JP2010104138A - 直流モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電界効果型トランジスタ３１が断続的な動作を行うことを回避する。
【解決手段】ＣＰＵ４３は、ＰＴＣサーミスタ３４がゲート／ソース間電圧の変化を抑制する温度保護状態になっていると判定したときに、停止信号をスイッチ４５に出力して、オペアンプ４２の出力端子４２ｃと電子制御装置４０の出力端子４１ｂとの間を開放する。これにより、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に出力されることが停止される。このため、電界効果型トランジスタ３１の温度が低下してＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が下降しても、電界効果型トランジスタ３１が停止状態を維持することになる。したがって、電界効果型トランジスタ３１ストレスが蓄積されることを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流モータに与える電圧を制御する直流モータの駆動装置に関するものである。

従来、例えば特許文献１、２に示すように、バッテリのプラス電極側に第１の電極が接続され、かつグランド側に第２の電極が接続されている直流モータを制御する駆動装置が提案されている。

このものにおいて、第２の電極とグランドとの間に接続されている電界効果型トランジスタと、電界効果型トランジスタのゲート電極に電圧を付与する制御装置とを備える。電界効果型トランジスタは、制御装置の出力電圧に応じて駆動されることにより、直流モータの第１、第２の電極の間の電圧を制御する。

ここで、電界効果型トランジスタのドレイン端子と直流モータの第２の電極との間には、温度ヒューズが配置されている。温度ヒューズは、電界効果型トランジスタが異常高温になると溶断する。これにより、電界効果型トランジスタのドレイン端子と直流モータの第２の電極との間を遮断する。したがって、電界効果型トランジスタを保護して、電界効果型トランジスタが異常高温により故障することを回避するようにしている。
特開２００４−１０６６１４号公報 特開２００２−２３３１４５号公報

上述の特許文献１、２に記載の駆動装置では、温度ヒューズが一度溶断すると、電界効果型トランジスタの温度が低下しても、温度ヒューズにより電界効果型トランジスタのドレイン端子と直流モータとの間を遮断した状態が維持されるので、電界効果型トランジスタが通電動作を行うことができない。

これに対し、温度ヒューズに代わるＰＴＣサーミスタを電界効果型トランジスタのゲート電極と制御装置との間に配置することが考えられる。

例えば、何らかの故障が生じて、電界効果型トランジスタが異常高温になると、ＰＴＣサーミスタはその電気抵抗値が急上昇する。このため、制御装置の出力電圧が上昇しても、ＰＴＣサーミスタによって電界効果型トランジスタのゲート端子とソース端子との間の電圧の上昇が妨げられる。したがって、電界効果型トランジスタが異常高温になると、電界効果型トランジスタの通電動作を停止して、電界効果型トランジスタを保護することができる。

しかし、電界効果型トランジスタの通電動作が停止すると、電界効果型トランジスタの温度は低下する。これに伴い、ＰＴＣサーミスタの温度は低下するので、ＰＴＣサーミスタの電気抵抗値が低下する。このため、電界効果型トランジスタは制御装置の出力電圧に基づき通電動作を開始する。

このとき、上述の故障が直っていない状態では、電界効果型トランジスタが再び異常高温になり、ＰＴＣサーミスタの電気抵抗値が急上昇する。このため、ＰＴＣサーミスタによって電界効果型トランジスタの通電動作が停止する。その後、ＰＴＣサーミスタの温度が低下する、電界効果型トランジスタの通電動作が開始することになる。

以上により、上述の故障が直っていない状態では、電界効果型トランジスタが通電動作と停止とを交互に繰り返される。すなわち、スイッチ素子としての電界効果型トランジスタが断続的に動作を行うことになる。これに伴い、電界効果型トランジスタや直流モータにダメージを与えることになる。

本発明は上記点に鑑みて、スイッチ素子が断続的な通電動作を行うことを回避するようにした直流モータの駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、直流モータ（１０）の第２の電極（１２）とグランドとの間に配置され、かつ制御端子（Ｇ）とグランド側に接続されるグランド側端子（Ｓ）との間の電圧に応じてバッテリから直流モータを通してグランドに流れる電流を制御することにより、第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を制御するスイッチ素子（３１、３１ａ）と、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）に電圧を出力して第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を目標電圧に近づけるようにスイッチ素子（３１、３１ａ）を制御することにより、直流モータ（１０）の第１、第２の電極の間の電圧を制御する制御回路（４２）と、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の周囲に配置され、スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度のとき、制御回路（４２）の出力電圧によってスイッチ素子（３１、３１ａ）が制御される状態にする温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）と、を備え、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、温度保護素子は、スイッチ素子から発生する熱に基づき、制御回路（４２）の出力電圧によってスイッチ素子（３１、３１ａ）がバッテリから直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止する温度保護状態に自動的に遷移し、
直流モータ（１０）の第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧と、制御回路（４２）の出力電圧とに基づいて、温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が温度保護状態になっているか否かを判定する保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）と、
温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が温度保護状態になっていると保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）が判定したときには、制御回路（４２）からスイッチ素子（３１、３１ａ）に電圧が出力されることを停止させるための停止信号を出力する停止手段（Ｓ１２０）と、を備えることを特徴とする。

これにより、スイッチ素子を停止させることができるので、スイッチ素子が断続的な通電動作を行うことを回避できる。

請求項２に係る発明では、スイッチ素子（３１、３１ａ）は、制御回路（４２）から制御端子（Ｇ）に出力される電圧が高くなるほど、バッテリから直流モータを通してグランドに流れる電流値を上げて、第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を下げるものであることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、
制御回路（４２）から制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値以上であるか否かを判定する第１の判定手段（Ｓ１１０）と、
直流モータ（１０）の第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧が閾値以上である否かを判定することにより、直流モータ（１０）が停止しているか否かを判定する第２の判定手段（Ｓ１００）と、を備え、
保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、制御回路（４２）から制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値以上であると第１の判定手段（Ｓ１１０）が判定し、かつ直流モータ（１０）が停止していると第２の判定手段（Ｓ１００）が判定したとき、温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が温度保護状態になっていると判定することを特徴とする。

