(57)【要約】【課題】リレーの接点の溶着を抑えることができるとともに、ウェイクアップ時の即応性が良好なモータ駆動装置を提供すること。【解決手段】モータ駆動装置２は、モータ本体Ｍを駆動するためのモータ駆動回路１１と、モータ駆動回路１１と並列に接続されたコンデンサ１５と、バッテリＢとモータ駆動回路１１との間に接続され、スリープ状態でオフされるリレー１４とを備える。又、リレー１４と並列に接続されるプリチャージ回路２２と、スリープ状態でプリチャージ回路２２を間欠的にオンするマイコン１２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ本体を駆動するためのモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路と並列に接続されたコンデンサと、
電源とモータ駆動回路との間に接続され、スリープ状態でオフされるリレーと
を備えたモータ駆動装置であって、
前記リレーと並列に接続されるプリチャージ回路と、
スリープ状態で前記プリチャージ回路を間欠的にオンする制御部と
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記制御部は、スリープ状態で予め設定された時間間隔で予め設定された時間だけ前記プリチャージ回路をオンすることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータ駆動装置において、
前記制御部は、ウェイクアップ信号の入力に基づいて、前記プリチャージ回路をオンして、その後リレーをオンすることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置と、前記モータ本体とを備えたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等に備えられるモータのモータ駆動装置としては、モータ本体を駆動するためのモータ駆動回路と、モータ駆動回路と並列に接続されたノイズ除去用の大容量のコンデンサとを備え、イグニッションのオフ状態でスリープ状態とすべく電源とモータ駆動回路（コンデンサ）との間に接続されたリレーをオフ状態とするものがある。
【０００３】
そして、このようなモータ駆動装置としては、イグニッションがオンされウェイクアップされると、リレーの接点が溶着していないことを確認した後に、プリチャージ回路により小電流でコンデンサへの充電を開始し、その充電が終了するとリレーをオンする制御部を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このモータ駆動装置では、リレーをオンした際にコンデンサに大きな突入電流が流れることを抑えることができ、ひいてはリレーの接点の溶着を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２４０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなモータ駆動装置では、ウェイクアップ時にまず長時間プリチャージ回路をオン状態とする必要があり、そのプリチャージ時間によって即応性が悪いという問題がある。尚、定格電流値が高いリレーを用いることで大きな突入電流が流れても接点の溶着を抑えることが可能となるが、この場合リレーが大型化したり高価となってしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、リレーの接点の溶着を抑えることができるとともに、ウェイクアップ時の即応性が良好なモータ駆動装置及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するモータ駆動装置は、モータ本体を駆動するためのモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路と並列に接続されたコンデンサと、電源とモータ駆動回路との間に接続され、スリープ状態でオフされるリレーとを備えたモータ駆動装置であって、前記リレーと並列に接続されるプリチャージ回路と、スリープ状態で前記プリチャージ回路を間欠的にオンする制御部とを備える。
【０００８】
同構成によれば、スリープ状態ではプリチャージ回路が間欠的にオンされ、コンデンサの端子間電圧を常に最大に近い状態とすることができる。よって、ウェイクアップ時にプリチャージ回路を長時間オン状態としなくても、リレーをオンした際の大きな突入電流を抑えることができ、ひいてはリレーの接点の溶着を抑えることができる。しかも、例えばスリープ状態でプリチャージ回路を常時オンする場合（言い換えると実質的にスリープ状態としない場合）に比べて、平均消費電流が小さくなり、消費電力の増大も抑えることができる。
【０００９】
上記モータ駆動装置において、前記制御部は、スリープ状態で予め設定された時間間隔で予め設定された時間だけ前記プリチャージ回路をオンすることが好ましい。
同構成によれば、スリープ状態では予め設定された時間間隔で予め設定された時間だけプリチャージ回路がオンされ、コンデンサの端子間電圧を常に最大に近い状態とすることができる。又、このようにすると、例えば、コンデンサの端子間電圧を検出して予め設定された電圧となるとプリチャージ回路をオンする場合に比べて、電圧検出回路が不要となり、簡単な回路構成とすることができる。
【００１０】
上記モータ駆動装置において、前記制御部は、ウェイクアップ信号の入力に基づいて、前記プリチャージ回路をオンして、その後リレーをオンすることが好ましい。
