(57)【要約】【課題】短絡電流を防止してスイッチング素子の破損を防止することと、電動モータの制御装置のコストを低減することである。【解決手段】ＦＥＴ８はプリドライバ５からゲート電圧ＧＶが入力されることにより接続状態に切り替えられるようになっている。このゲート電圧ＧＶはプリドライバ５に正電圧側の指令電圧線１５を介して制御ユニット４からの指令電圧ＤＶが入力されたときに、このプリドライバ５から出力されるようになっている。また、指令電圧線１５とモータ接続線１３との間には、指令電圧線１５からモータ接続線１３に向く電流のみを流すダイオード４２が設けられた短絡線４０が接続されている。そして、給電端子１ａが基準電位に短絡されたときには指令電圧ＤＶは短絡線４０を介して基準電圧にまで引き下げられ、ＦＥＴ８は遮断状態となって短絡電流の発生が防止される。【選択図】      図１
2004194418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から電動モータに供給される電流を制御して前記電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置であって、
前記電源から正電源電圧が供給される電源端子と前記電動モータとの間に電気的に接続され、切替え電圧が供給されたときに前記電動モータと前記電源端子とを接続状態に切り替える正電圧側スイッチング素子と、
前記正電圧側スイッチング素子に電気的に接続され、指令電圧が入力されたときに前記正電圧側スイッチング素子に切替え電圧を出力するスイッチング素子切替え手段と、
指令電圧線を介して前記スイッチング素子切替え手段に電気的に接続され、前記スイッチング素子切替え手段に指令電圧を出力する制御手段と、
前記正電圧側スイッチング素子を前記電動モータに電気的に接続するモータ接続線と前記指令電圧線との間に電気的に接続され、前記指令電圧線から前記モータ接続線に向く電流のみを流す整流素子を備えた短絡線と、
前記指令電圧線に設けられ、前記短絡線に流れる電流を制限する抵抗素子とを有し、
前記モータ接続線が基準電位に短絡されたときには、前記短絡線を介して前記指令電圧が基準電位に引き下げられて前記正電圧側スイッチング素子が非接続状態に切り替えられることを特徴とする電動モータの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電動モータの制御装置であって、前記電動モータに第１と第２の給電端子を設け、前記第１の給電端子を第１のモータ接続線と第１の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続するとともに前記第２の給電端子を第２のモータ接続線と第２の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続し、前記第１と第２のモータ接続線と基準電位となるグランド端子との間にそれぞれ第１と第２の基準電位側スイッチング素子を設けたことを特徴とする電動モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータは電源から供給される電流を機械的な回転運動に変換して出力する機器であり、ワイパ装置などの自動車用部品から、ＯＡ、ＡＶ機器などの民生機器にいたるまで幅広く用いられている。そして、従来から、このような電動モータの制御には、駆動回路、プリドライバおよび制御ユニットとを備えたモータコントローラが用いられている。
【０００３】
このようなモータコントローラの駆動回路としては、たとえば、電動モータの双方向駆動を可能とする所謂フルブリッジ回路を用いたものがある。フルブリッジ回路は別名Ｈブリッジ回路とも呼ばれており、電源の正電源電圧が供給される電源端子と基準電位となるグランド端子との間に、互いに直列に接続された２つのＦＥＴ等のスイッチング素子からなる直列回路を互いに並列に２つ設けたものである。この場合、電動モータの各給電端子は、それぞれの直列回路におけるＦＥＴ同士の接続部に接続されることになる。そして、このフルブリッジ回路では、互いに対角に位置するＦＥＴをオンに切り替えることにより、電動モータに一方の給電端子から他方の給電端子に向く直流電流を供給して電動モータを正転させ、また、オンに切り替えるＦＥＴを前述とは異なる組み合わせとすることにより、電動モータに前述とは逆向きの直流電流を供給して電動モータを逆転させることができる。
