JP5883319B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源からモータへの電力供給を制御するモータ制御装置に係り、特に、電界効果トランジスタのスイッチング動作によってモータへの印加電圧を制御するモータ制御装置に関する。

電源からモータへの電力供給を制御するモータ制御装置の中には、ＭＯＳＦＥＴ等の電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと表記する）のスイッチング動作によってモータへの印加電圧を制御する装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１には、上記のモータ制御装置の一例として、車両用パワーウィンドウ装置に組み込まれたモータ制御装置、具体的にはパワーウィンドウＥＣＵが開示されている。

特許文献１に開示されたパワーウィンドウＥＣＵは、コントローラとＦＥＴを備えており、コントローラが所定のデューティ比でＦＥＴをオン作動することでモータの回転速度をＰＭＷ制御することが可能である。これにより、パワーウィンドウのウィンドウガラスが開き切る際または閉じ切る際にウィンドウガラスと窓枠との衝突によって衝撃音が発生するのを抑えるために、ウィンドウガラスを昇降させるために駆動するモータの回転速度を落としてウィンドウガラスの昇降速度を減速させることが可能になる。

ところで、特許文献１に開示されたパワーウィンドウＥＣＵでは、車両のイグニッションスイッチがオフになると、コントローラからＦＥＴへの制御信号の出力がストップするので、ＦＥＴがオフ状態のままになる。そして、ＦＥＴがオフ状態のままでは、モータの端子同士をグランドに接続して短絡させることによりモータ回転を制止するブレーキ制御を実行することができない。それゆえに、特許文献１に開示されたパワーウィンドウＥＣＵでは、イグニッションスイッチがオフとなっている期間中、ブレーキ制御を通じてウィンドウガラスを静止保持しておくことが困難となってしまう。

以上のような不具合を解消する手段の一例としては、イグニッションスイッチがオフされた後においても所定時間の間だけモータ駆動回路への給電を維持するような遅延回路を組み込むことが考えられる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−１３３４４９号公報 特開平６−１０８７３４号公報

しかしながら、特許文献２に記載された手段を用いたとしても、遅延時間が経過した後にはＦＥＴのゲート通電が遮断されることになる。したがって、従来のモータ制御装置において、ＦＥＴのゲート通電を維持するには、イグニッションスイッチオフ後にも装置を起動し続けることになり、これが必要以上に電力を消費することにつながり、結果として、所謂バッテリ上がりを生じさせていた。

一方、ＦＥＴのゲート通電が遮断された状態のままウィンドウガラスを静止保持しておく手段として、モータとウィンドウガラス等の被駆動体との間にクラッチ装置等の伝達機構を設け、イグニッションスイッチオフの間にモータと被駆動体との間を解離させるように伝達機構を操作することが考えられる。ただし、当該伝達機構を設ける分、装置が大型化し、また製造コストが嵩んでしまうことになる。

そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、イグニッションスイッチのオフ操作等によって電界効果トランジスタのゲート端子に向けた電圧出力が遮断されている間にも電界効果トランジスタをオン状態に維持しておくことが可能なモータ制御装置を提供することである。

前記課題は、本発明のモータ制御装置によれば、電源からの電力をモータに供給するために形成された電力供給路と、該電力供給路中に配置され、ゲート端子に電圧が印加されることによりオンする電界効果トランジスタと、該電界効果トランジスタと接続され、前記電源からの電力によって起動している間に前記ゲート端子に向けて電圧を出力する電圧出力部と、前記電界効果トランジスタと接続され、前記ゲート端子に電圧を印加するために電荷を蓄える蓄電部と、を備え、前記電圧出力部は、前記蓄電部と接続された制御回路であり、オンオフ自在なスイッチ部がオンとなると起動状態となり、前記スイッチ部がオフとなると非起動状態となり、前記制御回路からの出力電圧が前記蓄電部に印加されることにより、前記蓄電部に電荷が蓄えられ、前記スイッチ部がオンとなっている間、前記電圧出力部からの出力電圧が前記ゲート端子に印加され、前記スイッチ部がオフとなっている間、前記蓄電部における蓄電電圧が前記ゲート端子に印加されると共に、前記制御回路の状態が、前記非起動状態に保持されつつ、前記蓄電電圧が印加された前記ゲート端子の電位と前記電界効果トランジスタのソース端子の電位との間の電位差が前記電界効果トランジスタをオンするために必要な電位差の最小値を下回る前に、前記非起動状態から、前記蓄電部に電荷を蓄えるために起動して電圧を出力することが可能なウェイクアップ状態に切り替えられることにより解決される。

上記のモータ制御装置であれば、イグニッションスイッチのオフ操作等によって電界効果トランジスタのゲート端子に向けた電圧出力が遮断されたとしても、その間は、蓄電部における蓄電電圧をゲート端子に印加することで電界効果トランジスタをオン状態に維持しておくことが可能となる。また、蓄電部における蓄電電圧は、電界効果トランジスタのゲート端子とソース端子との間の寄生容量に起因したリーク電流の発生等により経時的に減少してしまうが、上記の構成であれば、ゲート端子−ソース端子間の電位差を、電界効果トランジスタをオンするために必要な電位差の最小値以上に維持しておくことが可能になる。

また、上記のモータ制御装置において、前記スイッチ部がオフとなっている間、前記制御回路の状態は、前記非起動状態に保持されつつ、周期的に前記非起動状態から前記ウェイクアップ状態に切り替えられると、より好適である。

また、上記のモータ制御装置において、前記電界効果トランジスタは、ＭＯＳトランジスタであり、前記蓄電部は、前記ＭＯＳトランジスタの前記ゲート端子及びソース端子の間に配置されたコンデンサであれば、より一層好適である。
上記の構成であれば、比較的容易な構成にて、ゲート端子に向けた電圧出力が遮断されている間に電界効果トランジスタをオン状態に維持しておくことが可能なモータ制御装置を実現することが可能となる。

また、上記のモータ制御装置において、前記モータは、車両に備えられた開閉体を開閉駆動させるための車両用モータであり、前記スイッチ部は、前記車両のエンジンの起動及び停止を切り替える際に操作されるイグニッションスイッチであり、前記ＭＯＳトランジスタの前記ソース端子は、グランドに接続されており、前記イグニッションスイッチがオフとなっている間、前記車両用モータの両端子は、前記電界効果トランジスタを介してグランドに接続されれば、本発明の効果がより有意義なものとなる。
すなわち、車両に設けられた開閉体をモータによって開閉駆動する場合、イグニッションスイッチがオフ操作された後に開閉体を静止保持しておく必要がある。これに対して、本発明のモータ制御装置であれば、イグニッションスイッチのオフ後にも、モータの端子同士がグランドに接続して短絡するようにＭＯＳトランジスタをオン作動することができる。これにより、イグニッションスイッチがオフとなっている期間中にも、モータ回転を制止するブレーキ制御を実行することができるため、開閉体を静止保持するための機構を別途設けることなく、バッテリ上がり等の不具合を回避しつつ開閉体を確実に静止保持しておくことが可能となる。

本発明のモータ制御装置を用いることで、イグニッションスイッチのオフ操作等によって電界効果トランジスタのゲート端子に向けた電圧出力が遮断されたとしても、その間は、蓄電部における蓄電電圧をゲート端子に印加することで電界効果トランジスタをオン状態に維持しておくことが可能となる。
また、本発明のモータ制御装置であれば、上記の蓄電電圧を、電界効果トランジスタをオンするためにゲート端子に印加すべき電圧の最小値以上に維持しておくことが可能である。
さらに、本発明のモータ制御装置は、ゲート端子に向けた電圧出力が遮断されている間に電界効果トランジスタをオン状態に維持する制御装置としては、比較的容易な構成にて実現することが可能なものである。
さらにまた、本発明のモータ制御装置を、車両に備えられた開閉体を開閉駆動するための車両用モータを制御するのに用いれば、イグニッションスイッチがオフとなっている期間中にも、モータ回転を制止するブレーキ制御を実行することができ、開閉体を確実に静止保持しておくことが可能となる。

