(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体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、前記半導体スイッチング素子のうちの少なくとも一つがドライブ回路として接続される回路のドライブ出力電流が、前記半導体スイッチング素子のうちの他の半導体スイッチング素子のドライブ回路のドライブ出力電流と比較して少なくされており、
前記モータ駆動制御装置は、ハイサイドスイッチング素子を構成する半導体スイッチング素子とローサイドスイッチング素子を構成する半導体スイッチング素子の組みが複数設けられた少なくとも４つの半導体スイッチング素子を有するモータ駆動回路部と、駆動信号をより多くのドライブ出力電流を流すことのできる駆動信号に変換して出力するプリドライバ回路とを備えるモータ駆動回路を有し、
前記ドライブ出力電流が少なくされた回路は、前記モータ駆動回路部の電源とＧＮＤとの間に配されるハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子の組みのうちのいずれか一つもしくは複数の組みに設けられ、
前記他の半導体スイッチング素子のドライブ回路は、前記モータ駆動回路部の電源とＧＮＤとの間に配されるハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子の組みのうちの他の組みに設けられ、
前記ドライブ出力電流が少なくされた回路を構成するハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子は、前記モータ駆動回路の外部から前記プリドライバ回路を介さずに直接入力された駆動信号によって駆動制御され、
前記他の半導体スイッチング素子のドライブ回路を構成するハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子は、前記モータ駆動回路の外部から前記プリドライバ回路に入力されて該プリドライバ回路で変換された駆動信号によって駆動制御されていることを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記モータ駆動制御装置は、前記モータを回転させる方向に応じて、前記モータに供給した電流を回生するときの方向を電源側とＧＮＤ側とで切り替えることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記半導体スイッチング素子が前記モータに電流を供給する際、前記ドライブ出力電流が少なくされた回路における前記ドライブ出力電流が常時オンされていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記半導体スイッチング素子が前記モータに電流を供給する際、前記ドライブ出力電流が少なくされた回路における前記ドライブ出力電流がオンされた後、所定の時間をあけて、前記他の半導体スイッチング素子のドライブ回路が駆動されることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記半導体スイッチング素子が前記モータに電流を供給する際、前記モータに電流を供給するタイミングに先立って、前記ドライブ出力電流が少なくされた回路における前記ドライブ出力電流をあらかじめオンしておき、該回路に接続される前記半導体スイッチング素子をあらかじめオンしておくことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記ドライブ出力電流が少なくされた回路とそれに接続される半導体スイッチング素子と、前記他の半導体スイッチング素子のドライブ回路とそれに接続される半導体スイッチング素子のうち、前記ドライブ出力電流が少なくされた回路に接続される半導体スイッチング素子とは異なる半導体スイッチング素子の直近に高周波ノイズ吸収用部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記ドライブ出力電流が少なくされた回路が設けられた組みの数が、前記他の半導体スイッチング素子のドライブ回路が設けられた組みの数より少なくされていることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
前記モータ駆動制御装置は、シートベルトの巻き取りおよび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に記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置に係り、特に、複数の半導体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。
