(57)【要約】【課題】  半導体スイッチが開放故障しても、モータを駆動させることが出来るモータ制御装置を提供すること。【解決手段】  互いに連結された２つの端子１９、２０のうち、端子１９がバッテリに接続された直列モータ７と、オン時には、端子２０と開放点とを接続し、オフ時には、端子２０とグランドとを接続するリレー８と、オン時には、端子２０とグランドとを接続し、オフ時には端子２０とグランドとを遮断するＦＥＴ１３と、所定の条件のうち、いずれかの条件が成立する場合には、リレー８をオフし、所定の条件が全て成立しない場合には、リレー８をオンし、ＦＥＴ１３をＰＷＭ制御する制御部１８と、を備え、直列モータ７は、端子１９と端子２０との間に電流が流れることで、駆動力が与えられ、所定の条件には、ＦＥＴ１３が開放故障することが含まれる。【選択図】      図１
2007056704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるモータ制御装置において、
互いに連結された２つのモータ端子のうち、一方のモータ端子がバッテリに接続されたモータと、
オン時には、他方のモータ端子と開放点とを接続し、オフ時には、前記他方のモータ端子とグランドとを接続するリレーと、
オン時には、前記他方のモータ端子とグランドとを接続し、オフ時には前記他方のモータ端子とグランドとを遮断する半導体スイッチと、
所定の条件のうち、いずれかの条件が成立する場合には、前記リレーをオフし、前記所定の条件が全て成立しない場合には、前記リレーをオンし、前記半導体スイッチをＰＷＭ制御する制御部と、を備え、
前記モータは、前記一方のモータ端子と前記他方のモータ端子との間に電流が流れることで、駆動力が与えられ、
前記所定の条件には、前記半導体スイッチが開放故障することが含まれるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、
前記所定の条件には、前記半導体スイッチに流れる電流が所定値よりも大きくなることが含まれ、
前記制御部は、前記半導体スイッチに流れる電流が前記所定値よりも大きくなる場合、前記リレーと前記半導体スイッチとをオフするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のモータ制御装置において、
前記制御部に異常が発生した場合に前記制御部をリセットするリセット部と、
前記リセット部が作動した場合に、前記リレーをオフする異常判定部と、を備えるモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のモータ制御装置において、
前記異常判定部は、前記リセット部が作動した場合に、前記半導体スイッチをオフするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、半導体スイッチをＰＷＭ制御する技術、即ち、所望の周波数及びデューティ比で半導体スイッチをオンオフする技術が記載されている。ここで、周波数は、１回のオン操作と、１回のオフ操作と、からなる単位操作が単位時間に行われる回数であり、デューティ比は、１回のオン時間と１回のオフ時間との比である。半導体スイッチとしては、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）がある。
【０００３】
特許文献１記載の技術では、半導体スイッチのオン時にのみ、モータに駆動力が与えられるので、モータの回転数（即ち、モータの回転軸の回転数）は、デューティ比で決定され、モータは、周波数が大きいほど、スムーズに駆動する。したがって、半導体スイッチをＰＷＭ制御することで、モータの回転数が制御される。モータが駆動することで、燃料ポンプが駆動する。
【０００４】
そこで、特許文献１記載の技術は、エンジン回転数に応じた最適なデューティ比を算出し、最適なデューティ比で半導体スイッチをＰＷＭ制御することで、エンジン回転数に応じた最適な回転数でモータを駆動させる。これにより、燃費が向上する。
