JP5787704B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明はモータ駆動制御装置に関し、特に、スイッチング素子によって駆動制御されるモータのモータ駆動制御装置に関する。

従来、車両に搭載されるモータ駆動制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）においては、スイッチング素子のスイッチングによって発生するスイッチング周波数よりも高い高周波ノイズ（ラジオノイズ）を抑制してラジオ受信機等への影響を防止するために、スイッチング素子のスイッチングスピードを調整することが行われてきた（特許文献１）。

特開平０９−４２０９６号公報

このような従来の装置においては、スイッチング素子におけるスイッチング中の電圧や電流の急激な変化を抑制することで、上記する高周波ノイズをある程度まで低減することができるものの、スイッチング素子の逆特性回復時に発生するスイッチング後の極めて短い時間に流れる貫通電流に起因する高周波ノイズを抑制するまでには至っていない。

すなわち、従来の装置においては、スイッチング素子に寄生するダイオード（寄生ダイオード）の逆特性回復時に瞬間的に発生する電流を低減することができず、ラジオ受信機等へ影響を及ぼし得る高周波ノイズを十分に抑制することが困難であった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、スイッチング素子におけるノイズ性能と発熱性能を両立することのできるモータ駆動制御装置を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係るモータ駆動制御装置は、スイッチング素子に流れる電流をモータに供給することによって前記モータを回転駆動させるモータ駆動制御装置であって、該モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子のオン時の抵抗値（オン抵抗値）を可変設定する可変手段を備えていることを特徴とする。

本発明のモータ駆動制御装置によれば、モータを回転駆動させるためのスイッチング素子のオン抵抗値を可変に調整することができ、スイッチング素子がオン状態となった直後にはスイッチング素子のオン抵抗値を大きくすることで、前記スイッチング素子の上流に配置されたダイオードの逆特性が回復する極めて短い時間にダイオードとスイッチング素子に流れる貫通電流を低減することができる。一方で、スイッチング素子のオン抵抗値が大きいと発熱によってスイッチング素子が損傷する可能性があるため、上記する貫通電流が流れ終わった後にはスイッチング素子のオン抵抗値を低下させることで、スイッチング素子による発熱量の増加を抑制することができる。すなわち、スイッチング素子のオン抵抗値を可変に調整することによって、スイッチング素子における高周波ノイズと発熱の双方を効果的に抑制することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例１が適用されるシートベルトリトラクタ装置を備えた車両の基本構成を示す全体構成図。 本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例１が適用されるシートベルトリトラクタ装置によるシートベルトの巻き取りシステムを概略的に示す概略構成図。 図２に示すモータ駆動制御装置の内部構成を概略的に示す回路図。 図３に示すモータ駆動制御用システムＬＳＩの内部構成を示すブロック図。 図４に示すＨブリッジ駆動用プリドライバ回路の内部構成を示すブロック図。 図５に示すローサイドトランジスタ駆動用プリドライバの内部構成を概略的に示す回路図。 図３に示すモータ駆動制御装置の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示す図。 本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例２が適用されるシートベルトリトラクタ装置のＨブリッジ駆動用プリドライバ回路の内部構成を示すブロック図。 本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例２の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示す図。 本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例３の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示す図。 本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例４の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示す図。

以下、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施の形態を図面を参照して説明する。

［実施例１］
図１は、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例１が適用されるシートベルトリトラクタ装置を備えた車両１０の基本構成を示したものである。

車両１０は、その前方部に車両前方の障害物との距離に応じた信号を出力する障害物センサ１２を備えている。また、車両１０は、障害物センサ１２と電気的に接続された衝突判断コントローラ１６を備えており、障害物センサ１２の出力信号は、接続線を介して衝突判断コントローラ１６に送信されるようになっている。また、車両１０は、車両速度に応じた信号を出力する車輪速度センサ１４を備えており、この車輪速度センサ１４の出力信号は、当該車輪速度センサ１４と電気的に接続された衝突判断コントローラ１６に送信されるようになっている。

