JP5141279B2 - 電動モータの駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両などに使用する電動モータの駆動制御装置、特に逆接防止機能および電動モータの温度検出機能を備えた電動モータの駆動制御装置に関する。

電動モータの駆動制御装置は、モータをＰＷＭ制御する場合、モータのフライバックエネルギー吸収によるスイッチング素子への負担を低減するために電動モータの両端子間に還流ダイオードを設けることが行われているが、これだけでは誤ってバッテリを逆向きに接続した場合に過電流が流れてスイッチング素子などに傷害を生じるおそれがある。このような問題を防ぐ技術としては、例えば特許文献１（特開２００１−５１１６３６号公報）に示す技術がある。この特許文献１では、ダイオードが並列接続された切換装置（スイッチング素子）と直流モータとバッテリが直列接続されて、直流モータは切換装置によりデューティ駆動され、直流モータと並列に還流用ダイオードが直列接続された誤極性保護装置が接続されている。この誤極性保護装置はＭＯＳ電界効果トランジスタよりなり、バッテリが逆向きに接続された場合には遮断されて、過電流により切換装置などに傷害を生じるのを防止するようになっている。

また電動モータにおいて温度検出機能を備えた技術としては、例えば特許文献２（特開平１１−２３４９６４号公報）に示す技術がある。この特許文献２では、電動モータの過熱を防ぐために、電動モータの発熱部位付近であるケース本体の一端側に設けられた絶縁基板にサーミスタを取り付け、サーミスタにより検出した温度をリード線を介して外部の制御装置に送信し、検出温度が予め設定されている設定温度を越えれば電動モータの駆動を停止するようにしている。
特開２００１−５１１６３６号公報（段落〔００１３〕、図１）。 特開平１１−２３４９６４号公報（段落〔０００２〕〜〔０００３〕、段落〔００２０〕、段落〔００２９〕〜〔００３０〕、図１〜図４）。

上述した特許文献２では、電動モータの温度を検出するためにサーミスタを必要とするとともに、サーミスタにより検出した温度を外部の制御装置に送信するための配線（リード線）を必要とするので、これを特許文献１の電動モータの駆動制御装置に適用すればサーミスタおよび送信用の配線が別途必要になる。

本発明はこのようなサーミスタおよび送信用の配線を別途設けることを不要として、逆流防止機能および温度検出機能を備えた電動モータの駆動制御装置の構造を簡略化して製造コストを低下させることを目的とする。

上記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の間に直列に接続され、電動モータへの通電を許可、遮断する第１スイッチング部とこの第１スイッチング部と並列に形成された第１寄生ダイオードよりなる第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子を介して電動モータの作動を制御する制御装置よりなる電動モータの駆動制御装置において、電動モータのモータケーシング内に設けられ、電動モータと直流電源の間に直列に接続されるとともに、直流電源が逆向きに接続されれば遮断される第２スイッチング部とこの第２スイッチング部と並列でかつ逆向きに接続された直流電源からの電流を阻止する向きに形成された第２寄生ダイオードよりなる第２スイッチング素子と、制御装置内に配置され第１スイッチング素子と電動モータの間に接続され第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加する定電流回路と、を備え、制御装置は、第１スイッチング素子と電動モータの間と定電流回路の接続部の電圧を検出することにより第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出することである。

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、第２スイッチング素子はモータケーシングの給電側となるカバー内に設けたことである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、第１および第２スイッチング部は第１および第２電界効果トランジスタであり、第２電界効果トランジスタのゲートはゲート抵抗を介して第１スイッチング素子と電動モータの間に接続されていることである。

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、電動モータの両端子間には還流用ダイオードが正常な向きに接続された直流電源からの電流を阻止する向きに接続されていることである。

