(57)【要約】【課題】  非常に低コストで、誤動作の防止を行うことができるモータ駆動回路を提供すること。【解決手段】  モータの正逆回転を切り換えて駆動させるブリッジ回路部１１と、ブリッジ回路部１１の制御を行なう右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５と、右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５へ制御信号を出力するCPU１０とを有するモータ駆動回路１において、右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５は、CPU１０から直流成分が入力されても、ブリッジ回路部１１へ通過させることがないようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの正逆回転を切り換えて駆動させるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の制御を行なうモータ駆動制御部と、
前記モータ駆動制御部へ制御信号を出力するCPUと、
を有するモータ駆動回路において、
前記モータ駆動制御部は、
前記CPUから直流成分が入力されても、前記ブリッジ回路へ通過させることがない直流成分非通過手段を備えた、
ことを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動回路において、
前記CPUから前記モータ駆動制御部へは、パルス信号による入力が成されるようにし、
前記モータ駆動制御部は、
パルス信号を微分した微分信号を出力する微分手段と、
前記微分信号を積分して直流成分の出力を行う積分手段と、
を備えたモータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モータの正逆回転を切り換えて駆動させるブリッジ回路と、ブリッジ回路の制御を行なうモータ駆動制御部と、モータ駆動制御部へ制御信号を出力するCPUとを有するモータ駆動回路の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、車載電子制御システムのフェイルセイフとして、アクチュエータ等の駆動回路（Ｈブリッジ等）の上流部にリレー等の電流遮断機器を設け制御装置（CPU)によって制御され、CPUが不測の事態に陥った場合においても、アクチュエータ等へ掛かる電源を遮断し、誤動作を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３０４２２７７号公報（第２−５頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来にあっては、リレーを駆動する回路にCPUが正常か暴走かを判断する仕組みが内包されている必要があり、コスト高になっていた。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、非常に低コストで、誤動作の防止を行うことができるモータ駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、モータの正逆回転を切り換えて駆動させるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の制御を行なうモータ駆動制御部と、前記モータ駆動制御部へ制御信号を出力するCPUと、を有するモータ駆動回路において、前記モータ駆動制御部は、前記CPUから直流成分が入力されても、前記ブリッジ回路へ通過させることがない直流成分非通過手段を備えた、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、非常に低コストで、誤動作の防止を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のモータ駆動電流検出回路を実現する実施の形態を、請求項１，２に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１のモータ駆動回路１のブロック図である。
モータ駆動回路１は、CPU１０、ブリッジ回路部１１、右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５、昇圧回路１６、ウォッチドッグタイマ回路１７、発振回路１８、センサ入力１９を主要な構成とし、モータ２を駆動制御する。
【０００９】
CPU１０は、要求情報に対応して、必要なモータ駆動指令値を演算し、駆動回路部１２へ出力する。
ブリッジ回路部１１は、Ｈ型ブリッジ回路であり、各ブリッジ部分にFET１１１〜１１４を設け、対向するFETをONにすることにより、ＤＣモータであるモータ２の正転、逆転を制御する。
右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５は、CPU１０からの駆動指令値に従って、ブリッジ回路部１１のFET１１１〜１１４に駆動信号を出力する。
【００１０】
昇圧回路１６は、駆動信号を大きい電圧信号にするよう昇圧させる。
ウォッチドッグタイマ回路１７は、所定の手順に従って行われるCPU１０からの信号を受けて、CPU１０の監視を行い、異常を検出すると、CPU１０へリセット信号を出力する。
発振回路１８は、CPU１０が正確なPWM信号等を生成するようクロック出力を行う。
センサ入力はCPU１０が駆動信号を生成するのに必要なセンサ入力を行う。
【００１１】
図２は、左回転ハイサイド駆動回路部１３の回路図である。
左回転ハイサイド駆動回路部１３は、電圧レベル変換回路部１３１、微分回路部１３２、積分回路部１３３、ブリーダ抵抗Ｒ７、電流増幅回路部１３４からなる。
