JP5495661B2

JP5495661B2 - モータ駆動装置

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Publication number: JP5495661B2
Application number: JP2009183864A
Authority: JP
Inventors: 和彦坂口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: EP2282400B1; CN101997469A; CN101997469B; EP2282400A3; JP2011041350A; EP2282400A2

Description

本発明は、モータ駆動装置に関するものであり、特に、Ｈブリッジ回路を用いてモータの正転・逆転を切り換えることができるモータ駆動装置に関する。

Ｈブリッジ回路を用いて直流モータの正転・逆転を切り換えることができるようにしたモータ駆動回路が知られる。例えば、特許文献１には、ＭＯＳＦＥＴからなる４つの駆動トランジスタで構成したＨブリッジ回路の中間点に負荷としての直流モータを接続して、第１および第２の駆動トランジスタを第１のコントローラでオン／オフさせ、第３および第４の駆動トランジスタを第２のコントローラでオン／オフさせるよう全体を構成し、このように構成されたＨブリッジ回路によるモータ正逆回転時の、それぞれの回転数の差を調整できるようにした駆動回路が開示されている。

特許第３３９８７８４号公報

Ｈブリッジ回路を構成する４つの駆動トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）は、モータ電流による発熱を小さくするため、内部損失が小さいもの（つまり、ドレイン−ソース間のオン抵抗、以下、「内部抵抗という」が小さいもの）であることが望まれる。しかし、内部抵抗が小さい駆動トランジスタは一般に高価である。一方、内部抵抗の大きな駆動トランジスタは、廉価であり、放熱対策を施せば使用することができるが、放熱構造が大型化するという課題がある。

本発明の目的は、内部抵抗が大きいスイッチングトランジスタを用いてＨブリッジ回路を構成することができるモータ駆動装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、直流モータの正転または逆転方向に力を作用させる付勢手段を設けることによって該直流モータの正転時と逆転時とで要求電流が異なるように構成された被駆動装置のモータ駆動装置において、４つのスイッチング素子と前記直流モータとを接続してなるＨブリッジ回路と、前記４つのスイッチング素子を選択的にオン・オフして前記直流モータの正転および逆転を切り換える制御手段とを備え、正転時および逆転時それぞれの要求電流に対応して正転側と逆転側とで前記スイッチング素子の内部抵抗が互いに異なるものとした点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記要求電流が小さい側のスイッチング素子を、要求電流が大きい側のスイッチング素子より内部抵抗を大きくした点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記スイッチング素子がＦＥＴであり、内部抵抗が、該ＦＥＴのドレインおよびソース間のオン抵抗である点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記直流モータがＶベルト式無段変速機の変速比を制御する変速制御用モータであり、駆動プーリおよび従動プーリが、それぞれ固定シーブおよび可動シーブからなり、前記直流モータで、駆動プーリ側の可動シーブを固定シーブに対して変位させて変速比を変化させるように構成され、従動プーリには、前記付勢手段として、可動シーブを固定シーブ側に付勢するリターンスプリングが設けられている点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記Ｈブリッジ回路が、前記無段変速機の変速比をロー側にシフトダウンして変速させる場合に、前記内部抵抗の大きいスイッチング素子の組に通電されるように構成されている点に第５の特徴がある。

また、本発明は、無段変速機の変速比をロー側にシフトダウンして変速させる時、直流モータが、前記駆動プーリの可動シーブを固定シーブから離れる方向に移動させてプーリ幅を大きくして駆動プーリのＶベルト巻き掛け半径を小さくし、これにより従動プーリのベルト巻き掛け半径が前記リターンスプリングによって大きくなり、従動プーリの可動シーブが固定シーブ側に変位してプーリ幅を小さくするように構成されている点に第６の特徴がある。

さらに、本発明は、前記被駆動装置が、リターンスプリングでスロットルバルブを一方向に付勢してなるスロットルバルブ駆動装置、または前記リターンスプリングで排気制御弁を一方向に付勢してなる排気制御弁駆動装置である点に第７の特徴がある。

第１〜第７の特徴を有する本発明によれば、付勢手段が設けられているために正転時と逆転時とで直流モータにかかる負荷が異なる機械装置のモータ駆動装置において、直流モータに対する要求電流の違いにより、正転側および逆転側とでＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子の内部抵抗を異ならせたので、内部抵抗が大きいために一般に安価であるスイッチング素子を選択することができる。

