JP4011816B2 - モータ駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動装置に係わり、特に、被制御部材の位置を変位させる複数のモータを、半導体スイッチ対を有する複数のモータ駆動部によって制御する際に、使用するモータ駆動部の数を使用するモータの数よりも少なくしたモータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車においては、パワーシートやパワーミラー等の被制御部材の位置を変位させるために複数のモータが使用され、これら複数のモータを個別に駆動するためにモータの数と同数のモータ駆動部が使用され、この他にもモータ駆動部を個別に制御するために制御部が使用されており、複数のモータと複数のモータ駆動部と制御部によってモータ駆動装置が構成される。この場合、モータ駆動装置は、使用されるモータの数と同数のモータ駆動部を設ける必要があるため、できるだけ安価なモータ駆動部であることが好ましく、そのために従来は一対のリレーを備えたモータ駆動部を用いていた。
【０００３】
ここで、図５は、既知のモータ駆動装置の要部構成の一例を示す回路図であって、一対のリレーを備えたモータ駆動部を用いているものである。
【０００４】
図５に示されるように、既知のモータ駆動装置は、第１モータ４１1 、第２モータ４１2 、第３モータ４１3 、第４モータ４１4 と、第１モータ駆動部４２1 、第２モータ駆動部４２2 、第３モータ駆動部４２3 、第４モータ駆動部４２4 と、制御部４３とからなっている。この場合、第１モータ駆動部４２1 は２つのリレー４４1 、４４2 を備え、第２モータ駆動部４２2 は２つのリレー４５1 、４５2 を備え、第３モータ駆動部４２3 は２つのリレー４６1 、４６2 を備え、第４モータ駆動部４２4 は２つのリレー４７1 、４７2 を備えている。
【０００５】
そして、第１モータ駆動部４２1 は、リレー４４1 、４４2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４４1 、４４2 の可動接点（図番なし）が第１モータ４１1 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４４1 、４４2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。第２モータ駆動部４２2 は、リレー４５1 、４５2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４５1 、４５2 の可動接点（図番なし）が第２モータ４１2 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４５1 、４５2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。第３モータ駆動部４２3 は、リレー４６1 、４６2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４６1 、４６2 の可動接点（図番なし）が第３モータ４１3 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４６1 、４６2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。第４モータ駆動部４２4 は、リレー４７1 、４７2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４７1 、４７2 の可動接点（図番なし）が第２モータ４１4 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４７1 、４７2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。
【０００６】
この既知のモータ駆動装置は、次のように動作する。
【０００７】
まず、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 のリレー４４1 のコイルに接地電圧の制御電圧を供給すると、コイルが付勢されてその可動接点が図示の状態に切替り、第１モータ４１1 の一端に切替った接点を通して電源電圧が供給される。これと同時に、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 のリレー４４2 のコイルに電源電圧の制御電圧を供給すると、コイルが付勢されずにその可動接点が図示の状態に保持され、第１モータ４１1 の他端に保持された接点を通して接地電圧が供給される。このため、第１モータ４１1 には、一端から他端に向う駆動電流が流れ、第１モータ４１1 が一方方向に回転する。その後、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 に供給する制御電圧の極性を反転すると、リレー４４1 、４４2 の可動接点が図示の状態と反対の状態になり、第１モータ４１1 の一端及び他端に供給される電圧の極性も反対になり、第１モータ４１1 には、他端から一端に向う駆動電流が流れ、第１モータ４１1 が他方方向に回転する。
【０００８】
また、第２モータ駆動部４２2 、第３モータ駆動部４２3 、第４モータ駆動部４２4 においても、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 に供給した制御電圧と同じ制御電圧を第２モータ駆動部４２2 、第３モータ駆動部４２3 、第４モータ駆動部４２4 に供給すれば、それぞれ、第１モータ４１1 を回転させる場合と同じように、第２モータ４１2 、第３モータ４１3 、第４モータ４１4 をそれぞれ回転させることができる。そして、２つのモータ、例えば第１モータ４１1 と第２モータ４１2 を同時に同方向に回転させる場合には、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 と第２モータ駆動部４２2 に同じ極性の制御電圧を供給すれば、第１モータ駆動部４２1 のリレー４４1 、４４2 の可動接点と第２モータ駆動部４２2 の対応するリレー４５1 、４５2 の可動接点とが同じように切替えられ、その結果、第１モータ４１1 と第２モータ４１2 が同時に同方向に回転する。また、第１モータ４１1 と第２モータ４１2 以外の他の２つのモータ、例えば第３モータ４１3 と第４モータ４１4 を同時に同方向に回転する場合も、全く同じである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記既知のモータ駆動装置は、複数のモータ４１1 乃至４１4 をそれぞれ駆動するために、複数のモータ４１1 乃至４１4 と同数の２つのリレーを備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いており、複数のモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いているにも係らず、全体のモータ駆動部を安価にすることができるという利点を有する反面、リレーの容積が比較的大きくなることから、モータ駆動装置の構造を小型化することが難しく、しかも、リレーの動作時に接点の切替え音が耳につくことがある。
【００１０】
このため、複数のモータ駆動部４２1 乃至４２4 として、２つのリレーを備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 の代わりに半導体スイッチ対、例えば相補電界効果トランジスタ対を備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いることが考えられる。この場合、このような半導体スイッチ対を備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いれば、モータ駆動装置の構造を小型化することは容易であるが、被制御部材の位置を変位させる複数のモータのモータ駆動部４２1 乃至４２4 に使用可能な相補電界効果トランジスタ対は、リレーに比べて高価であって、その分、モータ駆動装置の製造コストが高くならざるを得ないものであった。
【００１１】
一方、前記既知のモータ駆動装置は、２つのモータ、例えばモータ４１1 、４１2 を同時駆動した場合に、２つのモータ４１1 、４１2 の駆動時間が同じであっても、それらのモータ４１1 、４１2 にそれぞれ結合される２つの被制御部材を変位させる際の負荷が同じにならないことがあるため、２つの被制御部材の変位量が均一にならず、２つの被制御部材をバランスの取れた状態で変位させることができない場合があった。