前記衝突判断コントローラ１６は、送信された障害物センサ１２と車輪速度センサ１４の出力信号に基づいて、車両１０が障害物と衝突するか否かを判断する。例えば、障害物センサ１２の出力信号から得られた障害物との距離が所定値よりも短く、且つ、車輪速度センサ１４の出力信号から得られた車両速度が所定値よりも速い場合には、衝突判断コントローラ１６は車両１０が障害物と衝突すると判断する。そして、衝突判断コントローラ１６は、車両１０が障害物と衝突すると判断すると、当該車両１０が障害物と衝突する前に、衝突判断コントローラ１６と電気的に接続されたブレーキアシスト装置１８と機電一体型シートベルトリトラクタ１１に指令信号を出力する。

指令信号を受信したブレーキアシスト装置１８は、衝突判断コントローラ１６の指令信号に基づいて、例えば車両１０にブレーキを掛ける。また、機電一体型シートベルトリトラクタ１１は、衝突判断コントローラ１６の指令信号に基づいて、例えばシートベルト２０の巻き取りを行う。

図２は、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例１が適用されるシートベルトリトラクタ装置２３によるシートベルト２０の巻き取りシステムを概略的に示したものである。

本システムは、シートベルト２０と、該シートベルト２０の巻き取りや引き出しを行うシートベルトリトラクタ装置２３と、該シートベルトリトラクタ装置２３に設けられたモータ２１と、該モータ２１の回転駆動を制御するモータ駆動制御装置２２と、バックル２４と、を備えている。モータ駆動制御装置２２は、シートベルトリトラクタ装置２３に設けられたモータ２１を駆動させることによって、シートベルト２０の巻き取りを行う。ここで、シートベルト２０の巻き取り動作には、乗員Ｐの安全を確保するために緊急時における拘束力の増加を目的とした巻き取り（「エマージェンシーモード」という。）と、乗員Ｐの快適性を向上させるためにバックル２４へのシートベルト装着時の自動フィッティングやバックル２４からのシートベルト脱着時のシートベルトリトラクタ装置２３への自動格納を目的とした巻き取り（「コンフォートモード」という。）と、がある。

図３は、図２に示すモータ駆動制御装置２２の内部構成を概略的に示したものである。

図示するモータ駆動制御装置２２は、バックルスイッチ３４１やブレーキストロークセンサ３４２などの各種アクチュエータまたはＣＡＮＢＵＳ通信３５１から送信されるデータ等に基づいて、必要に応じてシートベルトリトラクタ装置２３に設けられたモータ２１を駆動させてシートベルト２０の巻き取りを行うものである。

前記モータ駆動制御装置２２は、主としてモータ駆動制御用システムＬＳＩ３４９とモータ駆動回路３４４とから構成されている。モータ駆動回路３４４は、ハイサイドトランジスタ３０５，３０６およびローサイドトランジスタ３０７，３０８の４つのトランジスタ（スイッチング素子）から構成されるＨブリッジ回路であって、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）、周辺ロジックおよびＨブリッジ駆動用プリドライバを一体化したモータ駆動制御用システムＬＳＩ３４９によって制御されている。具体的には、モータ駆動回路３４４に電源が供給された後、モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４９は、Ｈブリッジ駆動信号３５３，３５４，３５５，３５６をモータ駆動回路３４４に送信することによって、モータ駆動回路３４４に接続されたモータ２１の回転駆動を制御する。

図４は、図３に示すモータ駆動制御用システムＬＳＩ３４９の内部構成を示したものである。

図示するモータ駆動制御用システムＬＳＩ３４９は、マイコン４０１、Ｗａｋｅｕｐ（ウェイクアップ）検出用回路４０２、内部回路用電源レギュレータ４０３、外部回路用電源レギュレータ４０４、ＣＡＮＢＵＳ通信インターフェース回路４０５、ＬＩＮＢＵＳ通信インターフェース回路４０６、汎用デジタル入力回路４０７、汎用アナログ入力回路４０８、およびＨブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９を備えている。前記Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９は、マイコン４０１から出力される指令信号４１５に基づいて、モータ駆動回路３４４のＨブリッジ回路を構成する４つのトランジスタ３０５，３０６，３０７，３０８を駆動するためのＨブリッジ駆動信号３５３，３５４，３５５，３５６を送信するようになっている。なお、図４に示すＨブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９は、後述するプリドライバ出力用電源５０７（図６参照）を省略して示している。

