JP3968203B2 - スロットルバルブ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのスロットルバルブ制御装置に係り、特に、ＰＷＭ信号により半導体スイッチング素子が少なくとも４つで構成されるＨ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アクセルペダルの踏込み量をアクセルセンサで検出し、アクセルペダルの踏込み量だけではなく、各センサから得られるエンジンの状態をも考慮してスロットルバルブをモータで駆動制御する電子式スロットルバルブ制御装置が知られている。スロットルバルブをモータで制御するスロットルバルブ制御は、トラクションコントロール、アイドル回転数制御、オートクルーズ、リーンバンの空燃費制御の実現に有益であることから、急速に普及が進んでいる。
【０００３】
従来のスロットルバルブの位置制御方式の例としては、特開平７−３３２１３６号公報に記載されたものがある。上記公報に記載された制御装置は、スロットルバルブ位置と目標位置との偏差の大きさに応じて、ＰＩＤ制御系の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを変化させるようにしている。そして、開度の偏差が小さい領域での微妙な制御を応答性良く行うため、偏差が小さいときには大きいときに比較してゲインの値を大きくする制御を行うようにしている。
【０００４】
スロットルバルブの駆動には、通常、ステップモータやＰＷＭ制御の直流モータを用いる。ＰＷＭ制御では、ＰＩＤ制御の制御量を、パルス駆動のオンタイムとオフタイムとの比であるデューティ比に変換し、このデューティ比に変換したＰＷＭ信号を直流モータに供給する。
【０００５】
モータを駆動する駆動回路は、ＰＷＭ信号により制御される４つのトランジスタ（半導体スイッチング素子）を中心に構成される。４つのトランジスタは、例えばＦＥＴトランジスタからなり、ブリッジ回路（Ｈ−ブリッジ回路）を構成している。すなわち、バッテリ端子と接地との間にトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３を直列接続するとともに、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４を直列接続し、このトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３と、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４とを並列に接続する。そして、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３間のＸ点とＦＥＴ２及びＦＥＴ４間のＹ点との間にモータを配置する。
【０００６】
Ｈ−ブリッジ回路を構成するトランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４は、マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号を受けてＯＮ／ＯＦＦ制御される。例えば、トランジスタＦＥＴ３及びＦＥＴ４を常時ＯＮさせておき、トランジスタＦＥＴ１をＯＮすると、バッテリからの電流はトランジスタＦＥＴ１、モータ及びトランジスタＦＥＴ４を通して接地側に流れる。この電流経路で流れる電流によりモータは正転し、スロットルバルブの開度を大きくする。一方、トランジスタＦＥＴ３及びＦＥＴ４を常時ＯＮさせておき、トランジスタＦＥＴ２をＯＮすると、バッテリからの電流はトランジスタＦＥＴ２、モータ及びトランジスタＦＥＴ３を通して接地側に流れ、この電流経路で流れる電流によりモータは逆転し、スロットルバルブの開度を小さくする。
【０００７】
このようにトランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ４のＯＮ時の電流経路により、モータは正転し、トランジスタＦＥＴ２及びＦＥＴ３のＯＮ時の電流経路により、モータは逆転する。トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２が共にＯＦＦであるときはモータには、電流が流れない。また、トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２が共にＯＮされることはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来のＨ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置にあっては、ＰＷＭ信号が微少デューティの時に、トランジスタの貫通電流により不要輻射ノイズが発生してしまうため、微少デューティでのスロットルバルブの制御が困難であるという問題点があった。
【０００９】
以下、上記問題点について詳細に説明する。例えば、スロットルバルブの開度を大きくする正転制御がなされている場合、トランジスタＦＥＴ４がＯＮ、トランジスタＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮしてモータは正転している。ＰＷＭ信号のＯＦＦにより、トランジスタＦＥＴ１がＯＦＦするがモータ内部のソレノイドによって、モータ、トランジスタＦＥＴ４、ＦＥＴ３及びモータのループ経路でフライホイール電流が流れている。次に、トランジスタＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮした瞬間にトランジスタＦＥＴ３内の寄生ダイオードの逆回復時間の間、バッテリ端子、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ３の経路で接地側に貫通電流が流れる。この貫通電流は、負荷であるモータを経由せず、バッテリ端子を接地にショートした状態となるため鋭いピークを持つ電流である。この貫通電流が不要輻射の原因となる。不要輻射が発生すると、周辺の電子回路を誤動作させたり、電子機器（例えば、オーディオ装置）にノイズを重畳させる。
【００１０】
従来では、このような不要輻射の発生を低減するため、ＰＷＭ信号により制御される半導体スイッチング素子のＯＮ時間、ＯＦＦ時間の両方を遅らせることによって、ＰＷＭ信号により制御される半導体スイッチング素子のＯＮした瞬間にＨ−ブリッジ回路に流れる貫通電流のｄｉ／ｄｔを低減し不要輻射レベルの低減を行っている。
【００１１】
しかし、半導体スイッチング素子のＯＮ時間、ＯＦＦ時間の両方を遅らせるようにする方法では、微少デューティでスロットルバルブを制御しようとした場合、ＰＷＭ信号のＯＮ側、ＯＦＦ側とも波形がなまってしまうため制御できないという問題があった。このように、従来の技術では、微少デューティでのＰＷＭ制御と不要輻射ノイズの低減を両立させることは困難であった。この不要輻射ノイズを低減するために、プリント基板のパターン変更やコンデンサ等の付加により個々に対応しているのが現状である。
【００１２】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｈ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置において、微少デューティでのスロットルバルブの制御を可能とし、不要輻射ノイズの発生を低減できるスロットルバルブ制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明のスロットルバルブ制御装置は、基本的には、スロットルバルブと、該スロットルバルブを駆動するモータと、前記モータを駆動する半導体スイッチング素子から構成されるＨ−ブリッジ回路と、前記スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号に基づいて前記半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを備え、ＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ制御装置において、前記制御手段は、前記半導体スイッチング素子をＯＮするＯＮ時間が、該半導体スイッチング素子をＯＦＦするＯＦＦ時間以上となるように制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のスロットルバルブ制御装置の具体的な態様は、前記制御手段が、前記半導体スイッチング素子をＯＮするＯＮ時間が、該半導体スイッチング素子をＯＦＦするＯＦＦ時間以上となるように制御することを特徴としている。
さらに、本発明のスロットルバルブ制御装置の具体的な態様は、前記制御手段が、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に流す電流と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に流す電流とを変える電流変更手段を備え、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のゲート又はベースに流す電流を変えることにより、前記半導体スイッチング素子をＯＮするＯＮ時間と該半導体スイッチング素子をＯＦＦするＯＦＦ時間とを変更することを特徴としている。
【００１５】
さらに、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流が流れる第１の抵抗と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流が流れる第２の抵抗と、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗を切換えるスイッチ手段とを備え、前記第１の抵抗の抵抗値を前記第２の抵抗の抵抗値より大きく設定することを特徴としている。
【００１６】
さらに、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流が流れる複数の抵抗と、該半導体スイッチング素子のＯＮ時に、前記複数の抵抗うち、少なくとも１つ以上をバイパスして電流を流すバイパス手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
さらに、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流を流す第１のトランジスタと、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流を流す第２のトランジスタとを備え、前記第２のトランジスタの電流容量を、前記第１のトランジスタの電流容量以上に設定することを特徴としている。
【００１８】
さらに、前記Ｈ−ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子は、ＦＥＴトランジスタであることを特徴としている。
また、スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号を出力するマイクロコンピュータを更に備え、前記制御手段は、前記マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御することを特徴としている。
【００１９】
前記の如く構成された本発明のスロットルバルブ制御装置によって、Ｈ−ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子のＯＮ時とＯＦＦ時のスイッチングスピードにＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式を成立させることができ、微少デューティでのスロットルバルブの制御が可能となる。また、貫通電流を小さくして不要輻射を大幅に低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明のスロットルバルブ制御装置の一実施形態について詳細に説明する。 図１は、第１の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、電子制御スロットルバルブは、エンジンへの吸気通路である吸気管１０中に回転可能に取り付けられたスロットルバルブ１１と、このスロットルバルブ１１と同軸に設けられた直流モータ１２とから構成され、モータ１２は、スロットルバルブ制御装置１から駆動信号を受けてスロットルバルブ１１を軸周りに回動させてその開度を変更する。
【００２２】
スロットルバルブ制御装置１は、ＣＰＵ等により構成されたマイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６により制御される。バッテリ１７は、モータ１２及び、図示しない各種の駆動回路等に電源を供給するものである。なお、スロットルバルブ１１の開度は、スロットルバルブ１１の回転軸に取り付けられた開度センサ（図示略）により検出され、検出された開度信号はマイクロコンピュータ１３に入力される。このスロットルバルブ１１は、リターンスプリングによって閉じ側に付勢される。
【００２３】
マイクロコンピュータ１３は、スロットルバルブ制御を含むエンジン全体の制御を行う。スロットルバルブ制御においては、アクセルペダル踏込み量の他、各センサから得られるエンジンの状態を示す情報（例えば、エンジン冷却水温やエンジン回転数、車両の速度、自動変速機の変速状況等）に基づいて決定されたスロットルバルブ１１の要求開度（目標位置）と、開度センサにより検知されたスロットルバルブ１１の実際の開度との偏差を算出し、この偏差信号を制御量としてデューティ制御を行う。マイクロコンピュータ１３は、デューティ制御に対応するＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６を、スロットルバルブ制御装置１に出力する。なお、上記偏差から制御量を決定する方法としてＰＩＤ制御の演算方式を使用することができるが、ＰＩＤ制御以外の演算方式でもよい。
【００２４】
スロットルバルブ制御装置１は、マイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６に従い、バッテリ１７の電圧をモータ１２に対してＯＮ／ＯＦＦ出力するデューティ制御を行う回路である。
スロットルバルブ制御装置１は、４つのＦＥＴトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４（半導体スイッチング素子）をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、マイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６に基づいて、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、デコード回路２１により作成されたＰＷＭ信号のうち、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチングスピードを、ＯＮ時間（トランジスタがＯＮする立上り時間）≧ＯＦＦ時間（トランジスタがＯＦＦする立下り時間）の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路２２（電流変更手段）とから構成される。