【００１２】
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、その第１の目的は、小型化できる半導体スイッチ対を備えたモータ駆動部を用いるとともに、用いるモータ駆動部の総数を低減することにより全体的に安価なモータ駆動部を得ることを可能にしたモータ駆動装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、被制御部材の位置を変位させる２つのモータを同時に駆動する際に、２つのモータによる被制御部材の位置の変位量が均一になるように、２つのモータの駆動時間を調整することが可能なモータ駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記第１及び第２の目的を達成するために、本発明によるモータ駆動装置は、回転時に被制御部材の位置を変位させる複数のモータと、１つ以上の半導体スイッチ対を有し、複数のモータを選択的に電源に接続する複数のモータ駆動部と、各半導体スイッチ対をオンオフ制御する制御部と、被制御部材の位置変位量を検出する変位量検出部とを備え、複数のモータは、２つで１組となる組を少なくとも１つ有し、組となるモータの一端は１つの半導体スイッチ対を有する共通のモータ駆動部に接続され、組となるモータの他端はそれぞれ２つの半導体スイッチ対を有するモータ駆動部に接続され、組となる２つのモータを同時駆動するとき、制御部は、２つのモータに接続されたモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対の出力電圧極性が互いに逆になるように、２つの半導体スイッチ対をオンオフ制御して２つのモータを時分割的に駆動するとともに、２つのモータの各駆動時間を、変位量検出部で検出した２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに等しくなるように、２つのモータの各駆動時間を調整する際に、被制御部材の駆動状態に合わせて時分割駆動する際の２つのモータの駆動時間の割合を変更することにより前記被制御部材の位置変位量を等しくなるようにしている構成手段を具備する。
【００１７】
前記構成手段によれば、複数のモータの中の２つのモータを組にし、組となる２つのモータの一端を１つの半導体スイッチ対を有する複数のモータに共通のモータ駆動部に接続し、他端を２つの半導体スイッチ対を有する同じモータ駆動部に接続して、同じモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対を介して２つのモータを時分割的に駆動するようにしているので、用いられるモータの総数に比べて必要なモータ駆動部の総数を少なくすることができ、それによりモータ駆動部全体を小型化し、モータ駆動部を安価にすることができるとともに、組となる２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに均一になるように、これら２つのモータの各駆動時間を調整するようにしているので、同時駆動される２つのモータによる被制御部材の位置変位量が常時均一になり、被制御部材の位置が変位したときのアンバランス状態をなくすことができる。
【００１８】
前記第１及び第２の構成における半導体スイッチ対は、電源間に直列接続された電界効果トランジスタ対であることが好適である。
【００１９】
このような構成にすれば、半導体スイッチ対を小型化された集積回路の形で形成することができ、モータ駆動部の実装が容易になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明によるモータ駆動装置の第１の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図である。
【００２２】
図１に示されるように、第１の実施の形態のモータ駆動装置は、第１モータ１1 、第２モータ１2 、第３モータ１3 、第４モータ１4 と、第１モータ駆動部２1 、第２モータ駆動部２2 、第３モータ駆動部２3 と、制御部（ＣＰＵ）３とからなる。この場合、第１モータ駆動部２1 は、第１電界効果トランジスタ（以下、電界効果トランジスタをＦＥＴという）スイッチ対（半導体スイッチ対）４と第２ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）５とを備え、第２モータ駆動部２2 は、第１ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）６と第２ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）７とを備え、第３モータ駆動部２3 は、１つのＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）８を備えている。また、第１モータ駆動部２1 において、第１ＦＥＴスイッチ対４は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ４1 、４2 からなり、第２ＦＥＴスイッチ対５は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ５1 、５2 からなる。第２モータ駆動部２2 において、第１ＦＥＴスイッチ対６は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ６ 1 、６2 からなり、第２ＦＥＴスイッチ対７は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ７1 、７2 からなる。第３モータ駆動部２3 において、ＦＥＴスイッチ対８は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ８1 、８2 からなる。
【００２３】
そして、第１モータ駆動部２1 において、第１ＦＥＴスイッチ対４は、ＦＥＴ４1 とＦＥＴ４2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ４1 とＦＥＴ４2 の接続点が第１モータ１1 の一端に接続される。第２ＦＥＴスイッチ対５は、ＦＥＴ５1 とＦＥＴ５2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ５1 とＦＥＴ５2 の接続点が第２モータ１2 の一端に接続される。また、第２モータ駆動部２2 において、第１ＦＥＴスイッチ対６は、ＦＥＴ６1 とＦＥＴ６2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ６1 とＦＥＴ６2 の接続点が第３モータ１3 の一端に接続される。第２ＦＥＴスイッチ対７は、ＦＥＴ７1 とＦＥＴ７2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ７1 とＦＥＴ７2 の接続点が第４モータ１4 の一端に接続される。さらに、第３モータ駆動部２3 において、ＦＥＴスイッチ対８は、ＦＥＴ８1 とＦＥＴ８2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ８1 とＦＥＴ８2 の接続点が第１乃至第４モータ１1 乃至１4 の他端に共通に接続される。
【００２４】
この場合、第１モータ１1 、第２モータ１2 、第３モータ１3 、第４モータ１4 の中の、第１モータ１1 と第２モータ１2 とは同じ組を構成しており、第３モータ１3 と第４モータ１4 とは同じ組を構成している。
【００２５】
次に、図２（ａ）は、第１の実施の形態のモータ駆動装置において、同じ組の２つのモータ、例えば第１モータ１1 と第２モータ１2 が同時駆動されるときの動作経緯を示すフローチャートであり、図２（ｂ）は、同じ組の２つのモータの駆動電流波形の一例を表わす説明図である。
【００２６】
図２（ａ）に図示されたフローチャート及び図２（ｂ）図示された説明図を用いて、第１の実施の形態のモータ駆動装置の動作を説明する。
【００２７】
始めに、ステップＳ１において、制御部３が、それぞれ制御電圧として、第１モータ駆動部２1 のＦＥＴスイッチ対４の２つのＦＥＴ４1 、４2 の各ゲートに接地電圧を供給し、ＦＥＴスイッチ対５のＦＥＴ５1 、５2 の各ゲートに電源電圧を供給し、第３モータ駆動部２3 のＦＥＴスイッチ対８のＦＥＴ８1 、８2 の各ゲートに電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ４1 、５2 、８2 はオンに切替わり、ＦＥＴ４2 、５1 、８1 はオフに切替わる。このとき、第１モータ１1 は、一端にＦＥＴ４1 を通して電源電圧が、他端にＦＥＴ８2 を通して接地電圧がそれぞれ供給され、図２（ｂ）の上段電流波形の時間ｔ０−ｔ１に示すように駆動電流が流れ、一方方向に回転して第１モータ１1 に結合された被制御部材の位置を変位させる。また、第２モータ１2 は、一端にＦＥＴ５2 を通して接地電圧が、他端にＦＥＴ８2 を通して接地電圧が供給されるので、図２（ｂ）の下段電流波形の時間ｔ０−ｔ１に示すように駆動電流が流れない。
