JP7035495B2 - モータ制御装置及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるモータの制御に関するものである。

従来、車両のモータ制御装置において、モータの駆動情報（印加電圧や回転速度など）に基づいてモータの推定温度を算出し、その推定温度に基づいてモータへの通電を制御することで、モータの焼損を防止する制御装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。この制御装置によれば、バイメタルやＰＴＣなどの焼損保護素子を省略してモータの小型化しつつも、モータの焼損防止を図ることができる。

特開２００７－５３８９４号公報

ところで、車両には多くの電装品が搭載されているため、これらに電力を供給する車両バッテリに負担が掛かるという問題がある。そこで、電装品の省電力化を図ることが必要となってきている。そのため、イグニッションオフ時に車両バッテリから電装品のモータ及びモータ制御装置への通電を停止することが望ましい。

しかしながら、上記のようなモータ制御装置では、車両バッテリからの通電が停止されると、その通電停止期間においてモータの推定温度の算出処理が実行できない。このため、イグニッションオンの後（モータ制御装置への通電再開後）において算出されるモータの推定温度と実際のモータの温度との間に乖離が生じるおそれがあり、その結果、焼損防止機能を適切に実行させることが困難となってしまう。このため、イグニッションオフ時に、モータ制御装置に対して連続的に又は所定時間間隔で断続的に電力供給を行い、モータの推定温度の算出処理を実行させなければならず、省電力化の点で望ましくない。

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、省電力化を図ることができるモータ制御装置及びモータを提供することにある。

上記課題を解決するモータ制御装置は、車両に搭載されるモータを制御する制御ＩＣと、前記制御ＩＣの温度を検出する温度センサとを備え、前記制御ＩＣは、前記制御ＩＣの通電停止期間の前後における前記制御ＩＣの温度差に基づいて当該通電停止期間の長さを算出する通電停止時間算出部と、前記通電停止時間算出部で算出された前記通電停止期間の長さに基づいて、当該通電停止期間における前記モータの温度の変化量を算出するモータ温度変化量算出部と、前記制御ＩＣの通電時において、前記モータの駆動情報と、前記モータ温度変化量算出部で算出された前記モータの温度の変化量とに基づいて、前記モータの温度を算出するモータ温度算出部とを備え、前記通電停止時間算出部は、前記制御ＩＣの通電停止期間の後における前記制御ＩＣの温度が雰囲気温度よりも低い場合、前記制御ＩＣの通電停止期間の後における前記制御ＩＣの温度を用いることなく、前記制御ＩＣの通電停止期間の前における前記制御ＩＣの温度と前記制御ＩＣの通電停止期間の後における前記雰囲気温度との差に基づいて当該通電停止期間の長さを算出するものであって、前記制御ＩＣの通電停止期間の前後における前記制御ＩＣの温度差が閾値未満の場合には、前記通電停止時間算出部における前記通電停止期間の長さの算出、及び前記モータ温度変化量算出部における前記モータの温度の変化量の算出を行うことなく、前記モータ温度算出部では、前記制御ＩＣの通電時において、前記モータの駆動情報と、前記制御ＩＣの通電停止期間の前における前記モータの温度とに基づいて、前記モータの温度を算出する。

上記態様によれば、イグニッションオフ時に制御ＩＣへの通電が停止される（すなわち、モータ温度の算出処理が実行できない）場合、通電停止期間の前後の制御ＩＣの温度差から該通電停止期間におけるモータ温度の変化量を算出することができる。これにより、制御ＩＣのモータ温度算出部で算出するモータ温度（推定温度）と実際のモータの温度との間の乖離を小さく抑えることが可能となる。従って、イグニッションオフ時に制御ＩＣに電力供給を行わずとも、モータ温度の算出の正確性を確保することが可能となる。

上記モータ制御装置において、前記通電停止時間算出部は、前記制御ＩＣへの通電が停止されたときの前記モータの温度値又は前記制御ＩＣの温度値に基づいて、自身が算出する前記通電停止期間の長さを補正する。