第２の特徴を有する本発明によれば、内部抵抗の大きいスイッチング素子を採用しても、このようなスイッチング素子を要求電流が小さい側に使用されるので、発熱量が大きくならない。その結果、放熱構造を小型化でき、全体としてモータ駆動装置の小型化を図ることできる。

第３の特徴を有する本発明によれば、一般にスイッチング素子としてＦＥＴを使用して構成されるＨブリッジ回路に好適に使用できる。

第４の特徴を有する本発明によれば、従動プーリにはプーリ間隔を狭める方向に付勢手段としてのリターンスプリングが使用されるので、リターンスプリングの作用方向と同じ方向に変速する場合は直流モータの要求電流が小さくなり、内部抵抗の大きいスイッチング素子を採用してコスト低減を図りつつ発熱を抑制することができる。

第５の特徴を有する本発明によれば、変速比をロー側にシフトダウンして変速させる時はリターンスプリングの作用に反する力が不要となり、要求電流が小さくなるので、スイッチング素子の発熱量も小さくなる。したがって、内部抵抗の大きいスイッチング素子を採用してコスト低減を図ることができる。

第６の特徴を有する本発明によれば、変速比をロー側にシフトダウンして変速させる時、直流モータで駆動プーリの可動シーブを固定シーブから離れる方向に移動させるのに伴い、従動プーリの可動シーブが固定シーブ側に近づく。

第７の特徴を有する本発明によれば、構成要素としてバルブのリターンスプリングを有している装置のモータ駆動装置として使用することにより、コスト低減および装置の小型化を図ることできる。

本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の配線図である。本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置を含む無段変速機を備えたスクータ型自動二輪車の左側面図である。自動二輪車の無段変速機の駆動側部分を示す断面図である。自動二輪車の無段変速機の従動側部分を示す断面図である。エンジン回転数と車速の時間的変化を示す図である。トップ側への変速時（シフトアップ時）とロー側への変速時（シフトダウン時）のプーリ位置と直流モータの駆動デューティとの関係を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置を含む無段変速機を備えたスクータ型自動二輪車の左側面図である。同図において、自動二輪車１は、車体カウリング２で覆われた内部に車体フレーム３を有する。車体フレーム３は、車体前部のヘッドパイプ４に先端が結合され、そこから車体後部に延びるメインフレーム５と、同じくヘッドパイプ４に先端が結合されて、前記メインフレーム５より下方で後部に延びるロアフレーム６とを有する。

ヘッドパイプ４には、ステアリングシャフト７が上下に貫通して配され、ステアリングシャフト７の下部には、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク８が結合され、ステアリングシャフト７の上部には上方に延びた操向ハンドル９が結合されている。

メインフレーム５の中間部位に設けられる枢軸１０に前部分が連結されるとともに、メインフレーム５の後端部にリアクッション１１で後部分が支持されたスイングユニット１２が設けられる。スイングユニット１２は、前部に配置されるエンジンＥと、無段変速機１３と、無段変速機１３の出力回転を減速する減速機１４とを備えおり、減速機１４の出力軸（後述）には後輪ＷＲが連結され。エンジンＥは、シリンダ軸線をほぼ水平にして配置される。

次に、スイングユニット１２の構造を説明する。図３は、無段変速機１３の駆動側部分１３Ａの断面図である。無段変速機１３の駆動側部分１３Ａは、エンジンＥのクランクシャフト１５のうち、クランクケース１６から図中左側（車体左側でもある）に突出した部分（以下、「変速機入力軸」と呼ぶ）１５ａに駆動プーリ１９が設けられている。駆動プーリ１９は、変速機入力軸１５ａに対して同軸配置されてスプライン係合された駆動側固定シーブ１７と、駆動側固定シーブ１７に対して距離が可変できるように、変速機入力軸１５ａに対して軸方向に移動可能であり、かつ変速機入力軸１５ａと一体回転する駆動側可動シーブ１８とからなる。

駆動側固定シーブ１７および駆動側可動シーブ１８は互いに対向する円錐面状のベルト当接面１７ａ、１８ａをそれぞれ有した円錐盤形状に形成されており、駆動側可動シーブ１８が後述する駆動機構で軸方向に移動してベルト当接面１７ａ、１８ａ間の軸方向距離（プーリ幅）を調整することが可能となっている。駆動プーリ１９と後述する従動プーリとの間には無端Ｖベルト２０が架け渡される。

