(57)【要約】【課題】モータ駆動部からモータまでのワイヤハーネス長が長い場合であっても、コスト上昇を低減しながら、ノイズの発生を低減可能なモータ制御装置を実現する。【解決手段】車両ワイヤハーネス３１５の長さＡが長くなる場合、インダクタンス成分が大きくなってしまうため、伝導ノイズが大きくなる。また、モータ２００を駆動するための信号のＰＷＭ周波数が高いほど伝導ノイズ大きくなる。このため、車両ワイヤハーネス３１５が長くなり、ＰＷＭ周波数が高い値に設定されるに従って、大きな伝導ノイズが発生する。そこで、本発明は、車両ワイヤハーネス長Ａが長い場合には、モータ２００を駆動するための信号のＰＷＭ周波数を低下させ、伝導ノイズの発生を抑制する。【選択図】図４
2015047019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチング素子を有し、車両の可動部を動作させるモータを駆動するモータ駆動部と、
上記モータと上記モータ駆動部との間に接続され、モータ駆動部からモータを駆動する電力を供給する電線路と、
上記複数のスイッチング素子を制御する信号を上記モータ駆動部に供給するモータ駆動ドライバ部と、
上記複数のスイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、上記モータ駆動ドライバ部に供給するＰＷＭ信号生成部であり、上記電線路のインダクタンス値に応じて、ＰＷＭ信号の中心周波数を設定する上記ＰＷＭ信号生成部と、
を備えることを特徴とする車両可動部のモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
上記モータは、第１モータ及び第２モータからなり、これら第１モータ及び第２モータのそれぞれについて、上記モータ駆動部と、上記電線路と、上記モータ駆動ドライバ部と、上記ＰＷＭ信号生成部とを備え、上記第１モータに接続された電線路と第２モータに接続された電線路のうちのインダクタンス値が大きい電線路に接続されたモータ側のモータ駆動ドライバ部に供給するＰＷＭ信号の中心周波数を、インダクタンス値が小さい電線路に接続されたモータ側のモータ駆動ドライバ部に供給するＰＷＭ信号の中心周波数より、低く設定されることを特徴とする車両可動部のモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御装置において、
上記第１モータに接続された電線路と第２モータに接続された電線路のうちの線路長が長い電線路に接続されたモータ側のモータ駆動ドライバ部に供給するＰＷＭ信号の中心周波数を、線路長が短い電線路に接続されたモータ側のモータ駆動ドライバ部に供給するＰＷＭ信号の中心周波数より、低く設定されることを特徴とする車両可動部のモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置において、
上記車両の可動部は、運転席側と助手席側に配置されたシートベルトであって、上記第１モータ及び第２モータは、シートベルトリトラクタ用のモータであることを特徴とする車両可動部のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ制御装置において、
車両の衝突を判断する車両衝突判断部を備え、上記ＰＷＭ信号生成部は、上記車両衝突判断部により車両が衝突したことを判断した時に動作する緊急時動作モードと、通常のシートベルトの巻き取り、格納など、通常時に動作する通常動作モードとの２つの動作モードを有し、上記緊急時動作モード時は、上記ＰＷＭ信号の中心周波数の差を維持した状態で、ＰＷＭ信号の中心周波数を、上記通常動作モード時のＰＷＭ信号の中心周波数より低く設定することを特徴とする車両可動部のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用のシートベルトリトラクタ用モータ制御装置等のモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されたラジオ等の補機におけるスイッチング素子の駆動により、ノイズが発生する場合がある。このため、従来から、このノイズの低減を図る技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路のスイッチング素子として、使用される複数のＭＯＳＤ−ＦＥＴ素子をオンオフするためのＰＷＭ信号の周波数を所定範囲で可変とする技術が記載されている。
【０００４】