【００２５】
プリドライバ回路２２は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６及び抵抗Ｒ１〜Ｒ８から構成されており、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、全体としてトランジスタＦＥＴ１へのスイッチングスピードを変更する回路を構成し、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ５〜Ｒ８は、全体としてトランジスタＦＥＴ２へのスイッチングスピードを変更する回路を構成する。
まず、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる回路の構成について説明する。
【００２６】
トランジスタＴｒ３は、抵抗Ｒ４を介してデコード回路２１の正転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ３は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ３を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ３のコレクタには、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、トランジスタＴｒ３のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００２７】
トランジスタＴｒ１はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ２はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ３がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ１はＯＦＦ、トランジスタＴｒ２はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ３がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ１はＯＮ、トランジスタＴｒ２はＯＦＦとなる。このように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号を受けたトランジスタＴｒ３のＯＮ／ＯＦＦ動作に従って、一方がＯＮのときは他方がＯＦＦとなる。なお、抵抗Ｒ３は、バッテリ１７電圧をトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を動作可能な電圧レベルまで降下させる抵抗である。
【００２８】
トランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値は、トランジスタＴｒ２のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値以下（Ｒ１≦Ｒ２）に設定されている。このため、トランジスタＴｒ１がＯＮ時に抵抗Ｒ１を介してＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２がＯＮ時に抵抗Ｒ２を介してＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００２９】
次に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ５〜Ｒ８からなる回路の構成について説明するが、この回路は、上記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる回路と同様の構成をもつものである。
トランジスタＴｒ６は、抵抗Ｒ８を介してデコード回路２１の逆転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ６は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ６のコレクタは、抵抗Ｒ７を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ６のコレクタには、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５は、トランジスタＴｒ６のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００３０】
トランジスタＴｒ４はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ５はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ６がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ４はＯＦＦ、トランジスタＴｒ５はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ６がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ４はＯＮ、トランジスタＴｒ５はＯＦＦとなる。抵抗Ｒ７は、バッテリ１７電圧をトランジスタＴｒ４，Ｔｒ５を動作可能な電圧レベルまで降下させる抵抗である。
【００３１】
トランジスタＴｒ４のエミッタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間に接続される抵抗Ｒ５の抵抗値は、トランジスタＴｒ５のエミッタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間に接続される抵抗Ｒ６の抵抗値以下（Ｒ５≦Ｒ６）に設定されている。このため、トランジスタＴｒ４がＯＮ時に抵抗Ｒ５を介してＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ５がＯＮ時に抵抗Ｒ６を介してＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００３２】
また、Ｈ−ブリッジ回路２０は、ＰＷＭ信号により制御される４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したもので、バッテリ１７と接地との間にトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３を直列接続するとともに、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４を直列接続し、このトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３と、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４とを並列に接続する。そして、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３間のＸ点とＦＥＴ２及びＦＥＴ４間のＹ点との間にモータ１２を配置する。
【００３３】
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号により制御され、トランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４は、デコード回路２１からの制御信号により制御される。この場合、トランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４は、デコード回路２１からの制御信号でＯＮ状態を維持し、トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
以下、上述のように構成されたスロットルバルブ制御装置１の動作を説明する。
【００３４】
図２は、スロットルバルブ制御装置１のＨ−ブリッジ回路２０動作を説明する図であり、図２（ａ）はトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ４がＯＮ時の電流経路を示し、図２（ｂ）はトランジスタＦＥＴ１がＯＦＦ，ＦＥＴ４がＯＮ時の電流経路を示し、図２（ｃ）はトランジスタＦＥＴ１がＯＦＦからＯＮに変わった瞬間の電流経路をそれぞれ示す。
【００３５】
まず、図２（ａ）において、トランジスタＦＥＴ４がＯＮ，ＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮした場合、モータ１２を駆動する駆動電流は、電流Ｉ１で示す電流経路でバッテリ１７から接地側に流れる。モータ１２は正転方向に駆動され、スロットルバルブ１１の開度を大きくする正転制御となる。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すようにトランジスタＦＥＴ１がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）したとき、電流Ｉ２で示す電流経路でフライホイール電流が流れる。すなわち、トランジスタＦＥＴ１へのＰＷＭ信号がＯＦＦとなり、トランジスタＦＥＴ１がＯＦＦしたとしても、モータ１２内部のソレノイドによって、モータ１２、トランジスタＦＥＴ４、ＦＥＴ３及びモータ１２のループ経路でフライホイール電流が流れる。
【００３７】
次に、図２（ｃ）に示すように、トランジスタＦＥＴ１がＯＮした瞬間にＦＥＴ３内の寄生ダイオードによって該寄生ダイオードの逆回復時間の間、電流Ｉ３に示す経路で貫通電流が流れる。この貫通電流が不要輻射の原因である。また、上記貫通電流は、トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２が、ＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される度に発生する可能性がある。
このような不要輻射は、この貫通電流のｄｉ／ｄｔを減らすことで改善することができるが、以下のような理由で従来は解決が困難であった。
【００３８】
図３は、モータ１２を駆動する駆動波形を示す波形図であり、図３（ａ）は微少デューティにおける理想的な駆動波形を示し、図３（ｂ）は貫通電流を抑制しようとしてＰＷＭ信号のＯＮ時間、ＯＦＦ時間を遅らせることで波形がなまる場合の駆動波形を示し、図３（ｃ）は本実施形態の駆動波形をそれぞれ示している。
【００３９】
微少デューティでモータ１２を制御しようとした場合、図３（ａ）に示すように理想的な駆動波形１に対して、従来の方式では図３（ｂ）の波形２に示すように立上がり、立下がりとも大きくなまってしまうために、貫通電流による不要輻射は低減できても、微少デューティ制御は行えないという問題があった。つまり、貫通電流を防止するには、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さく、すなわちＰＷＭ信号のＯＮ時間、ＯＦＦ時間を遅らせ（駆動波形の立上がり、立下がりをなまらせ）ればよいが、ＯＮ時間、ＯＦＦ時間を遅らせると、図３（ｂ）の波形２に示すように駆動波形が、モータ１２を駆動できる電圧Ｖ１に達しなくなるため制御ができない。
【００４０】
そこで本実施形態では、Ｈ−ブリッジ回路２０を構成するトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のＯＮ時とＯＦＦ時のスイッチングスピードにＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式を成立させるように、トランジスタＴｒ１とトランジスタＦＥＴ１間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値を、トランジスタＴｒ２とトランジスタＦＥＴ１間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値以下（Ｒ１≦Ｒ２）とし、トランジスタＴｒ４とトランジスタＦＥＴ２間に接続される抵抗Ｒ５の抵抗値を、トランジスタＴｒ５とトランジスタＦＥＴ２間に接続される抵抗Ｒ６の抵抗値以下（Ｒ５≦Ｒ６）とする。
【００４１】
これにより、図３（ｃ）に示すように、Ｈ−ブリッジ回路２０のＦＥＴ１もしくはＦＥＴ２がＯＮする時のみ波形をなまらせることができ、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくできるとともに、駆動波形はモータ１２を駆動できる電圧Ｖ１に達するようにして制御可能状態を実現し、従来技術よりも微少デューティでモータ１２制御が可能になる。
以上の動作を、図１を参照して更に具体的に説明する。
Ｈ−ブリッジ回路２０とプリドライバ回路２２には、バッテリ１７より所定の電源電圧が供給されている。
【００４２】
マイクロコンピュータ１３から出力されるＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６によりプリドライバ回路２２が制御される。マイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６は、デコード回路２１に入力され、デコード回路２１ではこれらの信号に基づいて、Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を駆動するＰＷＭ信号、及びトランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４を駆動する制御信号を作成し、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ６、及びトランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４に出力する。
【００４３】
スロットルバルブ１１を開く場合は、モータ正転信号１５とＰＷＭ信号１４によりＦＥＴ４がＯＮ状態になり、またＦＥＴ１がプリドライバ回路２２内のトランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２と抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を経由してＰＷＭ信号でＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００４４】
トランジスタＦＥＴ４がＯＮ，ＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮした場合、モータ１２を駆動する駆動電流は、ＦＥＴ１、モータ１２及びＦＥＴ４を通る電流経路でバッテリ１７から接地側に流れる。モータ１２は正転方向に駆動され、スロットルバルブ１１が開き側に制御される。その後、ＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＦＦした場合、前記図２（ｂ），（ｃ）で述べたように、モータ１２内部のソレノイドによってフライホイール電流が流れ、次のＰＷＭ信号でトランジスタＦＥＴ１がＯＮした瞬間に寄生ダイオードの逆回復時間の間貫通電流が流れるものの、この貫通電流は従来のものに比較して非常に小さい。