上記態様によれば、制御ＩＣに対する通電停止時間（通電停止期間の長さ）をより正確に算出することが可能となる。このため、モータ温度算出部で算出するモータ温度（推定温度）と実際のモータの温度との間の乖離をより小さく抑えることが可能となる。

上記課題を解決するモータは、上記モータ制御装置を一体に備える。
上記態様によれば、イグニッションオフ時に制御ＩＣに電力供給を行わずとも、モータ温度の算出の正確性を確保することを可能とした、制御装置一体のモータを提供できる。

本発明のモータ制御装置及びモータによれば、省電力化を図ることができる。

実施形態のモータ制御装置を含むシステムの概略構成図。 同形態の制御ＩＣの処理態様を説明するための説明図。 （ａ）（ｂ）同形態の制御ＩＣの処理態様を説明するための説明図。 同形態の制御ＩＣの処理を説明するためのフロー図。 変更例の制御ＩＣの処理態様を説明するための説明図。

以下、モータ制御装置及びモータの一実施形態について説明する。
図１に示すモータ１０は、車両ドアＤＲのウインドガラスＷＧの自動開閉を行うために車両ドアＤＲ内に取り付けられるパワーウインドモータである。モータ１０を制御するモータ制御装置１１（パワーウインドＥＣＵ）は、モータ１０に一体に備えられている。

モータ制御装置１１が備える制御ＩＣ１２（マイコン）は、車両ドアＤＲに設けられた開閉スイッチ（図示略）の操作に基づき、車両バッテリＢＴからの電力供給を受けるリレーなどからなる駆動回路（図示略）を介してモータ１０の回転駆動を制御する。そして、モータ１０の回転駆動は、ウインドレギュレータ（図示略）を介してウインドガラスＷＧに伝達され、それにより、ウインドガラスＷＧが上下方向に開閉作動される。

また、モータ制御装置１１は、制御ＩＣ１２に隣接する温度センサ１３を備えている。温度センサ１３は、制御ＩＣ１２の温度を検出し、その温度情報を制御ＩＣ１２に出力する。

制御ＩＣ１２は、必要な各種の車両情報を図示しないボディＥＣＵ（上位ＥＣＵ）から取得する。制御ＩＣ１２がボディＥＣＵから取得する車両情報としては、例えば、車両に備えられる周知のイグニッションスイッチのオン／オフ信号（イグニッション信号ＩＧ）等が挙げられる。

制御ＩＣ１２は、モータ温度算出部１４、焼損防止制御部１５、及び通電停止時間算出部１６を備える。
モータ温度算出部１４は、モータ１０に印加する印加電圧やモータ１０の回転速度などのモータ駆動情報に基づいて、モータ１０の温度（モータ温度ＭＴ）を算出する。つまり、モータ１０の温度を検出するための特段の素子を用いることなく、制御ＩＣ１２のモータ温度算出部１４による計算によって、モータ温度ＭＴの算出が可能となっている。モータ温度算出部１４によるモータ温度ＭＴの算出処理では、モータ１０の通電時には該モータ１０の駆動情報（印加電圧や回転速度など）に基づいて温度カウンタを加算する。一方、モータ１０の非通電時には温度カウンタを減算する。

焼損防止制御部１５は、モータ温度算出部１４で算出されるモータ温度ＭＴが予め設定された所定値に達したとき、モータ１０への通電を停止する。これにより、モータ１０の焼損を防止する。

通電停止時間算出部１６は、例えば車両のイグニッションオフに基づき制御ＩＣ１２への通電が停止（遮断）されたときの、その通電停止期間の長さ（通電停止時間ΔＴ）を算出する。

図２に示すように、車両のイグニッションがオフされると、そのイグニッションオフから所定時間後（例えば十数秒後）に、制御ＩＣ１２を含むモータ制御装置１１に対する車両バッテリＢＴからの通電が停止（遮断）される。これにより、モータ制御装置１１の消費電力が抑えられるものの、制御ＩＣ１２の通電停止時には、上記のモータ温度算出部１４によるモータ温度ＭＴの算出ができない仕様となっている。

