの電圧と前記スイッチング素子の制御形態との関係を示す制御マップに基づいて、前記スイッチング素子制御回路により前記スイッチング素子を制御するようにしても良い。
【００１３】
前記モータ制御装置において、前記電動モータが自動車のエンジンを始動させるモータであっても良く、その際、前記第１スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがイグニッション位置のときオンとなり、前記第２スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがアクセサリ位置のときオンとなるようにしても良い。
【００１４】
加えて、前記充電時間制御部に、前記コンデンサの容量変化を検出する容量変化判定部と、前記コンデンサの容量の変化に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記コンデンサの容量に関わらず所定の通常設定時間にて該コンデンサの充電を完了させる充電時間補正部を設けても良い。この場合、前記充電時間補正部は、前記コンデンサの容量と前記スイッチング素子の制御形態との関係を示す制御マップに基づいて、前記スイッチング素子制御回路により前記スイッチング素子を制御するようにしても良い。
【００１５】
また、前記スイッチング素子としてＦＥＴを使用し、該ＦＥＴを、スイッチング素子制御回路により、ＰＷＭ Duty制御したり、ソースフォロワ制御したりしても良い。
【００１６】
一方、本発明のモータ制御方法は、電動モータに対し電源を供給する主電源回路と、前記主電源回路に接続され、前記電動モータの前段に設けられたコンデンサと、前記主電源回路とは別に設けられ、前記コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を有するモータの制御方法であって、前記プリチャージ回路にスイッチング素子を設け、前記コンデンサの充電電圧を検出し、前記コンデンサの電圧に基づいて前記スイッチング素子を制御することにより、前記コンデンサの充電時間を制御することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、プリチャージ回路にスイッチング素子を配し、コンデンサの電圧に基づいてスイッチング素子を制御し、コンデンサの充電時間を制御するようにしたので、コンデンサのプリチャージ時間をモータの状況に応じて変化させることができる。したがって、例えば、当該モータをＩＳＧに使用した場合、キースイッチをＡＣＣ位置から直ちにＩＧ位置に操作したり、キースイッチをＡＣＣ位置とした後に放置しておいたりしても、状態に応じてＩＳＧ用モータを迅速に始動させ、タイムラグなくエンジンを始動させることが可能となる。
【００１８】
前記モータ制御方法において、前記主電源回路に該回路を開閉する第１スイッチ部を設け、前記プリチャージ回路に該回路を開閉する第２スイッチ部を設け、前記第２スイッチがオンされたとき前記コンデンサを所定の通常設定時間にて充電する通常充電モードを実施する一方、前記通常設定時間内に前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記スイッチング素子を制御して前記プリチャージ回路の電流を増加させ、前記通常設定時間よりも早く前記コンデンサの充電を完了させる充電短縮モードを実施するようにしても良い
【００１９】
また、前記モータ制御方法において、前記通常設定時間を超えて前記第１スイッチ部がオンされたときは、前記コンデンサの電圧に基づいて前記充電短縮モードを実施するようにしても良い。
【００２０】
さらに、前記電動モータが自動車のエンジンを始動させるモータであっても良く、その際、前記第１スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがイグニッション位置のときオンとなり、前記第２スイッチ部は、前記自動車のキースイッチがアクセサリ位置のときオンとなるようにしても良い。
