JP2004129454A - アクチュエータ用駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回生ブレーキ時にモータの振動や騒音が発生することのないアクチュエータ用駆動制御装置を提供する。
【解決手段】電動モータ３０を有するアクチュエータ３０Ａを駆動するＨブリッジ回路５１と、このＨブリッジ回路５１を制御するアクチュエータ駆動出力制御回路５０とを備え、Ｈブリッジ回路５１は電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４を有し、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４と電動モータ３０とで閉回路を形成することにより電動モータ３０に回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、回生ブレーキを掛ける際に、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに、電動モータ３０の駆動時に前記ゲートに印加する電圧の絶対値より小さい値の電圧を印加してその電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４をオンにして回生ブレーキを掛ける。
【選択図】 図３
【解決手段】電動モータ３０を有するアクチュエータ３０Ａを駆動するＨブリッジ回路５１と、このＨブリッジ回路５１を制御するアクチュエータ駆動出力制御回路５０とを備え、Ｈブリッジ回路５１は電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４を有し、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４と電動モータ３０とで閉回路を形成することにより電動モータ３０に回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、回生ブレーキを掛ける際に、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに、電動モータ３０の駆動時に前記ゲートに印加する電圧の絶対値より小さい値の電圧を印加してその電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４をオンにして回生ブレーキを掛ける。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用空気調和装置のインテークドアを開閉するアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ用駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インテークドア用のアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ用駆動制御装置が知られている。
【０００３】
かかるアクチュエータ用駆動制御装置は、電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動回路と、この駆動回路を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御回路とを備えている。駆動制御回路は、インテークドアの回動位置を検出する検知手段の検知信号と目標値とを比較して、インテークドアが目標位置に位置するように駆動回路を制御している。
【０００４】
ところで、このようなアクチュエータ用駆動制御装置にあっては、インテークドアが目標位置の直前に位置すると、回生ブレーキを掛けてインテークドアを目標位置に位置させている。この回生ブレーキは、オフしているトランジスタをオンさせることにより電動モータとトランジスタとで閉回路を形成させて、電動モータを発電動作させることにより行っている（例えば特許文献１号参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２６６６９１号公報（段落３３，３４、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回生ブレーキでは、電動モータを回転駆動させているときにトランジスタのベースに印加する電圧と同じ電圧をベースに印加させるため、トランジスタは駆動時と同じ能力で動作する。このためブレーキが掛かり過ぎてしまい、アクチュエータが慣性で振動して騒音が発生する等の問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、回生ブレーキ時にアクチュエータの振動や騒音が発生することのないアクチュエータ用駆動制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動手段は複数のスイッチング半導体素子を有し、所定のスイッチング半導体素子と電動モータとで閉回路を形成することにより前記電動モータに回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、
前記閉回路を形成するスイッチング半導体素子に電流を流して回生ブレーキを掛ける際、そのスイッチング半導体素子に流れる電流を遅延させてその電流を漸増させる遅延手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動手段は複数のスイッチング半導体素子を有し、所定のスイッチング半導体素子と電動モータとで閉回路を形成することにより前記電動モータに回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、
回生ブレーキを掛ける際に、オンしている全てのスイッチング半導体素子をオフにし、この後前記閉回路を形成するためのスイッチング半導体素子のゲートに、電動モータの駆動時に前記ゲートに印加する電圧の絶対値より小さい値の電圧を印加してそのスイッチング半導体素子をオンにして回生ブレーキを掛けることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記アクチュエータによって回動される被駆動部材を有し、
前記駆動制御手段は、目標値と被駆動部材の移動位置とを比較してその被駆動部材が目標値に移動するように前記駆動手段を制御し、
前記被駆動部材が目標値より前記所定角度分だけ手前にきたとき、前記のオンしている全てのスイッチング半導体素子をオフにすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、前記ゲートに印加する電圧を漸増させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、前記駆動手段は、第１スイッチング半導体素子ないし第４スイッチング半導体素子を有するＨブリッジ回路から構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、前記第１，第４スイッチング半導体素子がオンしたとき電動モータが所定方向に回転駆動し、第２，第３スイッチング半導体素子がオンしたとき電動モータがその所定方向と逆方向に回転駆動し、
第１，第３スイッチング半導体素子のドレインに正の電圧が印加され、
第２，第４スイッチング半導体素子のソースが接地され、
第１，第３スイッチング半導体素子はＰチャンネル形の電界効果トランジスタであり、
第２，第４スイッチング半導体素子はＮチャンネル形の電界効果トランジスタであり、
この第２，第４スイッチング半導体素子と電動モータとで前記閉回路を形成することを特徴とする。
【００１４】
【実施の形態】
以下、この発明に係るアクチュエータ用駆動制御装置を適用した自動車用空気調和装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１において、１は自動車用空気調和装置の本体であり、この本体１は、一般の自動車用空気調和装置と同様、外気または内気を選択的に取り入れるインテークユニット２と、取り入れ空気を冷却するクーリングユニット３と、取り入れ空気を調和して温調した後にこの調和空気を車室内に吹き出すヒータユニット４とから構成されている。
【００１５】
インテークユニット２には外気を取り入れる外気取入口５と内気を取り入れる内気取入口６とが開設されており、これら取入口５、６の接続部にはユニット内に取り入れる外気と内気の割合を調節するインテークドア（被駆動部材）７が回動自在に設けられている。このインテークドア７は、後述する電動モータ３０（図２参照）を有するアクチュエータ３０Ａによって回動される。アクチュエータ３０Ａは、図７に示すように電動モータ３０の駆動軸３０ｂに装着されたウオーム３０ｃと、このウオーム３０ｃに噛合されたウオームギア３０ｄと、減速ギア列３０ｅと、ウオーム３０ｂや減速ギア列３０ｅ等を介して電動モータ３０によって回動するアクチュエータレバー３０Ｌ等とを有している。このアクチュエータレバー３０Ｌの回動によって図示しないリンクを介してインテークドア７が回動する。インテークドア７の回動位置は後述するポテンションメータ３１によって検出されるようになっている。
【００１６】
また、インテークユニット２はファンモータ９により所定の速度で回転するファン１０を有している。このファン１０の回転によってインテークドア７の位置に応じて外気取入口５または内気取入口６からそれぞれ外気または内気が選択的に吸入され、また、ファンモータ９への印加電圧を可変してファン１０の回転速度を変えることによって車室内に吹き出される風量が調節される。吸入口は、インテークドア７が図中のＡ位置にあるときに外気導入（ＦＲＥ）となり、図中のＢ位置にあるときは内気循環（ＲＥＣ）となる。
【００１７】
クーリングユニット３には冷凍サイクルを構成するエバポレータ１１が内設されており、図示しないコンプレッサをオンすることによってエバポレータ１１に冷媒が供給され、この冷媒との熱交換により取り入れ空気が冷却される。
【００１８】
