(57)【要約】【課題】一つのモータ駆動部で、２つのモータを同時に独立制御可能で、モータの電流検出精度を大幅なコストアップなしに向上可能なモータ制御装置を実現する。【解決手段】MOSFET400〜403からなるHブリッジ回路と、電流検知機能を有するMOSFET4041、4042とからなり、Hブリッジ回路に並列に接続されるスイッチング回路と、一つの電流検出抵抗500とを備えている。第１モータ200をMOSFET400、402の互いの接続点と、MOSFET4041、4042の互いの接続点との間に接続し、第２のモータ201を、MOSFET401、403の互いの接続点と、MOSFET4041、4042の互いの接続点との間に接続するMOSFET402と接地との間の電流検出抵抗500の両端電圧をCPU308に入力する。ハーフブリッジIPD404に流れる電流情報がCPU308に入力される。MOSFET400〜403、4041、4042のオンオフがCPU308により制御される。【選択図】図３
2015051718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つのスイッチング素子を有するＨブリッジ回路と、２つのスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路と、上記Ｈブリッジ回路に接続された電流検出抵抗とを有し、上記Ｈブリッジ回路とハーフブリッジ回路との間に第１電動モータ及び第２電動モータが接続され、これら第１電動モータ及び第２電動モータを駆動するモータ駆動部と、
上記モータ駆動部のＨブリッジ回路及びハーフブリッジ回路のスイッチング素子をオンオフする信号を上記モータ駆動部に供給するモータ駆動ドライバ部と、
上記電流検出抵抗に流れる電流と上記ハーフブリッジ回路に流れる電流とに基づいて、上記第１電動モータ及び第２電動モータに流れる電流を演算するとともに、上記Ｈブリッジ回路及びハーフブリッジ回路のスイッチング素子を制御するための指令を生成する制御指令部と、
を備えることを特徴とする車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置において、
上記モータ駆動部のＨブリッジ回路は、互いに直列に接続された第１スイッチング素子、第２スイッチング素子及び電流検出抵抗を有する第１直列回路と、互いに直列に接続された第３スイッチング素子及び第４スイッチング素を有する第２直列回路とを有し、
上記ハーフブリッジ回路は、互いに直列に接続された第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子を有する第３直列回路を有し、
上記第１直列回路、上記第２直列回路及び上記第３直列回路は、互いに並列に接続され、上記第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点と上記第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子との間に第１の電動モータが接続され、上記第３スイッチング素子と第４スイッチング素子との接続点と上記第５スイッチング素子及び第６スイッチング素子との間に第２の電動モータが接続されることを特徴とする車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置において、
上記ハーフブリッジ回路は、このハーフブリッジ回路に流れる電流の情報を出力する電流検出情報出力端子を有し、上記制御指令部は、上記電流検出抵抗に流れる電流と上記電流検出情報出力端子からの電流情報とに基づいて、上記第１電動モータ及び第２電動モータに流れる電流を演算することを特徴とする車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置において、
上記第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子、第４スイッチング素子、第５スイッチング素子、及び第６スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されたシートベルトリトラクタ用モータの制御装置がある。