【００２１】
加えて、前記コンデンサの容量変化を検出し、前記コンデンサの容量の変化に基づいて前記スイッチング素子を制御し、前記コンデンサの容量に関わらず所定の通常設定時間にて該コンデンサの充電を完了させるようにしても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のモータ制御装置によれば、モータ前段に設けたコンデンサのプリチャージ回路にスイッチング素子を配すると共に、コンデンサの電圧に基づいてスイッチング素子を制御し、コンデンサの充電時間を制御する充電時間制御部を設けたので、コンデンサのプリチャージ時間をモータの状況に応じて変化させることができる。したがって、モータの使用状態に応じて、当該モータを迅速に始動させることが可能となる。
【００２３】
本発明のモータ制御方法によれば、モータ前段に設けたコンデンサのプリチャージ回路にスイッチング素子を配し、コンデンサの電圧に基づいてスイッチング素子を制御してコンデンサの充電時間を制御するようにしたので、コンデンサのプリチャージ時間をモータの状況に応じて変化させることができる。したがって、モータの使用状態に応じて、当該モータを迅速に始動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態であるモータ制御装置のシステム構成を示す説明図である
【図２】キースイッチが操作されたときの制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】キースイッチが操作されたときのプリチャージ形態を示す説明図であり、（ａ）はプリチャージ時間の短縮を行う場合、（ｂ）はコンデンサの経年変化に対応する場合の制御形態、（ｃ）はキースイッチがＡＣＣ位置に操作された後にコンデンサ電圧が低下した場合の制御形態をそれぞれ示している。
【図４】従来のＩＳＧ用モータの駆動システムの構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、本発明の一実施形態であるモータ制御装置１０のシステム構成を示す説明図であり、本発明のモータ制御方法も当該システムにて実施される。図１の制御装置は、自動車のＩＳＧ用モータに使用され、キースイッチの操作状態に従ってモータ１の駆動制御を行う。なお、モータ１は、エンジンを始動した後は、適宜、発電機として動作する。
【００２６】
図１に示すように、モータ制御装置１０においても、モータ１は、上位のＥＣＵ２の指令の下、ＩＳＧドライバ３によって駆動される。ＩＳＧドライバ３には、バッテリ４から、コンタクタ５を備えた主電源ライン（主電源回路）６を介して駆動電流が供給される。また、バッテリ４とモータ１との間には、主電源ライン６とは別に、リレー７を備えたプリチャージライン（プリチャージ回路）８が設けられている。リレー７とコンタクタ５の動作は、ＥＣＵ２によって制御される。モータ１の前段には、図４のシステムと同様に、コンデンサ９が配されている。モータ１は、運転者によるキースイッチ１１の操作に応じて、コンデンサ９のプリチャージを行いつつ、始動される。本発明によるモータ制御装置１０では、コンデンサ９のプリチャージ時間が可変となっており、キースイッチ１１がＡＣＣ位置から直ちにＩＧ位置に操作された場合などにおいても、プリチャージ時間を短縮することにより、速やかなエンジン始動を実現している。
【００２７】
ＥＣＵ２はキースイッチ１１と接続されており、ＥＣＵ２内には、キースイッチ１１の操作位置を検出するキースイッチ入力回路１２が設けられている。キースイッチ入力回路１２は、キースイッチ１１が現在、ＯＦＦ・アクセサリ（ＡＣＣ）・イグニッション（ＩＧ）の何れの位置となっているかを検出する。また、ＥＣＵ２には、リレー７を作動させるリレー駆動回路１３と、コンタクタ５を作動させるコンタクタ駆動回路１４が設けられている。
