(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流モータと、
直流電源とグランドとの間に設けられたコイルと、前記コイルの通電によりグランド側から直流電源側に前記直流モータの入出力電流端子の接続先を切り替える切替手段と、前記コイルとグランドとの間に設けられ前記コイルの通電／非通電を切り替え可能な半導体スイッチング素子とをそれぞれ有する第１及び第２の駆動手段とを備え、
前記切替手段のうち前記第１の駆動手段に備えられた第１の切替手段が前記直流モータの一方の入出力電流端子の接続先を切り替え、前記切替手段のうち前記第２の駆動手段に備えられた第２の切替手段が前記直流モータの他方の入出力電流端子の接続先を切り替える、モータ駆動装置であって、
前記第２の切替手段が前記直流電源の逆接時に前記第１の切替手段よりも先に作動するように、前記第１の切替手段の切り替え動作に必要となる前記第１の駆動手段に備えられた第１のコイルの印加電圧が、前記第２の切替手段の切り替え動作に必要となる前記第２の駆動手段に備えられた第２のコイルの印加電圧より高く設定されたことを特徴とする、モータ駆動装置。
【請求項２】
電流が前記直流電源の逆接時に前記第１の切替手段側から前記直流モータを介して前記第２の切替手段側に流れる、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記直流モータは、その通電電流の方向によって開閉体を閉じる側又は開ける側に動作させるモータであって、
前記一方の入出力電流端子から前記他方の入出力電流端子への方向に電流が流れることにより前記開閉体を閉じる側に動作し、
前記他方の入出力電流端子から前記一方の入出力電流端子への方向に電流が流れることにより前記開閉体を開ける側に動作する、請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記一方の入出力電流端子から前記他方の入出力電流端子への方向に電流が流れることにより前記開閉体を施錠側に動作し、
前記他方の入出力電流端子から前記一方の入出力電流端子への方向に電流が流れることにより前記開閉体を解錠側に動作する、請求項３に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流モータを駆動するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、駆動回路により直流モータを正逆回転する自動車用直流モータの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、前記駆動回路をトランジスタと電磁リレーで接続構成すると共に該トランジスタと電磁リレーを直列接続したことにより、該トランジスタに並列のダイオードと直流電源との間に電磁リレーの接点や直流モータが介在するので、直流電源を逆接続したとしても、ダイオードに短絡電流が流れないようにしている。
【０００３】
また、直流電源の逆接続による誤作動を防止する技術として、図６に示される構成の直流モータを駆動する駆動装置が存在する。図６のモータ駆動装置は、直流モータ１ａを駆動するモータ駆動装置であって、コイル３１の通電によりグランド側（ＧＮＤ）から直流電源の正極側（ＶＢ）に直流モータ１ａの入出力電流端子１ａａの接続先を切り替える正転リレー３０とそれを駆動するトランジスタ３５と、コイル４１の通電によりグランド側（ＧＮＤ）から直流電源の正極側（ＶＢ）に直流モータ１ａの入出力電流端子１ａｂの接続先を切り替える逆転リレー４０とそれを駆動するトランジスタ４５とを備える装置である。この構成において、直流電源が逆接されることにより、トランジスタ３５に並列に備わる寄生ダイオード３５ａ及びトランジスタ４５に並列に備わる寄生ダイオード３５ｂを介して正転リレー３０のコイル３１及び逆転リレー４０のコイル４１が通電して誤作動しないように、逆流防止用のダイオード３４及び４４が設けられている。
【特許文献１】実開平６−８０３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ダイオード３４及び４４が存在すると、コストが高くなったり実装面積が狭くなったりするため、これらのダイオードを削減することが望ましい。しかしながら、単にダイオードを削除しただけでは、上述したように、直流電源が逆接された場合に、リレーの作動による誤作動が生ずるおそれがある。
【０００５】