【０００４】
これらのＦＥＴの切替えは、制御ユニットからの指令に応じて作動するプリドライバにより行われることになる。つまり、プリドライバは制御ユニットから出力される指令電圧に同期して所定のＦＥＴにゲート電圧を出力するようになっており、ゲート電圧が供給されたＦＥＴがオンに切り替えられるようになっている。
【０００５】
このようなモータコントローラでは、何らかの原因により、正電圧側つまり電源端子と電動モータとの間に位置するＦＥＴがオンとなって電源端子に接続された状態の給電端子が基準電位に短絡した場合には、このＦＥＴにショート電流つまり負荷を介していない大電流が流れることになる。そして、場合によってはこのショート電流がＦＥＴの容量を越えたものとなり、ＦＥＴを破損する恐れがあった。
【０００６】
そのため、たとえば、特開２０００−１９４４０３号公報や特開平１０−０２０００１号公報に示されるモータコントローラでは、給電端子の電流もしくは電圧を検出するための検出回路を設け、この給電端子に流れる電流が所定値以上となったときにはＦＥＴを非通電状態に切り替えてショート電流の発生を回避するようにしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような検出回路は多数の抵抗や素子により構成されているため、部品点数が増加し、この電動モータの制御装置のコスト低減の妨げとなっていた。
【０００８】
本発明の目的は、短絡電流を防止してスイッチング素子の破損を防止することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、電動モータの制御装置のコストを低減することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動モータの制御装置は、電源から電動モータに供給される電流を制御して前記電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置であって、前記電源から正電源電圧が供給される電源端子と前記電動モータとの間に電気的に接続され、切替え電圧が供給されたときに前記電動モータと前記電源端子とを接続状態に切り替える正電圧側スイッチング素子と、前記正電圧側スイッチング素子に電気的に接続され、指令電圧が入力されたときに前記正電圧側スイッチング素子に切替え電圧を出力するスイッチング素子切替え手段と、指令電圧線を介して前記スイッチング素子切替え手段に電気的に接続され、前記スイッチング素子切替え手段に指令電圧を出力する制御手段と、前記正電圧側スイッチング素子を前記電動モータに電気的に接続するモータ接続線と前記指令電圧線との間に電気的に接続され、前記指令電圧線から前記モータ接続線に向く電流のみを流す整流素子を備えた短絡線と、前記指令電圧線に設けられ、前記短絡線に流れる電流を制限する抵抗素子とを有し、前記モータ接続線が基準電位に短絡されたときには、前記短絡線を介して前記指令電圧が基準電位に引き下げられて前記正電圧側スイッチング素子が非接続状態に切り替えられることを特徴とする。
【００１１】