【００２８】
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１の開始時から一定時間経過後に、制御部３が、それぞれ制御電圧として、ＦＥＴスイッチ対４の２つのＦＥＴ４1 、４2 の各ゲートに電源電圧を切替え供給し、他の制御電圧として前と同じ電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ４2 はオンに切替って、ＦＥＴ５2 、８2 とともにオンになり、ＦＥＴ４1 はオフに切替って、ＦＥＴ５1 、８1 とともにオフになる。このとき、第１モータ１1 は、一端及び他端に接地電圧が供給され、同様に、第２モータ１2 も、一端及び他端に接地電圧が供給され、第１モータ１1 及び第２モータ１2 には駆動電流が流れず、駆動待機状態になる。
【００２９】
次いで、ステップＳ３において、ステップＳ２の開始時から極めて短い時間経過後に、制御部３が、それぞれ制御電圧として、ＦＥＴスイッチ対４の２つのＦＥＴ４1 、４2 の各ゲートに前と同じ電源電圧を供給し、ＦＥＴスイッチ対５のＦＥＴ５1 、５2 の各ゲートに接地電圧を切替え供給し、ＦＥＴスイッチ対８のＦＥＴ８1 、８2 の各ゲートに前と同じ電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ４2 、５1 、８2 はオンになり、ＦＥＴ４1 、５2 、８1 はオフになる。このとき、第１モータ１1 は、一端にＦＥＴ４2 を通して接地電圧が供給され、他端にＦＥＴ８2 を通して接地電圧が供給されるので、図２（ｂ）の上段電流波形の時間ｔ１−ｔ２に示すように駆動電流が流れない。また、第２モータ１2 は、一端にＦＥＴ５1 を通して電源電圧が供給され、他端にオンに切替ったＦＥＴ８2 を通して接地電圧が供給されるので、図２（ｂ）の下段電流波形の時間ｔ１−ｔ２に示すように駆動電流が流れ、一方方向に回転して第２モータ１2 に結合された被制御部材の位置を変位させる。
【００３０】
続く、ステップＳ４において、ステップＳ３の開始時から一定時間経過後に、制御部３が、それぞれ制御電圧として、ＦＥＴスイッチ対５の２つのＦＥＴ５ 1 、５2 の各ゲートに電源電圧を切替え供給し、それ以外の制御電圧として前と同じ電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ５2 はオンに切替って、ＦＥＴ４2 、８2 とともにオンになり、ＦＥＴ５1 はオフに切替って、ＦＥＴ４1 、８1 とともにオフになる。このとき、第１モータ１1 は、一端及び他端に接地電圧が供給され、同様に、第２モータ１2 も、一端及び他端に接地電圧が供給され、第１モータ１1 及び第２モータ１2 には駆動電流が流れず、駆動待機状態になる。
【００３１】
続いて、ステップＳ５において、ステップＳ４の開始時から極めて短い時間経過後に、制御部３は、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したか否かを判断する。そして、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したと判断した（Ｙ）ときはこの一連のフローチャートを終了し、一方、同時駆動指令が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００３２】
このように、図２（ａ）に図示のフローチャートによれば、第１モータ１1 及び第２モータ１2 を時分割的に同時駆動することができ、それにより第１モータ１1 に結合された被制御部材と第２モータ１2 に結合された被制御部材とを見掛け上同時にその位置を変位させることができる。
【００３３】
なお、前記フローチャートは、同じ組の第１モータ１1 及び第２モータ１2 を時分割的に同時駆動したときの例を説明したものであるが、第１モータ駆動部２1 の代わりに、第２モータ駆動部２2 のＦＥＴスイッチ対６及びＦＥＴスイッチ対７に、制御部３から前述の場合と同じ極性の制御電圧を前述の場合と同じように供給すれば、同じ組の第３モータ１3 及び第４モータ１4 を時分割的に同時駆動することができる。
【００３４】
次に、図３は、本発明によるモータ駆動装置の第２の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図であり、第１モータ１1 による被制御部材の位置変位量と第２モータ１2 による被制御部材の位置変位量とが均一になるようにした例を示すものである。
【００３５】
図３に図示されるように、第２の実施の形態のモータ駆動装置は、第１の実施の形態のモータ駆動装置の構成の他に、第１乃至第４モータ１1 乃至１4 によって変位する各被制御部材の位置変位量をそれぞれ検出する変位量検出部９を備えており、変位量検出部９は制御部１に接続される。なお、図３において、図１に図示の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。
【００３６】
また、図４は、第２の実施の形態のモータ駆動装置において、同じ組の２つのモータ、例えば第１モータ１1 と第２モータ１2 とを同時駆動するときの動作経緯を示すフローチャートである。
【００３７】
図３に図示されたフローチャートを用い、第２の実施の形態のモータ駆動装置の動作を説明する。
【００３８】
始めに、ステップＳ１１において、制御部３は、変位量検出部９を通して第１モータ１1 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動開始位置）Ｐ１１を内部メモリに記憶する。
【００３９】
次に、ステップＳ１２において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ１における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第１モータ１1 を回転駆動し、第２モータ１2 を回転停止状態にする。
【００４０】
このとき、ステップＳ１３において、制御部３は、第１モータ１1 が回転駆動している時間を測定する。
【００４１】
次いで、ステップＳ１４において、制御部３は、第１モータ１1 の回転駆動時間が設定時間に達したか否かを判断する。そして、回転駆動時間が設定時間に達したと判断した（Ｙ）ときは次のステップＳ１５に移行し、一方、回転駆動時間が未だ設定時間に達していないと判断した（Ｎ）ときはこのステップＳ１４を繰り返し実行する。
【００４２】
続いて、ステップＳ１５において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ２における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第１モータ１1 の回転駆動を停止させ、第２モータ１2 も前と同じ回転停止状態にする。
【００４３】
このとき、ステップＳ１６において、制御部３は、変位量検出部９を通して第１モータ１1 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動終了位置）Ｐ12を内部メモリに記憶する。
【００４４】
引き続く、ステップＳ１７において、制御部３は、変位量検出部９を通して第２モータ１2 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動開始位置）Ｐ21を内部メモリに記憶する。
【００４５】
次に、ステップＳ１８において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ３における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第２モータ１2 を回転駆動し、第１モータ１1 を回転停止状態にする。
【００４６】
このとき、ステップＳ１９において、制御部３は、第２モータ１2 が回転駆動している時間を測定する。
【００４７】
次いで、ステップＳ２０において、制御部３は、第２モータ１2 の回転駆動時間が設定時間に達したか否かを判断する。そして、回転駆動時間が設定時間に達したと判断した（Ｙ）ときは次のステップＳ２１に移行し、一方、回転駆動時間が未だ設定時間に達していないと判断した（Ｎ）ときはこのステップＳ２０を繰り返し実行する。
【００４８】