請求項４に係る発明では、温度保護素子（３４）は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間に配置されており、
制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間に接続された抵抗素子（３２ｃ）を備え、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、温度保護素子は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が低く、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるようになっており、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、温度保護素子は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が自動的に高くなり、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が高くなることを抑制することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）がバッテリから直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、温度保護素子（３４ｂ）は、スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間に配置され、
制御回路（４２）と制御端子（Ｇ）との間に接続された抵抗素子（３２ｂ）を備え、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、温度保護素子が制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が高く、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるようになっており、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、温度保護素子は、制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が自動的に低くなり、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が高くなることを抑制することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）がバッテリから直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする。

請求項６に係る発明では、スイッチ素子（３１、３１ａ）は、制御回路（４２）から制御端子（Ｇ）に出力される電圧が低くなるほど、バッテリから直流モータを通してグランドに流れる電流値を上げて、直流モータ（１０）の第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を下げるものであることを特徴とする。

請求項７に係る発明では、保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、
制御回路（４２）から制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値未満であるか否かを判定する第１の判定手段（Ｓ１１０）と、
直流モータ（１０）の第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧が閾値以上である否かを判定することにより、直流モータ（１０）が停止しているか否かを判定する第２の判定手段（Ｓ１００）と、を備え、
保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、制御回路（４２）から制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値未満であると第１の判定手段（Ｓ１１０）が判定し、かつ直流モータ（１０）が停止していると第２の判定手段（Ｓ１００）が判定したとき、温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が温度保護状態になっていると判定することを特徴とする。

請求項８に係る発明では、温度保護素子（３４）は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間に配置されており、
制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間に接続された抵抗素子（３２ｃ）を備え、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、温度保護素子は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が高く、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるものであり、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、温度保護素子は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が自動的に低くなり、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が低くなることを抑制することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）がバッテリから直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする。

請求項９に係る発明では、温度保護素子（３４ｂ）は、スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間に配置され、
制御回路（４２）と制御端子（Ｇ）との間に接続された抵抗素子（３２ｂ）を備え、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、温度保護素子が制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が低く、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるものであり、
温度保護素子は、スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が自動的に高くなり、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が低くなることを抑制することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）がバッテリから直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止することを特徴とする。

請求項１０に係る発明では、温度保護素子（３４ａ）は、制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間に配置され、スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度に基づいて制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間を自動的に開閉し、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときには、温度保護素子（３４ａ）が制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間を接続して、制御回路（４２）の出力電圧によって制御端子（Ｇ）とグランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することによりスイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるものであり、
スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、温度保護素子が制御回路（４２）とスイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間を開放して、制御回路（４２）の出力電圧によりスイッチ素子（３１、３１ａ）がバッテリから直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする。

請求項１１に係る発明では、第１、第２の判定手段（Ｓ１１０、Ｓ１００）と停止手段（Ｓ１２０）とは、中央演算装置（４３）によって実行されるコンピュータプログラムによって構成されていることを特徴とする。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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る。

図１に本発明に係る車両空調装置用ブロアモータ１０の駆動装置２０の一実施形態の回路構成を示す。

本実施形態のブロアモータ１０は、直流モータから構成されたもので、ファンを回転駆動する。ブロアモータ１０の第１の電極１１は、バッテリＢａのプラス電極に接続され、ブロアモータ１０の第２の電極１２は、グランド側に接続されている。

駆動装置２０は、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧を制御することにより、ブロアモータ１０の回転数を制御する。

具体的には、駆動装置２０は、パワートランジスタアッセンブリ３０および電子制御装置４０を備える。パワートランジスタアッセンブリ３０は、電界効果型トランジスタ３１、抵抗素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、コンデンサ３３、およびＰＴＣサーミスタ３４を備える。

電界効果型トランジスタ３１は、ゲート端子（図中Ｇと記す）とソース端子（図中Ｓと記す）との間の電圧（以下、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓという）に応じて、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂを制御する。

ここで、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間には、バッテリＢａの出力電圧Ｖｂから電圧Ｖｆｇを引いた電圧（＝Ｖｂ−Ｖｆｇ）が印加される。これにより、電界効果型トランジスタ３１は、ゲート端子とソース端子との間のゲート／ソース間電圧Ｖｇｓに応じて、第１、第２の電極１１、１２の間の電圧を制御することになる。

なお、電界効果型トランジスタ３１のドレイン端子（図中Ｄと記す）は、ブロアモータ１０の第２の電極１２に接続される制御端子を構成している。電界効果型トランジスタ３１のソース端子（図中Ｓと記す）は、グランドに接続されているグランド側端子を構成している。

抵抗素子３２ａは、電界効果型トランジスタ３１のドレイン端子と電子制御装置４０の入力端子４１ａとの間に接続されている。入力端子４１ａには、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂが抵抗素子３２ａを介して与えられることになる。

抵抗素子３２ｂは、ＰＴＣサーミスタ３４とともに、電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間に接続されている。

ＰＴＣサーミスタ３４は、電界効果型トランジスタ３１の周辺に配置されている。ＰＴＣサーミスタ３４は、ＰＴＣサーミスタ３４自体の温度がキュリー温度付近に到達すると、電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間の電気抵抗値を急増させる素子である。

ＰＴＣサーミスタ３４は、電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間の電気抵抗値を急増させることにより、後述するように、オペアンプ４２の出力電圧に応じて電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間の電圧が変化することを抑制する。

