JP4080864B2 - Ｐｗｍ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転停止状態から目標回転数に達するまでの電動モータの回転をパルス幅変調を用いてモータを変速させるＰＷＭ制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用の空調装置では、そのブロアファンの電動モータとしてブラシレスモータが用いられ、このブラシレスモータの回転数を目標回転数に達するまでパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて目標回転数に達するまで徐々に回転数を増加させるようにしたＰＷＭ制御装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。
【０００３】
このものは、電動モータの回転数に対応するデューティ比に基づき目標値デジタルデータを算出する回転数目標値算出手段と、目標値デジタルデータが入力されて目標値デジタルデータに達するまで所定の勾配に従って目標値デジタルデータに遅延を与えたソフトスタート目標値デジタルデータを出力するソフトスタート目標値算出手段と、電圧の変動に伴う電動モータの回転数の変動を補正するために電圧とデューティ比との関係に基づきソフトスタート目標値デジタルデータに所定の演算を行ってＰＷＭデータを生成する電圧補正手段と、ＰＷＭデータに基づいてスイッチング回路に加わる駆動電圧をオンオフさせて電動モータに流れる電流を制御するＰＷＭ波を出力するＰＷＭ波出力回路とを備えている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１６１７８号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−１１６１７９号公報（図１、図５）
【特許文献３】
特開２００１−１０３７８６号公報（図１）
【特許文献４】
特開２００２−７８３７７号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このものでは、そのスイッチング回路の駆動電圧を一定としてスイッチング回路をＰＷＭ変調によりオン・オフさせているので、スイッチング回路のオン・オフによりラジオノイズ（ＡＭ波に混入するノイズ）が発生する。このラジオノイズは、デューティ比が３０％から８０％程度の範囲内で大きくなる性質がある。
【０００６】
そこで、ＰＷＭ波出力回路の定数調整を行うことにより、ＭＯＳ ＦＥＴのゲートに加わる矩形パルスの波形の傾きを鈍らせて、すなわち、矩形パルス波形の立ち上がり、立ち下がりの傾きを鈍らせて、スイッチングによるラジオノイズの発生を小さくすることが考えられるが、このような対策を行うことにすると、ＭＯＳ ＦＥＴにおける電力消費量（スイッチング損失）が多くなり、全開域の発熱量が大きくなって好ましくない。
【０００７】
また、ＰＷＭ波出力回路にノイズフィルター回路を設けることも考えられるが、ノイズフィルター回路を設けると、ＰＷＭモジュール全体が大型化すると共に部品点数が増加し、コストアップを招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、全開域の発熱量を大きくすることなくかつコスト増加を招くことなく中速域のラジオノイズの低減を図ることのできるＰＷＭ制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のＰＷＭ制御装置は、電動モータの回転数に対応するデューティ比に基づき目標値デジタルデータを算出する回転数目標値算出手段と、前記目標値デジタルデータが入力されて該目標値デジタルデータに達するまで所定の勾配に従って前記目標値デジタルデータに遅延を与えたソフトスタート目標値デジタルデータを出力するソフトスタート目標値算出手段と、電圧の変動に伴う前記電動モータの回転数の変動を補正するために電圧とデューティ比との関係に基づき前記ソフトスタート目標値デジタルデータに所定の演算を行ってＰＷＭデータを生成する電圧補正手段と、前記ＰＷＭデータに基づいてスイッチング回路に加わる駆動電圧をオンオフさせて前記電動モータに流れる電流を制御するＰＷＭ波を出力するＰＷＭ波出力回路とを備え、前記電動モータの回転数の目標値デジタルデータに達するまで前記ソフトスタート目標値デジタルデータを変化させて徐々に電動モータの回転数を上昇させるＰＷＭ制御装置において、
前記ソフトスタート目標値算出手段からのソフトスタート目標値デジタルデータに基づいて出力デューティ比を割り出しかつラジオノイズが大となる出力デューティ比の範囲内で前記駆動電圧を低下させて前記電動モータが駆動されるように前記駆動電圧を段階的に切り替える電圧切り換え回路を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のＰＷＭ制御装置は、前記電動モータは第１モータと第２モータとからなり、前記スイッチング回路は前記第１モータを駆動する第１回路と、前記第２モータを駆動する第２回路とからなり、両回路はそれぞれＭＯＳ ＦＥＴを備え、前記駆動電圧が前記ＭＯＳ ＦＥＴをオン・オフ制御するゲート電圧であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載のＰＷＭ制御装置は、前記電圧切り替え回路は、前記第１モータを駆動するために割り出された出力デューティ比によって得られるゲート電圧と前記第２モータを駆動するために割り出された出力デューティ比によって得られるゲート電圧が異なるときには、低い方のゲート電圧を優先的に選択することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わるＰＷＭ制御装置の回路図を示し、この図１において、１はＩＣ回路からなる演算処理回路部である。その演算処理回路部１は入力端子２Ａ〜２Ｅ、出力端子２Ｆ〜２Ｉを有する。
【００１３】
演算処理回路部１の入力端子２Ａには回転指示信号としてのデジタル信号パルスが入力される。そのデジタル信号パルスはデューティ比検出処理回路３によりデューティ比データDdutyが検出され、緩応答フィルタ処理回路４を介してファン速目標値変換処理回路（回転数目標値算出手段）５に入力される。
【００１４】
ファン速目標値変換処理回路５は図２に示す入出力変換特性曲線図の回転数目標値デジタルデータDfanとデューティ比との関係を入出力変換特性曲線Ｋ１に基づいて変換する機能を有する。
【００１５】
その図２において、横軸Ｘ（％）はデューティ比Ddutyであり、縦軸Ｙ（％）は回転数目標値デジタルデータDfanである。なお、その入出力変換特性曲線Ｋ１は駆動電圧１５ＶＨ（１２ボルト）をパラメータとする入出力変換特性曲線を示している。
【００１６】
なお、入力デューティ比Ddutyは、図３に示すようにＰＷＭ波Ｐの一周期ＴpwmによりパルスＰのオン期間Ｔonを除した値として定義される。