【０００３】
従来技術においては、車両の運転席側と、助手席側とのそれぞれにシートベルトリトラクタ用モータと、そのコントロールユニットとが備えられていた。
【０００４】
このため、運転席側のモータと、助手席側のモータとの２つのモータそれぞれに、モータ駆動回路が必要であり、それらモータ駆動回路それぞれにスイッチング素子が必要であり、コストアップの原因となっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１には、一つのコントロールユニットおよび一つのモータ駆動回路を運転席側モータ及び助手席側モータ共通として、スイッチング素子の個数を減少する技術が記載されている。
【０００６】
特許文献１には、１つのＣＰＵ、６つのスイッチング素子から構成されるモータ駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−９６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、運転席側モータ及び助手席側モータで一つのコントロールユニットおよび一つのモータ駆動回路を共通としているため、運転席側と助手席側とで同時に独立した制御が困難であった。
【０００９】
また、特許文献１に記載の技術では、上記モータ駆動電流をベルトリールの回転速度から推定して制御しているため、電流検出精度を向上することが困難であり、モータ駆動精度の向上化が困難であるという問題があった。
【００１０】
電流検出精度を向上するためには、運転席側モータ及び助手席側モータのそれぞれに電流検出抵抗を設ければよいが、電流検出抵抗が２つ必要となるばかりか、ＣＰＵ側にも、電流値入力用ポートを２つ設けなければならず、コストアップとなってしまう。
【００１１】
本発明の目的は、一つのモータ駆動部で、２つのモータを同時に独立制御可能でありながら、モータの電流検出精度を大幅なコストアップなしに向上可能な車両のシートベルトリトラクタ用モータ制御装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【００１３】
本発明の車両のシートベルトリトラクタ用のモータ制御装置は、４つのスイッチング素子を有するＨブリッジ回路と、２つのスイッチング素子を有するハーフブリッジ回路と、上記Ｈブリッジ回路に接続された電流検出抵抗とを有し、上記Ｈブリッジ回路とハーフブリッジ回路との間に第１電動モータ及び第２電動モータが接続され、これら第１電動モータ及び第２電動モータを駆動するモータ駆動部と、上記モータ駆動部のＨブリッジ回路及びハーフブリッジ回路のスイッチング素子をオンオフする信号を上記モータ駆動部に供給するモータ駆動ドライバ部と、上記スイッチング素子を制御するための指令を生成する制御指令部と、を備える。
【００１４】
上記制御指令部は、上記電流検出抵抗に流れる電流と上記ハーフブリッジ回路に流れる電流とに基づいて、上記第１電動モータ及び第２電動モータに流れる電流を演算するとともに、上記Ｈブリッジ回路及びハーフブリッジ回路のスイッチング素子を制御するための指令を生成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一つのモータ駆動部で、２つのモータを同時に独立制御可能でありながら、モータの電流検出精度を大幅なコストアップなしに向上可能な車両のシートベルトリトラクタ用モータ制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用される車両における一般的な衝突安全装置とシートベルト装置の概略構成図である。
【図２】運転席側のシートベルト装置の説明図であり、乗員がシートベルトにより拘束されている状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に用いられるシートベルトリトラクタ用モータ駆動装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明が適用される車両における一般的な衝突安全装置とシートベルト装置の概略構成図である。
