本发明涉及一种控制电动泵的运转的泵控制装置。
背景技术：
以往，电动泵被用于流体的流通控制。这种电动泵通过从马达输出的旋转力来运转。在该马达的线圈流动的电流通过开关元件来控制，而驱动这样的马达。作为使用这样的开关元件驱动马达的技术，例如记载于专利文献1。
关于专利文献1所记载的开关晶体管的过热保护装置，在稳定状态下，通过对开关元件进行占空控制从而控制马达的转速，在开关元件的温度在规定值以上的状态下，将施加于开关元件的信号的占空比设为100％而向马达通电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5－219792号公报
(发明所要解决的课题)
在专利文献1所记载的技术中，在稳定状态下，存在开关元件的占空控制所涉及的开关频率成为噪声源的情况，而例如给配置于周围的装置(无线电设备等)带来影响。另一方面，在开关元件的温度在规定值以上的状态下，将施加于开关元件的信号的占空比设为100％而降低开关损耗，但是，焦耳热因将占空比设为100％而增加，可能因该焦耳热导致缩短配置于开关元件的周围的电子零件(例如电解电容器)的寿命。
技术实现要素：
因此，寻求能够抑制相对于周围的噪音和能够抑制发热的泵控制装置。
(用于解决课题的手段)
本发明所涉及的泵控制装置的特征结构在于，具备：电流检测部，该电流检测部对向驱动电动泵的马达的线圈流动的电流的电流值进行检测；判定部，该判定部判断是否具备判定条件，该判定条件是检测出的所述电流值在预先设定的值以上且该预先设定的值以上的电流值持续预先设定的时间以上的条件；逆变器，该逆变器在第一电源线与第二电源线之间具备三组支路部，控制向所述线圈流动的电流，其中，所述第二电源线连接于比所述第一电源线的电位低的电位，所述支路部具有串联地连接的高端开关元件和低端开关元件；以及通电控制部，该通电控制部通过pwm控制来驱动所述高端开关元件和所述低端开关元件，在通过所述判定部判定为具备所述判定条件的情况下，该通电控制部使用于所述pwm控制的pwm信号的载波频率从当前的频率降低规定频率来进行所述pwm控制。
根据这样的特征结构，在向驱动电动泵的马达的线圈流动的电流在预先设定的以上且持续预先设定的时间以上的情况下，通电控制部降低pwm信号的载波频率进行pwm控制，因此，能够抑制对高端开关元件和低端开关元件进行开关时的开关损耗的增大。因此，能够降低高端开关元件、低端开关元件、线圈等的发热。另外，假设在周围产生噪音的情况下，通过变更载波频率来变更开关周期，因此能够抑制因开关产生的噪音。
另外，优选的是，所述通电控制部根据由所述电流检测部检测出的电流值与所述预先设定的值的差来降低所述载波频率。
根据这样的结构，能够容易地设定发热的抑制效果高的载波频率。
另外，优选的是，所述泵控制装置还具备：温度信息获取部，该温度信息获取部获取表示基板的温度的温度信息，该基板安装有作为过热保护对象的零件；运算部，该运算部对所述温度与维持该温度的时间的积的累积值进行运算；以及处理部，该处理部在所述累积值超过预先设定的阈值时进行预先设定的处理。
根据这样的结构，在累积值超过预先设定的阈值的情况下，能够进行例如表示过热保护对象的零件劣化的通知、警告，能够进行停止电动泵的运转的处理。
另外，优选的是，所述预先设定的阈值是第一阈值，在所述累积值超过比所述第一阈值小的第二阈值的情况下，所述通电控制部停止所述pwm控制，在所述pwm控制的停止中所述温度低于预先设定的温度阈值的情况下，所述通电控制部再次开始所述pwm控制。
