(57)【要約】【課題】車両用電動モータ駆動回路において、スイッチング素子を使用して電動モータ駆動の開始・停止を実施可能とし、電動モータの停止時間を短縮化し、また回転判定を確実に実施する。【解決手段】モータ駆動回路４３は、バッテリＢＡＴと、バッテリＢＡＴから駆動電流が供給される電動モータ２３ａと、バッテリＢＡＴと電動モータ２３ａとの間に直列に接続される第１スイッチング素子５１と、第１スイッチング素子５１と直列に、かつ、電動モータ２３ａと並列に接続される第２スイッチング素子５２と、を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（ＢＡＴ）と、
前記直流電源から駆動電流が供給される電動モータ（２３ａ）と、
前記直流電源と前記電動モータとの間に直列に接続される第１スイッチング素子（５１）と、
前記第１スイッチング素子と直列に、かつ、前記電動モータと並列に接続される第２スイッチング素子（５２）と、を備えたことを特徴とする車両用電動モータ駆動回路。
【請求項２】
請求項１において、前記電動モータへの給電を開始するにあたり前記第２スイッチング素子がオフ状態にあるとき前記第１スイッチング素子がオンされるとともに、前記電動モータの停止に際して前記第１スイッチング素子がオフされた状態で前記第２スイッチング素子がオンされることを特徴とする車両用電動モータ駆動回路。
【請求項３】
請求項２において、前記電動モータの慣性回転に伴う電磁誘導よって生じる誘起電圧を監視する監視手段（４１）を備え、
前記第１スイッチング素子がオフされた後に、前記第２スイッチング素子をオンすることにより前記電動モータの慣性回転を停止するとともに、該電動モータの慣性回転が停止するまでに前記監視手段による前記誘起電圧の検出を完了することを特徴とする車両用電動モータ駆動回路。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項において、前記第１および第２スイッチング素子と直列に、かつ、前記電動モータと並列に接続される第３スイッチング素子（５３）を備えたことを特徴とする車両用電動モータ駆動回路。
【請求項５】
請求項４において、前記第３スイッチング素子は寄生ダイオード（５３ｂ）を備え、前記寄生ダイオードのアノードおよびカソードがそれぞれ同順に前記直流電源の正極および負極に接続されることを特徴とする車両用電動モータ駆動回路。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項において、前記電動モータは、車両の制動力を制御する制動力制御装置（Ｂ）を構成する電動モータ（２３ａ）であることを特徴とする車両用電動モータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電動モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用電動モータ駆動回路としては、特許文献１に示されているものが知られている。この車両用電動モータ駆動回路においては、特許文献１の図１に示されているように、イニシャルチェック終了時やアンチスキッド制御終了時等には、機械式リレーであるモータリレー２００のスイッチ部２０４がＯＦＦにされ、電動モータ８０が駆動用電源１９０から遮断される。電動モータ８０には抵抗２０６が接続され、回生制動回路２１２が閉成される。電動モータ８０の慣性による回転によって生じる電気エネルギが抵抗２０６において消費されるため、回転が速やかに抑制される。これによれば、電動モータ８０の慣性による回転継続時間が、電気的制動装置が設けられていない従来の車両用ブレーキ装置より短くなり、回転騒音やラジオノイズによる搭乗者の不快感を軽減することができる。
【０００３】
また、他の形式としては、特許文献２に示されているものが知られている。この車両用電動モータ駆動回路においては、特許文献２の図１に示されているように、バッテリー電圧ＵBには直流モータ２が接続されており、この直流モータは集積されたダイオードＤ１を有する切換装置Ｓ１によってクロック制御される。すなわち、上述した特許文献１において電動モータの駆動用スイッチとして使用した機械式リレーの代わりに半導体素子を使用している。
【特許文献１】特開平０７−２２２４７２号公報
【特許文献２】特表２００１−５１１６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載の車両用電動モータ駆動回路においては、電動モータ８０の慣性による回転継続時間が、電気的制動装置が設けられていない従来の車両用ブレーキ装置より短くなるが、機械式リレーの接点の溶着を考慮すると少なくとも１００ｍｓ〜５００ｍｓに渡って電動モータ８０がオンされることが必要である。すなわち、機械式リレーを使用すると、電動モータ８０のオン時間が例えば１００ｍｓ〜５００ｍｓ以上に制約されるので、オン時間をそれ以上短縮することができないという問題があった。
【０００５】
また、上述した特許文献２に記載の車両用電動モータ駆動回路においては、半導体素子は接点溶着を考慮しなくてよいので、最短ＯＮ時間は、機械式リレーを使用する場合と比較して、短縮することは可能である。しかし、直流モータ２と電源を遮断した後、積極的に直流モータ２の回転を停止する制御をしていないため、直流モータ２の回転は摺動抵抗などによって自然に停止されるだけであるので、より積極的に回転を止めて停止時間を短縮する必要がある。