本発明の電動モータの制御装置は、前記電動モータに第１と第２の給電端子を設け、前記第１の給電端子を第１のモータ接続線と第１の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続するとともに前記第２の給電端子を第２のモータ接続線と第２の正電圧側スイッチング素子とを介して前記電源端子に電気的に接続し、前記第１と第２のモータ接続線と基準電位となるグランド端子との間にそれぞれ第１と第２の基準電位側スイッチング素子を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、モータ接続線と指令電圧線との間に指令電圧線からモータ接続線に向く電流のみを流す整流素子を備えた短絡線を設けたので、モータ接続線が何らかの理由により基準電位に短絡された場合には、短絡線を介して指令電圧線が基準電位に短絡されることになる。したがって、スイッチング素子に向けて出力された指令電圧が基準電位に引き下げられて、スイッチング素子切替え手段によりスイッチング素子は非接続状態に切り替えられるので、短絡電流によりスイッチング素子が破損することを防止することができる。
【００１３】
また、本発明にあっては、短絡線をモータ接続線と指令電圧線との間に付加するのみで短絡電流を防止することができるので、多数の電気素子を用いた回路が不要となり、部品点数を低減してこの電動モータの制御装置のコストを低減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態であるモータコントローラの概略を示す説明図である。
【００１６】
図１において符号１は電動モータである。この電動モータ１は第１の給電端子１ａと第２の給電端子１ｂとを有しており、これらの給電端子１ａ，１ｂ間に直流電流を供給することにより図示しない出力軸が回転する所謂直流ブラシ付きモータとなっている。また、この電動モータ１は双方向に回転可能となっており、それぞれの給電端子１ａ，１ｂに供給する直流電流の向きを変えることによりその回転方向を変えることができるようになっている。
【００１７】
これらの給電端子１ａ，１ｂに供給する直流電流を制御して、電動モータ１の作動つまり回転を制御するために、電動モータ１には電動モータの制御装置としてのモータコントローラ２が接続されている。モータコントローラ２は駆動回路３、制御ユニット４およびプリドライバ５を有しており、制御ユニット４に接続された図示しないモータスイッチからの指令に応じて電動モータ１を制御するようになっている。
【００１８】
駆動回路３は図示しない電源から正電源電圧が供給される電源端子６と基準電位となるグランド端子７とを有しており、電源端子６には正電源電圧Ｖａが印加されている。これらの端子６，７間にはスイッチング素子としての４つのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、電界効果トランジスタ）８，９，１０，１１が設けられており、これらのＦＥＴ８，９，１０，１１によりフルブリッジ回路１２（Ｈブリッジ回路）が形成されている。フルブリッジ回路１２は、ソース端子８ａを電源端子６に接続された第１の正電圧側スイッチング素子としてのＦＥＴ８とドレイン端子９ｂをグランド端子７に接続された第１の基準電位側スイッチング素子としてのＦＥＴ９とを直列に接続してなる直列回路１２ａと、同様に、ソース端子１０ａを電源端子６に接続された第２の正電圧側スイッチング素子としてのＦＥＴ１０とドレイン端子１１ｂをグランド端子７に接続された第２の基準電位側スイッチング素子としてのＦＥＴ１１とを直列に接続してなる直列回路１２ｂとを有しており、これらの直列回路１２ａ，１２ｂを互いに並列に接続した構造となっている。また、ＦＥＴ８とＦＥＴ９との接続部は第１のモータ接続線１３により第１の給電端子１ａに電気的に接続されており、同様に、ＦＥＴ１０とＦＥＴ１１との接続部は第２のモータ接続線１４により第２の給電端子１ｂに電気的に接続されている。したがって、給電端子１ａはモータ接続線１３とＦＥＴ８とを介して電源端子６に電気的に接続され、ＦＥＴ９はモータ接続線１３とグランド端子７との間に設けられており、給電端子１ｂはモータ接続線１４とＦＥＴ１０とを介して電源端子６に電気的に接続され、ＦＥＴ１１はモータ接続線１４とグランド端子７との間に設けられている。
【００１９】