通電停止時間算出部１６は、イグニッション信号ＩＧがオフに切り替わったことに基づいて、制御ＩＣ１２の温度情報を温度センサ１３から取得し、その制御ＩＣ１２の温度をオフ時ＩＣ温度ＣＴａとしてメモリ（図示略）に記憶させる。また、モータ温度算出部１４は、イグニッション信号ＩＧがオフに切り替わったことに基づいて、その時点でのモータ温度ＭＴ（温度カウンタの値）をオフ時モータ温度ＭＴａとして前記メモリに記憶させる。これらの処理は、イグニッション信号ＩＧがオフに切り替わってから制御ＩＣ１２への通電が停止されるまでの間（前記所定時間が経過するまでの間）になされる。

その後、イグニッションがオンされて制御ＩＣ１２への電力供給が再開される（イグニッション信号ＩＧのオン信号が入力される）と、通電停止時間算出部１６は、その時点での制御ＩＣ１２の温度情報（オン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂ）を温度センサ１３から取得してメモリに記憶させる。そして、通電停止時間算出部１６は、前記メモリから読み出したオフ時ＩＣ温度ＣＴａとオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂとの差分値ΔＣＴを算出し、その差分値ΔＣＴを基に制御ＩＣ１２の通電停止時間ΔＴを算出する。このとき、通電停止時間算出部１６は、予め実験結果などに基づいて導き出された計算式やマップなどを参照して、前記差分値ΔＣＴから通電停止時間ΔＴを算出する（図３（ａ）参照）。

次いで、モータ温度算出部１４は、通電停止時間算出部１６で算出された通電停止時間ΔＴに基づいて、制御ＩＣ１２の通電停止期間におけるモータ１０の温度の変化量（モータ温度変化量ΔＭＴ）を算出する。このとき、モータ温度算出部１４は、予め実験結果などに基づいて導き出された計算式やマップなどを参照して、通電停止時間ΔＴからモータ温度変化量ΔＭＴを算出する（図３（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、モータ温度変化量ΔＭＴは、通電停止期間におけるモータ１０の温度の下降量として算出されるものである。

次いで、モータ温度算出部１４は、前記オフ時モータ温度ＭＴａ（温度カウンタ）にモータ温度変化量ΔＭＴを反映（減算）して、その後のモータ温度ＭＴの算出（温度カウンタの加減算）を行う。

次に、制御ＩＣ１２の制御フローとその作用を図４に従って説明する。
車両のイグニッションがオンされて車両バッテリＢＴから制御ＩＣ１２への通電が開始されると、イグニッション信号ＩＧのオン信号が制御ＩＣ１２に入力される。このイグニッション信号ＩＧのオン信号に基づいて、制御ＩＣ１２（通電停止時間算出部１６）は、前記オン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂをメモリに記憶させる（ステップＳ１）。なお、このとき、オン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂは、そのときの車両の雰囲気温度（上位ＥＣＵから得られる情報）を下限として設定されることが好ましい。つまり、通電停止時間算出部１６は、温度センサ１３から取得したオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂが雰囲気温度よりも低い場合、そのオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂの値が異常値であると判断し、その値を用いずに雰囲気温度の値をオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂとして設定することが好ましい。

その後、ステップＳ２において、通電停止時間算出部１６は、メモリから読み出したオフ時ＩＣ温度ＣＴａとオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂとの差分値ΔＣＴが閾値Ｘ［℃］以上か否かを判定する。ここで、差分値ΔＣＴが閾値Ｘ以上の場合、ステップＳ３～Ｓ５を順次実行する。

ステップＳ３では、差分値ΔＣＴを基に通電停止時間ΔＴを算出する。
ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した通電停止時間ΔＴを基にモータ温度変化量ΔＭＴを算出する。

ステップＳ５では、メモリから読み出したオフ時モータ温度ＭＴａ（温度カウンタ）から、ステップＳ４で算出したモータ温度変化量ΔＭＴを減算する。
その後、ステップＳ６において、モータ温度算出部１４はモータ温度ＭＴの算出処理を行う。同算出処理では、モータ１０の通電時には該モータ１０の駆動情報（印加電圧や回転速度など）に基づいて温度カウンタを加算し、モータ１０の非通電時には温度カウンタを減算する。

