(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電動モータ駆動装置であって、
複数相の電動モータと、
前記電動モータを駆動するモータ制御ユニットと、
前記電動モータと前記モータ制御ユニットとを接続する複数の配線のうち少なくとも１相の配線に設けられ、車両の電源配線に使用される所定のヒューズをユニット内の所定の位置に装着したときに、前記モータ制御ユニットを動作させることなく当該１相の配線を電気的に接地させる経路が形成される補助ユニットと、を備える、
電動モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電動モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、モータ制御ユニットを用いて電動モータを駆動し、その電動モータの回転出力を用いて車両の状態を制御する電動モータ駆動装置が、種々搭載されている。例えば、特許文献１には、電動モータ駆動装置の一例として、車両の旋回走行時におけるロール抑制力を制御する電動アクティブスタビライザシステムが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された電動アクティブスタビライザシステムは、アクチュエータ機構を介してスタビライザに組み込まれる３相入力の電動モータと、制御信号を３相の駆動信号に変換して電動モータを駆動するインバータ回路と、制御信号をインバータ回路に出力する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）と、を構成に含んでいる。これらの構成によって、電動アクティブスタビライザシステムは、電子制御装置が出力する車両の状況（操舵角、走行速度など）に応じた制御信号に基づいて、電動モータの回転出力を変更してロール抑制力を適切に制御することを行う。
【０００４】
ところで、例えば工場で完成した車両を海上輸送や陸上輸送する場合、電動アクティブスタビライザシステムなどの一部のシステムは、輸送中に不必要な制御が実行されて車両のバッテリー電源が無駄に消費されないようにするため、システムの動作が停止させられている。
【０００５】
特に、スタビライザに電動モータを組み込んだ電動アクティブスタビライザシステムでは、輸送中に生じる車体の横方向の振動などによってスタビライザへ入力が加わると、スタビライザに組み込まれた電動モータを回転させてしまうことがある。この場合、電動モータが発電機として動作して、電動モータに逆起電力が発生する。この電動モータに発生した逆起電力は、インバータ回路が有するスイッチング素子の破損やバッテリー電源への起電流の逆流などの悪影響を及ぼす虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９５３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載された従来の電動アクティブスタビライザシステムでは、インバータ回路に悪影響が及ばないようにするため、車体振動によるスタビライザへの入力など外部入力を原因とした電動モータに発生する逆起電力を、複雑かつ大規模な専用の保護回路を用いて消費させることを行っている。
【０００８】
しかしながら、上記従来の電動アクティブスタビライザシステムでは、電動モータで発生する逆起電力を抑制するための専用の保護回路が必要となるため、インバータ回路が複雑かつ大規模となることに加え、システム全体のコストが高くなるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、複雑かつ大規模な高コストとなる専用の保護回路を用いることなく、電動モータにおける逆起電力の発生を抑制することができる、電動モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載される電動モータ駆動装置であって、複数相の電動モータと、電動モータを駆動するモータ制御ユニットと、電動モータとモータ制御ユニットとを接続する複数の配線のうち少なくとも１相の配線に設けられ、車両の電源配線に使用されるヒューズをユニット内の所定の位置に装着したときに、モータ制御ユニットを動作させることなく１相の配線を電気的に接地させる経路が形成される補助ユニットとを備える、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、ヒューズを装着すれば、ヒューズを介して配線を電気的に接地（ＧＮＤに接続）できる補助ユニットを、電動モータの少なくとも１相の配線（入力端子）に設ける。これにより、ヒューズを装着して補助ユニットを機能させた場合、当該少なくとも１相の配線がＧＮＤを経由して他相の配線とつながる経路が形成される。この経路によって、電動モータで生じた逆起電力を電動モータ自身で消費することができるため、電動モータにブレーキトルクが掛かって回転が抑えられる。
【００１２】
従って、例えば車両を使用しない輸送時など、電動モータ駆動装置を作動させない場面では、ヒューズを装着して補助ユニットを機能させることによって、外部入力を原因とする電動モータにおける逆起電力の発生（電動モータの回転）を抑制することができる。一方、例えば車両を通常に使用する時など、電動モータ駆動装置を作動させる場面では、ヒューズを装着しないで補助ユニットを機能させないことによって、モータ制御ユニットによって電動モータを通常に駆動することができる。
【００１３】