同構成によれば、ウェイクアップ信号の入力に基づいて、プリチャージ回路がオンされるが、このときコンデンサの端子間電圧を最大に近い状態としておくことができるため、短時間でコンデンサの端子間電圧を最大にすることができる。そして、その後、リレーがオンされるため、大きな突入電流をより抑えることができ、ひいてはリレーの接点の溶着をより抑えることができる。即ち、ウェイクアップ信号の入力に基づいて、プリチャージ回路をオンせず、リレーを直ちにオンする制御部とした場合では、タイミングによってはコンデンサの端子間電圧が最大から僅かに低くなっているため、僅かながらも突入電流が発生するが、これを抑えてリレーの接点の溶着をより抑えることができる。
【００１１】
上記課題を解決するモータは、上記モータ駆動装置と、前記モータ本体とを備える。
同構成によれば、モータにおいて、上記した効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のモータ駆動装置及びモータでは、リレーの接点の溶着を抑えることができるとともに、ウェイクアップ時の即応性を良好とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態におけるモータの回路図。
【図２】一実施形態におけるスリープ状態での動作を説明するための波形図。
【図３】一実施形態におけるウェイクアップ時の動作を説明するための波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、モータの一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、モータ１は、モータ本体Ｍとモータ駆動装置２とを備える。モータ駆動装置２は、外部の電源であるバッテリＢに電気的に接続されるとともに、外部ＥＣＵ３に電気的に接続され、外部ＥＣＵ３からの信号に基づいて３相の駆動電流を生成する。モータ本体Ｍは、三相コイルを有するブラシレスモータであって、モータ駆動装置２と電気的に接続され、該モータ駆動装置２からの三相の駆動電流の供給によって回転駆動される。
【００１５】
詳述すると、モータ駆動装置２は、モータ本体Ｍを駆動するための三相フルブリッジ回路よりなるモータ駆動回路１１を備えている。モータ駆動回路１１は、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有し、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４間の出力端子１１ａと、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５間の出力端子１１ｂと、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６間の出力端子１１ｃとがそれぞれ対応するモータ本体Ｍの各相のコイルと接続されている。尚、本実施形態のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、ＰチャネルパワーＭＯＳＦＥＴよりなり、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴよりなる。又、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３にはそれぞれ放電抵抗Ｒ１〜Ｒ６が接続され、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３の各ゲートはそれぞれゲート抵抗Ｒ７〜Ｒ１２を介してモータ駆動装置２に備えられた制御部としてのマイコン１２に接続されている。
【００１６】
又、モータ駆動回路１１のプラス側端子は、モータ駆動装置２に備えられたノイズ除去用のコイル１３、ノーマルオープン型のリレー１４（その接点１４ａ）、及び外部のフューズＦを介してバッテリＢのプラス側端子に接続され、モータ駆動回路１１のマイナス側端子は、バッテリＢのマイナス側端子に接続されている。
【００１７】
又、モータ駆動回路１１（そのプラス側端子及びマイナス側端子）には、大容量のノイズ除去用のコンデンサ１５が並列に接続されている。
前記リレー１４の励磁コイル１４ｂは、その一端が、アノードがフューズＦを介してバッテリＢのプラス側端子に接続されたダイオード１６のカソードに接続され、他端がトランジスタ１７を介してバッテリＢのマイナス側端子に接続されている。このトランジスタ１７には放電抵抗Ｒ１３が接続され、トランジスタ１７のベースはベース抵抗Ｒ１４を介して前記マイコン１２に接続されている。
【００１８】
マイコン１２のプラス側端子は、モータ駆動装置２に備えられた定電圧電源回路１８に接続され、マイコン１２のマイナス側端子は、バッテリＢのマイナス側端子に接続されている。
【００１９】
定電圧電源回路１８のプラス側端子は、アノードがフューズＦを介してバッテリＢのプラス側端子に接続されたダイオード１９のカソードに接続され、定電圧電源回路１８のマイナス側端子は、バッテリＢのマイナス側端子に接続されている。又、定電圧電源回路１８（そのプラス側端子及びマイナス側端子）には、電源瞬断保護用のコンデンサ２０が並列に接続されている。又、前記外部ＥＣＵ３と前記マイコン１２とを接続する信号線は、プルアップ抵抗Ｒ１５を介して前記ダイオード１９のカソードに接続されている。
【００２０】
又、モータ駆動装置２は、その一端がフューズＦを介してバッテリＢのプラス側端子に接続され、他端がバッテリＢのマイナス側端子に接続されるノイズ除去用のコンデンサ２１を備えている。
【００２１】