パワーウィンドウ装置の構成を示す模式図である。 パワーウィンドウ装置の電気構成図である。 本実施形態に係るＥＣＵの構成についての第１例を示す図である。 従来のＥＣＵの構成例としてリレー駆動型ＥＣＵの構成を示す回路図である。 第１構成例に係るＥＣＵの動作例を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係るＥＣＵの構成についての第２例を示す図である。 従来のＥＣＵの構成例としてＨブリッジ型ＥＣＵの構成を示す回路図である。 第２構成例に係るＥＣＵの動作例を示すタイミングチャートである。

本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、電流が流れる経路である電力供給路に沿って電流が流れる際、電源の＋極により近い側を上流側と呼び、電源の−極により近い側を下流側と呼ぶこととする。

本実施形態では、本発明のモータ制御装置の一例として、車両のパワーウィンドウ装置ＰＷに組み込まれたパワーウィンドウＥＣＵ（以下、単にＥＣＵと呼ぶ）について説明する。すなわち、本実施形態に係るモータ制御装置であるＥＣＵは、車両に備えられた開閉体としてのウィンドウガラスＷＤを開閉駆動させるための車両用モータＭを制御するものである。

パワーウィンドウ装置ＰＷについては、ＥＣＵを除いた部分の構成が公知であり、当該構成の一例について図１を用いて概説すると、ウィンドウガラスＷＤが車両ドアＤＲ内に昇降自在に配設され、同じく車両ドアＤＲ内に配設されたＸアーム式の昇降機構ＸＭが、車両用モータＭからギアＧＲを介して駆動力が伝達されることによりウィンドウガラスＷＤを昇降させる。図１は、パワーウィンドウ装置の構成を示す模式図である。

車両用モータＭは、ウィンドウガラスＷＤを開閉駆動させるためのＤＣモータであり、電力が供給されることで正転又は反転することが可能である。車両用モータＭへの電力供給については、図２に示すように、ＥＣＵが車両用電源（以下、バッテリＢ）からの電力を車両用モータＭへ供給することによって行われる。また、図２に示すように、車両用モータＭにはホールＩＣやエンコーダ等からなる回転検出装置ＲＤが備えられており、この回転検出装置ＲＤからＥＣＵに向けて、モータＭの回転と同期したパルス信号（速度検出信号，回転速度信号等）が出力される。図２は、パワーウィンドウ装置の電気構成図である。

ＥＣＵ１は、車両用モータＭへの電力供給を制御するものであり、例えば図３や図６に示すように、バッテリＢからの電力を車両用モータＭへ供給するために形成された電力供給路としてのモータドライブ回路２と、マイクロコンピュータからなる制御回路１８と、を備える。また、図３や図６に示すように、モータドライブ回路２中には、電界効果トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｌｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、すなわち、ＭＯＳトランジスタ）１０９，３０６，３０７，３０８，３０９が配置されている。

ＥＣＵは、操作スイッチからの操作信号に基づいてバッテリＢからの電力を供給して車両用モータＭを正逆回転させる。具体的に説明すると、車両には操作スイッチとして、車両のエンジンの起動及び停止を切り替える際に操作されるイグニッションスイッチＩＧ、ウィンドウガラスＷＤを閉方向に移動させる際に操作される閉スイッチＵＰ、ウィンドウガラスＷＤを開方向に移動させる際に操作される開スイッチＤＮが備えられている。各操作スイッチは、オンオフ自在に構成され、閉スイッチＵＰ及び開スイッチＤＮについては、乗員によって操作されると、操作信号をＥＣＵに対して出力する。

そして、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている間、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されると、ＥＣＵの制御回路１８が、当該スイッチＵＰ，ＤＮからの操作信号に基づき、モータドライブ回路２を通じてバッテリＢからの電力を車両用モータＭに供給する。これにより、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮにて受け付けた開閉操作に応じて車両用モータＭが正逆回転しウィンドウガラスＷＤが開閉移動（昇降）するようになる。

なお、本実施形態では、モータドライブ回路２中に配置されたＭＯＳＦＥＴ１０９，３０７，３０９のゲート端子に所定のデューティ比で電圧信号が入力されることにより、車両用モータＭの回転速度をＰＷＭ制御することが可能である。

より詳しく説明すると、前述の回転検出装置ＲＤからパルス信号が出力されると、制御回路１８のマイクロコンピュータが当該パルス信号を解析して上下方向におけるウィンドウガラスＷＤの現在位置を特定する。そして、制御回路１８は、特定したウィンドウガラスＷＤの現在位置に対応したディーティ比でＭＯＳＦＥＴ１０９，３０７，３０９のゲート端子に電圧信号を入力することで、当該ディーティ比に応じてＭＯＳＦＥＴ１０９，３０７，３０９のオンオフが切り替わるようになる。これにより、車両用モータＭへの印加電圧が上記デューティ比に応じた大きさに制御され、これに伴って、車両用モータＭの回転速度が上記デューティ比に応じた速度に制御されることとなる。

以上のように本実施形態では車両用モータＭの回転速度をＰＷＭ制御し、これにより、ウィンドウガラスＷＤの昇降速度をその現在位置に応じて調整することが可能となる。この結果、ウィンドウガラスＷＤが開き切る際または閉じ切る際にウィンドウガラスＷＤと窓枠（不図示）との衝突によって衝撃音が発生するのを抑えるために、車両用モータＭの回転速度を落としてウィンドウガラスＷＤの昇降速度を減速させることが可能になる。

また、モータドライブ回路２については、その他端に備えられた入力端子（−）がバッテリＢの陰極に接続されており、バッテリＢの陰極については図３に示すようにグランドに接地されている。このような回路構成を利用して、ＥＣＵは、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されない間、車両用モータＭの端子同士をグランドに接続して短絡させることによりモータ回転を制止するブレーキ制御を実行する。このブレーキ制御により、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されない間においては、ウィンドウガラスＷＤを確実に静止保持しておくことが可能となる。

さらに、本実施形態に係るＥＣＵは、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている期間中にも、モータ回転を制止するブレーキ制御を実行することができ、ウィンドウガラスＷＤを確実に静止保持しておくことが可能となる。かかる構成については次項以降にて詳しく説明する。

＜＜本実施形態に係るＥＣＵの第１構成例＞＞
本実施形態に係るＥＣＵの第１構成例について図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係るＥＣＵの構成についての第１例を示す図である。
第１構成例に係るＥＣＵ１は、所謂リレー駆動型のＥＣＵであり、図３に示すように、マイクロコンピュータからなる制御回路１８、モータドライブ回路２、モータドライブ回路２内に配置された２つのリレー１０４，１０５を備えている。

モータドライブ回路２は、一方の入力端子（＋）側でヒューズＨを介してバッテリＢの陽極に接続され、他方の入力端子（−）側でバッテリＢの陰極に接続されている。なお、本実施形態において、バッテリＢの陰極はグランドに接地されているので、モータドライブ回路２の入力端子のうち、バッテリＢの陰極に接続されている側の端子（−）は、グランドに接地されていることになる。

また、図３に示すように、モータドライブ回路２中、一方の入力端子（＋）から幾分下流に位置する地点と、他方の入力端子（−）から幾分上流に位置する地点との間にはノイズ除去コンデンサ２１が配置されており、さらに、ノイズ除去コンデンサ２１の下流位置にはノイズ除去インダクタ２２が配置されている。

また、モータドライブ回路２の高圧側には、各リレー１０４及び１０５の接点のうち、図３中、記号ａが付された第１接点が直列状態で備えられており、低圧側には、図３中、記号ｂが付された第２接点が直列状態で備えられている。さらに、モータドライブ回路２中、各リレー１０４，１０５の第２接点ｂ同士を結んでいる部分と、グランドに接地している側の入力端子（−）との間には、ＭＯＳＦＥＴ１０９が配置されている。

ＭＯＳＦＥＴ１０９は、例えば、高速スイッチングが可能なパワーＭＯＳＦＥＴからなり、ドレイン端子が各リレー１０４，１０５の第２接点ｂ同士を結んでいる部分に接続され、かつ、ソース端子がグランドに接地された入力端子（−）に接続された状態で配置されている。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１０９のソース端子は、グランドに接続されていることになる。そして、ＭＯＳＦＥＴ１０９は、ゲート端子に後述する制御回路１８からの出力電圧が印加されることによりオンとなる。

