JP2009240136A - モータ制御装置、及びモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】演算処理にて得たモータ発熱温度に基づいてモータの過熱保護を行うものであり、その演算処理が正常に行えない状況でもモータの過熱保護を確実に行うことができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置１０は、発熱温度検出部１４から出力された温度検出電圧が制御部１３による過熱保護制御が実施される第１温度（例えば１１０℃）より高い第２温度（例えば１２０℃）に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子（コンパレータ１６やトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２等）の出力特性変化に基づいて制御部１３とは独立してモータＭへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路１５を備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを焼損等から保護する過熱保護機能を備えたモータ制御装置、及びモータ制御方法に関するものである。

車両に搭載されるワイパモータは、ワイパを所定角度範囲で往復払拭動作させ、該ワイパによる往復払拭動作にて払拭面上の雨滴等を払拭させる構成となっているが、この払拭面上に積雪が生じこれを払拭する際、ワイパモータの負荷は増大する。積雪が多くなってくると、ワイパが積雪を払拭範囲外に押し退けることができず反転位置手前でその払拭動作が規制されてしまいワイパモータが強制的に停止されてしまうことがあり、これが長く続くとモータに過電流が流れ、やがて焼損に至ってしまう。そのため、このようなワイパモータには、モータ自身やその制御装置に過熱保護機能が備えられている。

例えば特許文献１にて示されている技術では、モータ内にバイメタル式の過熱保護素子が搭載されており、過電流が生じた際にその発熱で接点が離間することでモータへの電流供給を停止させるものである。しかしながら、バイメタル式の過熱保護素子は自身をモータ駆動電流が直接流れる構成のため、扱う駆動電流の電流値が大きくなる程、素子が大型化し、モータ内に搭載スペースを確保するのが困難となる。中でも、反転駆動式のワイパモータにおいては、リンクを用いる一方向回転式のワイパモータと比べてより大きな駆動電流が必要となるため、特に問題である。

この問題が生じない技術としては、例えば特許文献２にて示されている。特許文献２では、温度とともに抵抗値が変化し出力電圧が変化するサーミスタがモータの発熱温度を検出すべく用いられている。サーミスタの出力電圧の電圧値はマイコン内のＡ／Ｄ変換器にて２値化され、ＣＰＵでの演算にてモータ発熱温度が算出される。そして、このようにして算出したモータ発熱温度に基づいて、所定温度以上の過熱状態となった場合にモータへの電流供給を停止させれば、これ以上のモータの発熱を防止することが可能である。
特開平８−９６１３号公報 実開平５−２８９４６号公報

しかしながら、特許文献２のように、マイコンによるモータ制御を行うものにおいては、マイコンの暴走時等に的確なモータ制御を行えなくなる場合があり、モータが過熱状態となってもモータへの電流供給を停止できず、それ以上のモータの発熱を抑止できなくなる虞があった。

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、演算処理にて得たモータ発熱温度に基づいてモータの過熱保護を行うものであり、その演算処理が正常に行えない状況でもモータの過熱保護を確実に行うことができるモータ制御装置、及びモータ制御方法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、制御対象のモータの駆動に伴う発熱温度に応じた温度検出電圧を出力する発熱温度検出部と、前記モータの駆動制御を行うとともに、前記発熱温度検出部から出力される前記温度検出電圧の電圧値から演算によりモータ発熱温度を算出し、算出した前記モータ発熱温度に基づいて前記モータが所定の過熱状態となった場合に前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護制御を行う制御部とを備えたモータ制御装置であって、前記発熱温度検出部から出力される前記温度検出電圧が、前記制御部による前記過熱保護制御が実施される第１温度より高い第２温度に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子の出力特性変化に基づいて前記制御部とは独立して前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路動作を行う過熱保護回路を備えたことをその要旨とする。

この発明では、過熱保護回路を設けたことにより、発熱温度検出部から出力された温度検出電圧が、制御部による過熱保護制御が実施される第１温度より高い第２温度に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子の出力特性変化に基づいて制御部とは独立してモータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路動作が行われる。これにより、制御部によるソフト的な過熱保護がその制御部の暴走等にて効かなくなった場合に、制御部とは独立した過熱保護回路によるハード的な過熱保護が行われるため、モータの過熱保護を確実に行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記制御部は、前記過熱保護制御を実施した際に、前記モータ発熱温度が前記第１温度より低い第３温度以下に低下するまでその過熱保護制御を継続することをその要旨とする。