根据这样的结构，在累积值超过第二阈值的情况下停止pwm控制，因此，能够防止给过热保护对象的零件带来的寿命显著地劣化的温度冲击。另外，在pwm控制停止中温度低于预先设定的温度阈值的情况下再次开始pwm控制，因此，能够在给过热保护对象的零件带来寿命显著地劣化的温度冲击的可能性降低的情况下，进行电动泵的运转。
附图说明
图1是示意地表示泵控制装置的结构的框图。
图2是表示由判定部进行的判定的一例的图。
图3是表示载波频率的变更的一例的图。
图4是表示累积值超过阈值(第一阈值)的方式的图。
图5是表示对应于累积值的pwm控制的停止及再次开始的方式的图。
图6是表示载波频率的变更所涉及的处理的流程图。
图7是表示过热保护所涉及的处理的流程图。
符号说明
1：泵控制装置
2：第一电源线
3：第二电源线
10：电流检测部
11：判定部
12：逆变器
13：通电控制部
14：温度信息获取部
15：运算部
16：处理部
a：支路部
p：电动泵
l：线圈
m：马达
qh：高端开关元件
ql：低端开关元件
具体实施方式
本发明的泵控制装置构成为能够抑制对于周围的噪音及能够抑制发热。以下，对本实施方式的泵控制装置1进行说明。
图1是示意地表示泵控制装置1的结构的框图。如图1所示，本实施方式的泵控制装置1构成为具备电流检测部10、判定部11、逆变器12、通电控制部13、温度信息获取部14、运算部15、处理部16的各功能部，特别是电流检测部10、判定部11、通电控制部13、温度信息获取部14、运算部15、处理部16的各功能部为了进行电动泵p的驱动，以cpu为核心部件由硬件、软件或这两方构筑。
电流检测部10对向驱动电动泵p的马达m的线圈l流动的电流的电流值进行检测。驱动电动泵p的马达m是输出成为电动泵p的动力源的旋转力的马达m。在此，马达m构成为具有多个线圈l和多个永久磁铁(未图示)，马达m通过在磁场与永久磁铁的磁通之间作用的引力和斥力旋转，该磁场是通过向规定的线圈l通电而产生于线圈l周围的磁场。电流检测部10对向这样的线圈l流动的电流的电流值进行检测。在本实施方式中，电流检测部10经由电阻器r与线缆连接，线缆将后述的逆变器12的各支路部a的高端开关元件qh的漏极端子与马达m所具有的三个端子的各个端子连接在一起。电流检测部10的检测结果向后述的判定部11传递。
判定部11判定是否具备判定条件，该判定条件是检测出的电流值在预先设定的值以上且该预先设定的值以上的电流值持续预先设定的时间以上的条件。检测出的电流值是由电流检测部10检测出的在马达m的线圈l流动的电流的电流值。预先设定的值是在马达m为高负荷状态时的电流值的值，设定为比进行稳定运转时的电流值大的电流值。该预先设定的值和预先设定的时间优选根据例如作为保护对象的电子零件的允许损失来设定。因此，判定条件是指“预先设定的值以上的电流值的电流持续预先设定的时间以上地流经马达m的线圈l”。图2图示了将预先设定的值设为i1、将预先设定的时间设为t1的情况下的判定条件。判定部11判定由电流检测部10检测出的在马达m的线圈l流动的电流的电流值是否超过i1，并且，从超过该i1开始所经过的时间在t1以上。判定部11的判定结果向后述的通电控制部13传递。
逆变器12在第一电源线2与第二电源线3之间具备三组支路部a，控制向线圈l流动的电流，其中，第二电源线3连接于比该第一电源线2的电位低的电位，支路部a具有串联地连接的高端开关元件qh和低端开关元件ql。第一电源线2是与电源v连接的线缆。连接于比第一电源线2的电位低的电位的第二电源线3是施加有比电源v的输出电压低的电位的线缆，在本实施方式中相当于接地的线缆。