ここで、前のステップＳ１４における第１モータ１1 の設定時間（回転駆動時間）Ｔ1 と、このステップＳ２０における第２モータ１2 の設定時間（回転駆動時間）Ｔ2 は、前回に同時駆動したときに設定した設定時間Ｔ1 、Ｔ2 を用いるが、第１モータ１1 と第２モータ１2 の同時駆動が初回であるとき、前回の同時駆動したときに設定した設定時間がないため、両設定時間Ｔ1 、Ｔ2 は等しい値に設定される。
【００４９】
続いて、ステップＳ２１において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ４における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第２モータ１2 の回転駆動を停止させ、第１モータ１1 も前と同じ回転停止状態にする。
【００５０】
このとき、ステップＳ２２において、制御部３は、変位量検出部９を通して第２モータ１2 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動終了位置）Ｐ22を内部メモリに記憶する。
【００５１】
続く、ステップＳ２３において、制御部３は、図２に図示のステップＳ５において行った判断と同様に、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したか否かを判断する。そして、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したと判断した（Ｙ）ときはこの一連のフローチャートを終了し、一方、同時駆動指令が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは次のステップＳ２４に移行する。
【００５２】
次に、ステップＳ２４において、制御部３は、第１モータ１1 に駆動電流を通電させる時間デューティを設定するための係数Ｋ1 を算出する。この係数Ｋ1 は、内部メモリに記憶されている第１モータ１1 の駆動開始位置Ｐ11、駆動終了位置Ｐ12や第２モータ１2 の駆動開始位置Ｐ21、駆動終了位置Ｐ22を用いて、次式（１）に基づいて算出される。
【００５３】
Ｋ1 ＝｜Ｐ21−Ｐ22｜／（｜Ｐ11−Ｐ12｜＋｜Ｐ21−Ｐ22｜）… …（１）
それに続いて、ステップＳ２５において、制御部３は、第２モータ１2 に駆動電流を通電させる時間デューティを設定するための係数Ｋ2 を求める。この係数Ｋ2 は、内部メモリに記憶されている第１モータ１1 の駆動開始位置Ｐ11、駆動終了位置Ｐ12や第２モータ１2 の駆動開始位置Ｐ21、駆動終了位置Ｐ22を用いて、次式（２）に基づいて算出される。
【００５４】
Ｋ2 ＝｜Ｐ11−Ｐ12｜／（｜Ｐ11−Ｐ12｜＋｜Ｐ21−Ｐ22｜）… …（２）
次に、ステップＳ２６において、制御部３は、第１モータ１1 及び第２モータ１2 を同時駆動する際の駆動基本時間ＴB と、算出した係数Ｋ1 、Ｋ2 とを用いて、次回の設定時間（駆動時間比率）Ｔ1 、Ｔ2 を算出する。このときの算出式として、設定時間Ｔ1 については、Ｔ1 ＝ＴB ×Ｋ1 を用い、設定時間Ｔ2 については、Ｔ2 ＝ＴB ×Ｋ2 を用いる。
【００５５】
これらの設定時間Ｔ1 、Ｔ2 が算出されると、最初のステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の動作が繰り返し実行される。
【００５６】
ここにおいて、第２の実施の形態における設定時間Ｔ1 、Ｔ2 の１つの具体例について説明すると、いま、基本時間ＴB が１００ｍｓｅｃで、第１モータ１1 の駆動開始位置Ｐ11が５０、第２モータ１2 の駆動開始位置Ｐ21も５０であったとすると、単位時間経過後における第１モータ１1 の駆動終了位置Ｐ12が１００になり、第２モータ１2 の駆動終了位置Ｐ22が７５になったとすれば、第１モータ１1 の駆動変位位置｜Ｐ11−Ｐ12｜は｜１００−５０｜で５０になり、第２モータ１2 の駆動変位位置｜Ｐ21−Ｐ22｜は｜１００−７５｜で２５になる。そして、前記式（１）、（２）を用いて、Ｋ1 、Ｋ2 を求めると、Ｋ1 は２５／（５０＋２５）＝１／３、Ｋ2 は５０／（５０＋２５）＝２／３になる。この結果、設定時間Ｔ1 は１００ｍｓｅｃ×１／３＝３３．３ｍｓｅｃになり、設定時間Ｔ2 は１００ｍｓｅｃ×２／３＝６６．７ｍｓｅｃになる。
【００５７】
すなわち、この例では、全駆動時間１００ｍｓｅｃに対して、第１モータ１1 を駆動する時間デューティを３３．３ｍｓｅｃに、第２モータ１2 を駆動する時間デューティをその倍の６６．７ｍｓｅｃにすれば、次回の第１モータ１1 の駆動変位位置｜Ｐ11−Ｐ12｜と第２モータ１2 の駆動変位位置｜Ｐ21−Ｐ22｜とが均一になる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の１つの発明によれば、複数のモータの中の２つのモータを組にし、組となる２つのモータの一端を１つの半導体スイッチ対を有する複数のモータに共通のモータ駆動部に接続し、他端を２つの半導体スイッチ対を有する同じモータ駆動部に接続して、同じモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対を介して２つのモータを時分割的に駆動するようにしているので、用いられるモータの総数に比べて必要なモータ駆動部の総数を少なくすることができ、それによりモータ駆動部を全体を小型化し、モータ駆動部を安価にすることができるという効果がある。
【００５９】
また、本発明の他の発明によれば、前記本発明の１つの発明で得られる効果の他に、組となる２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに均一になるように、これら２つのモータの各駆動時間を調整するようにしているので、同時駆動される２つのモータによる被制御部材の位置変位量が常時均一になり、被制御部材の位置が変位したときのアンバランス状態をなくすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモータ駆動装置の第１の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態のモータ駆動装置において組となる２つのモータが同時駆動されるときの動作経緯を示すフローチャート、及び、組となる２つのモータの駆動電流の通流状態の一例を示す説明図である。
【図３】本発明によるモータ駆動装置の第２の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図である。
【図４】第２の実施の形態のモータ駆動装置において組となる２つのモータが同時駆動されるときの動作経緯を示すフローチャートである。
【図５】既知のモータ駆動装置の要部構成の一例を示す回路図であって、一対のリレーを備えたモータ駆動部を用いているものである。
【符号の説明】
１1 第１モータ
１2 第２モータ
１3 第３モータ
１4 第４モータ
２1 第１モータ駆動部
２2 第２モータ駆動部
２3 第３モータ駆動部
３ 制御部（ＣＰＵ）
４、６ 第１ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）
４1 、４2 、６ 、６2 第１ＦＥＴスイッチ対４、６の相補ＦＥＴ
５、７ 第２ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）
５1 、５2 、７1 、７2 第２ＦＥＴスイッチ対５、７の相補ＦＥＴ
８ ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）
８1 、８2 ＦＥＴスイッチ対８の相補ＦＥＴ
９ 変位量検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動装置に係わり、特に、被制御部材の位置を変位させる複数のモータを、半導体スイッチ対を有する複数のモータ駆動部によって制御する際に、使用するモータ駆動部の数を使用するモータの数よりも少なくしたモータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車においては、パワーシートやパワーミラー等の被制御部材の位置を変位させるために複数のモータが使用され、これら複数のモータを個別に駆動するためにモータの数と同数のモータ駆動部が使用され、この他にもモータ駆動部を個別に制御するために制御部が使用されており、複数のモータと複数のモータ駆動部と制御部によってモータ駆動装置が構成される。この場合、モータ駆動装置は、使用されるモータの数と同数のモータ駆動部を設ける必要があるため、できるだけ安価なモータ駆動部であることが好ましく、そのために従来は一対のリレーを備えたモータ駆動部を用いていた。