この発明では、制御部は、過熱保護制御を実施した際に、モータ発熱温度がその過熱保護制御が実施される第１温度より低い第３温度以下に低下するまでその過熱保護制御を継続する。つまり、過熱保護制御にヒステリシスを持たせることで、確実にモータ発熱温度を低下させ次のモータの駆動時にある程度の連続駆動を確保できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ制御装置において、前記過熱保護回路は、前記温度検出電圧と閾値電圧との比較に基づいて前記温度検出電圧が前記第２温度に相当する電圧より高くなると出力信号の論理を変化させるコンパレータと、前記コンパレータの出力信号の論理の変化に基づいて前記モータへの電流供給経路を遮断するスイッチ素子とを備えてなることをその要旨とする。

この発明では、過熱保護回路は、温度検出電圧と閾値電圧との比較に基づいて温度検出電圧が第２温度に相当する電圧より高くなると出力信号の論理を変化させるコンパレータと、コンパレータの出力信号の論理の変化に基づいてモータへの電流供給経路を遮断するスイッチ素子とを備えてなる。つまり、過熱保護回路をコンパレータとスイッチ素子とを用いた簡単な回路にて構成できる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のモータ制御装置において、前記過熱保護回路は、前記過熱保護回路動作を行った際に、前記モータ発熱温度が通常作動できる温度となっても前記モータへの駆動電流の供給停止状態を維持するように前記閾値電圧の電圧値を変更する閾値電圧変更部を備えてなることをその要旨とする。

この発明では、過熱保護回路に閾値電圧変更部を備えることで、過熱保護回路動作を行った際に、モータ発熱温度が通常作動できる温度となってもモータへの駆動電流の供給停止状態を維持するように閾値電圧の電圧値が変更される。つまり、過熱保護回路によるハード的な過熱保護が行われるということは、制御部によるソフト的な過熱保護がその制御部の暴走等にて効かなくなったことを意味するため、外部から閾値電圧を通常時の電圧値に復帰させるといった何らかのリセット処理を必要とする構成とすることで、過熱保護回路によるハード的な過熱保護が繰り返し行われることを防止できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、制御対象は、車両のワイパモータであることをその要旨とする。
この発明では、モータ制御装置の制御対象が車両のワイパモータであり、このワイパモータでは例えば払拭面上の積雪等の異物載置によりワイパの払拭動作が妨げられ、これによりモータ駆動電流が過大となってモータ発熱温度が大きく上昇する場合がしばしばあるため、上記のような過熱保護機能を有する意義は大きい。

請求項６に記載の発明は、制御対象のモータの駆動に伴う発熱温度を検出し、該発熱温度に応じた温度検出電圧の電圧値から演算によりモータ発熱温度を算出し、算出した前記モータ発熱温度に基づいて前記モータが所定の過熱状態となった場合に前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護制御を行うモータ制御方法であって、前記温度検出電圧が、前記過熱保護制御が実施される第１温度より高い第２温度に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子の出力特性変化に基づいて前記過熱保護制御とは独立して前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路動作を行うようにしたことをその要旨とする。

この発明では、上記請求項１と同様に、制御部によるソフト的な過熱保護がその制御部の暴走等にて効かなくなった場合に、制御部とは独立した過熱保護回路によるハード的な過熱保護が行われるため、モータの過熱保護を確実に行うことが可能となる。

本発明によれば、演算処理にて得たモータ発熱温度に基づいてモータの過熱保護を行うものであり、その演算処理が正常に行えない状況でもモータの過熱保護を確実に行うことができるモータ制御装置、及びモータ制御方法を提供することができる。

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は、ワイパモータＭを制御するモータ制御装置１０の電気的構成図である。ワイパモータＭは、車両のフロントガラス１を払拭するワイパ２を所定角度範囲で往復払拭動作させ、該ワイパ２による往復払拭動作にて該ガラス１の払拭面１ａ上の雨滴等を払拭させるものである。ワイパモータＭは、モータ制御装置１０にて反転駆動制御され、この反転駆動に基づいてワイパ２を往復払拭させている。

