モータ制御装置，シートベルトリトラクタ用モータ制御装置及び電子制御スロットル用モータ制御装置
【課題】
大電流時にも電流制御でき、小型，低価格化の可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
一方向の回転負荷が逆方向の回転負荷より大きくなるように駆動されるブラシ付きモータを制御するためのモータ制御装置であって、複数のスイッチング素子が直列に接続されることにより構成される上下アームと、前記上下アームを２組並列に接続して２つの相を為し、かつ各相の上アームと下アームとの接続点に前記モータが電気的に接続されたＨ型ブリッジ回路部と、を備え、特定方向の電流経路に当たるスイッチング素子が、それ以外のスイッチング素子とは異なる電流容量の素子に設定されるモータ制御装置。
大電流時にも電流制御でき、小型，低価格化の可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
一方向の回転負荷が逆方向の回転負荷より大きくなるように駆動されるブラシ付きモータを制御するためのモータ制御装置であって、複数のスイッチング素子が直列に接続されることにより構成される上下アームと、前記上下アームを２組並列に接続して２つの相を為し、かつ各相の上アームと下アームとの接続点に前記モータが電気的に接続されたＨ型ブリッジ回路部と、を備え、特定方向の電流経路に当たるスイッチング素子が、それ以外のスイッチング素子とは異なる電流容量の素子に設定されるモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置に係り、特にシートベルトリトラクタ用モータ制御装置や電子制御スロットル用モータ制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
制御の精密化，エネルギー効率の向上，作動液の不要化などから様々な用途の動力源が電動化されている。ブラシ付直流モータを正転／逆転両方向へ駆動するためには半導体スイッチング素子を４つ使用したＨブリッジが広く用いられている。また、特定の回転方向にのみ大きな駆動力（トルク）が必要な場合には、特開２００１−９７１８４号公報に記載されているように、リレーによってモータを電源に直結する方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９７１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、半導体スイッチング素子が小さな電流容量により駆動することができる通常動作時にのみ使用されるので、素子の電流容量を小さくすることができる。しかし、大電流時の電流制御，部品点数の削減についてさらに考慮が望まれる。従来技術では最大電流動作時にはリレーによりモータを電源に直結するため、電流値の制御が不可能である。最大電流動作時の電流は制御なしではモータの個体差，温度，電源電圧により左右される。また半導体スイッチング素子に加えてリレーが必要となるため、部品点数の増加に繋がる。
【０００５】
そこで本発明は、大電流時にも電流制御でき、小型，低コスト化が可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では以下の手段を講じる。
【０００７】
予め決まっている特定の方向に所定量の電流を流す用途において、該方向の電流経路に当たる半導体スイッチング素子を、それ以外の半導体スイッチング素子とは異なる電流容量の素子を使用する。
【０００８】
以上により、大電流が流れる経路にはサイズの大きな半導体スッチング素子を用い、それ以外の経路は半導体サイズの小さなスイッチング素子とすることができ、駆動回路の小型化，低コスト化を図ることができる上、何れの方向についても電流値をＰＷＭ制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
モータ制御の信頼性を維持しながら、モータ制御装置の小型化，低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に従い本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係るシートベルトリトラクタ用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象を示した図である。
【００１１】
半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、モータＭに流す電流の大きさ及び方向を制御するためのＨブリッジを構成している。なお、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にはバイポーラトランジスタのほかに、ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴなどが使用される。モータＭはスプール５０を回転させ、シートベルトを構成するウエビングベルト１９を巻き上げたり緩めたりする。
【００１２】
ウエビングベルト１９を巻き上げる時にモータＭ及び半導体スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ４）には大電流が流れる。一方、ウエビングベルト１９の巻き上げるための回転方向とは反対方向にモータＭを回転させる時には、前述の巻き上げ時よりも小さい電流が流れる（半導体スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４）。そこで、小さい電流が流れる電流経路に対応する半導体スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４は、大きい電流が流れる電流経路に対応する半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４よりも小さい電流容量に設定する。
【００１３】
なお、図１の実施例では巻き上げ時にはＱ１をＯＮとし、Ｑ４を所定のデューティサイクル（デューティ比）でＯＮ／ＯＦＦさせるＰＷＭ（パルス幅変調）により電流値を制御する。また、電流を検出するためのシャント抵抗などは本実施形態には直接関係がないので簡単のために省略している。
【００１４】
以上述べた構成により、部品を追加することなくＱ２，Ｑ４を小さなものにすることができ、低コスト化が図れる。また、何れの回転方向についても電流値をＰＷＭ制御することができる。
【００１５】
