JP7006628B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、モータ制御装置に関する。

特許文献１には、モータ制御装置が開示されている。モータ制御装置は、温度検出部を備えている。モータ制御装置は、温度検出部により検出されるスイッチの温度が過熱検出閾値を超えると、スイッチを強制的にオフさせ、所定の復帰条件を満たすとスイッチの強制オフを解除する。

特開２０１２－１９６０５４号公報

モータロックなど、モータに流れる電流が増加する異常が生じると、スイッチの温度は上昇する。温度上昇により過熱検出閾値を超えると、スイッチは強制オフされる。これにより、スイッチの温度は下降する。異常が継続する間、スイッチの温度は上昇と下降を繰り返す。

これに対し、モータの温度はスイッチのように急減に変化しない。モータ制御装置がモータとは別体とされる場合、モータ制御装置はモータから離れており、モータの温度を直接的に検出することができない。よって、異常が継続した場合に、モータの温度が上昇する虞がある。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、モータとは別体とされる構成において、モータの温度上昇を抑制できるモータ制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、
モータ（１１）を制御し、モータとは別体とされたモータ制御装置であって、
モータの通電経路に設けられたスイッチ（３０）と、
スイッチの温度を検出する温度検出部（３１，４１）と、
スイッチのオンオフを制御し、温度検出部による検出温度が過熱検出閾値を超えるとスイッチを強制的にオフさせ、所定の復帰条件を満たすとスイッチの強制オフを解除する制御部（４２）と、
を備え、
制御部は、検出温度が過熱検出閾値を超えることに基づく所定の切替条件を満たすと、モータの駆動を継続させつつ切替条件を満たす前よりもモータへの通電を抑制するように、スイッチを制御する。

切替条件は、モータに流れる電流が増加してスイッチの温度が上昇する異常時に満たされ得る。本開示のモータ制御装置によれば、切替条件を満たすと、制御部が、モータの駆動を継続させつつ切替条件を満たす前よりもモータへの通電を抑制するように、スイッチを制御する。これにより、電流が増加する異常が継続した場合に、モータの駆動が継続されつつ、モータの発熱が抑制される。よって、モータの温度上昇を抑制することができる。

第１実施形態に係るモータ制御装置を備えたラジエータファンの概略構成を示す図である。 モータ制御装置を示す図である。 制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 参考例のタイミングチャートである。 参考例において、温度変化を示す図である。 第１実施形態のタイミングチャートである。 第１実施形態において、温度変化を示す図である。 モータ温度について、第１実施形態と参考例とを対比した図である。 第２実施形態に係るモータ制御装置において、制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 タイミングチャートである。 第３実施形態に係るモータ制御装置において、制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 タイミングチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分及び／又は関連付けられる部分には、同一の参照符号を付与する。対応する部分及び／又は関連付けられる部分については、他の実施形態を参照することができる。

（第１実施形態）
モータ制御装置は、たとえば車両に搭載されるモータを制御する。以下に、車両のラジエータファンに適用されるモータ制御装置を例に説明する。先ず、モータ制御装置を備えたラジエータファンの概略構成について説明する。

＜ラジエータファンの概略構成＞
ラジエータファンは、車両において、ラジエータの背面側に配置される。背面側とは、車両の後方側である。図１に示すように、ラジエータファン１０は、モータ１１と、ブレード１２と、シュラウド１３と、モータ制御装置１４を備えている。

本実施形態では、モータ１１として、ＤＣモータを採用している。モータ１１の回転軸には、ブレード１２が連結されている。回転軸には、周方向に沿って複数枚のブレード１２が連結されている。ブレード１２は、ファン、羽根とも称される。モータ１１の駆動によりブレード１２が回転すると、ラジエータ近傍の空気を吸い込む。これにより、ラジエータの放熱効率が高まる。

モータ１１は、シュラウド１３の支持プレート１３ａに固定されている。シュラウド１３は、モータ１１を支持する支持部材である。シュラウド１３は、カバー１３ｂを有している。カバー１３ｂは、ラジエータに対向配置され、ラジエータを覆う対向部分と、ブレード１２を収容する筒状部分を有している。筒状部分は、回転軸の方向に延設されている。カバー１３ｂにおいて、筒状部分の一端側に対向部分が連なっている。筒状部分の他端側には、ステー１３ｃを介して支持プレート１３ａが連なっている。軸方向からの投影視において、支持プレート１３ａは、カバー１３ｂの筒内に配置されている。

モータ制御装置１４は、コントローラとも称される。モータ制御装置１４は、シュラウド１３のカバー１３ｂに取り付けられている。モータ制御装置１４は、モータ１１から離れた位置で、シュラウド１３に固定されている。モータ制御装置１４は、配線１５を介してモータ１１と電気的に接続されている。配線１５は、モータ１１への電力供給線である。次に、モータ制御装置１４の構成について説明する。