また、コイルの通電により接点３２，４２が切り替わる電圧はリレーによってばらつきが存在するため、直流電源が逆接続されたときに、どちらの方向に電流が流れるのかが予測がつかない。直流電源の逆接時に流れる電流方向の予測がつかない結果、電源が逆接されたときに対策が困難となる。
【０００６】
そこで、本発明は、電源逆接時に直流モータに流れる電流を一方向のみに規制することができる、モータ駆動装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るモータ駆動装置は、
直流モータと、
直流電源とグランドとの間に設けられたコイルと、前記コイルの通電によりグランド側から直流電源側に前記直流モータの入出力電流端子の接続先を切り替える切替手段と、前記コイルとグランドとの間に設けられ前記コイルの通電／非通電を切り替え可能な半導体スイッチング素子とをそれぞれ有する第１及び第２の駆動手段とを備え、
前記切替手段のうち前記第１の駆動手段に備えられた第１の切替手段が前記直流モータの一方の入出力電流端子の接続先を切り替え、前記切替手段のうち前記第２の駆動手段に備えられた第２の切替手段が前記直流モータの他方の入出力電流端子の接続先を切り替える、モータ駆動装置であって、
前記第２の切替手段が前記直流電源の逆接時に前記第１の切替手段よりも先に作動するように、前記第１の切替手段の切り替え動作に必要となる前記第１の駆動手段に備えられた第１のコイルの印加電圧が、前記第２の切替手段の切り替え動作に必要となる前記第２の駆動手段に備えられた第２のコイルの印加電圧より高く設定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電源逆接時に直流モータに流れる電流を一方向のみに規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明に係るモータ駆動装置の一実施形態であるドアロックシステムの構成部品の車両搭載例を示した図である。ドアロックシステムは、運転席側ドアの施錠／解錠を行うための運転席ドアロック機構１、助手席側ドアの施錠／解錠を行うための助手席ドアロック機構２、後席右側ドアの施錠／解錠を行うための後席右側ドアロック機構３、後席左側ドアの施錠／解錠を行うための後席左側ドアロック機構４、これらのドアロック機構の動作を制御する電子制御装置１０とを備える。ドアロック機構１〜４は、直流モータであるドアロックコントロールモータをそれぞれ内蔵する。電子制御装置１０は、各ドアロック機構に内蔵のドアロックコントロールモータを正転又は逆転させることにより、各ドアロックコントロールモータに対応するドアを施錠側又は解錠側に動作させる。ここで、ドアを施錠側に動作させるとは、ドアを閉じる側に動作させることを含んでよく、ドアを解錠側に動作させるとは、ドアを開ける側に動作させることを含んでよい。なお、ドアロック機構を制御する電子制御装置は、ドアロック機構毎に設けられてもよい。これにより、ドアロック機構と電子制御装置とを接続する配線を全体として短くすることができる。また、本発明はドアロック機構の詳細を特定するものではなく、従来のドアロック機構をはじめ任意の適切なものを適用することができるので、ドアロック機構の詳細構成については説明を省略する。
【００１２】
図２は、ドアロックシステムの回路構成を示した図である。電子制御装置１０は、スイッチやセンサや他の電子制御装置などからの入力信号に基づいて車両の状態を検知し、ドアロック機構１〜４に内蔵のドアロックコントロールモータ１ａ〜１ｄを駆動する。例えば、マニュアル作動用のドアロックコントロールスイッチ６０（例えば、運転席側ドア内側の乗員が操作可能な位置に配置）が施錠側〔解錠側〕に操作されると、当該操作に対応するロック〔アンロック〕要求信号が通信回線や配線などを介して電子制御装置１０へ送信される。ロック〔アンロック〕要求信号を受信した電子制御装置１０は、ロックリレー３０〔アンロックリレー４０〕を駆動することによりドアロックコントロールモータ１ａ〜４ａにロック電流〔アンロック電流〕を流すことによって、ドアが施錠側〔解錠側〕に動作するようにドアロックコントロールモータ１ａ〜４ａを回転させる。ロック電流によるドアロックコントロールモータの回転に伴い、ドアロック機構が施錠動作を行う。ロック電流と逆方向のアンロック電流によるドアロックコントロールモータの回転に伴い、ドアロック機構が解錠動作を行う。また、キーシリンダに連動するドアロックコントロールスイッチ７０（例えば、運転席ドアロック機構１に配置）が施錠側〔解錠側〕に操作された場合についても、同様である。