【００２８】
リレー駆動回路１３は、キースイッチ入力回路１２によりキースイッチ１１がＡＣＣ位置に操作されたことが検知されると、リレー７を作動させ（ＯＮ）、プリチャージライン８を導通（ＯＮ）させる。コンタクタ駆動回路１４は、キースイッチ入力回路１２によりキースイッチ１１がＩＧ位置に操作されたことが検知されると、コンタクタ５を作動させ（ＯＮ）、主電源ライン６を導通（ＯＮ）させる。さらに、ＥＣＵ２には、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信回路１５が設けられており、このＣＡＮ通信回路１５を介して、ＩＳＧドライバ３との間でコンタクタ５の動作状況等の各種情報をやり取りする。
【００２９】
ＩＳＧドライバ３もＥＣＵ２と同様にキースイッチ１１と接続されており、ＩＳＧドライバ３内には、キースイッチ１１の操作位置を検出するキースイッチ入力回路２１が設けられている。キースイッチ入力回路２１は、キースイッチ１１が現在、ＯＦＦ・アクセサリ（ＡＣＣ）・イグニッション（ＩＧ）の何れの位置となっているかを検出する。また、ＩＳＧドライバ３にもＣＡＮ通信回路２２が設けられており、ＥＣＵ２のＣＡＮ通信回路１５と接続されている。
【００３０】
一方、モータ制御装置１０では、ＩＳＧドライバ３に、制限抵抗２３に加えて、プリチャージライン８の電流量を制御するＦＥＴ（スイッチング素子）２４が設けられている。また、ＩＳＧドライバ３には、コンデンサ９の充電電圧を検出するコンデンサ電圧検出回路２５と、ＦＥＴ２４の動作を制御しプリチャージライン８の電流量を調整するＦＥＴ制御回路（スイッチング素子制御回路）２６と、ＦＥＴ制御回路２６を制御しコンデンサ９の充電時間を調整する充電時間制御部２７が設けられている。さらに、ＩＳＧドライバ３には、データ格納用のメモリ２８と、計時用のタイマ２９が設けられている。メモリ２８には、コンデンサ９の充電制御に関する制御マップ３０が格納されている。
【００３１】
このようなモータ制御装置１０にあっては、キースイッチ１１の操作に伴い、次のような制御処理が行われる。図２は、キースイッチ１１が操作されたときの制御処理の流れを示すフローチャート、図３は、その際のプリチャージ形態を示す説明図であり、（ａ）はプリチャージ時間の短縮を行う場合、（ｂ）はコンデンサの経年変化に対応する場合の制御形態、（ｃ）はキースイッチ１１がＡＣＣ位置に操作された後にコンデンサ電圧が低下した場合の制御形態をそれぞれ示している。図２に示すように、モータ制御装置１０ではまず、キースイッチ１１が操作されると、スイッチがＡＣＣ位置となったことがキースイッチ入力回路１２,２１にて検出される（ステップＳ１）。
【００３２】
キースイッチ１１がＡＣＣ位置となると、リレー駆動回路１３は、キースイッチ入力回路１２からの検出情報に基づいてプリチャージライン８のリレー７をＯＮさせ、コンデンサ９のプリチャージを開始する（ステップＳ２）。このとき、ＩＳＧドライバ３側では、キースイッチ入力回路２１からの検出情報に基づき、充電時間制御部２７の指示の下、コンデンサ電圧検出回路２５によってＦＥＴ２４のゲート電圧を制御する。ゲート電圧の制御はＰＷＭ Duty制御にて行われる。これにより、コンデンサ９の電圧が徐々に上昇し、所定の通常設定時間Ｔｃ（図３（ａ）参照）にて充電が完了するように、プリチャージライン８の電流量が制御される（通常充電モード）。
【００３３】
プリチャージが開始されると、コンデンサ９の電圧がコンデンサ電圧検出回路２５にて検出される。充電時間制御部２７は、検出されたコンデンサ電圧に基づき、コンデンサ９の容量判定処理を行う（ステップＳ３）。容量判定処理は、充電時間制御部２７内に設けられた容量変化判定部３１にて、検出されたコンデンサ電圧とコンデンサの容量判定閾値Ｖｓとを比較することにより行われる。容量判定閾値Ｖｓは、コンデンサ９の充電完了時の電圧よりも低い電圧に設定されており、メモリ２８に予め格納されている。