図５は、図４に示すＨブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９の内部構成を示したものである。

図示するＨブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９は、モータ駆動回路３４４のＨブリッジ回路を構成する４つのトランジスタ３０５，３０６，３０７，３０８（図３参照）を駆動するためのＨブリッジ駆動信号３５３，３５４，３５５，３５６を生成するプリドライバ４１０，４１１，４１２，４１３を備えている。また、Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９は、ＰＷＭ信号生成回路からなるデッドタイムコントロール部（Adjustable Dead Time Control shutdown）４１４を備えている。このデッドタイムコントロール部４１４は、上記するハイサイドトランジスタ３０５とローサイドトランジスタ３０７、またはハイサイドトランジスタ３０６とローサイドトランジスタ３０８が同時にオン状態となるのを防止するデッドタイム用の遅延を自動生成するものであり、前記プリドライバ４１０，４１１，４１２，４１３は、マイコン４０１（図４参照）からの指令信号４１５とデッドタイムコントロール部４１４の指令信号４１６に基づいて、Ｈブリッジ駆動信号３５３，３５４，３５５，３５６を生成する。

図６は、図５に示すローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ４１３の内部構成を概略的に示したものである。なお、図５に示すローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ４１２は、図６に示す構成と同様な構成を有している。

図示するプリドライバ４１３は、プリドライバ用トランジスタ５０５，５０６とプリドライバ出力用電源（電圧調整手段）５０７を備えている。

前記プリドライバ４１３は、マイコン４０１で設定されるデッドタイムコントロール部４１４からの指令信号４１６によって、プリドライバ用トランジスタ５０５，５０６のスイッチングを行う。プリドライバ用トランジスタ５０５，５０６同士は同時にオン状態となることはなく、相補的にオン状態となるようになっており、プリドライバ用ハイサイドトランジスタ５０５がオフ、プリドライバ用ローサイドトランジスタ５０６がオン状態の場合には、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ（スイッチング素子）３０７（図３参照）を制御するＨブリッジ駆動信号３５６はＧＮＤ電圧となり、トランジスタ３０７はオフ状態となる。一方、プリドライバ用ハイサイドトランジスタ５０５がオン、プリドライバ用ローサイドトランジスタ５０６がオフ状態の場合には、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ（スイッチング素子）３０７を制御するＨブリッジ駆動信号３５６はプリドライバ出力用電源５０７によって供給される電圧となり、トランジスタ３０７はオン状態となる。

ここで、プリドライバ出力用電源５０７は、マイコン４０１などからの指令信号によって出力電圧が調整されるようになっており、トランジスタ（スイッチング素子）３０７は、そのオン時の抵抗値（オン抵抗値）がゲート電圧によって変化する特性を有している。したがって、例えば、トランジスタ３０７について、ゲート電圧が４Ｖのときオン抵抗値が１Ω、ゲート電圧が１２Ｖのときオン抵抗値が０．０１Ωであったとすると、プリドライバ出力用電源５０７が、マイコン４０１などからの指令信号によって４Ｖと１２Ｖとでその出力電圧を切り替えた場合、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ３０７は、マイコン４０１からの指令信号４１５によってオン状態における抵抗値（オン抵抗値）を１Ωと０．０１Ωとで切り替えることができる。

なお、プリドライバ出力用電源５０７は、２以上の電圧を切り替えることができる回路であれば如何なる構成でもよいものの、プリドライバ出力用電源５０７として使用することを考慮すると、比較的大きな電流を出力可能な回路であることが好ましい。その一例としては、周波数を切り替えるだけで出力電圧を変化させることができるチャージポンプ回路で構成された電源回路などが挙げられる。

図７は、図３に示すモータ駆動制御装置２２の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示したものである。具体的には、Ｈブリッジを構成するトランジスタ３０７のスイッチングに伴って、モータ２１から流れる電流の電流経路Ａ６０１，Ａ６０２，Ａ６０３が切り替わる様子を示したものである。なお、本図においては、Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９を構成するプリドライバ４１０，４１１，４１２，４１３のうち、特にトランジスタ３０７を駆動するためのローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ４１３を示している。

