JP6955196B2

JP6955196B2 - モータ制御装置

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Publication number: JP6955196B2
Application number: JP2017133563A
Authority: JP
Inventors: 伸康別所; 幹人才田; 仁博富澤; 浩司長瀬; 篤史竹本
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: JP2019017196A

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

特許文献１には、電動パワーステアリング装置の電動モータに適用されるモータ制御装置が開示されている。特許文献１のモータ制御装置は、複数のスイッチング素子を有するモータ駆動回路と、モータ駆動回路の各スイッチング素子をオンオフ制御する制御部とを備えている。

特許文献１のモータ制御装置におけるモータ駆動回路は、高電位側電源及び低電位側電源の間に第１高電位側スイッチング素子及び第１低電位側スイッチング素子が直列に接続されている。また、これら第１高電位側スイッチング素子及び第１低電位側スイッチング素子に対して並列に、かつ高電位側電源及び低電位側電源の間に直列に、第２高電位側スイッチング素子及び第２低電位側スイッチング素子が接続されている。そして、第１高電位側スイッチング素子及び第１低電位側スイッチング素子の間の第１接続ノード、及び第２高電位側スイッチング素子及び第２低電位側スイッチング素子の間の第２接続ノードに電動モータが接続される。

特許文献１のモータ制御装置における制御部は、例えば、第１高電位側スイッチング素子をオン、第１低電位側スイッチング素子をオフにし続けつつ、第２高電位側スイッチング素子及び第２低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御することで、電動モータに交流電流を供給する。

特開２０１６‐２０８６３３号公報

特許文献１のモータ制御装置において、オフにされるべきスイッチング素子がオンに制御されてしまうと、そのスイッチング素子を介した電流の流れが許容されるため、場合によっては、電動モータに対して意図したのとは反対方向の電流が流れてしまう。車両に搭載された移動体を動作させるための電動モータに特許文献１のようなモータ制御装置を適用した場合、上記のような異常が発生すると、ユーザが移動体を一方側に移動させようとしているにも拘らず、移動体が他方側に移動するといった現象が生じ得る。そのため、ユーザに混乱を与える可能性がある。

上記課題を解決するためのモータ制御装置は、所定の範囲内を往復動作するように車両に搭載される移動体を動作させるための電動モータに適用されるモータ制御装置であって、高電位側電源及び低電位側電源の間に直列に接続されている第１高電位側スイッチング素子及び第１低電位側スイッチング素子、高電位側電源及び低電位側電源の間に直列に接続されているとともに前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子に対して並列に接続されている第２高電位側スイッチング素子及び第２低電位側スイッチング素子を有し、前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子の間の第１接続ノード、及び前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子の間の第２接続ノードに前記電動モータが接続されるモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路の前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御し、前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御する制御部と、前記制御部のスイッチング制御により前記電動モータが回転するのとは異なる方向に、前記電動モータが回転しようとしているときに異常判定を行う検知部とを備え、前記電動モータには前記モータ駆動回路を介して電力が供給されるものであって、前記制御部は、前記異常判定がされた場合、前記モータ駆動回路への電力供給が遮断されることなく前記モータ駆動回路に電力が供給されている状態において、前記第１高電位側スイッチング素子、前記電動モータ及び前記第２高電位側スイッチング素子を通る閉ループ、又は、前記第１低電位側スイッチング素子、前記電動モータ及び前記第２低電位側スイッチング素子を通る閉ループが形成されて保持されるように前記各スイッチング素子を制御する。

上記構成においては、オフ状態に制御されているはずのスイッチング素子が何らかの原因によりオン状態になって、電動モータに対して制御部のスイッチング制御によって意図される方向とは逆方向の電流が流れることが起こり得る。上記構成では、このような異常が判定されたときには、電動モータといずれかのスイッチング素子で閉ループが形成されて保持されるため、電動モータにショートブレーキ（短絡制動）が作用して電動モータの出力軸の回転動作が制限される。したがって、移動体が意図したのとは反対方向に動作することは抑制され、移動体の移動が速やかに停止する。そして、移動体の移動が停止すれば、ユーザは装置に何らかの異常が発生していることを把握できるので、ユーザに無用な混乱を与えることはない。

