(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源側とモータの正転用の第１端子側とに接続される第１スイッチング素子と、
接地側と前記モータの前記第１端子側とに接続される第２スイッチング素子と、
前記電源側と前記モータの逆転用の第２端子側とに接続される第３スイッチング素子と、
前記接地側と前記モータの前記第２端子側とに接続される第４スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子の夫々に対してオフ指令を出力する回転停止用指令状態、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子に対してオン指令を出力し、かつ、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子に対してオフ指令を出力する正転駆動用指令状態、及び、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力し、かつ、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子に対してオフ指令を出力する逆転駆動用指令状態に切換え自在な制御手段とが設けられたモータ制御装置であって、
前記第１スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差が所定電圧より大きい高電位差発生状態を検出する正転用電位差検出回路と、
前記第３スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差が所定電圧より大きい高電位差発生状態を検出する逆転用電位差検出回路と、
前記制御手段が前記第１スイッチング素子に対してオン指令を出力している状態において、前記正転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出すると、前記第１スイッチング素子を強制的にオフ状態にする正転駆動用保護回路と、
前記制御手段が前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力している状態において、前記逆転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出すると、前記第３スイッチング素子を強制的にオフ状態にする逆転駆動用保護回路とが設けられ、
前記正転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記第１スイッチング素子に対してオン指令を出力している間は、前記正転用電位差検出回路の断続的な高電位差発生状態の検出に対して前記第１スイッチング素子の強制的なオフ状態を保持するラッチ状態となり、前記制御手段が前記第１スイッチング素子に対してオン指令を出力しなくなると、前記制御手段からの前記第１スイッチング素子に対するオフ指令によって前記第１スイッチング素子の強制的なオフ状態の保持を解除する非ラッチ状態となるように構成され、
前記逆転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力している間は、前記逆転用電位差検出回路の断続的な高電位差発生状態の検出に対して前記第３スイッチング素子の強制的なオフ状態を保持するラッチ状態となり、前記制御手段が前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力しなくなると、前記制御手段からの前記第３スイッチング素子に対するオフ指令によって前記第３スイッチング素子の強制的なオフ状態の保持を解除する非ラッチ状態となるように構成されているモータ制御装置。
【請求項２】
前記正転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記逆転駆動用指令状態から前記正転駆動用指令状態に切換わるのに伴って前記ラッチ状態となる時期を遅延させる正転化遅延回路を備えて構成され、
前記逆転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記正転駆動用指令状態から前記逆転駆動用指令状態に切換わるのに伴って前記ラッチ状態となる時期を遅延させる逆転化遅延回路を備えて構成されている請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段に、前記正転用電位差検出回路及び前記逆転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出しているか否かを示す検出信号が入力されるように構成されている請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源側とモータの正転用の第１端子側とに接続される第１スイッチング素子と、接地側と前記モータの前記第１端子側とに接続される第２スイッチング素子と、前記電源側と前記モータの逆転用の第２端子側とに接続される第３スイッチング素子と、前記接地側と前記モータの前記第２端子側とに接続される第４スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子の夫々に対してオフ指令を出力する回転停止用指令状態、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子に対してオン指令を出力し、かつ、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子に対してオフ指令を出力する正転駆動用指令状態、及び、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力し、かつ、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子に対してオフ指令を出力する逆転駆動用指令状態に切換え自在な制御手段とが設けられたモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記モータ制御装置の従来例として、正転駆動用指令状態や逆転駆動用指令状態において、モータの第１端子又は第２端子が接地側に接続される異常（以下、地絡異常という。）や、モータの第１端子及び第２端子間が接続される異常（以下、端子間短絡異常という。）が発生した場合に、スイッチング素子の焼損を防止する保護手段を備えたものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
説明を加えると、制御手段が正転駆動用指令状態となっているとき、即ち、制御手段が、第１スイッチング素子に対してオン指令を指令して、それにより、第１スイッチング素子がオン状態になっているとき、モータは正転駆動状態となっている。この状態では、モータにおける第１端子及び第２端子の間には電源電圧に近い電圧が印加されており、第１スイッチング素子における電源側端子及びモータ側端子の間には、スイッチング素子のオン抵抗による僅かな電位差しか発生していない。
【０００４】
制御手段が正転駆動用指令状態であるときに、何らかの原因により、例えば、モータの第１端子に地絡異常が発生した場合には、第１スイッチング素子の一端が電源側に、他端が接地側に接続されることになり、第１スイッチング素子の両端子間の電位差は電源電圧に近い電圧となり、第１スイッチング素子に電源電圧に近い電圧が印加される状態（高電位差発生状態）となり、第１スイッチング素子に過電流が流れる。
【０００５】
また、制御手段が正転駆動用指令状態であるときに、何らかの原因により、例えば、モータの第１端子と第２端子の間が短絡して端子間短絡異常が発生した場合には、モータの第１端子に地絡異常が発生した場合と同様に、第１スイッチング素子の一端が電源側に、他端がオン状態の第４スイッチング素子を介して接地側に接続されることになり、第１スイッチング素子の電源側端子と第４スイッチング素子の接地側端子の両端の電位差は電源電圧に近い電圧となり、両素子のオン抵抗の大きさが略等しい場合には、第１スイッチング素子及び第４スイッチング素子のそれぞれに電源電圧の約半分の電圧が印加される状態（高電位差発生状態）となり、第１スイッチング素子及び第４スイッチング素子に過電流が流れる。
【０００６】
上記従来のモータ制御装置では、上述のような高電位差発生状態となった場合に高電位差発生状態を検出する電圧検出手段や電流検出手段を設けて、高電位差発生状態となってスイッチング素子に過電流が流れた場合に、マイコンで構成される制御手段が電圧検出手段や電流検出手段の検出情報に基づいて保護手段を作動させて、過電流を遮断するようになっている。
