特許 6205521 制御方法、及び制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6205521

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】制御方法、及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 7/06 20060101AFI20170914BHJP

【ＦＩ】

   H02P7/06 G

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-502738(P2017-502738)

(86)(22)【出願日】2016年8月25日

(86)【国際出願番号】JP2016074811

【審査請求日】2017年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】夏木 亮

(72)【発明者】

【氏名】寺島 宏次

【審査官】 田村 惠里加

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３１１６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７６９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２２８５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ７／００，７／０３−７／３４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムを制御する制御装置が実行する制御方法であって、
前記モータと前記スイッチ素子との間の電圧を検出するモータ電圧検出ステップと、
前記モータ電圧検出ステップによって検出された検出電圧が、第１閾値以上になってからの所定の期間内に、当該検出電圧が、前記第１閾値より大きい第２閾値以上になったか否かに基づいて、前記検出電圧が、前記スイッチ素子の異常によるものか、外力により前記モータの回転軸が回転した起電力によるものかを判定する判定ステップと
を含む制御方法。

【請求項2】

前記判定ステップにおいて、前記検出電圧が前記所定の期間内に前記第２閾値以上になった場合に、前記検出電圧が前記スイッチ素子の異常によるものであると判定し、前記検出電圧が前記所定の期間内に前記第２閾値に達していない場合に、前記検出電圧が外力により前記モータの回転軸が回転した起電力によるものであると判定する
請求項１に記載の制御方法。

【請求項3】

前記直流電源の電圧を検出する電源電圧検出ステップと、
前記電源電圧検出ステップによって検出された電源電圧に基づいて、前記スイッチ素子が異常であるか否かを判定するための前記第２閾値を設定する閾値設定ステップと
を含む請求項１又は請求項２に記載の制御方法。

【請求項4】

前記所定の期間は、前記モータの回転軸に最大外力が掛かった際の前記モータの起電力特性に基づいて定められる
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御方法。

【請求項5】

前記第２閾値及び前記直流電源の電圧より高く、前記直流電源の出力が正常であると判定される第３閾値が定められており、
前記判定ステップにおいて、前記所定の期間内に、前記検出電圧が、前記第２閾値以上、且つ、前記第３閾値以下になった場合に、前記スイッチ素子が異常であると判定する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御方法。

【請求項6】

直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムを制御する制御装置であって、
前記モータと前記スイッチ素子との間の電圧を検出するモータ電圧検出部と、
前記モータ電圧検出部によって検出された検出電圧が、第１閾値以上になってからの所定の期間内に、当該検出電圧が、前記第１閾値より大きい第２閾値以上になったか否かに基づいて、前記検出電圧が、前記スイッチ素子の異常によるものか、外力により前記モータの回転軸が回転した起電力によるものかを判定する判定部と
を備える制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御方法、及び制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、バッテリなどの直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムが普及している。このようなモータ駆動システムを制御する技術として、スイッチ素子とモータとの間の電圧を検出し、検出した検出電圧に基づいて、スイッチ素子の異常（例えば、短絡故障など）を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２９８９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、例えば、車両を後退させるためのモータ駆動システムのように、モータの回転軸に車輪などが接続され外力が掛かる場合には、坂道などに停車した後に、重力等によって車輪が回転するとモータに起電力が発生する。そのため、上述した従来技術では、この起電力の発生により検出電圧が変化するため、例えば、車両が坂道などに停車した後に、重力等の外力により車輪が回転した場合と、スイッチ素子の異常である場合とを区別することが困難であった。すなわち、上述した従来技術では、検出電圧が、モータの回転軸に加えられた外力による起電力によるものか、スイッチ素子の異常によるものかを区別できずに、スイッチ素子の異常を正確に判定できない場合があった。

【0005】

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子の異常を正確に判定することができる制御方法、及び制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムを制御する制御装置が実行する制御方法であって、前記モータと前記スイッチ素子との間の電圧を検出するモータ電圧検出ステップと、前記モータ電圧検出ステップによって検出された検出電圧が、第１閾値以上になってからの所定の期間内に、当該検出電圧が、前記第１閾値より大きい第２閾値以上になったか否かに基づいて、前記検出電圧が、前記スイッチ素子の異常によるものか、外力により前記モータの回転軸が回転した起電力によるものかを判定する判定ステップとを含む制御方法である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上記の制御方法において、前記判定ステップにおいて、前記検出電圧が前記所定の期間内に前記第２閾値以上になった場合に、前記検出電圧が前記スイッチ素子の異常によるものであると判定し、前記検出電圧が前記所定の期間内に前記第２閾値に達していない場合に、前記検出電圧が外力により前記モータの回転軸が回転した起電力によるものであると判定するようにしてもよい。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記の制御方法において、前記直流電源の電圧を検出する電源電圧検出ステップと、前記電源電圧検出ステップによって検出された電源電圧に基づいて、前記スイッチ素子が異常であるか否かを判定するための前記第２閾値を設定する閾値設定ステップとを含むようにしてもよい。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記の制御方法において、前記所定の期間は、前記モータの回転軸に最大外力が掛かった際の前記モータの起電力特性に基づいて定められるようにしてもよい。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記の制御方法において、前記第２閾値及び前記直流電源の電圧より高く、前記直流電源の出力が正常であると判定される第３閾値が定められており、前記判定ステップにおいて、前記所定の期間内に、前記検出電圧が、前記第２閾値以上、且つ、前記第３閾値以下になった場合に、前記スイッチ素子が異常であると判定するようにしてもよい。