なお、図３に図示されたＭＯＳＦＥＴ１０９は、Ｎ型チャンネルのＭＯＳＦＥＴであり、制御回路１８とゲート端子との間には、ゲート端子への印加電圧の変動を抑制するゲート抵抗１０６が配置されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１０９とゲート端子とソース端子との間には、ＭＯＳＦＥＴ１０９をオフ作動する際に両端子間の寄生容量に溜まった電荷を放電してゲート電位をグランド電位に確定するための放電抵抗１０７が配置されている。さらに、モータドライブ回路２中、各リレー１０４，１０５の第１接点ａ同士を結んだ部分と第２接点ｂ同士を結んだ部分とを連結している部分には、環流ダイオード１０８が配設されており、この環流ダイオード１０８により、ＭＯＳＦＥＴ１０９がオン状態からオフ状態にスイッチングした瞬間に発生する車両用モータＭの逆起電力によってＭＯＳＦＥＴ１０９が破損するのを防止している。

制御回路１８を構成するマイクロコンピュータは、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、ＣＰＵ、Ａ／Ｄコンバータ及びタイマー等で構成されている。また、図３に示すように、制御回路１８の入力端子のうちの一つは、逆接続防止ダイオード２３及び電流制限抵抗１１を介してイグニッションスイッチＩＧに接続されている。

そして、イグニッションスイッチＩＧがオンとなると、制御回路１８がバッテリＢからの電力を受けて起動する。起動状態の制御回路１８は、ＭＯＳＦＥＴ１０９をオン状態（通電状態）にするためにゲート端子に向けて電圧を出力する。つまり、制御回路１８は、本発明の電力出力部に相当し、ＭＯＳＦＥＴ１０９と接続され、バッテリＢからの電力によって起動している間にＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に向けて電圧を出力する。

本実施形態において、バッテリＢから制御回路１８への電源供給は、制御回路１８に接続された定電圧電源回路１７を経由して行われ、この定電圧電源回路１７によってバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）が５Ｖの電圧に変換され、変換後の電圧が動作電圧として制御回路１８に供給される。定電圧電源回路１７は、逆接続防止ダイオード２９を介してバッテリＢの陽極に接続されている一方で、モータドライブ回路２の入力端子（−）を介してグランドに接地されている。また、図３に示すように、定電圧電源回路１７の、バッテリＢの陽極に接続されている側の端子と、グランドに接地されている側の端子との間には、電源瞬断防止コンデンサ３０が配置されている。

なお、制御回路１８の入力端子とイグニッションスイッチＩＧとの間を接続している回路中、逆接続防止ダイオード２３との電流制限抵抗１１との間の地点からは、グランドに向けて分岐回路が敷設されており、当該分岐回路中には、制御回路１８に向かう電流を制限するためのプルダウン抵抗２６が配設されている。また、電流制限抵抗１１と制御回路１８との間の地点は、イグニッションスイッチＩＧオフ中に当該地点の電位をグランド電位に確定する理由から、プルダウン抵抗１４を介してグランドに接地されている。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオフとなると、バッテリＢから制御回路１８への電力供給が遮断され、制御回路１８は、非起動状態となる。つまり、イグニッションスイッチＩＧは、本発明のスイッチ部に相当し、制御回路１８を起動状態とするためにオンとなり、制御回路１８を非起動状態とするためにオフとなる。

また、本実施形態では、制御回路１８が非起動状態となると、制御回路１８を構成するＣＰＵが非作動状態となり、定電圧電源回路１７から供給される動作電圧の消費が最小限に抑えられる。一方で、制御回路１８が非起動状態である間においても、上記のＣＰＵを非作動状態から作動状態へ復帰させるための機構、具体的には、制御回路１８に備えられたタイマーが計時を開始してから所定時間に達した時にウェイクアップ信号を生成してＣＰＵに出力する信号生成回路だけは作動している。これにより、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオフとなった期間中、制御回路１８を非起動状態に保持しつつも、一時的にＣＰＵを非作動状態から作動状態に復帰させて、制御回路１８の状態を非起動状態から、所定期間だけ起動するウェイクアップ状態へ移行させることが可能である。

以上のような構成のＥＣＵ１において、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている状態において、電流廻り込み防止ダイオード２４及び電流制限抵抗１２を介して閉スイッチＵＰに接続された入力端子に、閉スイッチＵＰからの操作信号（以下、閉信号）が入力されると、制御回路１８は、車両用モータＭを正転させるように上記２つのリレー１０４，１０５のうち、一方のリレー１０４の接点を切り替える。

具体的に説明すると、閉信号の入力に伴い制御回路１８から信号（図３中、記号ＯＵＴＰにて表記されており、以下、閉動作信号と呼ぶ）が出力され、閉動作信号ＯＵＴＰが反転増幅器１０２にて増幅された後に一方のリレー１０４の励磁コイルＲｃにのみ入力される。ここで、一方のリレー１０４は、車両用モータＭの一方の端子に接続されており、閉動作信号ＯＵＴＰが励磁コイルＲｃに入力されると第１接点ａが閉じるようになっている。他方のリレー１０５は、車両用モータＭの他方の端子に接続されており、励磁コイルＲｃに信号が入力されない限り、第２接点ｂが閉じるようになっている。これにより、車両用モータＭには、リレー１０４側の端子からリレー１０５側の端子に向かうように電流が流れ、結果として車両用モータＭが正転するようになる。

なお、制御回路１８に備えられた閉信号用の入力端子と閉スイッチＵＰとの間を接続している回路中、電流廻り込み防止ダイオード２４と電流制限抵抗１２との間の地点からは、モータドライブ回路２の高圧側、より具体的には、前述のノイズ除去インダクタ２２の下流位置に向けて分岐回路が敷設されており、当該分岐回路中には、制御回路１８から流れる電流を制限するためのプルアップ抵抗２７が配設されている。また、電流制限抵抗１２と制御回路１８との間の地点は、閉スイッチＵＰが操作されていない間に当該地点の電位をグランド電位に確定する理由から、プルダウン抵抗１５を介してグランドに接地されている。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている状態において、電流廻り込み防止ダイオード２５及び電流制限抵抗１３を介して閉スイッチＵＰに接続された入力端子に、開スイッチＤＮからの操作信号（以下、開信号）が入力されると、制御回路１８は、車両用モータＭを反転させるように上記２つのリレー１０４，１０５のうち、他方のリレー１０５の接点を切り替える。

具体的に説明すると、開信号の入力に伴い制御回路１８から信号（図３中、記号ＯＵＴＭにて表記されており、以下、開動作信号と呼ぶ）が出力され、開動作信号ＯＵＴＭが反転増幅器１０３にて増幅された後に他方のリレー１０５の励磁コイルＲｃにのみ入力される。他方のリレー１０５では、開動作信号が励磁コイルＲｃに入力されることで第１接点ａが閉じるようになる。この際、一方のリレー１０４では、励磁コイルＲｃに信号が入力されない限り、第２接点ｂが閉じるようになっている。これにより、車両用モータＭには、リレー１０５側の端子からリレー１０４側の端子に向かうように電流が流れ、結果として車両用モータＭが反転するようになる。

なお、制御回路１８に備えられた開信号用の入力端子と開スイッチＤＮとの間を接続している回路中、電流廻り込み防止ダイオード２５と電流制限抵抗１３との間の地点からは、モータドライブ回路２の高圧側、より具体的には、前述のノイズ除去インダクタ２２の下流位置に向けて分岐回路が敷設されており、当該分岐回路中には、制御回路１８から流れる電流を制限するためのプルアップ抵抗２８が配設されている。また、電流制限抵抗１３と制御回路１８との間の地点は、開スイッチＤＮが操作されていない間に当該地点の電位をグランド電位に確定する理由から、プルダウン抵抗１５を介してグランドに接地されている。

また、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている状態において、開信号及び閉信号のいずれも入力されていない間、すなわち、閉スイッチＵＰ及び開スイッチＤＮのいずれもが操作されていない間、車両用モータＭの回転を制止するブレーキ制御が実行される。