【特許文献１】特開平１０−２６６９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のモータ制御装置は、半導体スイッチが開放故障した場合には、モータが駆動しなくなる。ここで、半導体スイッチの開放故障とは、半導体スイッチにオン信号が与えられても、半導体スイッチがオンにならない（即ち、オフ状態を維持する）ことを意味する。このため、従来のモータ制御装置では、半導体スイッチが開放故障した場合に、燃料ポンプが駆動しなくなる可能性、即ち、車両が自走できなくなる可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、半導体スイッチが開放故障しても、モータを駆動させることが出来るモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本願に係る発明は、車両に搭載されるモータ制御装置において、互いに連結された２つのモータ端子のうち、一方のモータ端子がバッテリに接続されたモータと、オン時には、他方のモータ端子と開放点とを接続し、オフ時には、他方のモータ端子とグランドとを接続するリレーと、オン時には、他方のモータ端子とグランドとを接続し、オフ時には他方のモータ端子とグランドとを遮断する半導体スイッチと、所定の条件のうち、いずれかの条件が成立する場合には、リレーをオフし、所定の条件が全て成立しない場合には、リレーをオンし、半導体スイッチをＰＷＭ制御する制御部と、を備え、モータは、一方のモータ端子と他方のモータ端子との間に電流が流れることで、駆動力が与えられ、所定の条件には、半導体スイッチが開放故障することが含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本願に係る発明は、半導体スイッチが開放故障した場合には、リレーをオフする。これにより、バッテリと、一方のモータ端子と、他方のモータ端子と、グランドと、が導通されるので、モータに駆動力が与えられる。したがって、本願に係る発明は、半導体スイッチが開放故障した場合であっても、モータを駆動させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係るモータ制御装置１の構成を示す回路図である。
【００１０】
モータ制御装置１は、車両に搭載され、燃料ポンプの駆動に利用される。モータ制御装置１は、燃料ポンプリレー３と、直列モータ７と、リレー８と、ＦＥＴ１３、１５と、開放・過電流・短絡検知部１４と、リセットＩＣ１６と、異常判定部１７と、制御部１８と、を備える。燃料ポンプリレー３は、コイル４と、端子５、６と、を備える。直列モータ７は、互いに連結された端子１９、２０を備える。リレー８は、コイル９と、端子１０〜１２と、を備える。
【００１１】
バッテリ２は、車両に搭載される。バッテリ２のマイナス端子はグランドに接続され、プラス端子はヒューズを介して燃料ポンプリレー３の端子５に接続される。
【００１２】
コイル４の一方の端部はイグニッションに接続され、他方の端部はグランドに接続される。端子５は、ヒューズを介してバッテリのプラス端子に接続され、端子６は、直列モータ７の端子１９と、コイル９の一方の端部とに接続される。燃料ポンプリレー３は、オン時には、バッテリ２のプラス端子と端子１９及びコイル９の一方の端部とを接続し、オフ時にはこれらを遮断する。
【００１３】
直列モータ７は、端子１９と端子２０との間に電流が流れた場合にのみ、駆動力が与えられる。直列モータ７は、初期状態では停止しており、停止中に駆動力が与えられると、駆動を開始する。直列モータ７は、駆動中に駆動力が与えられなくなると、徐々に回転速度（即ち、直列モータ７の回転軸の回転速度）を落とし、速度がゼロになると停止する。直列モータ７は、駆動中に駆動力が与えられた場合には、回転速度を上げる。直列モータ７が駆動することで、燃料ポンプが駆動される。端子２０は、リレー８の端子１０と、開放・過電流・短絡検知部１４と、ＦＥＴ１３のドレインとに接続される。
【００１４】
リレー８の端子１１は、グランドに接続され、端子１２は開放される。コイル９の他方の端子は、ＦＥＴ１５のドレインに接続される。燃料ポンプリレー３がオンされ、リレー８がオフされると、バッテリ２と、端子１９と、端子２０と、点Ｂとを結ぶ経路Ｒ１が導通されるので、直列モータ７の端子１９と端子２０との間に電流が流れる。即ち、直列モータ７に駆動力が与えられる。リレー８は、初期状態ではオフされている。
【００１５】
ＦＥＴ１３のゲートは、開放・過電流・短絡検知部１４と、制御部１８とに接続され、ソースは、グランドに接続される。従って、燃料ポンプリレー３及びＦＥＴ１３のオン時には、バッテリ２と、端子１９と、端子２０と、点Ｃとを結ぶ経路Ｒ２が導通されるので、直列モータ７の端子１９と端子２０との間に電流が流れる。即ち、直列モータ７に駆動力が与えられる。