又、モータ駆動装置２は、前記リレー１４と並列に接続されるプリチャージ回路２２を備えている。詳しくは、本実施形態のプリチャージ回路２２は、ダイオード２３と、電流量制限用の抵抗Ｒ１６と、トランジスタ２４とを備える。ダイオード２３のアノードはフューズＦを介してバッテリＢのプラス側端子に接続され、ダイオード２３のカソードは、抵抗Ｒ１６及びトランジスタ２４を介して前記コイル１３とリレー１４との間に接続されている。又、トランジスタ２４には放電抵抗Ｒ１７が接続され、トランジスタ２４のベースはプリチャージ回路２２に備えられたベース抵抗Ｒ１８及びトランジスタ２５を介してバッテリＢのマイナス側端子に接続されている。このトランジスタ２５には放電抵抗Ｒ１９が接続され、トランジスタ２５のベースはベース抵抗Ｒ２０を介して前記マイコン１２に接続されている。
【００２２】
次に、マイコン１２が行う動作について説明する。
マイコン１２は、タイマー１２ａを備え、外部ＥＣＵ３からのウェイクアップ信号Ｗ（Ｌレベルの信号）の入力に基づいて、プリチャージ回路２２をオンすべくトランジスタ２５にオン信号を出力する。そして、その後、予め設定されたウェイクアッププリチャージ時間ｔ１経過後、リレー１４をオンすべくトランジスタ１７にオン信号を出力する。又、マイコン１２は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が所定タイミングでオンオフ動作を繰り返すように各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に制御信号を出力する。
【００２３】
又、マイコン１２は、外部ＥＣＵ３からのウェイクアップ信号Ｗ（Ｌレベルの信号）が入力されなくなる（即ちＨレベルの信号が入力される）と、モータ駆動装置２をスリープ状態とするために、リレー１４をオフすべくトランジスタ１７にオフ信号を出力する（オン信号の出力を停止する）。そして、マイコン１２は、スリープ状態ではプリチャージ回路２２を間欠的にオンすべく、トランジスタ２５に間欠的にオン信号を出力する。詳しくは、本実施形態のマイコン１２は、スリープ状態では予め設定された時間ｔ２（図２参照）間隔で予め設定された定期プリチャージ時間ｔ３（図２参照）だけプリチャージ回路２２（トランジスタ２４）をオンすべく、トランジスタ２５に間欠的にオン信号を出力する。尚、本実施形態の前記ウェイクアッププリチャージ時間ｔ１及び前記定期プリチャージ時間ｔ３は、共にコンデンサ１５の端子間電圧Ｖ（充電電圧）が最大に達する時間に設定されている。
【００２４】
次に、上記のように構成されたモータ１（モータ駆動装置２）の動作及び作用について説明する。
例えば、図２に示すように、リレー１４がオフされたスリープ状態では、プリチャージ回路２２（トランジスタ１７）が間欠的に、詳しくは予め設定された時間ｔ２間隔で予め設定された時間ｔ３だけオンされ、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖは常に最大に近い状態とされる。
【００２５】
そして、図３に示すように、マイコン１２に外部ＥＣＵ３からウェイクアップ信号Ｗ（Ｌレベルの信号）が入力されると、プリチャージ回路２２がオンされ、ウェイクアッププリチャージ時間ｔ１経過後、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖが最大となった状態でリレー１４がオンされ、モータ駆動回路１１に三相の駆動電流を生成可能な電流が供給される。
【００２６】
そして、マイコン１２によってモータ駆動回路１１の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が所定タイミングでオンオフ動作されることで三相の駆動電流が生成されるとともにモータ本体Ｍに供給され、モータ本体Ｍが回転駆動される。
【００２７】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）スリープ状態ではプリチャージ回路２２（トランジスタ２４）が間欠的にオンされ、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖを常に最大に近い状態とすることができる。よって、ウェイクアップ時にプリチャージ回路２２を長時間オン状態としなくても、リレー１４をオンした際の大きな突入電流を抑えることができ、ひいてはリレー１４の接点１４ａの溶着を抑えることができる。しかも、例えばスリープ状態でプリチャージ回路２２を常時オンする場合（言い換えると実質的にスリープ状態としない場合）に比べて、平均消費電流Ａ（図２参照）が小さくなり、消費電力の増大も抑えることができる。又、勿論、大きな突入電流を考慮しなくてよいため、定格電流値Ｚ（図３参照）が低いリレー１４を用いることができる。
【００２８】
（２）スリープ状態では予め設定された時間ｔ２間隔で予め設定された時間（定期プリチャージ時間）ｔ３だけプリチャージ回路２２をオンするようにしたため、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖを常に最大に近い状態とすることができる。このようにすると、例えば、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖを検出して予め設定された電圧となるとプリチャージ回路２２をオンする場合に比べて、電圧検出回路が不要となり、簡単な回路構成とすることができる。又、本実施形態のように、例えば、制御部をタイマー１２ａが内蔵されたマイコン１２とすることで、より簡単な構成とすることができる。