ＰＷＭ信号の周波数を所定範囲で可変とし、同時に生成する複数のＰＷＭ信号の周波数を異ならせることにより、周波数を分散させてノイズの発生を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば、車両に搭載されたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置（ECU（Electrical Control Unit））は、運転席、助手席の両方にそれぞれ搭載されるが、その搭載位置が車両によって異なるため、シートベルトリトラクタ用モータまでの距離が、運転席のＥＣＵと助手席のＥＣＵで異なり、ワイヤハーネス（電線路）長が互いに異なることがある。
【０００７】
そのため、ワイヤハーネス長が長い場合は、ＰＷＭ信号の周波数を単に変動させても、ワイヤハーネスのインダクタンス成分によって、ラジオノイズが発生するという問題があった。
【０００８】
その場合は、ノイズ除去フィルタ等のノイズ対策部品等で対策することが考えられるが、コスト上昇につながってしまうため、得策ではない。
【０００９】
本発明の目的は、モータ駆動部からモータまでのワイヤハーネス長が長い場合であっても、コスト上昇を低減しながら、ノイズの発生を低減可能なモータ制御装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【００１１】
本発明のモータ制御装置は、複数のスイッチング素子を有し、車両の可動部を動作させるモータを駆動するモータ駆動部と、上記モータと上記モータ駆動部との間に接続され、モータ駆動部からモータを駆動する電力を供給する電線路と、上記複数のスイッチング素子を制御する信号を上記モータ駆動部に供給するモータ駆動ドライバ部と、上記複数のスイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、上記モータ駆動ドライバ部に供給するＰＷＭ信号生成部とを備える。
【００１２】
そして、ＰＷＭ信号生成部は、上記電線路のインダクタンス値に応じて、ＰＷＭ信号の中心周波数を設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モータ駆動部からモータまでのワイヤハーネス長が長い場合であっても、コスト上昇を低減しながら、ノイズの発生を低減可能なモータ制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用される車両における衝突判断手段とシートベルト装置の配置構成図である。
【図２】車両用シートベルト装置の説明図である。
【図３】本発明の実施例１におけるリトラクタのシートベルトリトラクタ用制御装置の概略構成図である。
【図４】図３に示したモータ駆動部を詳細に説明する回路図である。
【図５】本発明の実施例１に用いられるＰＷＭ周波数の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明が適用される車両における衝突判断手段とシートベルト装置の配置構成図である。
【００１７】
図１において、車両１１２は、衝突判断手段として、障害物センサ１０２、車輪速度センサ１０４等の各種センサと、衝突判断コントローラ（車両衝突判断部）１０６とを備える。
【００１８】
そして、車両１１２の前方部には、障害物との距離に応じた信号を出力する障害物センサ１０２が取り付けられている。障害物センサ１０２の出力信号は、障害物センサ１０２と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。
【００１９】
また、車両１１２の速度に応じた信号を出力する車輪速度センサ１０４の信号も、車輪速度センサ１０４と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。
【００２０】
衝突判断コントローラ１０６は、障害物センサ１０２と車輪速度センサ１０４との信号に基づき、車両１１２が障害物と衝突するか否かを判断する。例えば、障害物センサ１０２の出力信号から得られた障害物との距離が所定の値より短く、かつ、車輪速度センサ１０４の出力信号から得られた車両速度が所定の値より速い場合には、衝突判断コントローラ１０６は車両１１２が障害物と衝突すると判断する。
【００２１】
そして、車両１１２が障害物と衝突する前に、ブレーキアシスト装置１０８とリトラクタ１００（運転席側）に指令信号を出力する。
【００２２】
ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０（運転席側）とは、衝突判断コントローラ１０６と電気的に接続されており、衝突判断コントローラ１０６の指令信号に基づき、それぞれ、あらかじめ定められた動作を実行する。
【００２３】
また、シートベルト駆動コントローラ１１４（助手席側）及びリトラクタ１１６（助手席）も、シートベルト駆動コントローラ１１０（運転席側）及びリトラクタ１００（運転席側）と同様な構成となっており、同様な動作を実行する。
