JP2006197670A - モータ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回生電流を正確に検出する必要がなく、動作時に発生する不要音を低減させることを可能にしたモータ駆動制御装置を提供する。
【解決手段】 モータ６の電流をオンオフするＦＥＴ２乃至５、モータ６の電流値を検知する電流検知抵抗７からなるモータ駆動部１Ａと、一定時間間隔で第１極性変化部と第２極性変化部とが交互に到来する周期信号を発生する信号発生部１９を有し、周期信号の第１極性変化部の到来時にＦＥＴ２または４をオンにし、周期信号の第２極性変化部の到来時あるいはモータ６の電流値が目標値まで増大した時のうちの早い方の時間にＦＥＴ２または４をオフにする制御部１８を有するモータ駆動制御機構１Ｂとを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ駆動制御装置に係り、特に、回生電流を正確に検出する必要がなく、動作時に発生する不要音を低減させることが可能なモータ駆動制御装置に関し、また、ジョイスティック操作軸を２つ以上のモータ駆動制御装置で駆動する等の場合に、一時的に総合電流値が多くなることがなく、電源電流のリップル分が大きくなることがないモータ駆動制御装置に関する。

従来、直流モータを両方向に回転させるモータ駆動制御装置には、モータの駆動非駆動の制御に４個のスイッチング素子をブリッジ接続したスイッチング回路が使用されている。この場合、４個のスイッチング素子をＨ型ブリッジ接続したスイッチング回路は、２個の第１及び第３スイッチング素子を電源と基準電位点間に直列接続し、それに並列に他の２個の第２及び第４スイッチング素子を電源と基準電位点間に直列接続したもので、第１及び第３スイッチング素子の接続点と第２及び第４スイッチング素子の接続点間に直流モータが接続され、この直流モータを含めてＨ型ブリッジ回路を構成している。直流モータを正（一方）方向に回転させる場合には、第１及び第４スイッチング素子がオンになり、第２及び第３スイッチング素子がオフになるように制御すればよく、モータを逆（他方）方向に回転させる場合には、前の場合と反対に、第１及び第４スイッチング素子がオフになり、第２及び第３スイッチング素子がオンになるように制御すればよい。

ところで、かかるＨ型ブリッジ回路を用いたモータ駆動制御装置としては、その一例として、特開平０５−２３６７９７号に開示されたモータ駆動制御装置がある。この特開平０５−２３６７９７号に開示されたモータ駆動制御装置は、モータ電流を検知する電流検知抵抗を備え、モータ電流がオン状態からオフ状態に変化したとき、回生電流が電流検知抵抗を通流する経路を備えている。ここで使用されている回生電流を電流検知抵抗に通す手段は、その第１構成例として、Ｈ型ブリッジ回路の４つのスイッチング素子にＦＥＴを用いた場合、接地側に接続された２つのＦＥＴに直列にダイオードを接続してＦＥＴの寄生ダイオードを通る電流経路を遮断し、接地点とモータ端子間にダイオードを接続して回生電流の電流経路を形成しているものであり、その第２構成例として、Ｈ型ブリッジ回路の４つのスイッチング素子の中で非接地側に接続された２つのスイッチング素子をＦＥＴに、接地側に接続された２つのスイッチング素子をダーリントン接続されたバイポーラトランジスタにして、接地点とモータ端子間にダイオードを接続し、モータに流れる回生電流をこの電流検知抵抗によって正確に検知することができるものである。

また、この種のモータ駆動制御装置において、モータに流れる回生電流を正確に検知する必要がないモータ駆動制御装置としては、本出願人が別途提案したモータ駆動制御装置がある。この提案によるモータ駆動制御装置は、電流検知抵抗で検出した電流検知信号と目標電流値とを電圧比較する比較器と、一定の時間間隔毎に形成された極性変化部を有するオン信号を発生する信号発生部と、入力信号によって回路状態が保持または保持解除される保持回路とを備え、保持回路に比較器の比較出力信号とオン信号とが入力されるもので、保持回路において、オン信号の極性変化部の到来を検知すると、スイッチング素子をオンにする回路状態に保持され、電流検知信号が目標電流値まで増大したことを示す比較器の比較出力信号を検知すると、その保持が解除されてスイッチング素子をオフにする回路状態にするようにしているものである。

これとは別に、２つのモータ駆動制御装置によりそれぞれ駆動される一対のモータを用い、傾倒可能な操作部材の操作時にこの一対のモータにより操作部材に力覚付与を与えるようにした力覚付与機能付き入力装置には、その一例として、特開２００３−２２１５９号に開示された入力装置がある。この特開２００３−２２１５９号に開示の入力装置は、操作部材に対して直交するように設けられた２つの駆動体と、２つの駆動体に連結され、操作部材の傾倒動作に応答してシーソー動作する２つの駆動レバーと、２つの駆動レバーにそれぞれモータ軸が結合された一対のモータとを備え、操作部材の傾倒動作に対応して一対のモータを操作するようにしているものである。
特開平０５−２３６７９７号公報 特開２００３−２２１５９号公報