【0011】

また、本発明の一態様は、直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムを制御する制御装置であって、前記モータと前記スイッチ素子との間の電圧を検出するモータ電圧検出部と、前記モータ電圧検出ステップによって検出された検出電圧が、第１閾値以上になってからの所定の期間内に、当該検出電圧が、前記第１閾値より大きい第２閾値以上になったか否かに基づいて、前記検出電圧が、前記スイッチ素子の異常によるものか、外力により前記モータの回転軸が回転した起電力によるものかを判定する判定部とを備える制御装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムにおいて、制御装置は、モータとスイッチ素子との間の電圧を検出した検出電圧が、第１閾値以上になってからの所定の期間内に、当該検出電圧が、第１閾値より大きい第２閾値以上になったか否かに基づいて、当該検出電圧が、スイッチ素子の異常によるものか、外力によりモータの回転軸が回転した起電力によるものかを判定する。これにより、検出電圧がモータの回転軸に加えられた外力による起電力によるものか、スイッチ素子の異常によるものかを区別できるため、外力によりモータが回転した場合をスイッチ素子の異常であると誤検出することを防止することができ、スイッチ素子の異常を正確に判定できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態によるモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態における制御装置によるリレースイッチの異常判定処理の一例を説明する図である。

【図3】第１の実施形態における制御装置によるリレースイッチの異常判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施形態における制御装置によるリレースイッチの異常判定処理の一例を説明する図である。

【図5】第２の実施形態における制御装置によるリレースイッチの異常判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】第３の実施形態によるモータ駆動システムの一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の一実施形態による制御装置、及び制御方法について、図面を参照して説明する。

【0015】

［第１の実施形態］
図１に示すように、モータ駆動システム１は、直流電源１１と、リレースイッチ１２と、抵抗（１３、１５）と、モータ１４と、放電スイッチ１６と、制御装置２０とを備える。本実施形態において、モータ駆動システム１は、一例として、車両（例えば、オートバイなど）をモータ１４により後退させるための駆動システムとして説明する。

【0016】

直流電源１１は、例えば、バッテリなどの蓄電池であり、モータ１４を駆動するための直流電力を供給する。直流電源１１は、電源供給線であるノードＮ１を介して、リレースイッチ１２に接続されている。

【0017】

リレースイッチ１２（スイッチ素子の一例）は、モータ１４を駆動する電力の供給を制御するスイッチであり、直流電源１１と、抵抗１３との間に接続されている。リレースイッチ１２は、制御装置２０から出力される制御信号により、オン状態（導通状態）と、オフ状態（非導通状態）とが切り替えられる。

【0018】

抵抗１３は、リレースイッチ１２とモータ１４との間に接続され、リレースイッチ１２を介して直流電源１１からの直流電力をモータ１４に供給する。

【0019】

モータ１４は、例えば、直流モータであり、直流電源１１から供給される電力により駆動される。モータ１４は、ノードＮ２を介して抵抗１３と接続されている。また、モータ１４の回転軸（不図示）には、不図示の車輪（例えば、オートバイの車輪）が接続されている。モータ１４は、回転軸を回転させることにより、例えば、オートバイを後退させる。また、モータ１４は、例えば、オートバイが坂道に停車した後に、重力等によって車輪が回転すると、当該車輪の回転が回転軸に伝わり、起電力を発生し、ノードＮ２に電圧が印加される。

【0020】

抵抗１５は、ノードＮ２と放電スイッチ１６との間に接続され、放電スイッチ１６がオン状態になった際に、ノードＮ２から放電される電流を制限する。

【0021】

放電スイッチ１６は、抵抗１５の一端と、グランド（基準電位の一例）との間に接続され、抵抗１５を介して、ノードＮ２の電圧をグランドに放電させる。放電スイッチ１６は、制御装置２０から出力される制御信号により、オン状態と、オフ状態とが切り替えられる。

【0022】

制御装置２０は、モータ駆動システム１を制御する。制御装置２０は、例えば、リレースイッチ１２と、放電スイッチ１６とのそれぞれに、制御信号を出力し、各スイッチのオン状態とオフ状態とを切り替える制御を行う。また、制御装置２０は、ノードＮ１の電圧（Ｖｂａｔ）及びノードＮ２の電圧（Ｖｍｏｔ）を検出し、例えば、直流電源１１の異常や、リレースイッチ１２の異常などを判定する。
また、制御装置２０は、電圧検出回路（２１、２２）と、制御部２３とを備える。