ＰＴＣサーミスタ３４は、電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間で、抵抗素子３２ｂに対して直列接続されている。出力端子４１ｂは、後述するように、電界効果型トランジスタ３１を制御するための出力電圧Ｖｏを出力するための端子である。

なお、「ＰＴＣ」は、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（正温度特性）の略称である。

抵抗素子３２ｃは、電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間に接続されている。コンデンサ３３は、電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とドレイン端子との間に接続されている。

電子制御装置４０は、オペアンプ（制御回路）４２、ＣＰＵ（中央演算装置）４３、アナログ／デジタル変換器４４ａ、４４ｂ、デジタル／アナログ変換器４４ｃ、およびスイッチ４５から構成されている。

オペアンプ４２は、＋入力端子４２ａ、−入力端子４２ｂ、および出力端子４２ｃを備える。＋入力端子４２ａには、目標値Ｖｍが入力される。目標値Ｖｍは、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂとの間の電圧の目標値を示す電圧である。

ここで、−入力端子４２ｂには、電圧Ｖｆｂが入力される。オペアンプ４２は、目標値Ｖｍから電圧Ｖｆｂを引いた差分値ΔＶ（＝Ｖｍ−Ｖｆｂ）に係数ｋを掛けた値（ΔＶ×ｋ）を出力端子４２ｃから出力する。目標値Ｖｍは、デジタル／アナログ変換器４４ｃから出力される電圧である。このことにより、オペアンプ４２は、差分値ΔＶを小さくするための出力電圧Ｖｏを出力端子４２ｃから出力することになる。

デジタル／アナログ変換器４４ｃは、ＣＰＵ４３から出力されるデジタル信号としての目標値をアナログ信号に変換する。アナログ／デジタル変換器４４ａは、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂをデジタル信号に変換する。アナログ／デジタル変換器４４ｂは、オペアンプ４２の出力端子４２ｃから出力される出力電圧Ｖｏをデジタル信号に変換する。

スイッチ４５は、オペアンプ４２の出力端子４２ｃと電子制御装置４０の出力端子４１ｂとの間に接続され、出力端子４２ｃと出力端子４１ｂとの間を開閉する。本実施形態のスイッチ４５として、トランジスタやリレーなどの各種のスイッチ素子が用いられる。

ＣＰＵ４３は、常時、バッテリＢａの出力電圧から電力供給され、目標値を示すデジタル信号をデジタル／アナログ変換器４４ｃに出力する処理以外に、アナログ／デジタル変換器４４ａ、４４ｂからの出力信号に基づいて、ＰＴＣサーミスタ３４が温度保護状態であることを判定すると、電界効果型トランジスタ３１を停止させて電界効果型トランジスタ３１の異常温度上昇を抑える温度保護処理とを実行する。

ここで、ＰＴＣサーミスタ３４の温度保護状態とは、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏに応じて電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間の電圧が変化することをＰＴＣサーミスタ３４が抑制している状態のことである。目標値は、車室内温度、外気温などに基づいて、車室内温度を目標温度に近づけるように求められる。なお、目標値の算出方法は、周知であるため、その説明を省略する。

次に、本実施形態の作動について説明する。

まず、ブロアモータ１０が正常である場合と、ブロアモータ１０が故障している場合とに分けて説明する。

（１）ブロアモータ１０が正常である場合について説明する。

まず、ＣＰＵ４３がスイッチ４５に接続信号を出力する。これにより、スイッチ４５がオペアンプ４２の出力端子４２ｃと電子制御装置４０の出力端子４１ｂとの間を接続する。

これに加えて、ＣＰＵ４３が目標値をデジタル／アナログ変換器４４ｃに出力する。これに伴い、デジタル／アナログ変換器４４ｃが目標値を示す電圧Ｖｍをオペアンプ４２の＋入力端子４２ａに出力する。

すると、オペアンプ４２は、＋入力端子４２ａに入力される電圧Ｖｍと−入力端子４２ｂに入力される電圧Ｖｆｂの間の差分値ΔＶを小さくするための出力電圧Ｖｏを出力端子４２ｃから出力する。

ここで、電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間のゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏによって決まる。

具体的には、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値をＲ１、抵抗素子３２ｂの抵抗値をＲ２、抵抗素子３２ｃの抵抗値をＲ３とすると、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは、（Ｖｏ×Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）になる。

ここで、電界効果型トランジスタ３１から発生する熱がＰＴＣサーミスタ３４に伝わる。このため、ＰＴＣサーミスタ３４の温度は、電界効果型トランジスタ３１から発生する熱によって影響を受けるものの、ブロアモータ１０および電界効果型トランジスタ３１が正常である場合には、電界効果型トランジスタ３１から発生する熱量は少ない。したがって、ＰＴＣサーミスタ３４の温度はキュリー温度未満になり、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１は低くなっている。

したがって、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが高くなると、電界効果型トランジスタ３１のゲート／ソース間電圧が高くなる。すると、バッテリＢａからブロアモータ１０および電界効果型トランジスタ３１のドレイン／ソース間を通してグランドに流れる電流値が上がる。

これに伴い、電界効果型トランジスタ３１のドレイン端子とソース端子との間の電圧（以下、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓという）が低くなる。これに伴い、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂが低くなる。すると、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧が高くなり、ブロアモータ１０の回転数が高くなる。

一方、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが低くなると、電界効果型トランジスタ３１のゲート／ソース間電圧Ｖｇｓが低くなる。すると、バッテリＢａからブロアモータ１０および電界効果型トランジスタ３１のドレイン／ソース間を通してグランドに流れる電流値が下がる。これに伴い、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓが高くなる。これに伴い、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂが高くなる。すると、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧が低くなり、ブロアモータ１０の回転数が低くなる。