駆動側可動シーブ１８は、ハブ１８ｂを有し、このハブ１８ｂの外周には軸受２１が嵌められ、軸受２１の外周には環状の可動シーブ駆動部材２２が嵌められる。可動シーブ駆動部材２２は、回転は阻止されるが、軸受２１とともに変速機入力軸１５ａの軸方向には移動可能である。可動シーブ駆動部材２２の外周には、雄ねじ２２ａが形成される。

変速機入力軸１５ａの、クランクケース１６寄りには、軸受２３が嵌められ、軸受２３の外周には歯車支持円板２４が嵌められる。

歯車支持円板２４の側面つまり図中左側面には歯車２５がボルト３７によって固定される。歯車２５は環状であり、外周面に平歯が形成され、内周面には、雄ねじ２２ａと螺合する雌ねじ２５ａが形成される。

変速機ケース１６には、第１中間歯車２６が軸受２７、２８で回転自在に支持され、第２中間歯車２９が軸受３０、３１で支持される。第１および第２中間歯車２６、２９はそれぞれ径が大きい歯車部分と径が小さい歯車部分を有する。さらに、変速機ケース１６には、直流モータ３２が固定され、直流モータ３２の出力軸に固定された出力ギヤ３２ａが、第２中間歯車２９の大径部分に噛み合い、第２中間歯車２９の小径部分が第１中間歯車２６の大径部分に噛み合い、さらに、第１中間歯車２６の小径部分が歯車２５の外周面の歯に噛み合うようギヤ列が配置、構成される。

第１中間歯車２６の軸（歯車軸）６１の先端には、第１中間歯車２６の回転位置を検知する位置センサ６３が係合されている。位置センサ６３によって検知された第１中間歯車２６の回転量は、駆動側可動シーブ１８ａの変位量（つまりプーリ位置）を代表する。

クランクシャフト１５は、シリンダ内を往復移動するピストンとコンロッド（いずれも図示しない）を介して連結されるクランク部３３を含み、クランクシャフト１５はクランク部３３の両側で軸受３４、３５によってクランクケース１６に支持され、変速機入力軸１５ａの先端は、さらに軸受３６によって変速機ケース１６のカバー１６ａに支持される。クランク部３３の右側部には駆動ギヤ３８が設けられ、駆動ギヤ３８と噛合する従動ギヤ３９には軸受４０、４１で両端を支持されたバランサ４２が連結されている。

クランクシャフト１５のうち、クランクケース１６から右側に突出した部分１５ｂには、オルタネータ４３が連結され、部分１５ｂ上のオルタネータ４３とクランクケース１６との間にはスタータギヤ４４が取り付けられる。

動作時、直流モータ３２が後述のモータ駆動回路によって駆動されると、その出力回転は、出力ギヤ３２ａと、第２中間歯車２９と、第１中間歯車２６とで減速されて歯車２５に伝達される。そして、歯車２５が回転すると、歯車２５の雌ねじ２５ａと螺合している駆動側可動シーブ１８の雄ねじ２２ａが回転し、この回転により、駆動側可動シーブ１８はねじ送りされて、変速機入力軸１５ａの軸方向に沿い、直流モータ３２の回転方向に応じて移動する。

この結果、駆動側固定シーブ１７と駆動側可動シーブ１８のベルト当接面１７ａ、１８ａの間の距離、すなわち、プーリ幅が変化する。このことから分かるように、直流モータ３２の回転制御により駆動プーリ１９のプーリ幅調整を行うことができる。

図４は、無段変速機１３の従動側部分の断面図である。無段変速機１３の従動側部分１３Ｂには、減速機ケース４５に保持された軸受４６と変速機ケースカバー１６ａに保持された軸受４７によって回転自在に支持された従動軸４８が設けられる。従動軸４８の左端部寄り、つまり軸受４７寄り端部の外周には、クラッチアウタ４９が設けられる。クラッチアウタ４９は従動軸４８にスプライン結合されるハブ４９ａと、ハブ４９ａに接合された円板４９ｂと、円板４９ｂに対して接合されたドラム４９ｃとからなる。そして、クラッチアウタ４９のハブ４９ａの外周面に配置された軸受（ニードル軸受が好ましい）５０と従動軸４８の外周に嵌められた軸受５１とによって、従動軸４８に対して同軸上で回転自在に従動側固定シーブ５２が設けられる。従動側固定シーブ５２のハブ５２ｂの外周には、軸方向に摺動自在に従動側可動シーブ５３が設けられる。従動側固定シーブ５２と従動側可動シーブ５３とによって従動プーリ５４を構成する。