【０００６】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、車両用電動モータ駆動回路において、スイッチング素子を使用して電動モータ駆動の開始・停止を実施可能とし、電動モータの停止時間を短縮化し、さらに回転判定を確実に実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、直流電源と、直流電源から駆動電流が供給される電動モータと、直流電源と電動モータとの間に直列に接続される第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子と直列に、かつ、電動モータと並列に接続される第２スイッチング素子と、を備えたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、電動モータへの給電を開始するにあたり第２スイッチング素子がオフ状態にあるとき第１スイッチング素子がオンされるとともに、電動モータの停止に際して第１スイッチング素子がオフされた状態で第２スイッチング素子がオンされることである。
【０００９】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、電動モータの慣性回転に伴う電磁誘導よって生じる誘起電圧を監視する監視手段を備え、第１スイッチング素子がオフされた後に、第２スイッチング素子をオンすることにより電動モータの慣性回転を停止するとともに、該電動モータの慣性回転が停止するまでに監視手段による誘起電圧の検出を完了することである。
【００１０】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項３の何れか一項において、第１および第２スイッチング素子と直列に、かつ、電動モータと並列に接続される第３スイッチング素子を備えたことである。
【００１１】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、第３スイッチング素子は寄生ダイオードを備え、寄生ダイオードのアノードおよびカソードがそれぞれ同順に直流電源の正極および負極に接続されることである。
【００１２】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項５の何れか一項において、電動モータは、車両の制動力を制御する制動力制御装置を構成する電動モータであることである。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、第１スイッチング素子（以下「スイッチング」を「ＳＷ」と称する。）は、電動モータに直列に接続されるため、電動モータの駆動・停止の切替制御が可能となる。本回路では、第２ＳＷ素子が電動モータと並列に接続されることから、例えば第１ＳＷ素子のオフにより第２ＳＷ素子と電動モータとからなるループが閉状態とされたときに、第２ＳＷ素子のオン・オフによって電動モータの逆起電力の回流を許容したり阻止したりすることができる。第２ＳＷ素子のオンにより逆起電力の回流を許容したときには、同第２ＳＷ素子のわずかな抵抗によって逆起電力を熱に変換して消費させることにより電動モータの慣性回転を積極的に停止させることができる。また、上記ＳＷ素子は従来の機械式リレーと比較して電動モータの最低給電時間を短くすることができる。したがって、本構成によれば、電動モータの給電開始から回転停止までの時間をより短縮することができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、電動モータへの給電を開始するにあたり第２ＳＷ素子がオフ状態にあるとき第１ＳＷ素子がオンされるとともに、電動モータの停止に際して第１ＳＷ素子がオフされた状態で第２ＳＷ素子がオンされるので、第１および第２ＳＷ素子によって電動モータへの給電開始・給電停止を確実に制御することができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２に係る発明において、電動モータの慣性回転に伴う電磁誘導よって生じる誘起電圧を監視する監視手段を備え、第１ＳＷ素子がオフされた後に、第２ＳＷ素子をオンすることにより電動モータの慣性回転を停止するとともに、該電動モータの慣性回転が停止するまでに監視手段による誘起電圧の検出を完了する。これにより、電動モータへの給電停止により慣性回転する電動モータの誘起電圧が確実に検出されるとともに、電動モータの慣性回転の積極的な停止を確実に行うことができる。したがって、電動モータの回転判定と迅速な電動モータの停止を両立することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項１乃至請求項３の何れか一項に係る発明において、第１および第２スイッチング素子と直列に、かつ、電動モータと並列に接続される第３スイッチング素子を備えたことにより、直流電源が本来あるべき向きと逆向きに接続された場合、第３スイッチング素子を開状態とすることで、直流電源から直接第１および第２スイッチング素子に破壊電流が流れることを防止することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項４に係る発明において、第３スイッチング素子は寄生ダイオードを備え、寄生ダイオードのアノードおよびカソードがそれぞれ同順に直流電源の正極および負極に接続される。これにより、第２ＳＷ素子がオンされている間、第３ＳＷ素子がオン・オフされることにより、第２ＳＷ素子がオンされた時点から電動モータの慣性回転が停止するまでの停止時間が調整可能となる。したがって、例えば請求項３に係る発明では電動モータの回転判定後の電動モータの停止時間をユーザの好みなどに応じて任意に設定することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、請求項１乃至請求項５の何れか一項に係る発明において、電動モータは、車両の制動力を制御する制動力制御装置を構成する電動モータである。制動力制御装置のイニシャルチェックにおいて、その時間短縮することができるのに加えて、モータ回転数を最大回転数まで上げないでチェックを実施できるので、電動モータの起動の際の振動を小さく抑えることができる。