＜モータ制御装置＞
図２に示すように、モータ制御装置１４は、外部接続用の端子を複数備えている。モータ制御装置１４は、端子として、＋Ｂ端子２０と、ＧＮＤ端子２１と、Ｍ＋端子２２と、Ｍ－端子２３と、ＳＩ端子２４を備えている。図２は、モータ制御装置１４を、モータ１１とバッテリ１６に接続した状態を示している。

＋Ｂ端子２０は、バッテリ１６の正極端子に接続されている。ＧＮＤ端子２１は、グランド（接地電位）に接続されている。ＧＮＤ端子２１は、バッテリ１６の負極端子に接続されている。バッテリ１６は、車両に搭載された直流電源である。Ｍ＋端子２２及びＭ－端子２３は、＋Ｂ端子２０とＧＮＤ端子２１との間の通電経路に設けられている。

Ｍ＋端子２２は、＋Ｂ端子２０に電気的に接続されている。Ｍ＋端子２２には、モータ１１の高電位側の端子が接続されている。Ｍ－端子２３には、モータ１１の低電位側の端子が接続されている。モータ１１は、通電経路において、Ｍ＋端子２２とＭ－端子２３との間に設けられている。通電経路は、モータ１１への電力供給経路である。通電経路の一部はモータ制御装置１４内に設けられ、残りの部分はモータ制御装置１４の外に設けられている。

上記した配線１５は、通電経路の一部を構成する。配線１５は、電源側配線１５ａと、グランド側配線１５ｂを含んでいる。Ｍ＋端子２２は、電源側配線１５ａを介してモータ１１と電気的に接続されている。Ｍ－端子２３は、グランド側配線１５ｂを介してモータ１１と電気的に接続されている。

ＳＩ端子２４には、モータ制御装置１４とは別の装置であるＥＣＵ１７（Electronic Control Unit）から、モータ１１を制御するための信号が入力される。ＥＣＵ１７は、マイコンを主体として構成されている。マイコンは、プロセッサであるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。ＥＣＵ１７は、少なくともラジエータ内を循環する冷却水の温度に基づいて、モータ１１に印加すべき電圧、すなわち目標電圧に応じた信号を出力する。ＥＣＵ１７は、目標電圧に応じた信号を出力するに当たり、車両に搭載されたエアコンに関する情報、たとえばエアコンの冷媒の圧力上昇に関する情報などを参照することもできる。

モータ制御装置１４は、スイッチ３０と、感温ダイオード３１と、制御ＩＣ４０を備えている。スイッチ３０は、通電経路に設けられている。本実施形態のスイッチ３０は、Ｍ－端子２３とＧＮＤ端子２１との間に設けられている。スイッチ３０は、モータ１１に対して下流側（ローサイド）に配置されている。また、スイッチ３０として、ｎチャネル形のＭＯＳＦＥＴを採用している。スイッチ３０のドレインはＭ－端子２３と電気的に接続され、ソースはＧＮＤ端子２１と電気的に接続されている。

感温ダイオード３１は、スイッチ３０の温度を検出するための素子である。感温ダイオード３１は、スイッチ３０と共通の半導体チップ３２に形成されている。

なお、モータ制御装置１４において、Ｍ－端子２３とＭ＋端子２２との間には、回生素子３３が設けられている。回生素子３３は、誘導性負荷であるモータ１１に対して並列に接続されている。本実施形態では、回生素子３３としてダイオードを採用している。回生素子３３のアノードはＭ－端子２３及びスイッチ３０のドレインに接続され、カソードはＭ＋端子２２に接続されている。回生素子３３は、還流素子とも称される。

制御ＩＣ４０は、温度検出部４１と、制御部４２と、入力処理部４３と、駆動部４４を有している。本実施形態では、制御ＩＣ４０としてＡＳＩＣを採用している。

温度検出部４１は、感温ダイオード３１のアノード及びカソードと電気的に接続されている。温度検出部４１は、感温ダイオード３１の順方向電圧Ｖｆに基づいて、スイッチ３０の温度を検出する。感温ダイオード３１及び温度検出部４１により、スイッチ３０の温度が検出される。感温ダイオード３１及び温度検出部４１により検出されるスイッチ３０の温度が検出温度に相当する。温度検出部４１は、温度検出回路とも称される。

制御部４２は、スイッチ３０のオンオフを制御する。制御部４２は、スイッチ３０のオンオフを制御することにより、モータ１１に印加する電圧を制御する。制御部４２は、スイッチ３０のゲートに出力する信号のデューティ比を設定する。制御部４２は、過熱判定機能を有している。制御部４２は、過熱判定部４２ａと、出力設定部４２ｂを有している。制御部４２は、制御回路、制御ロジックとも称される。