【０００７】
ちなみに、特許文献１のモータ制御装置は、保護手段としての保護回路４と、第１スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差、及び、第３スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差を電圧値として検出する電圧検出手段としての第１の電圧検出手段７及び第２の電圧検出手段８と、これらの電圧検出手段の検出した電圧値が正常か異常かを判断して保護回路４に対して制御信号を出力するマイコン６とが設けられており、地絡異常や端子間短絡異常が発生して高電位差発生状態となってスイッチング素子に過電流が流れた場合には、マイコン６が、電圧検出手段の検出する電圧が異常であると判断し、制御信号を出力して保護回路４を作動させ、スイッチング素子に流れる過電流を遮断するようになっている。
【０００８】
また、特許文献２のモータ制御装置は、保護手段としてのフェイルリレー１６と、スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段としての第１電流検出回路１５と、この第１電流検出回路１５の検出した電流値が正常か異常かを判断してフェイルリレー１６に対して制御信号を出力する制御装置５とが設けられており、地絡異常や端子間短絡異常が発生して高電位差発生状態となってスイッチング素子に過電流が流れた場合には、制御装置５が、第１電流検出回路１５の検出する電流が異常であると判断し、制御信号を出力してフェイルリレー１６を作動させ、スイッチング素子に流れる過電流を遮断するようになっている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３４１８５１号公報
【特許文献２】特開平０４−０４６８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記従来の構成であると、電圧検出手段や電流検出手段の検出情報に基づいて、制御手段が制御信号出力して、保護手段を作動させてスイッチング素子に流れる電流を止めるまでには、ハード回路の応答時間に加えて制御手段の処理時間に応じた相当の時間が必要であるため、制御手段の処理速度によっては、スイッチング素子の焼損を回避できない場合があるという不都合があった。
また、従来の構成であると、モータ制御装置に保護手段を別途設ける必要があり、その保護手段はスイッチング素子に流れる過電流を遮断できるように構成する必要があるため、モータ制御装置が複雑で大型なものとなってしまうという不都合があった。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、モータの地絡異常や端子間短絡異常が発生した場合におけるスイッチング素子の焼損を、簡素な構成で的確に回避することができるモータ制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のモータ制御装置の第１特徴は、
電源側とモータの正転用の第１端子側とに接続される第１スイッチング素子と、
接地側と前記モータの前記第１端子側とに接続される第２スイッチング素子と、
前記電源側と前記モータの逆転用の第２端子側とに接続される第３スイッチング素子と、
前記接地側と前記モータの前記第２端子側とに接続される第４スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子、前記第２スイッチング素子、前記第３スイッチング素子、及び、前記第４スイッチング素子の夫々に対してオフ指令を出力する回転停止用指令状態、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子に対してオン指令を出力し、かつ、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子に対してオフ指令を出力する正転駆動用指令状態、及び、前記第２スイッチング素子及び前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力し、かつ、前記第１スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子に対してオフ指令を出力する逆転駆動用指令状態に切換え自在な制御手段とが設けられたモータ制御装置において、
前記第１スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差が所定電圧より大きい高電位差発生状態を検出する正転用電位差検出回路と、
前記第３スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差が所定電圧より大きい高電位差発生状態を検出する逆転用電位差検出回路と、
前記制御手段が前記第１スイッチング素子に対してオン指令を出力している状態において、前記正転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出すると、前記第１スイッチング素子を強制的にオフ状態にする正転駆動用保護回路と、
前記制御手段が前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力している状態において、前記逆転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出すると、前記第３スイッチング素子を強制的にオフ状態にする逆転駆動用保護回路とが設けられ、
前記正転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記第１スイッチング素子に対してオン指令を出力している間は、前記正転用電位差検出回路の断続的な高電位差発生状態の検出に対して前記第１スイッチング素子の強制的なオフ状態を保持するラッチ状態となり、前記制御手段が前記第１スイッチング素子に対してオン指令を出力しなくなると、前記制御手段からの前記第１スイッチング素子に対するオフ指令によって前記第１スイッチング素子の強制的なオフ状態の保持を解除する非ラッチ状態となるように構成され、
前記逆転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力している間は、前記逆転用電位差検出回路の断続的な高電位差発生状態の検出に対して前記第３スイッチング素子の強制的なオフ状態を保持するラッチ状態となり、前記制御手段が前記第３スイッチング素子に対してオン指令を出力しなくなると、前記制御手段からの前記第３スイッチング素子に対するオフ指令によって前記第３スイッチング素子の強制的なオフ状態の保持を解除する非ラッチ状態となるように構成されている点にある。
【００１３】
本発明の第１特徴によると、第１スイッチング素子における電源側端子の電位とモータ側端子の電位との電位差が所定電圧より大きい高電位差発生状態になると、正転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出し、これにより、正転駆動用保護回路が作動して第１スイッチング素子を強制的にオフ状態にするので、モータが正転駆動しているときに、モータの第１端子に地絡異常が発生した場合や、第１端子及び第２端子の間に端子間短絡異常が発生した場合には、正転用電位差検出回路及び正転駆動用保護回路の応答時間が経過すると、第１スイッチング素子がオフ状態となって、第１スイッチング素子に流れる過電流が遮断される。
同様に、モータが逆転駆動しているときに、モータの第２端子に地絡異常が発生した場合や、第１端子及び第２端子の間に端子間短絡異常が発生した場合には、逆転用電位差検出回路及び逆転駆動用保護回路の応答時間が経過すると、第３スイッチング素子がオフ状態となって、第３スイッチング素子に流れる過電流が遮断される。
【００１４】
つまり、第１スイッチング素子や第３スイッチング素子に過電流が流れる時間は、正転用電位差検出回路及び正転駆動用保護回路や逆転用電位差検出回路及び逆転駆動用保護回路といった電子回路の応答時間に応じた短い時間となるので、従来のように制御手段が実行するプログラムの処理時間の経過を待つことなく、第１スイッチング素子又は第３スイッチング素子に流れる過電流を即座に止めることができる。また、スイッチング素子をオフ状態にすることによりスイッチング素子に流れる過電流を遮断するので、過電流を遮断できるように構成された保護手段を別途設ける必要がない。
したがって、モータの地絡異常や端子間短絡異常が発生した場合におけるスイッチング素子の焼損を、簡素な構成で的確に回避することができるモータ制御装置を得るに至った。