モータ制御装置１０は、ワイパモータＭに供給する駆動電力を車載バッテリ（図示略）から生成するモータ駆動部１１を有している。モータ駆動部１１は、ＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を４個用いたＨブリッジ回路で構成され、プラス側電源端子がバッテリ電源＋Ｂの供給を受ける電源線Ｌ０に接続され、マイナス側電源端子がシャント抵抗Ｒ０を介してグランドＧＮＤ（車体アース）に接続される。各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４は、ゲートが抵抗Ｒ１〜Ｒ４を介して駆動信号出力部（プリドライバＩＣ）１２の出力端子にそれぞれ接続されており、該ゲートに入力される駆動信号出力部１２からの駆動信号に基づいて正転又は逆転駆動用の組毎にオンオフされて、ワイパモータＭに正逆転のための駆動電力を生成するようになっている。また正逆転駆動に加え、ワイパモータＭの速度制御やトルク制御を行うべく、各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４はＰＷＭ制御が行われる。駆動信号を出力する駆動信号出力部１２は、入力端子が抵抗Ｒ５を介して制御部１３に接続されており、該制御部１３からの制御信号の入力に基づいてその駆動信号を出力している。

制御部１３は、図示しないがＡ／Ｄ変換器やＣＰＵ等を備えてなるマイコンにて構成されている。制御部１３には、発熱温度検出部１４からワイパモータＭの発熱温度に応じた温度検出電圧が入力されている。発熱温度検出部１４は、５Ｖの直流電圧が印加される電源線Ｌ１とグランドＧＮＤとの間に直列に接続される抵抗Ｒ１０とサーミスタＲｔｈとで構成されている。サーミスタＲｔｈは、ＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor ）よりなり、周囲温度が高くなるに連れて抵抗値が低くなる特性を有している。従って、サーミスタＲｔｈの周囲温度が高くなると、該サーミスタＲｔｈの抵抗値が低くなってノードＮ１の電位が次第に低くなり、このように変化するノードＮ１の電位が温度検出電圧として制御部１３に入力される。

このサーミスタＲｔｈは、ワイパモータＭの発熱（主として巻線温度）と相関関係のあるモータ駆動電流の流れる前記モータ駆動部１１のシャント抵抗Ｒ０付近に設置されている。つまり、モータ駆動電流が増大するとワイパモータＭの発熱が増大するため、該駆動電流の増大により同様に発熱が増大するシャント抵抗Ｒ０を検出対象としている。そして、モータ駆動電流の増大によりシャント抵抗Ｒ０の発熱が増大すると、サーミスタＲｔｈの周囲温度が高くなりこれに伴いサーミスタＲｔｈの抵抗値が低くなって、ノードＮ１から出力される温度検出電圧が低くなるようになっている。

制御部１３は、上記した図示略のＡ／Ｄ変換器で温度検出電圧の電圧値を２値化し、ＣＰＵでの演算にてワイパモータＭの発熱温度（モータ発熱温度）を算出している。制御部１３は、算出したモータ発熱温度が第１温度Ｂ（例えば１１０℃）以下においては、該モータ発熱温度が通常範囲内と判定し、通常のワイパ動作を行うための制御信号を駆動信号出力部１２に出力する。駆動信号出力部１２は、その制御信号に基づく駆動信号を各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４に出力してオンオフさせ、ワイパモータＭを通常動作させる。

一方、温度検出電圧に基づくモータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）より高くなると、制御部１３は、ワイパモータＭが中度の過熱状態以上になったと判定し、ワイパ動作を停止させるための制御信号を駆動信号出力部１２に出力する。駆動信号出力部１２は、各スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をオフさせ、ワイパモータＭへの駆動電流の供給を停止しその駆動を停止させる。

つまり、払拭面１ａ上に載置される積雪等の異物がワイパ２の通常払拭動作を妨げ、該ワイパが反転位置手前でその払拭動作が規制されてしまった場合に、ワイパモータＭに流れるモータ駆動電流が過電流となり、モータ発熱温度が上昇する。制御部１３は、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）より高くなることでワイパモータＭが中度の過熱状態以上になったと判定すると、モータＭへの駆動電流の供給を停止してモータ発熱温度を低下させ、該モータＭの焼損を未然に防止する過熱保護制御を行うようになっている。