これらのＦＥＴ８，９，１０，１１は、ゲート端子８ｃ，９ｃ，１０ｃ，１１ｃに切替え電圧つまりゲート電圧ＧＶが供給されたときに接続状態つまりソース端子８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａからドレイン端子８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂに電流が流れ得るように切り替えられ、ゲート端子８ｃ，９ｃ，１０ｃ，１１ｃが基準電位となったときには非接続状態つまりソース端子８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａとドレイン端子８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂと間の電流の流れが遮断されるようになっている。たとえば、ＦＥＴ８のゲート端子８ｃにゲート電圧ＧＶが供給されると、ＦＥＴ８は接続状態となって電源端子６と給電端子１ａとが接続状態に切り替えられることになる。
【００２０】
そして、この駆動回路３では、４つのＦＥＴ８，９，１０，１１のすべてを非接続状態とすることにより電動モータ１に対する直流電流の供給を遮断して電動モータ１を停止させることができる。また、一方の直列回路１２ａの正電圧側のＦＥＴ８と他方の直列回路１２ｂの基準電位側のＦＥＴ１１とを接続状態に切り替えることにより、給電端子１ａから給電端子１ｂに向く直流電流を電動モータ１に供給して電動モータ１を正転させることができる。また、正転時とは対称に他方の直列回路１２ｂの正電圧側のＦＥＴ１０と一方の直列回路１２ａの基準電位側のＦＥＴ９とを接続状態に切り替えることにより、給電端子１ｂから給電端子１ａに向く直流電流を電動モータ１に供給して電動モータ１を逆転させることができる。つまり、これらのＦＥＴ８，９，１０，１１に対するゲート電圧ＧＶを制御することにより電動モータ１の回転を制御することができるようになっている。
【００２１】
それぞれのＦＥＴ８，９，１０，１１に対するゲート電圧ＧＶの制御は制御ユニット４とプリドライバ５とにより行われるようになっている。
【００２２】
制御手段としての制御ユニット４は、制御信号つまり指令電圧ＤＶを演算する図示しないマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納される図示しないＲＯＭと、一時的にデータを格納する図示しないＲＡＭなどを有する所謂マイクロコンピュータとなっており、それぞれ正電圧側のＦＥＴ８，１０に対応した２系統の正電圧側の指令電圧線１５，１６と、それぞれ基準電位側のＦＥＴ９，１１に対応した２系統の基準電位側の指令電圧線１７，１８とを介してプリドライバ５に電気的に接続されている。また、制御ユニット４には電動モータ１の動作を指示する図示しないモータスイッチが接続されており、このモータスイッチからの指令に応じて、所定の系統の指令電圧線に対する出力を、ＨＩ出力もしくはＬＯ出力に切り替えるようになっている。
【００２３】
制御ユニット４は図示しない制御系電源に接続される電源端子１９と、基準電位に接続されるグランド端子２０とを有しており、電源端子１９には電源電圧Ｖｂが供給されている。そして、ＨＩ出力においては、制御ユニット４は電源端子１９における電源電圧Ｖｂを指令電圧線に供給することによりプリドライバ５に指令電圧ＤＶを出力するようになっている。つまり、制御ユニット４の出力がＨＩ出力となったときには、プリドライバ５に指令電圧ＤＶが供給されるようになっている。一方、ＬＯ出力においては、制御ユニット４は指令電圧線を基準電位とするようになっている。つまり、制御ユニット４の出力がＬＯ出力となったときには、プリドライバ５には指令電圧ＤＶは入力されない。
【００２４】
正電圧側の指令電圧線１５には２つの抵抗素子２１，２２が直列に設けられ、また、正電圧側の指令電圧線１６には２つの抵抗素子２３，２４が直列に設けられており、これらの抵抗素子２１〜２４により指令電圧線１５，１６に流れる電流を制限して回路を保護するようになっている。また、基準電位側の指令電圧線１７，１８にはそれぞれ電流制限抵抗２５，２６が設けられており、これらの指令電圧線１７，１８に流れる電流を制限して回路を保護するようになっている。