【0023】

電圧検出回路２１は、ノードＮ１の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔ（直流電源１１の電圧）を検出する。電圧検出回路２１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔを検出し、例えば、バッテリ電圧Ｖｂａｔの電圧値を制御部２３に出力する。

【0024】

電圧検出回路２２は、ノードＮ２の電圧である電圧Ｖｍｏｔ（モータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧）を検出する。電圧検出回路２２は、電圧Ｖｍｏｔを検出し、例えば、電圧Ｖｍｏｔの電圧値を制御部２３に出力する。

【0025】

制御部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含むプロセッサであり、制御装置２０を統括的に制御する。制御部２３は、例えば、電源電圧検出部２３１と、閾値設定部２３２と、モータ電圧検出部２３３と、判定処理部２３４と、放電処理部２３５とを備える。

【0026】

電源電圧検出部２３１は、直流電源１１の電圧を検出する。すなわち、電源電圧検出部２３１は、電圧検出回路２１によって検出されたバッテリ電圧Ｖｂａｔの電圧値を、電圧検出回路２１から取得する。

【0027】

閾値設定部２３２は、電源電圧検出部２３１（電圧検出回路２１）によって検出された電源電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）に基づいて、リレースイッチ１２が異常であるか否かを判定するための閾値Ａ（第１閾値）及び閾値Ｂ（第２閾値）を設定する。なお、閾値Ａ及び閾値Ｂの詳細については、図２を参照して後述する。閾値設定部２３２は、例えば、バッテリ電圧Ｖｂａｔの所定の割合（所定の係数を積算すること）により、閾値Ａ及び閾値Ｂを設定するようにしてもよい。

【0028】

モータ電圧検出部２３３は、モータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧（電圧Ｖｍｏｔ）を検出する。すなわち、モータ電圧検出部２３３は、電圧検出回路２２によって検出された電圧Ｖｍｏｔの電圧値を、電圧検出回路２２から取得する。

【0029】

判定処理部２３４（判定部の一例）は、モータ電圧検出部２３３によって検出された検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）と、閾値設定部２３２によって設定された閾値Ａ及び閾値Ｂとに基づいて、リレースイッチ１２の異常や、モータ１４の状態を判定する。判定処理部２３４は、例えば、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力による電圧Ｖｍｏｔの変化（起電力特性）に基づいて、リレースイッチ１２の異常であるか否かを判定する。ここで、リレースイッチ１２の異常とは、例えば、リレースイッチ１２がオン状態に固定されるスイッチの固着（短絡故障）である。

【0030】

具体的に、判定処理部２３４は、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ａ以上になってからの所定の期間（図２の期間ＴＲ１を参照）内に、当該検出電圧が、閾値Ａより大きい閾値Ｂ以上になったか否かに基づいて、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、リレースイッチ１２の異常によるものか、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものかを判定する。判定処理部２３４は、例えば、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が所定の期間（期間ＴＲ１）内に閾値Ｂ以上になった場合に、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）がリレースイッチ１２の異常によるものであると判定する。また、判定処理部２３４は、例えば、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が所定の期間（期間ＴＲ１）内に閾値Ｂに達していない場合に、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものであると判定する。

【0031】

ここで、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力とは、例えば、オートバイが、前輪を坂道の上に向けて停止した後に、オートバイの自重（重力）により、オートバイが坂道を後退し、モータ１４の回転軸が回転して発生した起電力である。なお、判定処理部２３４による判定処理の詳細については、図２及び図３を参照して後述する。

【0032】

放電処理部２３５は、判定処理部２３４によって、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものであると判定された場合に、モータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧（電圧Ｖｍｏｔ）を、放電スイッチ１６によってグランド（基準電位）に放電させる。すなわち、放電処理部２３５は、例えば、オートバイの自重（重力）により、オートバイが坂道を後退した場合に、放電スイッチ１６をオン状態に制御し、抵抗１５を介して、電圧Ｖｍｏｔ（モータ１４の回転軸が回転した起電力）を放電する。

【0033】

次に、図面を参照して、本実施形態による制御装置２０の動作について説明する。
まず、図２を参照して、本実施形態における制御装置２０によるリレースイッチ１２の異常判定処理の詳細について説明する。

【0034】

図２に示すグラフは、リレースイッチ１２が固着した場合と、外力によりモータ１４の回転軸が回転した場合との電圧Ｖｍｏｔの変化を示している。このグラフにおいて、縦軸は、電圧Ｖｍｏｔを示し、横軸は、時間を示している。なお、このグラフにおいて、制御装置２０は、リレースイッチ１２及び放電スイッチ１６をオフ状態に制御しているものとする。