図２は巻き上げ時の還流電流にあわせて、Ｑ３の電流容量を、図１に示したＱ３よりも大きくした実施例の説明図である。Ｑ３がＭＯＳＦＥＴなどのボディダイオードを有する半導体スイッチ素子である場合には、還流電流はＱ３のボディダイオードに流す場合が多いが、この場合にはＰＮ接合電位差に起因する０.７〜１Ｖ程度の電圧降下が生じ、電流×電圧降下に相当する損失、即ち発熱が生じる。そこでＱ３のＯＮ抵抗が十分に低い場合には電流還流時にはＱ３をＯＮとすることにより電圧降下を下げ、発熱を低減させることができる。この場合も、半導体スイッチング素子のターンオン時間，ターンオフ時間から直列に接続された上下アームが同時にＯＮとなる瞬間に流れる貫通電流を防ぐために、上下アームがＯＦＦとなる期間（デッドタイム）を意図的に設ける。このデッドタイムの期間、還流電流はボディダイオードに流す。
【００１６】
また、還流電流をＱ３のボディダイオードに流す場合において、ボディダイオードの電流容量が不足する場合には、図３に示すようにＱ３と並列にダイオードＤを接続することも可能である。本実施例によれば、Ｑ３の電流容量を大きくしなくとも巻き上げ時の還流電流を流すことが可能となる。
【００１７】
以上、Ｑ３に還流電流を流す場合の実施例を記したが、Ｑ２に還流電流を流す場合においても同様に、Ｑ２の電流容量を大きくするか、Ｑ２に並列にダイオードＤを接続すれば良い。
【００１８】
図４は、各スイッチング素子の電流容量を決定するための電流とＰＷＭデューティサイクル（デューティ比）ηの相関図である。
【００１９】
ここで、ＩｄｒはＰＷＭのＯＮ時に電源からモータに供給する電流の平均値で平均駆動電流である。ＩｆｗはＰＷＭのＯＦＦ時に還流する電流の平均値、即ち平均還流電流である。ＩｍはモータＭに流れる電流の平均値、即ち平均モータ電流である。
【００２０】
過渡状態を無視し、定常状態のみに着目して平均モータ電流はＰＷＭのデューティサイクル（デューティ比）ηに比例すると仮定し、デューティサイクル（デューティ比）η＝１００％時の平均モータ電流をＩｍａｘとすると、
Ｉｍ＝η・Ｉｍａｘ 数式１
∴η＝Ｉｍ／Ｉｍａｘ 数式２
Ｉｄｒ，Ｉｆｗは和がＩｍで、デューティサイクル（デューティ比）がそれぞれη、（１−η）であるから、数式２より、
Ｉｄｒ＝η・Ｉｍ
＝Ｉｍ2／Ｉｍａｘ 数式３
Ｉｆｗ＝（１−η）・Ｉｍ
＝Ｉｍ−Ｉｍ2／Ｉｍａｘ 数式４
となる。
【００２１】
以上求められた値を、横軸にＰＷＭのデューティサイクル（デューティ比）η、縦軸にＩｍａｘを１００とした任意目盛（相対目盛）の電流値でグラフにプロットすると図４のようになる。半導体スイッチング素子の電圧降下がＰＮ接合の電位差によるなど、電流に拠らず一定である場合の各半導体スイッチング素子の発熱はこれらの各電流値に代表される。例えば、各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がバイポーラトランジスタである場合や、還流電流を各半導体スイッチング素子のボディダイオードに流す場合が相当する。
【００２２】
この場合、もっとも平均電流が流れるスイッチング素子の平均電流Ｉｍに対して、平均還流電流ＩｆｗはＩｍの３０％未満である。
【００２３】
図５は半導体スイッチング素子の電圧効果が電流に比例する場合の各電流による半導体スイッチング素子発熱を示した図である。例えば、各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がＭＯＳＦＥＴである場合が相当する。
【００２４】
なお本検討では、ＯＮ抵抗は等しいと仮定して正規化してあり、設計に際してはこれらの値により適切なＯＮ抵抗ひいては半導体スイッチング素子の面積を選べばよい。
【００２５】
ｑｍ，ｑｄｒ，ｑｆｗはそれぞれＩｍ，Ｉｄｒ，Ｉｆｗによる発熱である。ＯＮ抵抗は正規化して１Ωとすると、
ｑｍ＝Ｉｍ2 数式５
数式１より、
ｑｄｒ＝η・Ｉｍ2
＝Ｉｍ3／Ｉｍａｘ 数式６
ｑｆｗ＝（１−η）・Ｉｍ2
＝Ｉｍ2−Ｉｍ3／Ｉｍａｘ 数式７
以上求められた値を、横軸にＰＷＭのデューティサイクル（デューティ比）η、縦軸はＩｍａｘ2を１００とした任意目盛（相対目盛）でグラフにプロットすると図５のようになる。
【００２６】
この場合、もっとも平均電流が流れるスイッチング素子の平均発熱ｑｍに対して、還流電流による平均発熱ｑｆｗはｑｍの２０％未満である。
【００２７】
図６は各動作モード時の各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の動作と電流値の大小を示した図表である。「ＯＮ」は当該方向への駆動時には常時ＯＮ、「ＯＦＦ」は常時ＯＦＦ、「ＰＷＭ」は所定のデューティサイクル（デューティ比）のＯＮ／ＯＦＦによるＰＷＭ駆動、「還流」はＰＷＭ駆動のＯＦＦ時の還流電流をながすことを表わしている。
【００２８】
これらのうち、巻き上げ時のモードＡと緩め時のモードｂとの組み合わせは以下に示すように親和性がよく、同様に巻き上げ時のモードＢと緩め時のモードａとの組み合わせが親和性が良い。
【００２９】
巻き上げ時にモードＡ、緩め時にモードａの動作をする場合の各半導体スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）での発熱を示したグラフを図７に、巻き上げ時にモードＡ、緩め時にモードａの動作をする場合を図８に示す。
【００３０】
モードＡの場合にはＱ３に比較的大きな還流電流が流れるため、Ｑ３をＱ２よりも電流容量が大きなものとする必要がある。ここで緩め時にはモードａでは図７に示すようにＱ２＞Ｑ４＞Ｑ３の順になるのに対して、モードｂでは図８に示すようにＱ３＞Ｑ１＞Ｑ２になる。つまり、モードＡとモードａを組み合わせた場合には、図７に示すようにＱ２（ｑｍａｘ２）とＱ３（ｑｍａｘ３）の両方の電流容量を大きくしなければならないのに対して、モードＡとモードｂを組み合わせた場合には図８に示すようにＱ３（ｑｍａｘ３）のみの電流容量を大きくすれば良く、Ｑ２の電流容量は小さくとも良い。
【００３１】
また、モータＭのインピーダンスがあまりにも低いと、デューティサイクル（デューティ比）ηが小さい領域で巻き上げ時の大電流を流すことになるので、Ｑ１，Ｑ４とＱ２，Ｑ４の電流差、あるいは発熱差があまりないため本方式のメリットは抑えられてしまう。本発明のメリットを最大限に活かすためには、モータＭのインピーダンスを大きくし、大電流を流す際にはなるべくデューティサイクル（デューティ比）ηが１００％に近くなるようにモータＭのマッチングをとることが好ましい。
【００３２】
図９，図１０はＱ１〜Ｑ４を駆動するためのドライバ６１〜６４，Ｑ２，Ｑ３を同一チップ６０とし、Ｑ１，Ｑ４を別チップとした実施例である。大きな電流容量の必要なＱ１，Ｑ４を別チップとすることで、発熱の集中を避けられるだけでなく、縦構造のＭＯＳＦＥＴとすることでより小さなチップ面積でＯＮ抵抗を下げることができる。また、電流容量の小さなＱ２，Ｑ３を同一チップ６０とすることにより集積化による小型軽量化，低コスト化を図ることができる。さらに、巻き上げ時の還流電流により比較的大きな電流容量を要するＱ３を含めた大中小の３種類の異なる電流容量を持つ半導体スイッチング素子を必要とする最適設計を図１０に示すように同一チップ６０内で所定の面積を持たせることにより扱う部品の品種の増加を招かずに容易に実現することができる。