この補助ユニットは、例えばヒューズホルダーを介してＧＮＤに接続するなどの簡単な構成で実現することができるため、モータ制御ユニットが複雑にならず、また大規模にもならない。
【００１４】
また、ヒューズを装着して補助ユニットを機能させる場面として、例えば車両の輸送時などの電動モータ駆動装置を作動させない場面を想定している。よって、このような場面では、補助ユニットに装着するヒューズとして、例えば通常は車両の電源配線に使用されるが、車両の輸送時にはバッテリー電源の不要な消費を防止するなどの目的で車両の電源配線から一時的に取り外されるヒューズを、流用することができる。
【００１５】
よって、車両の輸送時などに車両の電源配線から一時的に取り外されるヒューズを流用することで、補助ユニットのコスト、すなわち電動モータ駆動装置全体のコストを抑えることができる。
【００１６】
さらに、補助ユニットは、電動モータの少なくとも１相の配線（入力端子）を電気的にＧＮＤに接続させる構成をとっている。よって、例えばモータ駆動ユニットから電動モータの各相に微少電流を流し、各相の電位が接地レベル（０Ｖ）になっていないかを確認するだけで、補助ユニットからのヒューズの取り外し忘れを簡単にチェックすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明の電動モータ駆動装置によれば、複雑かつ大規模な高コストとなる専用の保護回路を用いることなく、電動モータにおける逆起電力の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動モータ駆動装置の回路構成を示す図
【図２Ａ】本実施形態の電動モータ駆動装置を作動させる場面の一例を説明する図
【図２Ｂ】本実施形態の電動モータ駆動装置を作動させない場面の一例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［概要］
本発明の電動モータ駆動装置は、電動モータの少なくとも１相の配線に、ヒューズを装着すれば配線を電気的に接地できる補助回路を設ける。従って、電動モータ駆動装置を作動させない時には、ヒューズを装着して補助回路を機能させることにより、例えば電動モータへの外部入力を原因とする逆起電力の発生を抑制することができる。
【００２０】
［電動モータ駆動装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電動モータ駆動装置１の構成を概念的に示す図である。図１において、本電動モータ駆動装置１は、モータ制御ユニット１０と、アクチュエータユニット（以下「ＡＣＴユニット」という）２０と、補助ユニット３０と、を備えている。
【００２１】
ＡＣＴユニット２０は、複数相の電動モータ２１を構成に含み、電動モータ２１の回転出力に基づいて車両が有する所定の装置（図示せず）の状態を変更できるように構成されている。複数相の電動モータ２１は、例えば３相ＤＣブラシレスモータとすることができる。この電動モータ２１は、図示しないアクチュエータ機構を介して上記車両が有する所定の装置と接続されており、当該車両が有する所定の装置へ出力を与えることが可能なように構成されている。
【００２２】
例えば、電動モータ駆動装置１が、上記従来技術で述べた電動アクティブスタビライザシステムである場合には、電動モータ２１は、図示しないアクチュエータ機構を介してスタビライザ（所定の装置に相当する）に組み込まれることとなる。
【００２３】
モータ制御ユニット１０は、ＡＣＴユニット２０の電動モータ２１を制御して駆動する機能を備えた装置である。このモータ制御ユニット１０は、インバータ制御回路１１およびインバータ回路１２を構成に含んでいる。
【００２４】
インバータ回路１２は、６つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を含んで構成される。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６には、ＭＯＳ（金属酸化膜半導体）トランジスタやＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などを用いることができる。本実施形態では、図１に示すように、６つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のそれぞれに、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタと還流ダイオードとが逆並列で接続された素子を用いた例を示している。
【００２５】
このインバータ回路１２は、６つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６によって３相ブリッジ回路を構成している。具体的には、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、電動モータ２１の各相に対応する３組のスイッチング素子対（ＳＷ１とＳＷ４、ＳＷ２とＳＷ５、ＳＷ３とＳＷ６）に分けられている。各組のスイッチング素子対は、素子が直列に接続されて、電源＋Ｂと接地点ＧＮＤとの間に挿入されている。各組のスイッチング素子対におけるソース端子Ｓとドレイン端子Ｄとの接続点は、それぞれ電動モータ２１のいずれか１相の入力端子に接続されている。
【００２６】