【００１３】
図３は、電子制御装置１０の詳細回路とドアロックコントロールモータとの関係を説明するための図である。図３において、ドアロックコントロールモータ２ａ〜４ａについては省略している。また、ドアロック機構（ドアロックコントロールモータ）毎に電子制御装置が構成されている場合も、電子制御装置の詳細回路とドアロックコントロールモータとの関係は、図３と同じでよい。
【００１４】
電子制御装置１０は、マイクロコンピュータ等の制御回路２０と、トランジスタ３５とロックリレー３０とを有する施錠用駆動回路と、トランジスタ４５とアンロックリレー４０とを有する解錠用駆動回路とを実装する。
【００１５】
トランジスタ３５〔４５〕は、ＮチャンネルＩＧＢＴ，ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ，ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ等の半導体から構成されるスイッチング素子であって、トランジスタ３５〔４５〕をスイッチングさせる制御回路２０からの制御信号に基づいてオン／オフする素子である。トランジスタ３５〔４５〕のゲート（バイポーラトランジスタの場合、ベース）は制御回路２０の制御信号出力端子に接続され、そのエミッタ（ＭＯＳＦＥＴの場合、ソース）はグランドに接続され、そのコレクタ（ＭＯＳＦＥＴの場合、ドレイン）は、後述のリレー３０〔４０〕に内蔵のコイル３１〔４１〕の一端部に接続される。
【００１６】
リレー３０〔４０〕は、バッテリやＤＣ−ＤＣコンバータ等の直流電源の正極とグランド（ＧＮＤ，いわゆるアース）との間に設けられたコイル３１〔４１〕と、コイル３１〔４１〕が励磁され感動電圧でグランド側から直流電源側にドアロックコントロールモータ１ａの入出力端子１ａａ〔１ａｂ〕の接続先を切り替える接点３２〔４２〕とを備える。リレー３０〔４０〕は、例えば、５端子３０ａ〜３０ｅ〔４０ａ〜４０ｅ〕を有する。端子３０ａ〔４０ａ〕と端子３０ｃ〔４０ｃ〕は直流電源の電源電圧ＶＤが印加されるため、共有化してもよい。コイル３１〔４１〕の一方の端部は、端子３０ａ〔４０ａ〕を介して直流電源の正極側配線に接続され、もう一方の端部は、端子３０ｂ〔４０ｂ〕を介してトランジスタ３５〔４５〕のコレクタ（ＭＯＳＦＥＴの場合、ドレイン）側に接続される。接点３２〔４２〕は、いわゆるトランスファ接点であって、コイル３１〔４１〕が非励磁の時には、端子３０ｅと３０ｄ〔４０ｅと４０ｄ〕を介してドアロックコントロールモータ１ａの入出力端子１ａａ〔１ａｂ〕とグランドとを接続し、コイル３１〔４１〕が励磁の時には、端子３０ｅと３０ｃ〔４０ｅと４０ｃ〕を介してドアロックコントロールモータ１ａの入出力端子１ａａ〔１ａｂ〕と直流電源の正極側とを接続する。
【００１７】
図４は、ロックリレー３０とアンロックリレー４０とがそれぞれオンしているときの電流の流れを示した図である。印加電圧が感動電圧以上になることによりリレー３０，４０はオン状態となり、印加電圧が開放電圧以下になることによりリレー３０，４０はオフ状態となる。ロックリレー３０がオン状態でアンロックリレー４０がオフ状態である場合、直流電源、ロックリレー３０、ドアロックコントロールモータ１ａ、アンロックリレー４０、グランドの順番で、正転方向の電流が流れる（図４左図参照）。一方、ロックリレー３０がオフ状態でアンロックリレー４０がオン状態である場合、直流電源、アンロックリレー４０、ドアロックコントロールモータ１ａ、ロックリレー３０、グランドの順番で、逆転方向の電流が流れる（図４右図参照）。このように、各ドアロックコントロールモータの通電電流の方向を変えることによって、各ドアを施錠側又は解錠側に動作させることができる。
【００１８】
ところで、バッテリ等の直流電源の正負が逆に接続されると、図３に示されるように、半導体素子であるトランジスタ３５〔４５〕のコレクタ−エミッタ間にはエミッタからコレクタの方向を順方向とする寄生ダイオード３５ａ〔４５ａ〕が並列に存在するため、トランジスタ３５〔４５〕がオフしているにもかかわらず、ＧＮＤ、コイル３１〔４１〕、ＶＢという経路で電流が流れてしまう（直流電源が逆接続されると、図示のＧＮＤが直流電源の正極側になり，図示のＶＢがグランド側になる）。直流電源が逆接続されても、リレー３０と４０とが同時に互いの感動電圧に到達すれば、接点３２と接点４２はいずれも図示のＶＢ側（実際には、逆接続によりグランド側）に同時に接続されるため、ドアロックコントロールモータ１ａにはいずれの方向にも電流が流れない。
