(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性を反転できる１対の出力端子を有し、モータのショートやロック時の保護機能を備えた１個のモータドライブＩＣに複数個のモータを接続し、これらのモータのうち１台のみを選択的に駆動する回路であって、
作動頻度が最も高い第１のモータを第１のリレーの常閉接点に接続すると共に常開接点には作動頻度が次に高い第２のモータを第２のリレーの常閉接点を経て接続し、以下同様にリレーと組み合わせながら複数個のモータを作動頻度の高い方が常閉接点側に接続され、作動頻度の低い方が常開接点側に接続されるように作動頻度に従って順次接続し、作動頻度が最も低いモータは直前のリレーの常開接点に直接接続して複数個のモータが実質的に並列に接続された回路を構成すると共に、このモータの並列接続回路をモータドライブＩＣの１対の出力端子の間に接続し、第２以下のモータを駆動する場合には、第１のリレーから駆動されるべき所定のモータの直前のリレーまでを動作させることにより該当するモータのみを動作させるように構成したことを特徴とするモータの駆動回路。
【請求項２】
１個のモータドライブＩＣに接続されているモータが３台以上である請求項１記載のモータの駆動回路。
【請求項３】
極性を反転できる１対の出力端子を有し、モータのショートやロック時の保護機能を備えた１個のモータドライブＩＣに複数個のモータを接続し、これらのモータのうち１台のみを選択的に駆動する回路であって、
モータドライブＩＣの１対の出力端子の間に複数個のモータを直列に接続すると共に、各モータの接続点に正方向及び逆方向のいずれかが単独で導通される複数個の半導体スイッチの共通端子をそれぞれ接続し、各半導体スイッチの正方向側の端子を順方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの一方の出力端子に、逆方向側の端子を逆方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの他方の出力端子にそれぞれ接続し、駆動されるべき所定のモータに共通端子が接続されている半導体スイッチのみを導通状態とすることにより該当するモータのみを動作させるように構成したことを特徴とするモータの駆動回路。
【請求項４】
極性を反転できる１対の出力端子を有し、モータのショートやロック時の保護機能を備えた１個のモータドライブＩＣに複数個のモータを接続し、これらのモータのうち１台のみを選択的に駆動する回路であって、
モータドライブＩＣの一方の出力端子に複数個のモータの一方の端子をそれぞれ接続すると共に、各モータの他方の端子に正方向及び逆方向のいずれかが単独で導通される複数個の半導体スイッチの共通端子をそれぞれ接続し、各半導体スイッチの正方向側の端子を順方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの一方の出力端子に、逆方向側の端子を逆方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの他方の出力端子にそれぞれ接続し、駆動されるべき所定のモータに共通端子が接続されている半導体スイッチのみを導通状態とすることにより該当するモータのみを動作させるように構成したことを特徴とするモータの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータドライブＩＣを用いて複数個のモータを選択的に駆動する駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車には多くのモータが使用されており、一般にこれらのモータは正逆転制御が可能であると共に負荷回路のショートやロックの際の保護機能が必要なため、極性を反転できる１対の出力端子を有し、モータのショートやロック時の保護機能を備えたモータドライブＩＣによって制御するものが主流となっている。このため各モータごとにモータドライブＩＣが必要となり、モータの駆動回路の全体のコストを押し上げる一因となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数個のモータのうち１台のみが選択的に駆動されるような用途の場合には、必ずしも各モータごとにモータドライブＩＣを用いる必要はない。この発明はこの点に着目し、１個のモータドライブＩＣで複数個のモータを制御するようにし、且つ必要な回路素子を極力少なくして安価に所定の機能を実現することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明のモータの駆動回路では、作動頻度が最も高い第１のモータを第１のリレーの常閉接点に接続すると共に常開接点には作動頻度が次に高い第２のモータを第２のリレーの常閉接点を経て接続し、以下同様にリレーと組み合わせながら複数個のモータを作動頻度の高い方が常閉接点側に接続され、作動頻度の低い方が常開接点側に接続されるように作動頻度に従って順次接続し、作動頻度が最も低いモータは直前のリレーの常開接点に直接接続して複数個のモータが実質的に並列に接続された回路を構成すると共に、このモータの並列接続回路をモータドライブＩＣの１対の出力端子の間に接続し、第２以下のモータを駆動する場合には、第１のリレーから駆動されるべき所定のモータの直前のリレーまでを動作させることにより該当するモータのみを動作させるようにしている。