まず、トランジスタ３０７がオン状態の場合、モータ２１から流れる電流の電流経路はＡ６０１となっている。その際、Ｈブリッジ回路としては、トランジスタ３０５がオフ、トランジスタ３０６がオン、トランジスタ３０８がオフ状態となっている。この状態からモータ２１に流れる電流量を減少させるためには、プリドライバ４１３の制御によりトランジスタ３０７をオフ状態とする。すなわち、プリドライバ用トランジスタ５０５をオフ、プリドライバ用トランジスタ５０６をオン状態とし、トランジスタ３０７の駆動信号３５６をＧＮＤ電圧とすることで、トランジスタ３０７をオフ状態とし、モータ２１に電流が流れなくなる。

ここで、モータ２１はインダクタンス成分が高いため、電流が急激に０になることがない。したがって、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ３０５に寄生するダイオード（寄生ダイオード）６０４が電流経路となり、モータ２１から流れる電流の電流経路はＡ６０２となる。

プリドライバ４１３は、Ｈブリッジ回路がデッドショートを起こさないように、トランジスタ３０７がオフ状態となった後、十分に時間を置いてトランジスタ３０５をオン状態とする。これにより、電流の電流経路Ａ６０２は、寄生ダイオード６０４よりも主としてトランジスタ３０５の本体側となる。なお、このようにトランジスタ３０５をオン状態とするのは、トランジスタ３０５の寄生ダイオード６０４に流れる電流によってスイッチング素子が発熱するのを防止するためであり、この発熱が問題とならない場合には、トランジスタ３０５のオン状態を省略することができる。

この状態からモータ２１に流れる電流量を再び増加させるためには、プリドライバ４１３の制御により再びトランジスタ３０７をオン状態とする。すなわち、プリドライバ用トランジスタ５０５をオン、プリドライバ用トランジスタ５０６をオフ状態とし、トランジスタ３０７の駆動信号３５６をプリドライバ出力用電源５０７の出力電圧とすることで、トランジスタ３０７を再びオン状態とする。

なお、トランジスタ３０７が再びオン状態となる前には、プリドライバ４１３は、Ｈブリッジ回路がデッドショートを起こさないようにトランジスタ３０８をオフ状態としている。したがって、上記するように、トランジスタ３０７がオン状態となる前には、電流経路Ａ６０２は寄生ダイオード６０４を経由したものとなっている。

このような状態でトランジスタ３０７がオン状態となると、電流経路Ａ６０２は遮断され、再び電流経路Ａ６０１にしたがって電流が流れることとなる。その際、寄生ダイオード６０４は、順電圧がかかった状態から逆電圧がかかった状態へと変化する。このとき、ダイオードの特性として瞬間的にショート状態が発生するため、電流経路Ａ６０３による貫通電流が発生することとなる。この電流経路Ａ６０３による貫通電流は、モータ２１を介さず、電源ＧＮＤ間へ向かって流れるため、短時間ではあるものの非常に大きな電流となり、高周波ノイズを発生させる。

そこで、本実施例１では、トランジスタ３０７をオン状態にする際の駆動信号３５６による電圧を低く設定することによって、トランジスタ３０７のオン抵抗値を増加させる。

例えば、上記するように、トランジスタ３０７について、ゲート電圧が４Ｖのときオン抵抗値が１Ω、ゲート電圧が１２Ｖのときオン抵抗値が０．０１Ωであったとすると、プリドライバ出力用電源５０７の出力電圧を４Ｖに設定してトランジスタ３０７をオン状態とすると、トランジスタ３０７のオン抵抗値が１Ωとなる。したがって、電流経路Ａ６０３の貫通電流は、電源電圧が１２Ｖの場合に１２Ｖ÷１Ω＝１２Ａに抑制される。