【００１９】
しかしながら、リレーの感動電圧にはリレー毎にばらつきがあるため、この感動電圧を何ら管理せずに、ドアロックコントロールモータ１ａの駆動回路の一部としてリレーが組み付けられると、直流電源の逆接時に、いずれか一方のリレーが先に励磁される。これにより、逆接により正極側に接続された未励磁のもう一方のリレーから電流が流れ、ドアロックコントロールモータ１ａにはいずれかの方向に不測の電流が流れてしまう。このとき流れる電流がドアを解錠側に動作させる方向に流れた場合（つまり、アンロック電流が流れた場合）、防犯上好ましくない。
【００２０】
そこで、アンロックリレー４０とアンロックリレー４０より感動電圧が高いロックリレー３０を、ドアロックコントロールモータ１ａの駆動回路の一部として組み付ける。ロックリレー３０の感動電圧がアンロックリレー４０の感動電圧より必ず高く設定されることにより、直流電源が逆接続されたとしても、アンロックリレー４０が先に作動することにより図示のＶＢ側（実際には、逆接続によりグランド側）に接続されるため、ドアロックコントロールモータ１ａに流れる電流の方向は、必ずドアを施錠側に動作させる方向になる。
【００２１】
リレー３０及び４０を実装するにあたり、感動電圧が異なる仕様のリレーを用意し、感動電圧が高いほうのリレーをロックリレー３０に設定し、感動電圧が低いほうのリレーをアンロックリレー４０に設定すればよい。また、コスト削減や管理工数削減等の理由により、感動電圧が同じ仕様のリレーをリレー３０とリレー４０にそれぞれ適用する場合には、個々のリレーの感動電圧のばらつきを予め実測しておけばよい。図５は、リレーの感動電圧の実測方法を説明するための図である。図５（ａ）は、リレー５０の感動電圧を測定するための測定回路の構成図の一例であり、図５（ｂ）は、個々のリレーの感動電圧の実測値の一例である。リレー５０のコイル５１の両端に直流電源８０の電圧を可変させて印加することにより、リレー５０が励磁した時のその両端電圧を当該リレーの感動電圧として電圧計８１によって測定する。図５（ｂ）に示されるような実測結果が得られた場合には、例えば、ロックリレー３０としてＮｏ．２のリレーを選択し、アンロックリレー４０としてＮｏ．４のリレーを選択すればよい。
【００２２】
したがって、上述の実施例によれば、電源逆接時にドアロックコントロールモータに流れる電流を一方向のみに規制することができる。すなわち、直流電源を逆接しても、ドアを施錠側に動作させる方向にしか電流が流れないので、防犯性能の低下を防ぐことができる。また、従来の図４の構成に比べ、ダイオード３４，４４を廃止することができるので、実装面積の節約やコストの削減が可能となる。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２４】
例えば、実施例の車両用ドアに限らず、スライドドア、バックドア、トランクリッド、フューエルリッド、ボンネット、サンルーフなどの開閉体でもよい。
【００２５】
また、上述の実施例では、車載の制御システムを例に挙げて本発明に係るモータ駆動装置について説明したが、車両用に限定することなく、住宅用やロボット用などの他の用途に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るモータ駆動装置の一実施形態であるドアロックシステムの構成部品の車両搭載例を示した図である。
【図２】ドアロックシステムの回路構成を示した図である。
【図３】、電子制御装置１０の詳細回路とドアロックコントロールモータとの関係を説明するための図である。
【図４】ロックリレー３０とアンロックリレー４０とがそれぞれオンしているときの電流の流れを示した図である。
【図５】リレーの感動電圧の実測方法を説明するための図である。
【図６】従来の直流モータのモータ駆動装置である。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ  ドアロックコントロールモータ
１０  電子制御装置
３０  ロックリレー
４０  アンロックリレー
３１，４１  コイル
３２，４２  接点
３５，４５  トランジスタ
３５ａ，４５ａ  寄生ダイオード
【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１】
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