また、ステップＳ２において、オフ時ＩＣ温度ＣＴａとオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂとの差分値ΔＣＴが閾値Ｘ未満の場合、ステップＳ３～Ｓ５を飛ばしてステップＳ６のモータ温度ＭＴの算出処理に移行する。すなわち、通電停止期間の前後で制御ＩＣ１２の温度変化が少ないときには、モータ温度ＭＴの温度変化も少ないと推測されるため、ステップＳ３～Ｓ５の処理を省いて制御ＩＣ１２の処理速度の向上を図っている。

その後、ステップＳ７において、イグニッションがオフされたか否か（イグニッション信号ＩＧのオフ信号が入力されたか否か）を判定する。ここで、イグニッションがオフされていないと判定された場合（つまりイグニッション信号ＩＧのオン信号が入力されている場合）、モータ温度算出部１４は、ステップＳ６のモータ温度ＭＴの算出処理を継続して行う。

一方、イグニッションがオフされたと判定された場合（つまりイグニッション信号ＩＧのオフ信号が入力された場合）、そのときの制御ＩＣ１２の温度（オフ時ＩＣ温度ＣＴａ）とモータ温度ＭＴ（オフ時モータ温度ＭＴａ）がメモリに記憶される（ステップＳ８）。

その後、イグニッションオフから所定時間（例えば十数秒後）が経過したとき、制御ＩＣ１２（モータ制御装置１１）に対する車両バッテリＢＴからの通電が停止される。これにより、イグニッションオフ時におけるモータ制御装置１１を含むシステムの省電力化に寄与できる。

本実施形態の効果について説明する。
通電停止時間算出部１６は、制御ＩＣ１２の通電停止期間の前後における制御ＩＣ１２の温度差（差分値ΔＣＴ）に基づいて当該通電停止期間の長さ（通電停止時間ΔＴ）を算出する。そして、モータ温度算出部１４は、算出された通電停止時間ΔＴに基づいて当該通電停止期間におけるモータ温度変化量ΔＭＴを算出し、そのモータ温度変化量ΔＭＴをオフ時モータ温度ＭＴａ（温度カウンタ）から減算して、その後のモータ温度ＭＴの算出（温度カウンタの加減算）を行う。

上記態様によれば、イグニッションオフ時に制御ＩＣ１２への通電が停止される（すなわち、モータ温度の算出処理が実行できない）場合に、通電停止期間の前後の制御ＩＣ１２の温度差（差分値ΔＣＴ）から該通電停止期間におけるモータ温度変化量ΔＭＴを算出できる。従って、そのモータ温度変化量ΔＭＴをモータ温度ＭＴの算出に加味することで、モータ温度算出部１４で算出するモータ温度ＭＴ（推定温度）と実際のモータ１０の温度との間の乖離を小さく抑えることが可能となる。これにより、イグニッションオフ時に制御ＩＣ１２に電力供給を行わずとも、モータ温度ＭＴの算出の正確性を確保することが可能となる。その結果、モータ温度ＭＴに基づく焼損防止制御部１５の処理を適切に実行させることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態のステップＳ３において、制御ＩＣ１２への通電が停止されたときのモータ温度ＭＴ（オフ時モータ温度ＭＴａ）に基づいて通電停止時間ΔＴを補正する処理を追加してもよい。

例えば、制御ＩＣ１２への通電が停止される直前までモータ１０を駆動させていた場合と、モータ１０の駆動が暫く行われていない状況で制御ＩＣ１２への通電が停止された場合とでは、オフ時モータ温度ＭＴａに差違があり、その温度の差違によってその後の通電停止期間における温度下降の度合いが異なる。このため、オフ時ＩＣ温度ＣＴａとオン復帰時ＩＣ温度ＣＴｂの差分値ΔＣＴのみから通電停止時間ΔＴを算出する態様では、算出する通電停止時間ΔＴに実測値に対する誤差が生じてしまう。