具体的に説明すると、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている状態において、開信号及び閉信号のいずれも入力されていない間、制御回路１８から各リレー１０４，１０５の励磁コイルＲｃへの信号の出力はなく、このため、各リレー１０４，１０５では第２接点ｂが閉じるようになる。これにより、車両用モータＭの端子同士がグランドに接続されて短絡するようになり、車両用モータＭの回転が制止されるようになる。

なお、前述したように、各リレー１０４，１０５では、励磁コイルＲｃに信号入力がない限り、第２接点ｂが閉じるようになっている。したがって、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されていない間、換言すると、開信号及び閉信号のいずれも入力されていない間は、車両用モータＭは、回転制止状態（ブレーキ状態）で維持されることになる。この結果、イグニッションスイッチＩＧオン中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されない間においては、ウィンドウガラスＷＤを確実に静止保持しておくことが可能となる。

ところで、上述した車両用モータＭの正転駆動、反転駆動及びブレーキ制御を実行するためには、ＭＯＳＦＥＴ１０９がオン状態、すなわち、通電状態となっている必要がある。このために、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、制御回路１８は、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に向けて電圧を出力する。制御回路１８からの出力電圧（図３中、記号ＯＵＴＦＥＴにて表記）は、非反転増幅器１０１により増幅されてゲート端子に印加されるようになる。

そして、出力電圧ＯＵＴＦＥＴがゲート端子に印加される結果、ゲート端子−ソース端子間に電位差（図３中、記号ＦＥＴＧＳにて表記）が生じ、この電位差ＦＥＴＧＳがゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上となるとＭＯＳＦＥＴ１０９がオン状態となる。ここで、ゲート端子−ソース端子間の電位差は、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート入力信号に相当し、また、ゲート通電限界電圧ＶＴＨとは、ＭＯＳＦＥＴ１０９をオンするために必要なゲート端子−ソース端子間の電位差の最小値のことである。

また、前述したように、第１構成例に係るＥＣＵ１は、車両用モータＭの回転速度をＰＷＭ制御することが可能であり、具体的に説明すると、ウィンドウガラスＷＤの昇降中、すなわち、車両用モータＭの回転駆動中、制御回路１８がウィンドウガラスＷＤの現在位置に応じたディーティ比でゲート電圧を印加してＭＯＳＦＥＴ１０９をスイッチングすることにより、車両用モータＭの回転速度が上記のデューティ比にて制御される。なお、モータドライブ回路２中には、上記ＰＷＭ制御に起因して発生するリップルノイズを除去するためのコンデンサ（ＰＷＭリップルノイズ除去コンデンサ）１０９が配置されている。

さらに、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている期間中にもＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート通電を行ってブレーキ制御を実行することが可能である。以下では、第１構成例に係るＥＣＵ１の特徴として、イグニッションスイッチＩＧのオフ時にＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート通電を行うための構成について説明する。

本実施形態では、図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子及びソース端子の間に、放電抵抗１０７と並列状態でコンデンサ２０１が配置されている。制御回路１８は、このコンデンサ２０１と回路的に接続されている。また、コンデンサ２０１とＭＯＳＦＥＴ１０９のソース端子の間にはアナログスイッチ２０３が配置されており、このアナログスイッチ２０３は通常、切状態（オフ状態）にあり、制御回路１８からの入信号（図３中、記号ＣＣＯＮＴにて表記）が入力されることにより入状態（オン状態）となる。

そして、アナログスイッチ２０３が入状態となっている間、制御回路１８がＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に向けて電圧を出力すると、その出力電圧ＯＵＴＦＥＴがコンデンサ２０１に印加され、この結果、コンデンサ２０１に電荷が蓄えられるようになる。

なお、本実施形態では、放電抵抗１０７とＭＯＳＦＥＴ１０９のソース端子の間にもアナログスイッチ２０２が配置されている。このアナログスイッチ２０２は、制御回路１８がゲート端子に向けて電圧を出力するにあたってオン状態となるものである。したがって、制御回路１８は、ゲート端子に向けて電圧を出力する間、アナログスイッチ２０２に対して入信号（図３中、記号ＥＮＡＢＬＥにて表記）を出力する。換言すると、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴは、アナログスイッチ２０２に入信号ＥＮＡＢＬＥが入力されることに連動して、ゲート端子に入力されることとなる。

以上のようにＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子及びソース端子の間に、蓄電状態のコンデンサ２０１が配置されていれば、制御回路１８の出力電圧ＯＵＴＦＥＴがＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に印加されない状況であっても、コンデンサ２０１における蓄電電圧をゲート端子に印加し、ＭＯＳＦＥＴ１０９をオンとすることが可能である。ここで、コンデンサ２０１における蓄電電圧とは、電荷を蓄えた状態のコンデンサ２０１の極板間に形成された電位差によって生じる電圧のことである。

つまり、本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に電圧を印加するために電荷を加える蓄電部としてコンデンサ２０１が設けられており、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間、コンデンサ２０１における蓄電電圧がゲート端子に印加されるようになっている。この結果、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間、すなわち、ゲート端子に向けた制御回路１８からの電力出力が遮断されている間にもＭＯＳＦＥＴ１０９をオン状態で保持することが可能になる。

第１構成例に係るＥＣＵ１の有効性について、従来のリレー駆動型のＥＣＵ３と対比して説明すると、従来のリレー駆動型のＥＣＵ３は、図４に示すように、回路構成の面で第１構成例に係るＥＣＵ１と共通する点が多い反面、上記のコンデンサ２０１のように、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に電圧を印加するために電荷を加える蓄電部が設けられていない点で相違する。図４は、従来のＥＣＵの構成例としてリレー駆動型ＥＣＵの構成を示す回路図であり、同図中、図３と同じ符号が付された機器については、第１構成例に係るＥＣＵ１に設けられたものと同様であるため、説明を省略する。

したがって、従来のリレー駆動型のＥＣＵ３では、イグニッションスイッチＩＧがオフとなると、制御回路１８が非起動状態となり、かかる状態では、もはやＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に電圧を印加することができなくなってしまう。この結果、従来のリレー駆動型のＥＣＵ３では、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、ＭＯＳＦＥＴ１０９を通電状態で維持することができず、上述のブレーキ制御を実行することができない。このため、従来のリレー駆動型のＥＣＵ１を組み込んだパワーウィンドウ装置においては、イグニッションスイッチＩＧのオフ中にウィンドウガラスＷＤを静止保持しておくための機器を別途設けたり、イグニッションスイッチＩＧのオフ中にも制御回路１８を強制的に起動状態で維持したりしていた。

これに対して、第１構成例に係るＥＣＵ１であれば、前述したように、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、コンデンサ２０１における蓄電電圧がゲート端子に印加されるため、制御回路１８からゲート端子への電力出力が遮断されたとしてもＭＯＳＦＥＴ１０９をオン状態で保持することが可能になる。したがって、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧのオフ中にもブレーキ制御を実行することが可能であるため、従来のように、イグニッションスイッチＩＧのオフ時にウィンドウガラスＷＤを静止保持するために、機器を別途設けたり、あるいは、制御回路１８を強制的に起動状態で維持したりする必要がない。

なお、第１構成例に係るＥＣＵ１は、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子とソース端子との間にコンデンサ２０１を配置することによって成り、比較的容易な構成にて、ゲート端子に向けた電圧出力が遮断されている間にＭＯＳＦＥＴ１０９をオン状態に維持しておくことが可能なモータ制御装置を実現したものである。

次に、第１構成例に係るＥＣＵ１の動作例について、図５を参照しながら説明する。図５は、第１構成例に係るＥＣＵの動作例を示すタイミングチャートである。
第１構成例に係るＥＣＵ１では、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている間、制御回路１８は、起動状態となっており、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に対して電圧を出力している。換言すると、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴがゲート端子に印加される。なお、制御回路１８がゲート端子に対して電圧を出力することが可能な状態、すなわち、起動状態にある間には、制御回路１８からの入信号ＥＮＡＢＬＥがアナログスイッチ２０２に入力され、これにより、アナログスイッチ２０２が入状態となる。