【００１９】
図１において、車両１１２には、障害物との距離に応じた信号を出力する障害物センサ１０２が、車両前方部に取り付けられている。障害物センサ１０２の出力信号は、障害物センサ１０２と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。
【００２０】
また、車両１１２の速度に応じた信号を出力する車輪速度センサ１０４の信号も、車輪速度センサ１０４と電気的に接続された衝突判断コントローラ１０６に伝達される。
【００２１】
衝突判断コントローラ１０６は、障害物センサ１０２と車輪速度センサ１０４との信号に基づき、車両１１２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１０２の出力信号から得られた障害物との距離が所定の値より短く、かつ、車輪速度センサ１０４の出力信号から得られた車両速度が所定の値より速い場合には、衝突判断コントローラ１０６は車両１１２が障害物と衝突すると判断し、車両１１２が障害物と衝突する前に、ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０（運転席側）、１１４（助手席側）に指令信号を出力する。
【００２２】
ブレーキアシスト装置１０８とシートベルト駆動コントローラ１１０、１１４は、衝突判断コントローラ１０６と電気的に接続されており、衝突判断コントローラ１０６の指令信号に基づき、それぞれ、あらかじめ定められた動作を実行する。
【００２３】
シートベルト駆動コントローラ１１０はリトラクタ１００と電気的に接続されており、リトラクタ１００への給電を制御している。また、シートベルト駆動コントローラ１１４はリトラクタ１１６と電気的に接続されており、リトラクタ１１６への給電を制御している。
【００２４】
図２は、運転席側のシートベルト装置の説明図であり、乗員がシートベルトにより拘束されている状態を示す図である。
【００２５】
図２において、リトラクタ１００にはモータ２００が付設されており、電動モータ２００が回転することによりシートベルトの巻き取りが可能となっている。例えば、乗員２０２が車両１１２を運転している状態において、乗員２０２が車両前方方向に微小ではあるが移動し、乗員２０２とシート２０４との間に空隙が生じている場合を考える。
【００２６】
このような状況において、車両１１２が障害物と衝突した場合、乗員２０２はシート２０４に拘束されていない状態であるため、シート２０４に強く打ちつけられてしまう。
【００２７】
しかし、シートベルト装置は、リトラクタ１００に付設されたモータ２００を動作させ、車両１１２と障害物が衝突する前にシートベルト２０６を巻き取ることにより、乗員２０２とシート２０４との間隙をなくすことが可能である。従って、車両１１２と障害物が衝突する時点では、すでに乗員２０２をシート２０４に拘束した状態であるため、乗員２０２への衝撃を緩和することができる。
【００２８】
図３に、本発明の一実施例に用いられるシートベルトリトラクタ用モータ駆動装置３０２を示す図である。このモータ駆動装置３０２は、シートベルトリトラクタ１００又は１１６の筐体内部に実装されてもよく、またシートベルトリトラクタ１００とは物理的に離れた位置の車両内部に設置されてもよい。
【００２９】
また、図３に示したモータ駆動装置３０２は、図１に示したシートベルト駆動コントローラ１１０及び１１４の２つのコントローラに置き換えられるものであり、一つのモータ駆動装置３０２により、運転席側のモータと、助手席側のモータとの２つのモータの動作を制御する。
【００３０】
モータ駆動装置３０２は、カスタムＩＣ３０４と、モータ駆動部６００とを備えている。
【００３１】
カスタムＩＣ３０４は、信号処理を司るＣＰＵ（制御指令部）３０８と、電源３００に接続された電源回路３０６と、モータ駆動ドライバ部３１２と、Ａ／Ｄ変換部３１６とを備える。
【００３２】