【００１５】
【００１６】
制御手段が第１スイッチング素子に対してオン指令を出力している間、正転駆動用保護回路は第１スイッチング素子をオフ状態に保持するラッチ状態となるので、例えば、モータの端子において地絡異常や短絡異常が発生している状態で制御手段が回転停止用指令状態から正転駆動用指令状態に切換わると、正転駆動用保護回路は第１スイッチング素子を強制的にオフ状態にし、その状態を保持する。また、例えば、制御手段が正転駆動用指令状態であるときに、モータの端子において地絡異常や短絡異常が発生すると、正転駆動用保護回路は第１スイッチング素子を強制的にオフ状態にし、その状態を保持する。したがって、正転駆動用保護回路により第１スイッチング素子がオフ状態にされた後に、異常原因が断続的に解消するなどして地絡異常や短絡異常が断続的に回復するようなことがあっても、最初に発生した地絡異常や短絡異常に基づいて第１スイッチング素子はオフ状態に保持されるので第１スイッチング素子がオン状態となることがない。
【００１７】
そして、制御手段が第１スイッチング素子に対するオン指令を出力しなくなると、第１スイッチング素子のオフ状態の保持を解除する非ラッチ状態となるが、制御手段がオフ指令を出力するので第１スイッチング素子はオフ状態となったままである。つまり、最初に発生した地絡異常や短絡異常に基づいてオフ状態となった第１スイッチング素子は、制御手段が第１スイッチング素子に対するオン指令を出力しなくなる前後に亘ってオフ状態が継続する。
【００１８】
このように、本発明の第１特徴によると、制御手段が出力するオン指令によりオン状態となった第１スイッチング素子は、正転駆動用保護回路により一旦オフ状態にされると、ラッチ状態の正転駆動用保護回路の作動により、制御手段がオン指令を出力する間はオフ状態に保持され、制御手段がオン指令を出力しなくなると、正転駆動用保護回路は非ラッチ状態となるが、制御手段が出力するオフ指令に基づいて第１スイッチング素子は、そのままオフ状態となる。
【００１９】
第３スイッチング素子についても、上述した第１スイッチング素子のオン状態とオフ状態との変化と同様に、制御手段が出力するオン指令によりオン状態となった第３スイッチング素子は、逆転駆動用保護回路により一旦オフ状態にされると、ラッチ状態の逆転駆動用保護回路の作動により、制御手段がオン指令を出力する間はオフ状態に保持され、制御手段がオン指令を出力しなくなると、逆転駆動用保護回路は非ラッチ状態となるが、制御手段が出力するオフ指令に基づいて第３スイッチング素子は、そのままオフ状態となる。
【００２０】
このように、本発明の第１特徴によると、接触不良等が原因で地絡異常や短絡異常が断続的に回復するようなことがあっても、最初に発生した地絡異常や短絡異常に基づいて、第１スイッチング素子又は第３スイッチング素子がオフ状態に保持されるので第１スイッチング素子又は第３スイッチング素子がオン状態となることがない。したがって、接触不良等が原因で地絡異常や端子間短絡異常が断続的に発生しても、スイッチング素子に断続的に過電流が流れることを防止することができる。
【００２１】
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴において、
前記正転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記逆転駆動用指令状態から前記正転駆動用指令状態に切換わるのに伴って前記ラッチ状態となる時期を遅延させる正転化遅延回路を備えて構成され、
前記逆転駆動用保護回路が、
前記制御手段が前記正転駆動用指令状態から前記逆転駆動用指令状態に切換わるのに伴って前記ラッチ状態となる時期を遅延させる逆転化遅延回路を備えて構成されている点にある。
【００２２】
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様の作用に加えて、以下のような作用を奏する。
制御手段が逆転駆動用指令状態から正転駆動用指令状態へ切換わる場合は、第１スイッチング素子がオン状態になる直前においては、正転用電位差検出回路は、モータの慣性による逆起電力により高電位差発生状態を検出している。そして、制御手段が出力するオン指令により第１スイッチング素子がオン状態となると、第１スイッチング素子の両端子間には高電位差は発生しなくなるため、正転用電位差検出回路は高電位差発生状態を検出しなくなる。
一方、正転駆動用保護回路は、制御手段が第１スイッチング素子にオン指令を出力している状態において、正転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出すると、第１スイッチング素子をオフ状態に保持するラッチ状態になるが、正転化遅延回路を備えているため、制御手段が第１スイッチング素子にオン指令を出力してから正転駆動用保護回路がラッチ状態になるまでの時間が長くなる。
したがって、正転駆動用保護回路がラッチ状態になるまでの間に、正転用電位差検出回路は、高電位差発生状態を検出しなくなるので、正転駆動用保護回路が第１スイッチング素子をオフ状態にしたままラッチ状態となることを回避できる。
【００２３】
同様に、制御手段が正転駆動用指令状態から逆転駆動用指令状態へ切換わる場合は、逆転駆動用保護回路がラッチ状態になるまでの間に、逆転用電位差検出回路は、高電位差発生状態を検出しなくなるので、逆転駆動用保護回路が第３スイッチング素子をオフ状態にしたままラッチ状態となることを回避できる。
【００２４】
このように、本発明の第２特徴によると、制御手段が逆転駆動用指令状態から正転駆動用指令状態へ切換わる場合や、正転駆動用指令状態から逆転駆動用指令状態へ切換わる場合に、正転駆動用保護回路及び逆転駆動用保護回路が、モータ端子の地絡異常や短絡異常が発生していないにもかかわらず動作してしまうことを防止して、モータの駆動方向の切換えを適切に行うことができる。
【００２５】
本発明の第３特徴は、本発明の第１又は第２特徴において、前記制御手段に、前記正転用電位差検出回路及び前記逆転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出しているか否かを示す検出信号が入力されるように構成されている点にある。
【００２６】
本発明の第３特徴によると、本発明の第１又は第２特徴と同様の作用に加えて、以下のような作用を奏する。
制御手段に、正転用電位差検出回路及び逆転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出しているか否かを示す検出信号が入力されるので、制御手段は、入力された検出信号に基づいて、モータの端子の異常を検出することができる。
【００２７】
説明を加えると、制御手段が回転停止指令状態であって、第１〜第４のスイッチング素子が全てオフ状態であれば、モータの第１端子又は第２端子に地絡異常が生じると、正転用電位差検出回路は、高電位差発生状態を検出する。
また、制御手段が回転停止指令状態であって、第１〜第４のスイッチング素子が全てオフ状態であれば、モータＭの第１端子又は第２端子に地絡異常が生じていれば、逆転用電位差検出回路が高電位差発生状態を検出する。
つまり、制御手段が回転停止指令状態であって、第１〜第４のスイッチング素子が全てオフ状態であれば、モータの第１端子に地絡異常が発生した場合でも、第２端子に地絡異常が発生した場合でも、正転用電位差検出回路、及び、逆転用電位差検出回路の双方が高電位差発生状態を検出する。したがって、制御手段は、回転停止用指令状態である場合における正転用電位差検出回路及び逆転用電位差検出回路の検出状態に基づいて、モータの第１端子又は第２端子の地絡異常を検出することができる。
【００２８】
このように、本発明の第３特徴によると、制御手段が、スイッチング素子を保護するための構成を利用して、モータを正転駆動又は逆転駆動させる前にモータの端子の地絡異常を事前に検出することができるので、コストの上昇を抑えつつ高機能なモータ制御装置を得るに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明のモータ制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本モータ制御装置は、建設機械やコンバイン等の作業機械に搭載されるエンジンのスロットルバルブの電子制御等に使用されるモータを駆動するものであり、Ｈブリッジ回路によるモータ駆動制御方式を採用している。
【００３０】