また、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されていない間は、各リレー１０４，１０５で第２接点ｂが閉じており、これにより、車両用モータＭの端子同士がＭＯＳＦＥＴ１０９を介してグランドに接続されて短絡する結果、車両用モータＭの回転が制止される。すなわち、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されていない間は、ブレーキ制御が実行される。

さらに、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されていない間には、制御回路１８からの入信号ＣＣＯＮＴがアナログスイッチ２０３に入力されて、アナログスイッチ２０３が入状態（オン状態）となる。これにより、制御回路１８からコンデンサ２０１までの回路が通電状態となり、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴがコンデンサ２０１にも印加され、結果として、コンデンサ２０１に電荷が蓄えられるようになる。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中に閉スイッチＵＰが操作されると、その操作が続行される期間中（図５中、ａ時点〜ｂ時点までの間）、制御回路１８は、一方のリレー１０４の励磁コイルＲｃに対して閉動作信号ＯＵＴＰを出力する。これにより、一方のリレー１０４では第１接点ａが閉じ、他方のリレー１０５では第２接点ｂが閉じるようになる。この結果、車両用モータＭには、リレー１０４側の端子からリレー１０５側の端子に向かうように電流が流れ、車両用モータＭが正転駆動してウィンドウガラスＷＤを上昇させる。

他方、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中に開スイッチＤＮが操作されると、その操作が続行される期間中（図５中、ｃ時点〜ｄ時点までの間）、制御回路１８は、他方のリレー１０５の励磁コイルＲｃに対して開動作信号ＯＵＴＭを出力する。これにより、一方のリレー１０４では第２接点ｂが閉じ、他方のリレー１０５では第１接点ａが閉じるようになる。この結果、車両用モータＭには、リレー１０５側の端子からリレー１０４側の端子に向かうように電流が流れ、車両用モータＭが反転駆動してウィンドウガラスＷＤを下降させる。

なお、車両用モータＭを回転駆動している間、制御回路１８は、モータ回転速度をＰＷＭ制御するために、ウィンドウガラスＷＤの現在位置に応じたディーティ比でＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子に電圧を出力する。これにより、制御回路１８からゲート端子への出力電圧ＯＵＴＦＥＴ、及び、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳについては、上記のデューティ比に応じてオンオフ制御（ディーティ制御）されるようになる。

また、車両用モータＭを回転駆動している間、制御回路１８は、アナログスイッチ２０３に対する入信号ＣＣＯＮＴの出力を中断し、アナログスイッチ２０３を切状態とする。つまり、車両用モータＭの回転駆動中には、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子とソース端子に接続される機器を、放電抵抗１０７のみに限定する。これは、車両用モータＭをＰＷＭ制御する際に、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳ、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１０９へのゲート入力信号について、ゲート端子−ソース端子間の容量に起因して遅れが生じるのを防止するためである。

そして、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮの操作が終了した後、予め設定された時間が経過した時点（図５中、ｅ時点）、制御回路１８が、アナログスイッチ２０３に対する入信号ＣＣＯＮＴの出力を再開し、アナログスイッチ２０３を入状態とする。これにより、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴが再びコンデンサ２０１に印加され、コンデンサ２０１に電荷が蓄えられるようになる。

また、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮの操作が終了すると、２つのリレー１０４，１０５の第２接点ｂが閉じた状態に戻り、次の操作が行われるまでの間、当該状態のままで保持されることになる。
以上までに説明してきた一連の動作は、イグニッションスイッチＩＧのオン中、閉スイッチＵＰ又は開スイッチＤＮが操作される度に繰り返される。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオフとなった時点（図５中、ｆ時点）で、制御回路１８は、非起動状態となり、制御回路１８からＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子への出力電圧ＯＵＴＦＥＴがオフとなる。また、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴがオフとなることに伴い、制御回路１８からアナログスイッチ２０２への入信号ＥＮＡＢＬＥの出力が中断され、アナログスイッチ２０２が切状態となる。

そして、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子には、コンデンサ２０１における蓄電電圧が印加されるようになる。これにより、引き続き、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳがゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上に維持され、ＭＯＳＦＥＴ１０９がオン状態で維持されることになる。この結果、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間にも、車両用モータＭの両端子がＭＯＳＦＥＴ１０９を介してグランドに接続されて短絡するようになる。すなわち、本実施形態では、前述したように、イグニッションスイッチＩＧオフ中にもブレーキ制御を実行することが可能である。

なお、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴがオフとなっている間には、アナログスイッチ２０２が切状態となっており、放電抵抗１０７とコンデンサ２０１との間の接続が断たれている。これにより、コンデンサ２０１からグランドへの放電を抑え、蓄電電圧の持続時間をより長く確保することが可能となる。

その一方で、ＭＯＳＦＥＴ１０９のゲート端子とソース端子との間の寄生容量に起因したリーク電流の発生等により、コンデンサ２０１における蓄電電圧は経時的に減少し、これに伴って、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳも緩やかに減少してしまう。ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳがゲート通電限界電圧ＶＴＨを下回るまで減少してしまうと、ＭＯＳＦＥＴ１０９をオン状態で保持できなくなり、結果として、ブレーキ制御が実行できず、ウィンドウガラスＷＤが適切に静止保持されなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間、制御回路１８の状態は、非起動状態に保持されつつ、周期的に非起動状態からウェイクアップ状態へ切り替えられるようになっている。そして、ウェイクアップ状態の制御回路１８は、コンデンサ２０１に電荷を蓄えるために起動してコンデンサ２０１に電圧を出力することが可能である。

より具体的に説明すると、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間、制御回路１８が非起動状態となるものの、制御回路１８中のＣＰＵを非作動状態から作動状態へ復帰させるためにウェイクアップ信号を生成してＣＰＵに出力する信号生成回路だけは作動している。そして、制御回路１８に備えられたタイマーがイグニッションスイッチＩＧのオフ時刻から計時を開始し、計時開始から所定時間に達した時点（図５中、ｇ時点）で、上記の信号生成回路がウェイクアップ信号を生成してＣＰＵに出力する。

ウェイクアップ信号をうけたＣＰＵは、一時的に非作動状態から作動状態に復帰し、これに伴って、制御回路１８の状態が非起動状態からウェイクアップ状態に切り替えられる。その後、制御回路１８の状態は、所定時間だけ（図５中、ｇ時点〜ｈ時点までの期間）、ウェイクアップ状態で維持され、その間、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴがオンとなり、これに併せて、制御回路１８からの入信号ＥＮＡＢＬＥがアナログスイッチ２０２に入力され、アナログスイッチ２０２が入状態となる。

以上のように制御回路１８の状態を所定時間だけ非起動状態からウェイクアップ状態へ切り替えることにより、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、制御回路１８がウェイクアップ状態にある期間だけ、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴをコンデンサ２０１に印加することが可能となる。この結果、リーク電流の発生等により減少したコンデンサ２０１における蓄電電圧を、減少前の大きさまで戻すことが可能となる。

以降、周期的（例えば、図５中のｉ時点、ｋ時点及びｍ時点）に制御回路１８の状態を非起動状態からウェイクアップ状態に切り替え、ウェイクアップ状態に切り替える都度、所定時間だけ制御回路１８からの入信号ＥＮＡＢＬＥをアナログスイッチ２０２に入力するとともに、制御回路１８からの出力電圧ＯＵＴＦＥＴをオンとする。これにより、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、コンデンサ２０１における蓄電電圧が印加されたゲート端子の電位とソース端子の電位との間の電位差ＦＥＴＧＳを、ゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上に維持することが可能となる。

換言すると、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、周期的に制御回路１８の状態を非起動状態からウェイクアップ状態に切り替えることとし、非起動状態からウェイクアップ状態への切り替えは、上記の電位差ＦＥＴＧＳがゲート通電限界電圧ＶＴＨを下回る前に行われることになっている。これにより、コンデンサ２０１における蓄電電圧がリーク電流の発生等により減少したとしても、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳをゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上に維持しておくことが可能となる結果、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、確実にＭＯＳＦＥＴ１０９をオン状態に維持しておくことが可能になる。

