(57)【要約】【課題】  モーター制御器で発生し得る電源端または信号線の短絡に対する保護機能を別の素子を使用せずに具現してモーター制御器の価格を下げ、信頼性を向上させるＰＷＭ制御器を提供する。【解決手段】  複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー５００、ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器４００、及びモーターＭの制御と回路保護機能を遂行し、前記比較器４００の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、ＦＥＴドライバー５００をオフさせるマイコン２００を含むことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー（５００）、
ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器（４００）、及び
モーターＭの制御と回路保護機能を遂行し、前記比較器（４００）の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、ＦＥＴドライバー（５００）をオフさせるマイコン（２００）、
を含むことを特徴とするＰＷＭ制御器。
【請求項２】
複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー（５００）、
ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器（４００）、
モーターの制御と回路保護機能を遂行するマイコン（２００）、及び
前記比較器（４００）の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、マイコンとＦＥＴドライバーの連結をオフさせるスイッチ（３００）、を含むことを特徴とするＰＷＭ制御器。
【請求項３】
前記比較器（４００）の過電流基準値は最大容量のＦＥＴを基準として設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のＰＷＭ制御器。
【請求項４】
前記比較器（４００）は、モーターＭの両端（Ｍ＋、Ｍ−）が短絡した場合、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きいと判断することを特徴とする請求項１または２に記載のＰＷＭ制御器。
【請求項５】
前記比較器（４００）は、モーターＭのマイナス端子（Ｍ−）とバッテリーバイアス電圧端子（ＶＳ）が短絡した場合、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きいと判断することを特徴とする請求項１または２に記載のＰＷＭ制御器。
【請求項６】
前記複数のＦＥＴはＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ及びＨｉｇｈｓｉｄｅ  ＦＥＴで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のＰＷＭ制御器。
【請求項７】
前記比較器（４００）の過電流基準値はＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）の容量を基準として設定されたことを特徴とする請求項６に記載のＰＷＭ制御器。
【請求項８】
前記比較器（４００）は、モーターＭの両端（Ｍ＋、Ｍ−）が短絡した場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）の電流値が過電流基準値より高いと判断することを特徴とする請求項７に記載のＰＷＭ制御器。
【請求項９】
前記比較器は（４００）、モーターＭのマイナス端子（Ｍ−）とバッテリーのマイナス電圧端子（ＶＳ）が短絡した場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ ＦＥＴ（Ｌ）の電流値が過電流基準値より高いと判断することを特徴とする請求項７に記載のＰＷＭ制御器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＷＭ制御器に係り、より詳しくは、モーター制御器で発生し得る電源端または信号線の短絡の保護機能を別の素子を採用することなく具現してモーター制御器の価格を下げ、信頼性を向上させるＰＷＭ制御器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両のブロワモーターなどに使われているモーター制御器はリニア（Ｌｉｎｅａｒ）制御タイプのもので、一つの大容量ＦＥＴを使って制御している。容量が大きいため、ＦＥＴ制御器の電源線及び信号線の短絡（Ｓｈｏｒｔ）が発生してもＦＥＴは破損せず、内部温度素子が破損するように設計されている。
また、一つのＦＥＴのみを使うため、構成が簡単で制御が容易である長所はあるが、電力消費が多い欠点がある。電力消費が多くなれば、エアコンの作動時の燃費が低下するため、ＰＷＭ制御方式を適用して電力消費を減らして燃費を向上させる研究が進められている。
【０００３】
ＰＷＭ制御方法を適用すれば制御器の価格が上昇するため、ＦＥＴ制御器に使用する大容量のＦＥＴの代わりに適正容量のＦＥＴとロジックで短絡保護機能を具現しＰＷＭ制御器の原価上昇を最小にできるＰＷＭ制御器が必要とされた。
図２はＰＷＭ制御器に流れる電流を示すグラフ、図３は従来のＰＷＭ制御器を示す回路図である。図２に示すように、ＰＷＭ制御器の電流値はデューティー比に伴い電流が上昇する傾向を有する。そして、一般状態、過電流状態及び短絡状態を有する。
【０００４】
図３に示すように、モーターの両端が作業者のミスなどにより短絡される場合には、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）がＯＮの場合、過電流が流れてＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）が焼損する。従って、電流センサーによって過電流であると判断されれば、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）が耐えることができる時間内にＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）を強制Ｏｆｆさせなければならない。通常、この時間は数十μｓ以下である。よって、このような過電流保護回路を安くて安定的に具現する方法が必要であった。