ヒータユニット４にはエンジン冷却水が循環されるヒータコア１２が内設されており、このヒータコア１２の上流側にはヒータコア１２を通過する空気の量とヒータコア１２を迂回する空気の量との比率を調節するためのエアミックスドア１３が回動自在に設けられている。このエアミックスドア１３もまた、図示しないアクチュエータによってリンク（図示せず）を介して回動される。このエアミックスドア１３の開度を変えることによって、ヒータコア１２を通過してエンジン冷却水との熱交換により加熱された温風とヒータコア１２を迂回した非加熱の冷風との混合割合が可変され、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。
【００１９】
温調された空気はデフ吹出口１５、ベント吹出口１６、フット吹出口１７のいずれかの吹出口から車室内に供給される。これらの吹出口１５〜１７にはそれぞれデフドア１８、ベントドア１９、フットドア２０が回動自在に設けられており、図示しないリンクを介してアクチュエータ（図示せず）によって回動される。吹出口モードは各吹出口１５〜１７の開閉状態を組み合わせることにより任意に設定される。
【００２０】
図２はアクチュエータ３０Ａ等を制御するためのコントロールユニット４０の構成を示したブロック図である。このコントロールユニット４０は、バッテリーＢから５Ｖの電源電圧を得る５Ｖ電源回路４１と、この５Ｖ電源回路４１を保護する内蔵電源保護回路４２と、図示しないメインコントロールユニットからのデータを受信するＬＡＮ入力回路４３と、そのメインコントロールユニットへデータを送信するＬＡＮ出力回路４４と、各コントロールユニット４０を識別するためのＩＤコードを設定する通信ＩＤ入力設定回路８０と、ＬＡＮ入力回路４３が受信したデータのうち通信ＩＤ入力設定回路８０で設定されたＩＤコードと同一のＩＤコードを有するデータを抽出したり、必要なデータに通信ＩＤ入力設定回路８０で設定されたＩＤコードを付加してＬＡＮ出力回路４４へ出力するＬＡＮ通信処理回路４５と、ＬＡＮ通信処理回路４５が抽出したデータを保持するデータラッチ回路４６と、データラッチ回路４６が保持したデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器４７と、インテークドア７の開度を検出するポテンションメータ３１の出力電圧を入力する入力回路４８と、この入力回路４８が入力したポテンションメータ３１の出力電圧とＤ／Ａ変換器４７のアナログデータとを比較してその差に応じた出力信号を出力する比較器４９と、この比較器４９の出力信号に基づいて制御信号を出力するアクチュエータ駆動出力制御回路（駆動制御手段）５０と、このアクチュエータ駆動出力制御回路５０の制御信号によって電動モータ３０を駆動するＨブリッジ回路（駆動手段）５１と、電動モータ３０を停止する際にその停止を遅延させる停止遅延回路（遅延手段）５２等とを備えている。
【００２１】
そして、アクチュエータ駆動出力制御回路５０とＨブリッジ回路５１と停止遅延回路５２と比較器４９等とで電動モータ３０を駆動制御するアクチュエータ用駆動制御装置６０が構成される。
【００２２】
また、コントロールユニット４０は、電動モータ３０に流れる過電流を検出する過電流検出回路５３と、電動モータ３０に印加する過電圧を検出する過電圧検出回路５４と、電動モータ３０の過温度を検出する加温度検出回路５５とを備えている。
【００２３】
Ｈブリッジ回路５１は、図３に示すように、２つのＰチャンネル形の電界効果トランジスタ（第１，第３スイッチング半導体素子）Ｔ１，Ｔ３と、２つのＮチャンネル形の電界効果トランジスタ（第２，第４スイッチング半導体素子）Ｔ２，Ｔ４とから構成され、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ３のドレインが電源Ｖａｃｃに接続され、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ３のソースが電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のドレインにそれぞれ接続されている。そして、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のドレイン間に電動モータ３０が接続され、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のソースが接地されている。
【００２４】
停止遅延回路５２は、遅延駆動回路５２Ａと駆動回路５２Ｂとを有している。
【００２５】
遅延駆動回路５２Ａは、１２Ｖと４Ｖのどちらか一方を選択して出力する電圧出力回路６１と第１，第２スイッチ回路６２，６３とを有している。
【００２６】
電圧出力回路６１は、１２ＶでオンするツエナーダイオードＺＤ１と、４ＶでオンするツエナーダイオードＺＤ２と、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２等とを有している。そして、ツエナーダイオードＺＤ１のカソードは接地され、そのアノードは抵抗Ｒ１を介して電源Ｖａｃｃに接続されている。ツエナーダイオードＺＤ２のアノードはツエナーダイオードＺＤ１のアノードに接続され、ツエナーダイオードＺＤ２のカソードはトランジスタＴＲ１のコレクタに接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタは接地されている。トランジスタＴＲ１のベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＰ１に接続されている。
【００２７】
また、トランジスタＴＲ２のコレクタは電源Ｖａｃｃに接続され、ベースはツエナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のアノードに接続されているとともに抵抗Ｒ１を介して電源Ｖａｃｃに接続されている。このため、トランジスタＴＲ２は電源Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。また、ツエナーダイオードＺＤ１は電源Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。
【００２８】
そして、アクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＰ１がＬレベルのとき、トランジスタＴＲ１がオフしてツエナーダイオードＺＤ２がオフし、ツエナーダイオードＺＤ１がオンすることにより１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のベースを介してエミッタから出力される。出力ポートＰ１がＨレベルになると、トランジスタＴＲ１がオンしてツエナーダイオードＺＤ２がオンするので、４Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のベースに印加し、この４Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタから出力される。すなわち、出力ポートＰ１がＬレベルのときトランジスタＴＲ２のエミッタから１２Ｖの電圧が出力され、出力ポートＰ１がＨレベルのときトランジスタＴＲ２のエミッタから４Ｖの電圧が出力される。
【００２９】
第１スイッチ回路６２は、２つのトランジスタＴＲ３，ＴＲ４を有し、トランジスタＴＲ３のコレクタがトランジスタＴＲ２のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ３のエミッタがトランジスタＴＲ４のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ４のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ４のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ３のベースがトランジスタＴＲ４のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ４に接続されている。
【００３０】
そして、出力ポートＱ４がＨレベルのときトランジスタＴＲ３がオンしトランジスタＴＲ４がオフして、トランジスタＴＲ２のエミッタ電圧がトランジスタＴＲ３を介して電界効果トランジスタＴ４のゲートに印加する。出力ポートＱ４がＬレベルのときトランジスタＴＲ３がオフしトランジスタＴＲ４がオンして、電界効果トランジスタＴ４のゲートがトランジスタＴＲ４を介して接地される。
【００３１】
第２スイッチ回路６３は、２つのトランジスタＴＲ５，ＴＲ６を有し、トランジスタＴＲ５のコレクタがトランジスタＴＲ２のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ５のエミッタがトランジスタＴＲ６のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ２のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ６のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ５のベースがトランジスタＴＲ６のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ２に接続されている。
【００３２】
そして、出力ポートＱ２がＨレベルのときトランジスタＴＲ５がオンしトランジスタＴＲ６はオフして、トランジスタＴＲ２のエミッタ電圧がトランジスタＴＲ５を介して電界効果トランジスタＴ２のゲートに印加する。出力ポートＱ２がＬレベルのときトランジスタＴＲ６がオフしトランジスタＴＲ６がオンして、電界効果トランジスタＴ２のゲートがトランジスタＴＲ６を介して接地される。
【００３３】
駆動回路５２Ｂは、−１２Ｖの電圧を出力する電圧出力回路７１と第１，第２スイッチ回路７２，７３とを有している。
【００３４】