従動側固定シーブ５２のハブ５２ｂには外周に向けて連結ピン５７が突出しており、この連結ピン５７は、従動側可動シーブ５３のハブ５３ａに形成された（従動軸４８の軸方向に沿って延びた）長孔５３ｂに係合する。

したがって、従動側可動シーブ５３は、従動軸４８の軸方向には移動可能であって、従動側固定シーブ５２と一体回転するように連結される。これら従動側固定シーブ５２および従動側可動シーブ５３は互いに対向する円錐面状のベルト当接面５２ａ、５３ａを有した円錐盤形状に形成されており、従動側可動シーブ５３が軸方向に移動してベルト当接面５２ａ、５３ａ間の軸方向距離（プーリ幅）を調整することが可能となっている。

従動側固定シーブ５２のハブ５２ａの左には、従動軸４８と同軸で円板状のクラッチ支持プレート５５が固定される。クラッチ支持プレート５５には、軸５５ａが立設され、この軸５５ａにとってクラッチ部５６の一端が回動自在に支持される。クラッチ部５６の他端には、遠心ウェイト５８と、遠心ウェイト５８に接合され、クラッチアウタ４９のドラム４９ｃの内周面に対向するように配置される摩耗部材（クラッチシュー）５９が設けられる。クラッチ部５６には、従動プーリ５４の回転によって生じる遠心力で該クラッチ部５６がドラム４９ｃ側に拡張する力に抗するクラッチバネ６０が設けられる。

クラッチ支持プレート５５の側面と従動側可動シーブ５３の側面との間にプーリ付勢バネ（リターンスプリング）６２が設けられる。リターンスプリング６２によって従動側可動シーブ５３は従動側固定シーブ５２側に付勢される。

従動軸４８は、軸受４６から図中右側に突出した部分（減速入力軸）４８ｂに結合された第１歯車６４とアイドル歯車６５と出力歯車６６とからなる。出力歯車６６は、減速機ケース４５および減速機カバー４５ａにそれぞれ設けられた軸受６７、６８で支持された減速出力軸６９に結合される。減速出力軸６９は、前記後輪ＷＲに連結される。

動作時、エンジンＥの回転は駆動プーリ１９に伝達され、駆動プーリ１９の回転はＶベルト２０によって従動プーリ５４に伝達され、クラッチ支持プレート５５が回転する。クラッチ支持プレート５５の回転数が大きくなり、クラッチ支持プレート５５の遠心力が増大し、その遠心力がクラッチバネ６０の付勢力に打ち勝ってクラッチ部５６がドラム４９ｃの内周面側に変位する。そして、所定のクラッチ結合回転数以上になると、クラッチシュー５９がドラム４９ｃの内周面に押圧され、クラッチアウタ４９に従動プーリ５４の回転が伝達される。したがって、従動軸４８が回転し、減速出力軸６９が回転する。

無段変速機１３の変速比は駆動プーリ１９および従動プーリ５４に対するＶベルト２０の巻き掛け半径の比によって調節される。エンジン始動時は、駆動プーリ１９のプーリ幅は最も広くなっており、Ｖベルト２０の巻き掛け半径は小さくなっている。この状態では、Ｖベルト２０の張力は小さくなっているので、リターンスプリング６２によって従動側可動シーブ５３は従動側固定シーブ５２側に最接近しており、従動プーリ５４のプーリ幅およびＶベルト２０の巻き掛け半径は最大である。

エンジン始動後、図示しないスロットルバルブを開いていくと、トップ側への変速が開始される（以下、トップ側への変速を「シフトアップ」という。つまり直流モータ３２を正転させて駆動側固定シーブ１７と駆動側可動シーブ１８との間の距離（プーリ幅）を狭めていく。そうすると、駆動プーリ１９に対するＶベルト２０の巻き掛け半径は徐々に大きくなっていき、これにつれて、Ｖベルト２０の張力が高まり、従動側可動シーブ５３は、従動プーリ５４に対するＶベルト２０のくさび効果によってリターンスプリング６２の付勢力に打ち勝ち、従動側固定シーブ５２から離れる方向に移動し、従動プーリ５４に対するＶベルト２０の巻き掛け半径は小さくなる。こうして、エンジン回転数の上昇に応じて、直流モータ３２を正転駆動して変速比を小さくしてシフトアップしていく。