過熱判定部４２ａは、温度検出部４１にて検出されたスイッチ３０の温度と、温度閾値とを比較し、比較結果に基づく信号を出力設定部４２ｂに出力する。本実施形態の過熱判定部４２ａは、スイッチ３０の温度と温度閾値とを比較するコンパレータを有している。過熱判定部４２ａは、ひとつのコンパレータについて、温度閾値を切り替えて設定することができる。温度閾値として、過熱検出閾値である第１閾値及び第２閾値と、復帰閾値を設定することができる。過熱判定部４２ａは、コンパレータ以外にも、たとえば過熱検出回数をカウントするカウンタ、スイッチ３０をラッチ停止させるラッチ回路を有している。

出力設定部４２ｂは、目標電圧に応じた信号を、入力処理部４３を通じて取得する。出力設定部４２ｂは、Ｍ－端子２３の電圧、すなわちモータ１１に印加されている実電圧を取得する。出力設定部４２ｂは、過熱判定部４２ａから、温度の比較結果に基づく信号を取得する。

過熱状態ではない通常状態において、出力設定部４２ｂは通常制御を実行する。出力設定部４２ｂは、実電圧が目標電圧に追従するようにフィードバック制御、たとえばＰＩ制御を実行する。これにより出力設定部４２ｂは、デューティ比を設定する。一方、過熱状態において、出力設定部４２ｂは、スイッチ３０を強制的にオフさせる。所定の復帰条件を満たすと、出力設定部４２ｂは、スイッチ３０の強制オフを解除する。すなわち、通常制御に復帰する。制御部４２が実行する処理の詳細については後述する。

駆動部４４は、出力設定部４２ｂにて設定されたデューティ比に基づいて、ＰＷＭ信号を生成し、スイッチ３０のゲートに出力する。駆動部４４は、ドライブ回路とも称される。次に、制御部４２が実行する処理について説明する。

＜制御部が実行する処理＞
制御部４２は、モータ制御装置１４の電源が投入されると、図３に示す処理を実行する。

図３に示すように、先ず、制御部４２の過熱判定部４２ａは、コンパレータの温度閾値Ｔｔｈとして、過熱検出閾値ＴＨである第１閾値ＴＨ１を設定する（ステップＳ１０）。過熱検出閾値ＴＨは、過熱異常を判定するための温度閾値Ｔｔｈである。第１閾値ＴＨ１は、電源投入直後のリセットを含む初期化処理により、初期的に設定される。初期値である第１閾値ＴＨ１は、別の過熱検出閾値ＴＨである第２閾値ＴＨ２よりも高い値とされている。

次いで、制御部４２の出力設定部４２ｂは、通常制御を実行する（ステップＳ１２）。出力設定部４２ｂは、入力処理部４３を通じて目標電圧を取得する。また、モータ１１に印加されている実電圧を取得する。そして、実電圧が目標電圧に追従するようにフィードバック制御を実行し、デューティ比を設定する。制御部４２は設定したデューティ比を駆動部４４に出力する。

次いで、制御部４２の過熱判定部４２ａは、スイッチ３０の温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えたか否かを判定する（ステップＳ１４）。過熱判定部４２ａは、温度検出部４１からスイッチ３０の温度Ｔｓｗを取得し、過熱検出閾値ＴＨと比較する。後述するステップＳ１６以降の処理が実行されていない時点において、ステップＳ１４の過熱検出閾値ＴＨは第１閾値ＴＨ１である。ステップＳ１６以降の処理が実行された時点で、ステップＳ１４の過熱検出閾値ＴＨは第２閾値ＴＨ２である。

モータロックなど、モータ１１に流れる電流が増加する異常が生じると、スイッチ温度Ｔｓｗが上昇し、過熱検出閾値ＴＨを超える。制御部４２は、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えるまで、ステップＳ１２，Ｓ１４の処理を繰り返す。換言すれば、過熱異常が生じない限り、制御部４２は通常制御を実行する。

ステップＳ１４において、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを上回ると、制御部４２の過熱判定部４２ａは、過熱検出カウンタのカウント数をインクリメントする（ステップＳ１６）。過熱判定部４２ａは、過熱異常を検出すると、過熱カウントを＋１する。過熱検出カウンタは、電源投入後の過熱異常検出の回数をカウントする。

次いで、制御部４２の過熱判定部４２ａは、過熱カウントが所定回数Ｎ以上となったか否かを判定する（ステップＳ１８）。所定回数Ｎは、過熱異常の継続によるモータ１１の温度上昇を考慮して設定されている。たとえば数十回程度が設定される。

