JP2013198172A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リレーの接点部の保護と、負荷の起動時間の短縮との両立を図ることができる負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】リレー１１のオン時にバッテリ電圧＋Ｂと平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１との電圧差に基づいて生じる平滑コンデンサＣ１への突入電流Ｉｃ１がリレー１１の許容値内となる境界付近に、その電圧差に対する閾値（閾値電圧Ｖｔｈ）が設定される。そして、バッテリ電圧＋Ｂと平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１との電圧差に対応する差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３と閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、比較器１９はプリチャージ回路１４の動作かリレー１１のオンかの切り替えの判定を行う。マイコン１３は、比較器１９での判定（切替判定信号Ｖ４）に基づいてプリチャージ回路１４の動作からリレー１１をオンに切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ等の負荷に対しリレーを介して電源供給を行う、そのリレーの接点部の保護機能を有する負荷駆動装置に関するものである。

自動車用モータへのバッテリ電源の供給・停止をモータ駆動装置に備えられるリレーで行う場合、リレーオン時に一次側（バッテリ側）と二次側（モータ側）との電圧差が大きいと、リレーの接点部に火花が生じ、場合によってはリレーの接点部が溶着するといった不具合が発生することが知られている。これは、リレーの後段に備えられる電源ノイズ吸収のための平滑コンデンサの動作に起因するものであり、リレーオン時にコンデンサの充電電圧が低いと、コンデンサへの突入電流がリレーを介して流れるためである。

そのため、リレーオン時の平滑コンデンサへの突入電流を低減するために、例えば特許文献１の第３図（特許文献２の第１図）にて示されているように、リレーのオンに先立ってコンデンサを充電するプリチャージを行って、リレーの一次・二次側の電圧差を小さくした状態でリレーがオンに切り替えられるというものである。

特開２００９−２９１０２６号公報 特開２００７−０１９２９３号公報

ところで、上記特許文献では、モータのオン指令が生じてからリレーオンまでの間のプリチャージ時間は、タイマによる時間管理がなされている。このプリチャージ時間は、コンデンサの容量とコンデンサまでの電路のインピーダンスとの時定数を考慮して設定されている。

しかしながら、コンデンサは、リレーをオンに切り替えるのに適切な充電電圧となるまでの時間がその時々で異なるものであることから、突入電流を生むコンデンサの充電不足が常に生じないようにするためには、コンデンサのプリチャージ時間を十分に長く設定する必要があった。

従って、多くの場合は、コンデンサの充電電圧がリレーをオンに切り替えるのに適切な電圧となっても、リレーがオンに切り替わらないといったことが発生し、モータのオン指令からリレーオンに基づくモータの起動までの時間が長くなるという問題があった。またこのような問題は、モータ以外の他の負荷についても同様に起こり得る。

因みに、特許文献１の第１図には、半導体スイッチを用いる昇圧回路を備えてリレーの一次・二次側の電圧差を一層小さくする構成が示されているが、昇圧動作時の半導体スイッチのスイッチングノイズが懸念されるところである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、リレーの接点部の保護と、負荷の起動時間の短縮との両立を図ることができる負荷駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、負荷に電源供給を行うリレーと、前記リレーの後段に前記負荷に対して並列に設けられ前記負荷に供給する電源のノイズを吸収する平滑コンデンサと、前記リレーに対して並列に設けられ前記電源に基づいて前記平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ回路と、前記リレーのオンに先立って前記平滑コンデンサのプリチャージを行い、所定プリチャージ後に前記リレーをオンに切り替える制御部とを備えた負荷駆動装置であって、前記電源電圧と前記平滑コンデンサの充電電圧との電圧差を検出する電圧差検出部と、前記リレーのオン時に前記電圧差に基づいて生じる前記平滑コンデンサへの突入電流が前記リレーの許容値内となる境界付近に前記電圧差に対する閾値を設定し、前記電圧差と閾値とに基づいて前記プリチャージ回路の動作か前記リレーのオンかの切り替えの判定を行う切替判定部とを備え、前記制御部は、前記切替判定部の判定に基づいて前記プリチャージ回路の動作から前記リレーをオンに切り替える。