【００１７】
そのファン速目標値変換処理回路５はデューティ比Ddutyが入出力変換特性曲線Ｋ１と交わる点の横軸Ｙ（％）を８ビットの目標値デジタルデータDfanとしてストアすると共に、目標値デジタルデータDfanを出力する。
【００１８】
入力端子２Ｂには、標準電圧Ｂを分圧した分圧電圧Vbinが入力される。その分圧電圧VbinはＡ／Ｄ変換処理回路６によって１０ビットのデジタルデータに変換される。その１０ビットのデジタルデータは、デジタルフィルタ処理回路７によって上位の８ビットからなるデジタルデータDbとされ、そのデジタルデータDbは基準データ作成回路８に入力される。基準データ作成回路８は標準電圧Vbinと後述する補正デジタルデータDssfanとの関係を、１２７ビットを２．２５ボルトに対応させて補正する機能を有し、補正データDbrは第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０に入力される。
【００１９】
例えば、分圧電圧Vbinが４．５ボルトならば、基準データ作成回路８はデジタルデータDssfanを１／２倍に補正するデータDbrを出力し、分圧電圧Vbinが１．１２５ボルトならば、基準データ作成回路８はデジタルデータDssfanを２倍に補正するデータDbrを出力する。
【００２０】
入力端子２Ｃには、ＰＷＭモジュールの異常加熱判断用のサーミスタ１１から温度に対応する電圧Vtinが入力される。この電圧VtinはＡ／Ｄ変換処理回路１２によって１０ビットのデジタルデータに変換される。その１０ビットのデジタルデータは、デジタルフィルタ処理回路１３によって上位の８ビットからなるデジタルデータDtとされ、そのデジタルデータDtは温度状態判定処理回路１４に入力される。
【００２１】
温度状態判定処理回路１４はそのデジタルデータDtに基づき、例えば正常温度、低高温、中高温、高高温を意味する２ビットデータDtfを出力する。
【００２２】
入力端子２Ｄには第１モータＭ１に流れている電流が過電流であるか否かを判定をするための過電流検出電圧Vid1が入力され、入力端子２Ｅには第２モータＭ２に流れている電流が過電流であるか否かを判定するための過電流検出電圧Vid2が入力される。
【００２３】
過電流検出電圧Vid1はＡ／Ｄ変換処理回路１５によって１０ビットのデジタルデータとされる。その１０ビットのデジタルデータはデジタルフィルタ処理回路1６によって上位の８ビットからなるデジタルデータDid1とされて第１電流状態判定処理回路１７に入力される。過電流検出電圧Vid2はＡ／Ｄ変換処理回路１８によって１０ビットのデジタルデータとされる。その１０ビットのデジタルデータはデジタルフィルタ処理回路１９によって上位の８ビットからなるデジタルデータDid2とされて第２電流状態判定処理回路２０に入力される。
【００２４】
第１電流状態判定処理回路１７、２０は、そのデジタルデータDid1、Did2に基づき、第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる電流が過電流か否かを判定し、デジタルデータDif1、Dif2をそれぞれ出力する。デジタルデータDif1はデジタルデータDfanとデジタルデータDtと共にソフトスタート目標値変換処理回路（ソフトスタート目標値算出手段）２１に入力される。デジタルデータDif2は目標値デジタルデータDfanとデジタルデータDtと共にソフトスタート目標値変換処理回路（ソフトスタート目標値算出手段）２２に入力される。
【００２５】
ソフトスタート目標値変換処理回路２１、２２は温度状態判定処理回路１４の温度情報と電流状態判定処理回路１７、２０の過電流情報とに基づき、所定の処理を行うが本発明には関係しないので、ここでは、その説明を省略する。
【００２６】
ソフトスタート目標値変換処理回路２１、２２はファン速目標値変換処理回路５からの目標値デジタルデータDfanに基づいてソフトスタート目標値としてのソフトスタート目標値デジタルデータDsfan１、Dsfan２を電圧補正手段としての第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０と駆動電圧可変制御回路２３とに出力する。第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、電圧の変動に伴う電動モータの回転数変動を補正する役割を果たす。
【００２７】
ソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2は、最大回転数を２５５ビット（１００％）に対応させて目標値デジタルデータDfanを所定の勾配α、例えば、毎秒α＝８％の傾きで上昇させかつ毎秒９６％の傾きで下降させる変化値を示すデータであり、例えば、図４に示すように、横軸を時間ｔとしかつ縦軸をソフトスタート目標値デジタルデータDsfanとしたときに、目標値デジタルデータDfanに達するまで、所定の傾きに従って時間に対して上昇するデータである。
【００２８】
駆動電圧可変制御回路（電圧切り換え回路）２３は、図５に示す入出力変換特性曲線Ｋ１’に従って駆動電圧を設定するものである。その図５において、横軸Ｘ（％）は出力デューティ比Ddutyであり、縦軸Ｙ（％）はソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2である。
【００２９】
すなわち、駆動電圧可変制御回路２３は、入出力変換特性曲線Ｋ１’に従って、ソフトスタート目標値変換処理回路２１からのソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1に基づいて出力デューティ比Dduty1を割り出すと共に、ソフトスタート目標値変換処理回路２２からのソフトスタート目標値デジタルデータDsfan2に基づいて出力デューティ比Dduty2を割り出し、ラジオノイズが大となる出力デューティ比dutyの範囲DH内で第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる電流が小さくなるように後述するスイッチング回路の駆動電圧を切り替える機能を有する。
【００３０】
ここでは、駆動電圧可変制御回路２３は、出力デューティ比Ddutyが３０％未満、８０％以上の時には、その出力端子２Ｆ、２Ｇにロー信号Ｌ０を出力し、出力デューティ比Ddutyが３０％以上でかつ５０％未満、７０％以上でかつ８０％未満の時には、その出力端子２Ｆにロー信号Ｌ０を出力し、出力端子２Ｇにハイ信号Ｈｉを出力し、出力デューティ比Ddutyが５０％以上でかつ７０％未満の時は、出力端子２Ｆにハイ信号Ｈｉを出力し、出力端子２Ｇにロー信号Ｌ０を出力する。
【００３１】
その出力端子２Ｆの出力Ｌ０、出力端子２Ｇの出力Ｌ０は駆動電圧１２ボルトに対応し、出力端子２Ｆの出力Ｌ０、出力端子２Ｇの出力Ｈｉは駆動電圧７ボルトに対応し、出力端子２Ｆの出力Ｈｉ、出力端子２Ｇの出力Ｌ０は駆動電圧５ボルトに対応し、図６に示す駆動電圧切り替え特性ＶＣに従って後述するスイッチング回路の駆動電圧が切り替えられる。