【背景技術】
【０００２】
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、半導体スイッチング素子の高速スイッチングを行うために、半導体スイッチング素子に対してゲート容量を高速に充放電する必要がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の装置においては、半導体スイッチング素子のための高速スイッチング用に電流駆動型の素子やそれに準ずる大きな駆動能力をもつ素子を前段に用いる必要があり、回路の大型化や複雑化を招いていた。
【０００５】
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、電流駆動型の素子やそれに準ずる大きな駆動能力を持つ素子の使用個数を減らすことにより、小型かつ単純な構成で高速スイッチングを行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、複数の半導体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、前記半導体スイッチング素子のうちの少なくとも一つがドライブ回路として接続される回路のドライブ出力電流が、前記半導体スイッチング素子のうちの他の半導体スイッチング素子のドライブ回路のドライブ出力電流と比較して少なくされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
すなわち、本発明に係るモータ駆動制御装置は、モータ駆動電流を供給する半導体スイッチング素子を駆動するドライブ回路のうち、高速スイッチングを行うレッグ（電源とＧＮＤとの間に直列に配されるハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子の組み）の駆動用には大きなドライブ能力をもつ回路で構成し、高速スイッチングを必要としないレッグの駆動用にはこれに比して著しく少ないドライブ能力の素子で構成された回路とすることを特徴としている。
【０００８】
本発明のモータ駆動制御装置によれば、例えば、電源とＧＮＤとの間に対で具備された半導体スイッチング素子のうち、電源側をＰＷＭ駆動の逆相、ＧＮＤ側をＰＷＭ駆動の正相として駆動を行い、モータを挟んで反対側に接続される半導体スイッチング素子の対については、電源側またはＧＮＤ側のどちらかをＯＮ固定、その反対側をＯＦＦ固定とすることにより、モータ駆動電流を電源側またはＧＮＤ側に回生させる。これにより、後者の半導体スイッチング素子対はＰＷＭ駆動が不要となる、すなわち高速なスイッチングが不要となる。従って、後者の半導体スイッチング素子対に対しては大きな駆動能力を持つ素子を前段に必要とせず、小型かつ単純な構成でもって高速スイッチングを行うことができる。
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】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３】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ブロック図。
【図４】図３に示すモータ駆動回路の内部構成を示す回路図。
【図５】図４に示すモータ駆動回路に入力されるＨブリッジ駆動信号と各トランジスタのドレイン・ソース間電圧の変化の様子を表した波形図。
【図６】モータ正転時にモータ駆動回路とモータに流れる電流の流れ状態を示す図。
【図７】モータ正転時における、Ｈブリッジ駆動信号とプリドライバ出力駆動信号の変化とモータに流れる電流の変化を表した波形図。
【図８】モータ逆転時にモータ駆動回路とモータに流れる電流の流れ状態を示す図。
【図９】モータ逆転時における、Ｈブリッジ駆動信号とプリドライバ出力駆動信号の変化とモータに流れる電流の変化を表した波形図。
【図１０】本発明に係るモータ駆動制御装置の実施例２のモータ駆動回路の内部構成を示す回路図。
【図１１】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ブロック図。
【図１２】図１１に示すモータ駆動回路の内部構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。さらには、障害物センサ１２や車輪速度センサ１４の出力信号に基づき、車両１０の車線逸脱や横滑りなどを検知したとき、乗員Ｐに対して警告を与えるためにシートベルト２０を急激に巻き取る動作（「ワーニングモード」という）などもある。