逆にスロットルバルブを閉じた場合、変速比を大きくしてロー側に変速（以下、「シフトダウン」という）するため、直流モータ３２を逆転させて、駆動側固定シーブ１７と駆動側可動シーブ１８との間の距離（プーリ幅）を広げていく。そうすると、駆動プーリ１９に対するＶベルト２０の巻き掛け半径は徐々に小さくなっていき、これにつれて、Ｖベルト２０の張力が弱まり、従動側可動シーブ５３は、リターンスプリング６２によって従動側固定シーブ５２側に付勢され、従動側固定シーブ５２に接近する方向に移動し、従動プーリ５４に対するＶベルト２０の巻き掛け半径は大きくなる。こうして、エンジン回転数の低下に応じて、直流モータ３２を逆転駆動して変速比を大きくしてシフトダウンしていく。

このように、従動プーリ５４にはリターンスプリング６２が設けられているので、従動プーリ５４のプーリ幅を広げていく場合（シフトアップ時）は、プーリ幅を狭めていく場合（シフトダウン時）より大きい力が必要であり、逆にいえば、従動プーリ５４のプーリ幅を狭めていく場合（シフトダウン時）に要する力は、プーリ幅を広げていく場合（シフトアップ時）より小さくてすむことになる。

これを駆動プーリ１９に関していうと、駆動プーリ１９のプーリ幅を狭めていく場合（シフトアップ時）は、プーリ幅を広げていく場合（シフトダウン時）より大きい力が必要であり、逆にいえば、駆動プーリ１９のプーリ幅を広げていく場合（シフトダウン時）は、プーリ幅を狭めていく場合（シフトアップ時）より小さい力ですむことになる。

図５は、エンジン回転数Ｎｅと自動二輪車１における車速Ｖの時間的変化を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸はエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）と車速Ｖ（ｋｍ／時）を示す。図５において、時間ｔ０でエンジンＥのスロットルバルブが開かれる。そうすると、エンジン回転数Ｎｅは徐々に高まり、それにつれて車速Ｖも増大する。時間ｔ１でスロットルバルブを閉じると、エンジン回転数Ｎｅおよび車速Ｖは徐々に低下する。

図６は、無段変速機１３によるシフトアップ時とシフトダウン時の駆動側可動シーブ１８の位置（プーリ位置）と直流モータ３２の駆動デューティ（モータデューティ）との関係を示す図である。

図６において、時間ｔ０、ｔ１は、図５の時間ｔ０、ｔ１と対応する。プーリ位置は位置センサ６３の出力電圧によって表されている。時間ｔ０でスロットルバルブが開かれると、直流モータ３２に通電してシフトアップが開始される。シフトアップさせていくための直流モータ３２の回転方向を正方向という。シフトアップ開始直後は、モータデューティは高く、時間経過とともに、低下していく。一方、時間ｔ１でスロットルバルブを閉じると、これに応答して、直流モータ３２は逆回転し、駆動プーリ１９は、駆動側可動シーブ１８が駆動側固定シーブ１７との距離（プーリ幅）を広げるように作動する一方、従動プーリ５４は、リターンスプリング６２の作用によりプーリ幅を狭めるように作動し、その結果、シフトダウンが行われる。図６から理解されるように、シフトダウン時の方がシフトアップ時よりモータデューティが小さい。つまりシフトダウン時の要求電流の方が、シフトアップ時の要求電流より小さい。