上記のモータ制御装置において、前記制御部は、前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子を含んで構成される第１回路部に接続されるとともに、前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子を含んで構成される第２回路部に接続されており、前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御すべく前記制御部から前記第１回路部に出力された第１信号は、前記第１高電位側スイッチング素子には前記制御部から出力されたままの前記第１信号が入力されるとともに、前記第１低電位側スイッチング素子には前記制御部から出力された前記第１信号を反転した信号が入力され、前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御すべく前記制御部から前記第２回路部に出力された第２信号は、前記第２高電位側スイッチング素子には前記制御部から出力されたままの前記第２信号が入力されるとともに、前記第２低電位側スイッチング素子には前記制御部から出力された前記第２信号を反転した信号が入力される。
上記のモータ制御装置において、前記検知部は、前記第１接続ノードの電位と前記第２接続ノードの電位との比較に基づいて前記異常判定を行うものであって、前記検知部は、前記制御部のスイッチング制御により前記電動モータが回転するのとは異なる方向に、前記電動モータが回転しようとしており、かつ前記第１接続ノードの電位と前記第２接続ノードの電位との電位差が所定値よりも大きい場合に異常判定を行う。
上記構成では、電動モータの出力軸が実際に反対方向に回転する前であっても、電動モータに意図した方向とは逆方向の電流が流れたときに異常判定できる。したがって、電動モータの異常を早期に判定できる。

上記構成では、例えば、外部ノイズ等の影響により、第１接続ノードの電位よりも第２接続ノードの電位が僅かに高くなったときに異常判定されることが抑制される。そのため、外部ノイズ等による誤った異常判定を抑制できる。

上記のモータ制御装置において、前記検知部は、前記電動モータに内蔵されている複数の回転センサからのパルス波の位相差に基づいて前記異常判定を行ってもよい。
上記構成では、移動体を動作させるための電動モータが一般的に備えている回転センサから出力されるパルス波を利用して、異常判定を行える。したがって、異常判定を行うにあたって新たに別の部品を追加採用する必要がない。

上記のモータ制御装置において、前記検知部は、前記制御部のスイッチング制御により前記電動モータが回転するのとは異なる方向に前記電動モータが回転しようとする状態が所定時間よりも長く継続されたことを条件の一つとして、前記異常判定を行ってもよい。

上記構成では、例えば、瞬間的に発生した外部ノイズ等の影響により、不必要に異常判定がなされることを抑制できる。

本発明によれば、移動体が意図したのとは反対方向に動作することは抑制され、移動体の移動が速やかに停止する。そして、移動体の移動が停止すれば、ユーザは装置に何らかの異常が発生していることを把握できるので、ユーザに無用な混乱を与えることはない。

第１実施形態にかかるサンルーフ装置及びモータ制御装置の概略図。同実施形態にかかるモータ駆動回路及びＥＣＵの概略図。（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態にかかるモータ駆動回路の動作説明図。（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態にかかるモータ駆動回路の動作説明図。同実施形態にかかる検知部が実行する正常判定及び異常判定のフローチャート。（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態にかかるモータ駆動回路の動作説明図。（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態にかかるモータ駆動回路の動作説明図。

（第１実施形態）
以下、モータ制御装置１００を、サンルーフ装置１０に適用した第１実施形態について図１〜図５にしたがって説明する。先ず、サンルーフ装置１０の概略構成を説明する。

図１に示すように、車両の上部には、全体として長方形板状のルーフパネル９１が備えられている。ルーフパネル９１の長辺方向は、車両の前後方向に沿って延びている。ルーフパネル９１には、略四角形状の開口９１ａが上下方向に貫通している。

ルーフパネル９１には、開口９１ａを開状態又は閉状態とするサンルーフ装置１０が取り付けられている。サンルーフ装置１０は、開口９１ａを覆う略四角板状のサンルーフ本体１１を備えている。サンルーフ本体１１は、全体として車両の前後方向（ルーフパネル９１の長辺方向）に沿うように所定範囲内を往復動作する。サンルーフ本体１１が往復動作することにより、ルーフパネル９１の開口９１ａが開状態又は閉状態となる。本実施形態では、サンルーフ本体１１が車両に搭載された移動体である。

また、サンルーフ装置１０は、サンルーフ本体１１を往復動作させるための電動モータ２０を備えている。電動モータ２０の出力軸は、サンルーフ本体１１と図示しない駆動力伝達機構によって連結されており、電動モータ２０の出力軸の回転方向に応じて、サンルーフ本体１１が往復動作する。具体的には、電動モータ２０の出力軸が一方側に回転した場合には、サンルーフ本体１１が開側へと移動し、電動モータ２０の出力軸が他方側に回転した場合には、サンルーフ本体１１が閉側へと移動する。サンルーフ装置１０の電動モータ２０には、モータ制御装置１００が電気的に接続されている。

次に、モータ制御装置１００の構成を説明する。図１に示すように、モータ制御装置１００は、電動モータ２０に電気的に接続されたモータ駆動回路５０を備えている。図２に示すように、モータ駆動回路５０は高電位側電源３１及び低電位側電源３２に接続されており、電動モータ２０にはモータ駆動回路５０を介して電力が供給される。モータ駆動回路５０は、高電位側電源３１及び低電位側電源３２の間に接続された第１回路部６０を備えている。また、モータ駆動回路５０は、高電位側電源３１及び低電位側電源３２の間に接続された第２回路部７０備えている。第２回路部７０は、第１回路部６０に対して並列に接続されている。なお、この実施形態では、低電位側電源３２は、接地電位（グランド）である。