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スイッチング素子が遮断されて電動モータが停止された状態では、制御装置は、第１スイッチング素子と電動モータの間と定電流回路の接続部の電圧を検出することにより第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出する。この第２寄生ダイオードの順方向電圧は温度特性を有しており、この温度特性は予め知られているので、制御装置は第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出することにより、第２寄生ダイオードが設けられたモータケーシング内の温度を検出することができる。従って、モータケーシング内の温度は第２寄生ダイオードの温度特性を利用して第２寄生ダイオードの順方向電圧として検出され、制御装置はこの電圧を検出することによりモータケーシング内の温度を検出することができる。これにより、モータケーシング内の温度を検出するためのサーミスタが不要となり、第２寄生ダイオードにより検出されたモータケーシング内の温度を取り出すための送信用の配線はモータケーシングから引き出す必要はない。従って逆流防止機能および温度検出機能を備えた電動モータの駆動制御装置の構造を簡略化して製造コストを低下させることができる。また、第２スイッチング素子は電動モータと直列に接続されているので、誤って直流電源を逆向きに接続した場合、電動モータが駆動されることがないので、システム誤作動、直流電源の消耗を抑制することができ、第１寄生ダイオードに流れる電流による発熱も抑制することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、電動モータの発熱部となるブラシが収められているモータケーシングの給電側となるカバー内に第２スイッチング素子を設けたことで、温度検出部である第２寄生ダイオードがブラシの近傍に配置されかつ電気的にも接続されるので、モータケーシング内の高温部分となるブラシの温度を検出することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、第２スイッチング部を第２電界効果トランジスタとして、そのゲートをゲート抵抗を介して第１スイッチング素子と電動モータの間に接続したので、直流電源が逆向きに接続された場合、第２スイッチング部のゲート電圧はゲート抵抗、第１寄生ダイオードを介して、逆向きに接続されている直流電源の負極側に引っぱられ第２スイッチング素子は遮断されるので、直流電源から逆流される電流の遮断をきわめて簡単な構成で行うことができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、電動モータが停止した際に電動モータの両端子間に生じるフライバックエネルギーを還流用ダイオードにより吸収して、第１スイッチング素子へのエネルギー負担を低減することができる。

以下、本発明による電動モータの駆動制御装置の一実施形態を適用した車両用ブレーキ制御装置Ａについて図面を参照して説明する。このブレーキ制御装置Ａは、図１に示すように、いわゆる液圧式の車両用ブレーキ制御装置において、液圧供給源からの液圧によってマスタシリンダ内のブレーキ油を昇圧させる液圧ブースタタイプのものである。ブレーキ制御装置Ａは、ブレーキペダル１１の踏み込み操作に応じて第１および第２出力ポート１０ａ，１０ｂからブレーキ油を圧送する液圧ブースタ付きのマスタシリンダ１０を備えている。

マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａは、電磁弁１２，１３が非通電状態（図示状態）にあるときは第１油路Ｌ１および電磁弁１２，１３を介し左前輪ＦＬ用のホイールシリンダＷＣｆｌに連通しているとともに、電磁弁１４，１５が非通電状態（図示状態）にあるときは第１油路Ｌ１および電磁弁１４，１５を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダＷＣｆｒに連通している。電磁弁１２，１４は、後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）７０からの指令に基づく通電により状態を切り換え制御されて、ホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒに連通する油路を第１油路Ｌ１と後述する高圧油路ＬＨとの間で切り換えるものである。また電磁弁１３，１５は、同様の通電により状態を切り換え制御されて、ホイールシリンダＷＣｆｌ，ＷＣｆｒに対して第１油路Ｌ１又は高圧油路ＬＨを連通および遮断するものである。

マスタシリンダ１０の第２出力ポート１０ｂは、電磁弁１６，１７が非通電状態（図示状態）にあるときは第２油路Ｌ２および電磁弁１６，１７を介して左後輪ＲＬ用のホイールシリンダＷＣｒｌに連通しているとともに、電磁弁１６，１８が非通電状態（図示状態）にあるときは第２油路Ｌ２および電磁弁１６，１８を介して右後輪ＲＲ用のホイールシリンダＷＣｒｒに連通している。電磁弁１６は、ＥＣＵ７０からの指令に基づく通電により状態を切り換え制御されて、ホイールシリンダＷＣｒｌ，ＷＣｒｒに対して第２油路Ｌ２を連通および遮断するためのものである。また電磁弁１７，１８は、同様の通電により状態を切り換え制御されて、ホイールシリンダＷＣｒｌ，ＷＣｒｒに対して第２油路Ｌ２又は高圧油路ＬＨを連通および遮断するものである。