以上により、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏによって電界効果型トランジスタ３１が制御されることにより、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧が制御されることになる。

（２）ブロアモータ１０が故障している場合について図２、図３を参照して説明する。

図２は、ＣＰＵ４３のコンピュータプログラムを示すフローチャートである。

図３（ａ）は電界効果型トランジスタ３１の温度（図中ＦＥＴの温度と記す）を示すタイミングチャート、図３（ｂ）はＰＴＣサーミスタ３４の温度（図中ＰＴＣの温度と記す）を示すタイミングチャート、図３（ｃ）はＰＴＣサーミスタ３４の電気抵抗値（図中ＰＴＣの抵抗値と記す）を示すタイミングチャートである。図３（ｄ）は電界効果型トランジスタ３１のゲート／ソース端子間電圧（図中ＦＥＴのゲート端子の電圧と記す）を示すタイミングチャート、図３（ｅ）はブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧（図中モータ電極間電圧）を示すタイミングチャート、図３（ｆ）はオペアンプ４２の出力電圧Ｖｏを示すタイミングチャートである。

例えば、ブロアモータ１０が故障してロック状態になると、バッテリＢａのプラス電極からブロアモータ１０および電界効果型トランジスタ３１を通してグランドに大電流が流れる。このため、電界効果型トランジスタ３１が異常高温になる（図３（ａ）参照）。

これに伴い、電界効果型トランジスタ３１からの熱がＰＴＣサーミスタ３４に伝わり、ＰＴＣサーミスタ３４の温度が上昇する。すると、ＰＴＣサーミスタ３４の温度はキュリー温度Ｔｋを越える（図３（ｂ）参照）。これにより、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が急上昇して非常に大きな値になる（図３（ｃ）参照）。

ここで、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは、（Ｖｏ×Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）になるものの、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が無限大に近づくと、出力電圧Ｖｏに関わらず、ゲート／ソース間電圧は、零に近い値になる（図３（ｄ）参照）。

このように、ＰＴＣサーミスタ３４は、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏに応じてゲート／ソース間電圧Ｖｇｓが変化することを阻止する温度保護状態に、自動的に遷移する。

これに伴い、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂは、バッテリＢａの出力電圧Ｖｂとほぼ等しい値になる。そして、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧は、低い値になる（図３（ｅ）参照）。

以上により、ＰＴＣサーミスタ３４は、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏに応じてブロアモータ１０が制御されることを阻止することになる。これに伴い、ブロアモータ１０は停止することになる。

ここで、オペアンプ４２は、＋入力端子４２ａに入力される目標値Ｖｍと−入力端子４２ｂに入力される電圧Ｖｆｂの間の差分値ΔＶを小さくするために、出力電圧Ｖｏを上昇させる。

以上により、ＰＴＣサーミスタ３４がゲート／ソース間電圧の変化を抑制する温度保護状態になっているにも関わらず、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが上昇することになる。

これに対し、ＣＰＵ４３は、次のように、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏの出力を停止させるためのコンピュータプログラムを、図２のフローチャートにしたがって、実行する。コンピュータプログラムは、イグニッションスイッチＩＧのオン、外部信号、内部タイマーなどにより、開始される。

まず、ステップＳ１００において、アナログ／デジタル変換器４４ａの出力信号に基づき、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂが第１の閾値Ｖｔｈ１より以上であるか否かを判定することにより、ブロアモータ１０が停止しているか否かを判定する。

このとき、電圧Ｖｆｂが第１の閾値Ｖｔｈ１より以上であるときには、ブロアモータ１０が停止しているとして、ＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ１１０において、アナログ／デジタル変換器４４ｂの出力信号に基づき、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが第２の閾値Ｖｔｈ２以上であるか否かを判定する。

ここで、第２の閾値Ｖｔｈ２は、ブロアモータ１０が正常である状態で、ブロアモータ１０を駆動する際にオペアンプ４２が電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に出力する出力電圧Ｖｏの最大値である。

このとき、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが第２の閾値Ｖｔｈ２以上であるときには、ステップＳ１１０においてＹＥＳと判定する。すなわち、オペアンプ４２としては、ブロアモータ１０を駆動しようとしていると判定することになる。

以上のように、ステップＳ１００、Ｓ１１０においてＹＥＳと判定すると、ＰＴＣサーミスタ３４がゲート／ソース間電圧Ｖｇｓの変化を抑制してオペアンプ４２により電界効果型トランジスタ３１が制御されることを阻止する温度保護状態に遷移していると判定することになる。

これに伴い、ステップＳ１２０に進んで、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏを停止するための停止信号をスイッチ４５に出力する。これに伴い、スイッチ４５が、オペアンプ４２の出力端子４２ｃと電子制御装置４０の出力端子４１ｂとの間を開放する。このため、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に出力されることが停止される。

このため、電界効果型トランジスタ３１がオフする。すなわち、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏに応じて電界効果型トランジスタ３１が通電動作することが阻止される。これに伴い、バッテリＢａのプラス電極からブロアモータ１０および電界効果型トランジスタ３１を通して電流が流れなくなる。このため、電界効果型トランジスタ３１の温度が低下する（図３（ａ）参照）。

これに伴い、電界効果型トランジスタ３１からＰＴＣサーミスタ３４に伝わる熱量が減る。このため、ＰＴＣサーミスタ３４の温度が低下して、ＰＴＣサーミスタ３４の温度はキュリー温度Ｔｋ未満になる（図３（ｂ）参照）。これに伴い、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１は低下する（図３（ｃ）参照）。