図１に示すように、本モータ制御装置のＨブリッジ回路１は、電源側に接続されるスイッチング素子としての第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３を、ｐチャンネルのＭＯＳ−ＦＥＴで構成し、接地側に接続されるスイッチング素子としての第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をｎチャンネルのＭＯＳ−ＦＥＴで構成している。
【００３１】
電源側に接続されたハイサイド側のスイッチの接続状態を説明すると、図１に示すように、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓ及び第３スイッチＳＷ３のソース端子Ｔ３ｓが、いずれも、電源２に接続された電源ラインＥに接続され、第１スイッチＳＷ１のドレイン端子Ｔ１ｄがモータＭの第１端子Ｔｍ１に、また、第３スイッチＳＷ３のドレイン端子Ｔ３ｄがモータＭの第２端子Ｔｍ２に接続されている。
【００３２】
接地側に接続されたローサイド側のスイッチの接続状態を説明すると、図１に示すように、第２スイッチＳＷ２のソース端子Ｔ２ｓ及び第４スイッチＳＷ４のソース端子Ｔ４ｓが、いずれも、接地されたグランドラインＧに接続され、第２スイッチＳＷ２のドレイン端子Ｔ２ｄがモータＭの第１端子Ｔｍ１に、また、第４スイッチＳＷ４のドレイン端子Ｔ４ｄがモータＭの第２端子Ｔｍ２に、接続されている。
【００３３】
第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４のゲート端子Ｔ１ｇ〜Ｔ４ｇは、制御手段としてのマイコン３に後述するドライバ回路Ｄ１〜Ｄ４を介して接続されており、マイコン３が出力するオン指令及びオフ指令により、各ＭＯＳ−ＦＥＴがオン状態とオフ状態とに切換えられるようになっている。
【００３４】
なお、マイコン３は、オン指令をハイレベルの信号にて出力し、オフ指令をローレベルの信号にて出力するアクティブハイで動作するが、ｐチャンネルのＭＯＳ−ＦＥＴで構成されたハイサイド側のスイッチＳＷ１及びＳＷ３のゲート端子Ｔ１ｇ及びＴ３ｇには、ハイサイドドライバ回路Ｄ１及びＤ３によりアクティブローの信号が入力される。
【００３５】
本モータ制御装置の正転側及び逆転側のハイサイドドライバ回路は、同一の構成となっており、具体的には、図３に示すように、エミッタ接地のｐｎｐ接合のバイポーラトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３等で構成されている。マイコン３が第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４にオン指令を出力したときの上記ドライバ回路の動作について以下に説明する。
【００３６】
例えば、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してハイレベル信号によるオン指令を出力すると、正転側のハイサイドドライバ回路Ｄ１のトランジスタＴｒ１がオンして、第１スイッチＳＷ１のゲート端子Ｔ１ｇをグランドラインＧに接続された状態にするので、ゲート端子Ｔ１ｇと電源ラインＥに接続されたソース端子Ｔ１ｓとの間にＭＯＳ−ＦＥＴのゲートしきい電圧以上の電位差が生じるため、第１スイッチＳＷ１がオン状態になる。
【００３７】
また、マイコン３が第３スイッチＳＷ３に対してハイレベル信号によるオン指令を出力すると、逆転側のハイサイドドライバ回路Ｄ３のトランジスタＴｒ３がオンして、第３スイッチＳＷ３のゲート端子Ｔ３ｇをグランドラインＧに接続された状態にするので、ゲート端子Ｔ３ｇと電源ラインＥに接続されたソース端子Ｔ３ｓとの間にＭＯＳ−ＦＥＴのゲートしきい電圧以上の電位差が生じるため、第３スイッチＳＷ３がオン状態になる。
【００３８】
一方、マイコン３が第４スイッチＳＷ４に対して出力するオン指令は、正転側のローサイドドライバ回路Ｄ４を作動させて、第４スイッチＳＷ４のゲート端子Ｔ４ｇを電源ラインＥに接続された状態に切換える。これにより、ソース端子Ｔ４ｓと電源ラインＥに接続されたゲート端子Ｔ４ｇとの間にＭＯＳ−ＦＥＴのゲートしきい電圧以上の電位差が生じるため、第４スイッチＳＷ４がオン状態となる。
【００３９】
同様に、マイコン３が第２スイッチＳＷ２に対して出力するオン指令は、逆転側のローサイドドライバ回路Ｄ２を作動させて、第２スイッチＳＷ２のゲート端子Ｔ２ｇを電源ラインＥに接続された状態に切換える。これにより、ソース端子Ｔ２ｓと電源ラインＥに接続されたゲート端子Ｔ２ｇとの間にＭＯＳ−ＦＥＴのゲートしきい電圧以上の電位差が生じるため、第２スイッチＳＷ２はオン状態となる。
【００４０】
マイコン３は、上位のコントローラＣが指令する正転駆動指令Ｆ、逆転駆動指令Ｒ、及び回転停止指令Ｎを検出すると、これらの指令に対応した指令状態となる。
つまり、マイコン３は、回転停止指令Ｎを検出すると、回転停止用指令状態Ｓｎとなって、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、及び、第４スイッチＳＷ４の夫々に対してオフ指令を出力する。これにより、図２に示すように、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、及び、第４スイッチＳＷ４の全てがオフ状態となるので、モータＭの第１端子Ｔｍ１と第２端子Ｔｍ２との間には電圧が印加されず、モータＭの回転駆動力は発生しない。
【００４１】
また、マイコン３は、正転駆動指令Ｆを検出すると、正転駆動用指令状態Ｓｆ２となって、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４に対してオン指令を出力し、かつ、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３に対してオフ指令を出力する。これにより、図２に示すように、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４がオン状態となり、かつ、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオフ状態となるので、モータＭの第１端子Ｔｍ１がオン状態の第１スイッチＳＷ１を介して電源ラインＥに接続され、モータＭの第２端子Ｔｍ２がオン状態の第４スイッチＳＷ４を介してグランドラインＧに接続される。したがって、モータＭの第１端子Ｔｍ１と第２端子Ｔｍ２との間に電源電圧に近い電圧が印加され、モータが正転駆動する。
【００４２】
また、マイコン３は、逆転駆動指令Ｒを検出すると、逆転駆動用指令状態Ｓｒ２となって、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３に対してオン指令を出力し、かつ、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４に対してオフ指令を出力する。これにより、図２に示すように、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオン状態となり、かつ、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４がオフ状態となるので、モータＭの第２端子Ｔｍ２がオン状態の第３スイッチＳＷ３を介して電源ラインＥに接続され、モータＭの第１端子Ｔｍ１がオン状態の第２スイッチＳＷ２を介してグランドラインＧに接続される。したがって、モータＭの第２端子Ｔｍ２と第１端子Ｔｍ１との間に電源電圧に近い電圧が印加され、モータが逆転駆動する。
【００４３】
なお、詳しい説明は避けるが、モータＭの回転速度制御をＰＷＭ制御により行う場合、正転駆動状態であれば第４スイッチＳＷ４のオン時間、オフ時間を制御しながらオンオフの切換えを行い、逆転駆動状態であれば第２スイッチＳＷ２のオン時間、オフ時間を制御しながらオンオフの切換えを行うことになるので、正転駆動状態であれば正転駆動用指令状態Ｓｆ２と正転準備用指令状態Ｓｆ１とが繰返し現出することになり、逆転駆動状態であれば逆転駆動用指令状態Ｓｒ２と逆転準備用指令状態Ｓｒ１とが繰返し現出することになる。
【００４４】
一般に、Ｈブリッジ回路を備えたモータ制御装置においては、逆転駆動しているモータを正転駆動させるとき、或いは、正転駆動しているモータを逆転駆動させるときには、Ｈブリッジ回路のハイサイドスイッチとローサイドスイッチとに亘って貫通電流（本実施形態でいうと、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２の双方がオン状態となって、又は、第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４の双方がオン状態となって、電源側と接地側が２つのスイッチを介して短絡された場合に流れる電流）が流れないように、Ｈブリッジの全てのスイッチング素子がオフした状態を経るように、スイッチング素子のオン状態とオフ状態を切換えるようになっている。