【0035】

また、図２のグラフにおいて、波形Ｗ１は、リレースイッチ１２がオン状態に固着した場合の電圧Ｖｍｏｔの変化を示している。また、波形Ｗ１は、リレースイッチ１２は正常な状態において、外力によりモータ１４の回転軸が回転した場合の電圧Ｖｍｏｔの変化を示している。

【0036】

時刻Ｔ１において、例えば、オートバイが坂道で前輪を坂道の上に向けて停車した後に、オートバイのギアがバック（後退）に設定され、制御装置２０は、リレースイッチ１２及び放電スイッチ１６をオフ状態にする。この状態において、リレースイッチ１２がオン状態に固着している場合には、波形Ｗ１に示すように、リレースイッチ１２を介して、直流電源１１の電圧がノードＮ２に供給され、電圧Ｖｍｏｔが、閾値Ｂより大きくなる。この場合、制御装置２０の判定処理部２３４は、リレースイッチ１２が異常である（リレースイッチ１２が固着している）と判定する。

【0037】

また、時刻Ｔ１において、リレースイッチ１２が固着していない場合には、波形Ｗ２に示すように、電圧Ｖｍｏｔは、閾値Ａ未満の電圧である。
また、例えば、オートバイが坂道を自重により後退すると、波形Ｗ１又は波形Ｗ２に示すように、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力により、電圧Ｖｍｏｔは、徐々に上昇する。

【0038】

時刻Ｔ２の波形Ｗ２において、電圧Ｖｍｏｔが、閾値Ａに達すると、判定処理部２３４は、所定の期間ＴＲ１の計時を開始する。所定の期間ＴＲ１に達する時刻Ｔ３の波形Ｗ２において、電圧Ｖｍｏｔは、閾値Ｂ未満である。この電圧Ｖｍｏｔの変化特性（起電力特性）を利用して、判定処理部２３４は、所定の期間ＴＲ１に達する時刻Ｔ３になるまでに、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ｂ以上になった場合に、リレースイッチ１２が異常である（リレースイッチ１２が固着している）と判定する。

【0039】

また、判定処理部２３４は、所定の期間ＴＲ１に達した時刻Ｔ３において、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ｂ未満である場合に、リレースイッチ１２が正常であり、電圧Ｖｍｏｔの変化が、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものであると判定する。

【0040】

ここで、所定の期間ＴＲ１は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ａ以上になってからの期間であり、例えば、モータ１４の回転軸に最大外力が掛かった際のモータ１４の起電力特性に基づいて定められる。所定の期間ＴＲ１は、例えば、坂道の最大傾斜を想定して、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ａから閾値Ｂに達するまでの時間（期間）に基づいて設定される。すなわち、所定の期間ＴＲ１は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ａから閾値Ｂに達するまでの時間（期間）よりも短く設定される。

【0041】

また、図２において、判定領域Ｒ１は、閾値Ａ未満の領域であり、例えば、モータ１４の駆動を停止している領域を示す休止領域である。
また、判定領域Ｒ２は、閾値Ａ以上、閾値Ｂ未満の領域であり、例えば、外力によりモータ１４の回転軸が回転した領域を示す判定領域（坂道後退の判定領域）である。
また、判定領域Ｒ３は、閾値Ｂ以上の領域であり、リレースイッチ１２がオン状態に固着した領域を示す固着領域である。
なお、図２に示すように、閾値Ａ及び閾値Ｂは、バッテリ電圧Ｖｂａｔよりも低い電圧である。

【0042】

次に、図３を参照して、本実施形態における制御装置２０によるリレースイッチ１２の異常判定処理の動作について説明する。
なお、図３に示す処理において、制御装置２０は、初期状態として、リレースイッチ１２及び放電スイッチ１６をオフ状態に制御しているものとする。また、制御装置２０は、初期状態において、リレースイッチ１２の固着の判定を未確定にしているものとする。

【0043】

図３に示すように、制御装置２０の判定処理部２３４は、まず、リレースイッチ１２の固着が確定であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。判定処理部２３４は、例えば、記憶部（不図示）の判定フラグなどにより、リレースイッチ１２の固着が確定であるか否かを判定する。判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の固着が確定である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０２に進める。また、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の固着が確定でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０３に進める。

【0044】

ステップＳ１０２において、判定処理部２３４は、車両後退をストップ（停止）及び要修理を促すためのアラーム（警告）を送信する。すなわち、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２が異常（スイッチの固着）であると判定し、オートバイの後退を停止させ、リレースイッチ１２の要修理を促す警告を、制御装置２０の外部に送信する。制御装置２０は、例えば、警告ランプ及び警告ブザーなどにより、例えば、オートバイの利用者などに警告を出力する。ステップＳ１０２の処理後に、判定処理部２３４は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0045】