【００１８】
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。
【００１９】
図示するモータ駆動制御装置２２は、バックルスイッチ３３やブレーキストロークセンサ３２などの各種アクチュエータまたはＣＡＮＢＵＳ通信３１から送信される各種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の巻き取りや引き出しを行うものである。
【００２０】
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ＬＳＩ３４とモータ駆動回路３５とから構成されている。車両１０に搭載される電源３０は、モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４やモータ駆動回路３５に対して電流を供給している。モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４は、マイクロコンピュータ、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構造であり、モータ駆動回路３５を制御している。具体的には、モータ駆動回路３５に電源が供給された後、モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４は、Ｈブリッジ駆動信号３６，３７，３８，３９をモータ駆動回路３５に送信することによって、モータ駆動回路３５に接続されたモータ２１の回転駆動を制御する。
【００２１】
図４は、図３に示すモータ駆動回路３５の内部構成を示したものである。
【００２２】
図示するモータ駆動回路３５は、基本的に、電源４４側のハイサイドトランジスタ４６，４８およびＧＮＤ４５側のローサイドトランジスタ４７，４９の４つのトランジスタ（半導体スイッチング素子）を有するＨブリッジモータ駆動回路部５０と、プリドライバ回路４０とから構成されている。より詳細には、Ｈブリッジモータ駆動回路部５０は、ハイサイドトランジスタ４６とローサイドトランジスタ４７のレッグ（組み）と、ハイサイドトランジスタ４８とローサイドトランジスタ４９のレッグの２つのレッグから構成されている。モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４から送信されるＨブリッジ駆動信号３６はハイサイドトランジスタ４６、Ｈブリッジ駆動信号３７はローサイドトランジスタ４７へと直接入力され、Ｈブリッジ駆動信号３８，３９はプリドライバ回路４０に入力される。
【００２３】
プリドライバ回路４０は、Ｈブリッジ駆動信号３８，３９を変換し、より多くの電流（ドライブ出力電流）を流すことのできるプリドライバ出力ハイサイド駆動信号４１およびプリドライバ出力ローサイド駆動信号４２を出力する。プリドライバ出力ハイサイド駆動信号４１はハイサイドトランジスタ４８、プリドライバ出力ローサイド駆動信号４２はローサイドトランジスタ４９にそれぞれ入力される。
【００２４】
Ｈブリッジモータ駆動回路部５０を構成するトランジスタ（半導体スイッチング素子）のうち、ハイサイドトランジスタ４６およびローサイドトランジスタ４７は、プリドライバを介さず、モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４（図３参照）（ハイサイドトランジスタ４６およびローサイドトランジスタ４７がドライブ回路として接続される回路）の一般的なポート出力によって制御される。そのため、高速でのオン／オフはできず、例えばＨブリッジ駆動信号３６がオフからオンに切り替えられた場合、ハイサイドトランジスタ４６がオフからオンに実際に切り替わるためには数msecの時間を必要とする。Ｈブリッジ駆動信号３７のオフからオンの動作、およびそれに対するローサイドトランジスタ４７の動作についても同様である。一方、ハイサイドトランジスタ４８およびローサイドトランジスタ４９については、Ｈブリッジ駆動信号３８，３９が高速にオン／オフで切り替わる場合（数十μsec周期）、プリドライバ回路４０の電流出力能力によって、この高速の切り替わりに追従してオン／オフすることができる。ここで、高周波ノイズ吸収用コンデンサ（高周波ノイズ吸収用部材）４３が、高速でスイッチングするハイサイドトランジスタ４８およびローサイドトランジスタ４９の直近、言い換えればモータ駆動制御用システムＬＳＩ３４に接続されるハイサイドトランジスタ４６およびローサイドトランジスタ４７とは異なるトランジスタの直近に配置され、スイッチングノイズを吸収させる構成となっている。