なお、ウェイクアップ状態への切り替えのインターバルについては、コンデンサの容量やＭＯＳＦＥＴ１０９の仕様等に応じて適宜な時間に設定することとすればよい。具体的に説明すると、例えば、コンデンサ２０１の放電速度、すなわち、コンデンサ２０１における蓄電電圧の減少速度を求め、当該減少速度に基づいて、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＧＳがゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上を維持しつつ、ウェイクアップ状態への切り替え周期が極力大きくなるように上記インターバルを設定する。

＜＜本実施形態に係るＥＣＵの第２構成例＞＞
次に、本実施形態に係るＥＣＵの第２構成例について図６を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係るＥＣＵの構成についての第２例を示す図である。なお、同図中、図３と同じ符号が付された機器については、第１構成例に係るＥＣＵ１に設けられたものと同様であるため、説明を省略する。
第２構成例に係るＥＣＵ４は、所謂Ｈブリッジ型のＥＣＵであり、図６に示すように、制御回路１８、モータドライブ回路２を備えるとともに、第１構成例において備えられていた２つのリレー１０４，１０５の代わりに、４つのＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８，３０９が備えられている。

より詳しく説明すると、４つのＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８，３０９のうち、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８は、モータドライブ回路２の高圧側に直列状態で備えられている。第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８は、Ｐ型チャンネルのパワーＭＯＳＦＥＴであり、各々のソース端子同士が連結された状態でバッテリＢの陽極に接続されている。一方、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６のドレイン端子は、車両用モータＭの一方の端子に接続されており、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８のドレイン端子は、車両用モータＭの他方の端子に接続されている。

また、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８の各々のゲート端子は、制御回路１８の出力端子とゲート抵抗３０２，３１２を介して接続されている。これにより、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８の各々のゲート端子に対して制御回路１８からの出力電圧を個別に印加することができ、以て、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８の各々のオンオフを個別にスイッチングすることが可能となる。なお、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８では、それぞれ、ゲート端子とソース端子との間に放電抵抗３０４，３１０が配置されている。

一方、４つのＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８，３０９のうち、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９は、モータドライブ回路２の低圧側に直列状態で備えられている。第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９は、Ｎ型チャンネルのパワーＭＯＳＦＥＴであり、各々のソース端子同士が連結された状態でグランドに接続されている。一方、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のドレイン端子は、車両用モータＭの端子のうち、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６のドレイン端子が接続されている側の端子に接続されており、第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のドレイン端子は、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８のドレイン端子が接続されている側の端子に接続されている。

また、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９の各々のゲート端子は、制御回路１８の出力端子とゲート抵抗３０３，３１３を介して接続されている。これにより、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９の各々のゲート端子に対して制御回路１８からの出力電圧を個別に印加することができ、以て、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９の各々のオンオフを個別にスイッチングすることが可能となる。なお、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９では、それぞれ、ゲート端子とソース端子との間に放電抵抗３０５，３１１が配置されている。

以上のような構成のＥＣＵ４において、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている状態において、閉スイッチＵＰから制御回路１８の入力端子に操作信号としての閉信号が入力されると、制御回路１８は、車両用モータＭを正転させるように上記４つのＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８，３０９のオンオフを制御する。

具体的に説明すると、閉信号の入力に伴い制御回路１８から電圧信号（図６中、記号ＯＵＴＨＰにて表記されており、以下、第１高圧側信号と呼ぶ）が出力され、第１高圧側信号ＯＵＴＨＰが非反転増幅回路３０１にて増幅された後に第１ＭＯＳＦＥＴ３０６のゲート端子に印加されて、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６がオン状態となる。また、制御回路１８から第１高圧側信号ＯＵＴＨＰが出力される際、同時に、制御回路１８から他の電圧信号（図６中、記号ＯＵＴＬＭにて表記されており、以下、第１低圧側信号）が出力され、第１低圧側信号が非反転増幅回路３０１にて増幅された後に第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のゲート端子に印加されて、第４ＭＯＳＦＥＴ３０９がオン状態となる。これにより、車両用モータＭには、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６側から第４ＭＯＳＦＥＴ３０９側に向けて電流が流れ、結果として車両用モータＭが正転するようになる。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている状態において、開スイッチＤＮから制御回路１８の入力端子に操作信号としての開信号が入力されると、制御回路１８は、車両用モータＭを反転させるように上記４つのＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８，３０９のオンオフを制御する。

具体的に説明すると、開信号の入力に伴い制御回路１８から電圧信号（図６中、記号ＯＵＴＨＭにて表現されており、以下、第２高圧側信号と呼ぶ）が出力され、第２高圧側信号ＯＵＴＨＭが非反転増幅回路３０１にて増幅された後に第３ＭＯＳＦＥＴ３０８のゲート端子に印加されて、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８がオン状態となる。また、制御回路１８から第２高圧側信号ＯＵＴＨＭが出力される際、同時に、制御回路１８から他の電圧信号（図６中、記号ＯＵＴＬＰにて表記されており、以下、第２低圧側信号）が出力され、第２低圧側信号が非反転増幅回路３０１にて増幅された後に第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のゲート端子に印加されて、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７がオン状態となる。これにより、車両用モータＭには、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８側から第２ＭＯＳＦＥＴ３０７側に向けて電流が流れ、結果として車両用モータＭが反転するようになる。

また、第２構成例に係るＥＣＵ４は、第１構成例に係るＥＣＵ１と同様、車両用モータＭの回転速度をＰＷＭ制御することが可能である。具体的に説明すると、ウィンドウガラスＷＤの上昇中、すなわち、車両用モータＭの正転中、制御回路１８がウィンドウガラスＷＤの現在位置に応じたディーティ比で第１低圧側信号ＯＵＴＬＭを印加して第４ＭＯＳＦＥＴ３０９をスイッチングすることで、正転時の車両用モータＭの回転速度が上記のデューティ比にて制御される。反対に、ウィンドウガラスＷＤの下降中、すなわち、車両用モータＭの反転中、制御回路１８がウィンドウガラスＷＤの現在位置に応じたディーティ比で第２低圧側信号ＯＵＴＬＰを印加して第２ＭＯＳＦＥＴ３０７をスイッチングすることで、反転時の車両用モータＭの回転速度が上記のデューティ比にて制御される。

なお、本実施形態では、車両用モータＭの回転速度をＰＷＭ制御するにあたり、低圧側のＭＯＳＦＥＴ、すなわち、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９を所定のディーティ比でスイッチングすることとしたが、これに限定されるものではなく、高圧側のＭＯＳＦＥＴ、すなわち、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第３ＭＯＳＦＥＴ３０８を所定のデューティ比でスイッチングすることとしてもよい。

また、第２構成例では、第１構成例と同様、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰ及び開スイッチＤＮのいずれもが操作されていない間には、ブレーキ制御が実行される。具体的に説明すると、イグニッションスイッチＩＧオン中、閉スイッチＵＰ及び開スイッチＤＮが操作されていない間、制御回路１８は、第１低圧側信号ＯＵＴＬＭを第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のゲート端子に向けて出力するとともに、第２低圧側信号ＯＵＴＬＰを第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のゲート端子に向けて出力する。これにより、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９が通電状態となり、車両用モータＭの端子同士がグランドに接続されて短絡するようになって、車両用モータＭの回転が制止されるようになる。

さらに、第２構成例では、第１構成例と同様、イグニッションスイッチＩＧのオフ中にも低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート通電を行ってブレーキ制御を実行することが可能である。より具体的に説明すると、図６に示すように、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々のゲート端子及びソース端子の間には、放電抵抗３０５，３１１と並列状態でコンデンサ４０１，４０４が配置されている。そして、制御回路１８は、このコンデンサ４０１，４０４と回路的に接続されている。

また、各コンデンサ４０１，４０４と低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のソース端子の間にはアナログスイッチ４０３，４０５が配置されており、このアナログスイッチ４０３，４０５は、制御回路１８からの入信号（図６中、記号ＣＣＯＮＴにて表記）が入力されることにより入状態（オン状態）となる。そして、アナログスイッチ４０３，４０５が入状態となっている間に制御回路１８が第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰを出力すると、各出力信号（電圧信号）が対応するコンデンサ４０１，４０４に印加され、この結果、コンデンサ４０１，４０４に電荷が蓄えられるようになる。