電圧出力回路７１は、−１２ＶでオンするツエナーダイオードＺＤ３と、２つのトランジスタＴＲ７，ＴＲ８等とを有している。そして、ツエナーダイオードＺＤ３のアノードは接地され、そのカソードは抵抗Ｒ２を介して電源−Ｖａｃｃに接続されている。トランジスタＴＲ８のコレクタは電源−Ｖａｃｃに接続され、ベースはツエナーダイオードＺＤ３のカソードに接続されており、そのベースが抵抗Ｒ２を介して電源−Ｖａｃｃに接続されている。このため、トランジスタＴＲ８は電源−Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。また、ツエナーダイオードＺＤ３は電源−Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。
【００３５】
そして、トランジスタＴＲ８およびツエナーダイオードＺＤ３のオンにより、−１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ８のベースを介してエミッタから出力される。
【００３６】
第１スイッチ回路７２は、２つのトランジスタＴＲ９，ＴＲ１０を有し、トランジスタＴＲ９のコレクタがトランジスタＴＲ８のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ９のエミッタがトランジスタＴＲ１０のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ１のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ１０のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ９のベースがトランジスタＴＲ１０のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ１に接続されている。
【００３７】
そして、出力ポートＱ１がＬレベルのときトランジスタＴＲ９がオンしトランジスタＴＲ１０がオフして、トランジスタＴＲ８のエミッタ電圧がトランジスタＴＲ９を介して電界効果トランジスタＴ１のゲートに印加する。出力ポートＱ１がＨレベルのときトランジスタＴＲ９がオフしトランジスタＴＲ１０がオンして、電界効果トランジスタＴ１のゲートがトランジスタＴＲ１０を介して接地される。
【００３８】
第２スイッチ回路７３は、２つのトランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２を有し、トランジスタＴＲ１１のコレクタがトランジスタＴＲ８のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ１１のエミッタがトランジスタＴＲ１２のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ３のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ１０のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ１１のベースがトランジスタＴＲ１２のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ３に接続されている。
【００３９】
そして、出力ポートＱ３がＬレベルのときトランジスタＴＲ１１がオンしトランジスタＴＲ１２がオフして、トランジスタＴＲ８のエミッタ電圧が電界効果トランジスタＴ３のゲートに印加する。出力ポートＱ３がＨレベルのときトランジスタＴＲ１１がオフしトランジスタＴＲ１２がオンして、電界効果トランジスタＴ３のゲートがトランジスタＴＲ１２を介して接地される。
［動 作］
次に、上記のように構成されるアクチュエータ用駆動制御装置の動作について説明する。
【００４０】
電動モータ３０を正転させる場合、例えばアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＰ１をＬレベルにするとともに、出力ポートＱ１，Ｑ４をＬ，Ｈレベルにし、出力ポートＱ２，Ｑ３をＬ，Ｈレベルにする。出力ポートＰ１，Ｐ２のＬ，ＨレベルによりツエナーダイオードＺＤ１，ＺＤ３とトランジスタＴＲ２，ＴＲ８がオンし、１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタから出力され、−１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ８のエミッタから出力される。
【００４１】
一方、出力ポートＱ１，Ｑ４がＬ，Ｈレベルであることにより、トランジスタＴＲ９とトランジスタＴＲ３とがオンするので、トランジスタＴＲ２のエミッタの１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ３を介してＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ４のゲートに印加して電界効果トランジスタＴ４がオンする。また、出力ポートＱ２，Ｑ３がＬ，ＨレベルであることによりトランジスタＴＲ６，ＴＲ１２がオンし、このオンにより電界効果トランジスタＴ２，Ｔ３のゲートが接地され、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ３はオフする。
【００４２】
また、トランジスタＴＲ８のエミッタの−１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ９を介してＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ１のゲートに印加して電界効果トランジスタＴ１がオンする。これら電界効果トランジスタＴ１，Ｔ４のオンにより、矢印方向の電流が電動モータ３０に流れて電動モータ３０が正転する。
【００４３】
この電動モータ３０の正転により、図１に示すインテークドア７が例えば実線で示す位置から破線位置へ回動していくと、図２に示すポテンションメータ３１がインテークドア７の開度に応じて、すなわち、インテークドア７の回動位置に応じた検出電圧を出力し、この検出電圧がコントロールユニット４０の入力回路４８を介して比較器４９に入力する。
【００４４】
他方、図示しないメインコントロールユニットから目標値である目標データが出力されており、この目標データがＬＡＮ入力回路４３，ＬＡＮ通信処理回路４５，データラッチ回路４６およびＤ／Ａ変換器４７を介して比較器４９に入力する。比較器４９はポテンションメータ３１の出力電圧とＤ／Ａ変換器４７のアナログデータ（アナログ目標データ）との差に応じた出力信号を出力し、アクチュエータ駆動出力制御回路５０はその差がゼロとなるようにＨブリッジ回路５１を制御する。すなわち、インテークドア７が目標値に到達するまで、アクチュエータ駆動出力制御回路５０は、その出力ポートＰ１，Ｐ２をＬ，Ｈレベルに、出力ポートＱ１，Ｑ４をＬ，Ｈレベルに保持する。
【００４５】
そして、インテークドア７が目標値の一歩手前にきたとき、すなわち図４に示すように目標値より１ビット手前にきたとき（目標値よりΔαの角度だけ手前にきたとき：Δαは、インテークドア７の図１の実線と破線との間の回動角度αをＤ／Ａ変換器のビット数２５６で割った値である。）、その瞬間にアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ１，Ｑ４をＨ，ＬレベルにしてＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ１，Ｔ４をオフにする。すなわち、全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにする。
【００４６】
この後、アクチュエータ駆動出力制御回路５０は、出力ポートＱ２，Ｑ４をＨレベルにするとともに出力ポートＰ１をＨレベルにする。出力ポートＱ２，Ｑ４のＨレベルによりトランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンするとともに、出力ポートＰ１のＨレベルによりトランジスタＴＲ１がオンし、ツエナーダイオードＺＤ２がオンする。このツエナーダイオードＺＤ２のオンにより、４Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタに出力されるが、図４に示すようにヒステリシスによりトランジスタＴＲ２のエミッタの電圧が徐々に上昇していく。
【００４７】
このトランジスタＴＲ２のエミッタの電圧は、トランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンしていることにより、Ｈブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する。すなわち、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧も徐々に上昇していくことになり、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４がオンするとともにこの電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４と電動モータ３０とで閉回路が形成される。
【００４８】
そして、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲート電圧が徐々に上昇することにより、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４と電動モータ３０によって形成される閉回路に流れる電流が徐々に上昇していき、電動モータ３０に掛かる回生ブレーキは徐々に掛かっていくことになる。このため、電動モータ３０に急激な制動が掛かることが防止され、ブレーキの急激な制動により電動モータ３０が慣性で振動し騒音が発生してしまうことが未然に防止される。
【００４９】