【００４５】
本モータ制御装置のマイコン３は、正転駆動用指令状態Ｓｆ２から逆転駆動用指令状態Ｓｒ２に切換わる場合、及び、逆転駆動用指令状態Ｓｒ２から正転駆動用指令状態Ｓｆ２に切換わる場合には、夫々、図２の実線で示す矢印Ａ及び点線で示す矢印Ｂに示す向きで指令状態が順次変化して、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態を変化させる。
【００４６】
説明を加えると、マイコン３が、例えば、正転駆動状態のモータＭを逆転駆動状態に切換える場合は、マイコン３は、正転駆動用指令状態Ｓｆ２から正転準備用指令状態Ｓｆ１を経て、一旦、回転停止用指令状態Ｓｎとなる。これにより、正転駆動用指令状態Ｓｆ２でオン状態であった第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４のうち、ローサイドスイッチである第４スイッチＳＷ４が先にオフ状態に切換えられ、その後、ハイサイドスイッチである第１スイッチＳＷ１がオフ状態に切換えられる。
【００４７】
そして、マイコン３は、回転停止用指令状態Ｓｎから逆転準備用指令状態Ｓｒ１を経て逆転駆動用指令状態Ｓｒ２となる。これにより、回転停止用指令状態Ｓｎでオフ状態であった第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のうち、ハイサイドスイッチである第３スイッチＳＷ３が先にオン状態に切換えられ、その後、ローサイドスイッチである第２スイッチＳＷ２がオン状態に切換えられる。
【００４８】
なお、逆転駆動状態のモータＭを正転駆動状態に切換える場合は、マイコン３は、上述した変化順序を逆の順序で、指令状態が逆転駆動用指令状態Ｓｆ２から正転駆動用指令状態Ｓｆ１に変化し、それに伴って、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態が切換えられる。
【００４９】
本モータ制御装置のＨブリッジ回路はスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の焼損やモータ３の異常動作を防止するためラッチ機能付きの正転駆動用保護回路４及び逆転駆動用保護回路５を備えている。
【００５０】
正転駆動用保護回路４は、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力している状態において、正転用電位差検出回路としての正転側ソースドレイン間電圧監視回路６が高電位差発生状態を検出すると、ｐチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成された第１スイッチＳＷ１のゲート端子Ｔ１ｇの電位をハイレベルにプルアップされた状態に復帰させ、ゲート端子Ｔ１ｇの電位とソース端子Ｔ１ｓの電位との電位差をなくして、第１スイッチＳＷ１を強制的にオフ状態にするものである。
【００５１】
正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、第１スイッチＳＷ１におけるソース端子Ｔ１ｓとドレイン端子Ｔ１ｄとの間に発生する電位差を監視する。第１スイッチＳＷ１のオンオフ状態にかかわらず、ソース端子Ｔ１ｓとドレイン端子Ｔ１ｄとの間に所定電圧以上の電位差が発生する高電位差発生状態になると、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、高電位差発生状態を検出する。
【００５２】
逆転駆動用保護回路５は、マイコン３が第３スイッチＳＷ３に対してオン指令を出力している状態において、逆転用電位差検出回路としての逆転側ソースドレイン間電圧監視回路７が高電位差発生状態を検出すると、ｐチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成された第３スイッチＳＷ３のゲート端子Ｔ３ｇの電位をハイレベルにプルアップされた状態に復帰させ、ゲート端子Ｔ３ｇの電位とソース端子Ｔ３ｓの電位との電位差をなくして、第３スイッチＳＷ３を強制的にオフ状態にするものである。
【００５３】
逆転側ソースドレイン間電圧監視回路７は、第３スイッチＳＷ３におけるソース端子Ｔ３ｓとドレイン端子Ｔ３ｄとの間に発生する電位差を監視する。第３スイッチＳＷ３のオンオフ状態にかかわらず、ソース端子Ｔ３ｓとドレイン端子Ｔ３ｄとの間に所定電圧以上の電位差が発生する高電位差発生状態になると、逆転側ソースドレイン間電圧監視回路７は、高電位差発生状態を検出する。
【００５４】
本モータ制御装置の正転駆動用保護回路４及び正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は図４に示すような構成となっている。逆転駆動用保護回路５及び逆転側ソースドレイン間電圧監視回路７は、正転駆動用保護回路４及び正転側ソースドレイン間電圧監視回路６と同様の構成となっており、Ｈブリッジにおける配置個所が異なるだけに過ぎないので、以下、代表として正転駆動用保護回路４及び正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の構成及び動作について説明する。
【００５５】
まず、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６について説明する。正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓとドレイン端子Ｔ１ｄとの両端に抵抗Ｒ１とＲ２を設けて、これらの抵抗の中間接続点にトランジスタＴｒ２のベースを接続し、抵抗Ｒ１の電源ラインＥ、つまり、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓにトランジスタＴｒ２のエミッタを接続し、トランジスタＴｒ２のコレクタは正転駆動用保護回路４に接続されている。
【００５６】
正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の動作について説明すると、例えば、第１スイッチＳＷ１がオフ状態（マイコン３が回転停止指令状態Ｓｎ、逆転準備用指令状態Ｓｒ１、又は逆転駆動用指令状態Ｓｒ２の場合）であれば、モータＭの第１端子Ｔｍ１に地絡異常が発生すると、直列接続された抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２に電源電圧が印加されるので、トランジスタＴｒ２のエミッタ・ベース間に抵抗Ｒ１における電圧降下分の電位差が発生し、トランジスタＴｒ２のエミッタ・ベース間に順方向バイアスが発生する。したがって、トランジスタＴｒ２がオンに変化する。
【００５７】
また、第１スイッチＳＷ１がオフ状態であれば、モータＭの第２端子Ｔｍ２に地絡異常が発生した場合も、モータＭの抵抗値が抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値に比べて十分小さいことから、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、上述した第１端子の地絡異常が発生した場合と同様の応答をして、トランジスタＴｒ２がオンに変化する。
【００５８】
ちなみに、第１スイッチＳＷ１がオフ状態のときは、マイコン３は、マイコン３が回転停止指令状態Ｓｎ、逆転準備用指令状態Ｓｒ１、又は逆転駆動用指令状態Ｓｒ２であるので、第４スイッチＳＷ４はオンすることがないので、モータＭの第１端子Ｔｍ１と第２端子Ｔｍ２とが短絡して端子間短絡異常が発生しても、トランジスタＴｒ２はオンしない。なお、端子間短絡異常が発生した場合は、マイコン３が正転準備用指令状態Ｓｆ１を経て正転駆動用指令状態Ｓｆ２となって、第４スイッチＳＷ４がオン状態となった時点で、抵抗Ｒ１及びＲ２の両端に電源電圧が印加され、トランジスタＴｒ２がオンに変化する。
【００５９】
第１スイッチＳＷ１がオン状態のときに、モータＭの第１端子Ｔｍ１の地絡異常が発生した場合及び第１端子Ｔｍ１と第２端子Ｔｍ２との端子間短絡異常が発生した場合は、その時点で、抵抗Ｒ１及びＲ２の両端に電源電圧が印加され、トランジスタＴｒ２がオンに変化する。
【００６０】
また、マイコン３が逆転駆動用指令状態Ｓｒ２であると、第２スイッチＳＷ２がオン状態となるので、モータＭの第１端子及び第２端子のいずれにも異常が発生していなくても、オフ状態の第１スイッチＳＷ１のソースドレイン間には電源電圧が印加された状態となるため、抵抗Ｒ１及びＲ２の両端に電源電圧が印加され、トランジスタＴｒ２はオンとなっている。