前記特開平０５−２３６７９７号公報に開示されているモータ駆動制御装置は、その第１構成例については、モータの駆動及び停止を制御するスイッチング素子に４個のＦＥＴを用いるとともに、接地側に接続された２つのＦＥＴにそれぞれ直列に回生電流を阻止する２個のダイオードを接続しているため、その分、使用される回路部品点数が増え、製造コストが高価になる傾向がある。また、その第２構成例については、接地側に接続された２つのＦＥＴに代えて２つのダーリントン接続バイポーラトランジスタを用いているため、２個のダイオードの接続を避けることができるものの、ダーリントン接続バイポーラトランジスタは、オン時の損失がＦＥＴのオン時の損失に比べて大きくなり、スイッチング動作効率が若干低下するようになる。

また、前記提案によるモータ駆動制御装置は、モータに流れる回生電流を正確に検知する必要がないものであるから前記特開平０５−２３６７９７号公報における前記課題を解決することができるものの、目標電流値を比較的大きな値に設定した場合に、オン信号の極性変化部の到来によりモータが駆動されたとき、次のオン信号の極性変化部が到来しても、電流検知信号が目標電流値まで増大していないことが生じるため、モータが非駆動状態に変化せず、その結果、モータの駆動−非駆動の周期がオン信号の極性変化部が２回（目標電流値の値によってはそれ以上の回数の場合もある）到来したタイミングになり、モータの駆動−非駆動の周期が予期しない可聴周波数領域に入り込み、音を発生する場合がある。

さらに、前記特開２００３−２２１５９号公報に開示されている力覚付与機能付き入力装置は、２つのモータの駆動タイミングを考慮していないので、２つのモータの駆動時点が重なりあったとき、一時的に電源から多くの電流が２つのモータに流れ込むため、電源電流にリップル分を多く含むようになるだけでなく、電源の容量を大きくする必要がある。

本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その主な目的は、回生電流を正確に検出する必要がなく、安価で損失の少ないモータ駆動制御装置にすることも可能であって、動作時に発生する不要音を低減させることを可能にしたモータ駆動制御装置を提供することにある。

また、本発明による他の目的は、ジョイスティック操作軸等をモータで駆動する場合、すなわち２つまたはそれ以上の数のモータをモータ駆動制御装置を用いて駆動する際に、一時的に総合電流値が多くなることがなく、電源電流のリップル分が大きくなることがないモータ駆動制御装置を提供することにある。

前記主な目的を達成するために、本発明によるモータ駆動制御装置は、モータと、モータと電源との間に接続され、モータの電流をオンオフ制御するスイッチ手段と、モータの駆動力を所定値にするためにモータの電流をモータのオン時の電流値から目標値まで順次増大させる電流設定手段と、モータの電流値を検知する電流検知手段とからなるモータ駆動部と、一定の時間間隔毎に第１極性変化部と第２極性変化部とが交互に到来する周期信号を発生する信号発生部と、周期信号の第１極性変化部の到来時にスイッチ手段をオンにし、周期信号の第２極性変化部の到来時あるいはモータの電流が目標値まで増大した時のうちの早い方の時間にスイッチ手段をオフにする制御部とを有するモータ駆動制御機構とを備えた第１の構成を具備している。

また、前記主な目的及び他の目的を達成するために、本発明によるモータ駆動制御装置は、第１の構成に加えて、第２モータと、第２モータと電源との間に接続され、第２モータの電流をオンオフ制御する第２スイッチ手段と、第２モータの駆動力を所定値にするために第２モータの電流を第２モータのオン時の電流値，から目標値まで順次増大させる第２電流設定手段と、第２モータの電流値を検知する第２電流検知手段とからなる第２モータ駆動部を備え、モータ駆動制御機構の制御部は、周期信号の第２極性変化部の到来時に第２スイッチ手段をオンにし、周期信号の第１極性変化部の到来時あるいは第２モータの電流が目標値まで増大した時のうちの早い方の時間に第２スイッチ手段をオフにするように制御する第２の構成を具備している。

前記第２の構成において、周期信号は、第１極性変化部の到来時からその直後の第２極性変化部の到来時までの時間と、第２極性変化部の到来時からその直後の第１極性変化部の到来時までの時間とが同じであることが好適である。