ここで、トランジスタ３０７のオン抵抗値が高い場合、モータ２１から流れ続ける電流経路Ａ６０１の電流による発熱が問題となる。すなわち、モータ２１から流れ続ける電流が仮に５Ａとし、トランジスタ３０７のオン抵抗値が１Ωのままであったとすると、トランジスタ３０７における発熱量は５Ａ×５Ａ×１Ω＝２５Ｗに達する。

そこで、本実施例１では、プリドライバ４１３においてマイコン４０１からの指令信号４１５によりプリドライバ出力用電源５０７の出力電圧を１２Ｖに設定し、トランジスタ３０７のオン抵抗値を０．０１Ωに切り替える。これにより、この状態での発熱量は５Ａ×５Ａ×０．０１Ω＝０．２５Ｗとなる。

しかしながら、この状態で再びトランジスタ３０７のスイッチングを行うと、電流経路Ａ６０３における貫通電流は１２Ｖ÷０．０１Ω＝１２００Ａとなり、相対的に大きな電流が流れてしまう。そのため、貫通電流が発生するタイミングでは、プリドライバ出力用電源５０７の出力電圧を再び４Ｖに設定する。

なお、上記するようにトランジスタ３０７のスイッチングタイミングに合わせてトランジスタ３０７のオン抵抗値を切り替えてもよいが、スイッチング素子の発熱とノイズを考慮し、ノイズが許容できるような緊急性の高い状態におけるモータの回転駆動ではオン抵抗値を低く設定し、ノイズは許容できないが、モータ駆動制御装置の発熱は許容できるような状態におけるモータの回転駆動ではオン抵抗値を高く設定する、などといった緊急性や発熱性に応じたモータ駆動モードによって、トランジスタ３０７のオン抵抗値を切り替えてもよい。

また、トランジスタ３０７のスイッチング速度（オン状態からオフ状態に切り替わる速度、あるいは、オフ状態からオン状態に切り替わる速度）が速くなると、スイッチング損失は低減されるものの、高周波ノイズが増加し、そのスイッチング速度が遅くなると、寄生ダイオードのエネルギはスイッチング損失に変わるため高周波ノイズが抑制される。したがって、ノイズを許容しながらスイッチング損失を抑制するモータ駆動モードではオン抵抗値を低く設定し、スイッチング損失を許容しながらノイズを抑制するモータ駆動モードではオン抵抗値を高く設定する、などといったトランジスタ３０７のスイッチング損失やノイズ発生量に応じて、トランジスタ３０７のオン抵抗値を切り替えてもよい。

なお、後述する実施例３，４と同様に、抵抗をトランジスタ３０７，３０８のゲート部Ｇに直列に挿入し、ゲート容量への急激な電流変化を抑制して、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧を調整することができる。

このように、Ｈブリッジ回路を構成するローサイドトランジスタ（スイッチング素子）３０７がオンした直後、その上流側のハイサイドトランジスタ（スイッチング素子）３０５の寄生ダイオードは逆方向接続となり、逆方向回復特性によって瞬間的にショート状態となる。このショート状態によって貫通電流が瞬間的に流れるものの、本実施例１のモータ駆動制御装置２２によれば、ローサイドトランジスタ３０７のオン抵抗値を高く設定することで、この貫通電流の電流値を低く抑えることができる。また、寄生ダイオードのショート状態が解消され、逆方向特性によって貫通電流が流れなくなった後、ローサイドトランジスタ３０７のオン抵抗値を低く設定することで、モータ２１から流れる電流によってローサイドトランジスタ３０７が発熱してしまうことを抑制することができる。すなわち、スイッチング素子のオン抵抗値を動的に調整することによって、スイッチング素子の急激な貫通電流を抑制すると共に、スイッチング素子の発熱を効果的に抑制することができる。

［実施例２］
本実施例２は、上記する実施例１に対して、トランジスタ３０７のオン抵抗値を切り替えるタイミングを生成する専用のロジック回路４２０を設けた点が相違しており、その他の構成は実施例１と同様である。したがって、実施例１と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図８は、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例２が適用されるシートベルトリトラクタ装置のＨブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９Ａの内部構成を示したものである。また、図９は、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例２の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示したものである。