【００３３】
なお、ドライバ６１〜６４にはＰＷＭ信号を発生するための図示しないタイマや、上側アームの半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動するための電源電圧よりも高い電圧を生成する図示しないチャージポンプやブートストラップ回路なども含まれる。
【００３４】
また、本実施形態を適用したＨブリッジ回路では、誤動作により電流容量の小さなＱ２，Ｑ３を大きなデューティサイクル（デューティ比）でＯＮさせると発熱による破壊を防止するために、例えばＰＷＭ信号を生成するタイマが一定以上のデューティサイクル（デューティ比）でＯＮしないようにするなどの保護機構を設けると良い。
【００３５】
図１１は、本実施形態のモータ制御装置を適用した車両と、そこに搭載された衝突安全装置の結線図を示す。車両１１２には、障害物センサ１０２が車両前部に装備され、この障害物センサ１０２は、車両の前方向に存在する障害物との距離に応じた信号を出力し、この信号は、障害物センサ１０２と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。また、車両の車体に装備された車輪速度センサ１０４は、車両の速度に応じた信号を出力し、この信号は、車輪速度センサ１０４と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。
【００３６】
衝突判断コントローラ１０６は、障害物センサ１０２と車輪速度センサ１０４信号に基づいて、車両１１２が障害物と衝突するか否かを判断する。障害物センサ１０２の出力信号から得られた障害物との距離が所定の値より短く、かつ、車輪速度センサ１０４の出力信号から得られた車両速度が所定の値より速い場合には、衝突判断コントローラ１０６は、車両１２が障害物と衝突すると判断し、車両１１２が障害物と衝突する前に、ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０に指令信号を出力する。
【００３７】
ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０は、衝突判断コントローラ１０６と電気的に接続されており、衝突判断コントローラ１０６の指令信号に基づいて、それぞれ予め定められた動作を実行する。シートベルト駆動コントローラ１１０は、リトラクタ１０３と電気的に接続されており、リトラクタ１０３への給電を制御する。
【００３８】
図１２は、本実施形態に係るモータ制御装置の制御対象であるシートベルトリトラクタの機構の概略図である。モータＭの回転出力はギア４０，４１により減速，増力されスプール５０を駆動し、ウエビングベルト１９を巻き上げたり緩めたりする。電動化されたシートベルトは、走行状態によってウエビングベルト１９の張力を変えたりして安全性と快適性の両立を図ることができる。また、衝突等の緊急時に張力を高めることにより乗員を保護するために極めて有用である。緊急時にウエビングベルト１９の張力を高める場合は巻き上げ方向に通常より大きなトルクでモータＭがスプール５０を駆動するので、通常より大きな電流が流れる。前述したモータ駆動装置を、シートベルトリトラクタ用モータに適用すれば、装置全体の小型化，低価格化が図れる。
【００３９】
図１３は本発明を適用したシートベルト駆動コントローラ１１０と、リトラクタ機構１０とを一体化した制御ユニット一体型シートベルト装置の斜視図を示したものである。リトラクタ機構１０はプリテンショナ部１５，ギア４０，４１（図１２参照）から構成されるモータ動力伝達機構部１６，リターンスプリング１７，モータＭ，スプール５０から構成される。シートベルト駆動コントローラ１１０は、信号線及び電源線を備えたハーネス２１ａと接続され、このハーネス２１ａの一端にはコネクタ２３が接続されている。シートベルト駆動コントローラ１１０はネジ２４等によりモータリトラクタ１０に機械的に取り付けられている。
【００４０】
本実施形態に係るモータ駆動装置は前述したように小型化されているため、コントローラ部とリトラクタ機構１０を一体化するための設計の自由度を確保することができる。また一体型シートベルト装置全体の小型化にも寄与する。
【００４１】
図１４，図１５は、シートベルト装置の車両への搭載例を示したものであり、図１４は前席右側を、図１５は前席左側を、それぞれ室内側からみた図である。
【００４２】
車両の前席の左右のいずれの側においても、制御ユニット一体型シートベルト装置は、車両のセンターピラー１００の下方にあるリトラクタ取り付け部１０１に、例えばボルトで固定されて、ウエビングベルト１９が上方に引き出され、または下方に巻き取られるようになっている。シートベルト駆動コントローラ１１０（図１４，図１５では、モータリトラクタ１０の裏側となる。）は、車両からの入力信号（前方の車両や障害物までの距離を検出する前方監視装置，ブレーキセンサ，衝突判断コントローラ，ウエビングのバックル装置等からの信号）により、予め記憶された駆動モードにより、モータを駆動してウエビングベルト１９の巻き取りや巻き戻しを制御する機能を備える。
【００４３】
本実施形態に係るモータ駆動装置を適用した一体型シートベルト装置は小型されているため、搭載スペースが小さいセンターピラー１００にも設置することができ、軽自動車等の小型車にも一体型シートベルト装置が適用できるようになる。
【００４４】
図１７は図１に示したモータ駆動装置を電子制御スロットルに適用した実施形態を説明する図である。電子制御スロットルは図１７に示すように、モータＭの回転出力をギア４０，４１，４２で減速あるいは増力して吸気管５３内に設けられたスロットルバルブ５１を駆動する。スロットルバルブ５１の開度（角度）はスロットルポジションセンサ５２により計測され、目標開度となるようにＱ１〜Ｑ４からなる駆動回路によって制御される。
【００４５】
電子制御スロットル故障時にモータＭの駆動を停止すると、所定のスロットル開度（デフォルトポジション）となるようにバネ機構（デフォルト機構）が備わっている。スロットル開度θとデフォルト機構によるトルクは図１６に示すような関係にある。この図から、デフォルト機構によるトルクに打ち勝ってスロットルバルブを全開にするためには全閉時よりも大きなトルクをモータＭが出さなければならない。したがって、開弁方向にモータを駆動するためには閉弁方向よりも大きな電流を流す必要がある。すなわち、閉弁方向にモータを駆動するための電流値は、開弁方向に比べて低くなる。
【００４６】
そこで、閉弁方向にモータを駆動するための電流経路の半導体スイッチング素子であるＱ２，Ｑ３をＱ１，Ｑ４よりも小さく設定することにより駆動回路の小型化，低価格化が図れる。
【００４７】