本発明によるモータ駆動制御装置によれば、モータ駆動制御機構に一定の時間間隔毎に第１極性変化部と第２極性変化部とが交互に到来する周期信号を発生する信号発生部を設け、モータ駆動部に回路状態を保持する保持回路を内蔵させ、保持回路が周期信号の第１極性変化部の到来を検知すると、スイッチ手段のオン状態が維持されるようにその回路状態が保持され、周期信号の第２極性変化部の到来を検知するか電流検知手段の検知によってモータの電流が目標電流値まで増大したことを検知するかのうちの早い方の時間に、スイッチ手段をオフ状態にするようにその回路状態を保持するようにしているものであって、一定の時間タイミングで供給される周期信号の第１極性変化部に従ってモータが駆動され、一定の時間タイミングで供給される周期信号の第２極性変化部が到来するかモータの電流値が目標電流値に達するかのいずれか早い方の時間にモータの駆動が停止されるので、モータの駆動−非駆動の変化周期が周期信号の第１極性変化部の到来間隔よりも長くなることがなく、モータの平均電流値を所定の値に維持させることができる他に、モータの回生電流を別途正確に検出する必要がなく、動作時に発生する不要音を低減させることができるという効果がある。

また、本発明によるモータ駆動制御装置によれば、第１モータ駆動部及び第２モータ駆動部を電源に対して並列配置し、モータ駆動制御機構から出力される第１周期信号と第２周期信号とを用いて、第１モータ駆動部及び第２モータ駆動部とを時分割的に駆動するようにしているので、第１モータ駆動部のモータ及び第２モータ駆動部のモータを流れる電流平均値の増減状態が時間的に重なる合うことがなく、それにより一時的に２つのモータに流れる総合電流値が多くなったり、電源電流のリップル分が大きくなったりすることがないという効果があり、また、このモータ駆動制御装置をジョイスティック操作軸を２つのモータによって駆動すれば、良好な動作結果を得ることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明によるモータ駆動制御装置の第１の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す回路図である。

図１に示されるように、この実施の形態によるモータ駆動制御装置は、モータ駆動部１Ａとモータ駆動制御機構１Ｂとからなっている。そして、モータ駆動部１Ａは、スイッチング素子にＭＯＳＦＥＴ（以下の説明においては、これをＦＥＴという）が用いられているもので、点Ａ、Ｂ間に直列接続された第１の対のＦＥＴ２及びＦＥＴ３と、点Ａ、Ｂ間に直列接続された第２の対のＦＥＴ４及びＦＥＴ５と、第１の対のＦＥＴ２、３の接続点と第２の対のＦＥＴ４、５の接続点間に接続された直流モータ６と、点Ｂと接地間に接続された電流検出抵抗７と、点Ａに接続された電源端子８とからなるＨ型ブリッジ回路、及び、２つの入力端と１つの出力端を持った比較器９と、２つの交差接続されたトランジスタ１０（１）、１０（２）と２つの抵抗１０（３）、１０（４）とにより構成される保持回路１０と、共通駆動用ＦＥＴ１１と、ＦＥＴ２を駆動するＦＥＴ１２及びトランジスタ１３、１４と、ＦＥＴ４を駆動するＦＥＴ１５及びトランジスタ１６、１７とを備えている。

また、モータ駆動制御機構１Ｂは、モータ駆動制御機構１Ｂを統括制御する制御部１８と、オン信号とオフ信号からなる周期信号及び第１乃至第４論理信号を発生する信号発生器１９と、電流目標値を設定出力する設定部２０と、各種情報を記憶するメモリ２１と、操作部２２と、オフ信号を極性反転するトランジスタ２３とを備えている。

この場合、設定部２０は、モータ５の電流値に対応する電流目標値を出力し、その電流目標値が比較器９の非反転入力に供給される。信号発生器１９は、図２に示されるように、一定の時間間隔毎にその信号レベルが一時的に増大する第１極性変化部を持ったオン信号と、同じように一定時間間隔毎にその信号レベルが一時的に増大する第２極性変化部を持ち、トランジスタ２３で極性反転されて一定時間間隔毎にその信号レベルが一時的に減少するように変換されたオフ信号と、ＦＥＴ２乃至５を選択的にオンまたはオフにする第１乃至第４論理信号とを出力する。この場合、オン信号は直接保持回路１０の入力に供給され、オフ信号はトランジスタ２３で極性が反転された後保持回路１０の入力に供給され、第１乃至第４論理信号は、トランジスタ１４、ＦＥＴ３、トランジスタ１７、ＦＥＴ５にそれぞれ供給される。