【００２５】
図５は、図４に示すモータ駆動回路３５の信号のタイミングを示したものである。
【００２６】
図示するように、Ｈブリッジ駆動信号３６，３７の切り替えに関しては、トランジスタ４６，４７のオン／オフの切り替わりが直ぐには追従しない。それに対して、Ｈブリッジ駆動信号３８，３９の切り替えに関しては、プリドライバ回路４０の出力信号の切り替えに伴い、トランジスタ４８，４９のオン／オフの切り替えは直ぐに追従する。なお、ここでは、ハイサイドトランジスタ４６，４８はＰＭＯＳであり、駆動信号の電圧がＧＮＤレベルになったときにオンする。
【００２７】
図６は、シートベルト２０の巻き取り動作を行うために、モータ２１を正転動作させるときのモータ駆動回路３５の動作を示したものであり、図７は、そのときのモータ駆動回路３５の信号のタイミングを示したものである。なお、ここでは、シートベルト２０の巻き取り時をモータ２１の正転、リトラクタ２３内のギア（不図示）とモータ２１間のクラッチ解除時をモータ２１の逆転としている。また、図６では、電流の流れ状態を理解し易くするために、図４に対して各構成部品の位置を若干変更して示している。
【００２８】
図６に示すように、モータ２１を正転させる際には、Ｈブリッジ駆動信号３６によりハイサイドトランジスタ４６を常時オンに、Ｈブリッジ駆動信号３７によりローサイドトランジスタ４７を常時オフに保つ。この状態でＨブリッジ駆動信号３９によりローサイドトランジスタ４９をオン／オフで切り替えることにより、モータ２１に流れる電流（モータ駆動電流）６０及びハイサイド側へ流れる電流（還流電流）６１、ローサイド側へ流れる電流（モータ駆動消費電流）６２を制御する。ローサイドトランジスタ４９をオフした場合、モータ２１に流れていた電流はハイサイド側への電流経路によって電源４４側へと環流する。このとき、ハイサイドトランジスタ４８の発熱を抑えるため、Ｈブリッジ駆動信号３８によってハイサイドトランジスタ４８をオンにすると良い。すなわち、ローサイドトランジスタ４９を正相のＰＷＭ駆動としてオン／オフさせ、ハイサイドトランジスタ４８はそれと逆相のＰＷＭ駆動を行う。
【００２９】
ここで、Ｈブリッジ駆動信号３６によりハイサイドトランジスタ４６をオンする際、実際にハイサイドトランジスタ４６がオンになるには大きなタイムラグ期間Tdelay1が生じる（図５も併せて参照）。タイムラグ期間Tdelay1中にローサイドトランジスタ４９をオンにしてモータ２１に電流を流してしまうと、ハイサイドトランジスタ４６はハーフオン状態であるため、発熱が大きくなる。そのため、本実施例では、図７に示すように、タイムラグ期間Tdelay1が経過した後、正相のＰＷＭ駆動によるローサイドトランジスタ４９の駆動を開始する。また、ハイサイドトランジスタ４８とローサイドトランジスタ４９のＰＷＭ駆動にあたっては、電源４４とＧＮＤ４５が短絡しないように、期間Tdeadを設けて、ハイサイドトランジスタ４８とローサイドトランジスタ４９の同時ＯＮを避けるような制御を行う。
【００３０】
図８は、リトラクタ２３内のギアとモータ２１間のクラッチ解除動作を行うために、モータ２１を逆転動作させるときのモータ駆動回路３５の動作を示したものであり、図９は、そのときのモータ駆動回路３５の信号のタイミングを示したものである。このクラッチ解除動作により、シートベルト２０がモータ２１からフリー状態となり、乗員Ｐがシートベルト２０を引き出せるようになる。なお、図８でも、図６と同様、電流の流れ状態を理解し易くするために、図４に対して各構成部品の位置を若干変更して示している。
【００３１】
図８に示すように、モータ２１を逆転させる際には、Ｈブリッジ駆動信号３６によりハイサイドトランジスタ４６を常時オフに、Ｈブリッジ駆動信号３７によりローサイドトランジスタ４７を常時オンに保つ。この状態でＨブリッジ駆動信号３８によりハイサイドトランジスタ４８をオン／オフで切り替えることにより、モータ２１に流れる電流（モータ駆動電流）８０及びハイサイド側へ流れる電流（モータ駆動消費電流）８１、ローサイド側へ流れる電流（還流電流）８２を制御する。ハイサイドトランジスタ４８をオフした場合、モータ２１に流れていた電流はローサイド側への電流経路によってＧＮＤ４５側から環流する。このとき、ローサイドトランジスタ４９の発熱を抑えるため、Ｈブリッジ駆動信号３９によってローサイドトランジスタ４９をオンにすると良い。すなわち、ハイサイドトランジスタ４８を正相のＰＷＭ駆動としてオン／オフさせ、ローサイドトランジスタ４９はそれと逆相のＰＷＭ駆動を行う。
【００３２】