【００３２】
なお、駆動電圧可変制御回路２３は、ソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1により割り出されたデューティ比に基づく駆動電圧とソフトスタート目標値デジタルデータDsfan2により割り出されたデューティ比とが異なるときには、低い方の駆動電圧が優先的に選択されるように信号を出力する。
【００３３】
ところで、スイッチング回路の駆動電圧を低下させたり上昇させたりして変化させることにすると、第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる駆動電流が減少するため、ラジオノイズが大となるデューティ比Dduty の範囲ＤＨ内では、図７に示すように、第１モータＭ１、第２モータＭ２の回転数が減少したり、増加したりして変動するため、滑らかに第１モータＭ１、第２モータの回転数が上昇しない。
【００３４】
ここで、ソフトスタート処理前の目標値デジタルデータDfan1、Dfan2に回転数変化分に対応する補正データを上乗せすることが考えられるが、補正データに遅延がかかるため、回転数のオーバーシュート現象が発生する。
【００３５】
そこで、このものでは、入力デューティの瞬時補正を行って回転数のオーバーシュート現象が発生しないようにするため、ソフトスタート処理後のソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2を用いて補正を行うことにした。
【００３６】
すなわち、第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、図８に示す入出力変換特性曲線図に基づいてソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2を補正する機能を有する。
【００３７】
その入出力変換特性曲線図は、入力デューティ比と出力デューティ比との特性をマッピングしたもので、その図８において横軸Ｘ（％）は出力デューティ比を示し、縦軸Ｙ（％）は入力デューティ比を示しており、入力デューティ比と回転数との関係が直線になるように出力デューティ比を決定する入出力変換特性曲線となっている。ここでは、駆動電圧５Ｖ、７Ｖ、１２Ｖに切り替えて使用するので、３個の入出力変換特性曲線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３がマッピングされている。
【００３８】
第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、ソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2をＹ軸として入出力変換特性曲線Ｋ１との交点のＸ軸の値を求めた後、そのＸ軸の値と入出力変換特性曲線Ｋ２、Ｋ３との交点を求め、そのときのＹ軸の値を補正デジタルデータDssfan１、Dssfan２としてメモリにストアして、駆動電圧が７ボルト、５ボルトの時にそれに対応する不足分を補正し、補正デジタルデータDssfan１、Dssfan２を出力する。
【００３９】
例えば、駆動電圧が７ボルトで、ソフトスタート目標値デジタルデータDsfanが３０％の場合には、入出力変換特性曲線Ｋ１とＹ軸との交点Ｃ０を求めて、この交点Ｃ０のＸ軸の値Ｘ１を求めた後、このＸ軸の値Ｘ１と入出力変換特性曲線Ｋ２との交点Ｃ１を求め、この交点Ｃ１のＹ軸の値Ｙ１を補正デジタルデータDssfanとしてメモリに保存する。
【００４０】
そして、第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、補正データDbrと補正デジタルデータDssfanとに基づきＰＷＭ制御データDpwm1、Dpwm2を生成し、第１ＰＷＭ出力制御回路２６、第２ＰＷＭ出力制御回路２７に向けて出力する。
【００４１】
第１ＰＷＭ出力制御回路２６、第２ＰＷＭ出力制御回路２７はＰＷＭ制御データDpwm1、Dpwm2に基づいて第１ＰＷＭ制御信号、第２ＰＷＭ制御信号を生成し、第１ＰＷＭ制御信号、第２ＰＷＭ制御信号を出力端子２Ｈ、２Ｉに向けて出力する。
【００４２】
第１ＰＷＭ出力制御回路２６、第２ＰＷＭ出力制御回路２７は、ＰＷＭ周期（５０ｍｓｅｃ）の２５６分の１の周期を基準クロックとして、図９に示すＰＷＭ周期Ｔpwmを８ビットで作成し、ＰＷＭ周期Ｔpwmの立ち下がりトリガパルスにより出力端子２Ｈ、２Ｉに向けてロー信号Ｌ０を出力し、ＰＷＭ制御データDpwm1、Dpwm2に達するまでの間カウントを行い、カウント数が一致したら出力端子２Ｉに向けて出力端子２Ｈ、２Ｉに向けてハイ信号Ｈｉを出力し、次のＴpwmの立ち下がりトリガパルスが入力されるまでハイ信号Ｈｉを出力し続ける。これにより、ＰＷＭパルス変調信号が生成される。
【００４３】
出力端子２Ｆ、２Ｇは駆動電圧設定回路２８に接続されている。その駆動電圧切り換え回路２８は、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、パワートランジスタＴｒ１、ツエナーダイオードＺ１〜Ｚ３、コンデンサＣ２、スイッチングトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３から構成されている。
【００４４】
抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とは直列に接続され、抵抗Ｒ１の一端には電源電圧＋Ｂが印加され、コンデンサＣ１の他端はアースされている。ツエナーダイオードＺ１〜Ｚ３のアノードは抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との接続点とパワートランジスタＴｒ１のベースとコンデンサＣ２の一端とに接続されている。パワートランジスタＴｒ１のコレクタには電源電圧＋Ｂが印加され、パワートランジスタＴｒ１のエミッタはコンデンサＣ２の他端に接続されている。
【００４５】
スイッチングトランジスタＴｒ２のベースは出力端子２Ｇに接続され、スイッチングトランジスタＴｒ３のベースは出力端子２Ｆに接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ２のコレクタはツエナーダイオードＺ２のカソードに接続され、スイッチングトランジスタＴｒ３のコレクタはツエナーダイオードＺ３のカソードに接続されている。ツエナーダイオードＺ１のカソードはアースされている。
【００４６】