比較器９は、非反転入力に供給される電流目標値と反転入力に供給される電流検出抵抗７で検出されたモータ５の電流値とが供給され、電流目標値が電流値より低い間オープン出力状態になり、電流値が電流目標値を超えると低レベル出力を発生する。保持回路１０は、入力に高レベル出力が供給されたとき、２つのトランジスタ１０（１）、１０（２）がオン状態にラッチ保持され、入力に低レベル出力が供給されたとき、２つのトランジスタ１０（１）、１０（２）がオフ状態に保持される。保持回路１０がオン状態にラッチ保持されている期間中、ＦＥＴ２またはＦＥＴ４をオン状態が保持され、ＦＥＴ２またはＦＥＴ４がオン状態を保持していれば、モータ５の電流値が順次増大する。これに対して、保持回路１０の回路状態がオフに保持されていれば、ＦＥＴ２またはＦＥＴ４がオフ状態になり、モータ５の電流値が順次減少する。

ここで、図２、図３は、図１に図示されたモータ駆動制御装置の各部に供給される電圧または電流波形の一例を示す特性図であって、図２は、モータの電流が目標値まで増大した時にオフ信号の第２極性変化部が到来してないときの第１動作例を示すものであり、図３は、モータの電流が目標値まで増大する前にオフ信号の第２極性変化部が到来したときの第２動作例を示すものである。

以下、図２を用いて、図１に図示されたモータ駆動制御装置における第１動作例について説明する。

この実施の形態において、当該モータ駆動制御装置は、従来例の力覚付与機能付き入力装置のモータ駆動に用いられるもので、操作部２２が操作されると、制御部１８は、その操作部２２の操作位置または速度もしくは操作レバーによって操作されるディスプレイ上のカーソル位置等に応じて、メモリ２１に記憶した所定のトルクまたは所定の関係のトルクとなるように所定の制御を行う。ここでは、モータ５が停止した状態から所定のトルクで一方向（正方向）回転させ、操作部材に予め定められたトルクを加える場合の動作について説明する。

この場合、所定のトルク値に対応した大きさの電流目標値を表す信号が制御部１８の制御によって設定部２０から出力されるが、この際に電流検出抵抗７で検出される電圧値は電流目標値より低いので、比較器９はオープン出力状態になっている。そして、信号発生部１９から出力されたオン信号の第１極性変化部の到来によって保持回路１０の回路状態がオン状態にラッチ保持されている。このとき、信号発生部１９から正論理レベルの第１論理信号及び第４論理信号がトランジスタ１４とＦＥＴ５に供給され、ＦＥＴ２及びＦＥＴ５がオン状態になっている。一方、ＦＥＴ３とトランジスタ１７には信号発生部１９から負論理レベルの第２論理信号及び第３論理信号が供給されるので、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４はオフ状態になっている。そして、保持回路１０の出力がほぼ接地電位になると、共通駆動用ＦＥＴ１１がオフになり、次続のＦＥＴ１２がオンになって、そのドレイン負荷として接続されたトランジスタ１３がオンになる。この時点に、前述のようにてトランジスタ１４には正論理レベルの論理信号が供給されているから、ＦＥＴ２もオンになる。

この状態のとき、電源端子８からＦＥＴ２、モータ６、ＦＥＴ５、電流検出抵抗７をそれぞれ通って接地点に至る正方向電流が流れ、それによりモータ６は正方向回転し、図２に示すように、モータＰＷＭ駆動は駆動状態にあり、モータ電流は直線状に順次増大する。そして、電流検出抵抗７に正方向電流が流れると、モータ６の電流値が検出され、その電流値が比較器９の反転入力に供給される。比較器９は、非反転入力に供給された電流目標値と反転入力に供給された電流値とを電圧比較し、この電圧比較時に、電流値が電流目標値より小さいと、比較器８が出力オープン状態になり、保持回路１０の回路状態がオン状態にラッチ保持されたままになり、ＦＥＴ２とＦＥＴ５とがオン状態を維持し、モータ６が一方向に回転し続ける。

比較器９に供給される電流値が順次増大し、電流目標値に到達するまたは電流目標値を若干超えると、比較器９は出力オープン状態から低レベル出力状態に変化する。このとき、比較器９の低レベル出力により、保持回路１０の回路状態がオフ状態に保持され、共通駆動用ＦＥＴ１１がオンになり、次続のＦＥＴ１２がオフになり、トランジスタ１３がオフになる。それにより、ＦＥＴ２がオフになり、モータ６の駆動が停止され、モータ６を流れる電流は、ＦＥＴ３の寄生ダイオード、モータ６、ＦＥＴ５を通して流れる回生電流だけになり、モータ電流は直線状に順次減少する。