図２に示すように、第１回路部６０は、直列に接続された第１高電位側スイッチング素子６１及び第１低電位側スイッチング素子６２の一対のスイッチング素子を備えている。第１高電位側スイッチング素子６１の一端は、高電位側電源３１に接続されている。第１高電位側スイッチング素子６１の他端は、第１低電位側スイッチング素子６２の一端に接続されている。第１低電位側スイッチング素子６２の他端は、低電位側電源３２に接続されている。第１高電位側スイッチング素子６１に対して並列に還流ダイオードＤが接続されている。また、第１低電位側スイッチング素子６２に対して並列に還流ダイオードＤが接続されている。各還流ダイオードＤのカソードは高電位側電源３１側に接続され、各還流ダイオードＤのアノードは低電位側電源３２側に接続されている。第１高電位側スイッチング素子６１及び第１低電位側スイッチング素子６２は、いずれもＨｉレベルの信号が入力されることによりオン状態になり、Ｌｏレベルの信号が入力されることによりオフ状態になる。

第２回路部７０は、直列に接続された第２高電位側スイッチング素子７１及び第２低電位側スイッチング素子７２の一対のスイッチング素子を備えている。第２高電位側スイッチング素子７１の一端は、高電位側電源３１に接続されている。第２高電位側スイッチング素子７１の他端は、第２低電位側スイッチング素子７２の一端に接続されている。第２低電位側スイッチング素子７２の他端は、低電位側電源３２に接続されている。第２高電位側スイッチング素子７１に対して並列に還流ダイオードＤが接続されている。また、第２低電位側スイッチング素子７２に対して並列に還流ダイオードＤが接続されている。各還流ダイオードＤのカソードは高電位側電源３１側に接続され、各還流ダイオードＤのアノードは低電位側電源３２側に接続されている。第２高電位側スイッチング素子７１及び第２低電位側スイッチング素子７２は、いずれもＨｉレベルの信号が入力されることによりオン状態になり、Ｌｏレベルの信号が入力されることによりオフ状態になる。

なお、第１高電位側スイッチング素子６１、第１低電位側スイッチング素子６２、第２高電位側スイッチング素子７１、及び第２低電位側スイッチング素子７２として、例えば、ＦＥＴ（Field effect transistor）を採用できる。

第１回路部６０における第１高電位側スイッチング素子６１と第１低電位側スイッチング素子６２との間の第１接続ノードＮ１は、電動モータ２０の一端に電気的に接続されている。また、第２回路部７０における第２高電位側スイッチング素子７１と第２低電位側スイッチング素子７２との間の第２接続ノードＮ２は、電動モータ２０の他端に電気的に接続されている。すなわち、電動モータ２０は、第１接続ノードＮ１と第２接続ノードＮ２との間でブリッジ接続されている。

図１に示すように、モータ制御装置１００は、モータ駆動回路５０に電気的に接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０を備えている。図２に示すように、ＥＣＵ８０は、電動モータ２０を駆動制御する制御部８１と、電動モータ２０の出力軸の回転状態を検知する検知部８２とを備えている。制御部８１は、車両の室内に設置された開操作スイッチ４１及び閉操作スイッチ４２と電気的に接続されている。制御部８１には、運転者等に開操作スイッチ４１が操作されることで開信号Ｓ３が入力される。また、制御部８１には、運転者等に閉操作スイッチ４２が操作されることで閉信号Ｓ４が入力される。

図２に示すように、制御部８１は、モータ駆動回路５０における第１回路部６０に電気的に接続されている。制御部８１は、開信号Ｓ３が入力されると第１回路部６０に対してＨｉレベルの第１信号Ｓ１を出力し、閉信号Ｓ４が入力されると第１回路部６０に対してＨｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第１信号Ｓ１を出力する。第１高電位側スイッチング素子６１には制御部８１から出力されたままの第１信号Ｓ１が入力され、第１低電位側スイッチング素子６２には制御部８１から出力された第１信号Ｓ１を反転した信号が入力される。すなわち、第１高電位側スイッチング素子６１及び第１低電位側スイッチング素子６２には、相補的な信号が入力される。

制御部８１は、モータ駆動回路５０における第２回路部７０に電気的に接続されている。制御部８１は、開信号Ｓ３が入力されると第２回路部７０に対してＨｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第２信号Ｓ２を出力し、閉信号Ｓ４が入力されると第２回路部７０に対してＨｉレベルの第２信号Ｓ２を出力する。第２高電位側スイッチング素子７１には制御部８１から出力されたままの第２信号Ｓ２が入力され、第２低電位側スイッチング素子７２には制御部８１から出力された第２信号Ｓ２を反転した信号が入力される。すなわち、第２高電位側スイッチング素子７１及び第２低電位側スイッチング素子７２には、相補的な信号が入力される。また、制御部８１は、検知部８２と電気的に接続されており、モータ駆動回路５０の制御状況に応じた信号を検知部８２に出力する。