また、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４は、そのゲート電圧が最終的に４Ｖとなるので、回生ブレーキ時には電動モータ３０の駆動時より小さい能力で動作することになる。このため、電動モータ３０の制動が掛かり過ぎてしまうことが防止され、制動の掛かり過ぎによる電動モータ３０の振動や騒音の発生を確実に防止することができる。
【００５０】
さらに、全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにした後、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲート電圧を徐々に上昇させていることにより、電界効果トランジスタＴ１とＴ２や電界効果トランジスタＴ３とＴ４に流れる貫通電流の発生を防止することができる。
【００５１】
電動モータ３０を逆回転させている場合も、上記と同様にして回生ブレーキを掛ける。
【００５２】
上記実施形態では、回生ブレーキを目標値より１ビット手前から掛けているが、数ビット手前から掛けるようにしてもよい。
【００５３】
また、回生ブレーキを掛ける際、全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにしているが、従来と同様にオンしている電界効果トランジスタＴ１をオフにし、オフしている電界効果トランジスタＴ２をオンにして、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ２と電動モータ３０とで閉回路形成させ、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ２に流れる電流を漸増させるようにしてもよい。
［第２実施形態］
図５は第２実施形態の電圧出力回路１６１を示す。この電圧出力回路１６１は、５つのツエナーダイオードＺＤ１，ＺＤ４〜ＺＤ７と、各ツエナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７をオンさせるトランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４等とを有している。ツエナーダイオードＺＤ４は２Ｖの電圧でオンし、ツエナーダイオードＺＤ５は４Ｖの電圧でオンし、ツエナーダイオードＺＤ６は６Ｖの電圧でオンし、ツエナーダイオードＺＤは８Ｖの電圧でオンするようになっている。
【００５４】
そして、各トランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４のベースはアクチュエータ駆動出力制御回路１５０の出力ポートＰ２〜Ｐ５に接続され、これら出力ポートＰ２〜Ｐ５がＨレベルになると各トランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４がオンするようになっている。また、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は第１実施形態と同様に出力ポートＱ１〜Ｑ４を有し、これら出力ポートＱ１〜Ｑ４は第１実施形態と同様に各回路６２，６３，７２，７３のトランジスタのベースに接続されている。［動 作］
次に、第２実施形態の電圧出力回路１６１の動作について説明する。
【００５５】
アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は、電動モータ３０の駆動時には出力ポートＰ２〜Ｐ５をＬレベルにして各トランジスタＴＲ２１〜２４をオフにしておき、ツエナーダイオードＺＤ１のオンにより生じる１２Ｖの電圧をトランジスタＴＲ２のエミッタから出力させる。
【００５６】
回生ブレーキ時になると、第１実施形態と同様に出力ポートＱ１，Ｑ３，Ｑ２，Ｑ４をＨ，Ｈ，Ｌ，ＬレベルにしてＨブリッジ回路５１の全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにする。この後、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は、出力ポートＱ２，Ｑ４をＨレベルにするとともに出力ポートＰ２をＨレベルにする。出力ポートＱ２，Ｑ４のＨレベルにより、図３に示すトランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンしてＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４がオンする。
【００５７】
一方、図５に示す出力ポートＰ２のＨレベルによりトランジスタＴＲ２１がオンしてツエナーダイオードＺＤ４がオンする。このツエナーダイオードＺＤ４のオンによりツエナーダイオードＺＤ４に生じる２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタから出力され、トランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンしていることにより電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートにその２Ｖの電圧が印加する。そして、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４に電流が流れて電動モータ３０に回生ブレーキが掛かる。
【００５８】
電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４に流れる電流は、ゲート電圧が２Ｖであることにより小さく、このため、回生ブレーキは小さなものとなる。
【００５９】
この後、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は、出力ポートＰ２をＬレベルにするとともに出力ポートＰ３をＨレベルにする。出力ポートＰ２のＬレベルによりトランジスタＴＲ２１がオフし、ツエナーダイオードＺＤ４がオフする。また、出力ポートＰ３のＨレベルにより、トランジスタＴＲ２２がオンしてツェナーダイオードＺＤ５がオンし、ツェナーダイオードＺＤ５に生じる４Ｖの電圧が上記と同様にして電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する。
【００６０】
同様にして、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０の出力ポートＰ４，Ｐ５が順番にＨレベルとなり、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧が順番に６Ｖ，８Ｖとなっていく。そして、最終的には出力ポートＰ２〜Ｐ５がＬレベルとなり、ツエナーダイオードＺＤ１に生じる１２Ｖの電圧が電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する。
【００６１】
すなわち、図６に示すように、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧を段階的に増加させていくものであり、このようにすることにより電動モータ３０の制動の掛かり過ぎを防止することができる。
【００６２】
この第２実施形態では、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧を段階的に増加させているが、連続的に増加させるようにしてもよい。
【００６３】
また、回生ブレーキを目標値より１ビット手前から掛けるようにするが、数ビット手前から掛けるようにしてもよい。
【００６４】
また、何れの実施形態もインテークドア７を回動させるコントロールユニット４０について説明したが、エアミックスドア１３，デフドア１８，ベントドア１９，フットドア２０を回動させるコントロールユニットにも適用してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、回生ブレーキ時に電動モータの振動や騒音が発生してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る自動車用空気調和装置の本体の構成を概念的に示した説明図である。
【図２】図１に示す自動車用空気調和装置のコントロールユニットの構成を示したブロック図である。
【図３】図２に示すコントロールユニットの停止遅延回路の構成を示した回路図である。
【図４】ヒステリシスによりトランジスタのエミッタの電圧が徐々に上昇していく状態を示した説明図である。
【図５】電圧出力回路の第２実施形態を示した回路図である。
【図６】電界効果トランジスタのゲートに印加する電圧を段階的に増加させていく状態を示した説明図である。
【図７】アクチュエータの構成を示した説明図である。
【符号の説明】
３０ 電動モータ
３０Ａ アクチュエータ
５０ アクチュエータ駆動出力制御回路（駆動制御手段）
５１ Ｈブリッジ回路（駆動手段）
Ｔ１ 電界効果トランジスタ（第１スイッチング半導体素子）
Ｔ２ 電界効果トランジスタ（第２スイッチング半導体素子）
Ｔ３ 電界効果トランジスタ（第３スイッチング半導体素子）
Ｔ４ 電界効果トランジスタ（第４スイッチング半導体素子）
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用空気調和装置のインテークドアを開閉するアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ用駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インテークドア用のアクチュエータを駆動制御するアクチュエータ用駆動制御装置が知られている。
【０００３】
かかるアクチュエータ用駆動制御装置は、電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動回路と、この駆動回路を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御回路とを備えている。駆動制御回路は、インテークドアの回動位置を検出する検知手段の検知信号と目標値とを比較して、インテークドアが目標位置に位置するように駆動回路を制御している。