【００６１】
さらに、逆転駆動用指令状態Ｓｒ２から回転停止指令状態Ｓｎへ変化しても、逆転駆動状態での回転慣性モーメントによりモータＭが逆起電力を発生していると、オフ状態の第１スイッチＳＷ１のソースドレイン間にはある程度の電圧が印加された状態となっており、モータＭの端子の地絡異常や短絡異常が発生していなくても、抵抗Ｒ１及びＲ２の両端にある程度の電圧が印加された状態となるため、トランジスタＴｒ２がオンとなる場合がある。
【００６２】
モータＭの端子に地絡異常や短絡異常が発生していないのもかかわらず正転側ソースドレイン間電圧監視回路６が高電位差発生状態を検出する上述した現象については、逆転駆動状態が継続する限り問題とはならないが、モータＭの駆動状態を切換える際、具体的には、マイコン３が回転停止指令状態Ｓｎから正転準備用指令状態Ｓｆ１に切換わって第１スイッチＳＷ１をオン状態にする際に正転駆動用保護回路４が誤動作するおそれがあるため問題となる。そこで、正転駆動用保護回路４には後述するように遅延用コンデンサ８を設けてある。
【００６３】
正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の抵抗Ｒ１及びＲ２の夫々の抵抗値は、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓとドレイン端子Ｔ１ｄとの間に発生する電位差ＶｓｄがスイッチＳＷ１のオン抵抗で発生する電位差に比べ異常に高い電圧（例えば、電源電圧の３０％）以上となった場合には、トランジスタＴｒ２がオンする値が選択されている。本実施形態では、電源電圧１２［Ｖ］に対してＲ１＝２ｋ［Ω］，Ｒ２＝１０ｋ［Ω］としている。
【００６４】
このように、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓとドレイン端子Ｔ１ｄとの間に発生する電位差Ｖｓｄが、電源電圧並びに抵抗Ｒ１及びＲ２で設定される所定電圧以上になると、トランジスタＴｒ２がオンして高電位差発生状態を検出する。これにより、正転駆動用保護回路４の入力端子Ｔinが電源ラインＥに接続された状態となるので、以下に説明するように、正転駆動用保護回路４のトランジスタＴｒ４及びＴｒ５等が高電位差発生状態に基づく動作状態となる。
【００６５】
また、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６のトランジスタＴｒ２のコレクタ端子はマイコン３にも接続されており、マイコン３は、トランジスタＴｒ２がオンしてコレクタ端子の信号ラインがハイレベルである場合と、トランジスタＴｒ２がオフしてコレクタ端子の信号ラインがハイレベルでない場合とを判別できるようになっている。つまり、本モータ制御装置のマイコン３は、正転用電位差検出回路６が高電位差発生状態を検出しているか否かを示す検出信号が入力されるように構成されている。これにより、マイコン３は、回転停止指令状態Ｓｎにおいて、端子の地絡が発生していないかを判別することができ、本モータ制御装置では、モータＭを駆動させる前に、事前に端子部の地絡異常を検出することができる。
【００６６】
次に、正転駆動用保護回路４について説明する。正転駆動用保護回路４は、図４に示すように、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の監視情報をラッチ回路９にセットするトランジスタＴｒ４と、監視情報を保持するラッチ回路９を構成するトランジスタＴｒ５及びトランジスタＴｒ６と、オンするとラッチ回路９をリセットするトランジスタＴｒ７と、オンすると第１スイッチＳＷ１を強制的にオフ状態にするトランジスタＴｒ８等で構成されている。
【００６７】
正転駆動用保護回路４の動作を、第１端子又は第２端子に地絡異常が発生している場合（駆動前地絡発生時）の動作と、第１端子と第２端子との間の端子間短絡異常が発生している場合（駆動前短絡発生時）の動作と、正常状態において正転駆動が開始された後に地絡状態となった場合（駆動後地絡発生時）の動作と、正常状態において正転駆動が開始された後に短絡状態となった場合（駆動後短絡発生時）の動作と、正常時の動作とに分類して説明する。
【００６８】
なお、以下では、マイコン３が回転停止用指令状態Ｓｎから正転駆動用指令状態Ｓｆ２に変化する場面での正転駆動用保護回路４の動作の説明をするが、マイコン３が回転停止用指令状態Ｓｎから逆転駆動用指令状態Ｓｒ２に変化する場面での逆転駆動用保護回路５の動作についても同様の説明となる。
【００６９】
〔駆動前地絡発生時の動作〕
まず、モータＭの第１端子Ｔｍ１に地絡異常が発生している場合について説明する。
マイコン３が、回転停止指令状態Ｓｎであるので、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４は図２に示すように、全てオフ状態である。
トランジスタＴｒ７のベースは、正転側のハイサイドドライバ回路Ｄ１のトランジスタＴｒ１がオフであるので、トランジスタＴｒ１によるプルダウン作用を受けておらず、なおかつ、電源ラインＥ側に抵抗及びダイオード等を介して接続されているので、正転駆動用保護回路４のトランジスタＴｒ７のベースエミッタ間に順バイアスが発生している。したがって、トランジスタＴｒ７はオンしている。トランジスタＴｒ７がオンしていることから、トランジスタＴｒ６のベースがプルダウンされる。トランジスタＴｒ６のエミッタは電源ラインＥに接続されているため、トランジスタＴｒ６のベースエミッタ間に順バイアスが発生している。したがって、トランジスタＴｒ６はオンしている。トランジスタＴｒ６がオンしていることから、トランジスタＴｒ８のベースエミッタ間に順バイアスは発生していない。したがって、トランジスタＴｒ８はオフしている。
また、モータＭの第１端子Ｔｍ１が地絡しているので、上述の通り、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６のトランジスタＴｒ２はオンしている。このためトランジスタＴｒ４のベースエミッタ間に順バイアスが発生しているためエミッタ接地のトランジスタＴｒ４はオンとなっている。したがって、トランジスタＴｒ５のベースエミッタ間に順バイアスは発生していないため、エミッタ接地のトランジスタＴｒ５はオフとなっている。
【００７０】
マイコン３が、正転準備用指令状態Ｓｆ１となると、正転側のハイサイドドライバ回路Ｄ１のトランジスタＴｒ１がオンするので、第１スイッチＳＷ１のゲート端子Ｔ１ｇがローレベルとなってオンするとともに、遅延用コンデンサ８の放電によりトランジスタＴｒ７が所定の遅延時間Ｔdly経過後にオンからオフになる。トランジスタＴｒ７がオフすると、トランジスタＴｒ６のベースは、トランジスタＴｒ７によるプルダウン作用を受けなくなり、かつ、トランジスタＴｒ５がオフしているのでトランジスタＴｒ５によるプルダウン作用も受けない状態となって、トランジスタＴｒ６のベースエミッタ間に順バイアスは発生していない状態となる。したがって、トランジスタＴｒ６はオフする。
【００７１】
トランジスタＴｒ６のオフにより、トランジスタＴｒ８のベースエミッタ間に順バイアスが発生し、トランジスタＴｒ８がオンとなって、第１スイッチＳＷ１のゲート端子Ｔ１ｇが、オンとなったトランジスタＴｒ８を介して電源ラインＥに接続された状態となる。したがって、第１スイッチＳＷ１のゲート端子Ｔ１ｇの電位が、ソース端子Ｔ１ｓの電位と略同電位になるので、第１スイッチＳＷ１はオフ状態となる。
【００７２】
次に、モータＭの第２端子Ｔｍ２に地絡異常が発生している場合について説明する。
マイコン３が回転停止用指令状態Ｓｎである間は、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、上述した第１端子Ｔｍ１に地絡異常が発生している場合と同様の状態となっている。
マイコン３が正転準備用指令状態Ｓｆ１となって、第１スイッチＳＷ１がオンすると、モータＭの第２端子Ｔｍ２が地絡しているので、電源ラインＥとグランドラインＧとの間に第１スイッチＳＷ１とモータＭが直列に接続された状態となる。第１スイッチＳＷ１のオン抵抗がモータＭの抵抗値より十分小さいため、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓとドレイン端子Ｔ１ｄとの間に電圧は殆ど発生せず、トランジスタＴｒ２のベースエミッタ間に順バイアスがなくなり、トランジスタＴｒ２がオフし、トランジスタＴｒ４もオフする。この時点でトランジスタＴｒ６はオンであるから、トランジスタＴｒ５のベースは、オンのトランジスタＴｒ６によりプルアップされた状態が維持され、トランジスタＴｒ５はオンしている。