図２に示すように、検知部８２は、第１回路部６０の第１接続ノードＮ１及び第２回路部７０の第２接続ノードＮ２と電気的に接続されている。検知部８２は、第１回路部６０の第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１と第２回路部７０の第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２との電位差を検知し、検知した電位差に基づいて電動モータ２０の出力軸の回転状態を検出する。また、検知部８２は、電動モータ２０の出力軸の回転状態を示す信号を制御部８１に出力する。

検知部８２は、電動モータ２０に内蔵された第１回転センサ２１及び第２回転センサ２２と電気的に接続されている。第１回転センサ２１及び第２回転センサ２２は電動モータ２０のロータの周方向に並設されたものであり、当該電動モータ２０の出力軸の回転に伴って位相が異なるパルス信号を検知部８２に出力する。検知部８２は、入力された２つのパルス信号の周波数や位相差等から電動モータ２０の出力軸の回転速度や回転方向等を検出する。そして、検知部８２は、電動モータ２０の出力軸の回転速度や回転方向等に基づいて、サンルーフ本体１１の現在位置を検出する。

次に、図２及び図３を参照して、ＥＣＵ８０の制御部８１が実行するモータ駆動回路５０の同期整流制御について説明する。
開操作スイッチ４１が操作されると、制御部８１から第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が出力され、第２回路部７０にＨｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第２信号Ｓ２が出力される。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオン状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオフ状態となる。

一方、第２回路部７０には、Ｈｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第２信号Ｓ２が入力される。第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、図３（ａ）に示すように、第２高電位側スイッチング素子７１がオフ状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオン状態となる。第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、図３（ｂ）に示すように、第２高電位側スイッチング素子７１がオン状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオフ状態になる。これらの状態が繰り返されることにより、第１接続ノードＮ１側から第２接続ノードＮ２側へと電動モータ２０に交流電流が流れる。そして、電動モータ２０の出力軸が回転してサンルーフ本体１１が開側に移動する。

また、閉操作スイッチ４２が操作されると、制御部８１から第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が出力され、第１回路部６０にＨｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第１信号Ｓ１が出力される。第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオン状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオフ状態となる。

一方、第１回路部６０には、Ｈｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第１信号Ｓ１が入力される。第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオフ状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオン状態となる。第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオン状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオフ状態となる。これらの状態が繰り返されることにより、第２接続ノードＮ２側から第１接続ノードＮ１側へと電動モータ２０に交流電流が流れる。そして、電動モータ２０の出力軸が回転してサンルーフ本体１１が閉側に移動する。

ところで、制御部８１からモータ駆動回路５０に入力される信号等に異常があると、制御部８１のスイッチング制御により電動モータ２０が回転するのとは異なる方向に電動モータ２０が回転しようとすることがある。例えば、開操作スイッチ４１が操作されたときに、本来であれば第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が入力されるところ、第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されることがある。この場合、図４（ａ）に示すように、第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオフ状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオン状態となる。また、第２回路部７０には、ＨｉレベルとＬｏレベルとが交互に繰り返される第２信号Ｓ２が入力されるため、第２高電位側スイッチング素子７１及び第２低電位側スイッチング素子７２が相補的にオン状態及びオフ状態を繰り返す。そのため、本来であれば、図３（ａ）に示すように、第１接続ノードＮ１側から第２接続ノードＮ２側へと電動モータ２０に交流電流が流れるはずが、図４（ａ）に示すように、第２接続ノードＮ２側から第１接続ノードＮ１側へと電動モータ２０に交流電流が流れることになる。したがって、開操作スイッチ４１が操作されているにも拘らず、電動モータ２０が本来とは逆に回転して、サンルーフ本体１１が閉側に移動してしまう。

このような場合、検知部８２は、制御部８１のスイッチング制御により電動モータ２０が回転するのとは異なる方向に、電動モータ２０が回転しようとしているとして異常判定を行う。そして、制御部８１は、異常判定がされた場合に閉ループを形成し、保持するように各スイッチング素子を制御するモータ停止制御を行う。

次に、図５を参照して、ＥＣＵ８０の検知部８２が実行する正常判定及び異常判定の一連の処理について具体的に説明する。検知部８２は、サンルーフ装置１０を含む車両に搭載されている各種の補機に電力が供給されている間（アクセサリーオンの間）において、一連の電動モータ２０の正常判定及び異常判定を繰り返し実行する。