【００４５】
すなわち、トランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値は、トランジスタＴｒ２のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値以下（抵抗Ｒ１≦抵抗Ｒ２）に設定されているため、トランジスタＴｒ１がＯＮ時に抵抗Ｒ１を介してＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２がＯＮ時に抵抗Ｒ２を介してＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。このため、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さく、ＦＥＴ１がＯＮする時のみ波形をなまらせることができ、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができる。
【００４６】
スロットルバルブ１１を閉じる場合についても、上記スロットルバルブ１１を開く場合と同様である。この場合は、モータ逆転信号１６とＰＷＭ信号１４によりＦＥＴ３がＯＮ状態になりＦＥＴ２がプリドライバ回路２２内のトランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５と抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６を経由しＰＷＭ信号で駆動しモータ１２を駆動することにより、スロットルバルブ１１が閉じ側に制御される。
上述した動作により、ブリッジ回路２０に流れる貫通電流は以下のように低減される。
【００４７】
図４は、従来システムにおいてＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を駆動するＰＷＭ信号と、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる貫通電流を示す図、図５は、本実施形態においてＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を駆動するＰＷＭ信号と、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる貫通電流を示す図である。
【００４８】
従来システムでは、図４（ａ）に示すように、マイクロコンピュータ１３から出力されるＰＷＭ信号によりＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がＯＮ／ＯＦＦ制御されている。トランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＦＦの状態でトランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＮすると、ＯＮした瞬間に、ＦＥＴ４又はＦＥＴ３の寄生ダイオードの逆回復時間の間、Ｈ−ブリッジ回路２０に図４（ｂ）に示す貫通電流が流れる。この貫通電流は、鋭いピークを持つパルス電流であり、不要輻射ノイズを発生させ、周辺の電子回路を誤動作させたり、電子機器にノイズを重畳させる。
【００４９】
これに対し本実施形態では、Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、図５（ａ）に示すように、トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードはＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも下げられている。トランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＦＦの状態でトランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＮすると、ＯＮした瞬間に、ＦＥＴ４又はＦＥＴ３の寄生ダイオードの逆回復時間の間、Ｈ−ブリッジ回路２０に貫通電流が流れるが、この貫通電流は、上記スイッチングスピードが下げられているため貫通電流のｄｉ／ｄｔが減少しており、図５（ｂ）に示すような小さいパルス電流である。この貫通電流では不要輻射ノイズが発生することはない。ここで、トランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２を、ＯＮの状態からＯＦＦにするスイッチングスピードは制御性を考慮して下げない。したがって、従来、不要輻射との両立が困難であった微少デューティ制御が実現可能になる。
【００５０】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、スロットルバルブ制御装置１は、４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるＰＷＭ信号のスイッチングスピードを、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路２２とを備え、プリドライバ回路２２は、ＯＮ時にトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のゲートに電流が流れる抵抗Ｒ１，Ｒ５とＯＦＦ時に電流が流れる抵抗Ｒ２，Ｒ６との抵抗値を、Ｒ１≦Ｒ２，Ｒ５≦Ｒ６とすることでＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するように構成したので、微少デューティでのスロットルバルブの制御を可能にするとともに、貫通電流を小さくして不要輻射を低減することができる。 次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５１】
第１の実施形態では、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するようにする例として、ＯＮ時とＯＦＦ時でＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を、２種類の抵抗の切換えにより変更するようにしているが、第２の実施形態では、ＯＮ時とＯＦＦ時でＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を第１の抵抗に、第２の抵抗を加算することで実現するものである。
【００５２】
図６は、第２の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成を示す図である。本実施形態の説明にあたり、図１と同一構成部分には同一符号を付して重複部分の説明を省略する。
図６において、スロットルバルブ制御装置３１は、４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、デコード回路２１により作成されたＰＷＭ信号のうち、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチングスピードを、ＯＮ時間（トランジスタがＯＮする立上り時間）≧ＯＦＦ時間（トランジスタがＯＦＦする立下り時間）の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路３２（電流変更手段）とから構成される。
【００５３】
プリドライバ回路３２は、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ２０から構成されており、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５は、全体としてトランジスタＦＥＴ１へのスイッチングスピードを変更する回路を構成し、トランジスタＴｒ１３，Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０は、全体としてトランジスタＦＥＴ２へのスイッチングスピードを変更する回路を構成する。
【００５４】
まず、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５からなる回路の構成について説明する。
トランジスタＴｒ１２は、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５を介してデコード回路２１の正転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ１２は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ１２のコレクタは、抵抗Ｒ１３を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ１２のコレクタには、トランジスタＴｒ１１のベースが接続されており、トランジスタＴｒ１１は、トランジスタＴｒ１２のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００５５】
トランジスタＴｒ１２がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ１１はＯＦＦとなり、また、トランジスタＴｒ１２がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ１１はＯＮとなる。なお、抵抗Ｒ１３は、バッテリ１７電圧をトランジスタＴｒ１１を動作可能な電圧レベルまで降下させる抵抗、抵抗Ｒ１５は、トランジスタＴｒ１２の保護抵抗である。
【００５６】
トランジスタＴｒ１１のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間は、抵抗Ｒ１１を介して接続され、トランジスタＴｒ１２のコレクタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間は、上記抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２を介して接続される。このため、トランジスタＴｒ１１がＯＮ時には、抵抗Ｒ１１を介してＨ−ブリッジ回路２０に電流が流入し、トランジスタＴｒ１１がＯＦＦ時には、抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２を介してＨ−ブリッジ回路２０からトランジスタＴｒ１２及び接地側に電流が流れる。すなわち、抵抗Ｒ１２をパイパスする手段が設けられており、トランジスタＴｒ１１がＯＮ時とＯＦＦ時で、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる電流が変更される。したがって、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００５７】
次に、トランジスタＴｒ１３，Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０からなる回路の構成について説明するが、この回路は、上記トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４からなる回路と同様の構成をもつものである。
トランジスタＴｒ１４は、抵抗Ｒ１９，Ｒ２０を介してデコード回路２１の逆転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ１４は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ１４のコレクタは、抵抗Ｒ１８を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ１４のコレクタには、トランジスタＴｒ１３のベースが接続されており、トランジスタＴｒ１３は、トランジスタＴｒ１４のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００５８】
トランジスタＴｒ１４がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ１３はＯＦＦとなり、また、トランジスタＴｒ１４がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ１３はＯＮとなる。
トランジスタＴｒ１３のエミッタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間は、抵抗Ｒ１６を介して接続され、トランジスタＴｒ１４のコレクタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間は、上記抵抗Ｒ１６及び抵抗Ｒ１７を介して接続される。このため、トランジスタＴｒ１３がＯＮ時には、抵抗Ｒ１６を介してＨ−ブリッジ回路２０に電流が流入し、トランジスタＴｒ１３がＯＦＦ時には、抵抗Ｒ１６及び抵抗Ｒ１７を介してＨ−ブリッジ回路２０からトランジスタＴｒ１４及び接地側に電流が流れる。トランジスタＴｒ１３がＯＮ時とＯＦＦ時で、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる電流が変更される。したがって、トランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００５９】
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号により制御され、トランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４は、デコード回路２１からの制御信号でＯＮ状態が維持される。
以下、上述のように構成されたスロットルバルブ制御装置３１の動作を説明する。全体的な動作は第１の実施形態と同様であるためこの部分の動作説明を省略し、異なる動作について説明する。
【００６０】
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１のＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）時には、バッテリ１７からトランジスタＴｒ１１より抵抗Ｒ１１のみを経由してＦＥＴ１に電圧が供給されるが、ＦＥＴ１のＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）時には、トランジスタＴｒ１２がＯＮし、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２を経由して電流が接地側に流れる。
【００６１】
このように、ＦＥＴ１のＯＮ時には、抵抗Ｒ１２をバイパスして電流を供給することにより、ＦＥＴ１のＯＮ時とＯＦＦ時に、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立する。このため、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さく、ＦＥＴ１がＯＮする時のみ波形をなまらせることができる。
