JPH1014286A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個のモータを一つのＰＷＭ信号発生回路
により独立して駆動制御できるようにする。 【解決手段】 モータ１，２を駆動する駆動回路３，４
は電子制御ユニット７からＰＷＭ信号が与えられる。電
子制御ユニット７は、制御回路８，切換回路９からな
る。制御回路８はＰＷＭ信号発生回路１０を備え、各モ
ータ１，２の回転数を設定する信号に応じて対応するＰ
ＷＭ信号を出力する。このとき、制御回路８は、ＢＳＥ
Ｌから選択信号を出力して対応するモータの駆動回路
３，４を選択してＰＷＭ信号を与える。これにより、Ｐ
ＷＭ信号の出力周期Ｔの半分のデューティ比でモータ
１，２を独立してＰＷＭ駆動制御することができる。ま
た、駆動回路３，４に信号変換回路５を設けることでデ
ューティ比を５０％以上に設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭ信号に基づ
いて駆動制御される負荷を複数個制御対象とした負荷駆
動装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ＰＷＭ制御を行う負荷
である例えばモータにおいては、所定のデューティ比を
指定すると、対応するモータに対してＰＷＭ信号発生回
路からＰＷＭ信号を与えて通電制御することにより駆動
するものである。この場合、例えば、複数のモータを駆
動制御する構成においては、各モータに対応してＰＷＭ
信号発生回路を設けることが一般的に行われている。

【０００３】ところが、ＰＷＭ信号発生回路であるＰＷ
Ｍリソースは高価であるので、モータの駆動制御を厳密
に行わなくとも良いような構成の場合には、このように
個々のモータに対してそれぞれＰＷＭ信号発生回路を設
けて制御する構成では、大幅にコストアップしてしまう
という不具合がある。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ＰＷＭ信号で制御される複数の負荷に
対して１つのＰＷＭ信号発生手段を用いてそれぞれの負
荷にＰＷＭ信号を与えて制御することができるようにし
た負荷制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、制御手段は、複数の負荷のそれぞれに指定されたデ
ューティ比をＰＷＭ信号発生手段に対して設定し、同時
に、その対応する負荷を選択してＰＷＭ信号が与えられ
るように選択手段に対して選択信号を与えるので、複数
の負荷のそれぞれは指定されたデューティ比のＰＷＭ信
号が与えられるようになり、これによって、１個のＰＷ
Ｍ信号発生手段を用いながら複数の負荷を独立してＰＷ
Ｍ制御することができるようになる。

【０００６】請求項２の発明によれば、上記のように１
個のＰＷＭ信号発生手段を複数の負荷であるモータの制
御用に兼ねているので、実質的にはデューティ比の最大
値がその分だけ制限されるが、その場合にモータの制御
レベルを無段階ではなく段階的に制御するものを対象と
しているので、実質的な支障を受けることなく駆動制御
することができる。

【０００７】請求項３の発明によれば、負荷としてのモ
ータを含めて複数の負荷を駆動制御する場合に、ＰＷＭ
信号発生手段から与えられるＰＷＭ信号のデューティ比
の最大値は、高々それらの負荷の個数分の１となるが、
負荷を直接制御する駆動部には変換手段が設けられてい
てＰＷＭ信号発生手段から与えられるＰＷＭ信号を所定
の倍率で変換するので、単独でＰＷＭ信号を得る場合の
最大のデューティ比と同等のデューティ比で制御するこ
とができるようになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をカーエアコンのブ
ロワモータの駆動装置に適用した場合の第１の実施例に
ついて図１ないし図３を参照して説明する。図１は要部
の電気的構成を示すもので、ＰＷＭ制御による駆動制御
の対象となる負荷である２個のブロワモータ１および２
を駆動制御するための構成である。これらのブロワモー
タ１および２は、それぞれモータ駆動回路３および４に
より給電されて駆動するように構成されている。

【０００９】それぞれのモータ駆動回路３，４には信号
変換回路５および通電回路６が設けられており、それぞ
れへの給電経路にはバッテリの正極端子＋Ｂから電源ス
イッチ３ａ，４ａが介在されている。これらの電源スイ
ッチ３ａ，４ａは、オフ状態でブロワモータ１，２の両
端子間を短絡するように設けられている。信号変換回路
５は、後述するように、外部から与えられる制御信号を
ブロワモータ１，２に対応した制御信号に変換して通電
回路６に与えるようになっている。