この発明では、リレーのオン時に電源電圧と平滑コンデンサの充電電圧との電圧差に基づいて生じる平滑コンデンサへの突入電流がリレーの許容値内となる境界付近に、その電圧差に対する閾値が設定される。そして、電圧差検出部にて検出した電源電圧と平滑コンデンサの充電電圧との電圧差と閾値とに基づいて、切替判定部はプリチャージ回路の動作かリレーのオンかの切り替えの判定を行う。制御部は、その判定に基づいてプリチャージ回路の動作からリレーをオンに切り替える。つまり、切り替え判定に用いる閾値を突入電流に対するリレーの許容値を考慮して設定することで、突入電流を適切に抑制しつつ平滑コンデンサの過剰なプリチャージが抑制される。これにより、リレーの接点部の保護と負荷の起動時間の短縮との両立が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の負荷駆動装置において、前記電圧差検出部は、前記電源に対して並列に設けられる第１分圧回路と、前記平滑コンデンサに対して並列に設けられる第２分圧回路と、前記各分圧回路の分圧電圧の差分を増幅した出力電圧を出力する差動増幅器とを備えてなり、前記切替判定部は、前記差動増幅器の出力電圧と閾値電圧との比較を行い、比較結果を前記制御部に出力する比較器を備えてなる。

この発明では、電圧差検出部は、第１及び第２分圧回路と、各分圧回路の分圧電圧の差分を増幅した出力電圧を出力する差動増幅器とを備えて構成される。また、切替判定部は、差動増幅器の出力電圧と閾値電圧との比較を行い、比較結果を制御部に出力する比較器を備えて構成される。つまり、電圧差検出部及び切替判定部がこれらの簡単な回路で構成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の負荷駆動装置において、前記プリチャージ回路は、逆流防止用のダイオードと半導体スイッチとの直列接続を含み、その半導体スイッチのオンオフが前記制御部にて制御されるように構成されている。

この発明では、プリチャージ回路がダイオード及び半導体スイッチを用いた簡単な回路で構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置において、前記リレーを動作させるための半導体スイッチを有し、その半導体スイッチのオンオフが前記制御部にて制御されるように構成されている。

この発明では、リレーを動作させる回路が半導体スイッチを用いた簡単な回路で構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の負荷駆動装置において、前記電源は車載バッテリであり、前記負荷は自動車用モータである。

この発明では、自動車用モータを車載バッテリにて駆動する駆動装置として提供できる。

本発明によれば、リレーの接点部の保護と、負荷の起動時間の短縮との両立を図ることができる負荷駆動装置を提供することができる。

実施形態におけるモータ駆動装置の回路図である。 モータ駆動装置の動作を説明するための波形図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ駆動装置１０は、車載バッテリＢＴからの電源供給に基づいて、自動車用モータＭの駆動制御を行う装置である。モータ駆動装置１０には、外部入力端子としてプラス側電源端子ｔａ、マイナス側電源端子ｔｂ、及びスイッチ入力端子ｔｃが備えられている。プラス側電源端子ｔａは、ヒューズｆを介してバッテリＢＴのプラス側端子に接続され、マイナス側電源端子ｔｂは、バッテリＢＴのマイナス側端子に接続される。また、モータ駆動装置１０の外部出力端子としては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのモータ出力端子ｔｄ，ｔｅ，ｔｆが備えられ、各出力端子ｔｄ〜ｔｆは自動車用モータＭと接続される。自動車用モータＭは、三相ブラシレスモータよりなる。

モータ駆動装置１０内において、プラス側電源端子ｔａは、リレー１１の接点部（スイッチ部）１１ａとチョークコイルＬ１とを備えるプラス側電源線Ｌａを介して三相インバータ１２のプラス側端子１２ａに接続されている。インバータ１２のマイナス側端子１２ｂは、マイナス側電源線Ｌｂを介してマイナス側電源端子ｔｂに接続されている。チョークコイルＬ１と三相インバータ１２との間の電源線Ｌａ，Ｌｂ間には平滑コンデンサＣ１が接続されている。平滑コンデンサＣ１及びチョークコイルＬ１は、バッテリＢＴから供給される直流電力のノイズを吸収して平滑化を図り、三相インバータ１２に入力するために備えられている。

リレー１１の接点部１１ａ前のプラス側電源線Ｌａには、ダイオードＤ１を介してリレー１１のコイル部１１ｂの一端が接続されている。コイル部１１ｂの他端は抵抗Ｒ１を介してＮＰＮトランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、該トランジスタＴｒ１のエミッタはマイナス側電源線Ｌｂに接続されている。トランジスタＴｒ１のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ２が接続されると共に、該ベースは抵抗Ｒ３を介してマイコン１３のリレー用出力ポートＰ１に接続されている。