【０００４】
ところで、このようなアクチュエータ用駆動制御装置にあっては、インテークドアが目標位置の直前に位置すると、回生ブレーキを掛けてインテークドアを目標位置に位置させている。この回生ブレーキは、オフしているトランジスタをオンさせることにより電動モータとトランジスタとで閉回路を形成させて、電動モータを発電動作させることにより行っている（例えば特許文献１号参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２６６６９１号公報（段落３３，３４、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回生ブレーキでは、電動モータを回転駆動させているときにトランジスタのベースに印加する電圧と同じ電圧をベースに印加させるため、トランジスタは駆動時と同じ能力で動作する。このためブレーキが掛かり過ぎてしまい、アクチュエータが慣性で振動して騒音が発生する等の問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、回生ブレーキ時にアクチュエータの振動や騒音が発生することのないアクチュエータ用駆動制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動手段は複数のスイッチング半導体素子を有し、所定のスイッチング半導体素子と電動モータとで閉回路を形成することにより前記電動モータに回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、
前記閉回路を形成するスイッチング半導体素子に電流を流して回生ブレーキを掛ける際、そのスイッチング半導体素子に流れる電流を遅延させてその電流を漸増させる遅延手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動手段は複数のスイッチング半導体素子を有し、所定のスイッチング半導体素子と電動モータとで閉回路を形成することにより前記電動モータに回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、
回生ブレーキを掛ける際に、オンしている全てのスイッチング半導体素子をオフにし、この後前記閉回路を形成するためのスイッチング半導体素子のゲートに、電動モータの駆動時に前記ゲートに印加する電圧の絶対値より小さい値の電圧を印加してそのスイッチング半導体素子をオンにして回生ブレーキを掛けることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記アクチュエータによって回動される被駆動部材を有し、
前記駆動制御手段は、目標値と被駆動部材の移動位置とを比較してその被駆動部材が目標値に移動するように前記駆動手段を制御し、
前記被駆動部材が目標値より前記所定角度分だけ手前にきたとき、前記のオンしている全てのスイッチング半導体素子をオフにすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、前記ゲートに印加する電圧を漸増させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、前記駆動手段は、第１スイッチング半導体素子ないし第４スイッチング半導体素子を有するＨブリッジ回路から構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、前記第１，第４スイッチング半導体素子がオンしたとき電動モータが所定方向に回転駆動し、第２，第３スイッチング半導体素子がオンしたとき電動モータがその所定方向と逆方向に回転駆動し、
第１，第３スイッチング半導体素子のドレインに正の電圧が印加され、
第２，第４スイッチング半導体素子のソースが接地され、
第１，第３スイッチング半導体素子はＰチャンネル形の電界効果トランジスタであり、
第２，第４スイッチング半導体素子はＮチャンネル形の電界効果トランジスタであり、
この第２，第４スイッチング半導体素子と電動モータとで前記閉回路を形成することを特徴とする。
【００１４】
【実施の形態】
以下、この発明に係るアクチュエータ用駆動制御装置を適用した自動車用空気調和装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１において、１は自動車用空気調和装置の本体であり、この本体１は、一般の自動車用空気調和装置と同様、外気または内気を選択的に取り入れるインテークユニット２と、取り入れ空気を冷却するクーリングユニット３と、取り入れ空気を調和して温調した後にこの調和空気を車室内に吹き出すヒータユニット４とから構成されている。
【００１５】
インテークユニット２には外気を取り入れる外気取入口５と内気を取り入れる内気取入口６とが開設されており、これら取入口５、６の接続部にはユニット内に取り入れる外気と内気の割合を調節するインテークドア（被駆動部材）７が回動自在に設けられている。このインテークドア７は、後述する電動モータ３０（図２参照）を有するアクチュエータ３０Ａによって回動される。アクチュエータ３０Ａは、図７に示すように電動モータ３０の駆動軸３０ｂに装着されたウオーム３０ｃと、このウオーム３０ｃに噛合されたウオームギア３０ｄと、減速ギア列３０ｅと、ウオーム３０ｂや減速ギア列３０ｅ等を介して電動モータ３０によって回動するアクチュエータレバー３０Ｌ等とを有している。このアクチュエータレバー３０Ｌの回動によって図示しないリンクを介してインテークドア７が回動する。インテークドア７の回動位置は後述するポテンションメータ３１によって検出されるようになっている。
【００１６】
また、インテークユニット２はファンモータ９により所定の速度で回転するファン１０を有している。このファン１０の回転によってインテークドア７の位置に応じて外気取入口５または内気取入口６からそれぞれ外気または内気が選択的に吸入され、また、ファンモータ９への印加電圧を可変してファン１０の回転速度を変えることによって車室内に吹き出される風量が調節される。吸入口は、インテークドア７が図中のＡ位置にあるときに外気導入（ＦＲＥ）となり、図中のＢ位置にあるときは内気循環（ＲＥＣ）となる。
【００１７】
クーリングユニット３には冷凍サイクルを構成するエバポレータ１１が内設されており、図示しないコンプレッサをオンすることによってエバポレータ１１に冷媒が供給され、この冷媒との熱交換により取り入れ空気が冷却される。
【００１８】
ヒータユニット４にはエンジン冷却水が循環されるヒータコア１２が内設されており、このヒータコア１２の上流側にはヒータコア１２を通過する空気の量とヒータコア１２を迂回する空気の量との比率を調節するためのエアミックスドア１３が回動自在に設けられている。このエアミックスドア１３もまた、図示しないアクチュエータによってリンク（図示せず）を介して回動される。このエアミックスドア１３の開度を変えることによって、ヒータコア１２を通過してエンジン冷却水との熱交換により加熱された温風とヒータコア１２を迂回した非加熱の冷風との混合割合が可変され、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。
【００１９】
温調された空気はデフ吹出口１５、ベント吹出口１６、フット吹出口１７のいずれかの吹出口から車室内に供給される。これらの吹出口１５〜１７にはそれぞれデフドア１８、ベントドア１９、フットドア２０が回動自在に設けられており、図示しないリンクを介してアクチュエータ（図示せず）によって回動される。吹出口モードは各吹出口１５〜１７の開閉状態を組み合わせることにより任意に設定される。
【００２０】
図２はアクチュエータ３０Ａ等を制御するためのコントロールユニット４０の構成を示したブロック図である。このコントロールユニット４０は、バッテリーＢから５Ｖの電源電圧を得る５Ｖ電源回路４１と、この５Ｖ電源回路４１を保護する内蔵電源保護回路４２と、図示しないメインコントロールユニットからのデータを受信するＬＡＮ入力回路４３と、そのメインコントロールユニットへデータを送信するＬＡＮ出力回路４４と、各コントロールユニット４０を識別するためのＩＤコードを設定する通信ＩＤ入力設定回路８０と、ＬＡＮ入力回路４３が受信したデータのうち通信ＩＤ入力設定回路８０で設定されたＩＤコードと同一のＩＤコードを有するデータを抽出したり、必要なデータに通信ＩＤ入力設定回路８０で設定されたＩＤコードを付加してＬＡＮ出力回路４４へ出力するＬＡＮ通信処理回路４５と、ＬＡＮ通信処理回路４５が抽出したデータを保持するデータラッチ回路４６と、データラッチ回路４６が保持したデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器４７と、インテークドア７の開度を検出するポテンションメータ３１の出力電圧を入力する入力回路４８と、この入力回路４８が入力したポテンションメータ３１の出力電圧とＤ／Ａ変換器４７のアナログデータとを比較してその差に応じた出力信号を出力する比較器４９と、この比較器４９の出力信号に基づいて制御信号を出力するアクチュエータ駆動出力制御回路（駆動制御手段）５０と、このアクチュエータ駆動出力制御回路５０の制御信号によって電動モータ３０を駆動するＨブリッジ回路（駆動手段）５１と、電動モータ３０を停止する際にその停止を遅延させる停止遅延回路（遅延手段）５２等とを備えている。
【００２１】
そして、アクチュエータ駆動出力制御回路５０とＨブリッジ回路５１と停止遅延回路５２と比較器４９等とで電動モータ３０を駆動制御するアクチュエータ用駆動制御装置６０が構成される。
【００２２】
また、コントロールユニット４０は、電動モータ３０に流れる過電流を検出する過電流検出回路５３と、電動モータ３０に印加する過電圧を検出する過電圧検出回路５４と、電動モータ３０の過温度を検出する加温度検出回路５５とを備えている。
【００２３】