電圧レベル変換回路部１３１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２、トランジスタＱ１で構成され、CPUからのPWM信号パルスを昇圧する。
微分回路部１３２は、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ１で構成され、PWM信号の変化分のみを取り出す。
【００１２】
積分回路部１３３は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７、トランジスタＱ２、コンデンサＣ２で構成され、パルス変化分を積分して直流出力を行う。
ブリーダ抵抗Ｒ７は、積分回路の電荷を速やかに放電する。
電流増幅回路部１３４は、トランジスタＱ３，Ｑ４で構成され、充分なゲート電圧の確保を行う。
【００１３】
作用を説明する。
[ウォッチドッグタイマについて]
ここで、ウォッチドッグタイマについて説明する。
従来公報では、Ｈブリッジの上流にリレーを設けて、このリレーを制御することで、誤動作を防止していた。
これに対して、CPUが暴走した場合の対策として、CPUにウォッチドッグタイマを外付けしたものがある。これはCPUからウォッチドッグタイマに定期的にパルスを出力して、このパルスをウォッチドッグタイマでモニタさせ、パルスが所定の周期で入力しなくなると、CPUが暴走したと判断することにより、ウォッチドッグタイマからリセット信号を出力して、CPUの動作を正確な動作に復帰させ、システムを正常に動作させるようにしたものである。
しかしながら、ウォッチドッグタイマでシステムがリセットされても、CPUが暴走した原因が解除されていないならば、誤動作とリセットの繰り返しになってしまう。
実施例１では、この問題を解決している。
【００１４】
[直流成分を通過させない作用]
図３は、図２の左回転ハイサイド駆動回路部１３の回路図におけるＡ点〜Ｄ点における正常起動時の電圧波形のタイムチャートである。
以下、図３で説明した左回転ハイサイド駆動回路部１３により駆動される場合を例として説明する。
【００１５】
（正常起動時）
正常起動時では、CPU１０よりモータ回転方向指示信号をパルス列で出力する（図３(a)参照）。なお、実施例１では、このパルス列をビートノイズ防止の観点から１６ｋＨｚ、デューティ比５０％としている。
CPU１０からのパルス列は、電圧レベル変換回路部１３１により、昇圧回路１６より供給される高電圧のパルス列となる。
【００１６】
また、微分回路部１３２によって、高電圧パルス列の変化分、つまり微分値のみが下流の回路へと送られる（図３(b)参照）。
次に、積分回路部１３３によって、高電圧パルス列の変化分が積分され直流電圧へ変換される（図３(c)参照）。
そして、電流増幅回路部１３４により、ブリッジ回路部１１のFET１１２を導通させるのに十分なゲート電圧及びゲート容量を速やかにチャージする。
【００１７】
（Loレベル固定出力異常時）
図４は、図２の左回転ハイサイド駆動回路部１３の回路図におけるＡ点〜Ｄ点におけるLoレベル固定出力異常時の電圧波形のタイムチャートである。
CPU１０からの出力がLoレベルに固定されてしまう異常時（図４(a)参照）では、CPU１０からの出力が固定されてしまうことから、微分回路部１３２による出力は一定の値になっていく（図４(b)参照）。
そのために、積分回路部１３３では、出力が０（Loレベル）となり、FET１１２を導通させることがないようになる(図４(c)参照)。
これにより、CPU１０の出力がLoレベルに固定されてしまうような、つまり直流出力をしてしまう異常が生じた際に、モータが誤動作してしまうことを防止することができる。
【００１８】
（Hiレベル固定出力異常時）
図５は、図２の左回転ハイサイド駆動回路部１３の回路図におけるＡ点〜Ｄ点におけるHiレベル固定出力異常時の電圧波形のタイムチャートである。
CPU１０からの出力がHiレベルに固定されてしまう異常時(図５(a)参照)では、CPU１０からの出力が固定されてしまうことから、微分回路部１３２による出力は一定の値になっていく（図５(b)参照）。
そのために、積分回路部１３３では、出力が０(Loレベル)となり、FET１１２を導通させることがないようになる（図４(c)参照）。
これにより、CPU１０の出力がLoレベルに固定されてしまうような、つまり直流出力をしてしまう異常が生じた際に、モータが誤動作してしまうことを防止することができる。
【００１９】
[コスト抑制作用]
実施例１のモータ駆動回路１は、回路構成により、CPU１０が異常な出力をした場合の直流成分を非通過にしている。そのため、CPU１０を追加して別の監視を行うようなもの、監視結果に応じて、リレーのON/OFFを行ってモータ誤動作を防止しているものに対して、コストを十分に抑制することができる。
【００２０】
次に、効果を説明する。
実施例１のモータ駆動回路にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)モータの正逆回転を切り換えて駆動させるブリッジ回路部１１と、ブリッジ回路部１１の制御を行なう右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５と、右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５へ制御信号を出力するCPU１０とを有するモータ駆動回路１において、右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５は、CPU１０から直流成分が入力されても、ブリッジ回路部１１へ通過させることがないため、非常に低コストで、誤動作の防止を行うことができる。
【００２１】