上述した３相ブリッジ回路の構成により、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、後述するインバータ制御回路１１が各ゲート端子Ｇにそれぞれ個別に印加する制御信号に基づいた相補的なオン動作／オフ動作を行うことによって、３相の駆動信号を電動モータ２１に出力することができる。
【００２７】
インバータ制御回路１１は、自身の回路の内部で検出したまたは自身の回路の外部から与えられた車両の状態に応じて電動モータ２１を適切に駆動するため、インバータ回路１２に制御信号を出力する。この制御信号は、インバータ回路１２において相間が１２０度の位相差を有する３相の駆動信号が生成されるように、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に相補的なオン動作／オフ動作を行わせるための信号である。制御信号は、６つのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６の各ゲート端子Ｇに、それぞれ個別に印加される。
【００２８】
なお、インバータ制御回路１１の全てまたは一部は、典型的には中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、メモリ、および入出力インタフェースを含んだ電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成され、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出して解釈実行することによって所定の機能を実現する。
【００２９】
補助ユニット３０は、ヒューズ３１の有無によって電気的な導通／遮断の切り替えが可能な構造を有しており、電動モータ２１のいずれか１相の入力端子と接地点ＧＮＤとの間に設けられている。このような構造は、例えばヒューズ３１の着脱が可能なヒューズホルダーを入力端子と接地点ＧＮＤとの間に挿入する、ことなどによって実現できる。
【００３０】
この補助ユニット３０は、ヒューズ３１が有る（例えばヒューズホルダーに取り付けられている）場合には、電動モータ２１のいずれか１相の配線（入力端子）を接地点ＧＮＤと導通させて電気的に接地させる。一方、補助ユニット３０は、ヒューズ３１が無い（例えばヒューズホルダーから取り外されている）場合には、電動モータ２１のいずれか１相の配線（入力端子）を接地点ＧＮＤから電気的に遮断させる。
【００３１】
［補助ユニットにおけるヒューズの装着状態］
図２Ａおよび図２Ｂをさらに参照して、補助ユニット３０におけるヒューズ３１の装着に関して説明を行う。
【００３２】
本発明では、電動モータ駆動装置１を作動させる場面と、電動モータ駆動装置１を作動させない場面とにおいて、補助ユニット３０におけるヒューズ３１の装着状態を次のように変更する。
【００３３】
（１）電動モータ駆動装置１を作動させる場面（図２Ａ）
電動モータ駆動装置１を作動させる場面とは、インバータ制御回路１１からインバータ回路１２へ制御信号が出力され、制御信号に基づいて動作するインバータ回路１２によって電動モータ２１が駆動される場面である。例えば、車両を走行させるなどして通常に車両を使用する場面などが、電動モータ駆動装置１を作動させる場面に該当する。このような場面では、補助ユニット３０を機能させないようにするため、補助ユニット３０はヒューズ３１が装着されない状態となる。また、車両の電気系統では、バッテリー電源５０から電源配線を介して車両の各装置（図示せず）へ電源が供給される。
【００３４】
この補助ユニット３０にヒューズ３１が装着されない状態では、補助ユニット３０が設けられた電動モータ２１のいずれか１相の入力端子は、接地点ＧＮＤと非導通となる。このため、電動モータ駆動装置１は、モータ制御ユニット１０によってＡＣＴユニット２０の電動モータ２１を通常に駆動することができる。
【００３５】
（２）電動モータ駆動装置１を作動させない場面（図２Ｂ）
電動モータ駆動装置１を作動させない場面とは、インバータ制御回路１１からインバータ回路１２へ制御信号が出力されず、インバータ回路１２によって電動モータ２１が駆動されない場面である。例えば、車両を使用しない輸送中の場面などが、電動モータ駆動装置１を作動させない場面に該当する。このような場面では、補助ユニット３０を機能させるようにするため、補助ユニット３０はヒューズ３１が装着された状態となる。
【００３６】
特に、車両を使用しない輸送中の場面であれば、図２Ｂに例示するように、通常は車両の電源配線に使用されるが、車両の輸送時にはバッテリー電源５０の不要な消費を防止するなどの目的で車両の電源配線から一時的に取り外されるヒューズを、補助ユニット３０のヒューズ３１に流用することができる。よって、このようにヒューズを流用する場合には、電動モータ駆動装置１のコスト上昇を抑えることができる。
【００３７】
この状態により、補助ユニット３０が設けられた電動モータ２１のいずれか１相の入力端子が、接地点ＧＮＤと導通する。このため、電動モータ駆動装置１では、電動モータ２１の少なくとも１相の配線（入力端子）が接地点ＧＮＤを経由して他相の配線とつながる経路が形成される。図１を参照。より具体的には、ヒューズ３１がつながる接地点ＧＮＤは、インバータ回路１２の接地点ＧＮＤにもつながる。このインバータ回路１２の接地点ＧＮＤは、スイッチング素子ＳＷ４またはＳＷ５の還流ダイオードを通って、電動モータ２１の他相の配線（入力端子）へとつながる。
【００３８】