図１８はＰＷＭモードの実施例で、図６のＰＷＭ駆動モードＡＢを交互に繰り返す実施例である。本実施例に拠れば図１９に示すように、巻き上げ時の還流電流をＱ２，Ｑ３に交互に流すために、Ｑ２，Ｑ３をより電流容量の小さなもの（Ｑ１，Ｑ４の１０％未満）とすることができ、更なる小型化，低価格化が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係るシートベルトリトラクタ用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象を示した図である。
【図２】巻き上げ時の還流電流にあわせて、Ｑ３の電流容量を、図１に示したＱ３よりも大きくした実施例の説明図である。
【図３】他の実施形態に係るシートベルトリトラクタ用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象である。
【図４】各スイッチング素子の電流容量を決定するための電流とＰＷＭデューティサイクル（デューティ比）ηの相関図である。
【図５】半導体スイッチング素子の電圧効果が電流に比例する場合の各電流による半導体スイッチング素子発熱を示した図である。
【図６】各動作モード時の各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の動作と電流値の大小を示した図表である。
【図７】各半導体スイッチング素子の発熱を示す図である。
【図８】各半導体スイッチング素子の発熱を示す図である。
【図９】ドライバと半導体スイッチング素子の集積化を示す図である。
【図１０】ドライバと半導体スイッチング素子の集積化を示す図である。
【図１１】シートベルトリトラクタ装置を搭載した車両の外観斜視図である。
【図１２】本実施形態に係るモータ制御装置の制御対象であるシートベルトリトラクタの機構の概略図である。
【図１３】本発明を適用したシートベルト駆動コントローラ１１０と、リトラクタ機構１０とを一体化した制御ユニット一体型シートベルト装置の斜視図を示したものである。
【図１４】シートベルトリトラクタ装置の車両への搭載例を示した図である。
【図１５】シートベルトリトラクタ装置の車両への搭載例を示した図である。
【図１６】電子制御スロットルのデフォルトポジションの説明図である。
【図１７】他の実施形態に係る電子制御スロットル用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象を示した図である。
【図１８】ＰＷＭ駆動モードの実施例を示す図である。
【図１９】図１８の実施例による各半導体スイッチング素子の発熱を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｍ モータ
Ｑ１〜Ｑ４ 半導体スイッチング素子
１９ ウエビングベルト
４０〜４２ ギア
５０ スプール
５１ スロットルバルブ
５２ スロットルポジションセンサ
５３ 吸気管
６０ 集積回路
６１〜６４ ドライバ
１００ センターピラー
１０１ リトラクタ取り付け部
１０２ 障害物センサ
１０３ リトラクタ
１０４ 車輪速度センサ
１０６ 衝突判断コントローラ
１０８ ブレーキアシスト装置
１１０ シートベルト駆動コントローラ
１１２ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置に係り、特にシートベルトリトラクタ用モータ制御装置や電子制御スロットル用モータ制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
制御の精密化，エネルギー効率の向上，作動液の不要化などから様々な用途の動力源が電動化されている。ブラシ付直流モータを正転／逆転両方向へ駆動するためには半導体スイッチング素子を４つ使用したＨブリッジが広く用いられている。また、特定の回転方向にのみ大きな駆動力（トルク）が必要な場合には、特開２００１−９７１８４号公報に記載されているように、リレーによってモータを電源に直結する方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９７１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、半導体スイッチング素子が小さな電流容量により駆動することができる通常動作時にのみ使用されるので、素子の電流容量を小さくすることができる。しかし、大電流時の電流制御，部品点数の削減についてさらに考慮が望まれる。従来技術では最大電流動作時にはリレーによりモータを電源に直結するため、電流値の制御が不可能である。最大電流動作時の電流は制御なしではモータの個体差，温度，電源電圧により左右される。また半導体スイッチング素子に加えてリレーが必要となるため、部品点数の増加に繋がる。
【０００５】
そこで本発明は、大電流時にも電流制御でき、小型，低コスト化が可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では以下の手段を講じる。
【０００７】
予め決まっている特定の方向に所定量の電流を流す用途において、該方向の電流経路に当たる半導体スイッチング素子を、それ以外の半導体スイッチング素子とは異なる電流容量の素子を使用する。
【０００８】
以上により、大電流が流れる経路にはサイズの大きな半導体スッチング素子を用い、それ以外の経路は半導体サイズの小さなスイッチング素子とすることができ、駆動回路の小型化，低コスト化を図ることができる上、何れの方向についても電流値をＰＷＭ制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
モータ制御の信頼性を維持しながら、モータ制御装置の小型化，低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に従い本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係るシートベルトリトラクタ用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象を示した図である。
【００１１】
半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、モータＭに流す電流の大きさ及び方向を制御するためのＨブリッジを構成している。なお、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４にはバイポーラトランジスタのほかに、ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴなどが使用される。モータＭはスプール５０を回転させ、シートベルトを構成するウエビングベルト１９を巻き上げたり緩めたりする。
【００１２】