図５に示すように、ステップＳ１１において、検知部８２は、制御部８１に対して、開操作スイッチ４１の操作による開信号Ｓ３が入力されているか否かを判定する。ステップＳ１１において、開信号Ｓ３が入力されていない場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ１１において、開信号Ｓ３が入力されている場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、検知部８２の処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、検知部８２は、第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１と第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２とを比較して電動モータ２０の状態を判定する。具体的には、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘ（例えば、１Ｖ〜１６Ｖ）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１２において、電位Ｖ２−電位Ｖ１＞所定値Ｘである場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、検知部８２の処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、検知部８２は、計時時間Ｙの計時を開始する。なお、計時時間Ｙは、電位Ｖ２−電位Ｖ１＞所定値Ｘが満たされているときにはカウントアップされ、電位Ｖ２−電位Ｖ１＞所定値Ｘが満たされなくなったときにクリアされる（ゼロにされる）。次に、検知部８２の処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、検知部８２は、計時時間Ｙが所定時間Ｙ１（例えば、５ｍｓｅｃ〜３００ｍｓｅｃ）よりも長くなっているか否かを判定する。ステップＳ１４において、計時時間Ｙが所定時間Ｙ１よりも長くなっている場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、検知部８２の処理はステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、検知部８２は、電動モータ２０の異常判定を行う。次に、検知部８２の処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、検知部８２は、電動モータ２０が異常判定されたことを示す異常信号を制御部８１に出力し、一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ１２において、電位Ｖ２−電位Ｖ１＞所定値Ｘでない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、検知部８２の処理はステップＳ２１に進む。また、計時時間Ｙが所定時間Ｙ１よりも長くない場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、検知部８２の処理はステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、検知部８２は、制御部８１のスイッチング制御により電動モータ２０が回転するのと同じ方向に電動モータ２０が回転しようとしているとして、電動モータ２０の正常判定を行う。そして、検知部８２は、電動モータ２０の正常判定されたことを示す正常信号を制御部８１に出力する。次に、検知部８２の処理はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、検知部８２は、サンルーフ本体１１の現在位置が目標位置であるか否かを判定する。なお、サンルーフ本体１１の目標位置としては、例えば、サンルーフ本体１１が往復動作する所定範囲のうちの開側端部である。ステップＳ２２において、サンルーフ本体１１の現在位置が目標位置である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）には、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ２２において、サンルーフ本体１１の現在位置が目標位置でない場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、検知部８２の処理はステップＳ１２に戻る。

次に、ＥＣＵ８０の制御部８１が実行するモータ停止制御について説明する。
制御部８１は、検知部８２から異常信号が入力された場合、すなわち、電動モータ２０の異常判定がされた場合にはモータ停止制御を行う。具体的には、制御部８１は、第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２を出力し続けて、モータ停止制御を行う。図４（ｂ）に示すように、第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオフ状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオン状態となる。一方、異常判定がされているときには、第１回路部６０における第１高電位側スイッチング素子６１はオフ状態であり、第１低電位側スイッチング素子６２はオン状態である。これにより、第１低電位側スイッチング素子６２、第２低電位側スイッチング素子７２、電動モータ２０、再び第１低電位側スイッチング素子６２を通る閉ループが形成される。そして、制御部８１は、第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２を出力し続けることで、閉ループを保持する。その結果、電動モータ２０にショートブレーキ（短絡制動）が作用して電動モータ２０の出力軸の回転動作が制限される。なお、制御部８１は、検知部８２から正常信号が入力された場合、すなわち、電動モータ２０の正常判定がされた場合には、続けて電動モータ２０の制御を行う。

次に、本実施形態の効果を作用とともに説明する。
（１）本実施形態の構成においては、オフ状態に制御されているはずのスイッチング素子が何らかの原因によりオン状態になっていて、電動モータ２０に対して制御部８１のスイッチング制御によって意図した方向とは逆方向の電流が流れることが起こり得る。本実施形態では、このような異常が判定されたときには、第１低電位側スイッチング素子６２、第２低電位側スイッチング素子７２、及び電動モータ２０を通る閉ループが形成されて保持される。この場合、電動モータ２０にショートブレーキ（短絡制動）が作用して、電動モータ２０の出力軸の回転動作が制限される。そして、移動体が意図したのとは反対方向に動作することは抑制され、移動体の移動が速やかに停止する。このように移動体の移動が停止すれば、ユーザは装置に何らかの異常が発生していることを把握できるので、ユーザに無用な混乱を与えることはない。

（２）電動モータ２０の回転状態に関する異常判定の方法として、電動モータ２０に内蔵されている第１回転センサ２１及び第２回転センサ２２から出力されるパルス信号に基づいて電動モータ２０の出力軸の回転状態を検知して、電動モータ２０の正常判定及び異常判定を行うこともできる。しかし、この場合には、電動モータ２０の出力軸の回転状態が機械的に変化し、それにより変化したパルス信号から電動モータ２０の正常判定及び異常判定を行うため、判定の時間がかかりやすい。