【００６２】
以上、ＦＥＴ１のＯＮ／ＯＦＦ時について説明したが、ＦＥＴ２のＯＮ／ＯＦＦ時についても同様であり、トランジスタＴｒ１３，Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０からなる回路によってトランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さく、ＦＥＴ２がＯＮする時のみ波形をなまらせることができる。したがって、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができ、微少デューティでモータを制御可能になる。
【００６３】
また、本実施形態では、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２、Ｒ１６，Ｒ１７のいずれかが破損するような故障が発生しても、他の抵抗を通してＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ電流が流れるのでスロットルバルブ制御が可能でありより安全なフェールセーフが構築できる。
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００６４】
第１及び第２の実施形態では、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するようにする例として、ＯＮ時とＯＦＦ時でＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を、２種類の抵抗の切換え又は抵抗のバイパスにより変更するようにしているが、該電流を変更できるものであればよい。第３の実施形態では、ＯＮ時とＯＦＦ時で電流供給能力が異なるトランジスタを切換えることでＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を変更するものである。
【００６５】
図７は、第３の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成を示す図である。本実施形態の説明にあたり、図１と同一構成部分には同一符号を付して重複部分の説明を省略する。
図７において、スロットルバルブ制御装置４１は、４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、デコード回路２１により作成されたＰＷＭ信号のうち、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチングスピードを、ＯＮ時間（トランジスタがＯＮする立上り時間）≧ＯＦＦ時間（トランジスタがＯＦＦする立下り時間）の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路４２（電流変更手段）とから構成される。
【００６６】
プリドライバ回路４２は、トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４，Ｔｒ３，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７，Ｒ８から構成されており、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ３，Ｒ４は、全体としてトランジスタＦＥＴ１へのスイッチングスピードを変更する回路を構成し、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ７，Ｒ８は、全体としてトランジスタＦＥＴ２へのスイッチングスピードを変更する回路を構成する。
まず、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる回路の構成について説明する。
【００６７】
トランジスタＴｒ３は、抵抗Ｒ４を介してデコード回路２１の正転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ３は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ３を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ３のコレクタには、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２は、トランジスタＴｒ３のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００６８】
ここで、トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の電流供給能力（駆動能力）は、異なっており、トランジスタＴｒ２１の電流容量がトランジスタＴｒ２２の電流容量以上（Ｔｒ２１≧Ｔｒ２２）に構成されている。
また、トランジスタＴｒ１はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ２はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ３がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ２１はＯＦＦ、トランジスタＴｒ２２はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ３がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ２１はＯＮ、トランジスタＴｒ２２はＯＦＦとなる。このように、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号を受けたトランジスタＴｒ３のＯＮ／ＯＦＦ動作に従って、一方がＯＮのときは他方がＯＦＦとなる。
【００６９】
トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２のエミッタは、トランジスタＦＥＴ１のゲートに接続され、トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の電流供給能力は、Ｔｒ２１≧Ｔｒ２２に設定されている。このため、トランジスタＴｒ２１がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２２がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００７０】
次に、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ７，Ｒ８からなる回路の構成について説明するが、この回路は、上記トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる回路と同様の構成をもつものである。トランジスタＴｒ６は、抵抗Ｒ８を介してデコード回路２１の逆転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ６は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ６のコレクタは、抵抗Ｒ７を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ６のコレクタには、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４は、トランジスタＴｒ６のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００７１】
このトランジスタＴｒ２３とトランジスタＴｒ２４の電流供給能力（駆動能力）も、上記トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の場合と同様に、異なっており、トランジスタＴｒ２３の電流容量はトランジスタＴｒ２４の電流容量以上（Ｔｒ２３≧Ｔｒ２４）に構成されている。
【００７２】
トランジスタＴｒ２３はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ２４はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ６がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ２３はＯＦＦ、トランジスタＴｒ２４はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ６がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ２３はＯＮ、トランジスタＴｒ２４はＯＦＦとなる。
【００７３】
トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４のエミッタは、トランジスタＦＥＴ２のゲートに接続され、トランジスタＴｒ２３とトランジスタＴｒ２４の電流供給能力は、Ｔｒ２３≧Ｔｒ２４に設定されている。このため、トランジスタＴｒ２３がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２４がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００７４】
以下、上述のように構成されたスロットルバルブ制御装置４１の動作を説明する。全体的な動作は第１の実施形態と同様であるためこの部分の動作説明を省略し、異なる動作について説明する。
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１のＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）時には、バッテリ１７からＦＥＴ１駆動用のトランジスタＴｒ２１を経由してＦＥＴ１に電圧が供給され、ＦＥＴ１のＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）時には、トランジスタＴｒ２２がＯＮし電流が接地側に流れる。
【００７５】
この場合、トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の電流供給能力は、Ｔｒ２１≧Ｔｒ２２に設定されているため、ＦＥＴ１のＯＮ時とＯＦＦ時にＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立し、ＦＥＴ１のＯＮ時の貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができる。
【００７６】
以上、ＦＥＴ１のＯＮ／ＯＦＦ時について説明したが、ＦＥＴ２のＯＮ／ＯＦＦ時についてもトランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ７，Ｒ８からなる回路によって同様に実現できる。
したがって、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができ、微少デューティでモータ１２を制御することが可能になる。
【００７７】
また、本実施形態では、第１及び第２の実施形態に比べ抵抗等の部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
例えば、プリドライバ回路を構成するトランジスタ、抵抗の種類や数、接続状態は種々の設計変更が可能である。また、定電流ダイオード等を用いて同等の回路を構成することも可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明に係るスロットルバルブ制御装置は、Ｈ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置において、微少デューティでのスロットルバルブの制御を可能とし、貫通電流を小さくして不要輻射ノイズの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成図。
【図２】本実施形態のスロットルバルブ制御装置のＨ−ブリッジ回路の動作の説明図。
【図３】本実施形態のスロットルバルブ制御装置のモータを駆動する駆動波形を示す波形図。
【図４】従来システムにおいてＨ−ブリッジ回路を駆動するＰＷＭ信号とＨ−ブリッジ回路に流れる貫通電流を示す図。
【図５】本実施形態のスロットルバルブ制御装置のＨ−ブリッジ回路を駆動するＰＷＭ信号とＨ−ブリッジ回路に流れる貫通電流を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成図。
【図７】本発明の第３の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成図。
【符号の説明】
１，３１，４１…スロットルバルブ制御装置
１０…吸気管
１１…スロットルバルブ
１２…モータ
１３…マイクロコンピュータ
１４…ＰＷＭ信号
１５…モ−タ正転信号
１６…モータ逆転信号
１７…バッテリ
２０…Ｈ−ブリッジ回路
２２，３２，４２…プリドライバ回路
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４…ＦＥＴトランジスタ（半導体スイッチング素子）
Ｒ１〜Ｒ８，Ｒ１１〜Ｒ２０…抵抗
Ｔｒ１〜Ｔｒ６，Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４，Ｔｒ２１〜Ｔｒ２４…トランジスタ（スイッチ手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのスロットルバルブ制御装置に係り、特に、ＰＷＭ信号により半導体スイッチング素子が少なくとも４つで構成されるＨ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アクセルペダルの踏込み量をアクセルセンサで検出し、アクセルペダルの踏込み量だけではなく、各センサから得られるエンジンの状態をも考慮してスロットルバルブをモータで駆動制御する電子式スロットルバルブ制御装置が知られている。スロットルバルブをモータで制御するスロットルバルブ制御は、トラクションコントロール、アイドル回転数制御、オートクルーズ、リーンバンの空燃費制御の実現に有益であることから、急速に普及が進んでいる。
【０００３】
従来のスロットルバルブの位置制御方式の例としては、特開平７−３３２１３６号公報に記載されたものがある。上記公報に記載された制御装置は、スロットルバルブ位置と目標位置との偏差の大きさに応じて、ＰＩＤ制御系の比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを変化させるようにしている。そして、開度の偏差が小さい領域での微妙な制御を応答性良く行うため、偏差が小さいときには大きいときに比較してゲインの値を大きくする制御を行うようにしている。
【０００４】