図８に示すように、この実施例２においては、Ｈブリッジを構成するトランジスタ３０７，３０８のオン抵抗値を切り替えるためのタイミングを指示する指令信号４２１は、Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９Ａに設けられた専用のロジック回路（Hbridge Driver OnR adjust Logic）（指示手段）４２０によって生成される。すなわち、ロジック回路４２０によって生成されたオン抵抗値を切り替えるためのタイミングを指示する指令信号４２１は、ローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ４１２，４１３に送信される。そして、図９に示すように、この指令信号４２１に基づいて、プリドライバ４１３のプリドライバ出力用電源５０７の出力電圧が切り替えられることで、トランジスタ３０７のオン抵抗値が切り替えられる。

このような構成とすることで、実施例２のモータ駆動制御装置２２Ａは、例えば実施例１のようにマイコン４０１のシステムリソースを消費する場合と比較して、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ３０７，３０８をマイコン４０１の動作周波数に対して高速でスイッチングすることが可能となる。なお、トランジスタ３０７，３０８のオン抵抗値切り替え機能そのもののオンとオフなどの調整は、マイコン４０１からの指令信号４１５により行うことができる。

［実施例３］
本実施例３は、上記する実施例１に対して、スイッチング素子のオン抵抗値を可変設定する手段（可変設定手段）が相違しており、その他の構成は実施例１と同様である。したがって、実施例１と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１０は、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例３の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示したものである。なお、本図においては、Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９Ｂを構成するプリドライバ４１０，４１１，４１２，４１３のうち、特にトランジスタ３０７，３０８を駆動するためのローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ４１３，４１２を示している。

本実施例３においては、トランジスタ（スイッチング素子）３０７，３０８のオン抵抗値を可変設定する手段は、トランジスタ３０７，３０８のゲート部Ｇに配置されたツェナーダイオード７０１，７０２とこのダイオード７０１，７０２を制御するためにその下流に配置されたスイッチング素子７０３，７０４から構成されている。ここで、スイッチング素子７０３，７０４としては、例えばトランジスタやアナログスイッチ等が挙げられる。そして、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ３０７，３０８のオン抵抗値を切り替えるための指令信号４１５は、ツェナーダイオード７０１、７０２の下流のスイッチング素子７０３，７０４に送信されるようになっている。

上記する指令信号４１５に基づいてスイッチング素子７０３，７０４がオン状態となっている場合、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧は、ツェナーダイオード７０１，７０２のクランプ電圧で規定される。また、指令信号４１５に基づいてスイッチング素子７０３，７０６がオフ状態となっている場合、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧は、プリドライバ４１３，４１２の出力電圧で規定される。ここで、トランジスタ３０７，３０８のオン時の抵抗値（オン抵抗値）はゲート電圧によって変化するため、スイッチング素子７０３，７０４のオンとオフを切り替えることで、トランジスタ３０７，３０８のオン抵抗値を可変的に切り替えることができる。

したがって、本実施例３のモータ駆動制御装置２２Ｂによれば、実施例１，２と同様に、Ｈブリッジ回路を構成するローサイドトランジスタ（スイッチング素子）３０７，３０８の急激な貫通電流を抑制すると共に、トランジスタ３０７，３０８の発熱を効果的に抑制することができる。

なお、本実施例３のモータ駆動制御装置２２Ｂにおいては、抵抗７０５，７０６をトランジスタ３０７，３０８のゲート部Ｇに直列に挿入することにより、ゲート容量への急激な電流変化を抑制することができる。すなわち、抵抗７０５，７０６によって、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧を調整することができる。

［実施例４］
本実施例４は、上記する実施例３に対して、スイッチング素子のオン抵抗値を可変設定する手段（可変設定手段）の構成が相違しており、その他の構成は実施例３と同様である。したがって、実施例３と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１１は、本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例４の内部構成を概略的に示す回路図であって、モータを駆動した際にＨブリッジ回路に流れる電流を示したものである。なお、本図においては、図１０と同様、Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路４０９Ｃを構成するプリドライバ４１０，４１１，４１２，４１３のうち、特にトランジスタ３０７，３０８を駆動するためのローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ４１３，４１２を示している。