【００２５】
制御ユニット４から出力される指令電圧ＤＶは基準電位よりは高いが駆動系電源による正電源電圧Ｖａに比較して低い値となっており、また、各ＦＥＴ８，９，１０，１１を接続状態に切り替えるゲート電圧ＧＶよりも低い値となっている。そのため、制御ユニット４とＦＥＴ８，９，１０，１１との間にスイッチング素子切替え手段としてのプリドライバ５を設け、このプリドライバ５により制御ユニット４から出力される指令電圧ＤＶを各ＦＥＴ８，９，１０，１１を切替え動作させることができる切替え電圧つまりゲート電圧ＧＶに変換するようになっている。
【００２６】
プリドライバ５には電源端子２７において図示しない駆動系電源から電源電圧Ｖｃが供給され、また、グランド端子２８により基準電位に接続されており、プリドライバ５はこの電源電圧Ｖｃにより作動するようになっている。そして、プリドライバ５は、それぞれ正電圧側のＦＥＴ８，１０に接続される２系統の正電圧側のゲート電圧線３０，３１と、それぞれ基準電位側のＦＥＴ９，１１に接続される２系統の基準電位側のゲート電圧線３２，３３とを有している。また、それぞれのゲート電圧線３０〜３３には電流制限抵抗３４〜３７が設けられており、各ＦＥＴ８，９，１０，１１に対する過電流を防止するようになっている。
【００２７】
プリドライバ５の出力はＨＩ出力とＬＯ出力とに切り替えられて出力される。ＨＩ出力においては、プリドライバ５は電源端子２７における電源電圧Ｖｃを所定のゲート電圧線に供給することによりゲート電圧ＧＶを出力するようになっており、ゲート電圧ＧＶは電圧信号となって所定のＦＥＴに供給されるようになっている。したがって、プリドライバ５の出力をＨＩ出力とすることによりＦＥＴは接続状態に切り替えられることになる。一方、ＬＯ出力においては、所定のゲート電圧線はグランド端子２８を介して基準電位とされることになり、ＦＥＴに対してゲート電圧ＧＶは出力されない。したがって、プリドライバ５の出力をＬＯ出力とすることにより、所定のＦＥＴを非接続状態に切り替えることができる。
【００２８】
プリドライバ５における所定のＦＥＴに対するＨＩ出力・ＬＯ出力の切替えは制御ユニット４から入力される指令電圧ＤＶに応じて行われるようになっている。つまり、制御ユニット４からＨＩ出力が入力された系統に対してはプリドライバ５はその出力をＨＩ出力とし、制御ユニット４からＬＯ出力が入力された系統に対してはその出力をＬＯ出力とするようになっている。そして、この動作は、各系統毎に個別に行われるようになっている。
【００２９】
このモータコントローラ２には、正電圧側のＦＥＴ８，１０を短絡電流から保護するために、短絡線４０、４１が設けられている。
【００３０】
短絡線４０は、その一端が正電圧側の指令電圧線１５の各抵抗素子２１，２２間に電気的に接続されており、その他端がモータ接続線１３に電気的に接続されている。また、この短絡線４０には整流素子としてのダイオード４２が設けられており、このダイオード４２により短絡線４０には指令電圧線１５からモータ接続線１３に向く電流のみが流れることができるようになっている。つまり、指令電圧線１５における電圧がモータ接続線１３の電圧より低いときには短絡線４０には電流が流れず、指令電圧線１５における電圧がモータ接続線１３の電圧より高くなったときに短絡線４０に電流が流れるようになっている。同様に、短絡線４１は、その一端が正電圧側の指令電圧線１６の各抵抗素子２３，２４間に電気的に接続されており、その他端がモータ接続線１４に電気的に接続されている。また、この短絡線４１には整流素子としてのダイオード４３が設けられており、このダイオード４３により短絡線４１には指令電圧線１６からモータ接続線１４に向く電流のみが流れることができるようになっている。つまり、指令電圧線１６における電圧がモータ接続線１４の電圧より低いときには短絡線４１には電流が流れず、指令電圧線１６における電圧がモータ接続線１４の電圧より高くなったときに短絡線４１に電流が流れるようになっている。