【００１０】この場合、通電回路６は、パワーＭＯＳＦ
ＥＴなどの電圧制御素子やバイポーラパワートランジス
タなどの電流制御素子で構成されており、信号変換回路
５はそれらの素子に対応するように信号を変換して与え
るものである。なお、制御信号の与え方としては、アナ
ログ的な信号によりリニアに制御する場合と、デジタル
的な信号によりオンオフのスイッチング制御を行う場合
とがある。

【００１１】電子制御ユニット７はブロワモータ１，２
を駆動制御するもので、これは、ＭＰＵからなる制御回
路８およびブロワモータ１および２を切換駆動するため
の選択手段としての切換回路９から構成されている。制
御回路８にはＰＷＭ信号発生手段としてのＰＷＭ信号発
生回路１０が備えられており、これはデューティ比が設
定されると、所定周期でそのデューティ比に対応したパ
ルス幅のＰＷＭ信号を出力するようになっている。ま
た、制御回路８には汎用の出力ポートＢＳＥＬが設けら
れており、後述するように切換回路９に対して選択信号
が出力されるようになっている。

【００１２】切換回路９は、ＰＷＭ信号発生回路１０か
ら出力されるＰＷＭ信号を出力ポートＢＳＥＬからの選
択信号に応じて切り換えてモータ駆動回路３あるいは４
のいずれかに出力するものである。ＰＷＭ信号発生回路
１０の出力端子は、この切換回路９の抵抗１１，インバ
ータ回路１２および抵抗１３を直列に介してモータ駆動
回路３に接続されると共に、抵抗１４，インバータ回路
１５および抵抗１６を直列に介してモータ駆動回路４に
接続されている。

【００１３】制御回路８の出力ポートＢＳＥＬは、切換
回路９の抵抗１７およびインバータ回路１８を直列に介
してインバータ回路１２の入力端子に接続され、また、
抵抗１７，インバータ回路１９，２０を介してインバー
タ回路１５の入力端子に接続されており、インバータ回
路１９の出力端子はプルアップ用の抵抗２１を介して直
流電源端子Ｖｃに接続されている。

【００１４】次に本実施例の作用について図２および図
３をも参照して説明する。図２は、制御回路８によりブ
ロワモータ１，２の駆動制御を行うための制御プログラ
ムを示すもので、これは、ＰＷＭ信号発生回路１０の出
力周期Ｔ（例えばの半分の周期Ｔ／２で割り込みをかけ
て実行される。なお、このブロワモータ１，２の駆動制
御にあたっては、制御回路８は、エアコンを制御する装
置からそれぞれのブロワモータ１，２の回転速度に対応
する設定信号が与えられるようになっている。

【００１５】そして、その場合、各ブロワモータ１，２
の設定状態は、使用者がマニュアルで設定する場合と、
オートモード下における自動設定の場合とがあり、いず
れにおいても、その設定に対応する信号が制御回路８に
与えられるようになっている。そして、ブロワモータ
１，２の設定は、例えば、エアコンの運転レベルに対応
して、ＯＦＦからＬＯ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、ＨＩまでの
６段階に変更可能に構成されている。

【００１６】さて、制御回路８は、割り込みがかけられ
ると（図３（ｃ）参照）、まず、制御プログラムをスタ
ートし、割り込みがかけられた時点での制御対象がブロ
ワモータ１および２のうちのいずれであるかを判断し
（ステップＳ１）、ブロワモータ２が制御対象であった
場合には、次に、ブロワモータ１を制御対象とする必要
があるので、ステップＳ２に移行する。

【００１７】このステップＳ２で、制御回路８は、ブロ
ワモータ１の運転レベルの設定がどのようになっている
かを図示しないエアコンの制御回路から入力し、次い
で、入力した設定状態の信号に応じたデューティ比の値
をあらかじめ記憶されているテーブルから読出す（ステ
ップＳ３）。この後、制御回路８は、コンペアレジスタ
にデューティのデータをセットし（ステップＳ４）、こ
の後、出力ポートＢＳＥＬにロウレベルの信号を出力す
るようになる（ステップＳ５）。

【００１８】これにより、ＰＷＭ信号発生回路１０から
はブロワモータ１の運転レベルの設定に応じたデューテ
ィ比のデータを出力するようになり、一方、出力ポート
ＢＳＥＬからロウレベルの信号が出力されることによ
り、インバータ回路１８はハイレベルの信号を出力する
ようになると共に、インバータ回路２０はロウレベルの
信号を出力するようになる。

【００１９】この結果、ＰＷＭ信号発生回路１０の出力
は、インバータ回路１２側の入力が有効となり、インバ
ータ回路１５側の入力は無効化されるようになり、モー
タ駆動回路３の信号変換回路５にデューティ比のデータ
Ｔａが与えられるようになる（図３（ａ）参照）。モー
タ駆動回路３は、これに応じて、通電回路６を介してブ
ロワモータ１を駆動制御するようになる。