ここで、マイコン１３のリレー用出力ポートＰ１がＬレベルである場合、トランジスタＴｒ１はオフ、リレー１１のコイル部１１ｂが非励磁状態であるため、リレー１１の接点部１１ａはオフとなっている。この場合では、バッテリＢＴからの電源（バッテリ電圧＋Ｂ）が三相インバータ１２に供給されず、モータＭは回転しない。一方、マイコン１３のリレー用出力ポートＰ１がＨレベルになると、トランジスタＴｒ１はオンしてリレー１１のコイル部１１ｂが励磁状態となり、リレー１１の接点部１１ａがオンに切り替わる。すると、バッテリＢＴからの電源（バッテリ電圧＋Ｂ）が三相インバータ１２に供給され、モータＭが回転するようになっている。

プラス側電源端子ｔａとリレー１１の接点部１１ａとの間のプラス側電源線Ｌａ上のノードＮ１と、リレー１１の接点部１１ａとチョークコイルＬ１との間のノードＮ２との間には、プリチャージ回路１４が接続されている。即ち、プリチャージ回路１４は、リレー１１の接点部１１ａと並列に接続されている。プリチャージ回路１４は、リレー１１の接点部１１ａのオン時に生じる平滑コンデンサＣ１側に向かう突入電流Ｉｃ１を低減するために、そのオンに先立って平滑コンデンサＣ１のプリチャージを行うように動作するものである。

プリチャージ回路１４は、主たる回路素子としてダイオードＤ２、ＰＮＰトランジスタＴｒ２、及びＮＰＮトランジスタＴｒ３を備えている。ダイオードＤ２のアノードはプラス側電源端子ｔａ側のノードＮ１に接続され、カソードが抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴｒ２のエミッタに接続されている。トランジスタＴｒ２のコレクタは、チョークコイルＬ１側（平滑コンデンサＣ１側）のノードＮ２に接続されている。トランジスタＴｒ２のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ５が接続されると共に、該ベースは抵抗Ｒ６を介してＮＰＮトランジスタＴｒ３のコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ３のエミッタはマイナス側電源線Ｌｂに接続されている。トランジスタＴｒ３のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ７が接続されると共に、該ベースは抵抗Ｒ８を介してマイコン１３のプリチャージ用出力ポートＰ２に接続されている。

ここで、マイコン１３のプリチャージ用出力ポートＰ２がＬレベルである場合、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ２は共にオフ状態であり、プリチャージ回路１４による平滑コンデンサＣ１のプリチャージ動作は行われない。一方、マイコン１３のプリチャージ用出力ポートＰ２がＨレベルになると、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ２が連動して共にオンとなり、リレー１１（接点部１１ａ）を迂回してのプリチャージ回路１４による平滑コンデンサＣ１のプリチャージ動作が行われる。

マイコン１３は、定電圧電源回路１５からの動作電源の供給に基づいて動作する。即ち、リレー１１前のプラス側電源線Ｌａに対してダイオードＤ３と定電圧電源回路１５とを介してマイコン１３のプラス側端子１３ａが接続され、マイコン１３のマイナス側端子１３ｂはマイナス側電源線Ｌｂに接続されている。マイコン１３は、定電圧電源回路１５にてバッテリＢＴからの電源（バッテリ電圧＋Ｂ）から生成される動作電源が供給される。また、マイコン１３は、スイッチ入力端子ｔｃと接続されるスイッチ用入力ポートＰ３を有し、該入力ポートＰ３から入力されるスイッチＳＷからのオン指令信号が入力される。マイコン１３は、スイッチＳＷからのオン指令信号に基づいて、リレー１１及びプリチャージ回路１４の動作制御、三相インバータ１２のスイッチング制御（ＰＷＭ制御）等によるモータＭの制御を行っている。

リレー１１前のプラス側電源線Ｌａとマイナス側電源線Ｌｂとの間には、抵抗Ｒ９，Ｒ１０が直列に接続された第１分圧回路１６が接続されている。また、チョークコイルＬ１後のプラス側電源線Ｌａとマイナス側電源線Ｌｂとの間には、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２が直列に接続された第２分圧回路１７が接続されている。抵抗Ｒ９，Ｒ１０間のノードＮ３は差動増幅器１８の一方の入力端子に接続され、バッテリ電圧＋Ｂに対応するノードＮ３の電圧（分圧電圧）Ｖ１が入力される。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２間のノードＮ４は差動増幅器１８の他方の入力端子に接続され、平滑コンデンサＣ１の端子電流（充電電圧Ｖｃ１）に対応するノードＮ４の電圧（分圧電圧）Ｖ２が入力される。差動増幅器１８は、入力されたノードＮ３，Ｎ４の電圧Ｖ１，Ｖ２の差分を増幅した出力電圧Ｖ３を出力する。