ここで、Ｈブリッジ駆動信号３７によりローサイドトランジスタ４７をオンする際、実際にローサイドトランジスタ４７がオンになるには大きなタイムラグ期間Tdelay2が生じる（図５も併せて参照）。タイムラグ期間Tdelay2中にハイサイドトランジスタ４８をオンにしてモータ２１に電流を流してしまうと、ローサイドトランジスタ４７はハーフオン状態であるため、発熱が大きくなる。そのため、本実施例では、モータ２１の正転時と同様、図９に示すように、タイムラグ期間Tdelay2が経過した後、正相のＰＷＭ駆動によるハイサイドトランジスタ４８の駆動を開始する。また、ローサイドトランジスタ４９とハイサイドトランジスタ４８のＰＷＭ駆動にあたっては、電源４４とＧＮＤ４５が短絡しないように、期間Tdeadを設けるのは正転時の動作と同様である。
【００３３】
なお、シートベルト２０の巻き取り動作（モータ２１の正転動作）において、例えばエマージェンシーモードの時には、乗員Ｐの安全を確保するために、シートベルト２０の巻き取りはできるだけ速く行われなければならない。そのため、前記したタイムラグ期間Tdelay1の遅れ時間が問題となる場合には、あらかじめハイサイドトランジスタ４６をオン状態にしておいても良い。すなわち、実際にシートベルト２０の巻き取り指令がモータ駆動制御装置２２に対して送信される前に、ハイサイドトランジスタ４６をオン状態にしておく。このような制御によって、シートベルト２０の巻き取り指令発生後、タイムラグ期間Tdelay1の遅れ時間をあけることなく、シートベルト２０の巻き取りを行うことが可能となる。なお、クラッチ解除動作（モータ２１の逆転動作）においては、一般にこのような緊急性は必要ない。
【００３４】
このように、本実施例のモータ駆動制御装置２２では、ハイサイドトランジスタ（ハイサイドスイッチング素子）４６とローサイドトランジスタ（ローサイドスイッチング素子）４７がドライブ回路として接続される回路（モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４）のドライブ出力電流が、ハイサイドトランジスタ（ハイサイドスイッチング素子）４８とローサイドトランジスタ（ローサイドスイッチング素子）４９のドライブ回路（プリドライバ回路４０）のドライブ出力電流と比較して著しく少なくされている、言い換えれば、モータ駆動電流を供給する半導体スイッチング素子を駆動するドライブ回路のうち、高速スイッチングを行うレッグ（電源４４とＧＮＤ４５との間に直列に配されるハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子の組み）の駆動用には大きなドライブ能力をもつ回路（プリドライバ回路４０）で構成し、高速スイッチングを必要としないレッグの駆動用にはこれに比して著しく少ないドライブ能力の素子で構成された回路（モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４）とし、実際のモータ２１の駆動にあたっては、この少ないドライブ能力でモータ２１の駆動に支障が出ないように、モータ駆動電流を再利用してモータ２１に戻す回生電流環流を行う際に、モータ２１の回転する方向に応じて、モータ２１に供給した電流を回生させる方向を電源４４側とＧＮＤ４５側とで切り替えて駆動する。具体的には、モータ２１を正転方向に回転させるときには、電源４４とＧＮＤ４５との間に対で具備された半導体スイッチング素子のうち、電源４４側をＰＷＭ駆動の逆相、ＧＮＤ４５側をＰＷＭ駆動の正相として駆動を行い、モータ２１を挟んで反対側に接続される半導体スイッチング素子の対については、電源４４側をＯＮ固定、ＧＮＤ４５側をＯＦＦ固定とすることにより、電源４４側にモータ駆動電流を回生させる。一方、モータ２１を逆転方向に回転させるときには、前者の半導体スイッチング素子の対については、電源４４側をＰＷＭ駆動の正相、ＧＮＤ４５側をＰＷＭ駆動の逆相として駆動を行い、後者の半導体スイッチング素子の対については、電源４４側をＯＦＦ固定、ＧＮＤ４５側をＯＮ固定とすることにより、ＧＮＤ４５側にモータ駆動電流を回生させる。これにより、後者の半導体スイッチング素子対はＰＷＭ駆動が不要となる、すなわち高速なスイッチングが不要となる。従って、後者の半導体スイッチング素子対に対しては大きな駆動能力を持つ素子を前段に必要とせず、小型かつ単純な構成でもって高速スイッチングを行うことができる。
【００３５】
［実施例２］
図１０は、本発明に係るモータ駆動制御装置２２Ａの実施例２のモータ駆動回路３５Ａの内部構成を示したものである。本実施例２は、上記する実施例１に対して、電源４４側のハイサイドトランジスタ４６の制御方法が相違している。従って、以下では相違点のみを詳述し、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。