尚、このようにワイパモータＭが中度過熱状態以上である旨の判定が一旦なされた場合、制御部１３は、温度検出電圧に基づくモータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）より低い第３温度Ｃ（例えば１００℃）以下に低下するまで、ワイパモータＭへの駆動電流を停止し駆動停止状態を継続するようにヒステリシスを持たせている。

また、モータ制御装置１０には、制御部１３によるソフト的な過熱保護制御の他に、制御部１３の制御によらないハード的な過熱保護回路動作を行う過熱保護回路１５が別途備えられている。

詳述すると、過熱保護回路１５には判定切替部１５ａが備えられ、該判定切替部１５ａを構成するコンパレータ１６のプラス側入力端子は、前記発熱温度検出部１４を構成する抵抗Ｒ１０とサーミスタＲｔｈとの間のノードＮ１と接続され、該入力端子にはノードＮ１で生じる温度検出電圧が印加される。コンパレータ１６のマイナス側入力端子には、閾値電圧生成部１５ｂにて生成される閾値電圧が印加される。閾値電圧生成部１５ｂは、５Ｖの直流電圧が印加される電源線Ｌ１とグランドＧＮＤとの間に直列に接続される２個の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で構成されている。コンパレータ１６のマイナス側入力端子は、各抵抗Ｒ１１，Ｒ１２間のノードＮ２と接続され、該入力端子にはノードＮ２の電位が閾値電圧として印加される。この抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の抵抗値は、前記第１温度Ｂ（１１０℃）より高い第２温度Ａ（例えば１２０℃）に相当する閾値電圧が生じるような抵抗値に設定されている。

コンパレータ１６は、一対の電源端子が５Ｖの直流電圧が印加される電源線Ｌ１とグランドＧＮＤとにそれぞれ接続されている。そして、コンパレータ１６は、温度検出電圧と閾値電圧とを比較し、該温度検出電圧が閾値電圧以下、即ちモータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）以下においては、Ｈレベルの出力信号を出力する。モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）以下、その中でも第１温度Ｂ（１１０℃）以下では通常範囲内であり、また第１温度Ｂ（１１０℃）より高く第２温度Ａ（１２０℃）以下では中度の過熱状態を意味し、コンパレータ１６の出力信号はＨレベルとなる。一方、温度検出電圧が閾値電圧を越え、即ちモータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）より高くなると、コンパレータ１６は、出力信号をＬレベルとする（内部において出力端子をグランドＧＮＤに接続）。コンパレータ１６のＬレベルの出力信号は、モータ発熱温度が高度の過熱状態を意味する。

コンパレータ１６の出力端子は、５Ｖの直流電圧が印加される電源線Ｌ１に抵抗Ｒ１３を介して接続されるとともに、ＮＰＮトランジスタＴｒ１１のベースに抵抗Ｒ１４を介して接続されている。トランジスタＴｒ１１のコレクタは、５Ｖの直流電圧が印加される電源線Ｌ１に抵抗Ｒ１５を介して接続されるとともにＮＰＮトランジスタＴｒ１２のベースに接続され、エミッタはグランドＧＮＤに接続されている。トランジスタＴｒ１２のコレクタは、前記制御部１３から制御信号が入力される前記駆動信号出力部１２の入力端子、及び前記モータ駆動部１１の低電位側の２個のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のゲートにダイオードＤ１〜Ｄ３を介してそれぞれ接続され、エミッタはグランドＧＮＤに接続されている。

また、コンパレータ１６の出力端子は、前記制御部１３に抵抗Ｒ１６を介して接続されるとともに、閾値電圧変更部１５ｃを構成するＰＮＰトランジスタＴｒ１３のベースに抵抗Ｒ１７を介して接続されている。トランジスタＴｒ１３のエミッタは、５Ｖの直流電圧が印加される電源線Ｌ１に接続されるとともに、抵抗Ｒ１８を介してベースに接続され、コレクタは前記閾値電圧生成部１５ｂを構成する各抵抗Ｒ１１，Ｒ１２間のノードＮ２に抵抗Ｒ１９を介して接続されている。このような構成の過熱保護回路１５は、上記したモータ駆動部１１、駆動信号出力部（プリドライバＩＣ）１２、制御部１３、及び発熱温度検出部１４とともに１つの回路基板（図示略）上に構成されている。