【０００３】
ここで、図５は、既知のモータ駆動装置の要部構成の一例を示す回路図であって、一対のリレーを備えたモータ駆動部を用いているものである。
【０００４】
図５に示されるように、既知のモータ駆動装置は、第１モータ４１1 、第２モータ４１2 、第３モータ４１3 、第４モータ４１4 と、第１モータ駆動部４２1 、第２モータ駆動部４２2 、第３モータ駆動部４２3 、第４モータ駆動部４２4 と、制御部４３とからなっている。この場合、第１モータ駆動部４２1 は２つのリレー４４1 、４４2 を備え、第２モータ駆動部４２2 は２つのリレー４５1 、４５2 を備え、第３モータ駆動部４２3 は２つのリレー４６1 、４６2 を備え、第４モータ駆動部４２4 は２つのリレー４７1 、４７2 を備えている。
【０００５】
そして、第１モータ駆動部４２1 は、リレー４４1 、４４2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４４1 、４４2 の可動接点（図番なし）が第１モータ４１1 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４４1 、４４2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。第２モータ駆動部４２2 は、リレー４５1 、４５2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４５1 、４５2 の可動接点（図番なし）が第２モータ４１2 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４５1 、４５2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。第３モータ駆動部４２3 は、リレー４６1 、４６2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４６1 、４６2 の可動接点（図番なし）が第３モータ４１3 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４６1 、４６2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。第４モータ駆動部４２4 は、リレー４７1 、４７2 のコイル（図番なし）の一端が直流電源に接続され、他端が制御部４３に接続される。リレー４７1 、４７2 の可動接点（図番なし）が第２モータ４１4 の一端及び他端にそれぞれ接続される。リレー４７1 、４７2 の一方の固定接点（図番なし）が直流電源に接続され、他方の固定接点（図番なし）が接地接続される。
【０００６】
この既知のモータ駆動装置は、次のように動作する。
【０００７】
まず、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 のリレー４４1 のコイルに接地電圧の制御電圧を供給すると、コイルが付勢されてその可動接点が図示の状態に切替り、第１モータ４１1 の一端に切替った接点を通して電源電圧が供給される。これと同時に、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 のリレー４４2 のコイルに電源電圧の制御電圧を供給すると、コイルが付勢されずにその可動接点が図示の状態に保持され、第１モータ４１1 の他端に保持された接点を通して接地電圧が供給される。このため、第１モータ４１1 には、一端から他端に向う駆動電流が流れ、第１モータ４１1 が一方方向に回転する。その後、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 に供給する制御電圧の極性を反転すると、リレー４４1 、４４2 の可動接点が図示の状態と反対の状態になり、第１モータ４１1 の一端及び他端に供給される電圧の極性も反対になり、第１モータ４１1 には、他端から一端に向う駆動電流が流れ、第１モータ４１1 が他方方向に回転する。
【０００８】
また、第２モータ駆動部４２2 、第３モータ駆動部４２3 、第４モータ駆動部４２4 においても、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 に供給した制御電圧と同じ制御電圧を第２モータ駆動部４２2 、第３モータ駆動部４２3 、第４モータ駆動部４２4 に供給すれば、それぞれ、第１モータ４１1 を回転させる場合と同じように、第２モータ４１2 、第３モータ４１3 、第４モータ４１4 をそれぞれ回転させることができる。そして、２つのモータ、例えば第１モータ４１1 と第２モータ４１2 を同時に同方向に回転させる場合には、制御部４３から第１モータ駆動部４２1 と第２モータ駆動部４２2 に同じ極性の制御電圧を供給すれば、第１モータ駆動部４２1 のリレー４４1 、４４2 の可動接点と第２モータ駆動部４２2 の対応するリレー４５1 、４５2 の可動接点とが同じように切替えられ、その結果、第１モータ４１1 と第２モータ４１2 が同時に同方向に回転する。また、第１モータ４１1 と第２モータ４１2 以外の他の２つのモータ、例えば第３モータ４１3 と第４モータ４１4 を同時に同方向に回転する場合も、全く同じである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記既知のモータ駆動装置は、複数のモータ４１1 乃至４１4 をそれぞれ駆動するために、複数のモータ４１1 乃至４１4 と同数の２つのリレーを備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いており、複数のモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いているにも係らず、全体のモータ駆動部を安価にすることができるという利点を有する反面、リレーの容積が比較的大きくなることから、モータ駆動装置の構造を小型化することが難しく、しかも、リレーの動作時に接点の切替え音が耳につくことがある。
【００１０】
このため、複数のモータ駆動部４２1 乃至４２4 として、２つのリレーを備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 の代わりに半導体スイッチ対、例えば相補電界効果トランジスタ対を備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いることが考えられる。この場合、このような半導体スイッチ対を備えたモータ駆動部４２1 乃至４２4 を用いれば、モータ駆動装置の構造を小型化することは容易であるが、被制御部材の位置を変位させる複数のモータのモータ駆動部４２1 乃至４２4 に使用可能な相補電界効果トランジスタ対は、リレーに比べて高価であって、その分、モータ駆動装置の製造コストが高くならざるを得ないものであった。
【００１１】
一方、前記既知のモータ駆動装置は、２つのモータ、例えばモータ４１1 、４１2 を同時駆動した場合に、２つのモータ４１1 、４１2 の駆動時間が同じであっても、それらのモータ４１1 、４１2 にそれぞれ結合される２つの被制御部材を変位させる際の負荷が同じにならないことがあるため、２つの被制御部材の変位量が均一にならず、２つの被制御部材をバランスの取れた状態で変位させることができない場合があった。
【００１２】
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、その第１の目的は、小型化できる半導体スイッチ対を備えたモータ駆動部を用いるとともに、用いるモータ駆動部の総数を低減することにより全体的に安価なモータ駆動部を得ることを可能にしたモータ駆動装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、被制御部材の位置を変位させる２つのモータを同時に駆動する際に、２つのモータによる被制御部材の位置の変位量が均一になるように、２つのモータの駆動時間を調整することが可能なモータ駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記第１及び第２の目的を達成するために、本発明によるモータ駆動装置は、回転時に被制御部材の位置を変位させる複数のモータと、１つ以上の半導体スイッチ対を有し、複数のモータを選択的に電源に接続する複数のモータ駆動部と、各半導体スイッチ対をオンオフ制御する制御部と、被制御部材の位置変位量を検出する変位量検出部とを備え、複数のモータは、２つで１組となる組を少なくとも１つ有し、組となるモータの一端は１つの半導体スイッチ対を有する共通のモータ駆動部に接続され、組となるモータの他端はそれぞれ２つの半導体スイッチ対を有するモータ駆動部に接続され、組となる２つのモータを同時駆動するとき、制御部は、２つのモータに接続されたモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対の出力電圧極性が互いに逆になるように、２つの半導体スイッチ対をオンオフ制御して２つのモータを時分割的に駆動するとともに、２つのモータの各駆動時間を、変位量検出部で検出した２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに等しくなるように、２つのモータの各駆動時間を調整する際に、被制御部材の駆動状態に合わせて時分割駆動する際の２つのモータの駆動時間の割合を変更することにより前記被制御部材の位置変位量を等しくなるようにしている構成手段を具備する。