出力端子端子２Ｆ、２Ｇから出力される信号が共にロー信号Ｌ０、Ｌ０のときには、スイッチングトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３は共にオフであり、駆動電圧切換え回路２８から出力される駆動電圧は１２ボルトである。出力端子２Ｆから出力される信号がロー信号Ｌ０、出力端子２Ｇから出力される信号がＨｉ信号のとき、スイッチングトランジスタＴｒ３はオフ、スイッチングトランジスタＴｒ２はオンであり、駆動電圧切り換え回路２８から出力される駆動電圧は７ボルトである。出力端子２Ｆから出力される信号がハイ信号Ｈｉ、出力端子２Ｇから出力される信号がＬ０の時、スイッチングトランジスタＴｒ３はオン、スイッチングトランジスタＴｒ２はオフであり、駆動電圧切り換え回路２８から出力される駆動電圧５ボルトである。これらの電圧は後段の平滑回路２９の電圧印加端子V15V、V4Vから各回路部に印加される。
【００４７】
出力端子２Ｈはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ４のベースに接続され、出力端子２Ｉはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ５のベースに接続されている。その各トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５のベースには電圧印加端子V4Vを介して駆動電圧が印加されている。
【００４８】
そのトランジスタＴｒ４のコレクタはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ６、Ｔｒ７のベースに接続されている。そのトランジスタＴｒ５のコレクタはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ８、Ｔｒ９のベースに接続されている。そのトランジスタＴｒ４のエミッタとそのトランジスタＴｒ５のエミッタとはアースされている。
【００４９】
そのトランジスタＴｒ６のコレクタは電圧印加端子V15Vに接続され、そのトランジスタＴｒ６のエミッタはトランジスタＴｒ７のエミッタに接続され、そのトランジスタＴｒ７のコレクタはアースされている。
【００５０】
そのトランジスタＴｒ８のコレクタは電圧印加端子V15Vに接続され、そのトランジスタＴｒ８のエミッタはトランジスタＴｒ９のエミッタに接続され、そのトランジスタＴｒ９のコレクタはアースされている。
【００５１】
そのトランジスタＴｒ６、Ｔｒ７の両エミッタはＭＯＳ ＦＥＴＱ１のゲートに接続され、そのトランジスタＴｒ８、Ｔｒ９の両エミッタはＭＯＳ ＦＥＴＱ２のゲートに接続されている。
【００５２】
トランジスタＴｒ４、Ｔｒ６、Ｔｒ７はＭＯＳ ＦＥＴＱ１をオン・オフ制御する役割を有し、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ８、Ｔｒ９はＭＯＳ ＦＥＴＱ２をオン・オフ制御する役割を有する。
【００５３】
そのＭＯＳ ＦＥＴＱ１は電動モータＭ１に電流を供給する供給系統線Ｌ１に設けられ、そのＭＯＳ ＦＥＴＱ２は電動モータＭ２に電流を供給する供給系統線Ｌ２に設けられている。そのＭＯＳ ＦＥＴＱ１は電動モータＭ１に流れる電流を断続させ、そのＭＯＳ ＦＥＴＱ２は電動モータＭ２に流れる電流を断続させる機能を有する。その電動モータＭ１にはフライホィールダイオードＦＬ１が並列に接続され、その電動モータＭ２にはフライホィールダイオードＦＬ２が並列に接続されている。その供給系統線Ｌ１にはシャント抵抗ＲＸが接続され、その供給系統線Ｌ２にはシャント抵抗ＲＹが接続されている。
【００５４】
そのＭＯＳ ＦＥＴＱ１、Ｑ２は、そのゲートに印加されるゲート電圧が低くなると、ＭＯＳ ＦＥＴＱ１、Ｑ２のオン時のソース−ドレイン間の抵抗が増大し、第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる電流が減少するため、高調波ノイズが減少し、ラジオノイズが低減される。
【００５５】
また、ＭＯＳ ＦＥＴＱ１、Ｑ２に印加するゲート電圧を下げると、第１モータＭ１、第２モータＭ２の回転数が低下しようとするが、この発明の実施の形態では、ゲート電圧を下げた分に相当する出力デューティ比に対応する入力デューティ比を瞬時補正することにしたので、第１モータＭ１、第２モータＭ２の回転数変動、オーバーシュートを回避することができる。
【００５６】
例えば、図８において、ゲート電圧１２Ｖの時に入力デューティ比３０％に対して要求される出力デューティ比は３８％であるが、ゲート電圧７Ｖに対して要求される入力デューティ比は３４％であるので、４％分だけ補正値として１２Ｖの時の入力デューティ比３０％に補正値を上乗せして瞬時補正することにしたので、入力デューティと電動モータとの直線関係を保つことができることになる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、全開域の発熱量を大きくすることなくかつコスト増加を招くことなく中速域のラジオノイズの低減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるＰＷＭ制御装置の回路図である。
【図２】 入力デューティ比と回転数目標値Dfanとの関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図３】 デューティ比の概念を示す説明図である。
【図４】 ソフトスタート目標値と時間との関係を示すグラフ図である。
【図５】 ソフトスタート目標値と出力デューティ比との関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図６】 出力デューティ比とソフトスタート目標値との関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図７】 駆動電圧を切り替えたときのモータの回転数変動を概念的に説明するためのグラフ図である。
【図８】 入力デューティ比と出力デューティ比との関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図９】 出力ＰＷＭ波形の説明図である。
【符号の説明】
５…回転数目標値算出手段
９、１０…電圧補正手段
２３…電圧切り替え回路
２６…ＰＷＭ波出力回路
Ｍ１、Ｍ２…電動モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転停止状態から目標回転数に達するまでの電動モータの回転をパルス幅変調を用いてモータを変速させるＰＷＭ制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用の空調装置では、そのブロアファンの電動モータとしてブラシレスモータが用いられ、このブラシレスモータの回転数を目標回転数に達するまでパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて目標回転数に達するまで徐々に回転数を増加させるようにしたＰＷＭ制御装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。
【０００３】