在本实施方式中，高端开关元件qh用p-mosfet构成，低端开关元件ql用n-mosfet构成。高端开关元件qh的源极端子与第一电源线2连接，漏极端子与低端开关元件ql的漏极端子连接。低端开关元件ql的源极端子与第二电源线3连接。由这样地连接的高端开关元件qh和低端开关元件ql构成支路部a，逆变器12具备三组该支路部a。
高端开关元件qh和低端开关元件ql各自的栅极端子与驱动器8连接。驱动器8设置于后述的通电控制部13与逆变器12之间，输入有由通电控制部13生成的pwm信号。驱动器8提高输入的pwm信号的驱动能力，并向逆变器12输出。各支路部a的高端开关元件qh的漏极端子分别与马达m所具有的三个端子和上述的电阻器r连接。
通电控制部13通过pwm控制来驱动高端开关元件qh和低端开关元件ql。通电控制部13生成pwm信号，并将生成的pwm信号向驱动器8输出。由此，能够对逆变器12进行pwm控制。由pwm信号进行的pwm控制是公知的，因此说明省略。
另外，在通过判定部11判定为具备判定条件的情况下，通电控制部13使用于pwm控制的pwm信号的载波频率从当前的频率降低规定频率而进行pwm控制。判定条件是上述那样地“预先设定的值以上的电流值的电流持续预先设定的时间以上地流经马达m的线圈l”。pwm信号的载波频率是指pwm信号的频率，例如相当于20khz。因此，在预先设定的值以上的电流值的电流持续预先设定的时间以上地流经马达m的线圈l的情况下，通电控制部13用pwm信号通过pwm控制来驱动高端开关元件qh和低端开关元件ql，pwm信号是使pwm信号的载波频率比20khz低规定频率(例如数khz)的信号。图3的(a)表示变更载波频率之前的pwm信号，图3的(b)表示变更载波频率之后的pwm信号的一例。
此时，通电控制部13优选根据由电流检测部10检测出的电流值与预先设定的值的差来降低载波频率。具体而言，从由电流检测部10检测出的电流值减去预先设定的值所得到的值越大，越增大载波频率的降低量，从由电流检测部10检测出的电流值减去预先设定的值所得到的值越小，越减小载波频率的降低量即可。由此，马达m变为越高的高负荷则越能够降低载波频率，能够降低伴随着逆变器12所具有的高端开关元件qh和低端开关元件ql的开关所产生的损失。
温度信息获取部14获取表示基板的温度的温度信息，该基板安装有作为过热保护对象的零件。作为过热保护对象的零件是寿命根据环境温度而改变的零件，例如相当于使用电解电容器、半导体的零件。在本实施方式中，列举点解电容器作为例子并进行说明。基板是例如塑料基板。在塑料基板除了电解电容器以外还安装热敏电阻，温度信息获取部14接收热敏电阻的输出，获取表示基板的温度的温度信息。由温度信息获取部14获取的温度信息向后述的运算部15传递。
运算部15对基板的温度与维持该温度的时间的积的累积值进行运算。基板的温度作为温度信息从温度信息获取部14向运算部15传递。另一方面，维持该温度的时间通过运算部15来计数。运算部15对该计数结果与温度的积进行累积并运算。在此，上述时间在构成泵控制装置1之后不重置而继续地计数。运算部15的运算结果向后述的处理部16传递。
处理部16进行在累积值超过预先设定的阈值时预先设定的处理。如上所述，通过运算部15来运算累积值，如图4所述，在累积值超过阈值时，处理部16进行规定的处理。在图4的例子中，表示了如下方式：直到累积值超过阈值为止不进行任何处理，在累积值超过阈值以后进行规定的处理。在此，规定的处理是表示例如与车辆等的稳定运转状态不同的状态的处理，可以使向周围进行通知的处理，也可以是向使用者进行警告的处理。还可以是中止马达m的运转的处理。