そこで、直流モータ３２の駆動回路を、このような無段変速機１３の特性（シフトアップ時の要求電流＞シフトダウン時の要求電流）に適合するように構成した。図１は、直流モータ３２の駆動装置（回路）を示す。図１において、直流モータ３２は、駆動装置９０のＨブリッジ回路７０に組み入れられる。すなわち、Ｈブリッジ回路７０は、直流モータ３２と、直流モータ３２を挟んで対角位置に配置される一方の組のスイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）７１、７３と他方の組のスイッチング素子７２、７４とからなる。Ｈブリッジ回路７０には、電力供給ライン７５を通じてバッテリ７６から電圧が印加される。電力供給ライン７５上には、スイッチ７７が設けられる。つまり、直列に接続されたスイッチング素子７１、７４と、直列に接続されたスイッチング素子７２、７３とが並列に接続され、スイッチング素子７１、７２の接続部８２にバッテリ７６のプラス側が接続され、スイッチング素子７３、７４の接続部８３にマイナス側が接続されるとともに、スイッチング素子７１、７４の接続部８４とスイッチング素子７２、７３の接続部８５との間に直流モータ３２が接続される。スイッチング素子７１を例にとると、ゲート７１Ｇをオンにし、ソース７１Ｓとドレイン７１Ｄとの間に所定電圧を印加したときの電流値からオン抵抗が定まる。

スイッチング素子７１〜７４のゲートには、ゲート駆動回路７８からゲート信号が入力される。マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）７９は、スロットルセンサ８０で検知されるスロットル開度ＴＨの増減方向に応じて、シフトアップが必要か、シフトダウンが必要かを判断する機能を有し、この判断に基づいて、スイッチング素子７１、７３の組またはスイッチング素子７２、７４の組のいずれかを選択し、そのスイッチング素子の組にゲート信号を入力する。

例えば、シフトアップ時には、スイッチング素子７２、７４にゲート信号を入力し、スイッチング素子７１、７３には、ゲート信号を入力しない。そうすると、Ｈブリッジ回路７０にバッテリ７６から印加される電圧によって、バッテリ７６のプラス側から電力供給ライン７５を通じてスイッチング素子７２、直流モータ３２、スイッチング素子７４、およびバッテリ７６のマイナス側の順に電流Ｉａが流れて、直流モータ３２は正転する。

ここで、ゲート信号を、直流モータ３２の回転応答時間に対して十分に短い時間でオン・オフ切り替えして、オンとオフとの時間比率（駆動デューティ）を制御することにより電流Ｉａの値を調節することができる。

一方、シフトダウン時には、スイッチング素子７１、７３にゲート信号を入力し、スイッチング素子７２、７４には、ゲート信号を入力しない。そうすると、Ｈブリッジ回路７０にバッテリ７６から印加される電圧によって、バッテリ７６のプラス側から電力供給ライン７５を通じてスイッチング素子７１、直流モータ３２、スイッチング素子７３、およびバッテリ７６のマイナス側の順に電流Ｉｂが流れて、直流モータ３２は逆転する。

ここでも、正転時と同様、ゲート信号を、直流モータ３２の回転応答時間に対して十分に短い時間でオン・オフ切り替えして、オンとオフとの時間比率（駆動デューティ）を制御することにより電流Ｉｂの値を調節することができる。

ここで、上述のように、無段変速機１３には、シフトダウン時の要求電流がシフトアップ時の要求電流より小さいという特性がある。そこで、シフトダウン時に電流Ｉｂが流れるスイッチング素子７１、７３は、シフトアップ時に電流Ｉａが流れるスイッチング素子７２、７４よりも内部抵抗が大きいＭＯＳＦＥＴを使用する。このように内部抵抗が大きいＭＯＳＦＥＴをスイッチング素子７１、７３として選択しても、流れる電流Ｉｂがスイッチング素子７２、７４に流れる電流Ｉａより小さいので、放熱量が大きくなることはない。

本実施形態によれば、比較的安価に入手できるスイッチング素子を使ってＨブリッジ回路７０を構成できるし、放熱構造を大型化するという対策も不要である。その結果、Ｈブリッジ回路７０を含む無段変速機１３のモータ駆動装置９０を、低コストで小型のものとすることができる。

なお、本実施形態は、自動二輪車１の無段変速機１３におけるモータ駆動装置９０を例に説明したが、本発明は、これに限定されない。要は、Ｈブリッジ回路に組み入れられた直流モータによって、互いに異なる２方向に被駆動部材を駆動する装置が、リターンスプリングを使用するなどして、１つの方向に被駆動部材を駆動する場合の要求電流が、他の方向に被駆動部材を駆動する場合の要求電流より小さくなるように設定されているシステムに適用できる。例えば、リターンスプリングを有する装置として、車両のＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）方式のスロットルバルブ駆動装置や、マフラの排気通路に設けられた排気制御弁の駆動装置等が考えられる。これらは、いずれも直流モータで駆動される装置であって、正転および逆転の一方側にスロットルバルブや排気制御弁等を付勢するためのリターンスプリングが設けられている。また、車両のパワーウインドウ装置のように、窓ガラスによる重力が、モータの駆動方向と同方向に作用する状態とモータ駆動方向と反対方向に作用する状態とでモータに通電されるものでは、モータの駆動方向に重力が作用する側ではモータを駆動するときにオンとなるスイッチング素子を内部抵抗の大きいものとすることができる。