しかし、上述の如く、スイッチ４５が、オペアンプ４２の出力端子４２ｃと電子制御装置４０の出力端子４１ｂとの間を開放しているので、電界効果型トランジスタ３１のオフが維持される。その後、イグニッションスイッチＩＧをオフ状態にすると、ＣＰＵ４３は停止信号の出力を停止することになる。

以上説明した本実施形態によれば、 ゲート端子とソース端子との間の電圧に応じてバッテリＢａからブロアモータ１０を通してグランドに流れる電流を制御することにより、第２の電極１２とグランドとの間の電圧を制御する電界効果型トランジスタ３１と、電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に電圧を出力して第２の電極１２とグランドとの間の電圧を目標電圧に近づけるように電界効果型トランジスタ３１を制御することにより、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧を制御するオペアンプ４２と、電界効果型トランジスタ３１の周囲に配置され、電界効果型トランジスタ３１の温度が正常温度のとき、オペアンプ４２の出力電圧によって電界効果型トランジスタ３１が制御される状態にするＰＴＣサーミスタ３４と、を備える。

電界効果型トランジスタ３１の温度が異常高温になると、ＰＴＣサーミスタ３４は、電界効果型トランジスタ３１から発生する熱に基づき、オペアンプ４２の出力電圧によって電界効果型トランジスタ３１がバッテリＢａからブロアモータ１０を通してグランドに電流を流すことを阻止する温度保護状態に自動的に遷移する。

ＣＰＵ４３は、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧と、オペアンプ４２の出力電圧とに基づいて、ＰＴＣサーミスタ３４が温度保護状態になっているか否かを判定し、ＰＴＣサーミスタ３４が温度保護状態になっていると判定したときに、停止信号をスイッチ４５に出力する。これにより、オペアンプ４２の出力端子４２ｃと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間が開放される。このため、オペアンプ４２から電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に電圧が出力されることを停止される。したがって、電界効果型トランジスタ３１の温度が下がっても、電界効果型トランジスタ３１が断続的な通電動作を行うことを回避することができる。

ここで、ＣＰＵ４３が停止信号を出力しない構成になっている場合について説明する。

例えば、ブロアモータ１０がロック状態になると、電界効果型トランジスタ３１の温度（図４（ａ）中ＦＥＴの温度と記す）が上がり異常高温になると、ＰＴＣサーミスタ３４の温度（図４（ｂ）中ＰＴＣの温度と記す）が上昇する。その後、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１（図４（ｃ）中ＰＴＣの抵抗値と記す）は急上昇して、ゲート／ソース間電圧（図４（ｄ）中ＦＥＴのゲート端子電圧と記す）は、零に近い値になる。

これに伴い、電界効果型トランジスタ３１がオフする。このため、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧（図４（ｅ）中モータ電極間電圧と記す）は、低い値になる。すると、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏ（図４（ｆ）参照）が上昇することになる。

その後、電界効果型トランジスタ３１の温度が低下して、ＰＴＣサーミスタ３４の温度が低下する。すると、ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１はキュリー温度Ｔｋ以下になる。

すると、ゲート／ソース間電圧は、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏに応じて、上昇する。これに伴い、電界効果型トランジスタ３１が通電動作し始める。このため、バッテリＢａのプラス電極からブロアモータ１０および電界効果型トランジスタ３１を通してグランドに大電流が流れる。このため、電界効果型トランジスタ３１が異常高温になる。

その後、電界効果型トランジスタ３１およびＰＴＣサーミスタ３４の状態が、「電界効果型トランジスタ３１の異常高温」→「ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１の急上昇」→「電界効果型トランジスタ３１のオフ」→「ＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１の下降」→「電界効果型トランジスタ３１の異常高温」の順に遷移する。

これに伴い、電界効果型トランジスタ３１が通電動作と停止とを繰り返し、図５に示すグラフＡのように、ドレイン／ソース間には電流が断続的に流れる。このため、電界効果型トランジスタ３１が断続的な通電動作を行うことになり、電界効果型トランジスタ３１にストレスが蓄積されることになる。

なお、図５に示すグラフＡ〜Ｄは実験データを示すもので、グラフＢは、ドレイン／ソース間電圧、グラフＣは、ＰＴＣサーミスタ３４の温度、グラフＤは、電界効果型トランジスタ３１の温度、グラフＥは、電界効果型トランジスタ３１の放熱フィンの温度である。

これに対し、本実施形態によれば、ＣＰＵ４３は、上述の如く、ＰＴＣサーミスタ３４が温度保護状態になっていると判定したときに、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に出力されることを停止する停止信号を出力する。

このため、電界効果型トランジスタ３１の温度が低下してＰＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が下降しても、電界効果型トランジスタ３１が停止状態を維持することになる。したがって、電界効果型トランジスタ３１が断続的な通電動作を行うことを回避できるので、電界効果型トランジスタ３１にストレスが蓄積されることを抑制する。

また、パワートランジスタアッセンブリ３０において、ＰＴＣサーミスタ３４が温度保護状態に到達して電界効果型トランジスタ３１を停止させたら、その停止状態を維持するラッチ回路を設けることも考えられるものの、パワートランジスタアッセンブリ３０の回路の複雑化やコストアップを招く可能性がある。

これに対し、本実施形態では、ＣＰＵ４３は、上述の如く、ＰＴＣサーミスタ３４が温度保護状態になると、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に出力されることを停止する停止信号を出力する。このため、パワートランジスタアッセンブリ３０の回路の複雑化やコストアップを招くことを防ぐことができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明に係る温度保護素子としてＰＴＣサーミスタ３４を用いた例を示したが、これに代えて、本発明に係る温度保護素子として、図６に示すバイメタル式スイッチ３４ａを用いてもよい。

バイメタル式スイッチ３４ａは、熱膨張率が異なる二枚の金属板を貼り合わせて構成され感温部と、二枚の金属板の曲がり方の変化によって開閉するスイッチ素子から構成されている。