差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３は、後段の比較器１９の一方の入力端子に入力される。比較器１９は、他方の入力端子に入力された閾値電圧Ｖｔｈと差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３とを比較する。比較器１９は、その出力電圧Ｖ３が閾値電圧Ｖｔｈより大きい場合はＨレベルの出力信号（切替判定信号Ｖ４）を、出力電圧Ｖ３が閾値電圧Ｖｔｈより小さくなるとＬレベルの出力信号（切替判定信号Ｖ４）をマイコン１３の検出信号入力ポートＰ４に出力する。

つまり、分圧回路１６，１７、差動増幅器１８及び比較器１９は、バッテリＢＴから供給されるバッテリ電圧＋Ｂと平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１との電圧差（リレー１１前後の電圧差）がリレー１１を良好にオン可能な電圧差内となったかを差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３と閾値電圧Ｖｔｈとに置き換えて判定している。平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１のバッテリ電圧＋Ｂからの乖離が小さくリレー１１が良好にオン可能な電圧差内になると、Ｌレベルの切替判定信号Ｖ４がマイコン１３に出力される。一方、平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１のバッテリ電圧＋Ｂからの乖離が大きくリレー１１が良好にオンできないような大きい電圧差が生じていると、Ｈレベルの切替判定信号Ｖ４がマイコン１３に出力される。

次に、本実施形態のモータ駆動装置１０の動作（作用）を図１及び図２を参照しつつ説明する。
初期状態として、リレー１１がオフしており、モータＭが停止状態にある。また、前回のモータＭの停止の際に平滑コンデンサＣ１の放電がなされ、コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１は略ゼロとなっている。

このような状態で、モータＭを駆動させるべく、スイッチＳＷからオン指令信号がマイコン１３に入力されると、マイコン１３はリレー１１の接点部１１ａのオンに先立ってプリチャージ回路１４を動作させる。このとき、平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１がバッテリ電圧＋Ｂから大幅に低く、差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３が閾値電圧Ｖｔｈよりも十分に大きいことから、比較器１９からＨレベルの切替判定信号Ｖ４がマイコン１３に出力されている。マイコン１３は、このＨレベルの切替判定信号Ｖ４に基づいてトランジスタＴｒ３，Ｔｒ２をオンさせてプリチャージ回路１４を動作させ、バッテリＢＴからの電源供給に基づいて平滑コンデンサＣ１の充電を開始する。

ここで仮に、平滑コンデンサＣ１のプリチャージを十分に行わず、平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１とバッテリ電圧＋Ｂとの差が大きい状態、即ちリレー１１の接点部１１ａの一次側と二次側の電圧差が大きい状態で、リレー１１の接点部１１ａをオンに切り替えたとする。この場合では、図２のＸ１矢印で示すように、モータＭのオン指令からモータＭの起動（駆動開始）までの起動時間Ｔ１が短いものの、平滑コンデンサＣ１に向かう大きな突入電流Ｉｃ１がリレー１１の接点部１１ａを流れ、接点部１１ａの接点が溶着する等の不具合が発生する虞がある。

本実施形態ではこれを考慮し、リレー１１のオンに先立って該リレー１１の一次・二次側の電圧差を小さくするために、プリチャージ回路１４による平滑コンデンサＣ１のプリチャージが行われる。

プリチャージ回路１４のプリチャージ動作にて、平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１が次第に上昇すると、充電電圧Ｖｃ１がバッテリ電圧＋Ｂに次第に近づき、バッテリ電圧＋Ｂとの差分に対応する差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３が次第に低下する。そして、本実施形態のマイコン１３は、突入電流Ｉｃ１によるリレー１１（接点部１１ａ）での不具合発生頻度が十分に低くなる許容値Ｉａ内になると、マイコン１３により速やかにプリチャージ回路１４による平滑コンデンサＣ１のプリチャージ動作が停止されると共に、リレー１１がオンに切り替えられる。言い換えると、突入電流Ｉｃ１が許容値Ｉａ内になると、マイコン１３によるそれらの動作を行わせるべく切替判定信号Ｖ４のレベルがＨレベルからＬレベルに切り替わるように、差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３との比較に用いる閾値電圧Ｖｔｈの設定がなされている。