スロットルバルブの駆動には、通常、ステップモータやＰＷＭ制御の直流モータを用いる。ＰＷＭ制御では、ＰＩＤ制御の制御量を、パルス駆動のオンタイムとオフタイムとの比であるデューティ比に変換し、このデューティ比に変換したＰＷＭ信号を直流モータに供給する。
【０００５】
モータを駆動する駆動回路は、ＰＷＭ信号により制御される４つのトランジスタ（半導体スイッチング素子）を中心に構成される。４つのトランジスタは、例えばＦＥＴトランジスタからなり、ブリッジ回路（Ｈ−ブリッジ回路）を構成している。すなわち、バッテリ端子と接地との間にトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３を直列接続するとともに、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４を直列接続し、このトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３と、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４とを並列に接続する。そして、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３間のＸ点とＦＥＴ２及びＦＥＴ４間のＹ点との間にモータを配置する。
【０００６】
Ｈ−ブリッジ回路を構成するトランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４は、マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号を受けてＯＮ／ＯＦＦ制御される。例えば、トランジスタＦＥＴ３及びＦＥＴ４を常時ＯＮさせておき、トランジスタＦＥＴ１をＯＮすると、バッテリからの電流はトランジスタＦＥＴ１、モータ及びトランジスタＦＥＴ４を通して接地側に流れる。この電流経路で流れる電流によりモータは正転し、スロットルバルブの開度を大きくする。一方、トランジスタＦＥＴ３及びＦＥＴ４を常時ＯＮさせておき、トランジスタＦＥＴ２をＯＮすると、バッテリからの電流はトランジスタＦＥＴ２、モータ及びトランジスタＦＥＴ３を通して接地側に流れ、この電流経路で流れる電流によりモータは逆転し、スロットルバルブの開度を小さくする。
【０００７】
このようにトランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ４のＯＮ時の電流経路により、モータは正転し、トランジスタＦＥＴ２及びＦＥＴ３のＯＮ時の電流経路により、モータは逆転する。トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２が共にＯＦＦであるときはモータには、電流が流れない。また、トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２が共にＯＮされることはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来のＨ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置にあっては、ＰＷＭ信号が微少デューティの時に、トランジスタの貫通電流により不要輻射ノイズが発生してしまうため、微少デューティでのスロットルバルブの制御が困難であるという問題点があった。
【０００９】
以下、上記問題点について詳細に説明する。例えば、スロットルバルブの開度を大きくする正転制御がなされている場合、トランジスタＦＥＴ４がＯＮ、トランジスタＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮしてモータは正転している。ＰＷＭ信号のＯＦＦにより、トランジスタＦＥＴ１がＯＦＦするがモータ内部のソレノイドによって、モータ、トランジスタＦＥＴ４、ＦＥＴ３及びモータのループ経路でフライホイール電流が流れている。次に、トランジスタＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮした瞬間にトランジスタＦＥＴ３内の寄生ダイオードの逆回復時間の間、バッテリ端子、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ３の経路で接地側に貫通電流が流れる。この貫通電流は、負荷であるモータを経由せず、バッテリ端子を接地にショートした状態となるため鋭いピークを持つ電流である。この貫通電流が不要輻射の原因となる。不要輻射が発生すると、周辺の電子回路を誤動作させたり、電子機器（例えば、オーディオ装置）にノイズを重畳させる。
【００１０】
従来では、このような不要輻射の発生を低減するため、ＰＷＭ信号により制御される半導体スイッチング素子のＯＮ時間、ＯＦＦ時間の両方を遅らせることによって、ＰＷＭ信号により制御される半導体スイッチング素子のＯＮした瞬間にＨ−ブリッジ回路に流れる貫通電流のｄｉ／ｄｔを低減し不要輻射レベルの低減を行っている。
【００１１】
しかし、半導体スイッチング素子のＯＮ時間、ＯＦＦ時間の両方を遅らせるようにする方法では、微少デューティでスロットルバルブを制御しようとした場合、ＰＷＭ信号のＯＮ側、ＯＦＦ側とも波形がなまってしまうため制御できないという問題があった。このように、従来の技術では、微少デューティでのＰＷＭ制御と不要輻射ノイズの低減を両立させることは困難であった。この不要輻射ノイズを低減するために、プリント基板のパターン変更やコンデンサ等の付加により個々に対応しているのが現状である。
【００１２】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｈ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置において、微少デューティでのスロットルバルブの制御を可能とし、不要輻射ノイズの発生を低減できるスロットルバルブ制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明のスロットルバルブ制御装置は、基本的には、スロットルバルブと、該スロットルバルブを駆動するモータと、前記モータを駆動する半導体スイッチング素子から構成されるＨ−ブリッジ回路と、前記スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号に基づいて前記半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを備え、ＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ制御装置において、前記制御手段は、前記半導体スイッチング素子をＯＮするＯＮ時間が、該半導体スイッチング素子をＯＦＦするＯＦＦ時間以上となるように制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のスロットルバルブ制御装置の具体的な態様は、前記制御手段が、前記半導体スイッチング素子をＯＮするＯＮ時間が、該半導体スイッチング素子をＯＦＦするＯＦＦ時間以上となるように制御することを特徴としている。
さらに、本発明のスロットルバルブ制御装置の具体的な態様は、前記制御手段が、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に流す電流と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に流す電流とを変える電流変更手段を備え、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のゲート又はベースに流す電流を変えることにより、前記半導体スイッチング素子をＯＮするＯＮ時間と該半導体スイッチング素子をＯＦＦするＯＦＦ時間とを変更することを特徴としている。
【００１５】
さらに、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流が流れる第１の抵抗と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流が流れる第２の抵抗と、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗を切換えるスイッチ手段とを備え、前記第１の抵抗の抵抗値を前記第２の抵抗の抵抗値より大きく設定することを特徴としている。
【００１６】
さらに、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流が流れる複数の抵抗と、該半導体スイッチング素子のＯＮ時に、前記複数の抵抗うち、少なくとも１つ以上をバイパスして電流を流すバイパス手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
さらに、前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流を流す第１のトランジスタと、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流を流す第２のトランジスタとを備え、前記第２のトランジスタの電流容量を、前記第１のトランジスタの電流容量以上に設定することを特徴としている。
【００１８】
さらに、前記Ｈ−ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子は、ＦＥＴトランジスタであることを特徴としている。
また、スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号を出力するマイクロコンピュータを更に備え、前記制御手段は、前記マイクロコンピュータからのＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御することを特徴としている。
【００１９】
前記の如く構成された本発明のスロットルバルブ制御装置によって、Ｈ−ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子のＯＮ時とＯＦＦ時のスイッチングスピードにＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式を成立させることができ、微少デューティでのスロットルバルブの制御が可能となる。また、貫通電流を小さくして不要輻射を大幅に低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明のスロットルバルブ制御装置の一実施形態について詳細に説明する。 図１は、第１の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、電子制御スロットルバルブは、エンジンへの吸気通路である吸気管１０中に回転可能に取り付けられたスロットルバルブ１１と、このスロットルバルブ１１と同軸に設けられた直流モータ１２とから構成され、モータ１２は、スロットルバルブ制御装置１から駆動信号を受けてスロットルバルブ１１を軸周りに回動させてその開度を変更する。
【００２２】
スロットルバルブ制御装置１は、ＣＰＵ等により構成されたマイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６により制御される。バッテリ１７は、モータ１２及び、図示しない各種の駆動回路等に電源を供給するものである。なお、スロットルバルブ１１の開度は、スロットルバルブ１１の回転軸に取り付けられた開度センサ（図示略）により検出され、検出された開度信号はマイクロコンピュータ１３に入力される。このスロットルバルブ１１は、リターンスプリングによって閉じ側に付勢される。
【００２３】
マイクロコンピュータ１３は、スロットルバルブ制御を含むエンジン全体の制御を行う。スロットルバルブ制御においては、アクセルペダル踏込み量の他、各センサから得られるエンジンの状態を示す情報（例えば、エンジン冷却水温やエンジン回転数、車両の速度、自動変速機の変速状況等）に基づいて決定されたスロットルバルブ１１の要求開度（目標位置）と、開度センサにより検知されたスロットルバルブ１１の実際の開度との偏差を算出し、この偏差信号を制御量としてデューティ制御を行う。マイクロコンピュータ１３は、デューティ制御に対応するＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６を、スロットルバルブ制御装置１に出力する。なお、上記偏差から制御量を決定する方法としてＰＩＤ制御の演算方式を使用することができるが、ＰＩＤ制御以外の演算方式でもよい。
【００２４】
スロットルバルブ制御装置１は、マイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６に従い、バッテリ１７の電圧をモータ１２に対してＯＮ／ＯＦＦ出力するデューティ制御を行う回路である。
スロットルバルブ制御装置１は、４つのＦＥＴトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４（半導体スイッチング素子）をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、マイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６に基づいて、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、デコード回路２１により作成されたＰＷＭ信号のうち、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチングスピードを、ＯＮ時間（トランジスタがＯＮする立上り時間）≧ＯＦＦ時間（トランジスタがＯＦＦする立下り時間）の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路２２（電流変更手段）とから構成される。
【００２５】
プリドライバ回路２２は、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６及び抵抗Ｒ１〜Ｒ８から構成されており、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、全体としてトランジスタＦＥＴ１へのスイッチングスピードを変更する回路を構成し、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ５〜Ｒ８は、全体としてトランジスタＦＥＴ２へのスイッチングスピードを変更する回路を構成する。
まず、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる回路の構成について説明する。
【００２６】
トランジスタＴｒ３は、抵抗Ｒ４を介してデコード回路２１の正転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ３は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ３を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ３のコレクタには、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、トランジスタＴｒ３のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００２７】