【０００６】
また第２の発明では、モータドライブＩＣの１対の出力端子の間に複数個のモータを直列に接続すると共に、各モータの接続点に正方向及び逆方向のいずれかが単独で導通される複数個の半導体スイッチの共通端子をそれぞれ接続し、各半導体スイッチの正方向側の端子を順方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの一方の出力端子に、逆方向側の端子を逆方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの他方の出力端子にそれぞれ接続し、駆動されるべき所定のモータに共通端子が接続されている半導体スイッチのみを導通状態とすることにより該当するモータのみを動作させるようにしている。
【０００７】
また第３の発明では、モータドライブＩＣの一方の出力端子に複数個のモータの一方の端子をそれぞれ接続すると共に、各モータの他方の端子に正方向及び逆方向のいずれかが単独で導通される複数個の半導体スイッチの共通端子をそれぞれ接続し、各半導体スイッチの正方向側の端子を順方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの一方の出力端子に、逆方向側の端子を逆方向のダイオードを介してモータドライブＩＣの他方の出力端子にそれぞれ接続し、駆動されるべき所定のモータに共通端子が接続されている半導体スイッチのみを導通状態とすることにより該当するモータのみを動作させるようにしている。
【０００８】
【第１の発明の実施の形態】
次に、第１の発明の実施の形態をモータが３台の場合について説明する。図１の回路図において、１はマイクロコンピュータや制御用のＩＣからなる制御部、２は例えばＴＡ８０８０Ｋのような極性を反転できる１対の出力端子２ａ，２ｂを有し、モータのショートやロック時の保護機能を備えた周知のモータドライブＩＣ、３はモータの並列接続回路、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は各種の動作用として設けられた第１〜第３のモータ、Ｒ１，Ｒ２はリレーである。モータドライブＩＣ２は制御部１に接続されており、出力端子２ａ，２ｂからは制御部１の制御信号に応じて所定の極性の駆動電圧が出力される。
【０００９】
ここで、モータＭ１は３台の中で作動頻度が最も高い用途に、モータＭ２はモータＭ１に次いで作動頻度が高い用途に、モータＭ３は作動頻度が最も低い用途にそれぞれ用いられるものとなっている。また、Ｃ１，ＮＣ１，ＮＯ１はそれぞれリレーＲ１の共通接点、常閉接点及び常開接点、同様にＣ２，ＮＣ２，ＮＯ２はそれぞれリレーＲ２の共通接点、常閉接点及び常開接点である。
【００１０】
図のように、モータの並列接続回路３は、リレーＲ１の常閉接点ＮＣ１にモータＭ１の一端が接続され、常開接点ＮＯ１にリレーＲ２の共通接点Ｃ２が接続され、リレーＲ２の常閉接点ＮＣ２にモータＭ２の一端が接続されると共に常開接点ＮＯ２にモータＭ３の一端が接続された構成となっており、リレーＲ１の共通接点Ｃ１がモータドライブＩＣ２の一方の出力端子２ａに接続され、他方の出力端子２ｂに各モータの他端がそれぞれ接続されている。また、リレーＲ１，Ｒ２にはそれぞれ駆動用トランジスタＴ１，Ｔ２が接続されており、それぞれのベースに対して制御部１から出力される制御信号に応じてオンとなり、リレーＲ１，Ｒ２が動作して共通接点Ｃ１，Ｃ２が常開接点ＮＯ１，ＮＯ２側に切り換わるようになっている。
【００１１】
次に動作を説明する。まず、モータＭ１を動作させる場合にはリレーＲ１，Ｒ２は動作させず、単に所定の極性の駆動電圧をモータドライブＩＣから出力させる。これによりモータＭ１が駆動されて正転または逆転する。また、モータＭ２を動作させる場合には駆動用トランジスタＴ１をオンとしてリレーＲ１を動作させ、その共通接点Ｃ１を常開接点ＮＯ１側に切り換えると同時に、所定の極性の駆動電圧をモータドライブＩＣから出力させるのであり、これによりモータＭ２が駆動されて正転または逆転する。更にモータＭ３を動作させる場合には駆動用トランジスタＴ１，Ｔ２を共にオンとし、リレーＲ１，Ｒ２を動作させてその共通接点Ｃ１，Ｃ２を常開接点ＮＯ１，ＮＯ２側に切り換え、同時に所定の極性の駆動電圧をモータドライブＩＣから出力させるのであり、これによりモータＭ３が駆動されて正転または逆転する。