これに対して、本実施形態では、第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１と第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２とを比較して電動モータ２０の正常判定及び異常判定を行う。そのため、電動モータ２０の出力軸が実際に反対方向に回転する前であっても、電動モータ２０に意図した方向とは逆方向の電流が流れたときに異常判定できる。したがって、電動モータ２０の異常を早期に判定できる。

（３）仮に、第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１と第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２とを比較することのみで電動モータ２０の正常判定及び異常判定を行うと、外部ノイズ等の影響を受けて、不必要に異常判定がされることがある。例えば、第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２が第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１よりも高くなった電動モータ２０の正常時であるにも拘らず、外部ノイズ等の影響により、第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１が第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２よりも僅かに高くなって異常判定されることも起こり得る。

これに対して、本実施形態では、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きいことに基づいて異常判定を行う。そのため、外部ノイズ等の影響により、第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１よりも第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２が僅かに高くなった場合に異常判定されることが抑制される。結果として、外部ノイズ等による誤った異常判定を抑制できる。

（４）電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きい状態となったことのみをもって異常判定する場合には、瞬間的に発生した外部ノイズ等によって不必要に異常判定がなされるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きい状態が継続し、その計時時間Ｙが所定時間Ｙ１よりも長くなった場合に異常判定を行う。そのため、例えば、瞬間的に発生した外部ノイズ等の影響により、不必要に異常判定がなされることを抑制できる。

（第２実施形態）
続いて、モータ制御装置１００の第２実施形態について図６及び図７を参照して説明する。第２実施形態の構成は、第１実施形態と同様の構成であり、ＥＣＵ８０の制御部８１が実行するモータ駆動回路５０の同期整流制御が異なる。

開操作スイッチ４１が操作されると、制御部８１から第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が出力され、第１回路部６０にＨｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第１信号Ｓ１が出力される。具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオフ状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオン状態となる。

一方、第１回路部６０には、Ｈｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第１信号Ｓ１が入力される。第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、図６（ａ）に示すように、第１高電位側スイッチング素子６１がオン状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオフ状態となる。第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、図６（ｂ）に示すように、第１高電位側スイッチング素子６１がオフ状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオン状態になる。これらの状態が繰り返されることにより、第１接続ノードＮ１側から第２接続ノードＮ２側へと電動モータ２０に交流電流が流れる。そして、電動モータ２０の出力軸が回転してサンルーフ本体１１が開側に移動する。

また、閉操作スイッチ４２が操作されると、制御部８１から第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が出力され、第２回路部７０にＨｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第２信号Ｓ２が出力される。第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオフ状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオン状態となる。

一方、第２回路部７０には、Ｈｉレベル及びＬｏレベルが交互に入れ替わる第２信号Ｓ２が入力される。第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオン状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオフ状態となる。第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオフ状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオン状態となる。これらの状態が繰り返されることにより、第２接続ノードＮ２側から第１接続ノードＮ１側へと電動モータ２０に交流電流が流れる。そして、電動モータ２０の出力軸が回転してサンルーフ本体１１が閉側に移動する。

ところで、この第２実施形態においても、例えば、開操作スイッチ４１が操作されたときに、本来であれば第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が入力されるところ、第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されることがある。この場合、図７（ａ）に示すように、第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオン状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオフ状態となる。また、第１回路部６０には、ＨｉレベルとＬｏレベルとが交互に繰り返される第１信号Ｓ１が入力されるため、第１高電位側スイッチング素子６１及び第１低電位側スイッチング素子６２が相補的にオン状態及びオフ状態を繰り返す。そのため、本来であれば、図６（ａ）に示すように、第１接続ノードＮ１側から第２接続ノードＮ２側へと電動モータ２０に交流電流が流れるはずが、図７（ａ）に示すように、第２接続ノードＮ２側から第１接続ノードＮ１側へと電動モータ２０に交流電流が流れることになる。したがって、開操作スイッチ４１が操作されているにも拘らず、電動モータ２０が本来とは逆に回転して、サンルーフ本体１１が閉側に移動してしまう。

次に、ＥＣＵ８０の制御部８１が実行するモータ停止制御について説明する。
制御部８１は、検知部８２から異常信号が入力された場合、すなわち、電動モータ２０の異常判定がされた場合にはモータ停止制御を行う。具体的には、制御部８１は、第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１を出力し続けて、モータ停止制御を行う。図７（ｂ）に示すように、第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオン状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオフ状態となる。一方、異常判定がされているときには、第２回路部７０における第２高電位側スイッチング素子７１はオン状態であり、第２低電位側スイッチング素子７２はオフ状態である。これにより、第２高電位側スイッチング素子７１、電動モータ２０、第１高電位側スイッチング素子６１、再び第２高電位側スイッチング素子７１を通る閉ループが形成される。そして、制御部８１は、第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１を出力し続けることで、閉ループを保持する。その結果、電動モータ２０にショートブレーキ（短絡制動）が作用して電動モータ２０の出力軸の回転動作が制限される。