このものは、電動モータの回転数に対応するデューティ比に基づき目標値デジタルデータを算出する回転数目標値算出手段と、目標値デジタルデータが入力されて目標値デジタルデータに達するまで所定の勾配に従って目標値デジタルデータに遅延を与えたソフトスタート目標値デジタルデータを出力するソフトスタート目標値算出手段と、電圧の変動に伴う電動モータの回転数の変動を補正するために電圧とデューティ比との関係に基づきソフトスタート目標値デジタルデータに所定の演算を行ってＰＷＭデータを生成する電圧補正手段と、ＰＷＭデータに基づいてスイッチング回路に加わる駆動電圧をオンオフさせて電動モータに流れる電流を制御するＰＷＭ波を出力するＰＷＭ波出力回路とを備えている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１６１７８号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−１１６１７９号公報（図１、図５）
【特許文献３】
特開２００１−１０３７８６号公報（図１）
【特許文献４】
特開２００２−７８３７７号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このものでは、そのスイッチング回路の駆動電圧を一定としてスイッチング回路をＰＷＭ変調によりオン・オフさせているので、スイッチング回路のオン・オフによりラジオノイズ（ＡＭ波に混入するノイズ）が発生する。このラジオノイズは、デューティ比が３０％から８０％程度の範囲内で大きくなる性質がある。
【０００６】
そこで、ＰＷＭ波出力回路の定数調整を行うことにより、ＭＯＳ ＦＥＴのゲートに加わる矩形パルスの波形の傾きを鈍らせて、すなわち、矩形パルス波形の立ち上がり、立ち下がりの傾きを鈍らせて、スイッチングによるラジオノイズの発生を小さくすることが考えられるが、このような対策を行うことにすると、ＭＯＳ ＦＥＴにおける電力消費量（スイッチング損失）が多くなり、全開域の発熱量が大きくなって好ましくない。
【０００７】
また、ＰＷＭ波出力回路にノイズフィルター回路を設けることも考えられるが、ノイズフィルター回路を設けると、ＰＷＭモジュール全体が大型化すると共に部品点数が増加し、コストアップを招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、全開域の発熱量を大きくすることなくかつコスト増加を招くことなく中速域のラジオノイズの低減を図ることのできるＰＷＭ制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のＰＷＭ制御装置は、電動モータの回転数に対応するデューティ比に基づき目標値デジタルデータを算出する回転数目標値算出手段と、前記目標値デジタルデータが入力されて該目標値デジタルデータに達するまで所定の勾配に従って前記目標値デジタルデータに遅延を与えたソフトスタート目標値デジタルデータを出力するソフトスタート目標値算出手段と、電圧の変動に伴う前記電動モータの回転数の変動を補正するために電圧とデューティ比との関係に基づき前記ソフトスタート目標値デジタルデータに所定の演算を行ってＰＷＭデータを生成する電圧補正手段と、前記ＰＷＭデータに基づいてスイッチング回路に加わる駆動電圧をオンオフさせて前記電動モータに流れる電流を制御するＰＷＭ波を出力するＰＷＭ波出力回路とを備え、前記電動モータの回転数の目標値デジタルデータに達するまで前記ソフトスタート目標値デジタルデータを変化させて徐々に電動モータの回転数を上昇させるＰＷＭ制御装置において、
前記ソフトスタート目標値算出手段からのソフトスタート目標値デジタルデータに基づいて出力デューティ比を割り出しかつラジオノイズが大となる出力デューティ比の範囲内で前記駆動電圧を低下させて前記電動モータが駆動されるように前記駆動電圧を段階的に切り替える電圧切り換え回路を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のＰＷＭ制御装置は、前記電動モータは第１モータと第２モータとからなり、前記スイッチング回路は前記第１モータを駆動する第１回路と、前記第２モータを駆動する第２回路とからなり、両回路はそれぞれＭＯＳ ＦＥＴを備え、前記駆動電圧が前記ＭＯＳ ＦＥＴをオン・オフ制御するゲート電圧であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載のＰＷＭ制御装置は、前記電圧切り替え回路は、前記第１モータを駆動するために割り出された出力デューティ比によって得られるゲート電圧と前記第２モータを駆動するために割り出された出力デューティ比によって得られるゲート電圧が異なるときには、低い方のゲート電圧を優先的に選択することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わるＰＷＭ制御装置の回路図を示し、この図１において、１はＩＣ回路からなる演算処理回路部である。その演算処理回路部１は入力端子２Ａ〜２Ｅ、出力端子２Ｆ〜２Ｉを有する。
【００１３】
演算処理回路部１の入力端子２Ａには回転指示信号としてのデジタル信号パルスが入力される。そのデジタル信号パルスはデューティ比検出処理回路３によりデューティ比データDdutyが検出され、緩応答フィルタ処理回路４を介してファン速目標値変換処理回路（回転数目標値算出手段）５に入力される。
【００１４】
ファン速目標値変換処理回路５は図２に示す入出力変換特性曲線図の回転数目標値デジタルデータDfanとデューティ比との関係を入出力変換特性曲線Ｋ１に基づいて変換する機能を有する。
【００１５】
その図２において、横軸Ｘ（％）はデューティ比Ddutyであり、縦軸Ｙ（％）は回転数目標値デジタルデータDfanである。なお、その入出力変換特性曲線Ｋ１は駆動電圧１５ＶＨ（１２ボルト）をパラメータとする入出力変換特性曲線を示している。
【００１６】
なお、入力デューティ比Ddutyは、図３に示すようにＰＷＭ波Ｐの一周期ＴpwmによりパルスＰのオン期間Ｔonを除した値として定義される。
【００１７】
そのファン速目標値変換処理回路５はデューティ比Ddutyが入出力変換特性曲線Ｋ１と交わる点の横軸Ｙ（％）を８ビットの目標値デジタルデータDfanとしてストアすると共に、目標値デジタルデータDfanを出力する。
【００１８】
入力端子２Ｂには、標準電圧Ｂを分圧した分圧電圧Vbinが入力される。その分圧電圧VbinはＡ／Ｄ変換処理回路６によって１０ビットのデジタルデータに変換される。その１０ビットのデジタルデータは、デジタルフィルタ処理回路７によって上位の８ビットからなるデジタルデータDbとされ、そのデジタルデータDbは基準データ作成回路８に入力される。基準データ作成回路８は標準電圧Vbinと後述する補正デジタルデータDssfanとの関係を、１２７ビットを２．２５ボルトに対応させて補正する機能を有し、補正データDbrは第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０に入力される。