したがって、運転者が感じる制動力制御装置からのイニシャルチェック時の振動、回転騒音、ラジオノイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による車両用電動モータ駆動回路を適用した車両制動用制御装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は車両制動用制御装置である制御装置４０によって制御される液圧ブレーキ装置Ａを示す概要図である。液圧ブレーキ装置Ａは、ブレーキペダル１１の踏込状態に応じた液圧のブレーキ液（基礎液圧）を生成して車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒの回転を規制するホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｒｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｆｒに供給するマスタシリンダ１０と、ブレーキ液を貯蔵するとともにマスタシリンダ１０へ補給するリザーバタンク１２と、ブレーキペダル１１の踏み込み力を助勢する負圧式ブースタ１３と、車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒの各車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度センサＳｆｌ，Ｓｒｒ，Ｓｒｌ，Ｓｆｒと、制御装置４０を有している。
【００２０】
各ホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｒｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｆｒは、各キャリパＣＬｆｌ，ＣＬｒｒ，ＣＬｒｌ，ＣＬｆｒに設けられており、液密に摺動するピストン（図示省略）を収容している。各ホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｒｒ，ＷＣｒｌ，ＷＣｆｒにマスタシリンダ１０からの液圧が供給されると、各ピストンが一対のブレーキパッド（図示省略）を押圧して各車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒと一体回転するディスクロータＤＲｆｌ，ＤＲｒｒ，ＤＲｒｌ，ＤＲｆｒを両側から挟んでその回転を規制するようになっている。なお、本実施の形態においては、ディスク式ブレーキを採用するようにしたが、ドラム式ブレーキを採用するようにしてもよい。
【００２１】
本実施形態の液圧ブレーキ装置Ａのブレーキ配管系はＸ配管方式にて構成されており、マスタシリンダ１０の第１および第２出力ポート１０ａ，１０ｂは、第１および第２配管系Ｌａ，Ｌｂにそれぞれ接続されている。第１配管系Ｌａは、マスタシリンダ１０と左前輪Ｗｆｌ，右後輪ＷｒｒのホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｒｒとをそれぞれ連通するものであり、第２配管系Ｌｂは、マスタシリンダ１０と左後輪Ｗｒｌ，右前輪ＷｆｒのホイールシリンダＷＣｒｌ，ＷＣｆｒとをそれぞれ連通するものである。
【００２２】
第１配管系Ｌａは、第１〜第６油路Ｌａ１〜Ｌａ６から構成されている。第１油路Ｌａ１は一端がマスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａに接続されている。第２油路Ｌａ２は、一端が第１油路Ｌａ１に接続され他端がホイールシリンダＷＣｆｌに接続されている。第２油路Ｌａ２上には、保持弁２１が配設されている。第３油路Ｌａ３は、一端が第１油路Ｌａ１に接続され他端がホイールシリンダＷＣｒｒに接続されている。第３油路Ｌａ３上には、保持弁２２が配設されている。第４油路Ｌａ４は、一端が第１油路Ｌａ１に接続され他端が内蔵リザーバタンク２４に接続されている。第４油路Ｌａ４上には、ポンプ２３が配設されている。第５油路Ｌａ５は、一端が第２油路Ｌａ２の保持弁２１とホイールシリンダＷＣｆｌとの間に接続され、他端が第４油路Ｌａ４のポンプ２３と内蔵リザーバタンク２４の間に接続されている。第５油路Ｌａ５上には、減圧弁２５が配設されている。第６油路Ｌａ６は、一端が第３油路Ｌａ３の保持弁２２とホイールシリンダＷＣｒｒとの間に接続され、他端が第４油路Ｌａ４のポンプ２３と内蔵リザーバタンク２４の間に接続されている。第６油路Ｌａ６には、減圧弁２６が配設されている。
【００２３】
保持弁２１は、マスタシリンダ１０とホイールシリンダＷＣｆｌを連通・遮断するノーマルオープン型の電磁開閉弁である。保持弁２２は、マスタシリンダ１０とホイールシリンダＷＣｒｒを連通・遮断するノーマルオープン型の電磁開閉弁である。保持弁２１，２２は、制御装置４０の指令に応じて非通電されると連通状態（図示状態）に、また通電されると遮断状態に制御できる２位置弁として構成されている。保持弁２１，２２にはホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｒｒからマスタシリンダ１０への流れを許容する逆止弁２１ａ，２２ａがそれぞれ並列に設けられている。
【００２４】
減圧弁２５は、ホイールシリンダＷＣｆｌと内蔵リザーバタンク２４を連通・遮断するノーマルクローズ型の電磁開閉弁である。減圧弁２６は、ホイールシリンダＷＣｒｒと内蔵リザーバタンク２４を連通・遮断するノーマルクローズ型の電磁開閉弁である。減圧弁２５，２６は、制御装置４０の指令に応じて非通電されると遮断状態（図示状態）に、また通電されると連通状態に制御できる２位置弁として構成されている。
【００２５】