そして、このような構成の過熱保護回路１５は、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）より高くなり、制御部１３による過熱保護制御（ワイパモータＭの停止制御）が行えなかった等して第２温度Ａ（１２０℃）よりも高くなることで作動する。

即ち、第２温度Ａ（１２０℃）以下では、判定切替部１５ａのコンパレータ１６からＨレベルの出力信号が出力されており、トランジスタＴｒ１１がオン、トランジスタＴｒ１２がオフしている。これにより、制御部１３から制御信号が入力される駆動信号出力部１２の入力端子、及び、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のゲートはそれぞれグランドＧＮＤに接続されず、駆動信号出力部１２への制御信号の入力が可能、駆動信号出力部１２からスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４への駆動信号の出力が可能となっている。つまり、制御部１３による駆動信号出力部１２及びモータ駆動部１１を介したワイパモータＭの制御が可能となっている。

尚、コンパレータ１６の出力信号がＨレベルであることから、閾値電圧変更部１５ｃのトランジスタＴｒ１３がオフしており、閾値電圧生成部１５ｂの抵抗Ｒ１１，Ｒ１２のみの分圧にてコンパレータ１６に供給する閾値電圧が生成されている。また、このコンパレータ１６の出力信号は制御部１３にも出力している。

一方、払拭面１ａ上に載置される積雪等の異物がワイパ２の通常払拭動作を妨げて該ワイパが反転位置手前でその払拭動作が規制されてしまい、更にマイコンよりなる制御部１３の暴走等により上記した過熱保護制御が行えなかった場合、モータ発熱温度が上昇し、やがて第２温度Ａ（１２０℃）より高くなる。すると、過熱保護回路１５では、制御部１３による過熱保護制御が行えなかったとし、コンパレータ１６の出力信号がＨレベルからＬレベルに切り替わり、トランジスタＴｒ１１がオフ、トランジスタＴｒ１２がオンに切り替わる。

これにより、制御部１３から制御信号が入力される駆動信号出力部１２の入力端子がグランドＧＮＤに接続されるとともに、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のゲートがグランドＧＮＤに接続され、該スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４がオフに固定される。つまり、過熱保護回路１５は、このようにモータＭへの駆動電流の供給を停止してモータ発熱温度を低下させ、該モータＭを制御部１３によらないハード的な過熱保護回路動作を行うようになっている。

尚、コンパレータ１６の出力信号がＬレベルになると、閾値電圧変更部１５ｃのトランジスタＴｒ１３がオンし、並列接続となった抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１９の合成抵抗と抵抗Ｒ１２との分圧でコンパレータ１６に供給する閾値電圧が生成される。従って、閾値電圧を生成するノードＮ２の電位は上昇し、本実施形態では、モータ発熱温度が低下して第１温度Ｂ（１１０℃）以下の通常範囲内に復帰したとしても、過熱保護回路１５による過熱保護回路動作が一旦なされた場合には、コンパレータ１６の出力信号がＬレベルのまま維持されるような抵抗Ｒ１９の抵抗値に設定されており、制御部１３によるワイパモータＭの制御が不能な状態まま維持されるようになっている。そして、これ以降は、制御部１３によるワイパモータＭの通常制御を行うには、外部からトランジスタＴｒ１３をオフとするリセット処理を行う必要があり、本実施形態では、そのトリガとして車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）をオフからオンに切り替えることでそのリセット処理が可能に構成されている。

次に、本実施形態におけるモータ制御装置１０の過熱保護機能について図２の動作フローを用いて説明する。
ステップＳ１では、発熱温度検出部１４にてモータ発熱温度が検出され、ステップＳ２では、モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）より高いか否かが過熱保護回路１５（コンパレータ１６）にて判定される。モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）以下の場合、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）より高いか否かが制御部１３（マイコン）にて判定される。モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）以下の場合では、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、モータ発熱温度が第３温度Ｃ（例えば１００℃）より高いか否かが制御部１３（マイコン）にて判定される。モータ発熱温度が第３温度Ｃ（例えば１００℃）以下の場合では、ステップＳ５に進み、制御部１３によるワイパモータＭの通常制御が行われる。