【００１２】
上述のように、作動頻度はモータＭ１が最も高く、モータＭ３が最も低くなっており、高い頻度で駆動されるモータＭ１の駆動の際には単にモータドライブＩＣ２を作動させるだけで済む。また、モータＭ３の駆動の際にはリレーＲ１，Ｒ２の両方を動作させる必要があるがその頻度は最も低く、モータＭ２の駆動の際にはリレーＲ１を動作させる必要があるがその頻度はモータＭ１とＭ３の場合の中間となる。すなわち、作動頻度の高いモータほど動作させるべきリレーの数が少なくなるため制御が容易であり、各モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３ごとにリレーを設ける場合と比較して全体としての制御の手順が簡単となる。また、各モータごとにモータドライブＩＣを設ける場合と比較して低コストで駆動回路を構成することが可能となるのである。
【００１３】
なお、図１においてＴ１′，Ｔ２′，Ｔ３′は制動用トランジスタである。すなわち、モータが駆動されていない時に制御部１からの制御信号によってこれらのトランジスタをオンとし、それぞれのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を制動状態とするのであるが、モータの用途によってはモータドライブＩＣ２の出力によって制動を掛けた後にモータの切り換えをし、非制御時にはモータ回路をオープンにしておくことも可能である。従って、この場合にはトランジスタＴ１′等を用いた制動回路は不要であり、図２及び図３ではこの制御回路は示してない。
【００１４】
この発明では必要なリレーの数がモータの台数より１個少なくてよいので、特にモータがＭ１，Ｍ２の２台だけの場合にはリレーＲ２は不要であり、リレーＲ１の常開接点ＮＯ１にモータＭ２を直接接続すればよい。従って、回路構成は簡単になると共に制御手順も極めて簡単となる。またモータ台数が４台以上の場合には、第１図に準じてリレーの常閉接点側に作動頻度が高いモータを接続し、常開接点側に作動頻度が低いモータを接続するというようにリレーと組み合わせながら作動頻度の順に複数個のモータを並列に接続し、この並列接続回路をモータドライブＩＣの出力端子の間に接続すればよい。
【００１５】
【第２の発明の実施の形態】
次に、第２の発明の実施の形態を説明する。図２はモータがｎ個の場合の例を示したもので、Ｍ１，Ｍ２…，Ｍｎは第１〜第ｎのモータ、Ｓ１，Ｓ２…，Ｓｎ−１は第１〜第ｎ−１の半導体スイッチ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４はダイオードであり、半導体スイッチＳ１〜Ｓｎ−１はそれぞれ２個のパワートランジスタＴＲ１，ＴＲ２を組み合わせて構成されている。
【００１６】
図のように、モータＭ１〜ＭｎはモータドライブＩＣ２の出力端子２ａ，２ｂ間に直列に接続されており、半導体スイッチＳ１〜Ｓｎ−１のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のコレクタ側は共通端子となって各モータの接続点に順次接続されている。また、各トランジスタＴＲ１のエミッタ側はそれぞれ逆方向のダイオードＤ１またはＤ２を介してモータドライブＩＣ２の出力端子２ａまたは２ｂに接続され、各トランジスタＴＲ２のエミッタ側はそれぞれ順方向のダイオードＤ４またはＤ３を介してモータドライブＩＣ２の出力端子２ａまたは２ｂに接続されている。なお、図示は省略してあるが、各半導体スイッチのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースはそれぞれ制御部１に接続されており、制御部１からの制御信号によって導通を制御されるようになっている。
【００１７】
次に、モータ電流が図中の実線矢印の方向に流れる場合が正転、破線矢印の場合が逆転として動作を説明する。まずモータＭ１を正転させる場合には、モータドライブＩＣ２から端子２ａ側が正の駆動電圧を出力し、同時に半導体スイッチＳ１のトランジスタＴＲ２のみをオンとする。これにより端子２ａ、モータＭ１、トランジスタＴＲ２、ダイオードＤ３、端子２ｂの回路が形成され、モータＭ１は正転する。また逆転の場合には、モータドライブＩＣ２の駆動電圧の極性を逆にし、トランジスタＴＲ１のみをオンとする。これにより端子２ｂ、ダイオードＤ２、トランジスタＴＲ１、モータＭ１、端子２ａの回路が形成され、モータＭ１は逆転する。
【００１８】