また、ブレーキ制御装置Ａは、電動モータ２１により駆動されるポンプ１９を備えている。ポンプ１９は、リザーバタンク２０内のブレーキ油を吸入してアキュムレータ３０に圧送し、液圧供給源としてのアキュムレータ３０内は常に一定の油圧に保たれている。アキュムレータ３０は、高圧油路ＬＨを介して電磁弁２２に接続されている。電磁弁２２は、非通電状態（図示状態）にあるときは高圧油路ＬＨを閉止するとともに通電状態にあるときは高圧油路ＬＨを電磁弁１２，１４，１７，１８に連通させるものである。アキュムレータ３０は、電磁弁２２，１２が通電状態となりかつ電磁弁１３が非通電状態にあるときは高圧油路ＬＨおよび電磁弁２２，１２，１３を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダＷＣｆｌに連通し、電磁弁２２，１４が通電状態となりかつ電磁弁１５が非通電状態にあるときは高圧油路ＬＨおよび電磁弁２２，１４，１５を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダＷＣｆｒに連通し、電磁弁２２が通電状態となりかつ電磁弁１７が非通電状態にあるときは高圧油路ＬＨおよび電磁弁２２，１７を介して左後輪ＲＬ用のホイールシリンダＷＣｒｌに連通し、電磁弁２２が通電状態となりかつ電磁弁１８が非通電状態にあるときは高圧油路ＬＨおよび電磁弁２２，１８を介して右後輪ＲＲ用のホイールシリンダＷＣｒｒに連通する。

また、アキュムレータ３０は、高圧油路ＬＨを介して、マスタシリンダ１０の入力ポート１０ｃに連通している。入力ポート１０ｃから導入された高圧ブレーキ油はマスタシリンダ１０に内蔵のレギュレータ１０ｄおよびブースタ室１０ｅを通って第２出力ポート１０ｂから導出される。ブースタ室１０ｅに圧力が導入されるとブレーキペダル１１の踏力が助勢される。

各電磁弁１３，１５，１７，１８とホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒの間からは、電磁弁２３〜２６を介して、リザーバタンク２０に接続された低圧油路ＬＬが分流している。電磁弁２３〜２６は、ＥＣＵ７０からの指令に基づく通電により状態を切り換え制御されて、ホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒに対して低圧油路ＬＬを連通および遮断するものである。

また、ブレーキ制御装置Ａは、第１油路Ｌ１、第２油路Ｌ２および高圧油路ＬＨの油圧をそれぞれ検出する液圧計２７，２８，２９を備えている。なお、電磁弁１３，１５，１７，１８は各ホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒに対する増圧手段であり、電磁弁２３〜２６は同じく減圧手段であり、電磁弁１２，１４は切換手段であり、電磁弁２２は高圧開閉弁手段であり、電磁弁１６は後輪切換手段である。また、切換手段、後輪切換手段、高圧開閉手段は、増圧手段および減圧手段とマスタシリンダ１０との間に設けられて、ホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒとマスタシリンダ１０とを連通しホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒとアキュムレータ３０とを遮断する状態と、ホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒとマスタシリンダ１０とを遮断しホイールシリンダＷＣｆｌ〜ＷＣｒｒとアキュムレータ３０とを連通する状態とに切り換えるものである。また、本実施の形態においては減圧手段である電磁弁２３〜２４が排出手段である。

さらに、ブレーキ制御装置Ａは車輪速度センサＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrを備えている。車輪速度センサＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrは、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに付設されており、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度を検出して制御装置７０に送信している。

さらに、ブレーキ制御装置Ａは、例えば車両のダウンヒルアシスト制御をオン・オフするためのスイッチであるダウンヒルアシスト制御スイッチ８０を備えている。ダウンヒルアシスト制御スイッチ８０のオン・オフ信号は制御装置７０に送信されるようになっている。ダウンヒルアシスト制御は、ダウンヒルアシスト制御スイッチ８０がオン状態にある時、ブレーキ制御を実施して降坂時の車速を一定速度（例えば５ｋｍ／ｈ）にコントロールする制御である。