また、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）以下で第３温度Ｃ（例えば１００℃）より高い場合においても、制御部１３による過熱保護制御が現在行われていないことを条件に、制御部１３によるワイパモータＭの通常制御が行われる。

即ち、ステップＳ３において、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）より高くなるとステップＳ６に進み、モータ発熱温度を低下させるべく、制御部１３による過熱保護制御が行われてワイパモータＭへの駆動電流の供給が停止される（ワイパモータＭ停止）。モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）以下に低下するが第３温度Ｃ（例えば１００℃）より高い場合、ステップＳ４からステップＳ７に進み、現在、制御部１３による過熱保護制御が行われているかが判定される。過熱保護制御が現在行われていなければ、ステップＳ５に進み、制御部１３によるワイパモータＭの通常制御が行われる。

一方、制御部１３による過熱保護制御中であれば、ステップＳ８に進み、ワイパモータＭへの駆動電流の供給の停止が継続される。つまり、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）よりも一旦高くなり制御部１３による過熱保護制御が行われると、モータ発熱温度が第３温度Ｃ（例えば１００℃）以下となるまで制御部１３によるワイパモータＭの通常制御が行えないようにヒステリシスを持たせてあり、確実にモータ発熱温度を低下させ次のワイパモータＭの駆動時にある程度の連続駆動を確保できるようになっている。

前記ステップＳ２において、モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）より高くなると、過熱保護回路１５（コンパレータ１６）が作動し、ステップＳ９に進む。即ち、モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）よりも高くなるということは、マイコンよりなる制御部１３に何らかの異常が発生し、該制御部１３によるソフト的な過熱保護制御がなされていないことが考えられることから、過熱保護回路１５（コンパレータ１６）によるハード的な過熱保護回路動作が行われる。過熱保護回路１５（コンパレータ１６）が作動すると、モータ駆動部１１のスイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のゲートがグランドＧＮＤに接続され、該スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４がオフとなる。これにより、モータＭへの駆動電流の供給が停止され、モータ発熱温度の低下が図られる。

そして、このように過熱保護回路１５によるハード的な過熱保護回路動作が行われると、ステップＳ１０に進み、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）をオフからオンに切り替える操作を行わないと、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）や第３温度Ｃ（例えば１００℃）以下となっても、制御部１３によるワイパモータＭの通常制御が行えないようになっている。

因みに、このようなモータ制御装置１０の過熱保護機能において、制御部１３によるソフト的な過熱保護が効いたモータ発熱温度の変化は、図３に実線にて示すように、ワイパモータＭの負荷が増大してモータ発熱温度が上昇すると、第１温度Ｂ（１１０℃）にてワイパモータＭへの駆動電流の供給を停止してモータ発熱温度の低下が図られ、第３温度Ｃ（１００℃）以下となるまでこれを継続し、第３温度Ｃ（１００℃）以下になるとワイパモータＭの通常制御が可能となって該モータＭへの駆動電流の供給が再開されるというように、第１温度Ｂ（１１０℃）と第３温度Ｃ（１００℃）との間で繰り返す変化となる。