【００１７】
前記構成手段によれば、複数のモータの中の２つのモータを組にし、組となる２つのモータの一端を１つの半導体スイッチ対を有する複数のモータに共通のモータ駆動部に接続し、他端を２つの半導体スイッチ対を有する同じモータ駆動部に接続して、同じモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対を介して２つのモータを時分割的に駆動するようにしているので、用いられるモータの総数に比べて必要なモータ駆動部の総数を少なくすることができ、それによりモータ駆動部全体を小型化し、モータ駆動部を安価にすることができるとともに、組となる２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに均一になるように、これら２つのモータの各駆動時間を調整するようにしているので、同時駆動される２つのモータによる被制御部材の位置変位量が常時均一になり、被制御部材の位置が変位したときのアンバランス状態をなくすことができる。
【００１８】
前記第１及び第２の構成における半導体スイッチ対は、電源間に直列接続された電界効果トランジスタ対であることが好適である。
【００１９】
このような構成にすれば、半導体スイッチ対を小型化された集積回路の形で形成することができ、モータ駆動部の実装が容易になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明によるモータ駆動装置の第１の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図である。
【００２２】
図１に示されるように、第１の実施の形態のモータ駆動装置は、第１モータ１1 、第２モータ１2 、第３モータ１3 、第４モータ１4 と、第１モータ駆動部２1 、第２モータ駆動部２2 、第３モータ駆動部２3 と、制御部（ＣＰＵ）３とからなる。この場合、第１モータ駆動部２1 は、第１電界効果トランジスタ（以下、電界効果トランジスタをＦＥＴという）スイッチ対（半導体スイッチ対）４と第２ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）５とを備え、第２モータ駆動部２2 は、第１ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）６と第２ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）７とを備え、第３モータ駆動部２3 は、１つのＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）８を備えている。また、第１モータ駆動部２1 において、第１ＦＥＴスイッチ対４は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ４1 、４2 からなり、第２ＦＥＴスイッチ対５は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ５1 、５2 からなる。第２モータ駆動部２2 において、第１ＦＥＴスイッチ対６は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ６ 1 、６2 からなり、第２ＦＥＴスイッチ対７は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ７1 、７2 からなる。第３モータ駆動部２3 において、ＦＥＴスイッチ対８は、電源端子と接地間に直列接続された２つの相補ＦＥＴスイッチ８1 、８2 からなる。
【００２３】
そして、第１モータ駆動部２1 において、第１ＦＥＴスイッチ対４は、ＦＥＴ４1 とＦＥＴ４2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ４1 とＦＥＴ４2 の接続点が第１モータ１1 の一端に接続される。第２ＦＥＴスイッチ対５は、ＦＥＴ５1 とＦＥＴ５2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ５1 とＦＥＴ５2 の接続点が第２モータ１2 の一端に接続される。また、第２モータ駆動部２2 において、第１ＦＥＴスイッチ対６は、ＦＥＴ６1 とＦＥＴ６2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ６1 とＦＥＴ６2 の接続点が第３モータ１3 の一端に接続される。第２ＦＥＴスイッチ対７は、ＦＥＴ７1 とＦＥＴ７2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ７1 とＦＥＴ７2 の接続点が第４モータ１4 の一端に接続される。さらに、第３モータ駆動部２3 において、ＦＥＴスイッチ対８は、ＦＥＴ８1 とＦＥＴ８2 の各ゲートが制御部３に接続され、ＦＥＴ８1 とＦＥＴ８2 の接続点が第１乃至第４モータ１1 乃至１4 の他端に共通に接続される。
【００２４】
この場合、第１モータ１1 、第２モータ１2 、第３モータ１3 、第４モータ１4 の中の、第１モータ１1 と第２モータ１2 とは同じ組を構成しており、第３モータ１3 と第４モータ１4 とは同じ組を構成している。
【００２５】
次に、図２（ａ）は、第１の実施の形態のモータ駆動装置において、同じ組の２つのモータ、例えば第１モータ１1 と第２モータ１2 が同時駆動されるときの動作経緯を示すフローチャートであり、図２（ｂ）は、同じ組の２つのモータの駆動電流波形の一例を表わす説明図である。
【００２６】
図２（ａ）に図示されたフローチャート及び図２（ｂ）図示された説明図を用いて、第１の実施の形態のモータ駆動装置の動作を説明する。
【００２７】
始めに、ステップＳ１において、制御部３が、それぞれ制御電圧として、第１モータ駆動部２1 のＦＥＴスイッチ対４の２つのＦＥＴ４1 、４2 の各ゲートに接地電圧を供給し、ＦＥＴスイッチ対５のＦＥＴ５1 、５2 の各ゲートに電源電圧を供給し、第３モータ駆動部２3 のＦＥＴスイッチ対８のＦＥＴ８1 、８2 の各ゲートに電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ４1 、５2 、８2 はオンに切替わり、ＦＥＴ４2 、５1 、８1 はオフに切替わる。このとき、第１モータ１1 は、一端にＦＥＴ４1 を通して電源電圧が、他端にＦＥＴ８2 を通して接地電圧がそれぞれ供給され、図２（ｂ）の上段電流波形の時間ｔ０−ｔ１に示すように駆動電流が流れ、一方方向に回転して第１モータ１1 に結合された被制御部材の位置を変位させる。また、第２モータ１2 は、一端にＦＥＴ５2 を通して接地電圧が、他端にＦＥＴ８2 を通して接地電圧が供給されるので、図２（ｂ）の下段電流波形の時間ｔ０−ｔ１に示すように駆動電流が流れない。
【００２８】
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１の開始時から一定時間経過後に、制御部３が、それぞれ制御電圧として、ＦＥＴスイッチ対４の２つのＦＥＴ４1 、４2 の各ゲートに電源電圧を切替え供給し、他の制御電圧として前と同じ電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ４2 はオンに切替って、ＦＥＴ５2 、８2 とともにオンになり、ＦＥＴ４1 はオフに切替って、ＦＥＴ５1 、８1 とともにオフになる。このとき、第１モータ１1 は、一端及び他端に接地電圧が供給され、同様に、第２モータ１2 も、一端及び他端に接地電圧が供給され、第１モータ１1 及び第２モータ１2 には駆動電流が流れず、駆動待機状態になる。
【００２９】