そして、これ以後の動作は、前述の場合と同じで、電流検出抵抗７で検出された電流値が電流目標値よりも低い状態のとき、信号発生部１９からオン信号の第１極性変化部が到来すると、ＦＥＴ２とＦＥＴ５とがオン状態になってモータ６の駆動が開始され、比較器９に供給される電流値が電流目標値に到達するまたは電流目標値を若干超えると、ＦＥＴ２がオフになり、モータ６の駆動が停止される。このような動作を経ることにより、モータ６を流れる電流値は、ほぼ一定になる。

次に、図３を用いて、図１に図示されたモータ駆動制御装置における第２動作例について説明する。

この第２動作例と前述の第１動作例との違いは、モータ６の駆動停止が行われるモータ停止時点とそのときの動作状態とを異にしているもので、それ以外の動作は、第２動作例と前述の第１動作例との間に殆ど違いがない。このため、以下の第２動作例の動作説明においては、前述の動作状態が異なる点の動作だけを説明し、それ以外の動作の説明については説明が重複するので省略する。

すなわち、第１動作例は、信号発生部１９から出力されたオフ信号の第２極性変化部が到来する前に、比較器９に供給される電流値が直線状に順次増大して行って電流目標値に到達するまたは電流目標値を若干超えるもので、このときに比較器９から出力される低レベル出力が保持回路１０に供給され、保持回路１０の回路状態をオフ状態にラッチし、それによりＦＥＴ２をオフにしてモータ６の駆動を停止させるものである。

これに対して、第２動作例は、比較器９に供給される電流値が直線状に順次増大して行って電流目標値に到達するまたは電流目標値を若干超える前に、信号発生部１９から出力されたオフ信号の第２極性変化部が到来し、このときに得られた低レベル出力が保持回路１０に供給され、保持回路１０の回路状態のラッチ保持を解除し、それによりＦＥＴ２をオフにしてモータ６の駆動を停止させるものである。

このような第１動作例及び第２動作例における動作の違いは、第１動作例の動作状態を表す図２及び第２動作例の動作状態を表す図３におけるオフ信号、電流目標値、平均電流値、モータのＰＷＭ駆動の各変化状態を見れば明らかである。

すなわち、図２に示されるように、第１動作例は、オフ信号の第２極性変化部が到来する前に、電流値が電流目標値に到達するまたは電流値が電流目標値を若干超えるように動作するもので、その時点にモータ６が駆動状態から駆動停止状態に転換し、電流値はそれまでの増大傾向から減少傾向に変化するものである。これに対し、図３に示されるように、第２動作例は、電流値が電流目標値に到達する前に、オフ信号の第２極性変化部が到来するように動作するもので、その時点にモータ６が駆動状態から駆動停止状態に転換し、電流値はそれまでの増大傾向から減少傾向に変化するものである。

この場合、モータ駆動制御装置が第１動作例によって動作するかまたは第２動作例によって動作するかは、設定された電流目標値に依存するもので、電流目標値を比較的低い値に設定したときには第１動作例によって動作することが多く、一方、電流目標値を比較的高い値に設定したときには第２動作例によって動作することが多い。また、電流目標値を比較的低い値と比較的高い値との中間的な値に設定したときには、オフ信号の第２極性変化部が到来する時点が、電流値が電流目標値に到達するまたは電流値が電流目標値を若干超える時点よりも早いか遅いかによって、第２動作例によって動作したり、第１動作例によって動作したりする。

なお、本実施の形態においては、通常の使用状態のときに第１動作例によって動作するように設計されているが、例えば、メモリ２１に記憶されている所定の関係を満たすように演算等を行って電流目標値を設定する場合には、単純に電流目標値に対応するトルクになるようにせずに、第２動作例によって動作するように設定し、予期しない音の発生を回避することができる。

第１動作例及び第２動作例におけるこれまでの動作の説明は、モータ６に正方向電流が流れ、モータ６が正方向に回転するときの動作に係わるものであるが、モータ６に逆方向電流が流れ、モータ６が逆方向に回転するときの動作は、スイッチングオンまたはスイッチングオフされる素子が異なるだけで、本質的に前記動作と同じ動作になる。すなわち、モータ６が正方向に回転するときの動作は、ＦＥＴ２及びＦＥＴ５がそれぞれオンになるように制御駆動し、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４がそれぞれオフになるように制御駆動するものであるのに対して、モータ６が逆方向に回転するときの動作は、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４がそれぞれオンになるように制御駆動し、ＦＥＴ２及びＦＥＴ５がそれぞれオフになるように制御駆動するよう、論理信号の正負極性が逆になるように変更すればよい。