【００２０】この後、制御回路８は、プログラムを終了
してリターンすると、内蔵タイマによってＴ／２の時間
が経過した時点で、再び割り込みによって制御プログラ
ムを実行するようになる（同図（ｃ）参照）。これによ
って、ＰＷＭ信号発生回路１０の出力周期Ｔの半分の時
間で割り込みがかけられることになる。

【００２１】そして、制御回路８は、ステップＳ１では
上述したようにブロワモータ１を駆動制御していたの
で、ここで「ＹＥＳ」と判断してステップＳ６に移行す
るようになる。ステップＳ６以降の実施内容は、ブロワ
モータ２の駆動制御を行うことである。

【００２２】制御回路８は、まず、ブロワモータ２の運
転レベルの設定がどのようになっているかを上述の場合
と同様にしてエアコンの制御回路から入力し、次いで、
入力した設定状態の信号に応じたデューティ比の値をあ
らかじめ記憶されているテーブルから読出す（ステップ
Ｓ７）。この後、制御回路８は、コンペアレジスタにデ
ューティのデータをセットし（ステップＳ８）、この
後、出力ポートＢＳＥＬにハイレベルの信号を出力する
ようになる（ステップＳ９）。

【００２３】これにより、ＰＷＭ信号発生回路１０から
はブロワモータ２の運転レベルの設定に応じたデューテ
ィ比のデータを出力するようになり、一方、出力ポート
ＢＳＥＬからハイレベルの信号が出力されることによ
り、インバータ回路１８はロウレベルの信号を出力する
ようになると共に、インバータ回路２０はハイレベルの
信号を出力するようになる。

【００２４】この結果、ＰＷＭ信号発生回路１０の出力
は、インバータ回路１２側の入力が無効化され、インバ
ータ回路１５側の入力が有効とされるようになり、モー
タ駆動回路３の信号変換回路５にデューティ比のデータ
Ｔｂが与えられるようになる（同図（ｂ）参照）。モー
タ駆動回路３は、これに応じて、通電回路６を介してブ
ロワモータ２を駆動制御するようになる。

【００２５】以下、再び内蔵タイマのタイマ時間がＴ／
２だけ経過する毎に、制御回路８は割り込みを実行して
制御プログラムを実行するようになり（同図（ｃ）参
照）、これによって、各ブロワモータ１，２のモータ駆
動回路３，４は、それぞれ周期Ｔ毎にデューティ比のデ
ータ信号が与えられるようになり、その最大値は５０％
のデューティ比となる。なお、モータ駆動回路３，４に
おいては、次のようにして与えられるデューティ比のデ
ータ信号を変換して通電回路６に出力するようになって
いる。

【００２６】すなわち、前述したように、ＰＷＭ信号発
生回路１０から出力されるデューティ比のデータ信号
は、周期Ｔに対して最大でも５０％の比率となる。そこ
で、信号変換回路５においては、与えられるデータに対
して、これを２倍の時間に相当する信号に変換して通電
回路６に与えるようになる。ＰＷＭ信号発生回路１０か
ら出力されるデューティ比のデータ信号が、例えば次の
ように設定されているとすると、信号変換回路５は、そ
のデータを２倍した値に相当する時間の信号に変換する
ものであり、これによって、２つのブロワモータ１，２
を、それぞれの運転の設定条件に応じた状態で同時に駆
動制御することができる。

【００２７】

【００２８】このような本実施例によれば、切換回路９
を設けてＰＷＭ信号発生回路１０の出力信号を２つのブ
ロワモータ１，２に対して、切換えてＰＷＭ信号を与え
るようにしたので、ＰＷＭ信号発生回路１０を一つ設け
るだけで個々のブロワモータ１，２を独立して制御する
構成とすることができ、コストアップを抑制することが
できるようになる。

【００２９】図４は本発明の第２の実施例を示すもの
で、第１の実施例と異なるところは、負荷としてのブロ
ワモータを３個以上の複数個設けて制御する場合に拡張
した構成としたところである。すなわち、電子制御ユニ
ット２２は、ｎ個のブロワモータ２３ａ，２３ｂ，…，
２３ｎを駆動制御するもので、前述の制御回路８および
選択手段としての切換回路２４から構成されている。制
御回路８には一つのＰＷＭ信号発生回路１０が備えられ
ており、汎用の出力ポートＢＳＥＬは、ｎ個のブロワモ
ータ２３ａ〜２３ｎを個別に指定するための複数本の出
力端子からなるアドレスバスとして設けられている。