次いで、ステップＳ３において、ステップＳ２の開始時から極めて短い時間経過後に、制御部３が、それぞれ制御電圧として、ＦＥＴスイッチ対４の２つのＦＥＴ４1 、４2 の各ゲートに前と同じ電源電圧を供給し、ＦＥＴスイッチ対５のＦＥＴ５1 、５2 の各ゲートに接地電圧を切替え供給し、ＦＥＴスイッチ対８のＦＥＴ８1 、８2 の各ゲートに前と同じ電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ４2 、５1 、８2 はオンになり、ＦＥＴ４1 、５2 、８1 はオフになる。このとき、第１モータ１1 は、一端にＦＥＴ４2 を通して接地電圧が供給され、他端にＦＥＴ８2 を通して接地電圧が供給されるので、図２（ｂ）の上段電流波形の時間ｔ１−ｔ２に示すように駆動電流が流れない。また、第２モータ１2 は、一端にＦＥＴ５1 を通して電源電圧が供給され、他端にオンに切替ったＦＥＴ８2 を通して接地電圧が供給されるので、図２（ｂ）の下段電流波形の時間ｔ１−ｔ２に示すように駆動電流が流れ、一方方向に回転して第２モータ１2 に結合された被制御部材の位置を変位させる。
【００３０】
続く、ステップＳ４において、ステップＳ３の開始時から一定時間経過後に、制御部３が、それぞれ制御電圧として、ＦＥＴスイッチ対５の２つのＦＥＴ５ 1 、５2 の各ゲートに電源電圧を切替え供給し、それ以外の制御電圧として前と同じ電源電圧を供給する。これらの制御電圧の供給で、ＦＥＴ５2 はオンに切替って、ＦＥＴ４2 、８2 とともにオンになり、ＦＥＴ５1 はオフに切替って、ＦＥＴ４1 、８1 とともにオフになる。このとき、第１モータ１1 は、一端及び他端に接地電圧が供給され、同様に、第２モータ１2 も、一端及び他端に接地電圧が供給され、第１モータ１1 及び第２モータ１2 には駆動電流が流れず、駆動待機状態になる。
【００３１】
続いて、ステップＳ５において、ステップＳ４の開始時から極めて短い時間経過後に、制御部３は、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したか否かを判断する。そして、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したと判断した（Ｙ）ときはこの一連のフローチャートを終了し、一方、同時駆動指令が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは最初のステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の動作が繰り返し実行される。
【００３２】
このように、図２（ａ）に図示のフローチャートによれば、第１モータ１1 及び第２モータ１2 を時分割的に同時駆動することができ、それにより第１モータ１1 に結合された被制御部材と第２モータ１2 に結合された被制御部材とを見掛け上同時にその位置を変位させることができる。
【００３３】
なお、前記フローチャートは、同じ組の第１モータ１1 及び第２モータ１2 を時分割的に同時駆動したときの例を説明したものであるが、第１モータ駆動部２1 の代わりに、第２モータ駆動部２2 のＦＥＴスイッチ対６及びＦＥＴスイッチ対７に、制御部３から前述の場合と同じ極性の制御電圧を前述の場合と同じように供給すれば、同じ組の第３モータ１3 及び第４モータ１4 を時分割的に同時駆動することができる。
【００３４】
次に、図３は、本発明によるモータ駆動装置の第２の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図であり、第１モータ１1 による被制御部材の位置変位量と第２モータ１2 による被制御部材の位置変位量とが均一になるようにした例を示すものである。
【００３５】
図３に図示されるように、第２の実施の形態のモータ駆動装置は、第１の実施の形態のモータ駆動装置の構成の他に、第１乃至第４モータ１1 乃至１4 によって変位する各被制御部材の位置変位量をそれぞれ検出する変位量検出部９を備えており、変位量検出部９は制御部１に接続される。なお、図３において、図１に図示の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。
【００３６】
また、図４は、第２の実施の形態のモータ駆動装置において、同じ組の２つのモータ、例えば第１モータ１1 と第２モータ１2 とを同時駆動するときの動作経緯を示すフローチャートである。
【００３７】
図３に図示されたフローチャートを用い、第２の実施の形態のモータ駆動装置の動作を説明する。
【００３８】
始めに、ステップＳ１１において、制御部３は、変位量検出部９を通して第１モータ１1 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動開始位置）Ｐ１１を内部メモリに記憶する。
【００３９】
次に、ステップＳ１２において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ１における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第１モータ１1 を回転駆動し、第２モータ１2 を回転停止状態にする。
【００４０】
このとき、ステップＳ１３において、制御部３は、第１モータ１1 が回転駆動している時間を測定する。
【００４１】
次いで、ステップＳ１４において、制御部３は、第１モータ１1 の回転駆動時間が設定時間に達したか否かを判断する。そして、回転駆動時間が設定時間に達したと判断した（Ｙ）ときは次のステップＳ１５に移行し、一方、回転駆動時間が未だ設定時間に達していないと判断した（Ｎ）ときはこのステップＳ１４を繰り返し実行する。
【００４２】
続いて、ステップＳ１５において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ２における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第１モータ１1 の回転駆動を停止させ、第２モータ１2 も前と同じ回転停止状態にする。
【００４３】
このとき、ステップＳ１６において、制御部３は、変位量検出部９を通して第１モータ１1 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動終了位置）Ｐ12を内部メモリに記憶する。
【００４４】
引き続く、ステップＳ１７において、制御部３は、変位量検出部９を通して第２モータ１2 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動開始位置）Ｐ21を内部メモリに記憶する。
【００４５】
次に、ステップＳ１８において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ３における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第２モータ１2 を回転駆動し、第１モータ１1 を回転停止状態にする。
【００４６】
このとき、ステップＳ１９において、制御部３は、第２モータ１2 が回転駆動している時間を測定する。
【００４７】
次いで、ステップＳ２０において、制御部３は、第２モータ１2 の回転駆動時間が設定時間に達したか否かを判断する。そして、回転駆動時間が設定時間に達したと判断した（Ｙ）ときは次のステップＳ２１に移行し、一方、回転駆動時間が未だ設定時間に達していないと判断した（Ｎ）ときはこのステップＳ２０を繰り返し実行する。
【００４８】
ここで、前のステップＳ１４における第１モータ１1 の設定時間（回転駆動時間）Ｔ1 と、このステップＳ２０における第２モータ１2 の設定時間（回転駆動時間）Ｔ2 は、前回に同時駆動したときに設定した設定時間Ｔ1 、Ｔ2 を用いるが、第１モータ１1 と第２モータ１2 の同時駆動が初回であるとき、前回の同時駆動したときに設定した設定時間がないため、両設定時間Ｔ1 、Ｔ2 は等しい値に設定される。
【００４９】
続いて、ステップＳ２１において、制御部３は、第１モータ駆動部２1 と第３モータ駆動部２3 に制御電圧を供給する際に、図２に図示のステップＳ４における第１モータ駆動部２1 及び第３モータ駆動部２3 への制御電圧の供給状態と同じ供給状態にして、第２モータ１2 の回転駆動を停止させ、第１モータ１1 も前と同じ回転停止状態にする。
【００５０】
このとき、ステップＳ２２において、制御部３は、変位量検出部９を通して第２モータ１2 の現在位置を検出し、その検出結果（駆動終了位置）Ｐ22を内部メモリに記憶する。
【００５１】
続く、ステップＳ２３において、制御部３は、図２に図示のステップＳ５において行った判断と同様に、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したか否かを判断する。そして、第１モータ１1 及び第２モータ１2 への同時駆動指令が終了したと判断した（Ｙ）ときはこの一連のフローチャートを終了し、一方、同時駆動指令が未だ終了していないと判断した（Ｎ）ときは次のステップＳ２４に移行する。