このように、第１の実施の形態に係わるモータ駆動制御装置によれば、一定時間間隔で供給されるオン信号の第１極性変化部の到来時にモータ６が駆動され、一定の時間間隔で供給されるオフ信号の第２極性変化部が到来するかモータ６の平均電流値が目標電流値に達するかのいずれか早い方の時間にモータ６の駆動が停止されるので、モータ６の駆動−非駆動の変化周期がオン信号の第１極性変化部の到来間隔よりも長くなることがなく、モータ６の平均電流値を所定の値に維持させることができるだけでなく、モータ６の回生電流を別途正確に検出する必要がなく、動作時に発生する不要音を低減させることができる。

次いで、図４は、本発明によるモータ駆動制御装置の第２の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す回路図である。

図４に示されるように、第２の実施の形態に係わるモータ駆動制御装置は、モータ６を常時正方向に回転するもので、第１の実施の形態によるモータ駆動制御装置のモータ駆動部１Ａに用いていた４つのＦＥＴ２乃至５からなるＨ形ブリッジ回路の代わりに、直流モータ６に直列接続されたＦＥＴ２からなる回路を用いているものである。

図４に示されるように、第２の実施の形態によるモータ駆動制御装置は、同じようにモータ駆動部１Ａとモータ駆動制御機構１Ｂとを備え、モータ駆動部１Ａは、点Ａ、Ｂ間にＦＥＴ２、直流モータ６が直列接続されるとともに点Ｂと接地間に電流検出抵抗７が接続された回路と、直流モータ６に並列接続されたダイオード３０と、２つの入力端と１つの出力端を持った比較器９と、２つの交差接続されたトランジスタ１０（１）、１０（２）と２つの抵抗１０（３）、１０（４）とにより構成される保持回路１０と、共通駆動用ＦＥＴ１１と、ＦＥＴ２を駆動するＦＥＴ１２及びトランジスタ１３を備えている。また、モータ駆動制御機構１Ｂは、第１の実施の形態によるモータ駆動制御機構１Ｂと同じ構成になっている。なお、図４において、図１に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付けている。

前記構成を備えた第２の実施の形態によるモータ駆動制御装置の動作は、第１の実施の形態によるモータ駆動制御装置におけるモータ６に正方向電流が流れ、モータ６が正方向に回転するときの動作と殆ど同じである。そして、第１の実施の形態によるモータ駆動制御装置におけるかかる動作は、既に詳しく説明しているので、第２の実施の形態によるモータ駆動制御装置の動作についてはその説明を省略する。また、第２の実施の形態によるモータ駆動制御装置において得られる作用効果は、その動作が第１の実施の形態によるモータ駆動制御装置と同じであることから、既に説明した第１の実施の形態によるモータ駆動制御装置で得られる作用効果と同じであるので、その作用効果についてもその説明を省略する。

続く、図５は、本発明によるモータ駆動制御装置の第３の実施の形態に係わるもので、その主要な構成部分を示すブロック図であり、図６は、図５に図示されたモータ駆動制御装置の各部に得られる信号または電圧の変化状態を示す波形図である。

図５に示されるように、第３の実施の形態に係わるモータ駆動制御装置は、第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”と、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’と、第１及び第２周期信号伝送線２４（１）、２４（２）とを備える。第１モータ駆動部１Ａ’は、直流モータ６’を具備し、オン信号入力端２５（１）とオフ信号入力端２５（２）とを有している。なお、第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”における基本的な構成は、第１の実施の形態におけるモータ駆動部１Ａと同じものであり、その構成についての説明は省略する。また、直流モータ６’、６”に駆動電流を供給する電源は共通の電源を使用している。

第２モータ駆動部１Ａ”は、直流モータ６”を具備し、オン信号入力端２６（１）とオフ信号入力端２６（２）とを有している。共通モータ駆動制御機構１Ｂ’は、第１周期信号出力端２７（１）と第２周期信号出力端２７（２）とを有している。そして、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’の第１周期信号出力端２７（１）と第１モータ駆動部１Ａ’のオン信号入力端２５（１）及び第２モータ駆動部１Ａ”のオフ信号入力端２６（２）との間に第１周期信号伝送線２４（１）が接続され、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’の第２周期信号出力端２７（２）と第１モータ駆動部１Ａ’のオフ信号入力端２５（２）及び第２モータ駆動部１Ａ”のオン信号入力端２６（１）との間に第２周期信号伝送線２４（１）が接続される。なお、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’における基本的な構成は、第１の実施の形態における共通モータ駆動制御機構１Ｂと同じものであり、その構成についての説明は省略する。また、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’における第１周期信号出力端２７（１）と第２周期信号出力端２７（２）は、第１の実施の形態における信号発生部１９の２つの出力端に対応するものであり、第１の実施の形態における設定部２０から出力される第１電流設定出力及び第２電流設定出力については、図５において図示が省略されている。