本実施例４においては、トランジスタ（スイッチング素子）３０７，３０８のオン抵抗値を可変設定する手段は、トランジスタ３０７，３０８のゲート部Ｇに配置された抵抗７０７，７０８とこの抵抗７０７，７０８を制御するためにその下流に配置されたスイッチング素子７０９，７１０から構成されている。そして、Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタ３０７，３０８のオン抵抗値を切り替えるための指令信号４１５は、トランジスタ３０７，３０８のゲート部Ｇに配置された抵抗７０７，７０８の下流のスイッチング素子７０９，７１０に送信されるようになっている。

上記する指令信号４１５に基づいてスイッチング素子７０９，７１０がオン状態となっている場合、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧は、抵抗７０７，７０８によって規定される。また、指令信号４１５に基づいてスイッチング素子７０９，７１０がオフ状態となっている場合、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧は、抵抗７０５，７０６によって規定される。すなわち、スイッチング素子７０９，７１０のオンとオフを切り替えることで、プリドライバ４１３，４１２とトランジスタ３０７，３０８との間に配置された抵抗７０５，７０６と抵抗７０７，７０８との分圧により、トランジスタ３０７，３０８のゲート電圧を可変的に切り替えることができ、そのオン抵抗値を可変設定することができる。

したがって、本実施例４のモータ駆動制御装置２２Ｃによれば、実施例１〜３と同様に、Ｈブリッジ回路を構成するローサイドトランジスタ（スイッチング素子）３０７，３０８の急激な貫通電流を抑制すると共に、トランジスタ３０７，３０８の発熱を効果的に抑制することができる。

なお、本発明は上記した実施例１〜４に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例１〜４は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例１〜４の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０ 車両
１１ 機電一体型シートベルトリトラクタ
１２ 障害物センサ
１４ 車輪速度センサ
１６ 衝突判断コントローラ
１８ ブレーキアシスト装置
２０ シートベルト
２１ モータ
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ モータ駆動制御装置
２３ シートベルトリトラクタ装置
２４ バックル
３０５，３０６ ハイサイドトランジスタ
３０７，３０８ ローサイドトランジスタ
３４１ バックルスイッチ
３４２ ブレーキストロークセンサ
３４４ モータ駆動回路
３４９，３４９Ａ，３４９Ｂ，３４９Ｃ モータ駆動制御用システムＬＳＩ
３５１ ＣＡＮバス
３５３，３５４ ハイサイドトランジスタ制御用Ｈブリッジ駆動信号
３５５，３５６ ローサイドトランジスタ制御用Ｈブリッジ駆動信号
４０１ システムＬＳＩ内蔵マイコン
４０２ システムＬＳＩ内蔵ウェークアップ検出用回路
４０３ システムＬＳＩ内蔵内部回路用電源レギュレータ
４０４ システムＬＳＩ内蔵外部回路用電源レギュレータ
４０５ システムＬＳＩ内蔵ＣＡＮＢＵＳ通信インターフェース回路
４０６ システムＬＳＩ内蔵ＬＩＮＢＵＳ通信インターフェース回路
４０７ システムＬＳＩ内蔵汎用デジタル入力回路
４０８ システムＬＳＩ内蔵汎用アナログ入力回路
４０９，４０９Ａ，４０９Ｂ，４０９Ｃ システムＬＳＩ内蔵Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路
４１０，４１１ Ｈブリッジ回路ハイサイドトランジスタ駆動用プリドライバ
４１２，４１３ Ｈブリッジ回路ローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ
４１４ Ｈブリッジ駆動用プリドライバ回路内蔵デッドタイムコントロール部
４１５ Ｈブリッジ回路トランジスタオン抵抗値設定用指令信号
４１６ Ｈブリッジ駆動用プリドライバトランジスタ制御用指令信号
４２０ ロジック回路（指示手段）
４２１ Ｈブリッジ回路トランジスタオン抵抗値設定用指令信号
５０５ ローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ内蔵プリドライバ用ハイサイドトランジスタ
５０６ ローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ内蔵プリドライバ用ローサイドトランジスタ
５０７ ローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ内蔵プリドライバ出力用電源（電圧調整手段）
６０４ ハイサイドトランジスタ寄生ダイオード
７０１，７０２ ローサイドトランジスタゲート部電圧調整用ツェナーダイオード
７０３，７０４，７０９，７１０ ローサイドトランジスタゲート部電圧調整用スイッチング素子
７０５，７０６ ローサイドトランジスタゲート部直列挿入抵抗
７０７，７０８ ローサイドトランジスタゲート部電圧調整用抵抗
Ａ６０１ Ｈブリッジ回路トランジスタ下流側オン時モータ電流経路
Ａ６０２ Ｈブリッジ回路トランジスタ下流側オフ時モータ電流経路
Ａ６０３ 寄生ダイオード逆特性回復時貫通電流経路
Ｇ ゲート部
Ｐ 乗員