一方、モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）まで上昇すると、制御部１３によるソフト的な過熱保護が効いていないことから、過熱保護回路１５によるハード的な過熱保護が作動する。モータ発熱温度が第２温度Ａ（１２０℃）よりも高くなると、過熱保護回路１５は直接的にワイパモータＭへの駆動電流の供給を停止し、モータ発熱温度の低下が図られる。この過熱保護回路１５によるハード的な過熱保護がなされた場合には、モータ発熱温度が第１温度Ｂ（１１０℃）や第３温度Ｃ（例えば１００℃）以下に低下しても、イグニッションスイッチ（ＩＧ）をオフからオンに切り替える操作を行わないと、ワイパモータＭの通常制御が行えないために該モータＭへの駆動電流の供給がなされず、モータ発熱温度が低下の一途を辿る変化となる。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態のモータ制御装置１０には、ソフト的な過熱保護を行う制御部１３とは別にハード的な過熱保護を行う過熱保護回路１５が備えられている。そして、発熱温度検出部１４から出力された温度検出電圧が、制御部１３による過熱保護制御が実施される第１温度Ｂ（１１０℃）より高い第２温度Ａ（１２０℃）に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子（コンパレータ１６やトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２等）の出力特性変化に基づいて制御部１３とは独立してモータＭへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路動作が行われる。これにより、制御部１３によるソフト的な過熱保護がその制御部１３の暴走等にて効かなくなった場合に、制御部１３とは独立した過熱保護回路１５によるハード的な過熱保護が行われるため、モータＭの過熱保護を確実に行うことができる。特に、本実施形態のようなワイパモータＭでは、例えば払拭面１ａ上の積雪等の異物載置によりワイパ２の払拭動作が妨げられ、これによりモータ駆動電流が過大となってモータ発熱温度が大きく上昇する場合がしばしばあるため、このような過熱保護機能を有する意義は大きい。

（２）本実施形態の制御部１３は、過熱保護制御を実施した際に、モータ発熱温度がその過熱保護制御が実施される第１温度Ｂ（１１０℃）より低い第３温度Ｃ（１００℃）以下に低下するまでその過熱保護制御を継続する。つまり、過熱保護制御にヒステリシスを持たせることで、確実にモータ発熱温度を低下させ次のワイパモータＭの駆動時にある程度の連続駆動を確保することができる。

（３）本実施形態の過熱保護回路１５は、発熱温度検出部１４からの温度検出電圧と閾値電圧生成部１５ｂで生成された閾値電圧との比較に基づいて、温度検出電圧が第２温度Ａ（１２０℃）に相当する電圧より高くなると出力信号の論理を変化させるコンパレータ１６と、コンパレータ１６の出力信号の論理の変化に基づいてワイパモータＭへの電流供給経路を遮断するスイッチ素子としてのトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２とを備えてなる。つまり、過熱保護回路１５をコンパレータ１６とトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２とを用いた簡単な回路にて構成することができる。

（４）本実施形態の過熱保護回路１５には閾値電圧変更部１５ｃが備えられ、過熱保護回路１５による過熱保護回路動作を行った際に、モータ発熱温度が通常作動できる第１温度Ｂ（１１０℃）や第３温度Ｃ（１００℃）以下の温度となってもワイパモータＭへの駆動電流の供給停止状態を維持するように閾値電圧の電圧値が変更される。つまり、過熱保護回路１５によるハード的な過熱保護が行われるということは、制御部１３によるソフト的な過熱保護がその制御部１３の暴走等にて効かなくなったことを意味するため、本実施形態のようにイグニッションスイッチをオフからオンに切り替えるといった外部から何らかのリセット処理を必要とする構成とすることで、過熱保護回路１５によるハード的な過熱保護が繰り返し行われることを防止することができる。

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、モータ駆動部１１をスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のＨブリッジ回路で構成したが、ブリッジ回路以外の駆動回路で構成してもよい。

・上記実施形態では、過熱保護回路１５を判定切替部１５ａ、閾値電圧生成部１５ｂ、及び閾値電圧変更部１５ｃで構成したが、例えば閾値電圧変更部１５ｃを省略する等、適宜変更してもよい。また、個々の回路部の構成も適宜変更してもよい。

例えば、判定切替部１５ａでは、ワイパモータＭへの電流供給経路を遮断するスイッチ素子としてトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２を用いたが、このトランジスタを１個としてもよい。また、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２はバイポーラトランジスタを用いているが、ＭＯＳＦＥＴ等のその他の半導体スイッチ素子を用いてもよい。また、半導体スイッチ素子以外で、リレー等を用いてもよい。また、判定切替部１５ａは、モータ駆動部１１のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４をオフさせてワイパモータＭへの電流供給経路を遮断したが、電流供給経路上にスイッチ素子を別途設け、該スイッチ素子を切り替える構成としてもよい。