したがって、第２構成例では、第１構成例の場合と同様に、イグニッションスイッチＩＧがオフとなって制御回路１８から低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々のゲート端子への電圧出力が遮断されたとしても、コンデンサ４０１，４０４における蓄電電圧を対応するＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート端子に印加し、これらのＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９をオンとすることが可能である。

なお、第２構成例においても、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々のソース端子と放電抵抗３０５，３１１との間にアナログスイッチ４０２，４０６が配置されている。そして、制御回路１８は、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々のゲート端子に向けて電圧信号を出力する際、アナログスイッチ４０２，４０６に対して入信号（図６中、記号ＥＮＡＢＬＥにて表記）を出力する。

以上のような構成により、第２構成例に係るＥＣＵ４についても、第１構成例に係るＥＣＵ１と同様の効果を奏することになる。つまり、第２構成例に係るＥＣＵ４は、図７に示すように、従来のＨブリッジ型のＥＣＵ５と比較すると、回路構成の面で当該ＥＣＵ５と共通する点が多い反面、上記のコンデンサ４０１，４０４を備えている点で相違する。図７は、従来のＥＣＵの構成例としてＨブリッジ型ＥＣＵの構成を示す回路図であり、同図中、図６と同じ符号が付された機器については、第２構成例に係るＥＣＵ４に設けられたものと同様であるため、説明を省略する。

そして、第２構成例では、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、コンデンサ４０１，４０４における蓄電電圧を低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート端子に印加する。これにより、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９については、制御回路１８からのゲート端子への電力出力が遮断されたとしてもオン状態で保持することが可能となる結果、イグニッションスイッチＩＧのオフ中にもブレーキ制御を実行することが可能となる。

次に、第２構成例に係るＥＣＵ４の動作例について、図８を参照しながら説明する。図８は、第２構成例に係るＥＣＵの動作例を示すタイミングチャートである。
第２構成例に係るＥＣＵ４では、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている間、制御回路１８は、起動状態となっており、かかる状態では、各ＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８，３０９のゲート端子に対して電圧を出力することが可能である。なお、前述したように、制御回路１８が起動状態にある間には、制御回路１８からの入信号ＥＮＡＢＬＥがアナログスイッチ４０２，４０６に入力され、これにより、アナログスイッチ４０２，４０６が入状態となる。

また、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されていない間、制御回路１８は、第１低圧側信号ＯＵＴＬＭを第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のゲート端子に向けて出力するとともに、第２低圧側信号ＯＵＴＬＰを第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のゲート端子に向けて出力する。これにより、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９が通電状態となる結果、ブレーキ制御が実行され、車両用モータＭの回転が制止されるようになる。

さらに、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されていない間には、制御回路１８からの入信号ＣＣＯＮＴがアナログスイッチ４０３、４０５に入力されて、アナログスイッチ４０３、４０５が入状態（オン状態）となる。これにより、制御回路１８からコンデンサ４０１，４０４までの回路が通電状態となり、制御回路１８からの出力電圧、具体的には第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰが、それぞれ、対応するコンデンサ４０１，４０４にも印加され、結果として、コンデンサ４０１，４０４に電荷が蓄えられるようになる。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオンとなっている期間中、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されると、先ず、その時点（図８中のａ時点やｅ時点）でブレーキ制御が中断される。つまり、閉スイッチＵＰや開スイッチＤＮが操作されると、制御回路１８は、第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰの出力を中断する。

その後、制御回路１８は、操作されるスイッチの種類に応じて４つのＭＯＳＦＥＴ３０６，３０７，３０８及び３０９の各々のオンオフをスイッチングする。例えば、閉スイッチＵＰが操作された場合、当該操作が終了するまでの間（図８中、ｂ時点からｃ時点までの期間）、制御回路１８は、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６のゲート端子に向けて第１高圧側信号ＯＵＴＨＰを出力するとともに、第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のゲート端子に向けて第１低圧側信号ＯＵＴＬＭを出力する。これにより、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６及び第４ＭＯＳＦＥＴ３０９がオン状態となり、車両用モータＭには、第１ＭＯＳＦＥＴ３０６側から第４ＭＯＳＦＥＴ３０９側に向けて電流が流れ、車両用モータＭが正転するようになる。

反対に、開スイッチＤＮが操作された場合、当該操作が終了するまでの間（図８中、ｆ時点からｇ時点までの期間）、制御回路１８は、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８のゲート端子に向けて第２高圧側信号ＯＵＴＨＭを出力するとともに、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のゲート端子に向けて第２低圧側信号ＯＵＴＬＰを出力する。これにより、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８及び第２ＭＯＳＦＥＴ３０７がオン状態となり、車両用モータＭには、第３ＭＯＳＦＥＴ３０８側から第２ＭＯＳＦＥＴ３０７側に向けて電流が流れ、車両用モータＭが反転するようになる。

なお、車両用モータＭを回転駆動している間、制御回路１８は、モータ回転速度をＰＷＭ制御するために、ウィンドウガラスＷＤの現在位置に応じたディーティ比で、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート端子に向けて電圧信号（具体的には、第１低圧側信号や第２低圧側信号）を出力する。この結果、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７におけるゲート端子−ソース端子間の電位差（図６及び８中、記号ＦＥＴＬＰにて表記）、及び、第４ＭＯＳＦＥＴ３０９におけるゲート端子−ソース端子間の電位差（図６及び８中、記号ＦＥＴＬＭにて表記）が、上記のデューティ比に応じてオンオフ制御（ディーティ制御）されるようになる。

また、車両用モータＭを回転駆動している間、制御回路１８は、アナログスイッチ４０３、４０５に対する入信号ＣＣＯＮＴの出力を中断し、アナログスイッチ４０３，４０５を切状態とする。つまり、車両用モータＭの回転駆動中、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート入力信号に遅れが生じないように、各ＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート端子とソース端子に接続される機器を、放電抵抗３０５，３１１のみに限定する。

そして、スイッチの操作が終了してから所定時間が経過した時点（図８中、ｄ時点やｈ時点）で、制御回路１８は、第１低圧側信号ＯＵＴＬＭを第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のゲート端子に向けて出力し、第２低圧側信号ＯＵＴＬＰを第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のゲート端子に向けて出力する。これにより、ブレーキ制御が再び実行されるようになる。

また、ブレーキ制御が再開されてから予め設定された時間が経過した時点（図８中、ｉ時点）で、制御回路１８が、アナログスイッチ４０３，４０５に対する入信号ＣＣＯＮＴの出力を再開し、アナログスイッチ４０３，４０５を入状態とする。これにより、制御回路１８からの出力電圧である第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰが、それぞれ、対応するコンデンサ４０１，４０４に再び印加され、コンデンサ４０１，４０４に電荷が蓄えられるようになる。
以上までに説明してきた一連の動作は、イグニッションスイッチＩＧのオン中、閉スイッチＵＰ又は開スイッチＤＮが操作される度に繰り返される。

一方、イグニッションスイッチＩＧがオフとなった時点（図８中、ｊ時点）で、制御回路１８は、非起動状態となり、制御回路１８から低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９のゲート端子への出力電圧、すなわち第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰがオフとなる。また、第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰがオフとなることに伴い、制御回路１８からアナログスイッチ４０２，４０６への入信号ＥＮＡＢＬＥの出力が中断され、アナログスイッチ４０２，４０６が切状態となる。

そして、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間、第２ＭＯＳＦＥＴ３０７のゲート端子には、コンデンサ４０１における蓄電電圧が印加されるようになり、第４ＭＯＳＦＥＴ３０９のゲート端子には、コンデンサ４０４における蓄電電圧が印加されるようになる。これにより、引き続き、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々では、ゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＬＰ，ＦＥＴＬＭがゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上に維持され、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の双方がオン状態で維持されることになる。