Claims (14)

1. スイッチング素子に流れる電流をモータに供給することによって前記モータを回転駆動させるモータ駆動制御装置であって、
   該モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子のゲート部に配置されたダイオードおよび該ダイオードを制御する別途のスイッチング素子からなり、前記別途のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて前記スイッチング素子のゲート電圧を可変設定することによって前記スイッチング素子のオン抵抗値を可変設定する可変設定手段を備えていることを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. スイッチング素子に流れる電流をモータに供給することによって前記モータを回転駆動させるモータ駆動制御装置であって、
   該モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子のゲート部とＧＮＤとの間に配置された抵抗および該抵抗を制御する別途のスイッチング素子からなり、前記別途のスイッチング素子のオンとオフとを切り替えて前記スイッチング素子のゲート電圧を可変設定することによって前記スイッチング素子のオン抵抗値を可変設定する可変設定手段を備えていることを特徴とするモータ駆動制御装置。
3. 前記可変設定手段は、前記スイッチング素子のスイッチング損失及び／又はノイズ発生量に応じて前記オン抵抗値を可変設定することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子の前記オン抵抗値を可変設定するタイミングを指示する指令信号を前記可変設定手段に送信する指示手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記モータ駆動制御装置は、４つのスイッチング素子を有するＨブリッジモータ駆動回路を備えており、
   前記可変設定手段は、前記Ｈブリッジモータ駆動回路のローサイドスイッチング素子に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子のゲート電圧を規定するために該スイッチング素子のゲート部に直列に且つ該スイッチング素子のゲート部とＧＮＤとの間に配置された別途の抵抗を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
7. スイッチング素子に流れる電流をモータに供給することによって前記モータを回転駆動させるモータ駆動制御装置であって、
   該モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子のオン抵抗値を可変設定する可変設定手段と、前記スイッチング素子のゲート電圧を規定するために該スイッチング素子のゲート部に直列に且つ該スイッチング素子のゲート部とＧＮＤとの間に配置された別途の抵抗とを備えていることを特徴とするモータ駆動制御装置。
8. 前記可変設定手段は、前記スイッチング素子のスイッチング損失及び／又はノイズ発生量に応じて前記オン抵抗値を可変設定することを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動制御装置。
9. 前記可変設定手段は、前記スイッチング素子を駆動するための電圧を調整する電圧調整手段からなることを特徴とする請求項７または８に記載のモータ駆動制御装置。
10. 前記モータ駆動制御装置は、前記スイッチング素子の前記オン抵抗値を可変設定するタイミングを指示する指令信号を前記可変設定手段に送信する指示手段を備えていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
11. 前記モータ駆動制御装置は、４つのスイッチング素子を有するＨブリッジモータ駆動回路を備えており、
    前記可変設定手段は、前記Ｈブリッジモータ駆動回路のローサイドスイッチング素子に設けられていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
12. 前記モータ駆動制御装置は、シートベルトの巻き取りや引き出しを行うためのシートベルトリトラクタ装置に設けられたモータの回転駆動を制御することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
13. 前記可変設定手段は、前記モータの回転駆動の緊急性に応じて前記オン抵抗値を可変設定することを特徴とする請求項１２に記載のモータ駆動制御装置。
14. 前記可変設定手段は、前記モータ駆動制御装置の発熱性に応じて前記オン抵抗値を可変設定することを特徴とする請求項１２に記載のモータ駆動制御装置。

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