【００３１】
次に、このようなモータコントローラ２による電動モータ１の制御について説明する。
【００３２】
図示しないモータスイッチがオフとされて電動モータ１を停止状態とする旨の指令が制御ユニット４に入力されたときには、それぞれの系統に対する制御ユニット４の出力はＬＯ出力とされる。したがって、プリドライバ５の各ＦＥＴ８，９，１０，１１に対する出力はＬＯ出力となり、各ＦＥＴ８，９，１０，１１は非接続状態に維持される。つまり、図示しないモータスイッチがオフとされたときには、各ＦＥＴ８，９，１０，１１が非接続状態とされることにより、給電端子１ａ，１ｂは電源端子６およびグランド端子７と遮断され、電動モータ１は電流が供給されずに停止状態を維持することになる。このとき、制御ユニット４の出力はＬＯ出力であるため各正電圧側の指令電圧線１５，１６には電圧が生じず、また、給電端子１ａ，１ｂつまりモータ接続線１３，１４にも電圧が印加されていないので、短絡線４０，４１には電流は流れない。
【００３３】
次に、この状態から図示しないモータスイッチが正転側にオンされて電動モータ１を正転方向に回転させる旨の指令が制御ユニット４に入力されると、制御ユニット４の一方の正電圧側の指令電圧線１５と一方の基準電位側の指令電圧線１８とに対する出力はＨＩ出力とされ、他方の正電圧側の指令電圧線１６と他方の基準電位側の指令電圧線１７に対する出力はＬＯ出力とされる。したがって、プリドライバ５の一方の正電圧側のＦＥＴ８と一方の基準電位側のＦＥＴ１１に対する出力はＨＩ出力となり、他方の正電圧側のＦＥＴ１０と他方の基準電位側のＦＥＴ９に対する出力はＬＯ出力となる。これにより、ＦＥＴ８とＦＥＴ１１とはゲート端子８ｃ，１１ｃにゲート電圧ＧＶが供給されることにより接続状態に切り替えられ、また、ＦＥＴ９とＦＥＴ１０とはゲート端子９ｃ，１０ｃが基準電位となって非接続状態のまま維持されることになる。したがって、給電端子１ａはＦＥＴ８を介して電源端子６に接続され、また、給電端子１ｂはＦＥＴ１１を介してグランド端子７に接続されることになり、電動モータ１には給電端子１ａから給電端子１ｂに向かう直流電流が流れて電動モータ１は正転することになる。
【００３４】
このとき、正電圧側の指令電圧線１５はＨＩ出力となっているため指令電圧ＤＶつまり電源電圧Ｖｂが印加され、これに対してモータ接続線１３には電源端子６の正電源電圧Ｖａが印加されているので、モータ接続線１３における電圧が指令電圧線１５における電圧より高くなって短絡線４０には電流は流れない。また、正電圧側の指令電圧線１６はＬＯ出力であるため基準電位となっており、また、モータ接続線１４はグランド端子７に接続されて基準電位となっているので、短絡線４１には電流は流れない。
【００３５】
次に、この状態から図示しないモータスイッチが逆転側にオンとされ電動モータ１を逆転方向に回転させる旨の指令が制御ユニット４に入力されると、制御ユニット４の一方の正電圧側の指令電圧線１５と一方の基準電位側の指令電圧線１８とに対する出力はＬＯ出力とされ、他方の正電圧側の指令電圧線１６と他方の基準電位側の指令電圧線１７に対する出力はＨＩ出力とされる。したがって、プリドライバ５の一方の正電圧側のＦＥＴ８と一方の基準電位側のＦＥＴ１１に対する出力はＬＯ出力となり、他方の正電圧側のＦＥＴ１０と他方の基準電位側のＦＥＴ９に対する出力はＨＩ出力となる。これにより、ＦＥＴ８とＦＥＴ１１とはゲート端子８ｃ，１１ｃが基準電位となって非接続状態のまま維持され、ＦＥＴ９とＦＥＴ１０とはゲート端子９ｃ，１０ｃにゲート電圧ＧＶが供給されることにより接続状態に切り替えられることになる。したがって、給電端子１ｂはＦＥＴ１０を介して電源端子６に接続され、また、給電端子１ａはＦＥＴ９を介してグランド端子７に接続されることになり、電動モータ１には給電端子１ｂから給電端子１ａに向かう電流が流れて電動モータ１は逆転することになる。
【００３６】