ウエビングベルト１９を巻き上げる時にモータＭ及び半導体スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ４）には大電流が流れる。一方、ウエビングベルト１９の巻き上げるための回転方向とは反対方向にモータＭを回転させる時には、前述の巻き上げ時よりも小さい電流が流れる（半導体スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４）。そこで、小さい電流が流れる電流経路に対応する半導体スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４は、大きい電流が流れる電流経路に対応する半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４よりも小さい電流容量に設定する。
【００１３】
なお、図１の実施例では巻き上げ時にはＱ１をＯＮとし、Ｑ４を所定のデューティサイクル（デューティ比）でＯＮ／ＯＦＦさせるＰＷＭ（パルス幅変調）により電流値を制御する。また、電流を検出するためのシャント抵抗などは本実施形態には直接関係がないので簡単のために省略している。
【００１４】
以上述べた構成により、部品を追加することなくＱ２，Ｑ４を小さなものにすることができ、低コスト化が図れる。また、何れの回転方向についても電流値をＰＷＭ制御することができる。
【００１５】
図２は巻き上げ時の還流電流にあわせて、Ｑ３の電流容量を、図１に示したＱ３よりも大きくした実施例の説明図である。Ｑ３がＭＯＳＦＥＴなどのボディダイオードを有する半導体スイッチ素子である場合には、還流電流はＱ３のボディダイオードに流す場合が多いが、この場合にはＰＮ接合電位差に起因する０.７〜１Ｖ程度の電圧降下が生じ、電流×電圧降下に相当する損失、即ち発熱が生じる。そこでＱ３のＯＮ抵抗が十分に低い場合には電流還流時にはＱ３をＯＮとすることにより電圧降下を下げ、発熱を低減させることができる。この場合も、半導体スイッチング素子のターンオン時間，ターンオフ時間から直列に接続された上下アームが同時にＯＮとなる瞬間に流れる貫通電流を防ぐために、上下アームがＯＦＦとなる期間（デッドタイム）を意図的に設ける。このデッドタイムの期間、還流電流はボディダイオードに流す。
【００１６】
また、還流電流をＱ３のボディダイオードに流す場合において、ボディダイオードの電流容量が不足する場合には、図３に示すようにＱ３と並列にダイオードＤを接続することも可能である。本実施例によれば、Ｑ３の電流容量を大きくしなくとも巻き上げ時の還流電流を流すことが可能となる。
【００１７】
以上、Ｑ３に還流電流を流す場合の実施例を記したが、Ｑ２に還流電流を流す場合においても同様に、Ｑ２の電流容量を大きくするか、Ｑ２に並列にダイオードＤを接続すれば良い。
【００１８】
図４は、各スイッチング素子の電流容量を決定するための電流とＰＷＭデューティサイクル（デューティ比）ηの相関図である。
【００１９】
ここで、ＩｄｒはＰＷＭのＯＮ時に電源からモータに供給する電流の平均値で平均駆動電流である。ＩｆｗはＰＷＭのＯＦＦ時に還流する電流の平均値、即ち平均還流電流である。ＩｍはモータＭに流れる電流の平均値、即ち平均モータ電流である。
【００２０】
過渡状態を無視し、定常状態のみに着目して平均モータ電流はＰＷＭのデューティサイクル（デューティ比）ηに比例すると仮定し、デューティサイクル（デューティ比）η＝１００％時の平均モータ電流をＩｍａｘとすると、
Ｉｍ＝η・Ｉｍａｘ 数式１
∴η＝Ｉｍ／Ｉｍａｘ 数式２
Ｉｄｒ，Ｉｆｗは和がＩｍで、デューティサイクル（デューティ比）がそれぞれη、（１−η）であるから、数式２より、
Ｉｄｒ＝η・Ｉｍ
＝Ｉｍ2／Ｉｍａｘ 数式３
Ｉｆｗ＝（１−η）・Ｉｍ
＝Ｉｍ−Ｉｍ2／Ｉｍａｘ 数式４
となる。
【００２１】
以上求められた値を、横軸にＰＷＭのデューティサイクル（デューティ比）η、縦軸にＩｍａｘを１００とした任意目盛（相対目盛）の電流値でグラフにプロットすると図４のようになる。半導体スイッチング素子の電圧降下がＰＮ接合の電位差によるなど、電流に拠らず一定である場合の各半導体スイッチング素子の発熱はこれらの各電流値に代表される。例えば、各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がバイポーラトランジスタである場合や、還流電流を各半導体スイッチング素子のボディダイオードに流す場合が相当する。
【００２２】
この場合、もっとも平均電流が流れるスイッチング素子の平均電流Ｉｍに対して、平均還流電流ＩｆｗはＩｍの３０％未満である。
【００２３】
図５は半導体スイッチング素子の電圧効果が電流に比例する場合の各電流による半導体スイッチング素子発熱を示した図である。例えば、各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がＭＯＳＦＥＴである場合が相当する。
【００２４】
なお本検討では、ＯＮ抵抗は等しいと仮定して正規化してあり、設計に際してはこれらの値により適切なＯＮ抵抗ひいては半導体スイッチング素子の面積を選べばよい。
【００２５】
ｑｍ，ｑｄｒ，ｑｆｗはそれぞれＩｍ，Ｉｄｒ，Ｉｆｗによる発熱である。ＯＮ抵抗は正規化して１Ωとすると、
ｑｍ＝Ｉｍ2 数式５
数式１より、
ｑｄｒ＝η・Ｉｍ2
＝Ｉｍ3／Ｉｍａｘ 数式６
ｑｆｗ＝（１−η）・Ｉｍ2
＝Ｉｍ2−Ｉｍ3／Ｉｍａｘ 数式７
以上求められた値を、横軸にＰＷＭのデューティサイクル（デューティ比）η、縦軸はＩｍａｘ2を１００とした任意目盛（相対目盛）でグラフにプロットすると図５のようになる。
【００２６】
この場合、もっとも平均電流が流れるスイッチング素子の平均発熱ｑｍに対して、還流電流による平均発熱ｑｆｗはｑｍの２０％未満である。
【００２７】
図６は各動作モード時の各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の動作と電流値の大小を示した図表である。「ＯＮ」は当該方向への駆動時には常時ＯＮ、「ＯＦＦ」は常時ＯＦＦ、「ＰＷＭ」は所定のデューティサイクル（デューティ比）のＯＮ／ＯＦＦによるＰＷＭ駆動、「還流」はＰＷＭ駆動のＯＦＦ時の還流電流をながすことを表わしている。
【００２８】
これらのうち、巻き上げ時のモードＡと緩め時のモードｂとの組み合わせは以下に示すように親和性がよく、同様に巻き上げ時のモードＢと緩め時のモードａとの組み合わせが親和性が良い。
【００２９】
巻き上げ時にモードＡ、緩め時にモードａの動作をする場合の各半導体スイッチング素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）での発熱を示したグラフを図７に、巻き上げ時にモードＡ、緩め時にモードａの動作をする場合を図８に示す。
【００３０】
モードＡの場合にはＱ３に比較的大きな還流電流が流れるため、Ｑ３をＱ２よりも電流容量が大きなものとする必要がある。ここで緩め時にはモードａでは図７に示すようにＱ２＞Ｑ４＞Ｑ３の順になるのに対して、モードｂでは図８に示すようにＱ３＞Ｑ１＞Ｑ２になる。つまり、モードＡとモードａを組み合わせた場合には、図７に示すようにＱ２（ｑｍａｘ２）とＱ３（ｑｍａｘ３）の両方の電流容量を大きくしなければならないのに対して、モードＡとモードｂを組み合わせた場合には図８に示すようにＱ３（ｑｍａｘ３）のみの電流容量を大きくすれば良く、Ｑ２の電流容量は小さくとも良い。
