JP4725492B2 - 負荷制御装置及び負荷制御方法 - Google Patents
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Description
尚、特許文献1には、低電圧保護機能を備える構成の一例が開示されている。
上記のようなハンチングが発生すると、駆動対象である負荷の種類によっては異音が発生することもあり、ユーザに違和感を与えてしまうという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷電流が増加した状態が継続した場合に、ハンチング現象が発生することを回避できる負荷制御装置及び負荷制御方法を提供することにある。
以下、本発明を車両に搭載され、例えば空調装置に使用されるブロアモータに適用した場合の第1実施例について図1及び図2を参照して説明する。尚、図10と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図1は、負荷制御ユニット11の構成を示すものである。負荷制御ユニット11は、従来の制御ユニット1における制御IC4を制御IC12(負荷制御装置)に置き換えたもので、図1には、制御IC12の内部構成を中心に示している。
図3は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第2実施例の負荷制御ユニット21は、制御IC12に対する電源供給を、電源端子(+B),(GND)の近傍から、専用の電源線22(+),22(−)を用いて行うようにする。この場合、電源線22(+),22(−)には、電源線3(+),3(−)よりも抵抗値が低くなるものを使用する。
図4は本発明の第3実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分のみ説明する。第3実施例の負荷制御ユニット23は、制御IC24(負荷制御装置)において、分圧抵抗18に対して並列にコンデンサ25を接続しており、分圧抵抗17とコンデンサ25とで積分回路26を構成している。斯様に構成すれば、コンパレータ13は電源電圧の積分値を監視することになり(即ち、電圧を検出するのに若干の遅延がもたらされる)、例えば電源の瞬停が発生することで電圧が短時間内でノイズ的に変化したような場合に、電圧低下を直ちに検出して保護機能を実行してしまうことを回避できる。
図5は本発明の第4実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分のみ説明する。第4実施例の負荷制御ユニット27は、制御IC28(負荷制御装置)において、コンパレータ13の出力端子と制御ロジック部15との間にタイマ29を挿入して構成されている。このタイマ29は、コンパレータ13の出力信号の立上りエッジをトリガとして計時を開始し(リセットスタート)、例えば50ms(所定時間)が経過すると出力レベルがロウからハイに変化して、制御ロジック部15のリセットを解除するようになっている。
従って、一旦電源電圧が6V未満に低下した時点から、制御IC28による制御が再開されるまでには、少なくとも50ms以上の時間を要することになる。そして、第1実施例の保護機能部19にタイマ29を加えたものが、保護機能部30を構成している。
図6は本発明の第5実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分のみ説明する。第5実施例の負荷制御ユニット31は、制御IC32(負荷制御装置)における制御ロジック部33(制御回路)の構成が異なっている。制御ロジック部33は、スロースタート制御部34及びマルチプレクサ(MPX)35を内蔵しており、マルチプレクサ35には、ECU9より与えられる制御指令と、その制御指令がスロースタート制御部34を経由したものとが入力されている。
図7は本発明の第6実施例を示すものであり、第4,第5実施例と異なる部分のみ説明する。第6実施例の負荷制御ユニット36は、第4,第5実施例の構成を組み合わせたものであり、制御IC37(負荷制御装置)の内部において、第4実施例のタイマ29と第5実施例の制御ロジック部33とが直列に接続されている。以上のように構成された第6実施例によれば、第4,第5実施例の効果を共に奏することができる。
図8は本発明の第7実施例を示すものであり、例えば、第1実施例における制御IC12の半導体チップと、FET(トランジスタ)5,(フライホイール)ダイオード7夫々の半導体チップとを1つのリードフレーム38上に搭載してモールドパッケージされるハイブリッドICに適用した場合である。
そして、ハイブリッドIC45は、制御IC12に加えてモータ(誘導性負荷)6を駆動するFET5や、フライホイールダイオード7も内蔵することで、所謂スマートアクチュエータとして構成されているので、ハイブリッドIC45にモータ6を直接接続して駆動することができ、駆動素子も含んだ全体をより小型にすることができる。
図9は本発明の第8実施例を示すものであり、第7実施例のハイブリッドIC45とは、外部端子の配置が異なるように構成されたハイブリッドIC46の外形を示すものである。ハイブリッドIC46は、モールド樹脂47内部のリードフレームに接続されているヒートシンク48を備えている。そして、図9(a)中におけるモールド樹脂47の下辺に並ぶように5本の外部端子が配列されており、これらの端子は、図9(b),(d)に示すように本体の前方側に向けてL字状に折り曲げられた状態で延びている。