過熱カウントが所定回数Ｎ以上の場合、過熱判定部４２ａはラッチ停止条件が成立したとしてラッチ停止信号を出力する。これにより出力設定部４２ｂは、スイッチ３０をラッチ停止させる（ステップＳ２０）。制御部４２は、電源がオフされて一連の処理を終了するまで、ラッチ停止を継続する。なお、ラッチ停止はリセットにより解除される。

ステップＳ１８において、過熱カウントが所定回数Ｎ未満の場合、制御部４２の過熱判定部４２ａは、温度閾値Ｔｔｈとして、復帰閾値ＴＬを設定する（ステップＳ２２）。復帰閾値ＴＬは、過熱による強制オフから通常制御への復帰を判断するための温度閾値Ｔｔｈである。復帰閾値ＴＬは、過熱検出閾値ＴＨよりも低い値とされている。すなわち、第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２よりも温度が低い値とされている。温度閾値Ｔｔｈのうち、過熱検出閾値ＴＨは上限閾値、復帰閾値ＴＬは下限閾値とも称される。

次いで、制御部４２の出力設定部４２ｂは、スイッチ３０を強制的にオフさせる（ステップＳ２４）。出力設定部４２ｂは、デューティ比として０％を設定する。これにより、モータ１１への通電が遮断される。

次いで、制御部４２の過熱判定部４２ａは、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下か否かを判定する（ステップＳ２６）。過熱判定部４２ａは、温度検出部４１からスイッチ温度Ｔｓｗを取得し、復帰閾値ＴＬと比較する。制御部４２は、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下になるまで、ステップＳ２４，Ｓ２６の処理を繰り返す。

強制オフによりモータ１１に電流が流れず、スイッチ温度Ｔｓｗは低下する。ステップＳ２６において、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下の場合、制御部４２の過熱判定部４２ａは、温度閾値Ｔｔｈとして、過熱検出閾値ＴＨである第２閾値Ｔｔｈ２を設定する（ステップＳ２８）。電源投入後、ステップＳ２８の処理が１回目の場合、ステップＳ２８の処理により、過熱検出閾値ＴＨを、第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に切り替えることになる。

ステップＳ２８の処理を実行後、制御部４２は、再びステップＳ１２以降の処理を実行する。ステップＳ２８にて第２閾値ＴＨ２を設定するため、ステップＳ１４において、スイッチ温度Ｔｓｗは第２閾値ＴＨ２と比較される。

＜モータ制御装置の効果＞
図４は、参考例のタイミングチャートを示している。参考例において、本実施形態の要素と関連する要素については、末尾にｒを付与している。参考例においても、モータ制御装置がモータと別体とされている。参考例は、温度閾値Ｔｔｈｒとして過熱検出閾値ＴＨｒをひとつのみ有している。

モータに流れる電流が増加する異常、すなわち異常発熱が生じると、スイッチ温度Ｔｓｗｒが上昇する。図４に示すように、スイッチ温度Ｔｓｗｒが過熱検出閾値ＴＨｒを超えると、スイッチが強制的にオフされ、モータへの通電が遮断される。すなわち、モータの印加電圧Ｖｍｒがオフ（ゼロ）となる。強制オフによりスイッチ温度Ｔｓｗｒが低下し、復帰閾値ＴＬｒ以下になると、スイッチの強制オフが解除される。これにより、通常制御に復帰し、モータの印加電圧Ｖｍｒがオン状態となる。異常が継続すると、スイッチ温度Ｔｓｗｒが再び上昇して過熱検出閾値ＴＨｒを超え、スイッチが強制オフされる。

図５は、スイッチ温度Ｔｓｗｒとモータ温度Ｔｍｒの経時的変化を示している。図５は実測データである。図５では、モータ温度Ｔｍｒを破線で示している。図５では、便宜上、異常発生から所定時間経過した時点以降のスイッチ温度Ｔｓｗｒの図示を省略している。

図５に示すように、スイッチ温度Ｔｓｗｒは上昇と下降を繰り返す。これに対し、モータの温度Ｔｍｒはスイッチのように急減に変化しない。別体の場合、モータ制御装置にて、モータ温度Ｔｍｒを直接的に検出することができない。また、過熱検出閾値ＴＨｒとして低い値を設定すると、異常が生じていない通常状態を過熱状態として誤検出しやすくなる。よって、異常が継続した場合、図５に示すように、モータ温度Ｔｍｒが上がり続け、モータの許容温度Ｔａに達する虞がある。許容温度Ｔａとは、モータのうち、耐熱性が低い部分の耐久限度の温度、若しくは、耐久限度に所定のマージンを加味した温度である。モータ温度Ｔｍｒは、耐熱性が低い部分の周辺温度である。