この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に上記（１）〜（４）の効果を得られる。
なお、上記の実施形態は、以下のように変更できる。

・上記の第１実施形態では、開操作スイッチ４１が操作された場合において正常判定及び異常判定の一連の処理を実行していたが、これに限らない。例えば、閉操作スイッチ４２が操作されたときに、本来であれば第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されるところ、第２回路部７０にＬｏレベルの第２信号Ｓ２が入力されることがある。このように閉操作スイッチ４２が操作された場合においても、正常判定及び異常判定の一連の処理を実行してもよい。

この正常判定及び異常判定の一連の処理におけるステップＳ１１において、検知部８２は、制御部８１に対して、閉操作スイッチ４２の操作による閉信号Ｓ４が入力されているか否かを判定する。また、ステップＳ１２において、検知部８２は、電位Ｖ１が電位Ｖ２よりも高い電位であって電位Ｖ１と電位Ｖ２との電位差が所定値Ｘよりも大きいか否かを判定する。そして、ステップＳ１３において、検知部８２は、計時時間Ｙの計時を開始する。なお、計時時間Ｙは、電位Ｖ１−電位Ｖ２＞所定値Ｘが満たされているときにはカウントアップされ、電位Ｖ１−電位Ｖ２＞所定値Ｘが満たされなくなったときにクリアされる（ゼロにされる）。

そして、電動モータ２０の異常判定がされた場合、制御部８１は、第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１を出力し続けて、モータ停止制御を行う。具体的には、第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されると、第１高電位側スイッチング素子６１がオフ状態となり、第１低電位側スイッチング素子６２がオン状態となる。一方、異常判定がされているときには、第２回路部７０における第２高電位側スイッチング素子７１はオフ状態であり、第２低電位側スイッチング素子７２はオン状態である。これにより、第２低電位側スイッチング素子７２、第１低電位側スイッチング素子６２、電動モータ２０、再び第２低電位側スイッチング素子７２を通る閉ループが形成される。そして、制御部８１は、第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１を出力し続けることで、閉ループを保持する。これにより、電動モータ２０にショートブレーキ（短絡制動）が作用して電動モータ２０の出力軸の回転動作が制限される。

・また、同様に第２実施形態においても、例えば、閉操作スイッチ４２が操作されたときに、本来であれば第１回路部６０にＬｏレベルの第１信号Ｓ１が入力されるところ、第１回路部６０にＨｉレベルの第１信号Ｓ１が入力されることがある。このように閉操作スイッチ４２が操作された場合においても、正常判定及び異常判定の一連の処理を実行してもよい。

そして、電動モータ２０の異常判定がされた場合、制御部８１は、第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２を出力し続けて、モータ停止制御を行う。具体的には、第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２が入力されると、第２高電位側スイッチング素子７１がオン状態となり、第２低電位側スイッチング素子７２がオフ状態となる。一方、異常判定がされているときには、第１回路部６０における第１高電位側スイッチング素子６１はオン状態であり、第１低電位側スイッチング素子６２はオフ状態である。これにより、第１高電位側スイッチング素子６１、電動モータ２０、第２高電位側スイッチング素子７１、再び第１高電位側スイッチング素子６１を通る閉ループが形成される。そして、制御部８１は、第２回路部７０にＨｉレベルの第２信号Ｓ２を出力し続けることで、閉ループを保持する。これにより、電動モータ２０にショートブレーキ（短絡制動）が作用して電動モータ２０の出力軸の回転動作が制限される。

・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、検知部８２が実行する正常判定及び異常判定の一連の処理において、第１接続ノードＮ１の電位Ｖ１と第２接続ノードＮ２の電位Ｖ２とを比較して電動モータ２０の異常判定していたが、これに限らない。例えば、検知部８２は、第１回転センサ２１及び第２回転センサ２２から入力された２つのパルス信号の周波数や位相差等から電動モータ２０の出力軸の回転方向を検出し、その回転方向が、制御部８１のスイッチング制御により電動モータ２０が回転するのとは異なる方向である場合に異常判定を行ってもよい。

・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、検知部８２が実行する正常判定及び異常判定の一連の処理において、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きいことに基づいて、電動モータ２０の異常判定していたが、これに限らない。例えば、外部ノイズ等の影響が小さいのであれば、検知部８２は、電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きいか否かに拘らず、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であることに基づいて、電動モータ２０の異常判定をしてもよい。