ポンプ２３は、吸い込み口がブレーキ液を貯蔵する内蔵リザーバタンク２４に連通し、吐出口が逆止弁２７を介してマスタシリンダ１０およびホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｒｒに連通するものである。ポンプ２３は、制御装置４０の指令に応じた電動モータ２３ａの作動によって駆動されている。電動モータ２３ａは、例えば直流モータである。ポンプ２３は、ＡＢＳ制御の減圧モードにて、内蔵リザーバタンク２４内に貯められたブレーキ液を吸い込んでマスタシリンダ１０に戻している。なお、ポンプ２３が吐出したブレーキ液の脈動を緩和するために、第４油路Ｌａ４のポンプ２３の吐出側にはダンパ２８が配設されている。逆止弁２７は、マスタシリンダ１０への流れを許容する逆止弁である。
【００２６】
なお、第２配管系Ｌｂは、前述した第１配管系Ｌａと同様な構成をしている。すなわち、第２配管系Ｌｂは、第１〜第６油路Ｌｂ１〜Ｌｂ６、保持弁３１，３２、ポンプ３３、内蔵リザーバタンク３４、減圧弁３５，３６、逆止弁３１ａ，３２ａ，３７、ダンパ３８を備えている。
【００２７】
なお、制動力制御装置Ｂは、上述した各電磁弁２１，２２，２５，２６，３１，３２，３５，３６、ポンプ２３，３３、電動モータ２３ａ、内蔵リザーバ２４，３４などから構成されている。
【００２８】
車輪速度センサＳｆｌ，Ｓｒｒ，Ｓｒｌ，Ｓｆｒは、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒの付近にそれぞれ設けられており、各車輪Ｗｆｌ，Ｗｒｒ，Ｗｒｌ，Ｗｆｒの回転に応じた周波数のパルス信号を制御装置４０に出力している。
【００２９】
また、液圧ブレーキ装置Ａは、ブレーキペダル１１が踏まれるとオンされ、踏み込みが解除されるとオフされるストップスイッチ１４を備えている。このストップスイッチ１４のオン・オフ信号は制御装置４０に入力されるようになっている。
【００３０】
さらに、液圧ブレーキ装置Ａは、上述したストップスイッチ１４、電動モータ２３ａ、各電磁弁２１，２２，２５，２６，３１，３２，３５，３６、および各車輪速度センサＳｆｌ，Ｓｒｒ，Ｓｒｌ，Ｓｆｒに接続された制御装置４０を備えている。
【００３１】
制御装置４０は、図２に示すように、マイクロプロセッサ４１、モータ制御部４２、モータ駆動回路（車両用電動モータ駆動回路）４３、電圧検出回路４４を備えている。
【００３２】
モータ制御部４２は、マイクロプロセッサ４１からの制御指令信号（駆動要求）を入力しその制御指令信号に応じて制御対象の電動モータ２３ａに供給する駆動電流（駆動電圧）をオン・オフ制御するものである。モータ制御部４２は、マイクロプロセッサ４１からの駆動要求に応じたオン・オフ信号（所定のデューティ比のＰＷＭ信号でもよい。）を第１〜第３ＳＷ素子５１，５２，５３に送信して電動モータ２３ａの通電・非通電を制御する。電動モータ２３ａの作動については後述する。
【００３３】
モータ駆動回路４３は、電動モータ２３ａを回転・停止させる回路である。このモータ駆動回路４３は、モータ制御部４２からそれぞれ独立して供給されるオン・オフ信号に応じてオン・オフする３個のＳＷ素子（例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ））５１〜５３から構成されている。
【００３４】
第１ＳＷ素子５１は、例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）にて構成される。第１ＳＷ素子５１は、第１ＳＷ部５１ａと第１ダイオード部（第１寄生ダイオード）５１ｂからなる。第１ＳＷ部５１ａのドレイン（入力端）は直流電源であるバッテリＢＡＴ（例えば＋１２Ｖ）の正極に接続されている。第１ＳＷ部５１ａのソース（出力端）は電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１に接続されるとともに、第２ＳＷ部５２ａのドレインに接続されている。第１ＳＷ部５１ａのゲート（信号入力端）はモータ制御部４２の出力ポート４２ａに接続されている。第１ダイオード部５１ｂのカソードおよびアノードがそれぞれ第１ＳＷ部５１ａのドレインおよびソースに接続されている。
【００３５】
第２ＳＷ素子５２は、第１ＳＷ素子５１と同様に構成されるものであり、第２ＳＷ部５２ａと第２ダイオード部（第２寄生ダイオード）５２ｂからなる。第２ＳＷ部５２ａのドレイン（入力端）は第１ＳＷ部５１ａのソース（すなわち電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１）に接続され、第２ＳＷ部５２ａのソース（出力端）は第３ＳＷ部５３ａのソースに接続され、第２ＳＷ部５２ａのゲート（信号入力端）はモータ制御部４２の出力ポート４２ｂに接続されている。第２ダイオード部５２ｂのカソードおよびアノードがそれぞれ第２ＳＷ部５２ａのドレインおよびソースに接続されている。
【００３６】
第３ＳＷ素子５３は、第１ＳＷ素子５１と同様に構成されるものであり、第３ＳＷ部５３ａと第３ダイオード部（第３寄生ダイオード）５３ｂからなる。第３ＳＷ部５３ａのドレイン（入力端）は、バッテリＢＡＴの負極に接続されるとともに、電動モータ２３ａの他方の端子２３ａ２に接続されている。第３ＳＷ部５３ａのソース（出力端）は第２ＳＷ部５２ａのソースに接続され、第３ＳＷ部５３ａのゲート（信号入力端）はモータ制御部４２の出力ポート４２ｃに接続されている。第３ダイオード部５３ｂのカソードおよびアノードがそれぞれ第３ＳＷ部５３ａのドレインおよびソースに接続されている。
【００３７】
また、第３ＳＷ素子５３は、直流電源であるバッテリＢＡＴが第１ＳＷ素子５１に対して上述した場合と逆向きに接続されたとき、第１および第２ダイオード部５１ｂ，５２ｂを通って逆向きに流れる破壊電流から第１および第２ＳＷ素子５１，５２を保護するために配設されるものである。