Ｈブリッジ回路５１は、図３に示すように、２つのＰチャンネル形の電界効果トランジスタ（第１，第３スイッチング半導体素子）Ｔ１，Ｔ３と、２つのＮチャンネル形の電界効果トランジスタ（第２，第４スイッチング半導体素子）Ｔ２，Ｔ４とから構成され、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ３のドレインが電源Ｖａｃｃに接続され、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ３のソースが電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のドレインにそれぞれ接続されている。そして、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のドレイン間に電動モータ３０が接続され、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のソースが接地されている。
【００２４】
停止遅延回路５２は、遅延駆動回路５２Ａと駆動回路５２Ｂとを有している。
【００２５】
遅延駆動回路５２Ａは、１２Ｖと４Ｖのどちらか一方を選択して出力する電圧出力回路６１と第１，第２スイッチ回路６２，６３とを有している。
【００２６】
電圧出力回路６１は、１２ＶでオンするツエナーダイオードＺＤ１と、４ＶでオンするツエナーダイオードＺＤ２と、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２等とを有している。そして、ツエナーダイオードＺＤ１のカソードは接地され、そのアノードは抵抗Ｒ１を介して電源Ｖａｃｃに接続されている。ツエナーダイオードＺＤ２のアノードはツエナーダイオードＺＤ１のアノードに接続され、ツエナーダイオードＺＤ２のカソードはトランジスタＴＲ１のコレクタに接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタは接地されている。トランジスタＴＲ１のベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＰ１に接続されている。
【００２７】
また、トランジスタＴＲ２のコレクタは電源Ｖａｃｃに接続され、ベースはツエナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のアノードに接続されているとともに抵抗Ｒ１を介して電源Ｖａｃｃに接続されている。このため、トランジスタＴＲ２は電源Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。また、ツエナーダイオードＺＤ１は電源Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。
【００２８】
そして、アクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＰ１がＬレベルのとき、トランジスタＴＲ１がオフしてツエナーダイオードＺＤ２がオフし、ツエナーダイオードＺＤ１がオンすることにより１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のベースを介してエミッタから出力される。出力ポートＰ１がＨレベルになると、トランジスタＴＲ１がオンしてツエナーダイオードＺＤ２がオンするので、４Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のベースに印加し、この４Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタから出力される。すなわち、出力ポートＰ１がＬレベルのときトランジスタＴＲ２のエミッタから１２Ｖの電圧が出力され、出力ポートＰ１がＨレベルのときトランジスタＴＲ２のエミッタから４Ｖの電圧が出力される。
【００２９】
第１スイッチ回路６２は、２つのトランジスタＴＲ３，ＴＲ４を有し、トランジスタＴＲ３のコレクタがトランジスタＴＲ２のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ３のエミッタがトランジスタＴＲ４のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ４のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ４のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ３のベースがトランジスタＴＲ４のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ４に接続されている。
【００３０】
そして、出力ポートＱ４がＨレベルのときトランジスタＴＲ３がオンしトランジスタＴＲ４がオフして、トランジスタＴＲ２のエミッタ電圧がトランジスタＴＲ３を介して電界効果トランジスタＴ４のゲートに印加する。出力ポートＱ４がＬレベルのときトランジスタＴＲ３がオフしトランジスタＴＲ４がオンして、電界効果トランジスタＴ４のゲートがトランジスタＴＲ４を介して接地される。
【００３１】
第２スイッチ回路６３は、２つのトランジスタＴＲ５，ＴＲ６を有し、トランジスタＴＲ５のコレクタがトランジスタＴＲ２のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ５のエミッタがトランジスタＴＲ６のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ２のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ６のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ５のベースがトランジスタＴＲ６のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ２に接続されている。
【００３２】
そして、出力ポートＱ２がＨレベルのときトランジスタＴＲ５がオンしトランジスタＴＲ６はオフして、トランジスタＴＲ２のエミッタ電圧がトランジスタＴＲ５を介して電界効果トランジスタＴ２のゲートに印加する。出力ポートＱ２がＬレベルのときトランジスタＴＲ６がオフしトランジスタＴＲ６がオンして、電界効果トランジスタＴ２のゲートがトランジスタＴＲ６を介して接地される。
【００３３】
駆動回路５２Ｂは、−１２Ｖの電圧を出力する電圧出力回路７１と第１，第２スイッチ回路７２，７３とを有している。
【００３４】
電圧出力回路７１は、−１２ＶでオンするツエナーダイオードＺＤ３と、２つのトランジスタＴＲ７，ＴＲ８等とを有している。そして、ツエナーダイオードＺＤ３のアノードは接地され、そのカソードは抵抗Ｒ２を介して電源−Ｖａｃｃに接続されている。トランジスタＴＲ８のコレクタは電源−Ｖａｃｃに接続され、ベースはツエナーダイオードＺＤ３のカソードに接続されており、そのベースが抵抗Ｒ２を介して電源−Ｖａｃｃに接続されている。このため、トランジスタＴＲ８は電源−Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。また、ツエナーダイオードＺＤ３は電源−Ｖａｃｃの電圧の印加によりオンするようになっている。
【００３５】
そして、トランジスタＴＲ８およびツエナーダイオードＺＤ３のオンにより、−１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ８のベースを介してエミッタから出力される。
【００３６】
第１スイッチ回路７２は、２つのトランジスタＴＲ９，ＴＲ１０を有し、トランジスタＴＲ９のコレクタがトランジスタＴＲ８のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ９のエミッタがトランジスタＴＲ１０のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ１のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ１０のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ９のベースがトランジスタＴＲ１０のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ１に接続されている。
【００３７】
そして、出力ポートＱ１がＬレベルのときトランジスタＴＲ９がオンしトランジスタＴＲ１０がオフして、トランジスタＴＲ８のエミッタ電圧がトランジスタＴＲ９を介して電界効果トランジスタＴ１のゲートに印加する。出力ポートＱ１がＨレベルのときトランジスタＴＲ９がオフしトランジスタＴＲ１０がオンして、電界効果トランジスタＴ１のゲートがトランジスタＴＲ１０を介して接地される。
【００３８】
第２スイッチ回路７３は、２つのトランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２を有し、トランジスタＴＲ１１のコレクタがトランジスタＴＲ８のエミッタに接続され、トランジスタＴＲ１１のエミッタがトランジスタＴＲ１２のエミッタに接続されるとともにＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ３のゲートに接続されており、トランジスタＴＲ１０のコレクタが接地されている。また、トランジスタＴＲ１１のベースがトランジスタＴＲ１２のベースに接続され、これらベースはアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ３に接続されている。
【００３９】
そして、出力ポートＱ３がＬレベルのときトランジスタＴＲ１１がオンしトランジスタＴＲ１２がオフして、トランジスタＴＲ８のエミッタ電圧が電界効果トランジスタＴ３のゲートに印加する。出力ポートＱ３がＨレベルのときトランジスタＴＲ１１がオフしトランジスタＴＲ１２がオンして、電界効果トランジスタＴ３のゲートがトランジスタＴＲ１２を介して接地される。
［動 作］
次に、上記のように構成されるアクチュエータ用駆動制御装置の動作について説明する。
【００４０】