そこで、図５に示すように、オフ時モータ温度ＭＴａの値に応じて通電停止時間ΔＴを補正することで、算出する通電停止時間ΔＴの実測値に対する正確性を向上させることが可能となる。その結果、モータ温度算出部１４で算出するモータ温度ＭＴ（推定温度）と実際のモータ１０の温度との間の乖離をより小さく抑えることが可能となる。

なお、上記では、オフ時モータ温度ＭＴａに基づいて通電停止時間ΔＴを補正する例を説明したが、オフ時ＩＣ温度ＣＴａに基づいて通電停止時間ΔＴを補正してもよい。これによっても、同様の効果を得ることが可能である。

・上記実施形態では、車両のイグニッションオフに伴う制御ＩＣ１２の通電停止時について説明したが、これに特に限定されるものではない。例えば、イグニッションオン時に制御ＩＣ１２への通電を停止させる機能（所謂スリープモード）を備える場合に、そのイグニッションオン時における制御ＩＣ１２の通電停止時に適用することも可能である。

・上記実施形態では、モータ１０にモータ制御装置１１を一体に設ける構成としたが、モータ制御装置１１を例えば開閉スイッチ側や、車両ドアＤＲに関する電装品を統合制御するドア統合ＥＣＵ側に設けてもよい。

・上記実施形態では特に言及しなかったが、モータ１０はブラシ付きモータ及びブラシレスモータのいずれであってもよい。
・上記実施形態では、車両のパワーウインドモータを制御するモータ制御装置１１に適用したが、車両に搭載される他のモータ（例えばスライドルーフ、スライドドア、ワイパ装置、電動シート、空調装置のファン、パワーステアリング装置などの駆動用モータ）を制御するモータ制御装置に適用してもよい。

１０…モータ、１１…モータ制御装置、１２…制御ＩＣ、１３…温度センサ、１４…モータ温度算出部（モータ温度変化量算出部）、１６…通電停止時間算出部、ＣＴａ…オフ時ＩＣ温度、ＣＴｂ…オン復帰時ＩＣ温度、ΔＴ…通電停止時間、ΔＭＴ…モータ温度変化量、ＭＴａ…オフ時モータ温度。

Claims (3)

1. 車両に搭載されるモータを制御する制御ＩＣと、前記制御ＩＣの温度を検出する温度センサとを備え、
   前記制御ＩＣは、
   前記制御ＩＣの通電停止期間の前後における前記制御ＩＣの温度差に基づいて当該通電停止期間の長さを算出する通電停止時間算出部と、
   前記通電停止時間算出部で算出された前記通電停止期間の長さに基づいて、当該通電停止期間における前記モータの温度の変化量を算出するモータ温度変化量算出部と、
   前記制御ＩＣの通電時において、前記モータの駆動情報と、前記モータ温度変化量算出部で算出された前記モータの温度の変化量とに基づいて、前記モータの温度を算出するモータ温度算出部と
   を備え、
   前記通電停止時間算出部は、前記制御ＩＣの通電停止期間の後における前記制御ＩＣの温度が雰囲気温度よりも低い場合、前記制御ＩＣの通電停止期間の後における前記制御ＩＣの温度を用いることなく、前記制御ＩＣの通電停止期間の前における前記制御ＩＣの温度と前記制御ＩＣの通電停止期間の後における前記雰囲気温度との差に基づいて当該通電停止期間の長さを算出するものであって、
   前記制御ＩＣの通電停止期間の前後における前記制御ＩＣの温度差が閾値未満の場合には、前記通電停止時間算出部における前記通電停止期間の長さの算出、及び前記モータ温度変化量算出部における前記モータの温度の変化量の算出を行うことなく、前記モータ温度算出部では、前記制御ＩＣの通電時において、前記モータの駆動情報と、前記制御ＩＣの通電停止期間の前における前記モータの温度とに基づいて、前記モータの温度を算出することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記通電停止時間算出部は、前記制御ＩＣへの通電が停止されたときの前記モータの温度値又は前記制御ＩＣの温度値に基づいて、自身が算出する前記通電停止期間の長さを補正することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 請求項１又は２に記載のモータ制御装置を一体に備えたことを特徴とするモータ。

Images