ここで、電界効果型トランジスタ３１の温度が異常高温になると、バイメタル式スイッチ３４ａが電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間を開放して、オペアンプ４２の出力電圧によって電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間の電圧が変化することを抑制する。

さらに電界効果型トランジスタ３１の温度が正常温度に戻ると、バイメタル式スイッチ３４ａが電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間を接続して、オペアンプ４２の出力電圧によって電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間の電圧が変化する状態に復帰する。

さらに、本発明に係る温度保護素子として、図７に示すように、ＰＴＣサーミスタ３４に代えてＮＴＣサーミスタ３４ｂを用いてもよい。

ＮＴＣサーミスタ３４ｂは、電界効果型トランジスタ３１のゲート端子とソース端子との間で抵抗素子３２ｃに対して並列接続されている。ＮＴＣサーミスタ３４ｂは、温度の上昇に対して抵抗が減少するサーミスタである。なお、「ＮＴＣ」は、Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（負温度特性）の略称である。

まず、抵抗素子３２ｂの抵抗値をＲ２、抵抗素子３２ｃの抵抗値をＲ３、ＮＴＣサーミスタ３４ｂの抵抗値をＲ４とし、抵抗素子３２ｃとＮＴＣサーミスタ３４ｂとの合成抵抗ＲＧは（（Ｒ３×Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４））になる。さらに、電界効果型トランジスタ３１のゲート／ソース端子間電圧は、（Ｖｏ×ＲＧ／（Ｒ２＋ＲＧ））になる。

電界効果型トランジスタ３１の温度が正常であるとき、ＮＴＣサーミスタ３４ｂの温度が低くなる。すると、ＮＴＣサーミスタ３４ｂの抵抗値が高い状態になる。このため、出力電圧Ｖｏによってゲート／ソース端子間電圧が変化することができる。このため、出力電圧Ｖｏによって電界効果型トランジスタ３１が制御されることになる。

一方、電界効果型トランジスタ３１の温度が異常高温であるとき、ＮＴＣサーミスタ３４ｂの温度が高くなる。すると、ＮＴＣサーミスタ３４ｂの抵抗値が低い状態になる。このため、出力電圧Ｖｏに関わらず、ゲート／ソース端子間電圧が極めて小さくなる。よって、出力電圧Ｖｏに応じてゲート／ソース端子間電圧が変化することが抑制される。このため、出力電圧Ｖｏによって電界効果型トランジスタ３１が制御されることが抑制される。

上述の実施形態では、スイッチ素子として、ゲート端子（Ｇ）とソース端子（Ｓ）との間の電圧が高くなるほど、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂが低下して第１、第２の電極１１、１２の間の電圧を上昇させる電界効果型トランジスタ３１を用いたが、これに代えて、次のようなスイッチ素子を用いてもよい。

例えば、ゲート端子（Ｇ）とソース端子（Ｓ）との間の電圧が低くなるほど、ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｂが低下して第１、第２の電極１１、１２の間の電圧を上昇させる電界効果型トランジスタ３１を用いてもよい。

この場合、（１）、（２）、（３）のように本発明に係る温度保護素子を配置する。

（１） 図１の回路構成において、温度保護素子として、ＰＴＣサーミスタ３４に代わるＮＴＣサーミスタ３４を用いる。

ＮＴＣサーミスタ３４は、オペアンプ４２と電界効果型トランジスタ３１のゲート端子Ｇとの間に配置されている。まず、電界効果型トランジスタ３１が異常高温になると、電界効果型トランジスタ３１からの熱がＮＴＣサーミスタ３４に伝わり、ＮＴＣサーミスタ３４の温度が上昇する。すると、ＮＴＣサーミスタ３４の温度がキュリー温度Ｔｋを上回る。これにより、ＮＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が急下降して非常に小さな値になる。

ここで、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは、（Ｖｏ×Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）になるものの、ＮＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が非常に小さくなると、出力電圧Ｖｏに関わらず、ゲート／ソース間電圧は、大きな値になる。このように、ＮＴＣサーミスタ３４は、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏに応じてゲート／ソース間電圧Ｖｇｓが変化することを抑制して電界効果型トランジスタ３１が通電動作することを阻止する温度保護状態に自動的に遷移する。

一方、電界効果型トランジスタ３１の温度が正常温度であるときに、ＮＴＣサーミスタ３４の抵抗値Ｒ１が自動的に高くなる。ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは、（Ｖｏ×Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）になる。これに伴い、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓは、オペアンプ４２の出力電圧によって変化する。このため、オペアンプ４２の出力電圧によって電界効果型トランジスタ３１が制御される状態になる。これに伴い、ブロアモータ１０の第１、第２の電極１１、１２の間の電圧が制御されることになる。

（２） 図７の回路構成において、温度保護素子として、ＮＴＣサーミスタ３４ｂに代わるＰＴＣサーミスタ３４ｂを用いる。

抵抗素子３２ｂの抵抗値をＲ２、抵抗素子３２ｃの抵抗値をＲ３、ＰＴＣサーミスタ３４ｂの抵抗値をＲ４とし、抵抗素子３２ｃとＮＴＣサーミスタ３４ｂとの合成抵抗ＲＧは（（Ｒ３×Ｒ４）／（Ｒ３＋Ｒ４））になる。さらに、電界効果型トランジスタ３１のゲート／ソース端子間電圧は、（Ｖｏ×ＲＧ／（Ｒ２＋ＲＧ））になる。

電界効果型トランジスタ３１の温度が正常であるとき、ＰＴＣサーミスタ３４ｂの温度が低くなる。すると、ＰＴＣサーミスタ３４ｂの抵抗値が低い状態になる。このため、出力電圧Ｖｏによってゲート／ソース端子間電圧が変化することができる。このため、出力電圧Ｖｏによって電界効果型トランジスタ３１が制御されることになる。