【００３８】
上述したように、第１ＳＷ素子５１は、バッテリＢＡＴと、該バッテリＢＡＴから駆動電流が供給される電動モータ２３ａとの間に直列に接続されている。第２および第３ＳＷ素子５２，５３は、互いに逆向きに直列に接続されている。
【００３９】
そして、モータ駆動回路４３は、上述した第１〜第３ＳＷ素子５１〜５３、電動モータ２３ａ、バッテリＢＡＴを含む。なお、上述した第１〜第３ＳＷ素子５１〜５３は一つの集積回路として構成するようにしてもよい。すなわち、第１〜第３ＳＷ素子５１〜５３は一つの半導体ＩＣ（例えばモータ駆動ＩＣ）に内蔵するようにすればよい。
【００４０】
また、マイクロプロセッサ４１は、Ａ／Ｄ変換機能を有する入力ポート４１ａを有しており、その入力ポート４１ａは電圧検出回路４４を介して電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１に接続されている。したがって、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１の電圧、すなわち電動モータ２３ａの慣性回転に伴う電磁誘導よって生じる誘起電圧を電圧検出回路４４を介して監視する監視手段として機能する。
【００４１】
電圧検出回路４４は、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１の電圧を検出するための回路である。この電圧検出回路４４は、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１とマイクロプロセッサ４１の入力ポート４１ａとの間に直列に接続された抵抗４４ａと、入力ポート４１ａ（抵抗４４ａ）とアース４５との間に直列に接続された抵抗４４ｂと、から構成されている。
【００４２】
マイクロプロセッサ４１は、抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧を直接的に監視している。一方、電動モータ２３ａへの給電が停止された後であって、電動モータ２３ａが慣性回転している場合においては、抵抗４４ａ，４４ｂの各抵抗値、および第２および第３ＳＷ素子５２，５３のオン時の各抵抗値は予めわかっている。また、第２ＳＷ素子５２がオフ時は、第２ＳＷ素子５２のリーク抵抗が抵抗４４ａ，４４ｂと比較して十分大きいため、第２ＳＷ素子５２を無視することができる。したがって、予めわかっている前記各抵抗値と直接的に監視している抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧とに基づいて電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１の誘起電圧は導出可能である。したがって、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１の誘起電圧を電圧検出回路４４を介して監視することは可能である。
【００４３】
また、電動モータ２３ａへの給電中（駆動中）においても、マイクロプロセッサ４１は、抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧を直接的に監視している。さらに、抵抗４４ａ，４４ｂの各抵抗値、第１ＳＷ素子５１のオン時の抵抗値、電動モータ２３ａの内部抵抗値、およびバッテリＢＡＴの電圧は予めわかっているので、これらの値と直接的に監視している抵抗４４ａ，４４ｂの間の電圧とに基づいて電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１の電圧は導出可能である。したがって、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１の電圧を電圧検出回路４４を介して監視することは可能である。
【００４４】
次に、上記のように構成した液圧ブレーキ装置の作動を説明する。まず、ブレーキ液圧制御について説明する。制御装置４０は、所定時間毎に車輪速度センサＳｆｌ〜Ｓｆｒからの検出信号に基づいて車輪速度Ｖｗを演算し、その車輪速度Ｖｗから車輪加速度ＤＶｗを演算し、４輪の車輪速度Ｖｗに基づいて車体速度Ｖｓを演算し、ストップスイッチ１４がオンされブレーキ制動が行われていることを検知すると、車輪速度Ｖｗと車体速度Ｖｓとの差が所定値以上とならないように、各車輪に最適な制動力を付与するＡＢＳ制御を実施する。
【００４５】
具体的には、制御装置４０は、車輪Ｗｆｌに対して割り当てられている一対の保持弁２１，減圧弁２５を増圧・保持・減圧モードに制御すべく、保持弁２１および減圧弁２５を各モードに応じて励磁・非励磁させている。保持弁２１および減圧弁２５は、増圧モードではそれぞれ非励磁されて保持弁２１および減圧弁２５が開状態・閉状態とされ、保持モードではそれぞれ励磁・非励磁されて保持弁２１および減圧弁２５がそれぞれ閉状態とされ、減圧モードでは、それぞれ励磁されて保持弁２１および減圧弁２５がそれぞれ閉状態・開状態とされる。他の車輪も同様に制御される。また、ＡＢＳ制御中は、電動モータ２３ａが通電されて、ポンプ２３，３３が作動するように制御される。
【００４６】
次に、上記のように構成した車両用電動モータ駆動回路の作動について説明する。第１ＳＷ素子５１がオンされるとともに第２ＳＷ素子５２がオフされていると、電動モータ２３ａへの給電が開始される。すなわち電動モータ２３ａの駆動が開始される。このとき、第３ＳＷ素子５３はオン・オフの何れでもよいが、消費電流を抑制する観点からオフの方が好ましい。
【００４７】
一方、第１ＳＷ素子５１がオフされるとともに第２ＳＷ素子５２がオフされていると、電動モータ２３ａへの給電が停止される。すなわち電動モータ２３ａの駆動が停止される。
【００４８】