【００２４】
図２は、車両用シートベルト装置の説明図である。図２は、運転席側のシートベルト装置を示しているが、助手席側も同様の構成となっている。以下の説明では、運転席側のシートベルト装置について説明するが、助手席シートベルト装置も同様な説明となるので省略する。
【００２５】
図２において、リトラクタ１００にはモータ２００が内包されており、モータ２００が回転する事によりシートベルト２０６の巻き取りが可能となっている。ここで、モータ２００は、直流モータやブラシレスモータが考えられる。例えば、乗員２０２が車両１１２を運転している状態において、乗員２０２が車両前方に、微小ではあるが移動し、乗員２０２とシート２０４との間に空隙が生じている場合を考える。
【００２６】
このような状況において、車両１１２が障害物と衝突した場合、乗員２０２はシート２０４に拘束されていない状態であるため、シート２０４に強く打ちつけられてしまうことが考えられる。
【００２７】
しかし、シートベルト装置は、リトラクタ１００に内包されたモータ２００により、車両１１２と障害物とが衝突する前にシートベルト２０６を巻き取り、乗員２０２とシート２０４との空隙をなくす事が可能である。
【００２８】
したがって、車両１１２と障害物とが衝突する時点では、すでに乗員２０２は、シート２０４に拘束された状態であるため、乗員２０２への衝撃を緩和することができる。
【００２９】
シートベルト駆動コントローラ１１０によって制御されたモータ２００の駆動により、リトラクタ１００は乗員２０２のプリクラッシュ動作、快適性向上を目的とした自動フィッティングまたはシートベルト２０６の自動格納、乗員２０２に注意を呼びかける警告動作等の巻き取りが行われるようになっている。
【００３０】
図３は、本発明の実施例１におけるリトラクタ１００のシートベルトリトラクタ用制御装置（ＥＣＵ）３０２の概略構成図である。
【００３１】
図３において、車両のバッテリと、エンジンにより駆動されるオルタネーターから供給される電源（ＶＢ）３００が、シートベルトリトラクタ用制御装置（ＥＣＵ）３０２内部のカスタムＩＣ３０４に供給されると、カスタムＩＣ３０４内部の電源回路３０６に車両バッテリ電圧が供給される。
【００３２】
電源回路３０６は、信号処理をつかさどる中央制御ユニット（ＣＰＵ）３０８等の信号系の素子に供給する正電源電圧（ＶＣＣ＝５Ｖ）を生成する。また、電源回路３０６はＣＰＵ３０８からの定期的な信号を受け取り、ＣＰＵ３０８の動作を監視する機能、また、ＣＰＵ３０８をリセットする機能などを持つ。
【００３３】
ＥＣＵ３０２は、モータ２００を駆動するためのモータ駆動部３１０を有する。このモータ駆動部３１０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴを用いたＨブリッジ回路で構成される。また、カスタムＩＣ３０４内部のモータ駆動ドライバ部３１２を有し、ＣＰＵ３０８の中には、ＰＷＭ周波数、Ｄｕｔｙ（デューティ）比を生成するＰＷＭ信号生成部３１８が構成されている。
【００３４】
ＰＷＭ信号生成部３１８は、モータ駆動部３１０を駆動するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号生成部３１８からのＰＷＭ信号が、モータ駆動ドライバ部３１２に供給される。
【００３５】
そして、モータ駆動ドライバ部３１２がＰＭＷ信号に従ってモータ駆動部３１０を駆動し、モータ駆動部３１０から車両ワイヤハーネス（電線路）３１５を介してモータ２００へ電力が供給される。ＰＷＭ信号の周波数は、ＣＰＵ３０８により制御される。
【００３６】
電流検出部３１４は、モータ駆動部３１０に接続され、モータ２００に流れる電流を検出し、電圧変換し、増幅する。そして、電流検出部３１４からの出力信号が、カスタムＩＣ３０４内部のＡ／Ｄ変換器３１６に入力される。また、Ａ／Ｄ変換器３１６は、ＣＰＵ３０８に接続され、電流検出部３１４からの出力信号が、Ａ／Ｄ変換器３１６を介してＣＰＵ３０８に供給される。
【００３７】
ここで、カスタムＩＣ３０４内部の電源回路３０６、モータ駆動ドライバ部３１２等は外付けの部品で構成しても構わない。
【００３８】
図４は、図３に示したモータ駆動部３１０を詳細に説明する回路図である。
【００３９】
図４において、モータ駆動部３１０は４つのＭＯＳＦＥＴ（４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ）を用いたＨブリッジで構成されている。
【００４０】
つまり、電源３００にＭＯＳＦＥＴ４００ａのソースが接続位され、ＭＯＳＦＥＴ４００ａのドレインは、ＭＯＳＦＥＴ４００ｃのドレインと接続されている。また、電源３００にＭＯＳＦＥＴ４００ｂのソースが接続位され、ＭＯＳＦＥＴ４００ｂのドレインは、ＭＯＳＦＥＴ４００ｄのドレインと接続されている。