(2)CPU１０から右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５へは、パルス信号による入力が成されるようにし、右回転ハイサイド駆動回路部１２、左回転ハイサイド駆動回路部１３、右回転ローサイド駆動回路部１４、左回転ローサイド駆動回路部１５は、パルス信号を微分した微分信号を出力する微分回路部と、微分信号を積分して直流成分の出力を行う積分回路部１３３とを備えるため、パルス信号を微分し、積分して最終的な直流成分を生成するので、直流成分の入力では、最終出力が０（Loレベル）となるようにして、CPU１０から直流成分が入力されても、ブリッジ回路部１１へ通過させることがないため、非常に低コストで、誤動作の防止を行うことができる。
【００２２】
（応用例）
図６は実施例１のモータ駆動回路を用いた自動変速機のセレクトアシスト装置の例である。
自動変速機のセレクトアシスト装置は、図６に示すように、コントローラ３、コントロールケーブル４、自動変速機５、位置センサ６、セレクト部７、アシストアクチュエータ８を主要な構成としている。
さらに、セレクト部７は、セレクトレバー７１、セレクトノブ７２、第１回転部７３、ウォーム部７６、第２回転部７７、取り付け部７８、回転軸７９を主要な構成としている。
【００２３】
自動変速機のセレクトアシスト装置では、セレクトレバー７１と連結する第１回転部７３と、自動変速機５の制御アーム５１にコントロールケーブル４で連結する第２回転部７７を、所定の遊び量で相対変位量を許容しつつ、それ以上の相対変位量では、機械的に連結する遊び許容連結機構７４を設けている。
第２回転部７７には、ウォーム部７６を設け、アシストアクチュエータ８のピニオン部８１と係合させ、コントローラ３の制御で制御する。
つまり、実施例１のモータ駆動回路がコントローラ３の内部に設けられ、モータがアシストアクチュエータ８となる。
【００２４】
セレクトレバー７１を操作すると、第１回転部７３と第２回転部７７の相対変位量が変化し、これを位置センサ６により検出し、第１回転部７３の動きに第２回転部７７が追従して動くように、コントローラ３による制御でアシストアクチュエータ８が駆動する。
これにより、セレクトレバー７１は軽く操作できるようになる。
しかも、フェール時には、所定の遊び量を超えて操作すれば、機械的に連結して、セレクトレバー７１の操作でアシストアクチュエータの出力なしに、手動操作のみで、制御アーム５１を作動させて、レンジ切り換えを行うこともできる。
【００２５】
このような自動変速機のセレクトアシスト装置では、モータ、つまりアシストアクチュエータ８が過度に動きすぎると、使用者が意図する操作位置であるレンジ位置に対して、その次のレンジ位置まで自動変速機５の制御アーム５１を作動させてしまう、レンジ飛び越しが問題となる。また、コントローラ３の異常時においても、アシストアクチュエータ８が、意図に反して作動すると次のレンジ位置へ移行してしまうレンジ飛び越しが問題となる。
【００２６】
これに対して、実施例１のモータ駆動回路を用いれば、コントローラ３の異常があった場合でも、CPUからの直流成分が通過しないために、アシストアクチュエータが誤作動して、レンジ位置の飛び越しを生じるようなことがない。
このことが、駆動回路により、達成されることは、２重、３重の制御による防止策よりも低コストにより信頼性高い装置を得ることになる。
【００２７】
以上、本発明のモータ駆動回路を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
実施例１の各回路部分は、実施例１のように抵抗やコンデンサ等で構成されるものであっても、専用のチップ化したものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本願のモータ駆動回路は、モータの駆動以外の駆動回路であっても利用は容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１のモータ駆動回路のブロック図である。
【図２】左回転ハイサイド駆動回路部の回路図である。
【図３】左回転ハイサイド駆動回路部の回路図におけるＡ点〜Ｄ点における正常起動時の電圧波形のタイムチャートである。
【図４】左回転ハイサイド駆動回路部の回路図におけるＡ点〜Ｄ点におけるLoレベル固定出力異常時の電圧波形のタイムチャートである。
【図５】左回転ハイサイド駆動回路部の回路図におけるＡ点〜Ｄ点におけるHiレベル固定出力異常時の電圧波形のタイムチャートである。
【図６】実施例１の応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  モータ駆動回路
２  モータ
１１  ブリッジ回路部
１２  右回転ハイサイド駆動回路部
１３  左回転ハイサイド駆動回路部
１３１  電圧レベル変換回路部
１３２  微分回路部
１３３  積分回路部
１３４  電流増幅回路部
１４  右回転ローサイド駆動回路部
１５  左回転ローサイド駆動回路部
１６  昇圧回路
１７  ウォッチドッグタイマ回路
１８  発振回路
１９  センサ入力
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ
Ｑ１〜Ｑ４  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ７  抵抗
３  コントローラ
４  コントロールケーブル
５  自動変速機
５１  制御アーム
６  位置センサ
７  セレクト部
７１  セレクトレバー
７２  セレクトノブ
７３  第１回転部
７６  ウォーム部
７７  第２回転部
７８  取り付け部
７９  回転軸
８  アシストアクチュエータ
８１  ピニオン
【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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