このように電動モータ２３ａへの給電が停止されても、電動モータ２３ａのコイルが巻き付けられたロータ（回転体）は慣性力により回転し続けようとする。すなわち、電動モータ２３ａは慣性力により回転し続けようとする。この慣性力による回転を慣性回転という。この慣性回転は、積極的なブレーキを作用させない限り、ポンプ２３，３３が受けるブレーキ液からの抵抗、電動モータ２３ａ自身（例えば、回転体とその支持部材との接触部）の摺動（接触）抵抗や電圧検出回路４４の抵抗４４ａ，４４ｂなどにより、自然に停止する。
【００４９】
電動モータ２３ａの慣性回転を積極的に停止するために、第２ＳＷ素子５２をオンする。第１ＳＷ素子５１がオフされた状態で第２ＳＷ素子５２がオンされると、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１が第２ＳＷ部５２ａおよび第３ダイオード部５３ｂを介して電動モータ２３ａの他方の端子２３ａ２に接続される。これは、慣性回転に伴う電磁誘導によって生じる誘起電圧（すなわち電動モータ２３ａが発電機として機能している状態）で、電動モータ２３ａのコイルにロータの回転を妨げる向きの電流を流すことになるため、慣性回転を積極的に停止することができる。すなわち、第２ＳＷ素子５２のオンにより第２ＳＷ素子５２と電動モータ２３ａとからなるループに逆起電力の回流を許容したときには、同第２ＳＷ素子５２のわずかな抵抗によって逆起電力を熱に変換して消費させることにより電動モータ２３ａの慣性回転を積極的に停止させることができる。
【００５０】
また、第２ＳＷ素子５２がオンされている間、第３ＳＷ素子５３をオン・オフすることにより、第２ＳＷ素子５２がオンされた時点から電動モータ２３ａの回転が停止するまでの停止時間を調整可能とする。
【００５１】
具体的には、第３ＳＷ素子５３をオフした場合、すなわち第２ＳＷ素子５２のみをオンした場合には、上述したように、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１が第２ＳＷ部５２ａおよび第３ダイオード部５３ｂを介して電動モータ２３ａの他方の端子２３ａ２に接続される。この場合、第３ダイオード部５３ｂの順方向の降下電圧（例えば０．６Ｖ）だけロスするためその分誘導電流が小さくなり、すなわち、電動モータ２３ａの回転を停止する力が小さくなる。
【００５２】
一方、第３ＳＷ素子５３をオンした場合、すなわち第２および第３ＳＷ素子５２，５３の両方をオンした場合には、電動モータ２３ａの一方の端子２３ａ１が第２および第３ＳＷ部５２ａ，５３ａを介して電動モータ２３ａの他方の端子２３ａ２に接続される。この場合、第３ダイオード部５３ｂの順方向の降下電圧より第３ＳＷ部５３ａのオン抵抗による降下電圧の方が小さいため誘導電流の減少が比較的小さくなり、すなわち、電動モータ２３ａの回転を停止する力を減少させることなく、慣性回転を停止することができる。したがって、第３ＳＷ素子５３をオフした場合に比べて、オンした方が停止時間を短くすることができる。
【００５３】
次に、電動モータ２３ａのイニシャルチェックについて説明する。車両のイグニッションスイッチ（図示省略）が投入されると、液圧ブレーキ装置Ａのイニシャルチェックが実施される。このとき、液圧ブレーキ装置Ａを構成する各電磁電磁弁２１，２２，２５，２６，３１，３２，３５，３６および電動モータ２３ａのイニシャルチェックが実施される。電動モータ２３ａのイニシャルチェックは、電動モータ２３ａの慣性回転時に誘起電圧が発生するか否かを判定することにより、電動モータ２３ａが正常に回転するか否か（電動モータ２３ａを構成するロータが回転するか否か）を判定することである。
【００５４】
図３を参照して電動モータ２３ａの作動について詳述する。時刻ｔ１にて、マイクロプロセッサ４１によって第１ＳＷ素子５１がオンされると、電動モータ２３ａへの駆動電圧（駆動電流）の供給が開始されて電動モータ２３ａの回転数が上昇する。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、第２および第３ＳＷ素子５２，５３はオフされている。
【００５５】
時刻ｔ２にて、第１ＳＷ素子５１がオフされると、電動モータ２３ａへの駆動電圧の供給が停止されて電動モータ２３ａの回転数が下降する（減少し始める）。その下降速度（減少速度）は、電動モータ２３ａ固有の値であり、ポンプ２３，３３が受けるブレーキ液からの抵抗、電動モータ２３ａ自身の摺動（接触）抵抗などによる。なお、時刻ｔ２は、電動モータ２３ａへの給電を開始した時点から実際に電動モータ２３ａが回転を開始するのに十分な時間であり、かつ、給電を停止した後の慣性回転に伴う誘起電圧が必要以上生じるのに十分な回転数であることを満足するように設定されるのが好ましい。すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、数ｍｓ〜数十ｍｓに設定されるのが好ましい。
【００５６】
時刻ｔ２以降において、すなわち電動モータ２３ａへの給電が停止された後に、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ２３ａの慣性回転に伴う電磁誘導よって生じる誘起電圧の監視を実施する。電動モータ２３ａへ給電したにも拘わらず電動モータ２３ａが何らかの理由によって駆動（回転）しなければ、電動モータ２３ａへの給電を停止した場合、誘起電圧が生じない。したがって、所定値以上の電圧を検出しない場合、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ２３ａは異常であると判定する。一方、所定値以上の電圧を検出する場合、マイクロプロセッサ４１は、電動モータ２３ａは正常であると判定する。
【００５７】