電動モータ３０を正転させる場合、例えばアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＰ１をＬレベルにするとともに、出力ポートＱ１，Ｑ４をＬ，Ｈレベルにし、出力ポートＱ２，Ｑ３をＬ，Ｈレベルにする。出力ポートＰ１，Ｐ２のＬ，ＨレベルによりツエナーダイオードＺＤ１，ＺＤ３とトランジスタＴＲ２，ＴＲ８がオンし、１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタから出力され、−１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ８のエミッタから出力される。
【００４１】
一方、出力ポートＱ１，Ｑ４がＬ，Ｈレベルであることにより、トランジスタＴＲ９とトランジスタＴＲ３とがオンするので、トランジスタＴＲ２のエミッタの１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ３を介してＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ４のゲートに印加して電界効果トランジスタＴ４がオンする。また、出力ポートＱ２，Ｑ３がＬ，ＨレベルであることによりトランジスタＴＲ６，ＴＲ１２がオンし、このオンにより電界効果トランジスタＴ２，Ｔ３のゲートが接地され、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ３はオフする。
【００４２】
また、トランジスタＴＲ８のエミッタの−１２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ９を介してＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ１のゲートに印加して電界効果トランジスタＴ１がオンする。これら電界効果トランジスタＴ１，Ｔ４のオンにより、矢印方向の電流が電動モータ３０に流れて電動モータ３０が正転する。
【００４３】
この電動モータ３０の正転により、図１に示すインテークドア７が例えば実線で示す位置から破線位置へ回動していくと、図２に示すポテンションメータ３１がインテークドア７の開度に応じて、すなわち、インテークドア７の回動位置に応じた検出電圧を出力し、この検出電圧がコントロールユニット４０の入力回路４８を介して比較器４９に入力する。
【００４４】
他方、図示しないメインコントロールユニットから目標値である目標データが出力されており、この目標データがＬＡＮ入力回路４３，ＬＡＮ通信処理回路４５，データラッチ回路４６およびＤ／Ａ変換器４７を介して比較器４９に入力する。比較器４９はポテンションメータ３１の出力電圧とＤ／Ａ変換器４７のアナログデータ（アナログ目標データ）との差に応じた出力信号を出力し、アクチュエータ駆動出力制御回路５０はその差がゼロとなるようにＨブリッジ回路５１を制御する。すなわち、インテークドア７が目標値に到達するまで、アクチュエータ駆動出力制御回路５０は、その出力ポートＰ１，Ｐ２をＬ，Ｈレベルに、出力ポートＱ１，Ｑ４をＬ，Ｈレベルに保持する。
【００４５】
そして、インテークドア７が目標値の一歩手前にきたとき、すなわち図４に示すように目標値より１ビット手前にきたとき（目標値よりΔαの角度だけ手前にきたとき：Δαは、インテークドア７の図１の実線と破線との間の回動角度αをＤ／Ａ変換器のビット数２５６で割った値である。）、その瞬間にアクチュエータ駆動出力制御回路５０の出力ポートＱ１，Ｑ４をＨ，ＬレベルにしてＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ１，Ｔ４をオフにする。すなわち、全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにする。
【００４６】
この後、アクチュエータ駆動出力制御回路５０は、出力ポートＱ２，Ｑ４をＨレベルにするとともに出力ポートＰ１をＨレベルにする。出力ポートＱ２，Ｑ４のＨレベルによりトランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンするとともに、出力ポートＰ１のＨレベルによりトランジスタＴＲ１がオンし、ツエナーダイオードＺＤ２がオンする。このツエナーダイオードＺＤ２のオンにより、４Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタに出力されるが、図４に示すようにヒステリシスによりトランジスタＴＲ２のエミッタの電圧が徐々に上昇していく。
【００４７】
このトランジスタＴＲ２のエミッタの電圧は、トランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンしていることにより、Ｈブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する。すなわち、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧も徐々に上昇していくことになり、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４がオンするとともにこの電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４と電動モータ３０とで閉回路が形成される。
【００４８】
そして、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲート電圧が徐々に上昇することにより、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４と電動モータ３０によって形成される閉回路に流れる電流が徐々に上昇していき、電動モータ３０に掛かる回生ブレーキは徐々に掛かっていくことになる。このため、電動モータ３０に急激な制動が掛かることが防止され、ブレーキの急激な制動により電動モータ３０が慣性で振動し騒音が発生してしまうことが未然に防止される。
【００４９】
また、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４は、そのゲート電圧が最終的に４Ｖとなるので、回生ブレーキ時には電動モータ３０の駆動時より小さい能力で動作することになる。このため、電動モータ３０の制動が掛かり過ぎてしまうことが防止され、制動の掛かり過ぎによる電動モータ３０の振動や騒音の発生を確実に防止することができる。
【００５０】
さらに、全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにした後、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲート電圧を徐々に上昇させていることにより、電界効果トランジスタＴ１とＴ２や電界効果トランジスタＴ３とＴ４に流れる貫通電流の発生を防止することができる。
【００５１】
電動モータ３０を逆回転させている場合も、上記と同様にして回生ブレーキを掛ける。
【００５２】
上記実施形態では、回生ブレーキを目標値より１ビット手前から掛けているが、数ビット手前から掛けるようにしてもよい。
【００５３】
また、回生ブレーキを掛ける際、全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにしているが、従来と同様にオンしている電界効果トランジスタＴ１をオフにし、オフしている電界効果トランジスタＴ２をオンにして、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ２と電動モータ３０とで閉回路形成させ、電界効果トランジスタＴ１，Ｔ２に流れる電流を漸増させるようにしてもよい。
［第２実施形態］
図５は第２実施形態の電圧出力回路１６１を示す。この電圧出力回路１６１は、５つのツエナーダイオードＺＤ１，ＺＤ４〜ＺＤ７と、各ツエナーダイオードＺＤ４〜ＺＤ７をオンさせるトランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４等とを有している。ツエナーダイオードＺＤ４は２Ｖの電圧でオンし、ツエナーダイオードＺＤ５は４Ｖの電圧でオンし、ツエナーダイオードＺＤ６は６Ｖの電圧でオンし、ツエナーダイオードＺＤは８Ｖの電圧でオンするようになっている。
【００５４】
そして、各トランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４のベースはアクチュエータ駆動出力制御回路１５０の出力ポートＰ２〜Ｐ５に接続され、これら出力ポートＰ２〜Ｐ５がＨレベルになると各トランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２４がオンするようになっている。また、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は第１実施形態と同様に出力ポートＱ１〜Ｑ４を有し、これら出力ポートＱ１〜Ｑ４は第１実施形態と同様に各回路６２，６３，７２，７３のトランジスタのベースに接続されている。［動 作］
次に、第２実施形態の電圧出力回路１６１の動作について説明する。
【００５５】
アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は、電動モータ３０の駆動時には出力ポートＰ２〜Ｐ５をＬレベルにして各トランジスタＴＲ２１〜２４をオフにしておき、ツエナーダイオードＺＤ１のオンにより生じる１２Ｖの電圧をトランジスタＴＲ２のエミッタから出力させる。
【００５６】
回生ブレーキ時になると、第１実施形態と同様に出力ポートＱ１，Ｑ３，Ｑ２，Ｑ４をＨ，Ｈ，Ｌ，ＬレベルにしてＨブリッジ回路５１の全ての電界効果トランジスタＴ１〜Ｔ４をオフにする。この後、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は、出力ポートＱ２，Ｑ４をＨレベルにするとともに出力ポートＰ２をＨレベルにする。出力ポートＱ２，Ｑ４のＨレベルにより、図３に示すトランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンしてＨブリッジ回路５１の電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４がオンする。