１…自動二輪車、１２…スイングユニット、１３…無段変速機、１５…クランクシャフト、１５ａ…変速機入力軸、１７…駆動側固定シーブ、１８…駆動側可動シーブ、１９…駆動プーリ、２０…Ｖベルト、３２…直流モータ、４８…従動軸、４９…クラッチアウタ、５２…従動側固定シーブ、５３…従動側可動シーブ、５４…従動プーリ、６２…リターンスプリング（付勢手段）、７０…Ｈブリッジ回路、７１、７３…正転側スイッチング素子、７２、７４…逆転側スイッチング素子、９０…モータ駆動装置

Claims

直流モータ（３２）の正転または逆転方向に力を作用させる付勢手段（６２）を設けることによって該直流モータ（３２）の正転時と逆転時とで要求電流が異なるように構成された被駆動装置のモータ駆動装置（９０）において、
２つのスイッチング素子が直列接続された２組のスイッチング素子を並列接続し、該並列接続部の両端（８２、８３）に電源を接続するとともに、直列接続された２つのスイッチング素子の接続部同士（８４、８５）を、前記直流モータ（３２）を介して接続してなるＨブリッジ回路（７０）と、
前記４つのスイッチング素子（７１、７２、７３、７４）を選択的にオン・オフして前記直流モータ（３２）の正転および逆転を切り換える制御手段（７８、７９）とを備え、
直流モータ（３２）を挟んで対角位置に配置された２つのスイッチング素子からなる２つの組のうち、直流モータ（３２）の正転時に通電される組と、逆転時に通電される組とで、正転時および逆転時それぞれの要求電流に対応して内部抵抗が異なっており、
前記要求電流が小さい側のスイッチング素子の組（７１、７３）を、要求電流が大きい側の組（７２、７４）のスイッチング素子より内部抵抗を大きくし、
前記直流モータ（３２）がＶベルト式無段変速機（１３）の変速比を制御する変速制御用モータであり、
駆動プーリ（１９）および従動プーリ（５４）が、それぞれ固定シーブ（１８、５２）および可動シーブ（１７、５３）からなり、
前記直流モータ（３２）で、駆動プーリ（１９）側の可動シーブ（１７）を固定シーブ（１８）に対して変位させて変速比を変化させるように構成され、
従動プーリ（５４）には、前記付勢手段として、可動シーブ（５３）を固定シーブ（５２）側に付勢するリターンスプリング（６２）が設けられており、
前記リターンスプリング（６２）は、前記Ｖベルト式無段変速機（１３）のシフトダウン時に前記直流モータ（３２）の動きをアシストすると共に、シフトアップ時に前記直流モータ（３２）の動きを抑制するように、前記可動シーブ（５３）を付勢しており、
前記Ｈブリッジ回路（７０）が、前記無段変速機（１３）の変速比をロー側にシフトダウンして変速させる場合に、前記内部抵抗の大きいスイッチング素子の組（７１、７３）に通電されるように構成されていることを特徴とするモータ駆動装置。
前記スイッチング素子（７１、７２、７３、７４）がＦＥＴであり、内部抵抗が、該ＦＥＴのドレイン（７１Ｄ）およびソース（７１Ｓ）間のオン抵抗であることを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
シフトダウン時、直流モータ（３２）が、前記駆動プーリ（１９）の可動シーブ（１７）を固定シーブ（１８）から離れる方向に移動させてプーリ幅を大きくして駆動プーリ（１９）のＶベルト巻き掛け半径を小さくし、これにより従動プーリ（５４）のベルト巻き掛け半径が前記リターンスプリング（６２）によって大きくなり、従動プーリ（５４）の可動シーブ（５３）が固定シーブ（５２）側に変位してプーリ幅を小さくするように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のモータ駆動装置。