【００３０】ｎ個のブロワモータ２３ａ〜２３ｎのそれ
ぞれには、第１の実施例で示したものと同様のモータ駆
動回路２５ａ〜２５ｎが接続されている。これらモータ
駆動回路２５ａ〜２５ｎのそれぞれには、信号変換回路
５および通電回路６が設けられている。

【００３１】さて、切換回路２４は、ＰＷＭ信号発生回
路１０から出力されるＰＷＭ信号を、アドレスバスＢＳ
ＥＬからの選択信号に応じて選択回路２６により切り換
えてモータ駆動回路２５ａ〜２５ｎのいずれかに出力す
るものである。ＰＷＭ信号発生回路１０の出力端子は、
ゲート回路２７ａ〜２７ｎをそれぞれ介してモータ駆動
回路２５ａ〜２５ｎに接続されている。

【００３２】上記構成によれば、制御回路８は、第１の
実施例と同様にして、各ブロワモータ２３ａ〜２３ｎに
対応して設定されている回転速度に対応した設定信号を
入力してこれに対応するブロワモータ２３ａ〜２３ｎを
アドレスバスＢＳＥＬから指定して対応するもののゲー
ト回路２７ａ〜２７ｎを開状態に制御して対応するモー
タ駆動回路２５ａ〜２５ｎにＰＷＭ信号を与えて駆動制
御する。これによって、ｎ個のブロワモータ２３ａ〜２
３ｎを独立して駆動制御することができるようになる。

【００３３】この場合、各ブロワモータ２３ａ〜２３ｎ
に対して割り込みをかける周期は、ＰＷＭ信号発生回路
１０の周期Ｔに対してＴ／ｎとなり、デューティ比につ
いても最大で１００／ｎ％となる。そこで、各モータ駆
動回路２５ａ〜２５ｎにおいて与えられるデューティ比
をここのモータ２３ａ〜２３ｎに対応したデューティ比
に変換して通電することにより所望の回転速度で制御す
ることができる。

【００３４】なお、上述のように制御対象となるモータ
の個数が多くなる程、個々のモータの駆動の制御の段階
は少なくなるので、全体としては粗い制御となるが、こ
れは制御対象の制御レベルとの兼ね合いであるから、適
宜に選択設定する必要があるものである。

【００３５】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形また拡張できる。モータ以
外にもＰＷＭ制御を行う負荷に適用できる。モータ駆動
回路の変換回路は必要に応じて設ければ良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す要部のブロック構
成図

【図２】制御プログラムのフローチャート

【図３】駆動信号のタイムチャート

【図４】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【符号の説明】 図中、１，２はブロワモータ（負荷）、３，４はモータ
駆動回路、５は信号変換回路、６は通電回路、７は電子
制御ユニット、８は制御回路、９は切換回路（選択手
段）、１０はＰＷＭ信号発生回路（ＰＷＭ信号発生手
段）、２２は電子制御ユニット、２３ａ〜２３ｎはブロ
ワモータ（負荷）、２４は切換回路（選択手段）、２５
ａ〜２５ｎはモータ駆動回路、２６は選択回路、２７ａ
〜２７ｎはゲート回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＷＭ信号に基づいて駆動制御される負
   荷を複数個制御対象とした負荷駆動装置において、 指定されたデューティ比のＰＷＭ信号を所定周期で出力
   するＰＷＭ信号発生手段と、 前記複数の負荷のうちのいずれかひとつを選択有効化す
   る選択信号が与えられると、その負荷に対して前記ＰＷ
   Ｍ信号発生手段から出力されるＰＷＭ信号を有効化して
   与える選択手段と、 前記複数の負荷のそれぞれに対応して前記ＰＷＭ信号発
   生手段におけるＰＷＭ信号の出力周期を分割して割り当
   て、各負荷に対応する期間内にその負荷に対して指定さ
   れた前記デューティ比を設定すると共にその前記選択信
   号を与える制御手段とを具備したことを特徴とする負荷
   駆動装置。
2. 【請求項２】 前記複数の負荷は複数段階に回転数が切
   り換えられるモータであることを特徴とする請求項１記
   載の負荷駆動装置。
3. 【請求項３】 前記複数の負荷のそれぞれは、前記ＰＷ
   Ｍ信号が与えられるとこれを負荷の個数に相当する倍率
   の範囲内で拡張したＰＷＭ信号とする変換手段を備えて
   いることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
   載の負荷駆動装置。