【００３１】
また、モータＭのインピーダンスがあまりにも低いと、デューティサイクル（デューティ比）ηが小さい領域で巻き上げ時の大電流を流すことになるので、Ｑ１，Ｑ４とＱ２，Ｑ４の電流差、あるいは発熱差があまりないため本方式のメリットは抑えられてしまう。本発明のメリットを最大限に活かすためには、モータＭのインピーダンスを大きくし、大電流を流す際にはなるべくデューティサイクル（デューティ比）ηが１００％に近くなるようにモータＭのマッチングをとることが好ましい。
【００３２】
図９，図１０はＱ１〜Ｑ４を駆動するためのドライバ６１〜６４，Ｑ２，Ｑ３を同一チップ６０とし、Ｑ１，Ｑ４を別チップとした実施例である。大きな電流容量の必要なＱ１，Ｑ４を別チップとすることで、発熱の集中を避けられるだけでなく、縦構造のＭＯＳＦＥＴとすることでより小さなチップ面積でＯＮ抵抗を下げることができる。また、電流容量の小さなＱ２，Ｑ３を同一チップ６０とすることにより集積化による小型軽量化，低コスト化を図ることができる。さらに、巻き上げ時の還流電流により比較的大きな電流容量を要するＱ３を含めた大中小の３種類の異なる電流容量を持つ半導体スイッチング素子を必要とする最適設計を図１０に示すように同一チップ６０内で所定の面積を持たせることにより扱う部品の品種の増加を招かずに容易に実現することができる。
【００３３】
なお、ドライバ６１〜６４にはＰＷＭ信号を発生するための図示しないタイマや、上側アームの半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を駆動するための電源電圧よりも高い電圧を生成する図示しないチャージポンプやブートストラップ回路なども含まれる。
【００３４】
また、本実施形態を適用したＨブリッジ回路では、誤動作により電流容量の小さなＱ２，Ｑ３を大きなデューティサイクル（デューティ比）でＯＮさせると発熱による破壊を防止するために、例えばＰＷＭ信号を生成するタイマが一定以上のデューティサイクル（デューティ比）でＯＮしないようにするなどの保護機構を設けると良い。
【００３５】
図１１は、本実施形態のモータ制御装置を適用した車両と、そこに搭載された衝突安全装置の結線図を示す。車両１１２には、障害物センサ１０２が車両前部に装備され、この障害物センサ１０２は、車両の前方向に存在する障害物との距離に応じた信号を出力し、この信号は、障害物センサ１０２と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。また、車両の車体に装備された車輪速度センサ１０４は、車両の速度に応じた信号を出力し、この信号は、車輪速度センサ１０４と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。
【００３６】
衝突判断コントローラ１０６は、障害物センサ１０２と車輪速度センサ１０４信号に基づいて、車両１１２が障害物と衝突するか否かを判断する。障害物センサ１０２の出力信号から得られた障害物との距離が所定の値より短く、かつ、車輪速度センサ１０４の出力信号から得られた車両速度が所定の値より速い場合には、衝突判断コントローラ１０６は、車両１２が障害物と衝突すると判断し、車両１１２が障害物と衝突する前に、ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０に指令信号を出力する。
【００３７】
ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０は、衝突判断コントローラ１０６と電気的に接続されており、衝突判断コントローラ１０６の指令信号に基づいて、それぞれ予め定められた動作を実行する。シートベルト駆動コントローラ１１０は、リトラクタ１０３と電気的に接続されており、リトラクタ１０３への給電を制御する。
【００３８】
図１２は、本実施形態に係るモータ制御装置の制御対象であるシートベルトリトラクタの機構の概略図である。モータＭの回転出力はギア４０，４１により減速，増力されスプール５０を駆動し、ウエビングベルト１９を巻き上げたり緩めたりする。電動化されたシートベルトは、走行状態によってウエビングベルト１９の張力を変えたりして安全性と快適性の両立を図ることができる。また、衝突等の緊急時に張力を高めることにより乗員を保護するために極めて有用である。緊急時にウエビングベルト１９の張力を高める場合は巻き上げ方向に通常より大きなトルクでモータＭがスプール５０を駆動するので、通常より大きな電流が流れる。前述したモータ駆動装置を、シートベルトリトラクタ用モータに適用すれば、装置全体の小型化，低価格化が図れる。
【００３９】
図１３は本発明を適用したシートベルト駆動コントローラ１１０と、リトラクタ機構１０とを一体化した制御ユニット一体型シートベルト装置の斜視図を示したものである。リトラクタ機構１０はプリテンショナ部１５，ギア４０，４１（図１２参照）から構成されるモータ動力伝達機構部１６，リターンスプリング１７，モータＭ，スプール５０から構成される。シートベルト駆動コントローラ１１０は、信号線及び電源線を備えたハーネス２１ａと接続され、このハーネス２１ａの一端にはコネクタ２３が接続されている。シートベルト駆動コントローラ１１０はネジ２４等によりモータリトラクタ１０に機械的に取り付けられている。
【００４０】
本実施形態に係るモータ駆動装置は前述したように小型化されているため、コントローラ部とリトラクタ機構１０を一体化するための設計の自由度を確保することができる。また一体型シートベルト装置全体の小型化にも寄与する。
【００４１】
図１４，図１５は、シートベルト装置の車両への搭載例を示したものであり、図１４は前席右側を、図１５は前席左側を、それぞれ室内側からみた図である。
【００４２】
車両の前席の左右のいずれの側においても、制御ユニット一体型シートベルト装置は、車両のセンターピラー１００の下方にあるリトラクタ取り付け部１０１に、例えばボルトで固定されて、ウエビングベルト１９が上方に引き出され、または下方に巻き取られるようになっている。シートベルト駆動コントローラ１１０（図１４，図１５では、モータリトラクタ１０の裏側となる。）は、車両からの入力信号（前方の車両や障害物までの距離を検出する前方監視装置，ブレーキセンサ，衝突判断コントローラ，ウエビングのバックル装置等からの信号）により、予め記憶された駆動モードにより、モータを駆動してウエビングベルト１９の巻き取りや巻き戻しを制御する機能を備える。
【００４３】
本実施形態に係るモータ駆動装置を適用した一体型シートベルト装置は小型されているため、搭載スペースが小さいセンターピラー１００にも設置することができ、軽自動車等の小型車にも一体型シートベルト装置が適用できるようになる。