【００５２】
次に、ステップＳ２４において、制御部３は、第１モータ１1 に駆動電流を通電させる時間デューティを設定するための係数Ｋ1 を算出する。この係数Ｋ1 は、内部メモリに記憶されている第１モータ１1 の駆動開始位置Ｐ11、駆動終了位置Ｐ12や第２モータ１2 の駆動開始位置Ｐ21、駆動終了位置Ｐ22を用いて、次式（１）に基づいて算出される。
【００５３】
Ｋ1 ＝｜Ｐ21−Ｐ22｜／（｜Ｐ11−Ｐ12｜＋｜Ｐ21−Ｐ22｜）… …（１）
それに続いて、ステップＳ２５において、制御部３は、第２モータ１2 に駆動電流を通電させる時間デューティを設定するための係数Ｋ2 を求める。この係数Ｋ2 は、内部メモリに記憶されている第１モータ１1 の駆動開始位置Ｐ11、駆動終了位置Ｐ12や第２モータ１2 の駆動開始位置Ｐ21、駆動終了位置Ｐ22を用いて、次式（２）に基づいて算出される。
【００５４】
Ｋ2 ＝｜Ｐ11−Ｐ12｜／（｜Ｐ11−Ｐ12｜＋｜Ｐ21−Ｐ22｜）… …（２）
次に、ステップＳ２６において、制御部３は、第１モータ１1 及び第２モータ１2 を同時駆動する際の駆動基本時間ＴB と、算出した係数Ｋ1 、Ｋ2 とを用いて、次回の設定時間（駆動時間比率）Ｔ1 、Ｔ2 を算出する。このときの算出式として、設定時間Ｔ1 については、Ｔ1 ＝ＴB ×Ｋ1 を用い、設定時間Ｔ2 については、Ｔ2 ＝ＴB ×Ｋ2 を用いる。
【００５５】
これらの設定時間Ｔ1 、Ｔ2 が算出されると、最初のステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の動作が繰り返し実行される。
【００５６】
ここにおいて、第２の実施の形態における設定時間Ｔ1 、Ｔ2 の１つの具体例について説明すると、いま、基本時間ＴB が１００ｍｓｅｃで、第１モータ１1 の駆動開始位置Ｐ11が５０、第２モータ１2 の駆動開始位置Ｐ21も５０であったとすると、単位時間経過後における第１モータ１1 の駆動終了位置Ｐ12が１００になり、第２モータ１2 の駆動終了位置Ｐ22が７５になったとすれば、第１モータ１1 の駆動変位位置｜Ｐ11−Ｐ12｜は｜１００−５０｜で５０になり、第２モータ１2 の駆動変位位置｜Ｐ21−Ｐ22｜は｜１００−７５｜で２５になる。そして、前記式（１）、（２）を用いて、Ｋ1 、Ｋ2 を求めると、Ｋ1 は２５／（５０＋２５）＝１／３、Ｋ2 は５０／（５０＋２５）＝２／３になる。この結果、設定時間Ｔ1 は１００ｍｓｅｃ×１／３＝３３．３ｍｓｅｃになり、設定時間Ｔ2 は１００ｍｓｅｃ×２／３＝６６．７ｍｓｅｃになる。
【００５７】
すなわち、この例では、全駆動時間１００ｍｓｅｃに対して、第１モータ１1 を駆動する時間デューティを３３．３ｍｓｅｃに、第２モータ１2 を駆動する時間デューティをその倍の６６．７ｍｓｅｃにすれば、次回の第１モータ１1 の駆動変位位置｜Ｐ11−Ｐ12｜と第２モータ１2 の駆動変位位置｜Ｐ21−Ｐ22｜とが均一になる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の１つの発明によれば、複数のモータの中の２つのモータを組にし、組となる２つのモータの一端を１つの半導体スイッチ対を有する複数のモータに共通のモータ駆動部に接続し、他端を２つの半導体スイッチ対を有する同じモータ駆動部に接続して、同じモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対を介して２つのモータを時分割的に駆動するようにしているので、用いられるモータの総数に比べて必要なモータ駆動部の総数を少なくすることができ、それによりモータ駆動部を全体を小型化し、モータ駆動部を安価にすることができるという効果がある。
【００５９】
また、本発明の他の発明によれば、前記本発明の１つの発明で得られる効果の他に、組となる２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに均一になるように、これら２つのモータの各駆動時間を調整するようにしているので、同時駆動される２つのモータによる被制御部材の位置変位量が常時均一になり、被制御部材の位置が変位したときのアンバランス状態をなくすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモータ駆動装置の第１の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態のモータ駆動装置において組となる２つのモータが同時駆動されるときの動作経緯を示すフローチャート、及び、組となる２つのモータの駆動電流の通流状態の一例を示す説明図である。
【図３】本発明によるモータ駆動装置の第２の実施の形態であって、その要部構成を示す回路図である。
【図４】第２の実施の形態のモータ駆動装置において組となる２つのモータが同時駆動されるときの動作経緯を示すフローチャートである。
【図５】既知のモータ駆動装置の要部構成の一例を示す回路図であって、一対のリレーを備えたモータ駆動部を用いているものである。
【符号の説明】
１1 第１モータ
１2 第２モータ
１3 第３モータ
１4 第４モータ
２1 第１モータ駆動部
２2 第２モータ駆動部
２3 第３モータ駆動部
３ 制御部（ＣＰＵ）
４、６ 第１ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）
４1 、４2 、６ 、６2 第１ＦＥＴスイッチ対４、６の相補ＦＥＴ
５、７ 第２ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）
５1 、５2 、７1 、７2 第２ＦＥＴスイッチ対５、７の相補ＦＥＴ
８ ＦＥＴスイッチ対（半導体スイッチ対）
８1 、８2 ＦＥＴスイッチ対８の相補ＦＥＴ
９ 変位量検出部
Claims (3)
- 回転時に被制御部材の位置を変位させる複数のモータと、１つ以上の半導体スイッチ対を有し、前記複数のモータを選択的に電源に接続する複数のモータ駆動部と、前記各半導体スイッチ対をオンオフ制御する制御部と、前記被制御部材の位置変位量を検出する変位量検出部とを備え、前記複数のモータは、２つで１組となる組を少なくとも１つ有し、前記組となるモータの一端は１つの半導体スイッチ対を有する共通のモータ駆動部に接続され、前記組となるモータの他端はそれぞれ２つの半導体スイッチ対を有するモータ駆動部に接続され、前記組となる２つのモータを同時駆動するとき、前記制御部は、前記２つのモータに接続されたモータ駆動部の２つの半導体スイッチ対の出力電圧極性が互いに逆になるように、前記２つの半導体スイッチ対をオンオフ制御して前記２つのモータを時分割的に駆動するとともに、前記２つのモータの各駆動時間を、前記変位量検出部で検出した前記２つのモータによる被制御部材の位置変位量が互いに等しくなるように、前記２つのモータの各駆動時間を調整する際に、前記被制御部材の駆動状態に合わせて時分割駆動する際の前記２つのモータの駆動時間の割合を変更することにより前記被制御部材の位置変位量を等しくなるようにしていることを特徴とするモータ駆動装置。
- 前記被制御部材の駆動状態の検知は、前記変位量検出部によって、前記２つのモータの中の第１モータに対する駆動開始位置の検出と、所定の回転駆動時間駆動させるための駆動終了位置の検出によって、また、前記２つのモータの中の第２モータに対する駆動開始位置の検出と、所定の回転駆動時間駆動させるための駆動終了位置の検出によってそれぞれ行われるもので、前記第１モータの駆動開始位置と駆動終了位置及び前記第２モータの駆動開始位置と駆動終了位置とから２つの時間ヂューティ設定係数Ｋ１及び時間ヂューティ設定係数Ｋ２をそれぞれ求め、求めた２つの係数Ｋ１、Ｋ２を用いて次回に時分割駆動する第１及び第２モータの駆動時間の割合を変更することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
- 前記第１モータにおける時間ヂューティ設定係数Ｋ１及び第２モータにおける時間ヂューティ設定係数Ｋ２は、前記第１モータの駆動開始位置をＰ１１、駆動終了位置をＰ１２、前記第２モータの駆動開始位置をＰ２１、駆動終了位置をＰ２２としたとき、Ｋ１＝｜Ｐ２１−Ｐ２２｜／（｜Ｐ１１−Ｐ１２｜＋｜Ｐ２１−Ｐ２２｜）、Ｋ２＝｜Ｐ１１−Ｐ１２｜／（｜Ｐ１１−Ｐ１２｜＋｜Ｐ２１−Ｐ２２｜）によって算出されることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
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