電動モータ２３ａの回転判定が完了した後の時刻ｔ３にて、第２ＳＷ素子５２をオンしたまま第３ＳＷ素子５３をオンすると、第３ダイオード部５３ｂの電圧降下の影響が少なくなるので、第３ＳＷ素子５３をオフした場合と比べて電動モータ２３ａの回転をより早く停止することができる。これにより、電動モータ２３ａは時刻ｔ４に回転が停止する。
【００５８】
なお、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間の所定時間は、マイクロプロセッサ４１によって電圧を検出して回転判定を完了するのに必要十分な時間（例えば数ｍｓ〜数十ｍｓ、本実施形態においては２０ｍｓ）に設定されるのが好ましい。この所定時間は、電動モータ２３ａが自然に停止する速度、マイクロプロセッサ４１の入力ポート４１ａの読取誤差、電動モータ２３ａが給電されてから実際に回転するまでの時間などを考慮して設定することが好ましい。
【００５９】
また、時刻ｔ３にて第３ＳＷ素子５３をオンしない場合（オフのままである場合）、第３ダイオード部５３ｂの順方向の降下電圧だけロスするためその分電動モータ２３ａの誘導電流が小さくなり、すなわち、第３ＳＷ素子５３をオンした場合と比べて電動モータ２３ａの回転を停止する力が小さくなる。したがって、第３ＳＷ素子５３をオンした場合と比べて電動モータ２３ａの回転停止速度が緩やかになる。この場合、電動モータ２３ａは時刻ｔ４より遅い時刻ｔ５に回転が停止する。なお、この場合を図３にて太い破線で示している。
【００６０】
したがって、第２ＳＷ素子５２をオンして電動モータ２３ａの慣性回転を停止させる際には、第３ＳＷ素子５３のオン・オフを調整することにより、停止速度を調整することができる。この場合、２段階の切り替えにすることもできるし、また無段階切り替え（最短で時刻ｔ４最長で時刻ｔ５の間で停止時間を調整する）にすることもできる。
【００６１】
また、時刻ｔ３にて第２および第３ＳＷ素子５２，５３の両方をオンしない場合、すなわち時刻ｔ２にて第１ＳＷ素子５１をオフし、その後電動モータ２３ａに積極的にブレーキを作用させない場合、電動モータ２３ａは自然に回転が停止する。この場合、電動モータ２３ａは時刻ｔ５より遅い時刻ｔ６に回転が停止する。なお、この場合を図３にて細い破線で示している。
【００６２】
すなわち、図３に示すように、イニシャルチェックにおいて、電動モータ２３ａへの給電を開始した時点（時刻ｔ１）から電動モータ２３ａの回転が停止した時点（時刻ｔ４）までの時間は、従来の１秒近くから数ｍｓ〜数十ｍｓ（本実施形態においては、５０ｍｓ）に短縮することができる。なお、従来の場合、時刻ｔ１に機械式リレーがオンされ電動モータへの給電が開始された後（時刻ｔ１）、その給電が停止されるまで（時刻ｔ８）の時間は、少なくとも１００ｍｓ〜５００ｍｓ必要であった。また、給電が停止されて（時刻ｔ８）から回転が停止するまで（時刻ｔ９）は、１秒〜２秒が必要であった。したがって、電動モータへの給電が開始された後（時刻ｔ１）回転が停止するまで（時刻ｔ９）の時間は、少なくとも１秒近く必要であった。
【００６３】
また、従来のように最低オン時間が必要ないので、電動モータ２３ａの回転数が定常回転の回転数Ｎａに達する前に電動モータ２３ａへの給電を停止しても、電動モータ２３ａの回転判定を実施することができる。したがって、電動モータ２３ａが定常回転の回転数Ｎａに達するに必要な時間を短縮することができるし、また、定常回転の回転数Ｎａより低い回転数から電動モータ２３ａの回転を停止するため、その間の時間も短縮することができる。
【００６４】
次に、ＡＢＳ制御中のモータ駆動制御について説明する。マイクロプロセッサ４１によって第１ＳＷ素子５１がオンされると、電動モータ２３ａへの駆動電圧の供給が開始されて電動モータ２３ａの回転数が上昇する。そして、ほぼ一定の定常回転（図３にて回転数Ｎａ）に達する。一定の駆動電圧の供給でポンプ負荷が一定状態で続いている間はその定常回転にて電動モータ２３ａは駆動を続ける。
【００６５】
電動モータ２３ａの駆動中において、第１ＳＷ素子５１がオフされると、電動モータ２３ａへの駆動電圧の供給が停止されて電動モータ２３ａの回転数が下降する。このとき、第２ＳＷ素子５２がオンされると、上述したイニシャルチェック時と同様に、電動モータ２３ａの慣性回転の停止速度は速くなり、停止時間を短くすることができる。また、第３ＳＷ素子５３のオン・オフ制御と合わせて停止時間の長短を調整することもできる。
【００６６】
上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、第１ＳＷ素子５１は、電動モータ２３ａに直列に接続されるため、電動モータ２３ａの駆動・停止の切替制御が可能となる。本回路４３では、第２ＳＷ素子５２が電動モータ２３ａと並列に接続されることから、例えば第１ＳＷ素子５１のオフにより第２ＳＷ素子５２と電動モータ２３ａとからなるループが閉状態とされたときに、第２ＳＷ素子５２のオン・オフによって電動モータ２３ａの逆起電力の回流を許容したり阻止したりすることができる。第２ＳＷ素子５２のオンにより逆起電力の回流を許容したときには、同第２ＳＷ素子５２のわずかな抵抗によって逆起電力を熱に変換して消費させることにより電動モータ２３ａの慣性回転を積極的に停止させることができる。また、上記ＳＷ素子５１は従来の機械式リレーと比較して電動モータ２３ａの最低給電時間を短くすることができる。したがって、本実施形態によれば、電動モータ２３ａの給電開始から回転停止までの時間をより短縮することができる。
【００６７】
また、電動モータ２３ａへの給電を開始するにあたり第２ＳＷ素子５２がオフ状態にあるとき第１ＳＷ素子５１がオンされるとともに、電動モータ２３ａの停止に際して第１ＳＷ素子５１がオフされた状態で第２ＳＷ素子５２がオンされるので、第１および第２ＳＷ素子５１，５２によって電動モータ２３ａへの給電開始・給電停止を確実に制御することができる。
【００６８】