【００３４】
ここで、コンデンサ９は、経年劣化や温度変化によって容量が初期状態から変化（減少）すると、図３（ｂ）にて破線で示したように、プリチャージ開始から閾値Ｖｓに至るまでの時間（閾値到達時間）Ｔｓが初期値Ｔ０よりも短くなる（Ｔ０→Ｔ１）。そこで、容量変化判定部３１は、閾値到達時間比較部３２にて、現在の閾値到達時間と閾値到達時間初期値Ｔ０を比較する。そして、充電時間補正部３３により、両者の関係に基づいて、コンデンサ９の容量が減少した場合でも充電処理が通常設定時間Ｔｃで完了するように、プリチャージライン８の電流量を調整し、充電時間を補正する（ステップＳ３）。このような補正処理は、メモリ２８に予め格納されている容量変化補正マップ３４に基づいて実施される。容量変化補正マップ３４には、例えば、Ｔ１とＴ０の比（Ｔ１／Ｔ０）や差（Ｔ０−Ｔ１）などをパラメータとして、そのときのＦＥＴ２４のDuty比が記載されている。
【００３５】
例えば、図３（ｂ）において、コンデンサ９の容量が減少し、容量判定閾値Ｖｓに時間Ｔ１（Ｔ１／Ｔ０＝０.８）で到達するようになった場合、そのまま通常の充電処理を行うと、Ｔｃよりも短い時間で充電が完了してしまう。このため、充電時間制御部２７は、容量変化判定部３１における判定結果に基づいて、充電時間補正部３３により、プリチャージライン８の電流量を初期設定よりも減少させ、コンデンサ９の充電を時間Ｔｃで完了させる。すなわち、ＦＥＴ２４のDuty比を下げ、図３（ｂ）に示した充電特性線の傾きを小さくし、ＴｓをＴ０に調整する（破線から実線に戻す）。なお、経年変化のない状態の通常の充電処理では、Ｔ１／Ｔ０＝１の場合のマップ値（プリチャージ時間が通常設定時間Ｔｃとなる通常設定値）が適用され、図３（ａ）,（ｂ）に実線にて示した充電処理が実施される。
【００３６】
このように、モータ制御装置１０では、経年劣化や温度変化によってコンデンサ９の容量が変化しても、同じプリチャージ時間（通常設定時間Ｔｃ）でエンジンを始動させることが可能となる。したがって、キースイッチの操作からエンジンが始動するまでの時間が常に同じ時間となり、運転者が感じるエンジンの始動フィーリングが常に同じとなる。このため、経年や温度により、エンジン始動が早くなったり、もたついたりするなどの時間感覚の変動が抑えられ、エンジン始動時における運転者の余分なストレスを低減することが可能となる。また、コンデンサ９自体の製品のバラツキや、コンデンサ９を交換した場合における交換前後の容量の変化にも対応でき、それらの場合であっても常に同じプリチャージ時間でエンジンを始動させることが可能となる。
【００３７】
ステップＳ３にて、コンデンサ９に容量変化があった場合には充電時間の補正処理を行う一方、プリチャージ開始からの経過時間をタイマ２９によって計時し、通常設定時間Ｔｃが経過しているかどうかを確認する（ステップＳ４）。通常設定時間Ｔｃが経過していない場合には、ステップＳ５に進み、キースイッチ１１がＩＧ位置に操作されていないかどうかを確認する。このとき、ＩＧ位置となっていない場合にはステップＳ４に戻り、通常設定時間Ｔｃの経過を待ち、通常設定時間Ｔｃとなったときプリチャージ完了と判断し（ステップＳ６）、エンジン始動に備える。
【００３８】
また、ステップＳ５にて、通常設定時間Ｔｃが経過していないにも関わらず、キースイッチ１１がＩＧ位置に操作された場合は、ステップＳ７に進み、プリチャージ時間の短縮処理（充電短縮モード）を実施する。前述のように、従来のＩＳＧでは、プリチャージ時間を変更できないため、通常設定時間Ｔｃ以内にイグニッションＯＮとなった場合、モータ始動までにプリチャージ待ちの時間が生じる。その点、本発明のモータ制御装置１０では、このような場合、充電時間制御部２７に設けられた充電時間調整部３５により、プリチャージ時間を短縮させ、エンジン始動を迅速に行う。すなわち、充電時間調整部３５は、メモリ２８に予め格納されているプリチャージ時間調整マップ３６に基づいて、コンデンサ電圧検出回路２５を制御し、プリチャージライン８の電流量を初期設定よりも増加させ、通常設定時間Ｔｃよりも早く充電を完了させる。