【００４１】
そして、ＭＯＳＦＥＴ４００ｃのソースと、ＭＯＳＦＥＴ４００ｄのソースと互いに接続されるとともに、電流検出部３１４に接続されている。
【００４２】
そして、ＭＯＳＦＥＴ４００ａのドレインとＭＯＳＦＥＴ４００ｂのドレインと接続点と、ＭＯＳＦＥＴ４００ｂのドレインとＭＯＳＦＥＴ４００ｄのドレインと接続点との間にモータ２００が接続されている。
【００４３】
ＣＰＵ３０８は、モータ２００を駆動するために、モータ駆動ドライバ部３１２に駆動モードに応じて信号を与える。モータ駆動ドライバ部３１２はＰＷＭ信号を生成し、ＭＯＳＦＥＴ（４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ）のそれぞれのゲート電圧を制御することでＭＯＳＦＥＴ（４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ）をスイッチングし、モータ２００に電力を供給する。
【００４４】
ここで、ハイサイド側に接続された、ＰｃｈＭＯＳＦＥＴは、例えば、昇圧回路を有する駆動回路によってはＮｃｈＭＯＳＦＥＴでも代用可能である。
【００４５】
ＥＣＵ３０２とモータ２００とは車両ワイヤハーネス３１５を介して接続されるが、ＥＣＵ３０２とモータ２００との間の車両ワイヤハーネス３１５の長さ（Ａ）は車両ごとに異なる。
【００４６】
ＭＯＳＦＥＴ（４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ）がＰＷＭ駆動されると、スイッチングにより発生する伝導ノイズが車両ワイヤハーネス３１５に伝播する。この時の伝導ノイズの大きさＶｎは以下の式（１）で表される。
【００４７】
Ｖｎ＝Ｌ×（ｄｉ/ｄｔ）      ・・・（１）
ここで、上記式（１）において、Ｌはインダクタンス成分であり、ｄｉ／ｄｔは電流の単位時間当たりの変化量を表す。
【００４８】
図４に示した車両ワイヤハーネス長Ａが長くなる場合、インダクタンス成分Ｌが大きくなってしまうため、上記式（１）により伝導ノイズＶｎが大きくなる。また、ｄｉ／ｄｔはＰＷＭ周波数が高いほど、大きくなる。
【００４９】
以上により、車両ワイヤハーネスＡが長くなり、ＰＷＭ周波数が高い値に設定されるに従って、大きな伝導ノイズが発生してしまう。
【００５０】
本発明は、車両ワイヤハーネスが長い場合には、ＰＷＭ周波数を低下させ、伝導ノイズの発生を抑制するものである。
【００５１】
図５は、本発明の実施例１に用いられるＰＷＭ周波数の波形の一例を示す図である。図５に示した例では、運転席側の車両ワイヤハーネス長Ａよりも、助手席側の車両ワイヤハーネス長Ａ’の方が長い場合を考える（Ａ＜Ａ’）。
【００５２】
運転席側のモータ２００に供給されるＰＷＭ信号の周波数を実線で表し、そのＰＷＭ信号周波数の中心周波数をｆＡとし、助手席側のモータ２００に供給されるＰＷＭ信号周波数を破線で表し、そのＰＷＭ信号周波数の中心周波数をｆＡ’とする。
【００５３】
この場合、運転席側に発生する伝導ノイズの大きさＶｎと助手側に発生する伝導ノイズの大きさＶｎ’を比較すると、運転席側の車両ワイヤハーネス長Ａよりも、助手席側の車両ワイヤハーネス長Ａ’の方が長い場合であるため、Ｖｎ＜Ｖｎ’となる。
【００５４】
従来技術では、例えば、ディザ制御などを用いて中心周波数±１５％程度でＰＷＭ周波数をずらすことで、ノイズ低減を図っていた。これに対して、本発明の実施例１においては、上記従来技術に加えて、車両ワイヤハーネス長Ａが長い助手席側の中心周波数ｆＡ’を小さくすることで（図５の状態）、伝導ノイズが大きいＶｎ’の値を低減することができ、全体として、さらなるノイズ低減が可能となる。
【００５５】
例えば、中心周波数ｆＡを１８ｋＨｚとした場合、中心周波数ｆＡ’を１４ｋＨｚとし、周波数差を４ｋＨｚとする。ただし、車両毎に、車両ワイヤハーネス長が長い助手席側の中心周波数ｆＡ’の低減値を適切に設定することが可能である。
【００５６】
つまり、ＰＷＭ周波数の中心周波数の設定は、モータ制御装置の出荷試験等で選択して設定し、簡単に設定可能な構成とすることができる。また、中心周波数の設定は不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等に格納しておいても良い。
【００５７】
一般的に、ＰＷＭ周波数が低すぎる場合、人間の可聴領域に入ってしまう。また、周波数が高すぎる場合はスイッチング損失による発熱が大きくなるため、高価な部品が必要となり、コストアップになってしまう。
【００５８】