そして、ブレーキ制御装置Ａは、上述した電動モータ２１、各電磁弁１２〜１８，２２〜２６、油圧計２８〜２９、および車輪速度センサＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrに接続された制御装置７０を備えている。制御装置７０には、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ、アクセルペダルに組み付けられて車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサ、および車両の実際のヨーレートＹを検出するヨーレートセンサも接続されている（いずれも図示省略）。制御装置７０は、これら各センサからの検出信号に基づき、電動モータ２１、ブレーキ制御装置Ａの各電磁弁１２〜１８，２２〜２６を制御し、ホイールシリンダＷＣfl〜ＷＣrrに付与する油圧ひいては各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに付与する制動力を制御する。なお、本実施の形態においては液圧計２７がブレーキペダル１１の踏込状態としてのマスタシリンダ圧を検出するもの（踏込状態検出手段）である。

制御装置７０は、図２に示すように、マイクロプロセッサ７１、モータ制御部７２およびモータ駆動回路７３を備えている。モータ制御部７２は、マイクロプロセッサ７１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２１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７２は、マイクロプロセッサ７１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スイッチング素子７４に送信して電動モータ２１の通電・非通電を制御する。電動モータ２１については後述する。

モータ駆動回路７３は、電動モータ２１を回転・停止させる回路である。この実施形態の電動モータ２１はブラシを有する直流モータであり、モータ駆動回路７３は電動モータ２１の正極端子ａと直流電源（例えば＋１２Ｖのバッテリ）ＢＡＴの正極の間に設けられ、モータ制御部７２から独立して供給されるオン・オフ信号に応じてオン・オフする第１スイッチング素子７４よりなるものである。電動モータ２１の負極端子ｃとバッテリＢＡＴの負極の間には、第２スイッチング素子７５が設けられている。この第２スイッチング素子７５は、誤ってバッテリを逆向きに接続した場合の過電流、電動モータ２１が駆動されてシステムの誤作動、直流電源の消耗、第１スイッチング素子７４の発熱（特に第１寄生ダイオード７４ｂに流れる電流による発熱）を防止（抑制）する逆流防止機能を備えたものである。

第１スイッチング素子７４はＭＯＳ型電界効果トランジスタよりなる第１スイッチング部７４ａと、これと並列接続された第１寄生ダイオード７４ｂにより構成されている。第１ＭＯＳ型電界効果トランジスタ７４ａのドレインはバッテリＢＡＴの正極に接続され、ソースは電動モータ２１の正極端子ａに接続され、ゲートにはモータ制御部７２からのオン・オフ信号が入力される。第１寄生ダイオード７４ｂのカソードおよびアノードは、それぞれ第１電界効果トランジスタ７４ａのドレインおよびソースに接続となるように形成されている。

第２スイッチング素子７５は、第１スイッチング素子７４と同様、ＭＯＳ型電界効果トランジスタよりなる第２スイッチング部７５ａと、これと並列接続された第２寄生ダイオード７５ｂにより構成されている。第２ＭＯＳ型電界効果トランジスタ７５ａのドレインはバッテリＢＡＴの負極に接続されるとともに接地され、ソースは電動モータ２１の負極端子ｃに接続され、ゲートはゲート抵抗７７を介して電動モータ２１の正極端子ａに接続されている。第２寄生ダイオード７５ｂのカソードおよびアノードは、それぞれ第２電界効果トランジスタ７５ａのドレインおよびソースに接続となるように形成されている。半導体よりなるこの第２寄生ダイオード７５ｂの順方向電圧は、図３に示すような温度上昇につれて電圧が低下する温度特性を有している。また電動モータ２１の両端子ａ，ｃの間には、負極端子ｃから正極端子ａに向かう電流を許容する向きに還流用ダイオード７８が接続されている。

また第１電界効果トランジスタ７４ａのソースと電動モータ２１の端子ａの間の制御装置７０内に位置する部分には、バイアス抵抗７６ａを介して定電圧源７６が接続され、この接続部分の電圧はモニタ抵抗７６ｂを介してマイクロプロセッサ７１により検出されるようになっている。この定電圧源７６およびバイアス抵抗７６ａから、第２寄生ダイオード７５ｂの順方向に一定の電流を印加する定電流回路が構成される。バイアス抵抗７６ａはいわゆるプルアップ抵抗として使用されるものであり、第１スイッチング素子７４が遮断されていて定電圧源７６のみが印加される場合に第２寄生ダイオード７５ｂに微小電流を供給するようになっている。例えば、バイアス抵抗７６ａは数ｋΩに設定されるのが望ましく、これにより数ｍＡの微小電流が第２寄生ダイオード７５ｂに印加される。