【００３９】
この場合、プリチャージ開始からの経過時間Ｔｋにより、その時点から充電完了までの時間が異なることから、プリチャージ時間調整マップ３６には、経過時間Ｔｋをパラメータとして、充電完了時間を所望の値にするためのＦＥＴ２４のDuty比が記載されている。ここで、例えば、図３（ａ）において、通常設定時間Ｔｃ以前の時間Ｔ２（Ｔｋ＝Ｔ２）にて、イグニッションＯＮとなった場合、従前のＩＳＧでは、実線のプリチャージが実施され、通常設定時間Ｔｃが経過した後、モータ１が駆動されエンジンが始動する。したがって、時間Ｔ２からＴｃまでの間はプリチャージ待ちの時間となる。
【００４０】
これに対し、モータ制御装置１０では、時間Ｔ２でイグニッションＯＮとなると、ステップＳ７のプリチャージ時間短縮処理が実施され、ＦＥＴ２４のDuty比を上げてコンデンサ９を急速充電する。すなわち、図３（ａ）に実線にて示した通常時の充電特性線の傾きを大きくし、経過時間ＴｋをＴ３に縮め、プリチャージ待ちの時間を短縮する。ただし、急速充電時の電流量は、ＦＥＴ２４の許容電流の範囲内、好ましくは９０〜９５％程度に抑え、素子の劣化を防止する。したがって、キースイッチ１１をＡＣＣ位置から直ちにＩＧ位置に操作したときでも、プリチャージ待ちの時間が短縮されてエンジンが迅速に始動し、エンジン始動開始までのタイムラグを小さくすることができる。これにより、プリチャージ待ちによる運転者のストレスを低減させることができ、キースイッチの反応性が高められ、自動車の商品性を向上させることが可能となる。
【００４１】
一方、通常設定時間Ｔｃが経過しステップＳ６にてプリチャージが完了した後は、コンデンサ電圧検出回路２５にてコンデンサ９の電圧をモニタする（ステップＳ８）。これは、運転者がキースイッチ１１をＡＣＣ位置とした後、エンジンを掛けずにオーディオだけを動かしている場合などを想定しており、そのまま放置しておくとコンデンサ９が徐々に放電してしまうことに対処するためである。前述のように、放置後にキースイッチ１１をイグニッションＯＮすると、再チャージの時間分だけタイムラグが生じてしまう。そこで、モータ制御装置１０では、プリチャージ完了後もコンデンサ９の電圧を常時モニタし（Ｓ８）、その後にイグニッションＯＮを検出した場合は（ステップＳ９）、放電した分の再プリチャージ時間を短縮して実施した上で（ステップＳ１０）、モータ１を作動させる（ステップＳ１１）。
【００４２】
この場合、充電時間制御部２７は、キースイッチ入力回路２１から、キースイッチ１１がＩＧ位置に操作された旨の情報を取得すると、充電時間補正部３３によりプリチャージ時間短縮処理（充電短縮モード：Ｓ１０）を実施する。ステップＳ１０のプリチャージ時間短縮処理も、ステップＳ７の短縮処理と同様に、通常時の充電特性線（図３（ｃ）の実線）よりも傾きを大きくしてコンデンサ９を急速充電する。すなわち、例えば、コンデンサ電圧が満充電時のＶｃからＶ１に低下していた場合、図３（ｃ）に示すように、通常の充電処理では実線のようになり、タイムラグが大きくなる（Ｔ４）。これに対し、ステップＳ１０の処理を行うと、ステップＳ７の場合と同様に、図３（ｃ）の破線のように充電処理が実施され、プリチャージ時間の短縮が図られる（Ｔ４→Ｔ５）。なお、ステップＳ１０の処理は、コンデンサ電圧が満充電時からある程度（例えば、８０％未満）に低下している場合に実施され、電圧低下が小さい場合は、そのままステップＳ１１に進みモータ１を作動させる。
【００４３】