【００５７】
一方、図５に示す出力ポートＰ２のＨレベルによりトランジスタＴＲ２１がオンしてツエナーダイオードＺＤ４がオンする。このツエナーダイオードＺＤ４のオンによりツエナーダイオードＺＤ４に生じる２Ｖの電圧がトランジスタＴＲ２のエミッタから出力され、トランジスタＴＲ５，ＴＲ３がオンしていることにより電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートにその２Ｖの電圧が印加する。そして、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４に電流が流れて電動モータ３０に回生ブレーキが掛かる。
【００５８】
電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４に流れる電流は、ゲート電圧が２Ｖであることにより小さく、このため、回生ブレーキは小さなものとなる。
【００５９】
この後、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０は、出力ポートＰ２をＬレベルにするとともに出力ポートＰ３をＨレベルにする。出力ポートＰ２のＬレベルによりトランジスタＴＲ２１がオフし、ツエナーダイオードＺＤ４がオフする。また、出力ポートＰ３のＨレベルにより、トランジスタＴＲ２２がオンしてツェナーダイオードＺＤ５がオンし、ツェナーダイオードＺＤ５に生じる４Ｖの電圧が上記と同様にして電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する。
【００６０】
同様にして、アクチュエータ駆動出力制御回路１５０の出力ポートＰ４，Ｐ５が順番にＨレベルとなり、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧が順番に６Ｖ，８Ｖとなっていく。そして、最終的には出力ポートＰ２〜Ｐ５がＬレベルとなり、ツエナーダイオードＺＤ１に生じる１２Ｖの電圧が電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する。
【００６１】
すなわち、図６に示すように、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧を段階的に増加させていくものであり、このようにすることにより電動モータ３０の制動の掛かり過ぎを防止することができる。
【００６２】
この第２実施形態では、電界効果トランジスタＴ２，Ｔ４のゲートに印加する電圧を段階的に増加させているが、連続的に増加させるようにしてもよい。
【００６３】
また、回生ブレーキを目標値より１ビット手前から掛けるようにするが、数ビット手前から掛けるようにしてもよい。
【００６４】
また、何れの実施形態もインテークドア７を回動させるコントロールユニット４０について説明したが、エアミックスドア１３，デフドア１８，ベントドア１９，フットドア２０を回動させるコントロールユニットにも適用してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、回生ブレーキ時に電動モータの振動や騒音が発生してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る自動車用空気調和装置の本体の構成を概念的に示した説明図である。
【図２】図１に示す自動車用空気調和装置のコントロールユニットの構成を示したブロック図である。
【図３】図２に示すコントロールユニットの停止遅延回路の構成を示した回路図である。
【図４】ヒステリシスによりトランジスタのエミッタの電圧が徐々に上昇していく状態を示した説明図である。
【図５】電圧出力回路の第２実施形態を示した回路図である。
【図６】電界効果トランジスタのゲートに印加する電圧を段階的に増加させていく状態を示した説明図である。
【図７】アクチュエータの構成を示した説明図である。
【符号の説明】
３０ 電動モータ
３０Ａ アクチュエータ
５０ アクチュエータ駆動出力制御回路（駆動制御手段）
５１ Ｈブリッジ回路（駆動手段）
Ｔ１ 電界効果トランジスタ（第１スイッチング半導体素子）
Ｔ２ 電界効果トランジスタ（第２スイッチング半導体素子）
Ｔ３ 電界効果トランジスタ（第３スイッチング半導体素子）
Ｔ４ 電界効果トランジスタ（第４スイッチング半導体素子）
Claims (6)
- 電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動手段は複数のスイッチング半導体素子を有し、所定のスイッチング半導体素子と電動モータとで閉回路を形成することにより前記電動モータに回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、
前記閉回路を形成するスイッチング半導体素子に電流を流して回生ブレーキを掛ける際、そのスイッチング半導体素子に流れる電流を遅延させてその電流を漸増させる遅延手段を設けたことを特徴とするアクチュエータ用駆動制御装置。 - 電動モータを有するアクチュエータを駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御して前記電動モータの回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動手段は複数のスイッチング半導体素子を有し、所定のスイッチング半導体素子と電動モータとで閉回路を形成することにより前記電動モータに回生ブレーキを掛けるようになっているアクチュエータ用駆動制御装置であって、
回生ブレーキを掛ける際に、オンしている全てのスイッチング半導体素子をオフにし、この後前記閉回路を形成するためのスイッチング半導体素子のゲートに、電動モータの駆動時に前記ゲートに印加する電圧の絶対値より小さい値の電圧を印加してそのスイッチング半導体素子をオンにして回生ブレーキを掛けることを特徴とするアクチュエータ用駆動制御装置。 - 前記アクチュエータによって回動される被駆動部材を有し、
前記駆動制御手段は、目標値と被駆動部材の移動位置とを比較してその被駆動部材が目標値に移動するように前記駆動手段を制御し、
前記被駆動部材が目標値より前記所定角度分だけ手前にきたとき、前記のオンしている全てのスイッチング半導体素子をオフにすることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ用駆動制御装置。 - 前記ゲートに印加する電圧を漸増させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のアクチュエータ用駆動制御装置。
- 前記駆動手段は、第１スイッチング半導体素子ないし第４スイッチング半導体素子を有するＨブリッジ回路から構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１つに記載のアクチュエータ用駆動制御装置。
- 前記第１，第４スイッチング半導体素子がオンしたとき電動モータが所定方向に回転駆動し、第２，第３スイッチング半導体素子がオンしたとき電動モータがその所定方向と逆方向に回転駆動し、
第１，第３スイッチング半導体素子のドレインに正の電圧が印加され、
第２，第４スイッチング半導体素子のソースが接地され、
第１，第３スイッチング半導体素子はＰチャンネル形の電界効果トランジスタであり、
第２，第４スイッチング半導体素子はＮチャンネル形の電界効果トランジスタであり、
この第２，第４スイッチング半導体素子と電動モータとで前記閉回路を形成することを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ用駆動制御装置。
Priority Applications (1)
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| JP2002293287A JP2004129454A (ja) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | アクチュエータ用駆動制御装置 |
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| JP2004129454A true JP2004129454A (ja) | 2004-04-22 |
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2004129454A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021115915A (ja) * | 2020-01-23 | 2021-08-10 | 株式会社アイシン | 車両用開閉体制御装置 |
-
2002
- 2002-10-07 JP JP2002293287A patent/JP2004129454A/ja active Pending
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| JP2021115915A (ja) * | 2020-01-23 | 2021-08-10 | 株式会社アイシン | 車両用開閉体制御装置 |
| US11511607B2 (en) | 2020-01-23 | 2022-11-29 | Aisin Corporation | Opening-closing body control device for vehicle |
| JP7452027B2 (ja) | 2020-01-23 | 2024-03-19 | 株式会社アイシン | 車両用開閉体制御装置 |
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