この場合、第１周期信号伝送線２４（１）には、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’から出力された第１周期信号が供給され、第２周期信号伝送線２４（２）には、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’から出力された第２周期信号が供給される。第１周期信号は一定時間間隔で周期的に到来する第１極性変化部を有し、第２周期信号波形は同じく一定時間間隔で周期的に到来する第２極性変化部を有しており、１つの第１極性変化部と次に到来する第１極性変化部との時間間隔がＴであり、１つの第１極性変化部とその直後に到来する第２極性変化部との時間間隔をＴ１、第２極性変化部と次に到来する第１極性変化部との時間間隔をＴ２とすると、Ｔ１＝Ｔ２、Ｔ１＋Ｔ２＝Ｔになるように形成されている。

図６において、１段目は周期的に到来する第１極性変化部を有する第１周期信号、２段目は同じく周期的に到来する第２極性変化部を有する第２周期信号、３段目は第１モータ駆動部１Ａ’に供給される電流目標値及びモータ６’の電流値、４段目モータ６’のＰＷＭ駆動状態、５段目は第２モータ駆動部１Ａ”に供給される電流目標値及びモータ６”の電流値、６段目モータ６”のＰＷＭ駆動状態である。

ここで、図６を用いて、図５に図示されたモータ駆動制御装置の動作について説明する。

第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”が動作するとき、共通モータ駆動制御機構１Ｂ’は第１周期信号伝送線２４（１）に第１周期信号を出力するとともに第２周期信号伝送線２４（２）に第２周期信号を出力し、出力された第１周期信号及び第２周期信号が第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”に供給される。

この状態のとき、第１周期信号に第１極性変化部が発生すると、その第１極性変化部が第１モータ駆動部１Ａ’のオン信号入力端２５（１）及び第２モータ駆動部１Ａ”のオフ信号入力端２６（２）に供給される。この時点に、第１モータ駆動部１Ａ’は、オン信号入力端２５（１）に第１周期信号の第１極性変化部が供給されたことにより、モータ６’が非駆動状態から駆動状態になり、モータ６’を流れる電流値が順次増大し、一方、第２モータ駆動部１Ａ”は、オフ信号入力端２６（２）に第１周期信号の第１極性変化部が供給されたことにより、モータ６”が駆動状態から非駆動状態になり、モータ６”を流れる電流値が順次減少する。そして、第１モータ駆動部１Ａ’は、モータ６’を流れる電流値が電流目標値に到達すると、前記第１動作例と同様に、モータ６’が駆動状態から非駆動状態になり、モータ６’を流れる電流値が順次減少するが、このとき第２モータ駆動部１Ａ”は、モータ６”を流れる電流値を順次減少し続ける。

この後、第２周期信号に第２極性変化部が発生すると、その第２極性変化部が第１モータ駆動部１Ａ’のオフ信号入力端２５（２）及び第２モータ駆動部１Ａ”のオン信号入力端２６（１）に供給される。この時点で、第２モータ駆動部１Ａ”は、オン信号入力端２６（１）に第２周期信号の第２極性変化部が供給されたことにより、モータ６”が非駆動状態から駆動状態になり、モータ６”を流れる電流値が順次増大し、一方、第１モータ駆動部１Ａ’は、オフ信号入力端２５（２）に第２周期信号の第２極性変化部が供給されたことで、モータ６’が非駆動状態を維持し、モータ６’を流れる電流値が引き続いて順次減少する。

次いで、第１周期信号に第１極性変化部が発生すると、その第１極性変化部が第１モータ駆動部１Ａ’のオン信号入力端２５（１）及び第２モータ駆動部１Ａ”のオフ信号入力端２６（２）に供給される。この時点に、第１モータ駆動部１Ａ’は、オン信号入力端２５（１）に第１周期信号の第１極性変化部が供給されたことにより、モータ６’が非駆動状態から駆動状態になり、モータ６’を流れる電流値が順次増大し、一方、第２モータ駆動部１Ａ”は、オフ信号入力端２６（２）に第１周期信号の第１極性変化部が供給されたことで、モータ６”が駆動状態から非駆動状態になり、モータ６”を流れる電流値が順次減少する。

この後、第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”においては、前述の動作と同じ動作が繰り返し実行され、図６に示されるように、２つのモータ６’、６”の平均電流値は交互に増加減少を繰り返し、それと同時に２つのモータ６’、６”が交互に駆動状態及び非駆動状態になる。