また、電動モータ２３ａの慣性回転に伴う電磁誘導よって生じる誘起電圧を監視する監視手段であるマイクロプロセッサ４１を備え、第１ＳＷ素子５１がオフされた後であって、監視手段による誘起電圧の検出が完了した後に、第２ＳＷ素子５２をオンして電動モータ２３ａの慣性回転を停止する。これにより、電動モータ２３ａへの給電停止により慣性回転する電動モータ２３ａの誘起電圧が確実に検出され、その後、電動モータ２３ａの慣性回転の積極的な停止を確実に行うことができる。したがって、電動モータ２３ａの回転判定後、速やかに電動モータ２３ａを停止することができる。
【００６９】
また、第１および第２ＳＷ素子５１，５２と直列に、かつ、電動モータ２３ａと並列に接続される第３ＳＷ素子５３を備えたことにより、直流電源ＢＡＴが本来あるべき向きと逆向きに接続された場合、第３ＳＷ素子５３を開状態とすることで、直流電源ＢＡＴから直接第１および第２ＳＷ素子５１，５２に破壊電流が流れることを防止することができる。
【００７０】
第３ＳＷ素子５３は寄生ダイオード５３ｂを備え、寄生ダイオード５３ｂのアノードおよびカソードがそれぞれ直流電源ＢＡＴの正極および負極に接続される。これにより、第２ＳＷ素子５２がオンされている間、第３ＳＷ素子５３がオン・オフされることにより、第２ＳＷ素子５２がオンされた時点から電動モータ２３ａの慣性回転が停止するまでの停止時間が調整可能となる。したがって、電動モータ２３ａの回転判定後の電動モータ２３ａの停止時間をユーザの好みなどに応じて任意に設定することができる。
【００７１】
また、電動モータ２３ａは、車両の制動力を制御する制動力制御装置Ｂを構成する電動モータである。これにより、制動力制御装置Ｂのイニシャルチェックにおいて、その時間短縮することができるのに加えて、モータ回転数を最大回転数（例えば定常回転の回転数Ｎａ）まで上げないでチェックを実施できるので、電動モータ２３ａの起動の際の振動を小さく抑えることができる。したがって、運転者が感じる制動力制御装置Ｂからのイニシャルチェック時の振動、回転騒音、ラジオノイズを低減することができる。
【００７２】
また、第１から第３ＳＷ素子５１〜５３は１つの集積回路として構成されると、部品点数を低減することができ、低コスト化することができるとともにそれら各素子を搭載する配線板の部品搭載面積を縮小することができる。
【００７３】
なお、第１ＳＷ素子５１をバッテリＢＡＴの負極と電動モータ２３ａの他方の端子２３ａ２との間に接続してもよい。また、第２および第３ＳＷ素子５２，５３の位置を入れ替えて配置するようにしてもよい。
【００７４】
なお、上述した実施形態においては、第１ＳＷ素子５１がオフされた後であって、マイクロプロセッサ４１による誘起電圧の検出が完了した後に、第２ＳＷ素子５２をオンして電動モータ２３ａの慣性回転を停止するようにしたが、第１ＳＷ素子５１がオフされた後であって、第２ＳＷ素子５２をオンして電動モータ２３ａの慣性回転を停止しながら、マイクロプロセッサ４１による誘起電圧の検出を実施するようにしてもよい。この場合、電動モータ２３ａの慣性回転が停止するまでに誘起電圧の検出および回転判定を完了しなければならない。
【００７５】
これによれば、第１ＳＷ素子５１がオフされた後に、第２ＳＷ素子５２をオンすることにより電動モータ２３ａの慣性回転を停止するとともに、該電動モータ２３ａの慣性回転が停止するまでに監視手段による誘起電圧の検出を完了する。これにより、電動モータ２３ａへの給電停止により慣性回転する電動モータ２３ａの誘起電圧が確実に検出されるとともに、電動モータ２３ａの慣性回転の積極的な停止を確実に行うことができる。したがって、電動モータ２３ａの回転判定と迅速な電動モータの停止を両立することができる。
【００７６】
なお、上述した実施形態において、第１から第３ＳＷ素子５１〜５３はＭＯＳＦＥＴにて構成されているが、これに代えて、バイポーラトランジスタ、静電誘導型トランジスタでもよい。ＳＷ素子として、ＮＰＮ型トランジスタを用いる場合にはコレクタおよびエミッタがそれぞれ同順に入、出力端子に相当し、ＰＮＰ型トランジスタを用いる場合にはエミッタおよびコレクタがそれぞれ同順に入、出力端子に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明による車両用電動モータ駆動回路を適用した車両制動用制動装置の一実施形態によって制御される液圧ブレーキ装置を示す概要図である。
【図２】図１に示す制御装置を示す概要ブロック図である。
【図３】図２に示す車両用電動モータ駆動回路の作動および従来のモータ駆動回路をそれぞれ示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１０…マスタシリンダ、１０ａ…第１出力ポート、１０ｂ…第２出力ポート、１１…ブレーキペダル、１２…リザーバタンク、１３…負圧式ブースタ、１４…ストップスイッチ、２１，２２，３１，３２…保持弁、２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ，２７，３７…逆止弁、２３，３３…ポンプ、２３ａ…電動モータ、２４，３４…内蔵リザーバ、２５，２６，３５，３６…減圧弁、２８，３８…ダンパ、４０…制御装置（車両制動用制御装置）、４１…マイクロプロセッサ（監視手段）、４２…モータ制御部、４３…モータ駆動回路（車両用電動モータ駆動回路）、４４…電圧検出回路、５１〜５３…第１〜第３ＳＷ素子、Ａ…液圧ブレーキ装置、Ｂ…制動力制御装置、ＢＡＴ…バッテリ（直流電源）、ＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒ…ホイールシリンダ。
【図１】
2008054443.tif 000003
【図２】
2008054443.tif 000004
【図３】
2008054443.tif 000005