この実施形態の電動モータ２１は、図４および図５に示すように、略円筒状のモータケーシング２１ａと、このモータケーシング２１ａに同軸的に回転自在に支持されたシャフト２１ｂと、このシャフト２１ｂに同軸的に固定されたロータ（図示省略）と、このロータを囲んでモータケーシング２１ａ内に固定されたステータ（図示省略）を備えている。モータケーシング２１ａは、有底円筒状で金属製の本体ハウジング２１ａ１と、その解放側となる端部を覆う合成樹脂製のリアカバー２１ａ２により構成され、シャフト２１ｂの一端はリアカバー２１ａ２と反対側となる本体ハウジング２１ａ１の底面から突出されている。

リアカバー２１ａ２の仕切板２１ａ３は本体ハウジング２１ａ１側に寄せて形成され、従ってキャップ２１ｃにより閉じられるリアカバー２１ａ２の後端側には相当な深さの凹部が形成され、この凹部内に突出するシャフト２１ｂの後端部の外周には、ロータの整流子２１ｈが絶縁体を介して設けられている。この仕切板２１ａ３には、整流子２１ｈを囲むボス部２１ｄと、それから半径方向に逆向きに突出する１対のブラシホルダ支え２１ｅが一体的に立設され、各ブラシホルダ支え２１ｅに半径方向に形成された孔にはそれぞれブラシホルダ２１ｆ，２１ｇが保持されている。各ブラシホルダ２１ｆ，２１ｇ内には摺動自在にブラシ（図示省略）が保持され、各ブラシはスプリングなどの付勢部材により整流子２１ｈに押圧されている。リアカバー２１ａ２には、リアカバー２１ａ２に形成した導入筒部２１ａ４を通してバッテリＢＡＴから電動モータ２１に給電する給電線７９ａ，７９ｂが連結される端子ａおよび端子ｂと、２つの端子ｃおよび端子ｄが設けられている。図５に示すように、端子ａと端子ｃはそれぞれブラシホルダ２１ｆおよび２１ｇに接続されており、第２スイッチング素子７５のソース、ドレインおよびゲートはそれぞれ端子ｃ、端子ｂおよび端子ｄに接続し、ゲート抵抗７７は端子ａと端子ｄの間に接続し、還流用ダイオード７８は端子ａと端子ｃの間に接続することにより、各部材７５，７７，７８はリアカバー２１ａ２内に支持されるとともに、図２の二点鎖線２１ａ内に示す配線が完成される。リアカバー２１ａ２の後端側の凹部内に配置されるこれらの各部材は、キャップ２１ｃにより覆われる。

次に、上記のように構成したブレーキ制御装置Ａの作動の説明をする。まず、ブレーキ油圧制御について説明する。制御装置７０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各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度（車輪速度）を演算し、その回転速度から車体速度を演算する。ストップスイッチ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、制御装置７０は各車輪速度と車体速度を比較して、各車輪速度と車体速度との差が所定値以上とならないように、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに最適な制動力を付与するＡＢＳ制御を実施する。

また、制御装置７０は、例えば、ダウンヒルアシスト制御を実施する。ダウンヒルアシスト制御とは、オフロード走行の際に運転者操作では下ることが困難な場面や、雪道の下り坂において、作動することで所定速度が維持され、運転者はハンドル操舵に集中できるようにする機能である。ダウンヒルアシスト制御においては、制御装置７０は、ダウンヒルアシスト制御スイッチ８０がオンされていることを検知すると、運転者のブレーキペダル１１の操作なしの時において、所定時間毎に車輪速度センサＳｆｌ〜Ｓｆｒによって検出される各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度を取込み、４輪の各回転速度に基づいて車体速度を推定し、車体速度が所定速度以上とならないように、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ車に割り当てられている各一対の電磁弁１３，２３、１５，２４、１７，２５、１８，２６により最適な液圧に制御して各車輪に最適な制動力を付与する。運転者が加速・減速したいと判断して、ブレーキペダル１１、アクセルペダル（図示省略）を操作すると、ダウンヒルアシスト制御スイッチ８０がオンであっても、ダウンヒルアシスト制御は中断される。