【００３６】
本実施例では、上記する実施例１に対して、Ｈブリッジ駆動信号３６がプリドライバ回路４０Ａに入力され、ハイサイドトランジスタ４６は、プリドライバ回路４０Ａの出力信号１００Ａによってオン／オフが制御される。このような構成によれば、小型かつ単純な構成を維持しながら、ハイサイドトランジスタ４６のオン時間を速くすることが可能となるため、モータ２１の正転（すなわち、シートベルト２０の巻き取り動作）に関して実施例１に挙げたタイムラグ期間Tdelay1の時間を待つ必要が無くなる。
【００３７】
［実施例３］
図１１は、本発明に係るモータ駆動制御装置２２Ｂの実施例３の内部構成を概略的に示したものである。本実施例３は、上記する実施例１に対して、制御対象となるモータおよびそれに付随する半導体スイッチング素子（言い換えば、レッグ）の数が相違している。従って、以下では相違点のみを詳述し、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。
【００３８】
本実施例によるモータ制御装置２２Ｂは、２つのモータ１１０Ｂ，１１１Ｂに対して電流を供給して各モータ１１０Ｂ，１１１Ｂを回転駆動させるようになっており、モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４Ｂの出力信号（ブリッジ駆動信号）１１２Ｂ，１１３Ｂ，１１４Ｂ，１１５Ｂ，１１６Ｂ，１１７Ｂをモータ駆動回路３５Ｂに送信することによってこの制御を可能としている。このような構成により、１台のモータ制御装置２２Ｂで、例えば運転席側と助手席側の両方のシートベルト（の巻き取りや引き出し）を制御できるようになっている。この場合、モータ制御装置２２Ｂは、必ずしもシートベルトリトラクタ装置２３と一体の機電一体型でなくても良く、例えば車両１０のダッシュボードなどに配されても良い。
【００３９】
図１２は、図１１に示すモータ駆動回路３５Ｂの内部構成を示したものである。
【００４０】
本実施例のモータ駆動回路３５Ｂは、基本的に、電源４４側のハイサイドトランジスタ４６，４８，１２０ＢおよびＧＮＤ４５側のローサイドトランジスタ４７，４９，１２１Ｂの６つのトランジスタ（半導体スイッチング素子）を有するモータ駆動回路部５０Ｂと、プリドライバ回路４０Ｂとから構成されている。より詳細には、モータ駆動回路部５０Ｂは、ハイサイドトランジスタ４６とローサイドトランジスタ４７のレッグと、ハイサイドトランジスタ４８とローサイドトランジスタ４９のレッグと、ハイサイドトランジスタ１２０Ｂとローサイドトランジスタ１２１Ｂのレッグの３つのレッグから構成されている。モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４Ｂから送信されるブリッジ駆動信号１１２Ｂ，１１３Ｂはそれぞれ、プリドライバ回路４０Ｂを介さず、直接ハイサイドトランジスタ４６、ローサイドトランジスタ４７に入力され、ブリッジ駆動信号１１４Ｂ，１１５Ｂはそれぞれ、プリドライバ回路４０Ｂに入力され、出力電流能力を高めたプリドライバ出力ハイサイド駆動信号１２４Ｂ、プリドライバ出力ローサイド駆動信号１２５Ｂに変換されてハイサイドトランジスタ４８、ローサイドトランジスタ４９を駆動できるように構成されている。ブリッジ駆動信号１１６Ｂ，１１７Ｂに関しても同様に、プリドライバ回路４０Ｂに入力され、出力電流能力を高めたプリドライバ出力ハイサイド駆動信号１２６Ｂ、プリドライバ出力ローサイド駆動信号１２７Ｂに変換されてハイサイドトランジスタ１２０Ｂ、ローサイドトランジスタ１２１Ｂを駆動できるように構成されている。
【００４１】
モータ１１０Ｂを正転動作するときには、ブリッジ駆動信号１１２Ｂによってハイサイドトランジスタ４６を常時オンに保ち、ブリッジ駆動信号１１３Ｂによってローサイドトランジスタ４７を常時オフに保つ。この状態でブリッジ駆動信号１１４Ｂ，１１５Ｂによってローサイドトランジスタ４９をＰＷＭの正相で、ハイサイドトランジスタ４８をＰＷＭの逆相で制御することによって、モータ１１０Ｂに流れる電流を制御する。モータ１１１Ｂを正転動作するときには同様に、ハイサイドトランジスタ１２０Ｂとローサイドトランジスタ１２１Ｂを制御することによって、モータ１１１Ｂに流れる電流を制御する。モータ１１０Ｂとモータ１１１Ｂの正転動作は同時に行うこともできる。
【００４２】