以上のように構成される第8実施例によれば、ハイブリッドIC46の外部端子を、パッケージの一辺側に並べて配置したので、ハイブリッドIC46を基板上に搭載する場合に、省スペース化を図ることができる。
ヒステリシス幅については、個別の設計に応じて駆動電流の最大値と電流経路の配線抵抗とに基づいて適宜設定すれば良い。また、ヒステリシス幅に余裕をどの程度含ませるかについても適宜設定すれば良く、更に必ずしも余裕を持たせずとも良い。
負荷としては、その他、スピーカ,ブザーやホーンなど音波信号を出力するもの、ランプのように光信号を出力するものでも良い。即ち、これらのものが負荷である場合にハンチングが発生すると、音が断続的に発生したり、光が点滅するといった出力形態となるため、これらを負荷とする制御装置に適用すればハンチングの抑制効果が極めて有効となる。また、その他ソレノイドなどであっても良い。
半導体素子は、NチャネルMOSFET,パワートランジスタやIGBTなどであっても良い。
第4実施例における所定時間の設定についても、適宜変更して実施すれば良い。
ハイブリッドICの構成は、第7,第8実施例を示すものに限らず、その他の回路素子については、個別の設計に応じて適宜選択すれば良い。
また、リードフレーム上に複数のICチップを搭載してなるマルチチップパッケージについても、本発明を第7,第8実施例と同様に適用しても良い。
ブロアモータ用制御装置に限ることなく、ラジエータファンや燃料ポンプ用のモータ制御装置に適用しても良い。
車両に搭載される負荷を駆動するものに限らず、広く適用することができる。
Claims (16)
- 負荷の駆動を制御する制御回路と、
前記負荷に対して駆動電流を供給する経路に配置され、前記制御回路によって駆動されるトランジスタと、
この制御回路に供給される電源電圧を監視して当該電圧がしきい値を下回ると、前記制御回路による制御を停止させる保護機能部とを備え、
前記保護機能部は、前記しきい値に、前記負荷に対して駆動電流を供給する経路の配線抵抗と前記駆動電流の最大値とに基づく電圧降下レベル以上の幅を有するヒステリシス特性を持たせるように構成され、
前記制御回路に対する電源供給を、前記電源が供給される端子の近傍より、前記負荷に対する電流供給経路とは別系統の配線で行うことを特徴とする負荷制御装置。 - 前記保護機能部は、前記電源電圧を積分回路を介して監視することを特徴とする請求項1記載の負荷制御装置。
- 前記保護機能部は、前記制御回路による制御を一旦停止させると、電源電圧が復帰してから所定時間が経過した後に制御を再開させることを特徴とする請求項1または2記載の負荷制御装置。
- 前記制御回路は、制御を再開させる場合は、前記負荷の駆動を最低レベルから開始し、その時点で外部より与えられている指令値に応じたレベルまで次第に上昇させることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の負荷制御装置。
- 前記負荷は、モータであることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の負荷制御装置。
- 前記負荷は、音波信号を出力するものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の負荷制御装置。
- 前記負荷は、光信号を出力するものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の負荷制御装置。
- リードフレーム上に、少なくとも、前記制御回路と前記保護機能部とが形成されているICチップと、前記トランジスタとを搭載してモールドパッケージされるハイブリッドICにより構成したことを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の負荷制御装置。
- 前記負荷が誘導性の負荷である場合に、
前記ハイブリッドICは、前記負荷に対して並列に接続されるフライホイールダイオードをさらに搭載してモールドパッケージされたものであることを特徴とする請求項8記載の負荷制御装置。 - 負荷に対して駆動電流を供給する経路に配置されるトランジスタを制御回路によって駆動する場合、前記制御回路に供給される電源電圧を監視し、当該電圧がしきい値を下回ると前記制御回路による制御を停止させる負荷制御方法において、
前記制御回路に対する電源供給を、前記電源が供給される端子の近傍より、前記負荷に対する電流供給経路とは別系統の配線で行い、
前記しきい値に、前記負荷に対して駆動電流を供給する経路の配線抵抗と前記駆動電流の最大値とに基づく電圧降下レベル以上の幅を有するヒステリシス特性を持たせることを特徴とする負荷制御方法。 - 前記電源電圧を、積分回路を介して監視することを特徴とする請求項10記載の負荷制御方法。
- 前記制御回路による制御を一旦停止させると、電源電圧が復帰してから所定時間が経過した後に制御を再開させることを特徴とする請求項10又は11記載の負荷制御方法。
- 制御を再開させる場合は、前記負荷の駆動を最低レベルから開始し、その時点で外部より与えられている指令値に応じたレベルまで次第に上昇させることを特徴とする請求項10乃至12の何れかに記載の負荷制御方法。
- 前記負荷は、モータであることを特徴とする請求10乃至13の何れかに記載の負荷制御方法。
- 前記負荷は、音波信号を出力するものであることを特徴とする請求項10乃至13の何れかに記載の負荷制御方法。
- 前記負荷は、光信号を出力するものであることを特徴とする請求項10乃至13の何れかに記載の負荷制御方法。
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