図６は、本実施形態のタイミングチャートを示している。図６に示す時刻ｔ１で、モータロックなどの、モータ電流Ｉｍが増加する異常が発生し、この異常が継続する例を示している。図６では、モータ１１への印加電圧Ｖｍが一定とされる。

時刻ｔ１で電流増加の異常が発生してスイッチ３０の発熱量が増加し、時刻ｔ２でスイッチ温度Ｔｓｗが初期的に設定された第１閾値Ｔｈ１を超える。モータ電流Ｉｍの増加により、モータ１１の発熱量も増加し、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間において、モータ温度Ｔｍも大きな傾きをもって上昇する。

時刻ｔ２で、スイッチ３０が強制オフされる。これにより、通電が遮断される。印加電圧Ｖｍ、モータ電流Ｉｍはゼロとなる。モータ電流Ｉｍが流れないため、スイッチ温度Ｔｓｗは下降する。時刻ｔ３で、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下となり、スイッチ３０の強制オフが解除される。

時刻ｔ３で、通常制御が復帰する。これにより、モータ１１が通電される。異常が継続しているため、スイッチ温度Ｔｓｗは再び上昇し、時刻ｔ４で、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値Ｔｈ２を超える。過熱検出閾値ＴＨが、第１閾値ＴＨ１よりも低い第２閾値ＴＨ２に切り替えられているため、スイッチ温度Ｔｓｗは、復帰後に短時間で過熱検出閾値ＴＨ（第２閾値ＴＨ２）を超える。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間は、過熱検出閾値ＴＨを第１閾値ＴＨ１のまま維持する場合に較べて、短縮される。

時刻ｔ４で、スイッチ３０が強制オフされる。これにより、モータ電流Ｉｍが遮断され、スイッチ温度Ｔｓｗは下降する。時刻ｔ５で、スイッチ温度Ｔｓｗが再び復帰閾値ＴＬ以下となり、スイッチ３０の強制オフが解除される。異常が継続しているため、通常制御により、スイッチ温度Ｔｓｗは再び上昇し、時刻ｔ６で、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値Ｔｈ２を超える。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間同様、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間も短縮される。

なお、モータ１１は、スイッチ３０よりも発熱量が大きい。モータ１１の熱容量は、スイッチ３０に較べて大きい。よって、モータ温度Ｔｍは、スイッチ温度Ｔｓｗほど急峻に変化しない。このため、モータ温度Ｔｍは、時刻ｔ２以降において、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間よりも緩やかな傾きで上昇する。また、上記した理由などから、スイッチ３０を強制的にオフさせているオフ時間の長さ、たとえば時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間は、モータ温度Ｔｍに対して大きな影響を与えない。オフ時間を長くしても、モータ温度Ｔｍの傾きは大きく変化しない。

本実施形態では、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えることに基づく所定の切替条件を満たすと、制御部４２（過熱判定部４２ａ）は、過熱検出閾値ＴＨを、第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に切り替える。切替条件は、モータ電流Ｉｍが増加してスイッチ温度Ｔｓｗが上昇する異常時に満たされ得る。第１閾値ＴＨ１よりも低い値の第２閾値ＴＨ２に切り替えることで、第１閾値ＴＨ１で継続する場合よりも短時間での過熱検出が可能となる。異常が継続する場合、通電時間が短縮される。このように、制御部４２は、切替条件を満たすと、モータ１１の駆動を継続させつつ切替条件を満たす前よりもモータ１１への通電を抑制するように、スイッチ３０を制御する。したがって、切り替えにより、モータ１１の発熱を抑制することができる。以上より、モータ１１とは別体とされたモータ制御装置において、モータ１１の温度上昇を抑制することができる。

このように、本実施形態では、切替条件が、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超える回数、すなわち過熱検出回数にひも付けられている。たとえば、過熱異常を複数回検出することを切替条件とすることもできる。第２閾値ＴＨ２に切り替えた後は、過熱検出するまでの時間、すなわち通電時間を短縮することができる。

特に本実施形態では、過熱異常を１回検出すると、異常が継続する可能性があるため、過熱検出閾値ＴＨを、第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に切り替える。このように、過熱検出すると直ちに第２閾値ＴＨ２に切り替える。よって、異常が継続する場合、２回目以降の過熱検出は第２閾値ＴＨ２を基準にしてなされる。これにより、２回目の過熱検出から、通電時間を短縮することができる。したがって、モータ１１の発熱を効果的に抑制することができる。すなわち、モータ１１の温度上昇を効果的に抑制することができる。