ただ、図示のＰＷＭ制御器の回路は出願人による技術であり、未だ公開されたものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０１４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、モーター制御器で発生し得る電源端または信号線の短絡に対する保護機能を別の素子を適用することなく具現してモーター制御器の価格を下げ、信頼性を向上させるＰＷＭ制御器を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための本発明によるＰＷＭ制御器は、複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー、ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器、及びモーター制御と回路保護機能を遂行し、前記比較器の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、ＦＥＴドライバーをオフさせるマイコン、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他のＰＷＭ制御器は、複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー、ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器、モーター制御と回路保護機能を遂行するマイコン、及び前記比較器の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、マイコンとＦＥＴドライバーの連結をオフさせるスイッチ、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記比較器の過電流基準値は最大容量のＦＥＴを基準として設定されることができる。
前記比較器は、モーターＭの両端（Ｍ＋、Ｍ−）が短絡した場合、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きいと判断することができる。
前記比較器は、モーターＭのマイナス端子（Ｍ−）とバッテリーバイアス電圧端子（ＶＳ）が短絡した場合、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きいと判断することができることを特徴とする。
【００１０】
一方、前記複数のＦＥＴはＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ及びＨｉｇｈｓｉｄｅ  ＦＥＴで構成でき、前記比較器の過電流基準値はＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴの容量を基準として設定できる。
また、前記比較器は、モーターの両端が短絡した場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴの電流値が過電流基準値より高いと判断することができる。
前記比較器は、モーターのマイナス端子とバッテリーのマイナス電圧端子が短絡した場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴの電流値が過電流基準値より高いと判断することができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＰＷＭ制御器によれば、モーター制御器で発生し得る電源端または信号線の短絡に対する保護機能を別の素子を使用することなく具現してモーター制御器の価格を下げ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例によるＰＷＭ制御器を示す回路図である。
【図２】ＰＷＭ制御器に流れる電流を示すグラフである。
【図３】従来のＰＷＭ制御器を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例によるＰＷＭ制御器について説明する。
図１は本発明の一実施例によるＰＷＭ制御器を示す回路図である。本発明のＰＷＭ制御器は、複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー５００、ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器４００、及びモーターＭの制御と回路保護機能を遂行し、比較器４００の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、ＦＥＴドライバー５００をオフするマイコン２００、を含む。
【００１４】
一般に、ＭＯＳ  ＦＥＴは、高周波動作の際、構造的にソース端からドレイン端の方向にダイオード成分が存在するので、スイッチング素子をＭＯＳ  ＦＥＴとすれば、スイッチング素子と並列で接続しなければならないダイオードを省略できるので便利である。そして、ＦＥＴがＯＮとなれば、ドレイン端とソース端が導通して電流が両方向に流れるが、ＦＥＴがＯＦＦとなれば、電流がドレイン端からソース端には流れず、ソース端からドレイン端の方向に寄生ダイオードを介して電流が流れる。
本発明はこのようなＭＯＳ  ＦＥＴに適用できるもので、図示の回路のように、モーターＭの両端（Ｍ＋、Ｍ−）間の短絡（ケースＡ）ないしモーターＭのマイナス端（Ｍ−）とバッテリーのバイアス電圧端（ＶＳ）の間で短絡が発生した場合（ケースＢ）、回路の破壊を防止することを目的とする。
【００１５】
このために、従来は高容量の別のＦＥＴを備えて保護回路を具現したが、本発明の場合、ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器４００を設定し、マイコン２００で基本的にモーターＭの制御と回路保護機能を遂行し、比較器４００の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、ＦＥＴドライバー５００をオフさせるプレＦＥＴドライバーを設定することで保護機能を遂行する。
ＦＥＴの場合、図２に示すように、デューティー比が高いほど電流値が増加する傾向を有し、また過電流値は臨界線を有する。
このようなＦＥＴの特性を用いて、これを初期に見つけて信号を遮断する場合、前記例示したケースによる短絡の際、回路を保護することができる。
【００１６】
具体的に、図１に示すように、本発明の複数のＦＥＴはＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）及びＨｉｇｈｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｈ）で構成され、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）のＯＮ／ＯＦＦによってモーターが動作することになる。また、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）がＯＮのときにシャント抵抗に電流が流れるため、この際に比較器４００に電流が流れることになる。一方、Ｈｉｇｈｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｈ）の場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）がＯＦＦの場合（即ち、モーターの速度制御のためにモーターに電源が印加されない区間）、モーター内のエネルギーが流れるＰａｓｓを作る役目をするＦＥＴであり、原価節減、制御の容易性などの理由でダイオードを用いて構成することもある。このＰａｓｓを作らない場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）のＯＦＦの際、モーターに逆方向の高電圧が誘起されてＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）が破損する。