【００４４】
図１７は図１に示したモータ駆動装置を電子制御スロットルに適用した実施形態を説明する図である。電子制御スロットルは図１７に示すように、モータＭの回転出力をギア４０，４１，４２で減速あるいは増力して吸気管５３内に設けられたスロットルバルブ５１を駆動する。スロットルバルブ５１の開度（角度）はスロットルポジションセンサ５２により計測され、目標開度となるようにＱ１〜Ｑ４からなる駆動回路によって制御される。
【００４５】
電子制御スロットル故障時にモータＭの駆動を停止すると、所定のスロットル開度（デフォルトポジション）となるようにバネ機構（デフォルト機構）が備わっている。スロットル開度θとデフォルト機構によるトルクは図１６に示すような関係にある。この図から、デフォルト機構によるトルクに打ち勝ってスロットルバルブを全開にするためには全閉時よりも大きなトルクをモータＭが出さなければならない。したがって、開弁方向にモータを駆動するためには閉弁方向よりも大きな電流を流す必要がある。すなわち、閉弁方向にモータを駆動するための電流値は、開弁方向に比べて低くなる。
【００４６】
そこで、閉弁方向にモータを駆動するための電流経路の半導体スイッチング素子であるＱ２，Ｑ３をＱ１，Ｑ４よりも小さく設定することにより駆動回路の小型化，低価格化が図れる。
【００４７】
図１８はＰＷＭモードの実施例で、図６のＰＷＭ駆動モードＡＢを交互に繰り返す実施例である。本実施例に拠れば図１９に示すように、巻き上げ時の還流電流をＱ２，Ｑ３に交互に流すために、Ｑ２，Ｑ３をより電流容量の小さなもの（Ｑ１，Ｑ４の１０％未満）とすることができ、更なる小型化，低価格化が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係るシートベルトリトラクタ用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象を示した図である。
【図２】巻き上げ時の還流電流にあわせて、Ｑ３の電流容量を、図１に示したＱ３よりも大きくした実施例の説明図である。
【図３】他の実施形態に係るシートベルトリトラクタ用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象である。
【図４】各スイッチング素子の電流容量を決定するための電流とＰＷＭデューティサイクル（デューティ比）ηの相関図である。
【図５】半導体スイッチング素子の電圧効果が電流に比例する場合の各電流による半導体スイッチング素子発熱を示した図である。
【図６】各動作モード時の各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の動作と電流値の大小を示した図表である。
【図７】各半導体スイッチング素子の発熱を示す図である。
【図８】各半導体スイッチング素子の発熱を示す図である。
【図９】ドライバと半導体スイッチング素子の集積化を示す図である。
【図１０】ドライバと半導体スイッチング素子の集積化を示す図である。
【図１１】シートベルトリトラクタ装置を搭載した車両の外観斜視図である。
【図１２】本実施形態に係るモータ制御装置の制御対象であるシートベルトリトラクタの機構の概略図である。
【図１３】本発明を適用したシートベルト駆動コントローラ１１０と、リトラクタ機構１０とを一体化した制御ユニット一体型シートベルト装置の斜視図を示したものである。
【図１４】シートベルトリトラクタ装置の車両への搭載例を示した図である。
【図１５】シートベルトリトラクタ装置の車両への搭載例を示した図である。
【図１６】電子制御スロットルのデフォルトポジションの説明図である。
【図１７】他の実施形態に係る電子制御スロットル用モータ制御装置の基本的な回路構成及び制御対象を示した図である。
【図１８】ＰＷＭ駆動モードの実施例を示す図である。
【図１９】図１８の実施例による各半導体スイッチング素子の発熱を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ｍ モータ
Ｑ１〜Ｑ４ 半導体スイッチング素子
１９ ウエビングベルト
４０〜４２ ギア
５０ スプール
５１ スロットルバルブ
５２ スロットルポジションセンサ
５３ 吸気管
６０ 集積回路
６１〜６４ ドライバ
１００ センターピラー
１０１ リトラクタ取り付け部
１０２ 障害物センサ
１０３ リトラクタ
１０４ 車輪速度センサ
１０６ 衝突判断コントローラ
１０８ ブレーキアシスト装置
１１０ シートベルト駆動コントローラ
１１２ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向の回転負荷が逆方向の回転負荷より大きくなるように駆動されるブラシ付きモータを制御するためのモータ制御装置であって、
複数のスイッチング素子が直列に接続されることにより構成される上下アームと、
前記上下アームを２組並列に接続して２つの相を為し、かつ各相の上アームと下アームとの接続点に前記モータが電気的に接続されたＨ型ブリッジ回路部と、を備え、
一方の相の上アーム及び他方の相の下アームに搭載された第１及び第２スイッチング素子は、その他のアームに搭載されたスイッチング素子よりも小さい定格電流に設定され、かつ該第１及び第２スイッチング素子には、前記モータの逆方向の回転を駆動するための電流が通電されるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記Ｈ型ブリッジ回路部の搭載されたスイッチング素子を駆動するためのドライバ回路を搭載したドライバ回路基板を備え、
前記第１及び第２スイッチング素子は、前記ドライバ回路基板上に実装されるモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子と前記ドライバ回路は、同一のチップに実装されるモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子は、横型構造のＦＥＴであるモータ制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のモータ制御装置であって、
前記他方の相の上アームに搭載された第３スイッチング素子及び、前記一方の相の下アームに搭載された第４スイッチング素子は、縦型構造のＦＥＴであるモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記第１スイッチング素子は、前記第２スイッチング素子よりも大きい定格電流に設定され、かつ前記他方の相の上アームに搭載された第３スイッチング素子及び前記一方の相の下アームに搭載された第４スイッチング素子よりも小さい定格電流に設定され、かつ前記第１スイッチング素子及び第３スイッチング素子には、前記モータの一方向の回転駆動時における還流電流が通電されるモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載のモータ制御装置を用いたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置であって、