図７及び図８は、本実施形態の効果を裏付けている。図７は、スイッチ温度Ｔｓｗ及びモータ温度Ｔｍの経時的変化を示す図である。図７は、実測データである。図７では、モータ温度Ｔｍを破線で示している。過熱検出閾値ＴＨとして、初期的に第１閾値ＴＨ１が設定される。１回目の過熱検出により、過熱検出閾値ＴＨが第２閾値ＴＨ２に切り替えられる。２回目以降は、第２閾値ＴＨ２により過熱検出がなされる。そして、過熱異常を所定回数検出するにより、ラッチ停止となっている。第２閾値ＴＨ２への切り替えにより、復帰から過熱検出までの時間、すなわち通電時間が短くなっている。これにより、切り替え前に較べて、モータ温度Ｔｍの傾きは緩やかとなっている。これにより、緩やかな傾きによりラッチ停止に至るまでの時間を稼ぐことができる。すなわち、できるだけラッチ停止させないようにすることができる。

図８は、モータ温度について、本実施形態と参考例とを対比した図である。図８も、実測データである。図８では、参考例のモータ温度Ｔｍｒを破線で示している。参考例では、過熱検出閾値ＴＨとして、本実施形態の第１閾値ＴＨ１と同じ値が維持される。図８より、過熱検出閾値ＴＨを切り替える本実施形態のほうが、参考例に較べて、異常継続時におけるモータ温度の上昇を効果的に抑制できることが明らかである。

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、切替条件を満たすと、過熱検出閾値ＴＨを切り替えている。これに代えて、切替条件を満たすと、過熱検出閾値ＴＨとともに印加電圧Ｖｍを切り替えてもよい。

図９は、制御部４２が実行する処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０からステップＳ２８までの処理は、先行実施形態（図３参照）と基本的に同じである。ただし、ステップＳ１４の処理では、スイッチ温度Ｔｓｗと第１閾値ＴＨ１とを比較し、スイッチ温度Ｔｓｗが第１閾値ＴＨ１を超えたか否かを判定する。

また、ステップＳ２８において、温度閾値Ｔｔｈとして第２閾値Ｔｔｈ２を設定すると、次いで制御部４２は、低電圧制御を実行する（ステップＳ３０）。制御部４２は、モータ１１の印加電圧Ｖｍが、通常制御（たとえばＰＩ制御）による所定電圧よりも低くなるように、デューティ比を設定する。たとえば、モータ１１が駆動可能な最低駆動デューティ比を設定してもよいし、通常制御により算出されたデューティ比に所定の係数を乗算することで、デューティ比、ひいては印加電圧Ｖｍが低くなるようにしてもよい。

このように、本実施形態では、過熱検出閾値ＴＨを第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に切り替えるとともに、通常制御から低電圧制御に切り替える。

次いで、制御部４２の過熱判定部４２ａは、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値ＴＨ２を超えたか否かを判定する（ステップＳ３２）。制御部４２は、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値ＴＨ２を超えるまで、ステップＳ３０，Ｓ３２の処理を繰り返す。

ステップＳ３２において、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値ＴＨ２を上回ると、制御部４２は、再びステップＳ１６以降の処理を実行する。

図１０は、本実施形態のタイミングチャートを示している。図１０に示す時刻ｔ１１で、モータ電流Ｉｍが増加する異常が発生し、この異常が継続する例を示している。時刻ｔ１１～ｔ１６は、先行実施形態（図６参照）の時刻ｔ１～ｔ６に対応している。

時刻ｔ１３までは、先行実施形態に示した時刻ｔ３までと同じである。時刻ｔ１３で、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下となり、スイッチ３０の強制オフが解除される。本実施形態では、温度閾値Ｔｔｈとして第２閾値ＴＨ２が設定されるとともに、上記した低電圧制御が実行される。これにより、印加電圧Ｖｍは、通常制御によって設定される値よりも低くなる。印加電圧Ｖｍは、切り替え前よりも低くなる。印加電圧Ｖｍが低くなるため、モータ電流Ｉｍも小さくなる。

異常が継続しているため、スイッチ温度Ｔｓｗは再び上昇し、時刻ｔ１４で、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値Ｔｈ２を超える。これにより、スイッチ３０が強制オフされる。モータ電流Ｉｍが遮断され、スイッチ温度Ｔｓｗは下降する。時刻ｔ１５で、スイッチ温度Ｔｓｗが再び復帰閾値ＴＬ以下となり、スイッチ３０の強制オフが解除される。

強制オフの解除にともない、温度閾値Ｔｔｈとして第２閾値ＴＨ２が設定される。また、低電圧制御が実行される。異常が継続しているため、スイッチ温度Ｔｓｗは再び上昇し、時刻ｔ１６で、スイッチ温度Ｔｓｗが第２閾値Ｔｈ２を超える。時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間同様、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの時間においても、印加電圧Ｖｍが低くされ、モータ電流Ｉｍが小さくなる。