また、ステップＳ１０３において、制御装置２０の電源電圧検出部２３１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔを検出する。すなわち、電源電圧検出部２３１は、電圧検出回路２１によって検出されたバッテリ電圧Ｖｂａｔの電圧値を、電圧検出回路２１から取得する。

【0046】

次に、制御装置２０の閾値設定部２３２は、バッテリ電圧Ｖｂａｔにより閾値Ａ及び閾値Ｂを算出する（ステップＳ１０４）。すなわち、閾値設定部２３２は、
電源電圧検出部２３１（電圧検出回路２１）によって検出された電源電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）に基づいて、リレースイッチ１２が異常であるか否かを判定するための閾値Ａ及び閾値Ｂを、例えば、図２に示すように算出して、当該閾値Ａ及び閾値Ｂを設定する。

【0047】

次に、制御装置２０のモータ電圧検出部２３３は、電圧Ｖｍｏｔを検出する（ステップＳ１０５）。すなわち、モータ電圧検出部２３３は、電圧検出回路２２によって検出されたモータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧（電圧Ｖｍｏｔ）の電圧値を、電圧検出回路２２から取得する。

【0048】

次に、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の固着の判定を未確定にする（ステップＳ１０６）。すなわち、判定処理部２３４は、例えば、記憶部（不図示）の判定フラグを、一旦、リレースイッチ１２の固着が確定していない状態に設定する。

【0049】

次に、判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ａ以上（Ｖｍｏｔ≧閾値Ａ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。すなわち、判定処理部２３４は、図２に示す判定領域Ｒ１（閾値Ａ未満）であるか否かを判定する。判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ａ以上である場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０８に進める。また、判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ａ未満である場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）に、処理をステップＳ１１４に進める。

【0050】

ステップＳ１０８において、判定処理部２３４は、タイマを加算する。すなわち、判定処理部２３４は、不図示のタイマを加算して計時する。
次に、判定処理部２３４は、期間ＴＲ１を経過したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。判定処理部２３４は、例えば、上述したタイマの値が、期間ＴＲ１に対応する値に達したか否かを判定する。判定処理部２３４は、期間ＴＲ１を経過したと判定した場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１１３に進める。また、判定処理部２３４は、期間ＴＲ１を経過していないと判定した場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）に、処理をステップＳ１１０に進める。

【0051】

ステップＳ１１０において、判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ｂ以上（Ｖｍｏｔ≧閾値Ｂ）であるか否かを判定する。判定処理部２３４は、例えば、図２に示す判定領域Ｒ２（閾値Ａ以上、閾値Ｂ未満）であるか否かを判定する。判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ｂ以上である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１１１に進める。また、判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ｂ未満である場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）に、判定領域Ｒ２であると判定し、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0052】

ステップＳ１１１において、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の固着を確定にする。すなわち、判定処理部２３４は、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が所定の期間（期間ＴＲ１）内に閾値Ｂ以上になった（図２の判定領域Ｒ３である）と判定し、リレースイッチ１２が異常（リレースイッチ１２の固着）であると判定する。判定処理部２３４は、例えば、記憶部（不図示）の判定フラグを、リレースイッチ１２の固着が確定している状態に設定する。

【0053】

次に、判定処理部２３４は、タイマをクリアする（ステップＳ１１２）。なお、タイマをクリアするとは、例えば、タイマに初期値を設定することを意味する。ステップＳ１１２の処理後に、判定処理部２３４は、処理をステップＳ１０１に戻す。この場合、ステップＳ１０１において、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の固着が確定であると判定し、ステップＳ１０２において、車両後退をストップ（停止）及び要修理を促すためのアラーム（警告）を送信する。

【0054】

また、ステップＳ１１３において、制御装置２０の制御部２３は、モータ駆動停止処理を実行する。この場合、判定処理部２３４は、所定の期間ＴＲ１に達した際に、電圧Ｖｍｏｔが閾値Ｂ未満（図２の判定領域Ｒ２）であるため、リレースイッチ１２が正常であり、電圧Ｖｍｏｔの変化が、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものであると判定する。そして、制御部２３は、モータ１４の駆動を停止するモータ駆動停止処理を実行する。例えば、制御部２３の放電処理部２３５は、モータ駆動停止処理として、放電スイッチ１６をオン状態に制御し、放電スイッチ１６によって、抵抗１５を介して電圧Ｖｍｏｔをグランド（基準電位）に放電させる。ステップＳ１１３の処理後に、制御部２３は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0055】

また、ステップＳ１１４において、判定処理部２３４は、タイマをクリアする。すなわち、判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが図２に示す判定領域Ｒ１であると判定し、タイマをクリアする。
次に、制御部２３は、モータ駆動処理を実行する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２３は、モータ１４の駆動を制御するモータ駆動処理を実行する。ステップＳ１１５の処理後に、制御部２３は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0056】

上述した図３に示す処理において、ステップＳ１０５の処理がモータ電圧検出ステップに対応し、ステップＳ１０６からステップＳ１１１までの処理が、判定ステップに対応する。また、ステップＳ１０３の処理が、電源電圧検出ステップに対応し、ステップＳ１０４の処理が、閾値設定ステップに対応する。