【００１９】
例えば、分圧電圧Vbinが４．５ボルトならば、基準データ作成回路８はデジタルデータDssfanを１／２倍に補正するデータDbrを出力し、分圧電圧Vbinが１．１２５ボルトならば、基準データ作成回路８はデジタルデータDssfanを２倍に補正するデータDbrを出力する。
【００２０】
入力端子２Ｃには、ＰＷＭモジュールの異常加熱判断用のサーミスタ１１から温度に対応する電圧Vtinが入力される。この電圧VtinはＡ／Ｄ変換処理回路１２によって１０ビットのデジタルデータに変換される。その１０ビットのデジタルデータは、デジタルフィルタ処理回路１３によって上位の８ビットからなるデジタルデータDtとされ、そのデジタルデータDtは温度状態判定処理回路１４に入力される。
【００２１】
温度状態判定処理回路１４はそのデジタルデータDtに基づき、例えば正常温度、低高温、中高温、高高温を意味する２ビットデータDtfを出力する。
【００２２】
入力端子２Ｄには第１モータＭ１に流れている電流が過電流であるか否かを判定をするための過電流検出電圧Vid1が入力され、入力端子２Ｅには第２モータＭ２に流れている電流が過電流であるか否かを判定するための過電流検出電圧Vid2が入力される。
【００２３】
過電流検出電圧Vid1はＡ／Ｄ変換処理回路１５によって１０ビットのデジタルデータとされる。その１０ビットのデジタルデータはデジタルフィルタ処理回路1６によって上位の８ビットからなるデジタルデータDid1とされて第１電流状態判定処理回路１７に入力される。過電流検出電圧Vid2はＡ／Ｄ変換処理回路１８によって１０ビットのデジタルデータとされる。その１０ビットのデジタルデータはデジタルフィルタ処理回路１９によって上位の８ビットからなるデジタルデータDid2とされて第２電流状態判定処理回路２０に入力される。
【００２４】
第１電流状態判定処理回路１７、２０は、そのデジタルデータDid1、Did2に基づき、第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる電流が過電流か否かを判定し、デジタルデータDif1、Dif2をそれぞれ出力する。デジタルデータDif1はデジタルデータDfanとデジタルデータDtと共にソフトスタート目標値変換処理回路（ソフトスタート目標値算出手段）２１に入力される。デジタルデータDif2は目標値デジタルデータDfanとデジタルデータDtと共にソフトスタート目標値変換処理回路（ソフトスタート目標値算出手段）２２に入力される。
【００２５】
ソフトスタート目標値変換処理回路２１、２２は温度状態判定処理回路１４の温度情報と電流状態判定処理回路１７、２０の過電流情報とに基づき、所定の処理を行うが本発明には関係しないので、ここでは、その説明を省略する。
【００２６】
ソフトスタート目標値変換処理回路２１、２２はファン速目標値変換処理回路５からの目標値デジタルデータDfanに基づいてソフトスタート目標値としてのソフトスタート目標値デジタルデータDsfan１、Dsfan２を電圧補正手段としての第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０と駆動電圧可変制御回路２３とに出力する。第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、電圧の変動に伴う電動モータの回転数変動を補正する役割を果たす。
【００２７】
ソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2は、最大回転数を２５５ビット（１００％）に対応させて目標値デジタルデータDfanを所定の勾配α、例えば、毎秒α＝８％の傾きで上昇させかつ毎秒９６％の傾きで下降させる変化値を示すデータであり、例えば、図４に示すように、横軸を時間ｔとしかつ縦軸をソフトスタート目標値デジタルデータDsfanとしたときに、目標値デジタルデータDfanに達するまで、所定の傾きに従って時間に対して上昇するデータである。
【００２８】
駆動電圧可変制御回路（電圧切り換え回路）２３は、図５に示す入出力変換特性曲線Ｋ１’に従って駆動電圧を設定するものである。その図５において、横軸Ｘ（％）は出力デューティ比Ddutyであり、縦軸Ｙ（％）はソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2である。
【００２９】
すなわち、駆動電圧可変制御回路２３は、入出力変換特性曲線Ｋ１’に従って、ソフトスタート目標値変換処理回路２１からのソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1に基づいて出力デューティ比Dduty1を割り出すと共に、ソフトスタート目標値変換処理回路２２からのソフトスタート目標値デジタルデータDsfan2に基づいて出力デューティ比Dduty2を割り出し、ラジオノイズが大となる出力デューティ比dutyの範囲DH内で第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる電流が小さくなるように後述するスイッチング回路の駆動電圧を切り替える機能を有する。
【００３０】
ここでは、駆動電圧可変制御回路２３は、出力デューティ比Ddutyが３０％未満、８０％以上の時には、その出力端子２Ｆ、２Ｇにロー信号Ｌ０を出力し、出力デューティ比Ddutyが３０％以上でかつ５０％未満、７０％以上でかつ８０％未満の時には、その出力端子２Ｆにロー信号Ｌ０を出力し、出力端子２Ｇにハイ信号Ｈｉを出力し、出力デューティ比Ddutyが５０％以上でかつ７０％未満の時は、出力端子２Ｆにハイ信号Ｈｉを出力し、出力端子２Ｇにロー信号Ｌ０を出力する。
【００３１】
その出力端子２Ｆの出力Ｌ０、出力端子２Ｇの出力Ｌ０は駆動電圧１２ボルトに対応し、出力端子２Ｆの出力Ｌ０、出力端子２Ｇの出力Ｈｉは駆動電圧７ボルトに対応し、出力端子２Ｆの出力Ｈｉ、出力端子２Ｇの出力Ｌ０は駆動電圧５ボルトに対応し、図６に示す駆動電圧切り替え特性ＶＣに従って後述するスイッチング回路の駆動電圧が切り替えられる。
【００３２】
なお、駆動電圧可変制御回路２３は、ソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1により割り出されたデューティ比に基づく駆動電圧とソフトスタート目標値デジタルデータDsfan2により割り出されたデューティ比とが異なるときには、低い方の駆動電圧が優先的に選択されるように信号を出力する。
【００３３】
ところで、スイッチング回路の駆動電圧を低下させたり上昇させたりして変化させることにすると、第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる駆動電流が減少するため、ラジオノイズが大となるデューティ比Dduty の範囲ＤＨ内では、図７に示すように、第１モータＭ１、第２モータＭ２の回転数が減少したり、増加したりして変動するため、滑らかに第１モータＭ１、第２モータの回転数が上昇しない。