ここでも仮に、プリチャージ回路１４による平滑コンデンサＣ１のプリチャージ動作が時間管理されているような場合等、平滑コンデンサＣ１のプリチャージをその都度十分に行って、確実に充電電圧Ｖｃ１をバッテリ電圧＋Ｂに近づけるように動作させたとする。この場合では、図２のＸ２矢印で示すように、リレー１１の一次・二次側の電圧差が十分に小さくなり、リレー１１のオン時の突入電流Ｉｃ１が極めて小さいものの、モータＭの起動時間Ｔ２が長くなってしまう。つまり、リレー１１の許容値Ｉａに対し突入電流Ｉｃ１を過剰に抑制するため、モータＭの起動時間Ｔ２が無用に長くなっている。

本実施形態ではこれも考慮し、差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３と閾値電圧Ｖｔｈとの比較により突入電流Ｉｃ１がリレー１１の許容値Ｉａ内になって直ぐに（許容値Ｉａ内の境界付近で）、マイコン１３がプリチャージ動作からリレー１１のオンに速やかに切り替えて、モータＭを起動させるように動作する。従って、本実施形態では図２のＸ０矢印で示すように、突入電流Ｉｃ１を適切に抑制しつつ平滑コンデンサＣ１の過剰なプリチャージが抑制されることで、リレー１１の接点部１１ａの保護とモータＭの起動時間Ｔ０の短縮との両立が図られている。加えて、充電電圧Ｖｃ１（電圧Ｖ２）やバッテリ電圧＋Ｂ（電圧Ｖ１）を検出する態様であることから、その時々の平滑コンデンサＣ１の充電時間のばらつきやバッテリ電圧＋Ｂのばらつき等も含んで対応することが可能である。

そして、突入電流Ｉｃ１が許容値Ｉａ内となるのに合わせて、差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３が閾値電圧Ｖｔｈより小さくなると、切替判定信号Ｖ４がＬレベルに切り替わる。マイコン１３は、Ｌレベルの切替判定信号Ｖ４に基づいて、プリチャージ回路１４の動作を停止すべくトランジスタＴｒ３，Ｔｒ２をオフさせると共に、リレー１１をオンに切り替えるべくトランジスタＴｒ１をオンさせる。トランジスタＴｒ１のオンに基づいてリレー１１のコイル部１１ｂが励磁されて接点部１１ａがオンに切り替わる。これにより、バッテリＢＴからの電源がインバータ１２に供給され、インバータ１２からモータＭへの電源供給に基づいてモータＭの回転駆動が開始されるようになっている。

因みに、モータＭの回転時において、マイコン１３は、インバータ１２に対してＰＷＭ制御等のスイッチング制御を行い、モータＭの回転速度の制御を行う。モータＭの停止時においては、マイコン１３は、トランジスタＴｒ１をオフさせ、リレー１１の接点部１１ａをオフに切り替える。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）リレー１１のオン時にバッテリ電圧＋Ｂと平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１との電圧差に基づいて生じる平滑コンデンサＣ１への突入電流Ｉｃ１がリレー１１の許容値Ｉａ内となる境界付近に、その電圧差に対する閾値（閾値電圧Ｖｔｈ）が設定されている。そして、バッテリ電圧＋Ｂと平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１との電圧差に対応する差動増幅器１８の出力電圧Ｖ３と閾値電圧Ｖｔｈとに基づいて、比較器１９はプリチャージ回路１４の動作かリレー１１のオンかの切り替えの判定を行う。マイコン１３は、比較器１９での判定（切替判定信号Ｖ４）に基づいてプリチャージ回路１４の動作からリレー１１をオンに切り替える。つまり、切り替え判定に用いる閾値電圧Ｖｔｈを突入電流Ｉｃ１に対するリレー１１の許容値Ｉａを考慮して設定することで、突入電流Ｉｃ１を適切に抑制しつつ平滑コンデンサＣ１の過剰なプリチャージを抑制することができる。これにより、リレー１１の接点部１１ａの保護と、モータＭの起動時間Ｔ０の短縮との両立を図ることができる。