前記モータはシートベルトリトラクタ用のモータであり、かつ前記一方向の回転負荷はシートベルトの巻上げによる負荷であるシートベルトリトラクタ用モータ制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載のモータ制御装置を用いたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置であって、
前記モータ制御装置は、
前記モータを内蔵したシートベルトリトラクタ機構の側部に機械的に接続するための固定手段
を備えたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載のモータ制御装置を用いた電子制御スロットル用モータ制御装置であって、
前記モータは車両用電子制御スロットル用のモータであり、かつ前記一方向の回転負荷は、該スロットルバルブを開く方向に前記モータを回転させるための負荷である電子制御スロットル用モータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のモータ制御装置を用いた電子制御スロットル用モータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子がＯＮされるデューティサイクルまたはデューティ比を所定値以下に制限する機能を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子制御スロットル用モータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を制御するタイマが前記所定値以上のデューティサイクル又はデューティ比でＯＮしないことを特徴とする電子制御スロットル用モータ制御装置。
【請求項１】
一方向の回転負荷が逆方向の回転負荷より大きくなるように駆動されるブラシ付きモータを制御するためのモータ制御装置であって、
複数のスイッチング素子が直列に接続されることにより構成される上下アームと、
前記上下アームを２組並列に接続して２つの相を為し、かつ各相の上アームと下アームとの接続点に前記モータが電気的に接続されたＨ型ブリッジ回路部と、を備え、
一方の相の上アーム及び他方の相の下アームに搭載された第１及び第２スイッチング素子は、その他のアームに搭載されたスイッチング素子よりも小さい定格電流に設定され、かつ該第１及び第２スイッチング素子には、前記モータの逆方向の回転を駆動するための電流が通電されるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記Ｈ型ブリッジ回路部の搭載されたスイッチング素子を駆動するためのドライバ回路を搭載したドライバ回路基板を備え、
前記第１及び第２スイッチング素子は、前記ドライバ回路基板上に実装されるモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子と前記ドライバ回路は、同一のチップに実装されるモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子は、横型構造のＦＥＴであるモータ制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のモータ制御装置であって、
前記他方の相の上アームに搭載された第３スイッチング素子及び、前記一方の相の下アームに搭載された第４スイッチング素子は、縦型構造のＦＥＴであるモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記第１スイッチング素子は、前記第２スイッチング素子よりも大きい定格電流に設定され、かつ前記他方の相の上アームに搭載された第３スイッチング素子及び前記一方の相の下アームに搭載された第４スイッチング素子よりも小さい定格電流に設定され、かつ前記第１スイッチング素子及び第３スイッチング素子には、前記モータの一方向の回転駆動時における還流電流が通電されるモータ制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載のモータ制御装置を用いたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置であって、
前記モータはシートベルトリトラクタ用のモータであり、かつ前記一方向の回転負荷はシートベルトの巻上げによる負荷であるシートベルトリトラクタ用モータ制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載のモータ制御装置を用いたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置であって、
前記モータ制御装置は、
前記モータを内蔵したシートベルトリトラクタ機構の側部に機械的に接続するための固定手段
を備えたシートベルトリトラクタ用モータ制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載のモータ制御装置を用いた電子制御スロットル用モータ制御装置であって、
前記モータは車両用電子制御スロットル用のモータであり、かつ前記一方向の回転負荷は、該スロットルバルブを開く方向に前記モータを回転させるための負荷である電子制御スロットル用モータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のモータ制御装置を用いた電子制御スロットル用モータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子がＯＮされるデューティサイクルまたはデューティ比を所定値以下に制限する機能を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子制御スロットル用モータ制御装置であって、
前記第１及び第２スイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号を制御するタイマが前記所定値以上のデューティサイクル又はデューティ比でＯＮしないことを特徴とする電子制御スロットル用モータ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−２８８７８（Ｐ２０１０−２８８７８Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８３３４１（Ｐ２００８−１８３３４１）
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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