【００３４】
ここで、ソフトスタート処理前の目標値デジタルデータDfan1、Dfan2に回転数変化分に対応する補正データを上乗せすることが考えられるが、補正データに遅延がかかるため、回転数のオーバーシュート現象が発生する。
【００３５】
そこで、このものでは、入力デューティの瞬時補正を行って回転数のオーバーシュート現象が発生しないようにするため、ソフトスタート処理後のソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2を用いて補正を行うことにした。
【００３６】
すなわち、第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、図８に示す入出力変換特性曲線図に基づいてソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2を補正する機能を有する。
【００３７】
その入出力変換特性曲線図は、入力デューティ比と出力デューティ比との特性をマッピングしたもので、その図８において横軸Ｘ（％）は出力デューティ比を示し、縦軸Ｙ（％）は入力デューティ比を示しており、入力デューティ比と回転数との関係が直線になるように出力デューティ比を決定する入出力変換特性曲線となっている。ここでは、駆動電圧５Ｖ、７Ｖ、１２Ｖに切り替えて使用するので、３個の入出力変換特性曲線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３がマッピングされている。
【００３８】
第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、ソフトスタート目標値デジタルデータDsfan1、Dsfan2をＹ軸として入出力変換特性曲線Ｋ１との交点のＸ軸の値を求めた後、そのＸ軸の値と入出力変換特性曲線Ｋ２、Ｋ３との交点を求め、そのときのＹ軸の値を補正デジタルデータDssfan１、Dssfan２としてメモリにストアして、駆動電圧が７ボルト、５ボルトの時にそれに対応する不足分を補正し、補正デジタルデータDssfan１、Dssfan２を出力する。
【００３９】
例えば、駆動電圧が７ボルトで、ソフトスタート目標値デジタルデータDsfanが３０％の場合には、入出力変換特性曲線Ｋ１とＹ軸との交点Ｃ０を求めて、この交点Ｃ０のＸ軸の値Ｘ１を求めた後、このＸ軸の値Ｘ１と入出力変換特性曲線Ｋ２との交点Ｃ１を求め、この交点Ｃ１のＹ軸の値Ｙ１を補正デジタルデータDssfanとしてメモリに保存する。
【００４０】
そして、第１電圧補正値算出処理回路９、第２電圧補正値算出処理回路１０は、補正データDbrと補正デジタルデータDssfanとに基づきＰＷＭ制御データDpwm1、Dpwm2を生成し、第１ＰＷＭ出力制御回路２６、第２ＰＷＭ出力制御回路２７に向けて出力する。
【００４１】
第１ＰＷＭ出力制御回路２６、第２ＰＷＭ出力制御回路２７はＰＷＭ制御データDpwm1、Dpwm2に基づいて第１ＰＷＭ制御信号、第２ＰＷＭ制御信号を生成し、第１ＰＷＭ制御信号、第２ＰＷＭ制御信号を出力端子２Ｈ、２Ｉに向けて出力する。
【００４２】
第１ＰＷＭ出力制御回路２６、第２ＰＷＭ出力制御回路２７は、ＰＷＭ周期（５０ｍｓｅｃ）の２５６分の１の周期を基準クロックとして、図９に示すＰＷＭ周期Ｔpwmを８ビットで作成し、ＰＷＭ周期Ｔpwmの立ち下がりトリガパルスにより出力端子２Ｈ、２Ｉに向けてロー信号Ｌ０を出力し、ＰＷＭ制御データDpwm1、Dpwm2に達するまでの間カウントを行い、カウント数が一致したら出力端子２Ｉに向けて出力端子２Ｈ、２Ｉに向けてハイ信号Ｈｉを出力し、次のＴpwmの立ち下がりトリガパルスが入力されるまでハイ信号Ｈｉを出力し続ける。これにより、ＰＷＭパルス変調信号が生成される。
【００４３】
出力端子２Ｆ、２Ｇは駆動電圧設定回路２８に接続されている。その駆動電圧切り換え回路２８は、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、パワートランジスタＴｒ１、ツエナーダイオードＺ１〜Ｚ３、コンデンサＣ２、スイッチングトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３から構成されている。
【００４４】
抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とは直列に接続され、抵抗Ｒ１の一端には電源電圧＋Ｂが印加され、コンデンサＣ１の他端はアースされている。ツエナーダイオードＺ１〜Ｚ３のアノードは抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との接続点とパワートランジスタＴｒ１のベースとコンデンサＣ２の一端とに接続されている。パワートランジスタＴｒ１のコレクタには電源電圧＋Ｂが印加され、パワートランジスタＴｒ１のエミッタはコンデンサＣ２の他端に接続されている。
【００４５】
スイッチングトランジスタＴｒ２のベースは出力端子２Ｇに接続され、スイッチングトランジスタＴｒ３のベースは出力端子２Ｆに接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ２のコレクタはツエナーダイオードＺ２のカソードに接続され、スイッチングトランジスタＴｒ３のコレクタはツエナーダイオードＺ３のカソードに接続されている。ツエナーダイオードＺ１のカソードはアースされている。
【００４６】
出力端子端子２Ｆ、２Ｇから出力される信号が共にロー信号Ｌ０、Ｌ０のときには、スイッチングトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３は共にオフであり、駆動電圧切換え回路２８から出力される駆動電圧は１２ボルトである。出力端子２Ｆから出力される信号がロー信号Ｌ０、出力端子２Ｇから出力される信号がＨｉ信号のとき、スイッチングトランジスタＴｒ３はオフ、スイッチングトランジスタＴｒ２はオンであり、駆動電圧切り換え回路２８から出力される駆動電圧は７ボルトである。出力端子２Ｆから出力される信号がハイ信号Ｈｉ、出力端子２Ｇから出力される信号がＬ０の時、スイッチングトランジスタＴｒ３はオン、スイッチングトランジスタＴｒ２はオフであり、駆動電圧切り換え回路２８から出力される駆動電圧５ボルトである。これらの電圧は後段の平滑回路２９の電圧印加端子V15V、V4Vから各回路部に印加される。
【００４７】
出力端子２Ｈはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ４のベースに接続され、出力端子２Ｉはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ５のベースに接続されている。その各トランジスタＴｒ４、Ｔｒ５のベースには電圧印加端子V4Vを介して駆動電圧が印加されている。