このとき、正電圧側の指令電圧線１６はＨＩ出力となっているため指令電圧ＤＶつまり電源電圧Ｖｂが印加され、これに対してモータ接続線１４には電源端子６の正電源電圧Ｖａが印加されているので、モータ接続線１４における電圧が指令電圧線１６における電圧より高くなって短絡線４１には電流は流れない。また、正電圧側の指令電圧線１５はＬＯ出力であるため基準電位となっており、また、モータ接続線１３はグランド端子７に接続されて基準電位となっているので、短絡線４０には電流は流れない。
【００３７】
このモータコントローラ２では、正電圧側の指令電圧線１５に対する出力と基準電位側の指令電圧線１８に対する出力とがＨＩ出力となって電動モータ１が正転方向に駆動されているとき、何らかの原因により、図中波線で示すように、給電端子１ａが基準電位に短絡された場合には、接続状態となっている正電圧側のＦＥＴ８を非接続状態に切り替えて短絡電流を防止するようになっている。以下に、このモータコントローラ２の短絡電流の防止動作について説明する。
【００３８】
給電端子１ａが基準電位に短絡されるとモータ接続線１３の電位は基準電位にまで引き下げられることになる。そのため、ＨＩ出力となった正電圧側の指令電圧線１５における指令電圧ＤＶは、基準電位となったモータ接続線１３における電圧つまり基準電圧より高くなるので、短絡線４０には指令電圧線１５からモータ接続線１３に向く電流が流れることになる。なお、短絡線４０に流れる電流は抵抗素子２１により所定の値に制限され、過電流を防止してダイオード４２を保護するようになっている。
【００３９】
これにより、正電圧側の指令電圧線１５は、短絡線４２、モータ接続線１３および給電端子１ａを介して基準電位に短絡されることになり、正電圧側の指令電圧線１５における指令電圧ＤＶも基準電位にまで引き下げられる。したがって、プリドライバ５には、この正電圧側の指令電圧線１５を介して基準電位つまりＬＯ出力が入力されることになり、プリドライバ５はＦＥＴ８に対する出力をＨＩ出力からＬＯ出力に切り替えることになる。したがって、正電圧側のＦＥＴ８は接続状態から非接続状態に切り替えられて電源端子６と給電端子１ａとを遮断することになる。つまり、給電端子１ａが基準電位に短絡された場合には、正電圧側のＦＥＴ８が非接続状態に切り替えられて電源端子６と給電端子１ａとを遮断することにより、短絡電流の発生が防止されることになる。
【００４０】
このように、本発明のモータコントローラ２では、正電圧側のＦＥＴ８が接続状態となって電源端子６から給電端子１ａに直流電流が供給されているときに、給電端子１ａが何らかの原因により基準電位に短絡された場合には、正電圧側の指令電圧線１５が短絡線４０を介して基準電位に短絡されることにより正電圧側の指令電圧線１５を介したプリドライバ５への入力はＬＯ出力となるので、ＦＥＴ８は非接続状態に切り替えられて短絡電流の発生が防止され、ＦＥＴ８の破損を防止することができる。
【００４１】
また、正電圧側の指令電圧線１５とモータ接続線１３との間に短絡線４０を設けるのみで短絡電流を防止することができるので、ＦＥＴ８を短絡電流から保護する機能を有するモータコントローラ２のコストを低減することができる。
【００４２】
同様に、制御ユニット４の正電圧側の指令電圧線１６に対する出力と基準電位側の指令電圧線１７に対する出力とがＨＩ出力となって電動モータ１が逆転方向に駆動されているときに、給電端子１ｂが基準電位に短絡された場合には、正電圧側の指令電圧線１６は、短絡線４１、モータ接続線１４および給電端子１ｂを介して基準電位に短絡されることになり、正電圧側の指令電圧線１６における指令電圧ＤＶも基準電位にまで引き下げられる。したがって、プリドライバ５には、この正電圧側の指令電圧線１６を介して基準電位つまりＬＯ出力が入力されることになり、プリドライバ５はＦＥＴ１０に対する出力をＨＩ出力からＬＯ出力に切り替えることになる。したがって、正電圧側のＦＥＴ１０は接続状態から非接続状態に切り替えられて電源端子６と給電端子１ｂとを遮断することになる。