また、モータ駆動部６００は、２つのモータ２００、２０１への給電状態を切替えるスイッチング素子４００、４０１、４０２、４０３、電流検出機能を有するハーフブリッジ回路ＩＰＤ４０４（ハイサイド側ブリッジのスイッチング素子４０４１と、ローサイド側ブリッジのスイッチング素子４０４２とを有する）と、１つの電流検出抵抗５００とを備える。
【００３３】
なお、電流検出機能を有したハーフブリッジＩＰＤ４０４の代わりに、２つのスイッチング素子と１つの電流検出抵抗から構成することも可能である。
【００３４】
モータ駆動部６００のスイッチング素子４００〜４０３はＭＯＳＦＥＴであり、ＭＯＳＦＥＴ４００のソースは、電源３００に接続され、ＭＯＳＦＥＴ４００のドレインは、ＭＯＳＦＥＴ４０２のドレインに接続される。
【００３５】
そして、ＭＯＳＦＥＴ４０２のソースは、電流検出抵抗５００を介して接地されている。
【００３６】
また、ＭＯＳＦＥＴ４０１のソースは、電源３００に接続され、ＭＯＳＦＥＴ４０１のドレインは、ＭＯＳＦＥＴ４０３のドレインに接続される。
【００３７】
そして、ＭＯＳＦＥＴ４０３のソースは接地されている。
【００３８】
また、ハーフブリッジＩＰＤ４０４のスイッチング素子４０４１、４０４２はＭＯＳＦＥＴであり、ＭＯＳＦＥＴ４０４１のソースは、電源３００に接続され、ＭＯＳＦＥＴ４０４１のドレインは、ＭＯＳＦＥＴ４０４２のドレインに接続される。そして、ＭＯＳＦＥＴ４０４２のソースは接地されている。
【００３９】
また、ＭＯＳＦＥＴ４００及び４０２のドレインは、モータ２００を介してＭＯＳＦＥＴ４０４１及び４０４２のドレインに接続される。また、ＭＯＳＦＥＴ４０１及び４０３のドレインは、電動モータ２０１を介してＭＯＳＦＥＴ４０４１及び４０４２のドレインに接続される。
【００４０】
ＣＰＵ３０８は、モータ駆動ドライバ部３１２に、モータ駆動部６００のＭＯＳＦＥＴ４００〜４０３、４０４１、４０４２のオンオフを指令する。モータ駆動ドライバ部３１２は、ＣＰＵ３０８からのＭＯＳＦＥＴ４００〜４０３、４０４１、４０４２のオンオフ指令に従ってＭＯＳＦＥＴ４００〜４０３、４０４１、４０４２をオンオフ動作させる。
【００４１】
モータ駆動ドライバ部３１２のＤＯ２端子は、ＰＷＭ信号（Ｂ）をＭＯＳＦＥＴ４０４１のゲートにＰＷＭ信号（Ｂ）を出力することでＭＯＳＦＥＴ４０４１のオンオフをＰＷＭ信号（Ｂ）に同期してスイッチングする。
【００４２】
また、モータ駆動ドライバ部３１２のＤ０４端子は、ハイ信号（Ｄ）をＭＯＳＦＥＴ４０２のゲートに出力することでＭＯＳＦＥＴ４０２はオンとなる。これにより、ハーフブリッジＩＰＤのＭＯＳＦＥＴ４０４１からＭＯＳＦＥＴ４０２に電流Ｉ402が流れることによりモータ２００は正転方向に回転する。
【００４３】
同時に、モータ駆動ドライバ部３１２のＤＯ６端子がハイ信号（Ｆ）をＭＯＳＦＥＴ４０２３のゲートに出力することでＭＯＳＦＥＴ４０３はオンとなり、ハーフブリッジＩＰＤ４０４のＭＯＳＦＥＴ４０４１からＭＯＳＦＥＴ４０３に電流が流れることにより電動モータ２０１は正転方向に回転する。
【００４４】
ハーフブリッジＩＰＤ４０４には、このハーフブリッジＩＰＤ４０４に流れる電流についての電流検出情報出力端子が備えられ、この電流検出情報出力端子からの電流検出情報ＧはＡ／Ｄ変換部３１６を介してＣＰＵ３０８に入力される。
【００４５】
これにより、ＣＰＵ３０８はＭＯＳＦＥＴ４０４１に流れる電流値Ｉ404aを検出する。また、ＭＯＳＦＥＴ４０２のソースと接地間に接続された電流検出抵抗５００の電位差が、Ａ／Ｄ変換部３１６を介してＣＰＵ３０８に入力されることによって、ＣＰＵ３０８はＭＯＳＦＥＴ４０２に流れる電流値Ｉ402を検出することができる。
【００４６】
また、ＭＯＳＦＥＴ４０３に流れる電流値は、ＣＰＵ３０８が、Ｉ404a−Ｉ402を演算することにより検出することが可能である。
【００４７】