【0057】

以上説明したように、本実施形態による制御方法は、直流電源１１から供給される電力により駆動されるモータ１４と、当該モータ１４を駆動する電力の供給を制御するリレースイッチ１２（スイッチ素子）とを備えるモータ駆動システム１を制御する制御装置２０が実行する制御方法である。本実施形態による制御方法は、モータ電圧検出ステップと、判定ステップとを含む。モータ電圧検出ステップにおいて、モータ電圧検出部２３３が、モータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧（電圧Ｖｍｏｔ）を検出する。そして、判定ステップにおいて、判定処理部２３４は、モータ電圧検出ステップによって検出された検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ａ以上（第１閾値以上）になってからの所定の期間ＴＲ１内に、当該検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ａより大きい閾値Ｂ以上（第２閾値以上）になったか否かに基づいて、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、リレースイッチ１２の異常によるものか、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものかを判定する。

【0058】

これにより、本実施形態による制御方法では、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）がモータ１４の回転軸に加えられた外力による起電力によるものか、リレースイッチ１２の異常（例えば、スイッチ素子の固着）によるものかを区別できる。そのため、本実施形態による制御方法では、外力によりモータ１４が回転した場合をリレースイッチ１２の異常であると誤検出することを低減させることができ、リレースイッチ１２の異常を正確に判定できる。

【0059】

また、本実施形態では、判定ステップにおいて、判定処理部２３４は、検出電圧が所定の期間ＴＲ１内に閾値Ｂ以上になった場合に、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）がリレースイッチ１２の異常によるものであると判定する。また、判定ステップにおいて、判定処理部２３４は、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が所定の期間ＴＲ１内に閾値Ｂに達していない場合に、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものであると判定する。

【0060】

これにより、本実施形態による制御方法は、簡易な手法により、リレースイッチ１２の異常（例えば、スイッチの固着）を正確に判定できる。なお、本実施形態による制御方法では、所定の期間ＴＲ１待ってから、リレースイッチ１２の異常を判定するため、例えば、リレースイッチ１２の固着の状態により、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）がすぐに閾値Ｂ以上にならない場合であっても、リレースイッチ１２の異常（例えば、スイッチの固着）を正確に判定することができる。

【0061】

また、本実施形態による制御方法は、電源電圧検出ステップと、閾値設定ステップとを含む。電源電圧検出ステップにおいて、電源電圧検出部２３１は、直流電源１１の電圧を検出する。閾値設定ステップにおいて、閾値設定部２３２は、電源電圧検出ステップによって検出された電源電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）に基づいて、リレースイッチ１２が異常であるか否かを判定するための閾値Ｂを設定する。
これにより、本実施形態による制御方法は、直流電源１１の電圧に対応して、閾値Ｂを適切に設定することができる。よって、本実施形態による制御方法は、直流電源１１の電圧の変化に対応して、リレースイッチ１２の異常（例えば、スイッチの固着）を正確に判定することができる。

【0062】

また、本実施形態では、所定の期間ＴＲ１は、モータ１４の回転軸に最大外力（例えば、坂道の最大傾斜による外力）が掛かった際のモータ１４の起電力特性に基づいて定められる。
これにより、本実施形態による制御方法は、所定の期間ＴＲ１を、モータ１４の起電力特性に応じて適切に設定することができる。

【0063】

また、本実施形態による制御装置２０は、直流電源１１から供給される電力により駆動されるモータ１４と、当該モータ１４を駆動する電力の供給を制御するリレースイッチ１２とを備えるモータ駆動システム１を制御する制御装置である。本実施形態による制御装置２０は、モータ電圧検出部２３３と、判定処理部２３４（判定部）とを備える。モータ電圧検出部２３３は、モータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧（電圧Ｖｍｏｔ）を検出する。そして、判定処理部２３４は、モータ電圧検出部２３３によって検出された検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ａ以上（第１閾値以上）になってからの所定の期間ＴＲ１内に、当該検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ａ（第１閾値）より大きい閾値Ｂ以上（第２閾値以上）になったか否かに基づいて、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、リレースイッチ１２の異常によるものか、外力によりモータ１４の回転軸が回転した起電力によるものかを判定する。
これにより、本実施形態による制御装置２０は、上述した本実施形態による制御方法と同様に、外力によりモータ１４が回転した場合をリレースイッチ１２の異常であると誤検出することを低減させることができ、リレースイッチ１２の異常を正確に判定することができる。

【0064】

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態による制御装置２０、及び制御方法について説明する。

【0065】

本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、リレースイッチ１２の異常の判定において、電圧Ｖｍｏｔの上限値（閾値Ｃ）を設定する点と、閾値Ａ及び閾値Ｂを直流電源１１の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）によらずに、固定にした点が、第１の実施形態と異なる。
なお、本実施形態によるモータ駆動システム１及び制御装置２０の構成は、基本的に、第１の実施形態と同様であるが、電圧検出回路２１、電源電圧検出部２３１、及び閾値設定部２３２を備えなくでもよい。