【００７３】
その後、上述したようにトランジスタＴｒ７がオンからオフになるので、トランジスタＴｒ６のベースは、トランジスタＴｒ７によるプルダウン作用を受けなくなるが、オンのトランジスタＴｒ５によるプルダウン作用を受けているのでトランジスタＴｒ６はオンを維持する。したがって、トランジスタＴｒ８のベースエミッタ間に順バイアスは発生せず、オンしないので、第１スイッチＭ１はオフされない。
【００７４】
このように、モータＭの第２端子Ｔｍ２に地絡異常が発生している場合に第１スイッチＳＷ１がオンされても、正転駆動用保護回路４は第１スイッチＳＷ１をオフしないので、第１スイッチＳＷ１がオン状態となったまま、マイコン３は正転駆動用指令状態Ｓｆ２になる。ちなみに、モータＭの第２端子Ｔｍ２に地絡異常が発生している場合にマイコン３が逆転準備用指令状態Ｓｒ１になって第３スイッチＳＷ３がオン状態となると、第１端子Ｔｍ１に地絡異常が発生しているときにマイコン３が正転準備用指令状態Ｓｆ１になった場合に対応する状態であり、逆転駆動用保護回路５が第３スイッチＳＷ３を強制的にオフ状態とする。
【００７５】
〔駆動前短絡発生時の動作〕
この場合は、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の動作についての説明においてすでに述べたように、マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２となって、第４スイッチＳＷ４がオンされた時点で、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６のトランジスタＴｒ２がオンする。したがって、マイコン３が正転準備用指令状態Ｓｆ１となった時点では、トランジスタＴｒ２はオンしないため、第１スイッチＳＷ１がオン状態となったまま、マイコン３は正転駆動用指令状態Ｓｆ２となる。
【００７６】
マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２となって、トランジスタＴｒ２がオンするとトランジスタＴｒ４がオフからオンになり、それによりトランジスタＴｒ５がオンからオフになる。マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２となるときにはトランジスタＴｒ７はすでにオフしているため、トランジスタＴｒ５がオフするとトランジスタＴｒ６がオンからオフになる。これによりトランジスタＴｒ８がオンして、上述した〔駆動前地絡発生時の動作〕と同様に、第１スイッチＳＷ１はオフ状態となる。
【００７７】
〔駆動後地絡発生時の動作〕
マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２であるので第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４がオン状態となっている。この場合も、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の動作についての説明においてすでに述べたように、モータＭの第１端子に地絡異常が発生した時点で正転側ソースドレイン間電圧監視回路６のトランジスタＴｒ２がオンする。
トランジスタＴｒ２がオンするとトランジスタＴｒ４がオフからオンになり、それによりトランジスタＴｒ５がオンからオフになる。マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２であるのでトランジスタＴｒ７はすでにオフしているから、トランジスタＴｒ５がオフするとトランジスタＴｒ６がオンからオフになる。これによりトランジスタＴｒ８がオンして、上述した〔駆動前地絡発生時の動作〕と同様に、第１スイッチＳＷ１はオフ状態となる。
【００７８】
なお、マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２であると、モータＭの第２端子は、オン状態の第４スイッチＳＷ４により接地側に接続された状態であるため、第２端子の地絡が生じても、第４スイッチＳＷ４がオン状態であることによるものと区別がないため、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６は、第２端子の地絡異常を検出できないが、マイコン３が一旦回転停止指令状態Ｓｎとなった後、正転準備用指令状態Ｓｆ１に遷移した時点で第２端子の地絡異常を検出できる。また、回転停止指令状態Ｓｎから逆転準備用指令状態Ｓｒ１に遷移した場合は、逆転側ソースドレイン間電圧監視回路７により第２端子の地絡異常を検出できる。
【００７９】
〔駆動後短絡発生時の動作〕
マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２であるので第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４がオン状態となっている。この場合も、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の動作についての説明においてすでに述べたように、モータＭの第１端子と第２端子との短絡異常が発生した時点で正転側ソースドレイン間電圧監視回路６のトランジスタＴｒ２がオンする。
トランジスタＴｒ２がオンするとトランジスタＴｒ４がオフからオンになり、それによりトランジスタＴｒ５がオンからオフになる。マイコン３が正転駆動用指令状態Ｓｆ２であるのでトランジスタＴｒ７はすでにオフしているから、トランジスタＴｒ５がオフするとトランジスタＴｒ６がオンからオフになる。これによりトランジスタＴｒ８がオンして、上述した〔駆動前地絡発生時の動作〕と同様に、第１スイッチＳＷ１はオフ状態となる。
【００８０】
上記いずれの場合においても、一端、正転駆動用保護回路４が作動して第１スイッチＳＷ１はオフ状態となると、正転駆動用保護回路４は、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力している間、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に保持し、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力しなくなると、第１スイッチＳＷ１のオフ状態の保持を解除するように構成されている。
【００８１】
説明を加えると、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に保持しているトランジスタＴｒ８をオフに切換えるには、トランジスタＴｒ６をオンにすることによりトランジスタＴｒ８のベースをハイレベルにプルアップする必要がある。ところが、トランジスタＴｒ６のベースエミッタ間の順バイアスは、ベース側に接続されたトランジスタＴｒ５が一旦オフすると、同じくトランジスタＴｒ６のベース接続されたトランジスタＴｒ７がオンしなければ発生しない。つまり、モータＭの端子の地絡異常や短絡異常が解消して正転側ソースドレイン間電圧監視回路６のトランジスタＴｒ２がオフしても、トランジスタＴｒ４がオフになるものの、トランジスタＴｒ７がオフしている限り、オフであるトランジスタＴｒ５及びトランジスタＴｒ６には影響しない。つまり、トランジスタＴｒ７がオフするとラッチ回路９はラッチ状態となる。
【００８２】
そして、トランジスタＴｒ７がオンして、トランジスタＴｒ６がオンになると、トランジスタＴｒ５は、トランジスタＴｒ４のオンオフ、つまり、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の動作状態に対応してオン又はオフが同回路６の動作状態の変化に追従するように切換わることになる。つまり、トランジスタＴｒ７がオンするとラッチ回路９は非ラッチ状態となる。
【００８３】
このように、トランジスタＴｒ５及びトランジスタＴｒ６等で構成されるラッチ回路９は、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力してトランジスタＴｒ７がオフすると、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６が最初に出力した異常検出情報を保持するラッチ状態になるように構成されている。したがって、ラッチ回路９を備える正転駆動用保護回路４は、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力している間、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に保持するラッチ状態となり、マイコン３が第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力しなくなると、第１スイッチＳＷ１のオフ状態の保持を解除する非ラッチ状態となるように構成されている。