このように、本実施形態では、過熱検出閾値ＴＨを第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に切り替えるとともに、通常制御から低電圧制御に切り替える。過熱検出による強制オフからの復帰後において、モータ電流Ｉｍが小さくなる。これにより、モータ１１の発熱を抑制することができる。第２閾値ＴＨ２への切り替えにより、第１閾値ＴＨ１を継続使用する場合よりも通電時間を短縮できる効果と合わせて、図１０に示すように、モータ温度Ｔｍの上昇をより効果的に抑制することができる。

（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、切替条件を満たすと、過熱検出閾値ＴＨとともに印加電圧Ｖｍを切り替えている。これに代えて、切替条件を満たすと、印加電圧Ｖｍのみを切り替えてもよい。

図１１は、制御部４２が実行する処理を示すフローチャートであり、図９に対応している。図９との違いは、ステップＳ２８の処理を実行しない点、すなわち、過熱検出閾値ＴＨを切り替えない点である。制御部４２は、過熱検出閾値ＴＨをひとつのみ有している。

よって、ステップＳ１０の処理では、温度閾値Ｔｔｈとして過熱検出閾値ＴＨを設定する。ステップＳ１４の処理では、スイッチ温度Ｔｓｗと過熱検出閾値ＴＨとを比較し、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えたか否かを判定する。ステップＳ２６において、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下の場合、ステップＳ３０の処理である低電圧制御を実行する。

図１２は、本実施形態のタイミングチャートを示している。図１２に示す時刻ｔ２１で、モータ電流Ｉｍが増加する異常が発生し、この異常が継続する例を示している。時刻ｔ２１～ｔ２６は、先行実施形態（図１０参照）の時刻ｔ１１～ｔ１６に対応している。

時刻ｔ２２でスイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えると、スイッチ３０が強制オフされる。これにより、モータ電流Ｉｍが遮断され、スイッチ温度Ｔｓｗは下降する。時刻ｔ２３で、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下になると、スイッチ３０の強制オフが解除され、低電圧制御が実行される。これにより、印加電圧Ｖｍは、通常制御によって設定される値よりも低くなる。印加電圧Ｖｍは、切り替え前よりも低くなる。印加電圧Ｖｍが低くなるため、モータ電流Ｉｍも小さくなる。

異常が継続しているため、スイッチ温度Ｔｓｗは再び上昇し、時刻ｔ２４で、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超える。これにより、スイッチ３０が強制オフされる。モータ電流Ｉｍが遮断され、スイッチ温度Ｔｓｗは下降する。時刻ｔ２５で、スイッチ温度Ｔｓｗが再び復帰閾値ＴＬ以下になると、スイッチ３０の強制オフが解除され、低電圧制御が実行される。

異常が継続しているため、スイッチ温度Ｔｓｗは再び上昇し、時刻ｔ２６で、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超える。これにより、スイッチ３０が強制オフされる。時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間同様、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６までの時間においても、印加電圧Ｖｍが低くされ、モータ電流Ｉｍが小さくなる。

本実施形態では、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えることに基づく所定の切替条件を満たすと、制御部４２が、通常制御する場合よりも印加電圧Ｖｍが低くなるようにスイッチ３０の制御を切り替える。制御部４２は、通常制御から低電圧制御に切り替える。このように、制御部４２は、切替条件を満たすと、モータ１１の駆動を継続させつつ切替条件を満たす前よりもモータ１１への通電を抑制するように、スイッチ３０を制御する。したがって、切り替えにより、モータ１１の発熱を抑制することができる。以上より、モータ１１とは別体とされたモータ制御装置において、モータ１１の温度上昇を抑制することができる。

本実施形態でも、切替条件が、スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超える回数、すなわち過熱検出回数にひも付けられている。たとえば、過熱異常を複数回検出することを切替条件とすることもできる。低電圧制御に切り替えた後は、モータ１１の発熱を抑制することができる。

特に本実施形態では、過熱異常を１回検出すると、異常が継続する可能性があるため、通常制御から低電圧制御に切り替える。このように、過熱検出すると直ちに低電圧制御に切り替える。よって、異常が継続する場合、１回目の異常検出後の復帰から、低電圧制御がなされる。したがって、モータ１１の発熱を効果的に抑制することができる。すなわち、モータ１１の温度上昇を効果的に抑制することができる。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば開示は、実施形態において示された部品及び／又は要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品及び／又は要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品及び／又は要素の置き換え、又は組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