次に、第１ＭＯＳ型電界効果トランジスタ７４ａと第１寄生ダイオード７４ｂよりなるモータ駆動回路７３を構成する第１スイッチング素子７４と、第２ＭＯＳ型電界効果トランジスタ７５ａと第２寄生ダイオード７５ｂよりなる逆接防止機能を備えた第２スイッチング素子７５の作動の説明をする。電動モータ２１は、モータ制御部７２から第１電界効果トランジスタ７４ａのゲートに入力されるオン・オフ信号によりデューティ駆動される。第１電界効果トランジスタ７４ａは、そのゲートにモータ制御部７２からオフ信号が入力されている状態ではオフされているが、オン信号が入力されればオンされて電動モータ２１の端子ａにバッテリＢＡＴの正電圧が印加され、この電圧はゲート抵抗７７を介して第２電界効果トランジスタ７５ａのゲートに加えられるので第２電界効果トランジスタ７５ａもオンされる。これにより電動モータ２１はバッテリＢＡＴから給電されて回転される。

定電圧源７６の電圧と、バイアス抵抗７６ａおよびゲート抵抗７７の抵抗値は、所定の温度範囲（電動モータ２１の動作保証温度範囲）において常に、第１スイッチング素子７４がオンされれば第２スイッチング素子７５もオンされ、第１スイッチング素子７４がオフされれば第２スイッチング素子７５もオフされるように設定されている。

モータ制御部７２から第１電界効果トランジスタ７４ａのゲートに入力される信号がオフになれば、第１電界効果トランジスタ７４ａはオフされるので電動モータ２１は停止され、これによりゲート抵抗７７を介して第２電界効果トランジスタ７５ａのゲートに加わる電圧も電動モータ２１と第２寄生ダイオード７５ｂを介してバッテリ負極側に引き込まれるので第２電界効果トランジスタ７５ａもオフされる。この電動モータ２１が停止される際に電動モータ２１の両端子間に生じる電圧は還流用ダイオード７８により吸収され、第１及び第２電界効果トランジスタ７４ａ，７５ａへのフライバックエネルギーの負担は低減される。

第１電界効果トランジスタ７４ａがオフされて電動モータ２１が停止された（電動モータ２１の回転が停止した）状態では、制御装置７０（マイクロプロセッサ７１）により検出される第１電界効果トランジスタ７４ａと電動モータ２１と定電流回路の接続部の電圧は、第２寄生ダイオード７５ｂの順方向電圧である。この第２寄生ダイオード７５ｂの順方向電圧は温度特性を有しており、この温度特性は図３に例示したように予め知られているので、制御装置７０は第２寄生ダイオード７５ｂの順方向電圧を検出することにより、第２寄生ダイオード７５ｂが設けられたモータケーシング２１ａのリアカバー２１ａ２内の温度を検出することができる。なお第１スイッチング素子７４は制御装置７０内に設けられており、モータケーシング２１ａ内の温度検出のための電圧取り出しは、制御装置７０内に位置している第１電界効果トランジスタ７４ａのソースから行うことができる。

上述した実施形態によれば、モータケーシング２１ａ内の温度は第２スイッチング素子７５の第２寄生ダイオード７５ｂの順方向電圧の温度特性を利用して検出しているのでサーミスタが不要となり、またモータケーシング２１ａから検出した温度を送信するための配線を引き出す必要がないので、逆流防止機能および温度検出機能を備えた電動モータの駆動制御装置の構造を簡略化して製造コストを低下させることができる。