【００８４】
これにより、本モータ制御装置の正転駆動用保護回路４は、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の出力に基づいてモータＭの端子の地絡異常や短絡異常を検出して、第１スイッチＳＷ１を一旦強制的にオフ状態にすると、その後、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の出力が変化しても、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に保持するので、モータＭに接続されるハーネスの接触不良等のように、地絡異常や短絡異常が断続的に発生する場合に、断続的に第１スイッチＳＷ１がオン状態になってモータＭが異常作動したり、断続的な過電流により第１スイッチＳＷ１や第４スイッチング素子ＳＷ４が焼損してしまうことを防止できる。
【００８５】
また、第４スイッチＳＷ４を頻繁にオンオフさせるＰＷＭ制御でモータの回転速度を制御する場合において、端子間短絡異常が発生すると、第４スイッチ４のオンオフの変化にともなって正転側ソースドレイン間電圧監視回路６の出力が変化するが、一旦、第１スイッチがオフ状態にされた後は、第１スイッチＳＷ１をオフ状態に保持する。したがって、ＰＷＭ制御を行っているときにモータ端子間の短絡異常が発生しても、モータＭの異常動作を防止することができると共に、第１スイッチＳＷ１や第４スイッチＳＷ４の焼損を防止することができる。
【００８６】
以上においては、モータＭの端子に地絡異常や短絡異常が発生した場合の正転駆動用保護回路４の動作について説明したが、モータＭの端子に地絡異常や短絡異常が発生していない正常時であるにも拘らず、モータＭの駆動方向を切換える場合には、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６が高電位差発生状態を検出する場合があることはすでに述べた通りである。以下に、その対策として設けられた遅延用コンデンサ８の作用を中心に、モータＭを逆転駆動状態から正転駆動状態に切換える場合おける正転駆動用保護回路４の動作について説明する。
【００８７】
〔正常時の動作〕
モータＭを逆転駆動状態から正転駆動状態にする場合、マイコン３は、図２の矢印Ｂで示す順に指令状態が順次切換わる。
図５のタイミングチャートに示すように、マイコン３が逆転駆動用指令状態Ｓｒ２から逆転準備用指令状態Ｓｒ１になると第２スイッチＳＷ２がオフする。その直後にモータＭのコイルの誘導電流が第１スイッチＳＷ１のフライホイールダイオードを流れるため、トランジスタＴｒ２は一瞬オフしてそれに追従してトランジスタＴｒ４も一瞬オフするが、慣性回転状態にあるモータＭの逆起電力により第１スイッチＳＷ１のソースドレイン間にはある程度の電圧が発生し、トランジスタＴｒ２が再びオンとなり、トランジスタＴｒ４も再びオンする。
【００８８】
一方、マイコン３が、回転停止用指令状態Ｓｎから正転準備用指令状態Ｓｆ１に切換わって第１スイッチＳＷ１に対してオン指令を出力すると、トランジスタＴｒ１がオンし、第１スイッチＳＷ１がオン状態になる。また、トランジスタＴｒ１のオンにより、トランジスタＴｒ７がオフしてラッチ回路９が非ラッチ状態からラッチ状態に切換わる。ところが、この時点で、トランジスタＴｒ４がオンであると、その状態で正転駆動用保護回路４がラッチ状態となるので、ラッチ回路９のトランジスタＴｒ５はオフで保持され、これに基づいて、正転駆動用保護回路４が誤動作して第１スイッチＳＷ１を強制的にオフ状態としてしまう。
【００８９】
そこで、遅延用コンデンサ８を設けて、第１スイッチＳＷ１がオン状態となってから、第１スイッチＳＷ１のソース端子Ｔ１ｓの電位とドレイン端子Ｔ１ｄの電位との電位差が十分小さくなり、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ４がオフして、オンのトランジスタＴｒ６によりオフのトランジスタＴｒ５が確実にオンになるまで、トランジスタＴｒ７がオンを維持できるようにしている。
【００９０】
具体的には、図５に示すように、トランジスタＴｒ１をオンした時点からトランジスタＴｒ５がオフである期間ＴngにトランジスタＴｒ７がオフとならないように、トランジスタＴｒ１をオンした時点から遅延時間Ｔdlyだけ経過してからトランジスタＴｒ７がオフとなるようになっている。
【００９１】
このように、本モータ制御装置の正転駆動用保護回路４は、マイコン３が逆転駆動用指令状態Ｓｒ２から正転駆動用指令状態Ｓｆ２に切換わるのに伴ってラッチ状態となる時期を遅延させる遅延用コンデンサ８を備えて構成されている。つまり、遅延用コンデンサ８は正転化遅延回路として機能している。これにより、本モータ制御装置では、モータＭの回転駆動方向を逆転駆動方向から正転駆動方向に切換える際に、正転駆動用保護回路４が誤動作して、モータＭが正転駆動されないという事態の発生が防止される。
【００９２】
以上の説明ではモータＭを正転駆動させる場合を中心に説明したが、逆転駆動させる場合についても同様の説明ができることは既に述べた通りである。
以上説明したように、本モータ制御装置は、モータＭの第１端子又は第２端子に地絡異常や短絡異常が発生して、Ｈブリッジを構成するスイッチに過電流が流れた場合に、マイコンにより保護手段を作動させて過電流を止める従来のものに比べて短時間で電流を止めることができるので、モータの地絡異常や端子間短絡異常が発生した場合におけるスイッチング素子の焼損を、簡素な構成で的確に回避することができる。
【００９３】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
（１）上記実施形態では、Ｈブリッジを構成するスイッチング素子として、ハイサイドスイッチがｐチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴでローサイドスイッチがｎチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴであるものを例示したが、ハイサイドスイッチもｎチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴであるものや、ＭＯＳ−ＦＥＴに代えてバイポーラトランジスタ等、その他の半導体素子で構成されたものであってもよい。
（２）上記実施形態では、正転側ソースドレイン間電圧監視回路６及び逆転側ソースドレイン間電圧監視回路７を、バイポーラトランジスタＴｒ２で構成したものを例示したが、コンパレータ等で構成したものでもよい。
（３）正転駆動用保護回路４及び逆転駆動用保護回路５の構成は、本実施形態で例示した回路に限定されるものでもなく適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】モータ制御装置の全体ブロック図
【図２】マイコンの各指令状態と各スイッチのオン状態及びオフ状態との対応表
【図３】ハイサイドドライバ回路の回路図
【図４】正転駆動用保護回路及び逆転駆動用保護回路の回路図
【図５】モータを逆転駆動状態から正転駆動状態へ切換えるときの各素子の動作状態を示すタイミングチャート
【符号の説明】
【００９５】
ＳＷ１  第１スイッチング素子
ＳＷ２  第２スイッチング素子
ＳＷ３  第３スイッチング素子
ＳＷ４  第４スイッチング素子
Ｔ１ｓ  第１スイッチング素子における電源側端子
Ｔ１ｄ  第１スイッチング素子におけるモータ側端子
Ｔ３ｓ  第３スイッチング素子における電源側端子
Ｔ３ｄ  第３スイッチング素子におけるモータ側端子
Ｔｍ１  第１端子側
Ｔｍ２  第２端子側
Ｅ      電源側
Ｇ      接地側
Ｍ      モータ
Ｓｆ２  正転駆動用指令状態
Ｓｎ    回転停止用指令状態
Ｓｒ２  逆転駆動用指令状態
３      制御手段
４      正転駆動用保護回路
５      逆転駆動用保護回路
６      正転用電位差検出回路
７      逆転用電位差検出回路
８      正転化遅延回路
【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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