一方、電界効果型トランジスタ３１の温度が異常高温であるとき、ＰＴＣサーミスタ３４ｂの温度が高くなる。すると、ＰＴＣサーミスタ３４ｂの抵抗値が高い状態になる。このため、出力電圧Ｖｏに関わらず、ゲート／ソース端子間電圧が極めて高くなる。よって、出力電圧Ｖｏに応じてゲート／ソース端子間電圧が変化することが抑制される。このため、出力電圧Ｖｏによって電界効果型トランジスタ３１が制御されることが阻止される。

（３）また、上述と同様に、電子制御装置４０の出力端子４１ｂと電界効果型トランジスタ３１のゲート端子との間を開閉するバイメタル式スイッチ３４ａを用いてもよい。

また、ゲート／ソース間電圧Ｖｇｓが低くなるほど、ドレイン／ソース間電圧Ｖｄｓ（ブロアモータ１０の第２の電極１２とグランドとの間の電圧Ｖｆｇ）が低下する電界効果型トランジスタ３１を用いる場合には、ＣＰＵ４３は、次のように、温度保護素子（ＰＴＣサーミスタ３４、またはＮＴＣサーミスタ３４ｂ）が温度保護状態になっているか否かを判定する。

まず、ステップＳ１００において、電圧Ｖｆｂが第１の閾値Ｖｔｈ１より以上であるときには、ブロアモータ１０が停止しているとして、ＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ１１０において、アナログ／デジタル変換器４４ｂの出力信号に基づき、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが第３の閾値Ｖｔｈ３未満であるか否かを判定する。

ここで、第３の閾値Ｖｔｈ３は、ブロアモータ１０が正常である状態で、ブロアモータ１０を駆動する際にオペアンプ４２が電界効果型トランジスタ３１のゲート端子に出力する出力電圧Ｖｏの最小値である。

このとき、オペアンプ４２の出力電圧Ｖｏが第３の閾値Ｖｔｈ３未満であるときには、ステップＳ１１０においてＹＥＳと判定する。このように、ステップＳ１００、Ｓ１１０においてＹＥＳと判定すると、温度保護素子が温度保護状態になっていると判定する。

上述の第実施形態は、本発明に係るスイッチ素子として電界効果型トランジスタを用いる例を示したが、これに代えて、本発明に係るスイッチ素子として、図８のバイポーラ型のトランジスタ３１ａを用いてもよい。

上述の第実施形態は、オペアンプ４２から電界効果型トランジスタ３１のゲート端子Ｇに電圧が出力されることを停止させるための停止信号をスイッチ４５に出力した例を示したが、これに代えて、ＣＰＵ４３がデジタル／アナログ変換器４４ｃを介してオペアンプ４２の＋入力端子４２ａに停止信号を目標値Ｖｍとして出力してもよい。この場合、目標値Ｖｍとしては、ブロアモータ１０を停止させるための目標値（具体的には、バッテリＢａの出力電圧Ｖｂ以上の電圧値）が用いられる。

上述の第実施形態は、本発明に係る制御回路をオペアンプ４２により構成した例を示したが、これに代えて、本発明に係る制御回路をマイクロコンピュータおよびそのコンピュータプログラムにより構成してもよい。

上述の実施形態では、本発明に係る直流モータの駆動装置を車両空調装置用ブロアモータ１０の駆動装置２０に適用した例を示したが、これに代えて、各種の機器に、本発明に係る直流モータの駆動装置を適用してもよい。

本発明の第１実施形態における駆動装置の構成を示す図である。 図１のＣＰＵの制御処理を示すフローチャートである。 電界効果型トランジスタの温度、ゲート／ソース端子間電圧、ＰＴＣサーミスタの温度、電気抵抗値、およびブロアモータ１０の電極間電圧を示すタイミングチャートである。 従来の駆動装置における、電界効果型トランジスタの温度、ゲート／ソース端子間電圧、ＰＴＣサーミスタの温度、電気抵抗値、およびブロアモータ１０の電極間電圧を示すタイミングチャートである。 電界効果型トランジスタの温度、ドレイン／ソース端子間電流、ＰＴＣサーミスタの温度などを示す実験データを示す図である。 第１実施形態におけるパワートランジスタアッセンブリの第１の変形例を示す図である。 第１実施形態におけるパワートランジスタアッセンブリの第２の変形例を示す図である。 第１実施形態におけるパワートランジスタアッセンブリの第３の変形例を示す図である。

符号の説明

１０ ブロアモータ
２０ 駆動装置
３０ パワートランジスタアッセンブリ
３１ 電界効果型トランジスタ
３２ａ 抵抗素子
３２ｂ 抵抗素子
３２ｃ 抵抗素子
３３ コンデンサ
３４ ＰＴＣサーミスタ
４０ 電子制御装置
４２ オペアンプ
４３ ＣＰＵ
４４ａ アナログ／デジタル変換器
４４ｂ アナログ／デジタル変換器
４４ｃ デジタル／アナログ変換器
４５ スイッチ

Claims (11)