また、誤ってバッテリＢＡＴが逆向きに接続された場合、第１寄生ダイオード７４ｂを介して電流経路ができるが、第２電界効果トランジスタ７５ａは、そのゲートがゲート抵抗７７および第１寄生ダイオード７４ｂを介してバッテリＢＡＴの負極に接続されるのでオフされ、第１及び第２電界効果トランジスタ７４ａ，７５ａに電流が流れない。またオフされる第２電界効果トランジスタ７５ａは電動モータ２１と直列に接続されており、電動モータ２１が駆動されることもないので、システムの誤作動や直流電源ＢＡＴが消耗されることもない。さらに、直流電源ＢＡＴから逆流される電流の遮断を、第２スイッチング部７５ａによってきわめて簡単な構成で行うことができる。

上述した実施形態では、温度を検出するための第２スイッチング素子７５（第２寄生ダイオード７５ｂ）を、電動モータ２１の発熱部となるブラシが収められているモータケーシング２１ａの給電側となるカバー２１ａ２内に設けたことで、温度検出部である第２寄生ダイオード７５ｂがブラシの近傍に配置されかつ電気的にも接続されるので、モータケーシング２１ａ内の高温部分となるブラシの温度を検出することができる。

また上述した実施形態では、電動モータ２１の両端子間に還流用ダイオード７８を、正常な向きに接続された直流電源ＢＡＴからの電流を阻止する向きに接続しており、このようにすれば電動モータ２１への給電が停止された際に電動モータ２１の両端子間に生じる電圧（フライバックエネルギー）を還流用ダイオード７８により吸収して、第１および第２電界効果トランジスタ７４，７５へのフライバックエネルギーの負担は低減される。

本発明による電動モータの駆動制御装置の一実施形態を適用したブレーキ制御装置の概要を示す図である。 図１に示す実施形態の要部を示す図である。 図２に示す要部の第２スイッチング素子の第２寄生ダイオードの温度に対する順方向電圧の変化特性を示す図である。 図１に示す実施形態の電動モータの外形を示す側面図である。 図４に示す電動モータのキャップを除いた状態の右側面図である。

符号の説明

２１…電動モータ、２１ａ…モータケーシング、２１ａ２…カバー（リアカバー）、７０…制御装置、７４…第１スイッチング素子、７５…第２スイッチング素子、７５ａ…第２スイッチング部（第２電界効果トランジスタ）、７５ｂ…第２寄生ダイオード、７６…定電圧源（定電流回路）、７６ａ…バイアス抵抗、７６ｂ…モニタ抵抗、７７…ゲート抵抗、７８…還流用ダイオード、ＢＡＴ…バッテリ（直流電源）。

Claims (4)

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（２１）と、前記直流電源と電動モータの間に直列に接続され、前記電動モータへの通電を許可、遮断する第１スイッチング部（７４ａ）とこの第１スイッチング部と並列に形成された第１寄生ダイオード（７４ｂ）よりなる第１スイッチング素子（７４）と、前記第１スイッチング素子を介して前記電動モータの作動を制御する制御装置（７０）よりなる電動モータの駆動制御装置において、
   前記電動モータのモータケーシング（２１ａ）内に設けられ、前記電動モータと直流電源の間に直列に接続されるとともに、前記直流電源が逆向きに接続されれば遮断される第２スイッチング部（７５ａ）とこの第２スイッチング部と並列でかつ逆向きに接続された前記直流電源からの電流を阻止する向きに形成された第２寄生ダイオード（７５ｂ）よりなる第２スイッチング素子（７５）と、
   前記制御装置内に配置され前記第１スイッチング素子と電動モータの間に接続され前記第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加する定電流回路（７６，７６ａ）と、を備え、
   前記制御装置は、前記第１スイッチング素子と電動モータの間と前記定電流回路の接続部の電圧を検出することにより前記第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出することを特徴とする電動モータの駆動制御装置。
2. 請求項１において、前記第２スイッチング素子は前記モータケーシングの給電側となるカバー（２１ａ２）内に設けたことを特徴とする電動モータの駆動制御装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記第１および第２スイッチング部は第１および第２電界効果トランジスタ（７４ａ、７５ａ）であり、前記第２電界効果トランジスタのゲートはゲート抵抗（７７）を介して前記第１スイッチング素子と電動モータの間に接続されていることを特徴とする電動モータの駆動制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項において、前記電動モータの両端子間には還流用ダイオード（７８）が正常な向きに接続された前記直流電源からの電流を阻止する向きに接続されていることを特徴とする電動モータの駆動制御装置。

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