（２）バッテリ電圧＋Ｂと平滑コンデンサＣ１の充電電圧Ｖｃ１との電圧差を検出する回路（電圧差検出部）が第１及び第２分圧回路１６，１７と差動増幅器１８とで構成されている。また、プリチャージ回路１４の動作かリレー１１のオンかの切り替え判定を行う回路（切替判定部）が比較器１９にて構成されている。つまり、電圧差検出部及び切替判定部をこれらの簡単な回路で構成することができる。

（３）プリチャージ回路１４がダイオードＤ２とトランジスタＴｒ２との直列接続を含む回路で構成され、簡単な回路にて構成することができる。
（４）リレー１１を動作させる回路がトランジスタＴｒ１を用いた回路で構成され、簡単な回路にて構成することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では特に言及しなかったが、差動増幅器１８や比較器１９等をマイコン１３とは別のＩＣで構成してもよく、またこれらを１つのＩＣで構成してもよい。

・上記実施形態におけるプリチャージ回路１４の構成、差動増幅器１８や比較器１９等を用いた切り替え判定を行うための回路の構成は一例であり、同様な動作を行う範囲で回路の構成を適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、負荷として三相ブラシレスモータよりなる自動車用モータＭを駆動する駆動装置１０に適用したが、ブラシレスモータ以外のモータ、例えばブラシ付きモータ等であってもよい。また自動車以外に用いるモータ、またモータ以外の負荷を駆動する駆動装置に適用してもよい。また、電源は、バッテリＢＴ以外の電源であってもよい。

Ｍ…自動車用モータ（負荷）、ＢＴ…車載バッテリ（電源）、Ｃ１…平滑コンデンサ、Ｉｃ１…突入電流、Ｉａ…許容値、＋Ｂ…バッテリ電圧（電源電圧）、Ｖｃ１…充電電圧、Ｖ３…出力電圧（電圧差）、Ｖｔｈ…閾値電圧（閾値）、Ｄ２…ダイオード、Ｔｒ１,Ｔｒ２…トランジスタ（半導体スイッチ）、１１…リレー、１１ａ…接点部、１３…マイコン（制御部）、１４…プリチャージ回路、１６…第１分圧回路（電圧差検出部）、１７…第２分圧回路（電圧差検出部）、１８…差動増幅器（電圧差検出部）、１９…比較器（切替判定部）。

Claims (5)

1. 負荷に電源供給を行うリレーと、前記リレーの後段に前記負荷に対して並列に設けられ前記負荷に供給する電源のノイズを吸収する平滑コンデンサと、前記リレーに対して並列に設けられ前記電源に基づいて前記平滑コンデンサのプリチャージを行うプリチャージ回路と、前記リレーのオンに先立って前記平滑コンデンサのプリチャージを行い、所定プリチャージ後に前記リレーをオンに切り替える制御部とを備えた負荷駆動装置であって、
   前記電源電圧と前記平滑コンデンサの充電電圧との電圧差を検出する電圧差検出部と、
   前記リレーのオン時に前記電圧差に基づいて生じる前記平滑コンデンサへの突入電流が前記リレーの許容値内となる境界付近に前記電圧差に対する閾値を設定し、前記電圧差と閾値とに基づいて前記プリチャージ回路の動作か前記リレーのオンかの切り替えの判定を行う切替判定部とを備え、
   前記制御部は、前記切替判定部の判定に基づいて前記プリチャージ回路の動作から前記リレーをオンに切り替えることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 請求項１に記載の負荷駆動装置において、
   前記電圧差検出部は、前記電源に対して並列に設けられる第１分圧回路と、前記平滑コンデンサに対して並列に設けられる第２分圧回路と、前記各分圧回路の分圧電圧の差分を増幅した出力電圧を出力する差動増幅器とを備えてなり、
   前記切替判定部は、前記差動増幅器の出力電圧と閾値電圧との比較を行い、比較結果を前記制御部に出力する比較器を備えてなることを特徴とする負荷駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の負荷駆動装置において、
   前記プリチャージ回路は、逆流防止用のダイオードと半導体スイッチとの直列接続を含み、その半導体スイッチのオンオフが前記制御部にて制御されるように構成されていることを特徴とする負荷駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置において、
   前記リレーを動作させるための半導体スイッチを有し、その半導体スイッチのオンオフが前記制御部にて制御されるように構成されていることを特徴とする負荷駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の負荷駆動装置において、
   前記電源は車載バッテリであり、前記負荷は自動車用モータであることを特徴とする負荷駆動装置。