在此，在将上述预先设定的阈值设为第一阈值的情况下，通电控制部13优选构成为，在累积值超过比第一阈值小的第二阈值的情况下，停止pwm控制，在pwm控制的停止中，在温度低于预先设定的温度阈值的情况下，再次开始pwm控制。这样的控制方式被图5表示。如图5的上段所示，伴随着电动泵p的运转，温度上升(参照图5的中段)。伴随于此，如图5的下段所示，累积值增加。直到累积值超过设定为比第一阈值小的值的第二閾值为止通过通电控制部13进行pwm控制，因此电动泵p运转。
如图5的下段所示，在累积值超过第二阈值时，通电控制部13停止pwm控制。伴随于此，电动泵p的运转停止。在该状态下，如图5的中段所示，温度降低。在该温度降低至规定的温度阈值时，通电控制部13再次开始pwm控制，电动泵p再次开始运转。
在此，优选构成为，在电动泵pの运转的停止中，不能通过电动泵p使流体流通，但是，在该情况下，通过其他装置(例如不将电能作为动力源的机械泵等)使流体流通。
接着，用图6的流程图对泵控制装置1的载波频率的变更所涉及的处理进行说明。在马达m的运转开始时(步骤#1：是)，通过电流检测部10进行向马达m的线圈l流动的电流(马达电流)的检测(步骤#2)。在具备判定条件、即“预先设定的值以上的电流值的电流持续预先设定的时间以上地流经马达m的线圈l”的情况下(步骤#3：是)，通电控制部13使pwm信号的载波频率降低规定频率进行pwm控制(步骤#4)。
在温度因使载波频率降低的pwm控制降低规定值时(步骤#5：是)，通电控制部13使载波频率返回到原本频率进行pwm控制(步骤#6)。在继续地运转马达m的情况下(步骤#7：否)，返回到步骤#2继续处理，在结束马达m的运转的情况下(步骤#7：是)，结束处理。在步骤#3中不具备判定条件的情况(步骤#3：否)、在步骤#5中即使是使载波频率降低的pwm控制温度也不降低规定值的情况(步骤#5：否)下，从步骤#7开始继续处理。泵控制装置1沿着这样的流程变更载波频率。
接着，用图7的流程图对泵控制装置1的过热保护所涉及的处理进行说明。在马达m的运转开始时(步骤#31：是)，温度信息获取部14获取表示基板的温度的温度信息(步骤#32)，该基板安装有作为过热保护对象的零件。运算部15对基板的温度与维持该温度的时间的积的累积值进行运算(步骤#33)。
在累积值超过预先设定的阈值时(步骤#34：是)，处理部16进行预先设定的处理(步骤#35)。在继续运转马达m的情况下(步骤#36：否)，返回到步骤#32继续处理，在结束马达m的运转的情况下(步骤#36：是)，结束处理。在步骤#34中累积值不超过预先设定的阈值的情况下(步骤#34：否)，从步骤#36开始继续处理。泵控制装置1沿着这样的流程进行过热保护。
〔其他实施方式〕
在上述实施方式中，列举了马达m为y形接线的例子并进行了说明，但是也能够应用三角形接线。另外，关于构成逆变器12的开关元件，对高端开关元件qh使用p-mosfet且低端开关元件ql使用n-mosfet进行了说明，但是也可以是其他结构。
在上述实施方式中，对通电控制部13根据由电流检测部10检测出的电流值与预先设定的值的差来降低载波频率进行了说明，但是，通电控制部13也能够构成为例如使载波频率降低预先设定的恒定值。
在上述实施方式中，对泵控制装置1具备温度信息获取部14、运算部15以及处理部16进行了说明，但是，泵控制装置1也能够构成为不具备温度信息获取部14、运算部15以及处理部16。
在上述实施方式中，对如下情况进行了说明，通电控制部13在累积值超过第二阈值的情况下停止pwm控制，在pwm控制的停止中温度低于预先设定的温度阈值的情况下再次开始pwm控制，但是，通电控制部13也能够构成为不根据累积值停止pwm控制和再次开始pwm控制。
本发明能够用于控制电动泵的运转的泵控制装置。