【００４８】
そのトランジスタＴｒ４のコレクタはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ６、Ｔｒ７のベースに接続されている。そのトランジスタＴｒ５のコレクタはスイッチング回路３０のトランジスタＴｒ８、Ｔｒ９のベースに接続されている。そのトランジスタＴｒ４のエミッタとそのトランジスタＴｒ５のエミッタとはアースされている。
【００４９】
そのトランジスタＴｒ６のコレクタは電圧印加端子V15Vに接続され、そのトランジスタＴｒ６のエミッタはトランジスタＴｒ７のエミッタに接続され、そのトランジスタＴｒ７のコレクタはアースされている。
【００５０】
そのトランジスタＴｒ８のコレクタは電圧印加端子V15Vに接続され、そのトランジスタＴｒ８のエミッタはトランジスタＴｒ９のエミッタに接続され、そのトランジスタＴｒ９のコレクタはアースされている。
【００５１】
そのトランジスタＴｒ６、Ｔｒ７の両エミッタはＭＯＳ ＦＥＴＱ１のゲートに接続され、そのトランジスタＴｒ８、Ｔｒ９の両エミッタはＭＯＳ ＦＥＴＱ２のゲートに接続されている。
【００５２】
トランジスタＴｒ４、Ｔｒ６、Ｔｒ７はＭＯＳ ＦＥＴＱ１をオン・オフ制御する役割を有し、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ８、Ｔｒ９はＭＯＳ ＦＥＴＱ２をオン・オフ制御する役割を有する。
【００５３】
そのＭＯＳ ＦＥＴＱ１は電動モータＭ１に電流を供給する供給系統線Ｌ１に設けられ、そのＭＯＳ ＦＥＴＱ２は電動モータＭ２に電流を供給する供給系統線Ｌ２に設けられている。そのＭＯＳ ＦＥＴＱ１は電動モータＭ１に流れる電流を断続させ、そのＭＯＳ ＦＥＴＱ２は電動モータＭ２に流れる電流を断続させる機能を有する。その電動モータＭ１にはフライホィールダイオードＦＬ１が並列に接続され、その電動モータＭ２にはフライホィールダイオードＦＬ２が並列に接続されている。その供給系統線Ｌ１にはシャント抵抗ＲＸが接続され、その供給系統線Ｌ２にはシャント抵抗ＲＹが接続されている。
【００５４】
そのＭＯＳ ＦＥＴＱ１、Ｑ２は、そのゲートに印加されるゲート電圧が低くなると、ＭＯＳ ＦＥＴＱ１、Ｑ２のオン時のソース−ドレイン間の抵抗が増大し、第１モータＭ１、第２モータＭ２に流れる電流が減少するため、高調波ノイズが減少し、ラジオノイズが低減される。
【００５５】
また、ＭＯＳ ＦＥＴＱ１、Ｑ２に印加するゲート電圧を下げると、第１モータＭ１、第２モータＭ２の回転数が低下しようとするが、この発明の実施の形態では、ゲート電圧を下げた分に相当する出力デューティ比に対応する入力デューティ比を瞬時補正することにしたので、第１モータＭ１、第２モータＭ２の回転数変動、オーバーシュートを回避することができる。
【００５６】
例えば、図８において、ゲート電圧１２Ｖの時に入力デューティ比３０％に対して要求される出力デューティ比は３８％であるが、ゲート電圧７Ｖに対して要求される入力デューティ比は３４％であるので、４％分だけ補正値として１２Ｖの時の入力デューティ比３０％に補正値を上乗せして瞬時補正することにしたので、入力デューティと電動モータとの直線関係を保つことができることになる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、全開域の発熱量を大きくすることなくかつコスト増加を招くことなく中速域のラジオノイズの低減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるＰＷＭ制御装置の回路図である。
【図２】 入力デューティ比と回転数目標値Dfanとの関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図３】 デューティ比の概念を示す説明図である。
【図４】 ソフトスタート目標値と時間との関係を示すグラフ図である。
【図５】 ソフトスタート目標値と出力デューティ比との関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図６】 出力デューティ比とソフトスタート目標値との関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図７】 駆動電圧を切り替えたときのモータの回転数変動を概念的に説明するためのグラフ図である。
【図８】 入力デューティ比と出力デューティ比との関係を示す入出力変換特性曲線図である。
【図９】 出力ＰＷＭ波形の説明図である。
【符号の説明】
５…回転数目標値算出手段
９、１０…電圧補正手段
２３…電圧切り替え回路
２６…ＰＷＭ波出力回路
Ｍ１、Ｍ２…電動モータ
Claims (3)
- 電動モータの回転数に対応するデューティ比に基づき目標値デジタルデータを算出する回転数目標値算出手段と、前記目標値デジタルデータが入力されて該目標値デジタルデータに達するまで所定の勾配に従って前記目標値デジタルデータに遅延を与えたソフトスタート目標値デジタルデータを出力するソフトスタート目標値算出手段と、電圧変動に伴う前記電動モータの回転数の変動を補正するために電圧とデューティ比との関係に基づき前記ソフトスタート目標値デジタルデータに所定の演算を行ってＰＷＭデータを生成する電圧補正手段と、前記ＰＷＭデータに基づいてスイッチング回路に加わる駆動電圧をオンオフさせて前記電動モータに流れる電流を制御するＰＷＭ波を出力するＰＷＭ波出力回路とを備え、前記電動モータの回転数の目標値デジタルデータに達するまで前記ソフトスタート目標値デジタルデータを変化させて徐々に電動モータの回転数を上昇させるＰＷＭ制御装置において、
前記ソフトスタート目標値算出手段からのソフトスタート目標値デジタルデータに基づいてデューティ比を割り出しかつラジオノイズが大きくなる出力デューティ比の範囲内で前記駆動電圧を低下させて前記電動モータが駆動されるように前記駆動電圧を段階的に切り替える電圧切り換え回路を備えていることを特徴とするＰＷＭ制御装置。 - 前記電動モータは第１モータと第２モータとからなり、前記スイッチング回路は前記第１モータを駆動する第１回路と、前記第２モータを駆動する第２回路とからなり、両回路はそれぞれＭＯＳ ＦＥＴを備え、前記駆動電圧が前記ＭＯＳ ＦＥＴをオン・オフ制御するゲート電圧であることを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御装置。
- 前記電圧切り替え回路は、前記第１モータを駆動するために割り出された出力デューティ比によって得られるゲート電圧と前記第２モータを駆動するために割り出された出力デューティ比によって得られるゲート電圧が異なるときには、低い方のゲート電圧を優先的に選択することを特徴とする請求項２に記載のＰＷＭ制御装置。
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