【0066】

図４に示すグラフは、基本的には、上述した図２に示すグラフと同様であるが、閾値Ｃが設定されている点が異なる。

【0067】

閾値Ｃ（第３閾値）には、閾値Ｂ（第２閾値）及び直流電源１１の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）より高く、直流電源１１の出力が正常であると判定される電圧が定められている。閾値Ｃは、例えば、直流電源１１（バッテリ）の出力電圧の上限値に、マージン分の所定の電圧を加算した電圧値である。

【0068】

なお、本実施形態では、判定処理部２３４は、所定の期間ＴＲ１内に、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ｂ以上、且つ、閾値Ｃ以下になった場合に、リレースイッチ１２が異常であると判定する。また、判定処理部２３４は、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ｃより大きい場合には、例えば、直流電源１１が異常であると判定してもよい。

【0069】

次に、図５を参照して、本実施形態における制御装置２０によるリレースイッチ１２の異常判定処理の動作について説明する。
なお、図５に示す処理において、制御装置２０は、初期状態として、リレースイッチ１２及び放電スイッチ１６をオフ状態に制御しているものとする。

【0070】

図５に示すように、制御装置２０のモータ電圧検出部２３３は、まず、電圧Ｖｍｏｔを検出する（ステップＳ２０１）。すなわち、モータ電圧検出部２３３は、電圧検出回路２２によって検出されたモータ１４とリレースイッチ１２との間の電圧（電圧Ｖｍｏｔ）の電圧値を、電圧検出回路２２から取得する。

【0071】

次に、制御装置２０の判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の固着であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。判定処理部２３４は、例えば、モータ電圧検出部２３３によって検出された検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ｂ以上、且つ、閾値Ｃ以下（閾値Ｂ≦Ｖｍｏｔ≦閾値Ｃ）であるか否かを判定する。判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが、閾値Ｂ以上、且つ、閾値Ｃ以下である場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０３に進める。また、判定処理部２３４は、電圧Ｖｍｏｔが、閾値Ｂ未満、又は、閾値Ｃより大きい場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０４に進める。

【0072】

ステップＳ２０３において、判定処理部２３４は、車両後退をストップ（停止）及び要修理を促すためのアラーム（警告）を送信する。すなわち、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２が異常（スイッチの固着）であると判定し、オートバイの後退を停止させる。そして、判定処理部２３４は、リレースイッチ１２の要修理を促す警告を、制御装置２０の外部に送信する。制御装置２０は、例えば、警告ランプ及び警告ブザーなどにより、例えば、オートバイの利用者などに警告を出力する。ステップＳ２０３の処理後に、判定処理部２３４は、処理をステップＳ２０１に戻す。

【0073】

また、ステップＳ２０４からステップＳ２１２までの処理は、上述した図３に示すステップＳ１０７からステップＳ１１５までの処理と同様であるため、ここではその説明を省略する。

【0074】

なお、上述した図５に示す処理において、ステップＳ２０１の処理がモータ電圧検出ステップに対応し、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４からステップＳ２０８までの処理が、判定ステップに対応する。

【0075】

以上説明したように、本実施形態において、閾値Ｂ（第２閾値）及び直流電源１１の電圧（電圧Ｖｂａｔ）より高く、直流電源１１の出力が正常であると判定される閾値Ｃ（第３閾値）が定められている。そして、判定ステップにおいて、判定処理部２３４は、所定の期間ＴＲ１内に、検出電圧（電圧Ｖｍｏｔ）が、閾値Ｂ以上、且つ、閾値Ｃ以下（第３閾値以下）になった場合に、リレースイッチ１２が異常であると判定する。

【0076】

これにより、本実施形態による制御方法及び制御装置２０は、第１の実施形態と同様に、外力によりモータ１４が回転した場合をリレースイッチ１２の異常であると誤検出することを低減させることができ、リレースイッチ１２の異常を正確に判定することができる。また、本実施形態による制御方法及び制御装置２０は、閾値Ｃを用いることにより、リレースイッチ１２の異常と、直流電源１１の出力電圧の異常とを区別することができる。

【0077】

［第３の実施形態］
次に、図６を参照して、第３の実施形態によるモータ駆動システム１ａ、制御装置２０、及び制御方法について説明する。
上述した第１及び第２の実施形態において、モータ駆動システム１は、モータ１４が直流モータである場合の一例を説明したが、本実施形態によるモータ駆動システム１ａは、交流モータに適用した場合の一例について説明する。
図６に示すように、モータ駆動システム１ａは、直流電源１１と、リレースイッチ１２と、抵抗１５と、モータ１４ａと、放電スイッチ１６と、インバータ部１７と、制御装置２０とを備える。