このように、第３の実施の形態によるモータ駆動制御装置は、第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”を電源に対して並列配置し、モータ駆動制御機構１Ｂから出力される第１周期信号と第２周期信号とを用いて、第１モータ駆動部１Ａ’及び第２モータ駆動部１Ａ”とを時分割的に駆動するようにしているので、第１モータ駆動部１Ａ’のモータ６’及び第２モータ駆動部１Ａ”のモータ６”を流れる電流が簡単な構成によって確実に時間的に重なり合うことがなく、それにより一時的に２つのモータ６’、６”に流れる総合電流値が多くなったり、電源電流に含まれるリップル分が大きくなったりすることがない。なお、第３の実施の形態によるモータ駆動制御装置においては通常の使用状態においてデューテイ比が約１／２以下になるように設定しており、ジョイスティック操作軸を２つのモータ６’、６”によって互いに直交するＸ方向及びＹ方向にそれぞれ駆動するようにして、良好な動作結果を得ることができる。

また、第３の実施の形態によるモータ駆動制御装置は、電源を共用させた２台の直流モータ６’、６”を駆動する例を示すものであるが、電源を共用させた３台以上のｎ台の直流モータを駆動するように変更することもできる。この場合、ｎ台の直流モータを駆動する場合、それぞれの直流モータを周期を１／ｎだけずらせた複数の信号を出力させ、それぞれの直流モータは、その直流モータに特有の周期の信号によって駆動し、次の周期の信号によって強制的に停止させるようにすればよく、この動作時における最大のデューテイ比は１／ｎになる。

本発明によるモータ駆動制御装置の第１の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す回路図である。 図１に図示されたモータ駆動制御装置の各部に供給される電圧または電流波形の一例を示す特性図で、モータの電流が目標値まで増大した時にオフ信号の第２極性変化部が到来してないときの第１動作例を示すものである。 図１に図示されたモータ駆動制御装置の各部に供給される電圧または電流波形の一例を示す特性図で、モータの電流が目標値まで増大する前にオフ信号の第２極性変化部が到来したときの第２動作例を示すものである。 本発明によるモータ駆動制御装置の第２の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す回路図である。 本発明によるモータ駆動制御装置の第３の実施の形態に係わるもので、その主要な構成部分を示すブロック図である。 図５に図示されたモータ駆動制御装置の各部に得られる信号または電圧の変化状態を示す波形図である。

符号の説明

１Ａ、１Ａ’、１Ａ” モータ駆動部
１Ｂ、１Ｂ’ モータ駆動制御機構
２、３、４、５、１１、１２、１５ ＭＯＳＦＥＴ
６、、６’、６” 直流モータ
７ 電流検出抵抗
８ 電源端子
９ 比較器
１０ 保持回路
１０（１）、１０（２）、１３、１４、１６、１７、２３ トランジスタ
１０（３）、１０（４） 抵抗
１８ 制御部
１９ 信号発生部
２０ 設定部（電流設定手段）
２１ メモリ
２２ 操作部
２４（１） 第１周期信号伝送線
２４（２） 第２周期信号伝送線
２５（１）、２６（１） オン信号入力端
２５（２）、２６（２） オフ信号入力端
２７（１） 第１周期信号出力端
２７（２） 第２周期信号出力端
３０ ダイオード

Claims (3)

1. モータと、前記モータと電源との間に接続され、前記モータの電流をオンオフ制御するスイッチ手段と、前記モータの駆動力を所定値にするために前記モータの電流を前記モータのオン時の電流値から目標値まで順次増大させる電流設定手段と、前記モータの電流値を検知する電流検知手段とからなるモータ駆動部と、一定の時間間隔毎に第１極性変化部と第２極性変化部とが交互に到来する周期信号を発生する信号発生部と、前記周期信号の第１極性変化部の到来時に前記スイッチ手段をオンにし、前記周期信号の第２極性変化部の到来時あるいは前記モータの電流が目標値まで増大した時のうちの早い方の時間に前記スイッチ手段をオフにする制御部とを有するモータ駆動制御機構とを備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. 第２モータと、前記第２モータと電源との間に接続され、前記第２モータの電流をオンオフ制御する第２スイッチ手段と、前記第２モータの駆動力を所定値にするために前記第２モータの電流を前記第２モータのオン時の電流値から目標値まで順次増大させる第２電流設定手段と、前記第２モータの電流値を検知する第２電流検知手段とからなる第２モータ駆動部を備え、前記モータ駆動制御機構の制御部は、前記周期信号の第２極性変化部の到来時に前記第２スイッチ手段をオンにし、前記周期信号の第１極性変化部の到来時あるいは前記第２モータの電流が目標値まで増大した時のうちの早い方の時間に前記第２スイッチ手段をオフにするように制御することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記周期信号は、第１極性変化部の到来時からその直後の第２極性変化部の到来時までの時間と、第２極性変化部の到来時からその直後の第１極性変化部の到来時までの時間とが同じであることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置。

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