モータ制御装置１４が、ラジエータファン１０に適用される例を示したが、これに限定されない。モータ１１とは別体とされる構成において適用が可能である。

制御部４２を含む制御ＩＣ４０が、ＡＳＩＣとして構成される例を示したが、これに限定されない。モータ制御装置１４がマイコンを備える構成とし、マイコンに、制御ＩＣ４０の少なくとも一部の機能、たとえば制御部４２の少なくとも一部の機能を持たせてもよい。すなわち、制御部４２及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化されたひとつ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、コンピュータプログラムを実行するプロセッサとひとつ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成されたひとつ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

強制オフからの復帰条件を、スイッチ温度Ｔｓｗが復帰閾値ＴＬ以下となることとしたが、これに限定されない。スイッチ温度Ｔｓｗが過熱検出閾値ＴＨを超えてからの経過時間を復帰条件としてもよい。

過熱検出閾値ＴＨを２段階で切り替える例を示したが、これに限定されない。３段階以上の切り替えとしてもよい。

第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に切り替えた後は、第２閾値ＴＨ２を維持する例を示したが、これに限定されない。たとえば第２閾値ＴＨ２に切り替え後、所定の時間において過熱状態を検出しない場合に、第１閾値ＴＨ１に戻してもよい。また、強制オフが解除されたにも関わらず、スイッチ温度Ｔｓｗが上昇を示さない場合に、第１閾値ＴＨ１に戻してもよい。

制御部４２（過熱判定部４２ａ）が備えるコンパレータはひとつに限定されない。たとえば、過熱検出閾値と復帰閾値とで別のコンパレータとしてもよいし、温度閾値ごとにコンパレータを分けてもよい。

スイッチ３０がモータ１１に対してローサイドに配置される例を示したが、これに限定されない。スイッチ３０は、モータ１１の通電経路、換言すれば電力供給経路に設けられればよい。たとえばハイサイド側に設けてもよい。

１０…ラジエータファン、１１…モータ、１２…ブレード、１３…シュラウド、１３ａ…支持プレート、１３ｂ…カバー、１３ｃ…ステー、１４…モータ制御装置、１５…配線、１５ａ…電源側配線、１５ｂ…グランド側配線、１６…バッテリ、１７…ＥＣＵ、２０…＋Ｂ端子、２１…ＧＮＤ端子、２２…Ｍ＋端子、２３…Ｍ－端子、２４…ＳＩ端子、３０…スイッチ、３１…感温ダイオード、３２…半導体チップ、３３…回生素子、４０…制御ＩＣ、４１…温度検出部、４２…制御部、４２ａ…過熱判定部、４２ｂ…出力設定部、４３…入力処理部、４４…駆動部

Claims (7)

1. モータ（１１）を制御し、前記モータとは別体とされたモータ制御装置であって、
   前記モータの通電経路に設けられたスイッチ（３０）と、
   前記スイッチの温度を検出する温度検出部（３１，４１）と、
   前記スイッチのオンオフを制御し、前記温度検出部による検出温度が過熱検出閾値を超えると前記スイッチを強制的にオフさせ、所定の復帰条件を満たすと前記スイッチの強制オフを解除する制御部（４２）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記検出温度が前記過熱検出閾値を超えることに基づく所定の切替条件を満たすと、前記モータの駆動を継続させつつ前記切替条件を満たす前よりも前記モータへの通電を抑制するように、前記スイッチを制御するモータ制御装置。
2. 前記制御部は、
   設定可能な前記過熱検出閾値として、第１閾値と、前記第１閾値よりも温度が低い第２閾値と、を少なくとも有し、
   前記切替条件を満たすと、前記過熱検出閾値を、前記第１閾値から前記第２閾値に切り替える請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制御部は、前記検出温度が前記第１閾値を超えることを１回検出することで前記切替条件を満たすと、前記過熱検出閾値を、前記第１閾値から前記第２閾値に切り替える請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記モータへの印加電圧が所定電圧となるように前記スイッチのオンオフを制御し、
   前記切替条件を満たすと、前記所定電圧よりも前記モータへの印加電圧が低くなるように、前記スイッチの制御を切り替える請求項２又は請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記モータへの印加電圧が所定電圧となるように前記スイッチのオンオフを制御し、
   前記切替条件を満たすと、前記所定電圧よりも前記モータへの印加電圧が低くなるように、前記スイッチの制御を切り替える請求項１に記載のモータ制御装置。
6. 前記制御部は、前記検出温度が前記過熱検出閾値を超えることを１回検出することで前記切替条件を満たすと、前記所定電圧よりも前記モータへの印加電圧が低くなるように、前記スイッチの制御を切り替える請求項５に記載のモータ制御装置。
7. 前記モータから離れた位置で、前記モータを支持する支持部材に固定されている請求項１～６いずれか１項に記載のモータ制御装置。

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