・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、検知部８２が実行する正常判定及び異常判定の一連の処理において、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きい状態が継続し、その計時時間Ｙが所定時間Ｙ１よりも長くなった場合に異常判定を行っていたが、これに限らない。例えば、外部ノイズ等の影響が小さいのであれば、検知部８２は、電位Ｖ２が電位Ｖ１よりも高い電位であって電位Ｖ２と電位Ｖ１との電位差が所定値Ｘよりも大きい状態となったときに、直ちに異常判定を行ってもよい。

・上記実施形態では、電動モータ２０によってサンルーフ本体１１が往復動作されていたが、これに限らない。例えば、車両のスライドドア、車両のスポイラー、車両の電動パワーステアリング等が電動モータ２０によって往復動作されていてもよい。

Ｄ…還流ダイオード、Ｘ…所定値、Ｙ…計時時間、Ｎ１…第１接続ノード、Ｎ２…第２接続ノード、Ｓ１…第１信号、Ｓ２…第２信号、Ｓ３…開信号、Ｓ４…閉信号、Ｖ１…電位、Ｖ２…電位、Ｙ１…所定時間、１０…サンルーフ装置、１１…サンルーフ本体、２０…電動モータ、２１…第１回転センサ、２２…第２回転センサ、３１…高電位側電源、３２…低電位側電源、４１…開操作スイッチ、４２…閉操作スイッチ、５０…モータ駆動回路、６０…第１回路部、６１…第１高電位側スイッチング素子、６２…第１低電位側スイッチング素子、７０…第２回路部、７１…第２高電位側スイッチング素子、７２…第２低電位側スイッチング素子、８０…ＥＣＵ、８１…制御部、８２…検知部、９１…ルーフパネル、９１ａ…開口、１００…モータ制御装置。

Claims

所定の範囲内を往復動作するように車両に搭載される移動体を動作させるための電動モータに適用されるモータ制御装置であって、
高電位側電源及び低電位側電源の間に直列に接続されている第１高電位側スイッチング素子及び第１低電位側スイッチング素子、高電位側電源及び低電位側電源の間に直列に接続されているとともに前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子に対して並列に接続されている第２高電位側スイッチング素子及び第２低電位側スイッチング素子を有し、前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子の間の第１接続ノード、及び前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子の間の第２接続ノードに前記電動モータが接続されるモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路の前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御し、前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御する制御部と、
前記制御部のスイッチング制御により前記電動モータが回転するのとは異なる方向に、前記電動モータが回転しようとしているときに異常判定を行う検知部とを備え、
前記電動モータには前記モータ駆動回路を介して電力が供給されるものであって、
前記制御部は、前記異常判定がされた場合、前記モータ駆動回路への電力供給が遮断されることなく前記モータ駆動回路に電力が供給されている状態において、前記第１高電位側スイッチング素子、前記電動モータ及び前記第２高電位側スイッチング素子を通る閉ループ、又は、前記第１低電位側スイッチング素子、前記電動モータ及び前記第２低電位側スイッチング素子を通る閉ループが形成されて保持されるように前記各スイッチング素子を制御する
ことを特徴とするモータ制御装置。
前記制御部は、前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子を含んで構成される第１回路部に接続されるとともに、前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子を含んで構成される第２回路部に接続されており、
前記第１高電位側スイッチング素子及び前記第１低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御すべく前記制御部から前記第１回路部に出力された第１信号は、前記第１高電位側スイッチング素子には前記制御部から出力されたままの前記第１信号が入力されるとともに、前記第１低電位側スイッチング素子には前記制御部から出力された前記第１信号を反転した信号が入力され、
前記第２高電位側スイッチング素子及び前記第２低電位側スイッチング素子を相補的にオンオフ制御すべく前記制御部から前記第２回路部に出力された第２信号は、前記第２高電位側スイッチング素子には前記制御部から出力されたままの前記第２信号が入力されるとともに、前記第２低電位側スイッチング素子には前記制御部から出力された前記第２信号を反転した信号が入力される
請求項１に記載のモータ制御装置。
前記検知部は、前記第１接続ノードの電位と前記第２接続ノードの電位との比較に基づいて前記異常判定を行うものであって、
前記検知部は、前記制御部のスイッチング制御により前記電動モータが回転するのとは異なる方向に、前記電動モータが回転しようとしており、かつ前記第１接続ノードの電位と前記第２接続ノードの電位との電位差が所定値よりも大きい場合に異常判定を行う
請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
前記検知部は、前記電動モータに内蔵されている複数の回転センサからのパルス波の位相差に基づいて前記異常判定を行う
請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
前記検知部は、前記制御部のスイッチング制御により前記電動モータが回転するのとは異なる方向に前記電動モータが回転しようとする状態が所定時間よりも長く継続されたことを条件の一つとして、前記異常判定を行う
請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。