【００１７】
それにより、比較器４００の過電流基準値はＬｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）の容量を基準として設定でき、比較器４００はモーターＭの両端（Ｍ＋、Ｍ−）が短絡した場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）の電流値が過電流基準値より高いと判断することができる。
または、比較器４００は、モーターＭのマイナス端子（Ｍ−）とバッテリーバイアス電圧端子（ＶＳ）が短絡した場合、Ｌｏｗｓｉｄｅ  ＦＥＴ（Ｌ）の電流値が過電流基準値より高いと判断することもできる。
【００１８】
一方、このような機能は本発明の他の実施例によっても具現可能であるが、本発明の他のＰＷＭ制御器は、複数のＦＥＴ及びＦＥＴドライバー５００、ＦＥＴの電流値を過電流基準値と比較する比較器４００、モーターの制御と回路保護機能を遂行するマイコン２００、及び前記比較器の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、マイコンとＦＥＴドライバーの連結をオフさせるスイッチ３００、を含む。
この場合には、比較器の結果によって、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きい場合、マイコンとＦＥＴドライバーの連結をオフさせるスイッチ３００を設定することで、マイコンとＦＥＴドライバー間の連結を切って回路を保護する。
【００１９】
そして、前記のような本発明のＰＷＭ制御器は、比較器４００の過電流基準値を最大容量のＦＥＴを基準として設定することで、より安定的に保護機能を具現することができる。
また、比較器４００は、モーターＭの両端（Ｍ＋、Ｍ−）が短絡した場合、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きいと判断するか、あるいはモーターＭのマイナス端子（Ｍ−）とバッテリーバイアス電圧端子（ＶＳ）が短絡した場合、ＦＥＴの電流値が過電流基準値より大きいと判断することにより、高容量の別途のＦＥＴを削除することができる。
【００２０】
一方、このような本発明のＰＷＭ制御器はさらに下のような多様な短絡の状況でも保護機能を具現することができる。
（１）ＰＷＭ／Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ  が短絡の場合：主制御器のＰＷＭ信号がＤｉａｇｎｏｓｉｓ信号として主制御器に入力されて、主制御器でＰＷＭとＤｉａｇｎｏｓｉｓラインが短絡したことを判断することができる。
（２）ＰＷＭ／Ｖｂａｔｔ（ＶＳ）が短絡の場合：ＰＷＭとＶｂａｔｔが短絡した場合、ＰＷＭ制御器の入力はいつも０％デューティーをもつことになる。この場合にはデューティーがいつも０％であるから、ＰＷＭ制御器に損傷がなく、モーターに異常があることを感知することができる。
【００２１】
（３）ＰＷＭ／ＧＮＤが短絡の場合：ＰＷＭ制御器の入力がいつも１００％デューティーをもち、ＰＷＭ制御器に損傷はなく、いつも最高速度で動くため、モーターに異常があることを感知することができる。
（４）ＰＷＭ／Ｍ＋が短絡の場合：ＰＷＭ／Ｖｂａｔｔｓの短絡と同様である。
（５）Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ／Ｖｂａｔｔが短絡の場合：診断信号はいつも０％デューティー値をもつ。ＰＷＭ制御器の過電圧、過電流、低電圧、高温などの保護機能の動作の際、主制御器は診断信号を受けることができないため、ＰＷＭ制御器の故障有無を確認することができないが、ＰＷＭ制御器の保護機能の動作によってモーターが動かないから、異常有無を感知することができる。ＰＷＭ制御器には損傷がない。
【００２２】
（６）Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ／ＧＮＤが短絡の場合：Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ信号がいつも１００％（ｌｏｗ）であるため、主制御器で異常有無を感知してＰＷＭ制御器を停止させることができる。
（７）Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ／Ｍ＋が短絡の場合：Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ／Ｖｂａｔｔの短絡と同様である。
（８）Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ／Ｍ−が短絡の場合：Ｍ−電圧レベルはＰＷＭ入力信号と反転される。Ｍ−電圧が診断信号として主制御器に入力されれば、主制御器がＰＷＭ制御器に異常があることを判断する可能性があり、この場合、ＰＷＭ制御器に損傷はないがモーター異常有無を判断することができる。
（９）Ｖｂａｔｔ（ＶＳ）／ＧＮＤが短絡の場合：ＰＷＭ制御器に損傷はないが、電源端の短絡によってヒューズが溶ける。
前述したような構造のＰＷＭ制御器によれば、モーター制御器で発生し得る電源端または信号線の短絡に対する保護機能を別の素子を使用せずに具現してモーター制御器の価格を下げ、信頼性を向上させることができる。
【００２３】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。    
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、モーター制御器で発生し得る電源端または信号線の短絡に対する保護機能を別の素子を使用せずに具現してモーター制御器の価格を下げ、信頼性を向上させるＰＷＭ制御器に適用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
２００    マイコン
３００    スイッチ
４００    比較器
５００    ＦＥＴドライバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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