モータ駆動ドライバ部３１２のＤ０５端子は、ＰＷＭ信号（Ｅ）をＭＯＳＦＥＴ４０４２のゲートに出力することでＭＯＳＦＥＴ４０４２のオンオフをＰＷＭ信号（Ｅ）に同期してスイッチングする。そして、モータ駆動ドライバ部３１２のＤ０１端子がハイ信号（Ａ）をＭＯＳＦＥＴ４００のゲートに出力することでＭＯＳＦＥＴ４００はオンとなり、ＭＯＳＦＥＴ４００からハーフブリッジＩＰＤ４０４のＭＯＳＦＥＴ４０４２に電流が流れることによりモータ２００は逆転方向に回転する。同時に、モータ駆動ドライバ部３１２のＤＯ３端子がハイ信号（Ｃ）をＭＯＳＦＥＴ４０１のゲートに出力することでＭＯＳＦＥＴ４０１はオンとなり、ＭＯＳＦＥＴ４０１からハーフブリッジＩＰＤ４０４のＭＯＳＦＥＴ４０４２に電流が流れることによりモータ２０１は逆転方向に回転する。
【００４８】
ここで、ＭＯＳＦＥＴ４００とハーフブリッジＩＰＤ４０４との間と、ＭＯＳＦＥＴ４０１とハーフブリッジＩＰＤ４０４との間とに、それぞれ電流検出抵抗を接続することで逆回転方向における電流検出をおこなうことも可能である。
【００４９】
以上のように、本発明の一実施例によれば、４つのスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ４００、４０１、４０２、４０３からなるＨブリッジ回路と、電流検知機能を有するＭＯＳＦＥＴ４０４１とＭＯＳＦＥＴ４０４２とからなり、Ｈブリッジ回路に並列に接続されるＩＰＤ（スイッチング回路）と、一つの電流検出抵抗とを備えている。
【００５０】
そして、第１のモータ２００を、Ｈブリッジ回路を形成する互いに直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ４００、４０２の互いの接続点と、ハーフブリッジＩＰＤ４０４を形成する互いに直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ４０４１、４０４２の互いの接続点との間に接続し、第２のモータ２０１を、Ｈブリッジ回路を形成する互いに直列接続された他の２つのＭＯＳＦＥＴ４０１、４０３の互いの接続点と、ハーフブリッジＩＰＤ４０４を形成する互いに直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ４０４１、４０４２の互いの接続点との間に接続している。
【００５１】
また、Ｈブリッジ回路のＭＯＳＦＥＴ４０２と接地との間に電流検出抵抗５００を接続し、この電流検出抵抗５００の両端電圧をＣＰＵ３０８に入力する。また、ハーフブリッジＩＰＤ４０４に流れる電流情報がＣＰＵ３０８に入力される。
【００５２】
そして、ＭＯＳＥＦＴ４００〜４０３、４０４１、４０４２のオンオフがＣＰＵ（制御指令部）３０８からの指令により制御される構成となっている。
【００５３】
したがって、一つのモータ駆動部６００で、２つのモータ２００、２０１を同時に独立制御可能でありながら、モータ２００、２０１の電流検出精度を大幅なコストアップなしに向上可能な車両のシートベルトリトラクタ用モータ制御装置３０２を実現することができる。
【００５４】
なお、ＭＯＳＦＥＴ４００〜４０３、４０４１、４０４２は、トランジスタ当の他のスイッチング素子で構成することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１００、１１６・・・リトラクタ、  １０２・・・障害物センサ、  １０４・・・車輪速度センサ、  １０６・・・衝突判断コントローラ、  １０８・・・ブレーキアシスト装置、  １１２・・・車両、  ２００、２０１・・・モータ、  ２０２・・・乗員、  ２０４・・・シート、  ２０６・・・シートベルト、  ３００・・・電源、  ３０２・・・シートベルトリトラクタ用モータ制御装置、  ３０４・・・  カスタムＩＣ、  ３０６・・・電源回路、  ３０８・・・ＣＰＵ（制御指令部）、  ３１２・・・モータ駆動ドライバ部、  ３１６・・・Ａ／Ｄ変換部、  ４００、４０１、４０２、４０３、４０４１、４０４２ｄ・・・ＭＯＳＦＥＴ、  ５００・・・電流検出抵抗、  ６００・・・モータ駆動部
【図１】
2015051718.tif 000003
【図２】
2015051718.tif 000004
【図３】
2015051718.tif 000005