以上の結果、第２構成例についても第１構成例と同様、イグニッションスイッチＩＧがオフとなっている間であっても、車両用モータＭの両端子が低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９を介してグランドに接続されて短絡し、車両用モータＭの回転に対してブレーキ制御を実行することが可能である。なお、この間、コンデンサ４０１，４０４からグランドへの放電を抑える目的から、制御回路１８からの出力電圧がオフとなっている間、アナログスイッチ４０２，４０６が切状態となっており、放電抵抗３０５とコンデンサ４０１との間の接続、及び、放電抵抗３１１とコンデンサ４０４との接続がそれぞれ断たれている。

一方、第２構成例においても、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々のゲート端子とソース端子との間の寄生容量に起因したリーク電流の発生等により、コンデンサ４０１，４０４における蓄電電圧は経時的に減少し、これに伴って、低圧側のＭＯＳＦＥＴ３０７，３０９の各々のゲート端子−ソース端子間の電位差ＦＥＴＬＰ，ＦＥＴＬＭが緩やかに減少してしまう。

このため、第２例においても、制御回路１８に備えられたタイマーがイグニッションスイッチＩＧのオフ時刻から計時を開始し、計時開始から所定時間に達した時点（図８中、ｋ時点）で、制御回路１８中の信号生成回路がウェイクアップ信号を生成してＣＰＵに出力することとしている。この結果、イグニッションスイッチＩＧがオフとなった後、制御回路１８の状態は、非起動状態からウェイクアップ状態へ切り替えられ、ウェイクアップ状態にある間に制御回路１８は、電荷を蓄えるためにコンデンサ４０１，４０４に向けて電圧を出力するようになる。なお、制御回路１８がウェイクアップ状態にあり制御回路１８からの出力電圧がオンとなっている間は、制御回路１８からの入信号ＥＮＡＢＬＥがアナログスイッチ４０２，４０６に入力され、アナログスイッチ４０２，４０６が入状態となる。

制御回路１８の状態は、所定の期間（図８中、ｋ時点〜ｌ時点までの間）だけウェイクアップ状態で維持された後に、再び非起動状態に移行する。その後は、周期的（例えば、図５中のｍ時点、ｏ時点及びｑ時点）に制御回路１８の状態が非起動状態からウェイクアップ状態に切り替わる。そして、ウェイクアップ状態へ切り替わる都度、所定時間だけ制御回路１８からの入信号ＥＮＡＢＬＥをアナログスイッチ２０２に入力するとともに、制御回路１８からの出力電圧、すなわち、第１低圧側信号ＯＵＴＬＭ及び第２低圧側信号ＯＵＴＬＰをオンとする。

以上のように、第２構成例においても、イグニッションスイッチＩＧのオフ中、コンデンサ４０１における蓄電電圧が印加されたゲート端子の電位と対応するソース端子の電位との間の電位差ＦＥＴＬＰ、及び、コンデンサ４０４における蓄電電圧が印加されたゲート端子の電位と対応するソース端子との電位との間の電位差ＦＥＴＬＭが、それぞれソースゲート通電限界電圧ＶＴＨ以上に維持されることとなる。

＜＜その他の実施形態について＞＞
以上までに説明してきた実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。つまり、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

また、上記の実施形態では、車両用のウィンドウガラスＷＤを開閉駆動させるための車両用モータを制御するＥＣＵについて説明したが、ウィンドウガラスＷＤは車両に備えられた開閉体の一例であり、本発明のモータ制御装置は、ウィンドウガラスＷＤ以外の開閉体、例えば、ドア等を開閉駆動させるための車両用モータを制御する場合にも利用可能である。さらに、本発明のモータ制御装置は、開閉体以外の被駆動体、例えばワイパ装置を駆動させるための車両用モータを制御する場合にも利用可能である。

また、上記の実施形態では、電界効果トランジスタのゲート端子に向けて電圧を出力する電圧出力部の一例として、マイクロコンピュータからなる制御回路１８を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＤＳＰやゲートアレイで構成した電力出力部であってもよい。また、上記の実施形態では、制御回路１８及びその周辺インタフェースが分離したＥＣＵについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、マイコンや周辺インタフェースがシステムＩＣとして一体化したＥＣＵであってもよい。

１ ＥＣＵ
２ モータドライブ回路
３ 従来のリレー駆動型のＥＣＵ
４ ＥＣＵ
５ 従来のＨブリッジ型のＥＣＵ
１１，１２，１３ 電流制限抵抗
１４，１５，１６ プルダウン抵抗
１７ 定電圧電源回路
１８ 制御回路
１９ ＰＷＭリップルノイズ除去コンデンサ
２１ ノイズ除去コンデンサ
２２ ノイズ除去インダクタ
２３ 逆接続防止ダイオード
２４，２５ 電流廻り込み防止ダイオード
２６ プルダウン抵抗
２７，２８ プルアップ抵抗
２９ 逆接続防止ダイオード
３０ 電源瞬断防止コンデンサ
１０１ 非反転増幅器
１０２，１０３ 反転増幅器
１０４，１０５ リレー
１０６ ゲート抵抗
１０７ 放電抵抗
１０８ 環流ダイオード
１０９ ＭＯＳＦＥＴ
２０１ コンデンサ
２０２，２０３ アナログスイッチ
３０１ 非反転増幅回路
３０２，３０３，３１２，３１３ ゲート抵抗
３０４，３０５，３１０，３１１ 放電抵抗
３０６，３０７，３０８，３０９ ＭＯＳＦＥＴ
４０１，４０４ コンデンサ
４０２，４０３，４０５，４０６ アナログスイッチ
ＰＷ パワーウィンドウ装置
ＷＤ ウィンドウガラス
ＤＲ 車両ドア
ＸＭ 昇降機構
ＧＲ ギア
Ｂ バッテリ
ＲＤ 回転検出装置
Ｍ 車両用モータ
Ｒｃ 励磁コイル
ＩＧ イグニッションスイッチ
ＵＰ 閉スイッチ
ＤＮ 開スイッチ
Ｈ ヒューズ

Claims (4)

1. 電源からの電力をモータに供給するために形成された電力供給路と、
   該電力供給路中に配置され、ゲート端子に電圧が印加されることによりオンする電界効果トランジスタと、
   該電界効果トランジスタと接続され、前記電源からの電力によって起動している間に前記ゲート端子に向けて電圧を出力する電圧出力部と、
   前記電界効果トランジスタと接続され、前記ゲート端子に電圧を印加するために電荷を蓄える蓄電部と、を備え、
   前記電圧出力部は、前記蓄電部と接続された制御回路であり、オンオフ自在なスイッチ部がオンとなると起動状態となり、前記スイッチ部がオフとなると非起動状態となり、
   前記制御回路からの出力電圧が前記蓄電部に印加されることにより、前記蓄電部に電荷が蓄えられ、
   前記スイッチ部がオンとなっている間、前記電圧出力部からの出力電圧が前記ゲート端子に印加され、
   前記スイッチ部がオフとなっている間、前記蓄電部における蓄電電圧が前記ゲート端子に印加されると共に、前記制御回路の状態が、前記非起動状態に保持されつつ、前記蓄電電圧が印加された前記ゲート端子の電位と前記電界効果トランジスタのソース端子の電位との間の電位差が前記電界効果トランジスタをオンするために必要な電位差の最小値を下回る前に、前記非起動状態から、前記蓄電部に電荷を蓄えるために起動して電圧を出力することが可能なウェイクアップ状態に切り替えられることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記スイッチ部がオフとなっている間、前記制御回路の状態は、前記非起動状態に保持されつつ、周期的に前記非起動状態から前記ウェイクアップ状態に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記電界効果トランジスタは、ＭＯＳトランジスタであり、
   前記蓄電部は、前記ＭＯＳトランジスタの前記ゲート端子及びソース端子の間に配置されたコンデンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記モータは、車両に備えられた開閉体を開閉駆動させるための車両用モータであり、
   前記スイッチ部は、前記車両のエンジンの起動及び停止を切り替える際に操作されるイグニッションスイッチであり、
   前記ＭＯＳトランジスタの前記ソース端子は、グランドに接続されており、
   前記イグニッションスイッチがオフとなっている間、前記車両用モータの両端子は、前記電界効果トランジスタを介してグランドに接続されることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
   

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