【００１６】
開放・過電流・短絡検知部１４は、ＦＥＴ１３のドレインと、ＦＥＴ１３のゲートと、制御部１８と、異常判定部１７と、に接続される。開放・過電流・短絡検知部１４は、点Ａの電圧と、点Ａに流れる電流と、ＦＥＴ１３のゲートに送信されるオン信号と、を検出する。開放・過電流・短絡検知部１４は、ＦＥＴ１３のゲートにオン信号が送信されたにも関わらず、点Ａの電圧が所定値Ｖ０よりも大きくなった場合には、ＦＥＴ１３が開放故障したと判断し、その旨の開放故障信号を制御部１８と、異常判定部１７とに出力する。開放・過電流・短絡検知部１４は、点Ａに流れる電流が所定値Ｉ０よりも大きくなった場合には、何らかの原因で点Ａに過電流が流れていると判断し、その旨の過電流信号を制御部１８と、異常判定部１７とに出力する。ここで、点Ａに過電流が流れる原因としては、例えば、直列モータ７に異物が挟まったり、直列モータ７周辺の回路が短絡することが考えられる。
【００１７】
ＦＥＴ１５のゲートは、異常判定部１７と、制御部１８と、に接続され、ソースはグランドに接続される。燃料ポンプリレー３と、ＦＥＴ１５とがオンされた時には、コイル９に電流が流れるので、リレー８がオンされ、ＦＥＴ１５がオフされた時には、コイル９に電流が流ないので、リレー８がオフされる。
【００１８】
リセットＩＣ１６は、異常判定部１７と、制御部１８とに接続される。リセットＩＣ１６は、何らかの原因により制御部１８に異常が発生した場合には、その旨の異常信号を異常判定部１７に出力し、制御部１８をリセットする。ここで、制御部１８に異常が発生する場合としては、例えば、制御部１８がプログラム通りに動作しない場合が考えられる。
【００１９】
異常判定部１７は、リセットＩＣ１６から異常信号を与えられた場合には、ＦＥＴ１５をオフすることで、リレー８をオフする。したがって、制御部１８に異常が発生しても、異常判定部１７がリレー８をオフするので、燃料ポンプリレー３がオンされていれば、直列モータ７は継続して駆動する。異常判定部１７は、リセットＩＣ１６から異常信号を与えられた場合には、ＦＥＴ１３をオフする。したがって、制御部１８に異常が発生した場合には、ＦＥＴ１３に電流が流れなくなるので、ＦＥＴ１３が過電流から保護される。
【００２０】
制御部１８は、ＦＥＴ１３、１５のゲートと、開放・過電流・短絡検知部１４と、リセットＩＣ１６と、異常判定部１７と、に接続される。制御部１８は、ＦＥＴ１５をオンすることで、リレー８をオンする。制御部１８は、リレー８をオンする場合には、ＦＥＴ１３をＰＷＭ制御することで、直列モータ７の回転数を制御する。ＰＷＭ制御は、ＦＥＴ１３にオン信号及びオフ信号を出力することで行われる。制御部１８は、開放・過電流・短絡検知部１４から開放故障信号を与えられた場合には、リレー８をオフすることで、直列モータ７を継続して駆動させる。制御部１８は、開放・過電流・短絡検知部１４から過電流信号を与えられた場合には、リレー８と、ＦＥＴ１３とをオフすることで、直列モータ７を継続して駆動させつつ、ＦＥＴ１３を過電流から保護する。
【００２１】
次に、モータ制御装置１の動作を、図２に示すタイミングチャートに沿って説明する。図２において、モータ動作オンとは、直列モータ７に駆動力が与えられることを意味し、モータ動作オフとは、直列モータ７に駆動力が与えられないことを意味する。
【００２２】
時刻ｔ０で、イグニッションがオンされると、燃料ポンプリレー３がオンされる。リレー８はオフされているので、経路Ｒ１が導通し、端子１９と端子２０との間に電流が流れ、直列モータ７が駆動を開始する。端子１９と端子２０との間には、電流が流れ続けるので、直列モータ７には駆動力が常に与えられる。したがって、直列モータ７は最大の（即ち、１００パーセントの）回転数で駆動する。
【００２３】
時刻ｔ１で、制御部１８は、リレー８をオンし、ＦＥＴ１３をＰＷＭ制御する。リレー８がオンされることで、経路Ｒ１が遮断されるが、ＦＥＴ１３がＰＷＭ制御されることで、経路Ｒ２が導通、遮断を繰り返すので、直列モータ７は駆動を継続する。ただし、その回転数は、デューティ比により決定される。
【００２４】
時刻ｔ２で、イグニッションがオフされると、燃料ポンプリレー３とリレー８とがオフされる。経路Ｒ１、Ｒ２が共に遮断されるので、直列モータ７に駆動力が与えられなくなる。直列モータ７は、徐々に回転速度を落とし、その後停止する。
【００２５】