トランジスタＴｒ１はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ２はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ３がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ１はＯＦＦ、トランジスタＴｒ２はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ３がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ１はＯＮ、トランジスタＴｒ２はＯＦＦとなる。このように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号を受けたトランジスタＴｒ３のＯＮ／ＯＦＦ動作に従って、一方がＯＮのときは他方がＯＦＦとなる。なお、抵抗Ｒ３は、バッテリ１７電圧をトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を動作可能な電圧レベルまで降下させる抵抗である。
【００２８】
トランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値は、トランジスタＴｒ２のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値以下（Ｒ１≦Ｒ２）に設定されている。このため、トランジスタＴｒ１がＯＮ時に抵抗Ｒ１を介してＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２がＯＮ時に抵抗Ｒ２を介してＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００２９】
次に、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ５〜Ｒ８からなる回路の構成について説明するが、この回路は、上記トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる回路と同様の構成をもつものである。
トランジスタＴｒ６は、抵抗Ｒ８を介してデコード回路２１の逆転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ６は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ６のコレクタは、抵抗Ｒ７を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ６のコレクタには、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５は、トランジスタＴｒ６のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００３０】
トランジスタＴｒ４はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ５はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ６がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ４はＯＦＦ、トランジスタＴｒ５はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ６がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ４はＯＮ、トランジスタＴｒ５はＯＦＦとなる。抵抗Ｒ７は、バッテリ１７電圧をトランジスタＴｒ４，Ｔｒ５を動作可能な電圧レベルまで降下させる抵抗である。
【００３１】
トランジスタＴｒ４のエミッタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間に接続される抵抗Ｒ５の抵抗値は、トランジスタＴｒ５のエミッタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間に接続される抵抗Ｒ６の抵抗値以下（Ｒ５≦Ｒ６）に設定されている。このため、トランジスタＴｒ４がＯＮ時に抵抗Ｒ５を介してＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ５がＯＮ時に抵抗Ｒ６を介してＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００３２】
また、Ｈ−ブリッジ回路２０は、ＰＷＭ信号により制御される４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したもので、バッテリ１７と接地との間にトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３を直列接続するとともに、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４を直列接続し、このトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ３と、トランジスタＦＥＴ２，ＦＥＴ４とを並列に接続する。そして、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３間のＸ点とＦＥＴ２及びＦＥＴ４間のＹ点との間にモータ１２を配置する。
【００３３】
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号により制御され、トランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４は、デコード回路２１からの制御信号により制御される。この場合、トランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４は、デコード回路２１からの制御信号でＯＮ状態を維持し、トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される。
以下、上述のように構成されたスロットルバルブ制御装置１の動作を説明する。
【００３４】
図２は、スロットルバルブ制御装置１のＨ−ブリッジ回路２０動作を説明する図であり、図２（ａ）はトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ４がＯＮ時の電流経路を示し、図２（ｂ）はトランジスタＦＥＴ１がＯＦＦ，ＦＥＴ４がＯＮ時の電流経路を示し、図２（ｃ）はトランジスタＦＥＴ１がＯＦＦからＯＮに変わった瞬間の電流経路をそれぞれ示す。
【００３５】
まず、図２（ａ）において、トランジスタＦＥＴ４がＯＮ，ＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮした場合、モータ１２を駆動する駆動電流は、電流Ｉ１で示す電流経路でバッテリ１７から接地側に流れる。モータ１２は正転方向に駆動され、スロットルバルブ１１の開度を大きくする正転制御となる。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示すようにトランジスタＦＥＴ１がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）したとき、電流Ｉ２で示す電流経路でフライホイール電流が流れる。すなわち、トランジスタＦＥＴ１へのＰＷＭ信号がＯＦＦとなり、トランジスタＦＥＴ１がＯＦＦしたとしても、モータ１２内部のソレノイドによって、モータ１２、トランジスタＦＥＴ４、ＦＥＴ３及びモータ１２のループ経路でフライホイール電流が流れる。
【００３７】
次に、図２（ｃ）に示すように、トランジスタＦＥＴ１がＯＮした瞬間にＦＥＴ３内の寄生ダイオードによって該寄生ダイオードの逆回復時間の間、電流Ｉ３に示す経路で貫通電流が流れる。この貫通電流が不要輻射の原因である。また、上記貫通電流は、トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２が、ＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御される度に発生する可能性がある。
このような不要輻射は、この貫通電流のｄｉ／ｄｔを減らすことで改善することができるが、以下のような理由で従来は解決が困難であった。
【００３８】
図３は、モータ１２を駆動する駆動波形を示す波形図であり、図３（ａ）は微少デューティにおける理想的な駆動波形を示し、図３（ｂ）は貫通電流を抑制しようとしてＰＷＭ信号のＯＮ時間、ＯＦＦ時間を遅らせることで波形がなまる場合の駆動波形を示し、図３（ｃ）は本実施形態の駆動波形をそれぞれ示している。
【００３９】
微少デューティでモータ１２を制御しようとした場合、図３（ａ）に示すように理想的な駆動波形１に対して、従来の方式では図３（ｂ）の波形２に示すように立上がり、立下がりとも大きくなまってしまうために、貫通電流による不要輻射は低減できても、微少デューティ制御は行えないという問題があった。つまり、貫通電流を防止するには、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さく、すなわちＰＷＭ信号のＯＮ時間、ＯＦＦ時間を遅らせ（駆動波形の立上がり、立下がりをなまらせ）ればよいが、ＯＮ時間、ＯＦＦ時間を遅らせると、図３（ｂ）の波形２に示すように駆動波形が、モータ１２を駆動できる電圧Ｖ１に達しなくなるため制御ができない。
【００４０】
そこで本実施形態では、Ｈ−ブリッジ回路２０を構成するトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のＯＮ時とＯＦＦ時のスイッチングスピードにＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式を成立させるように、トランジスタＴｒ１とトランジスタＦＥＴ１間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値を、トランジスタＴｒ２とトランジスタＦＥＴ１間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値以下（Ｒ１≦Ｒ２）とし、トランジスタＴｒ４とトランジスタＦＥＴ２間に接続される抵抗Ｒ５の抵抗値を、トランジスタＴｒ５とトランジスタＦＥＴ２間に接続される抵抗Ｒ６の抵抗値以下（Ｒ５≦Ｒ６）とする。
【００４１】
これにより、図３（ｃ）に示すように、Ｈ−ブリッジ回路２０のＦＥＴ１もしくはＦＥＴ２がＯＮする時のみ波形をなまらせることができ、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくできるとともに、駆動波形はモータ１２を駆動できる電圧Ｖ１に達するようにして制御可能状態を実現し、従来技術よりも微少デューティでモータ１２制御が可能になる。
以上の動作を、図１を参照して更に具体的に説明する。
Ｈ−ブリッジ回路２０とプリドライバ回路２２には、バッテリ１７より所定の電源電圧が供給されている。
【００４２】
マイクロコンピュータ１３から出力されるＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６によりプリドライバ回路２２が制御される。マイクロコンピュータ１３からのＰＷＭ信号１４、モータ正転信号１５及びモータ逆転信号１６は、デコード回路２１に入力され、デコード回路２１ではこれらの信号に基づいて、Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を駆動するＰＷＭ信号、及びトランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４を駆動する制御信号を作成し、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ６、及びトランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４に出力する。
【００４３】
スロットルバルブ１１を開く場合は、モータ正転信号１５とＰＷＭ信号１４によりＦＥＴ４がＯＮ状態になり、またＦＥＴ１がプリドライバ回路２２内のトランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２と抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２を経由してＰＷＭ信号でＯＮ／ＯＦＦ駆動される。
【００４４】
トランジスタＦＥＴ４がＯＮ，ＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＮした場合、モータ１２を駆動する駆動電流は、ＦＥＴ１、モータ１２及びＦＥＴ４を通る電流経路でバッテリ１７から接地側に流れる。モータ１２は正転方向に駆動され、スロットルバルブ１１が開き側に制御される。その後、ＦＥＴ１がＰＷＭ信号でＯＦＦした場合、前記図２（ｂ），（ｃ）で述べたように、モータ１２内部のソレノイドによってフライホイール電流が流れ、次のＰＷＭ信号でトランジスタＦＥＴ１がＯＮした瞬間に寄生ダイオードの逆回復時間の間貫通電流が流れるものの、この貫通電流は従来のものに比較して非常に小さい。
【００４５】
すなわち、トランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値は、トランジスタＴｒ２のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間に接続される抵抗Ｒ１の抵抗値以下（抵抗Ｒ１≦抵抗Ｒ２）に設定されているため、トランジスタＴｒ１がＯＮ時に抵抗Ｒ１を介してＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２がＯＮ時に抵抗Ｒ２を介してＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。このため、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さく、ＦＥＴ１がＯＮする時のみ波形をなまらせることができ、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができる。
【００４６】
スロットルバルブ１１を閉じる場合についても、上記スロットルバルブ１１を開く場合と同様である。この場合は、モータ逆転信号１６とＰＷＭ信号１４によりＦＥＴ３がＯＮ状態になりＦＥＴ２がプリドライバ回路２２内のトランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５と抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６を経由しＰＷＭ信号で駆動しモータ１２を駆動することにより、スロットルバルブ１１が閉じ側に制御される。