また、過熱保護回路１５にて過熱保護が行われた際、閾値電圧変更部１５ｃにて判定切替部１５ａのコンパレータ１６に入力する閾値電圧を変更してコンパレータ１６の出力信号を固定するようにしたが、例えば閾値電圧を変更せず、過熱保護回路１５にて過熱保護が行われた旨の信号（電圧）をコンパレータ１６の入力又は出力に加味してコンパレータ１６の出力信号を固定するようにしてもよい。

また、過熱保護回路１５にて過熱保護が行われた際、イグニッションスイッチをオフからオンに切り替え操作することで、制御部１３によるモータＭの通常制御を許可する構成としたが、これに限定されるものではなく、これ以外の操作に適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、制御部１３による過熱保護制御において、モータ発熱温度が第１温度Ｂとなって過熱保護を効かせた場合に、その第１温度Ｂより低い第３温度Ｃ以下となるまで通常制御ができないというヒステリシスを持たせたが、ヒステリシスを持たせなくてもよい。

・上記実施形態では、サーミスタＲｔｈにＮＴＣサーミスタを用いたが、周囲温度が高くなるに連れて抵抗値が高くなるＰＴＣサーミスタ（Positive Temperature Coefficient Thermistor ）を用いてもよい。また、その他の感温素子を用いてもよい。

・上記実施形態では、ワイパモータＭの制御に適用したが、その他のモータ制御に適用してもよい。

本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 モータ制御装置の過熱保護機能を説明するための動作フロー図である。 過熱保護によるモータ発熱温度上昇時の温度変化を示す波形図である。

符号の説明

１０…モータ制御装置、１３…制御部、１４…発熱温度検出部、１５…過熱保護回路、１５ｃ…閾値電圧変更部、１６…コンパレータ、Ｍ…ワイパモータ（モータ）、Ｔｒ１１，Ｔｒ１２…トランジスタ（スイッチ素子）、Ａ…第２温度、Ｂ…第１温度、Ｃ…第３温度。

Claims (6)

1. 制御対象のモータの駆動に伴う発熱温度に応じた温度検出電圧を出力する発熱温度検出部と、
   前記モータの駆動制御を行うとともに、前記発熱温度検出部から出力される前記温度検出電圧の電圧値から演算によりモータ発熱温度を算出し、算出した前記モータ発熱温度に基づいて前記モータが所定の過熱状態となった場合に前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護制御を行う制御部と
   を備えたモータ制御装置であって、
   前記発熱温度検出部から出力される前記温度検出電圧が、前記制御部による前記過熱保護制御が実施される第１温度より高い第２温度に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子の出力特性変化に基づいて前記制御部とは独立して前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路動作を行う過熱保護回路を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記制御部は、前記過熱保護制御を実施した際に、前記モータ発熱温度が前記第１温度より低い第３温度以下に低下するまでその過熱保護制御を継続することを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１又は２に記載のモータ制御装置において、
   前記過熱保護回路は、
   前記温度検出電圧と閾値電圧との比較に基づいて前記温度検出電圧が前記第２温度に相当する電圧より高くなると出力信号の論理を変化させるコンパレータと、
   前記コンパレータの出力信号の論理の変化に基づいて前記モータへの電流供給経路を遮断するスイッチ素子と
   を備えてなることを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項３に記載のモータ制御装置において、
   前記過熱保護回路は、前記過熱保護回路動作を行った際に、前記モータ発熱温度が通常作動できる温度となっても前記モータへの駆動電流の供給停止状態を維持するように前記閾値電圧の電圧値を変更する閾値電圧変更部を備えてなることを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
   制御対象は、車両のワイパモータであることを特徴とするモータ制御装置。
6. 制御対象のモータの駆動に伴う発熱温度を検出し、該発熱温度に応じた温度検出電圧の電圧値から演算によりモータ発熱温度を算出し、算出した前記モータ発熱温度に基づいて前記モータが所定の過熱状態となった場合に前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護制御を行うモータ制御方法であって、
   前記温度検出電圧が、前記過熱保護制御が実施される第１温度より高い第２温度に相当する電圧に到達すると、その温度検出電圧の変化に伴う回路素子の出力特性変化に基づいて前記過熱保護制御とは独立して前記モータへの駆動電流の供給を停止する過熱保護回路動作を行うようにしたことを特徴とするモータ制御方法。

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