また、シートベルトリトラクタ用モータ制御装置では、車両の衝突時などに動作する緊急時動作モードと、通常のベルトの巻き取り、格納など、通常時に動作する通常動作モードとが存在する。通常動作モード時は、使用する電流は比較的小さいが、緊急時動作モード時は、乗員を安全に拘束する必要があるため、高い電流が必要となる。
【００５９】
そこで、緊急時動作モード時は、運転席側と助手席側との中心周波数差を維持した状態で、ＰＷＭ周波数を低く設定し（例えば、１４ｋＨｚと１０ｋＨｚ）、通常動作モード時は、運転席側と助手席側との中心周波数差を維持した状態で、ＰＷＭ周波数を高く設定することで（例えば１８ｋＨｚと１４ｋＨｚ）、快適性と安全性を両立することが可能となる。
【００６０】
以上のように、本発明の実施例１によれば、運転席側のシートベルトリトラクタ用モータとシートベルトリトラクタ用制御装置との間のワイヤハーネスと、助手席側のシートベルトリトラクタ用モータとシートベルトリトラクタ用制御装置との間のワイヤハーネスとのうちの、長い方のワイヤハーネスに接続されたモータ駆動用ＰＷＭ信号の中心周波数を、短い方のワイヤハーネスに接続されたモータ駆動用ＰＷＭ信号の中心周波数より低く設定し、モータを駆動するように構成したので、ワイヤハーネスが長い場合であっても、伝導ノイズの発生を低減することが可能である。
【００６１】
さらに、本発明の実施例１によれば、緊急時動作モード時と、通常動作モード時とで、ＰＷＭ周波数を変更するように構成したので、快適性と安全性を両立することが可能となる。
【００６２】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。
【００６３】
上記実施例１においては、運転席側のワイヤハーネス（電線路）と、助手席側のワイヤハーネス(電線路)とのうちの、長い方（線路長が長い方）のワイヤハーネスに接続されたモータ駆動用ＰＷＭ信号の中心周波数を低く設定する構成であった。
【００６４】
本発明の実施例２においては、運転席側のシートベルトリトラクタ用モータとシートベルトリトラクタ用制御装置との間のワイヤハーネスのインダクタンスと、助手席側のシートベルトリトラクタ用モータとシートベルトリトラクタ用制御装置との間のワイヤハーネスのインダクタとを測定し、インダクタンスが大きいワイヤハーネスに接続されたモータ駆動用ＰＷＭ信号の中心周波数を低く設定する構成とする。
【００６５】
両ワイヤハーネスのインダクタンス値を測定し、それに基づいてＰＷＭ信号の中心周波数を設定することで、より確実に伝導ノイズを低減することが可能である。
【００６６】
その他の構成は、実施例１と実施例２とは同等であるので、図示及びその説明は省略する。
【００６７】
実施例２においても、実施例１と同様に、緊急時動作モード時と、通常動作モード時とで、ＰＷＭ周波数を変更するように構成することが可能である。
【００６８】
なお、上述した例は、本発明をシートベルトリトラクタ用モータ制御装置に適用した場合の例であるが、本発明は、シートベルトリトラクタ用モータ制御装置のみならず、車両のドアのパワーウインドウ駆動用のモータ制御装置、サイドミラー駆動用のモータ制御装置等の車両の可動部を動作させるモータの制御装置にも適用可能である。
【００６９】
つまり、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１００・・・リトラクタ（運転席）、  １０２・・・障害物センサ、  １０４・・・車輪速度センサ、  １０６・・・衝突判断コントローラ、  １０８・・・ブレーキアシスト装置、  １１０・・・シートベルト駆動コントローラ（運転席）、  １１２・・・車両、  １１４・・・シートベルト駆動コントローラ（助手席）、  １１６・・・リトラクタ（助手席）、  ２００・・・モータ、  ２０２・・・乗員、  ２０４・・・シート、  ２０６・・・シートベルト、  ３００・・・電源、  ３０２・・・ＥＣＵ、  ３０４・・・  カスタムＩＣ、  ３０６・・・電源回路、  ３０８・・・ＣＰＵ、  ３１０・・・モータ駆動部、  ３１２・・・モータ駆動ドライバ部、  ３１４・・・電流検出部、  ３１５・・・車両ワイヤハーネス、  ３１６・・・Ａ／Ｄ変換器、  ３１８・・・ＰＷＭ信号生成部、  ４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄ・・・ＭＯＳＦＥＴ
【図１】
2015047019.tif 000003
【図２】
2015047019.tif 000004
【図３】
2015047019.tif 000005
【図４】
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【図５】
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