上述した動作により、ブリッジ回路２０に流れる貫通電流は以下のように低減される。
【００４７】
図４は、従来システムにおいてＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を駆動するＰＷＭ信号と、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる貫通電流を示す図、図５は、本実施形態においてＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を駆動するＰＷＭ信号と、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる貫通電流を示す図である。
【００４８】
従来システムでは、図４（ａ）に示すように、マイクロコンピュータ１３から出力されるＰＷＭ信号によりＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がＯＮ／ＯＦＦ制御されている。トランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＦＦの状態でトランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＮすると、ＯＮした瞬間に、ＦＥＴ４又はＦＥＴ３の寄生ダイオードの逆回復時間の間、Ｈ−ブリッジ回路２０に図４（ｂ）に示す貫通電流が流れる。この貫通電流は、鋭いピークを持つパルス電流であり、不要輻射ノイズを発生させ、周辺の電子回路を誤動作させたり、電子機器にノイズを重畳させる。
【００４９】
これに対し本実施形態では、Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、図５（ａ）に示すように、トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードはＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも下げられている。トランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＦＦの状態でトランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２がＯＮすると、ＯＮした瞬間に、ＦＥＴ４又はＦＥＴ３の寄生ダイオードの逆回復時間の間、Ｈ−ブリッジ回路２０に貫通電流が流れるが、この貫通電流は、上記スイッチングスピードが下げられているため貫通電流のｄｉ／ｄｔが減少しており、図５（ｂ）に示すような小さいパルス電流である。この貫通電流では不要輻射ノイズが発生することはない。ここで、トランジスタＦＥＴ１又はＦＥＴ２を、ＯＮの状態からＯＦＦにするスイッチングスピードは制御性を考慮して下げない。したがって、従来、不要輻射との両立が困難であった微少デューティ制御が実現可能になる。
【００５０】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、スロットルバルブ制御装置１は、４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるＰＷＭ信号のスイッチングスピードを、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路２２とを備え、プリドライバ回路２２は、ＯＮ時にトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のゲートに電流が流れる抵抗Ｒ１，Ｒ５とＯＦＦ時に電流が流れる抵抗Ｒ２，Ｒ６との抵抗値を、Ｒ１≦Ｒ２，Ｒ５≦Ｒ６とすることでＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するように構成したので、微少デューティでのスロットルバルブの制御を可能にするとともに、貫通電流を小さくして不要輻射を低減することができる。 次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５１】
第１の実施形態では、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するようにする例として、ＯＮ時とＯＦＦ時でＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を、２種類の抵抗の切換えにより変更するようにしているが、第２の実施形態では、ＯＮ時とＯＦＦ時でＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を第１の抵抗に、第２の抵抗を加算することで実現するものである。
【００５２】
図６は、第２の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成を示す図である。本実施形態の説明にあたり、図１と同一構成部分には同一符号を付して重複部分の説明を省略する。
図６において、スロットルバルブ制御装置３１は、４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、デコード回路２１により作成されたＰＷＭ信号のうち、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチングスピードを、ＯＮ時間（トランジスタがＯＮする立上り時間）≧ＯＦＦ時間（トランジスタがＯＦＦする立下り時間）の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路３２（電流変更手段）とから構成される。
【００５３】
プリドライバ回路３２は、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ２０から構成されており、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５は、全体としてトランジスタＦＥＴ１へのスイッチングスピードを変更する回路を構成し、トランジスタＴｒ１３，Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０は、全体としてトランジスタＦＥＴ２へのスイッチングスピードを変更する回路を構成する。
【００５４】
まず、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５からなる回路の構成について説明する。
トランジスタＴｒ１２は、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５を介してデコード回路２１の正転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ１２は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ１２のコレクタは、抵抗Ｒ１３を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ１２のコレクタには、トランジスタＴｒ１１のベースが接続されており、トランジスタＴｒ１１は、トランジスタＴｒ１２のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００５５】
トランジスタＴｒ１２がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ１１はＯＦＦとなり、また、トランジスタＴｒ１２がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ１１はＯＮとなる。なお、抵抗Ｒ１３は、バッテリ１７電圧をトランジスタＴｒ１１を動作可能な電圧レベルまで降下させる抵抗、抵抗Ｒ１５は、トランジスタＴｒ１２の保護抵抗である。
【００５６】
トランジスタＴｒ１１のエミッタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間は、抵抗Ｒ１１を介して接続され、トランジスタＴｒ１２のコレクタとトランジスタＦＥＴ１のゲート間は、上記抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２を介して接続される。このため、トランジスタＴｒ１１がＯＮ時には、抵抗Ｒ１１を介してＨ−ブリッジ回路２０に電流が流入し、トランジスタＴｒ１１がＯＦＦ時には、抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２を介してＨ−ブリッジ回路２０からトランジスタＴｒ１２及び接地側に電流が流れる。すなわち、抵抗Ｒ１２をパイパスする手段が設けられており、トランジスタＴｒ１１がＯＮ時とＯＦＦ時で、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる電流が変更される。したがって、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００５７】
次に、トランジスタＴｒ１３，Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０からなる回路の構成について説明するが、この回路は、上記トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４からなる回路と同様の構成をもつものである。
トランジスタＴｒ１４は、抵抗Ｒ１９，Ｒ２０を介してデコード回路２１の逆転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ１４は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ１４のコレクタは、抵抗Ｒ１８を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ１４のコレクタには、トランジスタＴｒ１３のベースが接続されており、トランジスタＴｒ１３は、トランジスタＴｒ１４のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００５８】
トランジスタＴｒ１４がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ１３はＯＦＦとなり、また、トランジスタＴｒ１４がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ１３はＯＮとなる。
トランジスタＴｒ１３のエミッタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間は、抵抗Ｒ１６を介して接続され、トランジスタＴｒ１４のコレクタとトランジスタＦＥＴ２のゲート間は、上記抵抗Ｒ１６及び抵抗Ｒ１７を介して接続される。このため、トランジスタＴｒ１３がＯＮ時には、抵抗Ｒ１６を介してＨ−ブリッジ回路２０に電流が流入し、トランジスタＴｒ１３がＯＦＦ時には、抵抗Ｒ１６及び抵抗Ｒ１７を介してＨ−ブリッジ回路２０からトランジスタＴｒ１４及び接地側に電流が流れる。トランジスタＴｒ１３がＯＮ時とＯＦＦ時で、Ｈ−ブリッジ回路２０に流れる電流が変更される。したがって、トランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００５９】
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、プリドライバ回路２２からのＰＷＭ信号により制御され、トランジスタＦＥＴ３，ＦＥＴ４は、デコード回路２１からの制御信号でＯＮ状態が維持される。
以下、上述のように構成されたスロットルバルブ制御装置３１の動作を説明する。全体的な動作は第１の実施形態と同様であるためこの部分の動作説明を省略し、異なる動作について説明する。
【００６０】
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１のＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）時には、バッテリ１７からトランジスタＴｒ１１より抵抗Ｒ１１のみを経由してＦＥＴ１に電圧が供給されるが、ＦＥＴ１のＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）時には、トランジスタＴｒ１２がＯＮし、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２を経由して電流が接地側に流れる。
【００６１】
このように、ＦＥＴ１のＯＮ時には、抵抗Ｒ１２をバイパスして電流を供給することにより、ＦＥＴ１のＯＮ時とＯＦＦ時に、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立する。このため、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さく、ＦＥＴ１がＯＮする時のみ波形をなまらせることができる。
【００６２】
以上、ＦＥＴ１のＯＮ／ＯＦＦ時について説明したが、ＦＥＴ２のＯＮ／ＯＦＦ時についても同様であり、トランジスタＴｒ１３，Ｔｒ１４及び抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０からなる回路によってトランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さく、ＦＥＴ２がＯＮする時のみ波形をなまらせることができる。したがって、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができ、微少デューティでモータを制御可能になる。
【００６３】
また、本実施形態では、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２、Ｒ１６，Ｒ１７のいずれかが破損するような故障が発生しても、他の抵抗を通してＨ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ電流が流れるのでスロットルバルブ制御が可能でありより安全なフェールセーフが構築できる。
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００６４】
第１及び第２の実施形態では、ＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立するようにする例として、ＯＮ時とＯＦＦ時でＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を、２種類の抵抗の切換え又は抵抗のバイパスにより変更するようにしているが、該電流を変更できるものであればよい。第３の実施形態では、ＯＮ時とＯＦＦ時で電流供給能力が異なるトランジスタを切換えることでＨ−ブリッジ回路２０に供給する電流を変更するものである。