ステップＳ１０のプリチャージ時間短縮処理では、充電時間補正部３３は、メモリ２８に予め格納されている再チャージ時間調整マップ３７に基づいて、コンデンサ電圧検出回路２５を制御し、充電完了までの時間を短縮する。再チャージ時間調整マップ３７には、コンデンサ９の電圧をパラメータとして、その電圧から充電完了までの時間を所望の値にするためのＦＥＴ２４のDuty比が記載されている。充電時間補正部３３は、Ｓ８にて検出したコンデンサ電圧に基づき、再チャージ時間調整マップ３７を参照してＦＥＴ２４のDuty比を上げ、プリチャージライン８の電流量を初期設定よりも増加させる。これにより、キースイッチ１１をＡＣＣ位置に長時間放置した後にＩＧ位置に操作したときでも、プリチャージ待ちの時間が短縮されてエンジンが迅速に始動し、エンジン始動開始までのタイムラグを小さくすることができる。
【００４４】
本発明は前記実施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、前述の実施形態では、ＦＥＴ２４をＰＷＭ制御することによりプリチャージライン８の電流量を調整してプリチャージ時間を変えているが、ＦＥＴ２４をソースフォロワ制御することによりプリチャージライン８の電流量を調整しても良い。また、モータ制御装置１０では、ＦＥＴ２４により電流量を調整していることから、プリチャージライン８中の制限抵抗２３を省くことも可能である。さらに、制御マップ３０として、温度とコンデンサ容量との関係を記したマップを別途設け、雰囲気温度を検出して、温度変化による容量変化に対応しても良い。
【００４５】
加えて、コンデンサ９は、ＩＳＧドライバ３外に設けても良く、ＩＳＧドライバ３内外に関わらず、劣化したコンデンサ９を交換可能な構成としても良い。その場合、本発明のモータ制御装置・制御方法では、コンデンサ９の容量が変化しても同じプリチャージ時間でエンジンを始動させることができ、交換前後のコンデンサ容量の変化にも柔軟に対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によるモータ制御装置・制御方法は、ＩＳＧ用のモータのみならず、ラジエターファン駆動用のモータなどの車載モータや、他の産業機器用のモータ、家電製品用のモータなどにも広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    モータ
２    ＥＣＵ
３    ＩＳＧドライバ
４    バッテリ
５    コンタクタ
６    主電源ライン（主電源回路）
７    リレー
８    プリチャージライン（プリチャージ回路）
９    コンデンサ
１０  モータ制御装置
１１    キースイッチ
１２    キースイッチ入力回路
１３    リレー駆動回路
１４    コンタクタ駆動回路
１５    ＣＡＮ通信回路
２１    キースイッチ入力回路
２２    ＣＡＮ通信回路
２３    制限抵抗
２４    ＦＥＴ（スイッチング素子）
２５    コンデンサ電圧検出回路
２６    ＦＥＴ制御回路（スイッチング素子制御回路）
２７    充電時間制御部
２８    メモリ
２９    タイマ
３０    制御マップ
３１    容量変化判定部
３２    閾値到達時間比較部
３３    充電時間補正部
３４    容量変化補正マップ
３５    充電時間調整部
３６    プリチャージ時間調整マップ
３７    再チャージ時間調整マップ
５１    モータ
５２    ＥＣＵ
５３    ＩＳＧドライバ
５４    バッテリ
５５    コンタクタ
５６    主電源ライン
５７    プリチャージライン
５８    コンデンサ
５９    キースイッチ
６１    リレー
６２    制限抵抗
Ｔｓ    閾値到達時間
Ｔ０    閾値到達時間初期値
Ｔｃ    通常設定時間
Ｔｋ    経過時間
Ｖｓ    容量判定閾値
Ｖｃ    満充電時電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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