上述した経路を形成することによって、電動モータ２１で生じた逆起電力のエネルギーを電動モータ２１自身で消費することができる。このエネルギー消費は、電動モータ２１にブレーキトルクが掛かる方向に作用し、電動モータ２１の回転が抑えられる。これにより、外部入力を原因とする電動モータ２１における逆起電力の発生、すなわち電動モータ２１の回転を抑制することができる。
【００３９】
［補助ユニットのチェック方法］
本電動モータ駆動装置１では、車両の輸送中などにおいて補助ユニット３０に装着されていたヒューズ３１が通常の車両使用時などに取り外されているか否かを、ヒューズホルダーの状態を目視で確認することによって、容易にチェックすることが可能である。
【００４０】
そして、上記のヒューズホルダー状態を目視で確認する方法以外でも、例えば以下のように電気的な簡単なテストを実施することで、ヒューズ３１の装着の有無をチェックすることも可能である。
【００４１】
本実施形態の補助ユニット３０は、電動モータ２１の少なくとも１相の配線（入力端子）を電気的に接地点ＧＮＤに接続させる構成をとっている。このため、電動モータ２１の各相の電位が、いずれも接地レベル（０Ｖ）になっていなければ補助ユニット３０にヒューズ３１が装着されていないと判断でき、いずれかが接地レベル（０Ｖ）になっていれば補助ユニット３０にヒューズ３１が装着されていると判断できる。
【００４２】
このため、例えば、モータ制御ユニット１０から電動モータ２１の各相に微少電流を流して、各相の電位が接地レベル（０Ｖ）になっていないか否かを確認するだけで、補助ユニット３０におけるヒューズ３１の装着状態、すなわちヒューズ３１の取り外し忘れを簡単にチェックすることができる。
【００４３】
［本実施形態における作用効果］
上記本発明の一実施形態に係る電動モータ駆動装置１によれば、ヒューズ３１を装着すれば、ヒューズ３１を介して配線を電気的に接地点ＧＮＤに接続できる、つまり接地できる補助ユニット３０を、電動モータ２１の少なくとも１相の配線（入力端子）に設ける。これにより、ヒューズ３１を装着して補助ユニット３０を機能させた場合、当該少なくとも１相の配線が接地点ＧＮＤを経由して他相の配線とつながる経路が形成される。この経路によって、電動モータ２１で生じた逆起電力を電動モータ自身で消費することができるため、電動モータ２１にブレーキトルクが掛かって回転が抑えられる。
【００４４】
従って、例えば車両を使用しない輸送時など、電動モータ駆動装置１を作動させない場面では、ヒューズ３１を装着して補助ユニット３０を機能させることによって、外部入力を原因とする電動モータ２１における逆起電力の発生、すなわち電動モータ２１の回転を抑制することができる。一方、例えば車両を走行させるなどして車両を通常に使用する時など、電動モータ駆動装置１を作動させる場面では、ヒューズ３１を装着しないで補助ユニット３０を機能させないことによって、モータ制御ユニット１０によって電動モータ２１を通常に駆動することができる。
【００４５】
この補助ユニット３０は、例えばヒューズホルダーを介して接地点ＧＮＤに接続するなどの簡単な構成で実現することができるため、モータ制御ユニット１０が複雑にならず、また大規模にもならない。
【００４６】
また、ヒューズ３１を装着して補助ユニット３０を機能させる場面として、例えば車両の輸送中などの電動モータ駆動装置１を作動させない場面を想定している。よって、このような場面では、補助ユニット３０に装着するヒューズ３１として、例えば通常は車両の電源配線に使用されるが、車両の輸送時にはバッテリー電源５０の不要な消費を防止するなどの目的で車両の電源配線から一時的に取り外される、すなわち車両の輸送時には使用されないヒューズを、流用することができる。
【００４７】
よって、車両の輸送時などに車両の電源配線から一時的に取り外され、かつ、使用されないヒューズを補助ユニット３０に装着するヒューズ３１へ流用することによって、補助ユニット３０のコスト、すなわち電動モータ駆動装置１全体のコストを抑えることができる。
【００４８】
さらに、補助ユニット３０は、電動モータ２１の少なくとも１相の配線（入力端子）を電気的に接地点ＧＮＤに接続させる構成をとっている。よって、例えばモータ制御ユニット１０から電動モータ２１の各相に微少電流を流し、各相の電位が接地レベル（０Ｖ）になっていないかを確認するだけで、補助ユニット３０におけるヒューズ３１の装着状態、すなわちヒューズ３１の取り外し忘れを簡単にチェックすることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、車両に搭載される電動モータ駆動装置を説明した。しかし、本発明の電動モータ駆動装置は、電動モータの回転出力を用いる様々なシステムに利用可能であり、車両以外に搭載することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の電動モータ駆動装置は、例えば電動アクティブスタビライザシステムなど、システムが作動していない時に外部入力を原因とする逆起電力が電動モータに発生する虞があるシステムに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１    電動モータ駆動装置
１０  モータ制御ユニット
１１  インバータ制御回路（ＥＣＵ）
１２  インバータ回路
２０  アクチュエータユニット（ＡＣＴユニット）
２１  電動モータ
３０  補助ユニット
３１  ヒューズ
５０  バッテリー電源
【図１】
0006642284.tif 000002
【図２Ａ】
0006642284.tif 000003
【図２Ｂ】
0006642284.tif 000004