【００６５】
図７は、第３の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成を示す図である。本実施形態の説明にあたり、図１と同一構成部分には同一符号を付して重複部分の説明を省略する。
図７において、スロットルバルブ制御装置４１は、４つのトランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４をブリッジ構成したＨ−ブリッジ回路２０と、Ｈ−ブリッジ回路２０の各トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を駆動するＰＷＭ信号及び制御信号を作成するデコード回路２１と、デコード回路２１により作成されたＰＷＭ信号のうち、トランジスタＦＥＴ１及びトランジスタＦＥＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチングスピードを、ＯＮ時間（トランジスタがＯＮする立上り時間）≧ＯＦＦ時間（トランジスタがＯＦＦする立下り時間）の関係式が成立するように変更してＦＥＴ１及びＦＥＴ２に出力するプリドライバ回路４２（電流変更手段）とから構成される。
【００６６】
プリドライバ回路４２は、トランジスタＴｒ２１〜Ｔｒ２４，Ｔｒ３，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７，Ｒ８から構成されており、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ３，Ｒ４は、全体としてトランジスタＦＥＴ１へのスイッチングスピードを変更する回路を構成し、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ７，Ｒ８は、全体としてトランジスタＦＥＴ２へのスイッチングスピードを変更する回路を構成する。
まず、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる回路の構成について説明する。
【００６７】
トランジスタＴｒ３は、抵抗Ｒ４を介してデコード回路２１の正転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ３は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ３のコレクタは、抵抗Ｒ３を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ３のコレクタには、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２は、トランジスタＴｒ３のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００６８】
ここで、トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の電流供給能力（駆動能力）は、異なっており、トランジスタＴｒ２１の電流容量がトランジスタＴｒ２２の電流容量以上（Ｔｒ２１≧Ｔｒ２２）に構成されている。
また、トランジスタＴｒ１はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ２はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ３がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ２１はＯＦＦ、トランジスタＴｒ２２はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ３がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ２１はＯＮ、トランジスタＴｒ２２はＯＦＦとなる。このように、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号を受けたトランジスタＴｒ３のＯＮ／ＯＦＦ動作に従って、一方がＯＮのときは他方がＯＦＦとなる。
【００６９】
トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２のエミッタは、トランジスタＦＥＴ１のゲートに接続され、トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の電流供給能力は、Ｔｒ２１≧Ｔｒ２２に設定されている。このため、トランジスタＴｒ２１がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２２がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ１のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００７０】
次に、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ７，Ｒ８からなる回路の構成について説明するが、この回路は、上記トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる回路と同様の構成をもつものである。トランジスタＴｒ６は、抵抗Ｒ８を介してデコード回路２１の逆転側ＰＷＭ信号出力端子に接続され、トランジスタＴｒ６は、デコード回路２１からのＰＷＭ信号に従ってＯＮ／ＯＦＦする。トランジスタＴｒ６のコレクタは、抵抗Ｒ７を介してバッテリ１７に接続され、エミッタは接地される。また、トランジスタＴｒ６のコレクタには、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４のベースがそれぞれ接続されており、トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４は、トランジスタＴｒ６のコレクタ電位を受けてＯＮ／ＯＦＦする。
【００７１】
このトランジスタＴｒ２３とトランジスタＴｒ２４の電流供給能力（駆動能力）も、上記トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の場合と同様に、異なっており、トランジスタＴｒ２３の電流容量はトランジスタＴｒ２４の電流容量以上（Ｔｒ２３≧Ｔｒ２４）に構成されている。
【００７２】
トランジスタＴｒ２３はｎｐｎ型トランジスタ、トランジスタＴｒ２４はｐｎｐ型トランジスタにより構成されているため、トランジスタＴｒ６がＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）のときは、トランジスタＴｒ２３はＯＦＦ、トランジスタＴｒ２４はＯＮとなり、また、トランジスタＴｒ６がＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）のときは、トランジスタＴｒ２３はＯＮ、トランジスタＴｒ２４はＯＦＦとなる。
【００７３】
トランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４のエミッタは、トランジスタＦＥＴ２のゲートに接続され、トランジスタＴｒ２３とトランジスタＴｒ２４の電流供給能力は、Ｔｒ２３≧Ｔｒ２４に設定されている。このため、トランジスタＴｒ２３がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０に流入する電流は、トランジスタＴｒ２４がＯＮ時にＨ−ブリッジ回路２０から流出する電流よりも大きい。したがって、トランジスタＦＥＴ２のＯＮ時のスイッチングスピードは、ＯＦＦ時のスイッチングスピードよりも小さくなる。
【００７４】
以下、上述のように構成されたスロットルバルブ制御装置４１の動作を説明する。全体的な動作は第１の実施形態と同様であるためこの部分の動作説明を省略し、異なる動作について説明する。
Ｈ−ブリッジ回路２０のトランジスタＦＥＴ１のＯＦＦ（ＰＷＭ信号のＯＦＦ）時には、バッテリ１７からＦＥＴ１駆動用のトランジスタＴｒ２１を経由してＦＥＴ１に電圧が供給され、ＦＥＴ１のＯＮ（ＰＷＭ信号のＯＮ）時には、トランジスタＴｒ２２がＯＮし電流が接地側に流れる。
【００７５】
この場合、トランジスタＴｒ２１とトランジスタＴｒ２２の電流供給能力は、Ｔｒ２１≧Ｔｒ２２に設定されているため、ＦＥＴ１のＯＮ時とＯＦＦ時にＯＮ時間≧ＯＦＦ時間の関係式が成立し、ＦＥＴ１のＯＮ時の貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができる。
【００７６】
以上、ＦＥＴ１のＯＮ／ＯＦＦ時について説明したが、ＦＥＴ２のＯＮ／ＯＦＦ時についてもトランジスタＴｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ６及び抵抗Ｒ７，Ｒ８からなる回路によって同様に実現できる。
したがって、貫通電流のｄｉ／ｄｔを小さくすることができ、微少デューティでモータ１２を制御することが可能になる。
【００７７】
また、本実施形態では、第１及び第２の実施形態に比べ抵抗等の部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
例えば、プリドライバ回路を構成するトランジスタ、抵抗の種類や数、接続状態は種々の設計変更が可能である。また、定電流ダイオード等を用いて同等の回路を構成することも可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明に係るスロットルバルブ制御装置は、Ｈ−ブリッジ回路により制御されるスロットルバルブ制御装置において、微少デューティでのスロットルバルブの制御を可能とし、貫通電流を小さくして不要輻射ノイズの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成図。
【図２】本実施形態のスロットルバルブ制御装置のＨ−ブリッジ回路の動作の説明図。
【図３】本実施形態のスロットルバルブ制御装置のモータを駆動する駆動波形を示す波形図。
【図４】従来システムにおいてＨ−ブリッジ回路を駆動するＰＷＭ信号とＨ−ブリッジ回路に流れる貫通電流を示す図。
【図５】本実施形態のスロットルバルブ制御装置のＨ−ブリッジ回路を駆動するＰＷＭ信号とＨ−ブリッジ回路に流れる貫通電流を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成図。
【図７】本発明の第３の実施形態のスロットルバルブ制御装置の構成図。
【符号の説明】
１，３１，４１…スロットルバルブ制御装置
１０…吸気管
１１…スロットルバルブ
１２…モータ
１３…マイクロコンピュータ
１４…ＰＷＭ信号
１５…モ−タ正転信号
１６…モータ逆転信号
１７…バッテリ
２０…Ｈ−ブリッジ回路
２２，３２，４２…プリドライバ回路
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４…ＦＥＴトランジスタ（半導体スイッチング素子）
Ｒ１〜Ｒ８，Ｒ１１〜Ｒ２０…抵抗
Ｔｒ１〜Ｔｒ６，Ｔｒ１１〜Ｔｒ１４，Ｔｒ２１〜Ｔｒ２４…トランジスタ（スイッチ手段）
Claims (3)
- スロットルバルブと、該スロットルバルブを駆動するモータと、前記モータを駆動する半導体スイッチング素子から構成されるＨ−ブリッジ回路と、前記スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号に基づいて前記半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを備え、ＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ制御装置において、
前記制御手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に流す電流と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に流す電流とを変える電流変更手段を備え、
前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流が流れる第１の抵抗と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流が流れる第２の抵抗と、前記第１の抵抗及び前記第２の抵抗を切換えるスイッチ手段とを備え、前記第１の抵抗の抵抗値を前記第２の抵抗の抵抗値より大きく設定することを特徴とするスロットルバルブ制御装置。 - スロットルバルブと、該スロットルバルブを駆動するモータと、前記モータを駆動する半導体スイッチング素子から構成されるＨ−ブリッジ回路と、前記スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号に基づいて前記半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを備え、ＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ制御装置において、
前記制御手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に流す電流と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に流す電流とを変える電流変更手段を備え、
前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流が流れる複数の抵抗と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に、前記複数の抵抗のうち、少なくとも１つ以上をバイパスして電流を流すバイパス手段とを備えることを特徴とするスロットルバルブ制御装置。 - スロットルバルブと、該スロットルバルブを駆動するモータと、前記モータを駆動する半導体スイッチング素子から構成されるＨ−ブリッジ回路と、前記スロットルバルブを駆動するためのＰＷＭ信号に基づいて前記半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段とを備え、ＰＷＭ信号のデューティによりスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ制御装置において、
前記制御手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に流す電流と、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に流す電流とを変える電流変更手段を備え、
前記電流変更手段は、前記半導体スイッチング素子のＯＮ時に電流を流す第１のトランジスタと、該半導体スイッチング素子のＯＦＦ時に電流を流す第２のトランジスタとを備え、前記第２のトランジスタの電流容量を、前記第１のトランジスタの電流容量より大きく設定することを特徴とするスロットルバルブ制御装置。
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