モータ１１０Ｂを逆転動作するときには、ブリッジ駆動信号１１２Ｂによってハイサイドトランジスタ４６を常時オフに保ち、ブリッジ駆動信号１１３Ｂによってローサイドトランジスタ４７を常時オンに保つ。この状態でブリッジ駆動信号１１４Ｂ，１１５Ｂによってハイサイドトランジスタ４８をＰＷＭの正相で、ローサイドトランジスタ４９をＰＷＭの逆相で制御することによって、モータ１１０Ｂに流れる電流を制御する。モータ１１１Ｂを逆転動作するときには同様に、ハイサイドトランジスタ１２０Ｂとローサイドトランジスタ１２１Ｂを制御することによって、モータ１１１Ｂに流れる電流を制御する。モータ１１０Ｂとモータ１１１Ｂの逆転動作は同時に行うこともできる。
【００４３】
高周波ノイズ吸収用コンデンサ４３は、ＰＷＭ駆動されるハイサイドトランジスタ４８，１２０Ｂおよびローサイドトランジスタ４９，１２１Ｂの直近に、言い換えればモータ駆動制御用システムＬＳＩ３４Ｂに接続されるハイサイドトランジスタ４６およびローサイドトランジスタ４７とは異なるトランジスタの直近に配置するのが良い。また、この高周波ノイズ吸収用コンデンサ４３は、必要に応じて複数並列に配置するのが良い。
【００４４】
このように、本実施例では、ハイサイドトランジスタ４６，４８およびローサイドトランジスタ４７，４９の４つのトランジスタを有するＨブリッジモータ駆動回路部と、ハイサイドトランジスタ４６，１２０Ｂおよびローサイドトランジスタ４７，１２１Ｂの４つのトランジスタを有するＨブリッジモータ駆動回路部とが、高速スイッチングを必要としないハイサイドトランジスタ４６とローサイドトランジスタ４７からなるレッグを共有する形で構成されており、モータ駆動制御用システムＬＳＩ３４Ｂが設けられたレッグの数が、プリドライブ回路４０Ｂが設けられたレッグの数より少なくされている。このような構成によれば、１台のモータ制御装置２２Ｂで複数のモータ１１０Ｂ，１１１Ｂを制御する場合にも、小型かつ単純な構成でもって高速スイッチングを行いながら各モータを制御することができる。
【００４５】
なお、上記した実施例１〜３では、モータ駆動回路部を構成するレッグの数を２つまたは３つとしているが、その数は４つ以上（すなわち、モータ駆動回路部を構成する半導体スイッチング素子の数は８つ以上）であっても良いことは当然であり、また、そのレッグのうちのいずれか一つもしくは複数にモータ駆動制御用システムＬＳＩを設け、その他のレッグにプリドライバ回路を設けても良いことは勿論である。
【００４６】
なお、本発明は上記した実施例１〜３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１〜３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１〜３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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【符号の説明】
【００４９】
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
２１，１１０Ｂ，１１１Ｂ  モータ
２２，２２Ａ，２２Ｂ  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
３０  電源
３１  ＣＡＮバス
３２  ブレーキストロークセンサ
３３  バックルスイッチ
３４，３４Ｂ  モータ駆動制御用システムＬＳＩ
３５，３５Ａ，３５Ｂ  モータ駆動回路
３６，３８  ハイサイドトランジスタ制御用Ｈブリッジ駆動信号
３７，３９  ローサイドトランジスタ制御用Ｈブリッジ駆動信号
４０，４０Ａ，４０Ｂ  Ｈブリッジ前段プリドライバ回路
４１，１００Ａ，１２４Ｂ，１２６Ｂ  ハイサイドトランジスタ駆動用プリドライバ出力信号（プリドライバ出力ハイサイド駆動信号）
４２，１２５Ｂ，１２７Ｂ  ローサイドトランジスタ駆動用プリドライバ出力信号（プリドライバ出力ローサイド駆動信号）
４３  高周波ノイズ吸収用コンデンサ（高周波ノイズ吸収用部材）
４４  モータ駆動回路電源
４５  モータ駆動回路ＧＮＤ
４６，４８，１２０Ｂ  ハイサイドトランジスタ
４７，４９，１２１Ｂ  ローサイドトランジスタ
６０  正転時モータ駆動電流
６１  正転時環流電流
６２  正転時モータ駆動消費電流
８０  逆転時モータ駆動電流
８１  逆転時モータ駆動消費電流
８２  逆転時環流電流
１１２Ｂ，１１４Ｂ，１１６Ｂ  ハイサイドトランジスタ制御用ブリッジ駆動信号
１１３Ｂ，１１５Ｂ，１１７Ｂ  ローサイドトランジスタ制御用ブリッジ駆動信号
Ｐ  乗員
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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