つまり、給電端子１ｂが基準電位に短絡された場合には、正電圧側のＦＥＴ１０が非接続状態に切り替えられて電源端子６と給電端子１ｂとを遮断することにより、短絡電流の発生が防止されることになる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、短絡電流の防止動作を、給電端子１ａもしくは給電端子１ｂが基準電位に短絡された場合つまりモータ接続線１３もしくはモータ接続線１４が給電端子１ａもしくは給電端子１ｂを介して基準電位に短絡された場合について説明しているが、これに限らず、電動モータ１と正電圧側のＦＥＴ８，１０との間が短絡されていれば、たとえばモータ接続線１３，１４が直接基準電位に短絡された場合であっても同様の動作が行われることになる。
【００４４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態においては、駆動回路３は双方向駆動回路であるフルブリッジ回路となっているが、これに限らず、電動モータ１と電源端子６との間にスイッチング素子が設けられているものであれば、単一方向駆動回路やハーフブリッジ回路など、他の駆動回路としてもよい。
【００４５】
また、前記実施の形態においては、電動モータ１は２つの給電端子１ａ，１ｂを有する直流ブラシ付きモータとなっているが、これに限らず、２つ以上の給電端子を有する複数相のブラシレスモータとしてもよい。この場合、短絡線は、給電端子と電源端子との間に設けられたスイッチング素子と給電端子との間と、スイッチング素子に対して切替え信号を出力する切替え信号線との間に電気的に接続されることになる。
【００４６】
さらに、前記実施の形態においては、スイッチング素子はＦＥＴとされているが、これに限らず、トランジスタやパワーＭＯＳＦＥＴなど、切替え電圧により電源端子６と給電端子１ａ，１ｂとの間を接続状態と非接続状態とに切り替えられるものであれば、他のスイッチング素子としてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ接続線が何らかの理由により基準電位に短絡された場合には、短絡線を介して指令電圧線が基準電位に短絡されることにより指令電圧が基準電位に引き下げられるので、スイッチング素子切替え手段によりスイッチング素子が非接続状態に切り替えられ、短絡電流によりスイッチング素子が破損されることが防止される。
【００４８】
また、本発明によれば、短絡線をモータ接続線と指令電圧線との間に付加するのみで短絡電流を防止することができるので、多数の電気素子を用いた回路が不要となり、部品点数を低減してこの電動モータの制御装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるモータコントローラの概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１  電動モータ
１ａ  第１の給電端子
１ｂ  第２の給電端子
２  モータコントローラ
３  駆動回路
４  制御ユニット
５  プリドライバ
６  電源端子
７  グランド端子
８，９，１０，１１  ＦＥＴ
８ａ，９ａ，１０ａ，１１ａ  ソース端子
８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂ  ドレイン端子
８ｃ，９ｃ，１０ｃ，１１ｃ  ゲート端子
１２  フルブリッジ回路
１２ａ，１２ｂ  直列回路
１３  第１のモータ接続線
１４  第２のモータ接続線
１５，１６  正電圧側の指令電圧線
１７，１８  基準電位側の指令電圧線
１９  電源端子
２０  グランド端子
２１〜２４  抵抗素子
２５，２６  電流制限抵抗
２７  電源端子
２８  グランド端子
３０，３１  正電圧側のゲート電圧線
３２，３３  基準電位側のゲート電圧線
３４〜３７  電流制限抵抗
４０，４１  短絡線
４２  ダイオード
４３  ダイオード
Ｖａ  正電源電圧
ＧＶ  ゲート電圧
ＤＶ  指令電圧
Ｖｂ  電源電圧
Ｖｃ  電源電圧
【図１】
2004194418.tif 000003