【００２９】
（３）ウェイクアップ信号Ｗ（Ｌレベルの信号）の入力に基づいて、プリチャージ回路２２がオンされるが、このときコンデンサ１５の端子間電圧Ｖは最大に近い状態であるため、短時間でコンデンサ１５の端子間電圧Ｖを最大にすることができる。即ち、ウェイクアッププリチャージ時間ｔ１を短くすることができる。そして、その後、リレー１４がオンされるため、大きな突入電流をより抑えることができ、ひいてはリレー１４の接点１４ａの溶着をより抑えることができる。即ち、ウェイクアップ信号Ｗの入力に基づいて、プリチャージ回路２２をオンせず、リレー１４を直ちにオンする制御部とした場合では、タイミングによってはコンデンサ１５の端子間電圧Ｖが最大から僅かに低くなっているため、僅かながらも突入電流が発生するが、これを抑えてリレー１４の接点１４ａの溶着をより抑えることができる。
【００３０】
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、スリープ状態においては時間でプリチャージ回路２２を制御する構成としたが、プリチャージ回路２２を間欠的にオンすることができれば、他の構成に変更してもよい。例えば、スリープ状態でコンデンサ１５の端子間電圧Ｖを検出して予め設定された電圧となるとプリチャージ回路２２をオンする構成に変更してもよい。このようにすると、例えば、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖを直接監視することができるため、該端子間電圧Ｖを常に予め設定した値以上とすることができる。
【００３１】
・上記実施形態では、ウェイクアップ信号Ｗの入力に基づいて、プリチャージ回路２２をオンし、その後、リレー１４をオンする構成としたが、これに限定されず、ウェイクアップ信号Ｗの入力に基づいて、プリチャージ回路２２をオンせず、リレー１４を直ちにオンする構成としてもよい。この場合、タイミングによってはコンデンサ１５の端子間電圧Ｖが最大値から僅かに低くなっており、僅かながらも突入電流が発生するが、端子間電圧Ｖが０ｖの状態でリレー１４をオンする構成に比べて突入電流を抑えることができ、リレーの接点の溶着を抑えることができる。
【００３２】
・上記実施形態では、モータ駆動回路１１のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３はＰチャネルパワーＭＯＳＦＥＴよりなり、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６はＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴよりなるとしたが、これに限定されず、他のスイッチング素子に変更してもよい。例えば、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を全てＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴよりなるものとしてもよい。又、上記実施形態では、モータ本体Ｍは三相コイルを有するブラシレスモータであるとしたが、これを正逆回転可能な直流モータに変更し、前記モータ駆動回路１１を、回転の正逆を変更するためのモータ駆動回路（即ち、４つのスイッチング素子を有したＨブリッジ回路）に変更してもよい。
【００３３】
・上記実施形態では、ウェイクアッププリチャージ時間ｔ１及び定期プリチャージ時間ｔ３は、共にコンデンサ１５の端子間電圧Ｖ（充電電圧）が最大に達する時間に設定されるとし、図３でほぼ同じ長さに図示したが、それらは変更してもよい。例えば、ウェイクアッププリチャージ時間ｔ１は、コンデンサ１５の端子間電圧Ｖ（充電電圧）が十分に最大値に達するように、定期プリチャージ時間ｔ３よりも長く設定してもよい。このようにすると、突入電流の発生をより抑えることができ、リレー１４の接点１４ａの溶着をより抑えることができる。又、上記実施形態の時間ｔ２においてもコンデンサ１５の端子間電圧Ｖ（充電電圧）が最低でも０ｖに達しないように変更してもよい。
【００３４】
・上記実施形態では、制御部をタイマー１２ａが内蔵されたマイコン１２としたが、これに限定されず、同様の動作が可能な他の構成の制御部に変更してもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００３５】
（イ）請求項１に記載のモータ駆動装置において、前記制御部は、スリープ状態で前記コンデンサの端子間電圧を検出して予め設定された電圧となると前記プリチャージ回路をオンすることを特徴とするモータ駆動装置。
【００３６】
同構成によれば、スリープ状態ではコンデンサの端子間電圧が検出されて予め設定された電圧となるとプリチャージ回路がオンされ、コンデンサの端子間電圧を常に最大に近い状態とすることができる。又、このようにすると、例えば、時間でプリチャージ回路を制御する場合と異なり、コンデンサの端子間電圧を直接監視することができるため、該端子間電圧を常に予め設定した値以上とすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
２…モータ駆動装置、１１…モータ駆動回路、１２…マイコン（制御部）、１４…リレー、１５…コンデンサ、２２…プリチャージ回路、Ｂ…バッテリ（電源）、Ｍ…モータ本体、Ｗ…ウェイクアップ信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014103829.tif 000005