時刻ｔ３で、イグニッションがオンされると、モータ制御装置１は、時刻ｔ０での動作を行う。
【００２６】
時刻ｔ３１で、モータ制御装置１は、時刻ｔ１での動作を行う。
【００２７】
時刻ｔ４で、開放・過電流・短絡検知部１４は、ＦＥＴ１３のゲートにオン信号が送信されたにも関わらず、点Ａの電圧が所定値Ｖ０よりも大きくなった場合には、ＦＥＴ１３が開放故障したと判断し、その旨の開放故障信号を制御部１８と、異常判定部１７とに出力する。なお、開放・過電流・短絡検知部１４は、点Ａに流れる電流が所定値Ｉ０よりも大きくなった場合には、何らかの原因で点Ａに過電流が流れていると判断し、その旨の過電流信号を制御部１８と、異常判定部１７とに出力する。制御部１８は、開放故障信号または過電流信号を与えられた場合には、リレー８をオフする。これにより、経路Ｒ１が導通されるので、直列モータ７は継続して駆動する。なお、端子１９と端子２０との間には、電流が流れ続けるので、直列モータ７には駆動力が常に与えられる。したがって、直列モータ７は最大の回転数で駆動する。制御部１８は、過電流信号が与えられた場合には、ＦＥＴ１３をオフする。これにより、ＦＥＴ１３が過電流から保護される。なお、開放・過電流・短絡検知部１４は、開放故障信号及び過電流信号を制御部１８の他に異常判定部１７にも出力するので、時刻ｔ４で制御部１８が行う処理を、異常判定部１７が行っても良い。さらに、時刻ｔ１での処理を異常判定部１７に行わせるようにすれば、制御部１８が不要となる。
【００２８】
時刻ｔ５で、イグニッションがオフされると、モータ制御装置１は、時刻ｔ２での動作を行う。開放・過電流・短絡検知部１４は、信号の出力を停止する。
【００２９】
ＦＥＴ１３が修理され、過電流の原因が除去された後、時刻ｔ６で、イグニッションがオンされると、モータ制御装置１は、時刻ｔ０での動作を行う。時刻ｔ６１で、モータ制御装置１は、時刻ｔ１での動作を行う。
【００３０】
時刻ｔ７で、制御部１８に異常が発生すると、リセットＩＣ１６は、異常信号を異常判定部１７に出力し、制御部１８をリセットする。異常判定部１７は、リセットＩＣ１６から異常信号を与えられた際に、リレー８をオフする。したがって、経路Ｒ１が導通されるので、直列モータ７は継続して駆動する。さらに、異常判定部１７は、ＦＥＴ１３をオフする。これにより、ＦＥＴ１３が過電流から保護される。
【００３１】
時刻ｔ８で、制御部１８が復帰すると、リセットＩＣ１６は、信号の出力を停止する。制御部１８は、リレー８をオンし、ＦＥＴ１３をＰＷＭ制御する。
【００３２】
時刻ｔ９で、イグニッションがオフされると、モータ制御装置１は、時刻ｔ２での動作を行う。
【００３３】
以上により、本実施の形態では、モータ制御装置１は、ＦＥＴ１３が開放故障しても、直列モータ７を駆動させることができる。モータ制御装置１は、点Ａに過電流が流れても、直列モータ７を駆動させることができ、ＦＥＴ１３を過電流から保護することができる。モータ制御装置１は、制御部１８に異常が発生しても、直列モータ７を駆動させることができ、ＦＥＴ１３を過電流から保護することができる。ＦＥＴ１３に流れる電流や、ＦＥＴ１３の発熱量が小さくなるので、半導体スイッチを小さくすることができ、半導体スイッチを放熱するための構造を簡素化することができ、結果として、モータ制御装置１を小型化することができ、モータ制御装置１の製造コストを低減することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、直列モータ７は、エンジンを冷却するファンを駆動してもよい。この場合、点Ａに過電流が流れる原因としては、例えば、直列モータ７の冠水ロック等が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を示す回路図である。
【図２】モータ制御装置による動作タイミング等を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１…モータ制御装置
２…バッテリ
３…燃料ポンプリレー
４…コイル
５、６、１０〜１２、１９、２０…端子
７…直列モータ
８…リレー
９…コイル
１３、１５…ＦＥＴ
１４…開放・過電流・短絡検知部
１６…リセットＩＣ
１７…異常判定部
１８…制御部
【図１】
2007056704.tif 000003
【図２】
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