【0078】

なお、この図において、上述した図１と同一の構成には、同一の符号を付与して、その説明を省略する。
本実施形態によるモータ駆動システム１ａは、抵抗１３の代わりにインバータ部１７を備え、モータ１４の代わりにモータ１４ａを備える点が、第１の実施形態と異なる。

【0079】

モータ１４ａは、例えば、３相交流モータであり、直流電源１１から供給される電力により駆動される。
インバータ部１７は、直流電源１１からリレースイッチ１２を介して、直流電源１１から供給される直流電力を、３相交流信号に変換して、モータ１４ａに供給する。

【0080】

なお、モータ１４ａは、例えば、外力によりモータ１４ａの回転軸が回転した場合に、起電力を発生し、インバータ部１７を介して、直流電圧がノードＮ２に印加される。
また、本実施形態による制御装置２０の動作、及び制御方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

【0081】

以上説明したように、本実施形態では、モータ駆動システム１ａは、３相交流モータであるモータ１４ａを備えるが、制御装置２０は、第１の実施形態と同様に、外力によりモータ１４ａが回転した場合をリレースイッチ１２の異常であると誤検出することを低減させることができる。

【0082】

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、直流電源１１は、バッテリなどの蓄電池であり例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車両が備えるエンジンの回転により直流電力を発電するダイナモであってもよいし、他の直流電力を供給する手段であってもよい。

【0083】

また、上記の各実施形態において、モータ駆動システム１（１ａ）は、車両としてオートバイをモータ１４（１４ａ）により後退させるための駆動システムを一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車両は、オートバイに限定されるものではなく、自動車や電動カートなどの他の車両であってもよい。また、モータ駆動システム１（１ａ）は、外力によりモータ１４（１４ａ）の回転軸が回転して起電力が発生する構成であれば、車両の後退に限らず、他の駆動システムであってもよい。

【0084】

また、上記の各実施形態において、オートバイをモータ１４（１４ａ）により後退させるための駆動システムを一例として、オートバイが坂道に停車している場合に、リレースイッチ１２におけるオン状態の固着を検出する例を説明したが、坂道に停車している場合に限定されるものではない。例えば、オートバイが平地に停車していて、人力によりオートバイをバックさせるような場合であってもよい。

【0085】

また、上述したように、モータは、第１、及び第２の実施形態のように、モータ１４のような直流モータであってもよいし、モータ１４ａのような交流モータであってもよい。

【0086】

また、上記の各実施形態において、スイッチ素子の一例として、機械的にオン状態とオフ状態とを切り替えるリレースイッチ１２を適用する例を説明したが、ＦＥＴ（Field effect transistor；電界効果トランジスタ）などの半導体スイッチであってもよく、他のスイッチ素子であってもよい。

【0087】

また、上記の各実施形態において、実施形態の一部の適用を除外してもよいし、各実施形態の一部を組み合わせて実施してもよい。例えば、上記の第２の実施形態において、閾値Ｃ（第３閾値）を適用する例を説明したが、第１の実施形態において、同様に、閾値Ｃを適用してもよい。また、上記の第２の実施形態において、閾値Ｃを適用しない形態であってもよい。

【0088】

また、上記の第１及び第２の実施形態において、リレースイッチ１２と、モータ１４との間に抵抗１３を配置する例を説明したが、これに限定されるものではなく、当該抵抗１３を備えない形態であってもよい。
また、上記の各実施形態において、モータ駆動システム１（１ａ）は、抵抗１５及び放電スイッチ１６を備える例を説明したが、抵抗１５及び放電スイッチ１６を備えない形態であってもよい。

【0089】

なお、上述の制御装置２０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した制御装置２０の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【0090】

また、上述した制御装置２０が備える機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

【符号の説明】

【0091】

１、１ａ モータ駆動システム
１１ 直流電源
１２ リレースイッチ
１３、１５ 抵抗
１４、１４ａ モータ
１６ 放電スイッチ
１７ インバータ部
２０ 制御装置
２１、２２ 電圧検出回路
２３ 制御部
２３１ 電源電圧検出部
２３２ 閾値設定部
２３３ モータ電圧検出部
２３４ 判定処理部
２３５ 放電処理部

【要約】

制御方法は、直流電源から供給される電力により駆動されるモータと、当該モータを駆動する電力の供給を制御するスイッチ素子とを備えるモータ駆動システムを制御する制御装置が実行する制御方法であって、モータとスイッチ素子との間の電圧を検出するモータ電圧検出ステップと、モータ電圧検出ステップによって検出された検出電圧が、第１閾値以上になってからの所定の期間内に、当該検出電圧が、第１閾値より大きい第２閾値以上になったか否かに基づいて、検出電圧が、スイッチ素子の異常によるものか、外力によりモータの回転軸が回転した起電力によるものかを判定する判定ステップとを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】