1. バッテリ側に第１の電極（１１）が接続され、かつ第２の電極（１２）がグランド側に接続されている直流モータ（１０）の前記第１、第２の電極の間の電圧を制御することにより、前記直流モータ（１０）を制御する直流モータの駆動装置であって、
   前記直流モータ（１０）の前記第２の電極（１２）とグランドとの間に配置され、かつ制御端子（Ｇ）と前記グランド側に接続されるグランド側端子（Ｓ）との間の電圧に応じて前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに流れる電流を制御することにより、前記第２の電極（１２）と前記グランドとの間の電圧を制御するスイッチ素子（３１、３１ａ）と、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の前記制御端子（Ｇ）に電圧を出力して前記第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を目標電圧に近づけるように前記スイッチ素子（３１、３１ａ）を制御することにより、前記直流モータ（１０）の前記第１、第２の電極の間の電圧を制御する制御回路（４２）と、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の周囲に配置され、前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度のとき、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が制御される状態にする温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）と、を備え、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、前記温度保護素子は、前記スイッチ素子から発生する熱に基づき、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止する温度保護状態に自動的に遷移し、
   前記直流モータ（１０）の前記第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧と、前記制御回路（４２）の出力電圧とに基づいて、前記温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が前記温度保護状態になっているか否かを判定する保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）と、
   前記温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が前記温度保護状態になっていると前記保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）が判定したときには、前記制御回路（４２）から前記スイッチ素子（３１、３１ａ）に電圧が出力されることを停止させるための停止信号を出力する停止手段（Ｓ１２０）と、を備えることを特徴とする直流モータの駆動装置。
2. 前記スイッチ素子（３１、３１ａ）は、前記制御回路（４２）から前記制御端子（Ｇ）に出力される電圧が高くなるほど、前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに流れる電流値を上げて、前記第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を下げるものであることを特徴とする請求項１に記載の直流モータの駆動装置。
3. 前記保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、
   前記制御回路（４２）から前記制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値以上であるか否かを判定する第１の判定手段（Ｓ１１０）と、
   前記直流モータ（１０）の前記第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧が閾値以上である否かを判定することにより、前記直流モータ（１０）が停止しているか否かを判定する第２の判定手段（Ｓ１００）と、を備え、
   前記保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、前記制御回路（４２）から前記制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値以上であると前記第１の判定手段（Ｓ１１０）が判定し、かつ前記直流モータ（１０）が停止していると前記第２の判定手段（Ｓ１００）が判定したとき、前記温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が前記温度保護状態になっていると判定することを特徴とする請求項２に記載の直流モータの駆動装置。
4. 前記温度保護素子（３４）は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間に配置されており、
   前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間に接続された抵抗素子（３２ｃ）を備え、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、前記温度保護素子は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が低く、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるようになっており、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、前記温度保護素子は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が自動的に高くなり、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が高くなることを抑制することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする請求項２に記載の直流モータの駆動装置。
5. 前記温度保護素子（３４ｂ）は、前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間に配置され、
   前記制御回路（４２）と前記制御端子（Ｇ）との間に接続された抵抗素子（３２ｂ）を備え、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、前記温度保護素子が前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が高く、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるようになっており、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、前記温度保護素子は、前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が自動的に低くなり、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が高くなることを抑制することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする請求項２に記載の直流モータの駆動装置。
6. 前記スイッチ素子（３１、３１ａ）は、前記制御回路（４２）から前記制御端子（Ｇ）に出力される電圧が低くなるほど、前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに流れる電流値を上げて、前記直流モータ（１０）の前記第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧を下げるものであることを特徴とする請求項１に記載の直流モータの駆動装置。
7. 前記保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、
   前記制御回路（４２）から前記制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値未満であるか否かを判定する第１の判定手段（Ｓ１１０）と、
   前記直流モータ（１０）の前記第２の電極（１２）とグランドとの間の電圧が閾値以上である否かを判定することにより、前記直流モータ（１０）が停止しているか否かを判定する第２の判定手段（Ｓ１００）と、を備え、
   前記保護状態判定手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）は、前記制御回路（４２）から前記制御端子（Ｇ）に出力される電圧レベルが所定値未満であると前記第１の判定手段（Ｓ１１０）が判定し、かつ前記直流モータ（１０）が停止していると前記第２の判定手段（Ｓ１００）が判定したとき、前記温度保護素子（３４、３４ａ、３４ｂ）が前記温度保護状態になっていると判定することを特徴とする請求項６に記載の直流モータの駆動装置。
8. 前記温度保護素子（３４）は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間に配置されており、
   前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間に接続された抵抗素子（３２ｃ）を備え、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、前記温度保護素子は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が高く、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるものであり、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、前記温度保護素子は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間の電気抵抗値が自動的に低くなり、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が低くなることを抑制することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする請求項６に記載の直流モータの駆動装置。
9. 前記温度保護素子（３４ｂ）は、前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間に配置され、
   前記制御回路（４２）と前記制御端子（Ｇ）との間に接続された抵抗素子（３２ｂ）を備え、
   前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときに、前記温度保護素子が前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が低く、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるものであり、
   前記温度保護素子は、前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電気抵抗値が自動的に高くなり、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が低くなることを抑制することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止することを特徴とする請求項６に記載の直流モータの駆動装置。
10. 前記温度保護素子（３４ａ）は、前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間に配置され、前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度に基づいて前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間を自動的に開閉し、
    前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が正常温度であるときには、前記温度保護素子（３４ａ）が前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間を接続して、前記制御回路（４２）の出力電圧によって前記制御端子（Ｇ）と前記グランド側端子（Ｓ）との間の電圧が変化することにより前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が制御されるものであり、
    前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の温度が異常高温になると、前記温度保護素子が前記制御回路（４２）と前記スイッチ素子（３１、３１ａ）の制御端子（Ｇ）との間を開放して、前記制御回路（４２）の出力電圧により前記スイッチ素子（３１、３１ａ）が前記バッテリから前記直流モータを通してグランドに電流を流すことを阻止するものであることを特徴とする請求項２または６に記載の直流モータの駆動装置。
11. 前記第１、第２の判定手段（Ｓ１１０、Ｓ１００）と前記停止手段（Ｓ１２０）とは、中央演算装置（４３）によって実行されるコンピュータプログラムによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の直流モータの駆動装置。

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