次にモータＭ２を正転させる場合には、モータドライブＩＣ２から端子２ａ側が正の駆動電圧を出力し、同時に半導体スイッチＳ１のトランジスタＴＲ１と半導体スイッチＳ２のトランジスタＴＲ２をオンとする。これにより端子２ａ、ダイオードＤ１、半導体スイッチＳ１のトランジスタＴＲ１、モータＭ２、半導体スイッチＳ２のトランジスタＴＲ２、ダイオードＤ３、端子２ｂの回路が形成され、モータＭ１は正転する。また逆転の場合には、モータドライブＩＣ２の駆動電圧の極性を逆にし、半導体スイッチＳ１のトランジスタＴＲ２と半導体スイッチＳ２のトランジスタＴＲ１をオンとする。これにより端子２ｂ、ダイオードＤ２、半導体スイッチＳ２のトランジスタＴＲ１、モータＭ２、半導体スイッチＳ１のトランジスタＴＲ２、ダイオードＤ４、端子２ａの回路が形成され、モータＭ２は逆転する。
【００１９】
このように、所定の極性の駆動電圧をモータドライブＩＣ２から出力すると同時に、両端のモータＭ１またはＭｎの場合は半導体スイッチＳ１またはＳｎ−１のいずれかのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を選択的にオンし、それ以外のモータの場合はその両側に接続されている２個の半導体スイッチのいずれかのトランジスタＴＲ１及びＴＲ２を選択的にオンすることによって、所望のモータを１台だけ正転または逆転させることができるのである。
【００２０】
従って、１個のモータドライブＩＣで複数個のモータＭ１〜Ｍｎを制御でき、しかも半導体スイッチはモータの台数より１個少なくて済むので、低コストで駆動回路を構成することが可能となる。また、通電回路にダイオードが直列に挿入されているのでパワートランジスタに逆電圧が加わることがなく、逆電圧による半導体スイッチの破損は生じない。
【００２１】
【第３の発明の実施の形態】
上述の第２の発明では、両端のモータＭ１，Ｍｎ以外の場合には通電回路に２個のパワートランジスタが挿入されるので、その分だけロスが大きくなる。第３の発明はこの点を解決したものであり、図３によりその実施の形態を説明する。
【００２２】
ここでは、モータドライブＩＣ２の一方の出力端子２ａに複数個のモータＭ１〜Ｍｎの一方の端子をそれぞれ接続すると共に、各モータごとに半導体スイッチＳ１〜Ｓｎを設けてその共通端子を各モータの他方の端子に接続し、各トランジスタＴＲ１のエミッタ側はそれぞれ逆方向のダイオードＤ１またはＤ２を介してモータドライブＩＣ２の出力端子２ａまたは２ｂに接続し、各トランジスタＴＲ２のエミッタ側はそれぞれ順方向のダイオードＤ３またはＤ４を介してモータドライブＩＣ２の出力端子２ｂまたは２ａに接続している。
【００２３】
上記のような構成であり、例えばモータＭ１に実線矢印方向の電流を流して正転させる場合には、モータドライブＩＣ２から端子２ａ側が正の駆動電圧を出力し、同時に半導体スイッチＳ１のトランジスタＴＲ２をオンとする。これにより端子２ａ、モータＭ１、トランジスタＴＲ２、ダイオードＤ３、端子２ｂの回路が形成され、モータＭ１は正転する。また逆転の場合には、モータドライブＩＣ２の駆動電圧の極性を逆にし、トランジスタＴＲ１をオンとする。これにより端子２ｂ、ダイオードＤ２、トランジスタＴＲ１、モータＭ１、端子２ａの回路が形成され、モータＭ１は逆転する。他のモータについてもこれに準じて正転あるいは逆転させることができる。
【００２４】
このように、所定の極性の駆動電圧をモータドライブＩＣ２から出力し、同時に駆動したいモータに接続されている半導体スイッチのいずれかのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を選択的にオンすることによって、所望のモータを１台だけ正転または逆転させることができるのである。
【００２５】
従って、１個のモータドライブＩＣで複数個のモータＭ１〜Ｍｎを制御でき、低コストで駆動回路を構成することが可能となる。また、通電回路に直列に挿入されたダイオードＤ２，Ｄ３、及びモータと半導体スイッチの直列回路に対して並列に接続されているダイオードＤ１，Ｄ４によってパワートランジスタに逆電圧が加わることがなく、逆電圧による半導体スイッチの破損は生じない。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、第１の発明のモータの駆動回路は、リレーの常閉接点側に作動頻度が高いモータを接続し、常開接点側に作動頻度が低いモータを接続するというようにリレーと組み合わせながら作動頻度の順に複数個のモータを並列に接続し、この並列接続回路をモータドライブＩＣの出力端子の間に接続したものである。
【００２７】
従って、必要なリレーはモータの台数より１個少なくて済み、しかも１個のモータドライブＩＣで複数個のモータを制御できるので、各モータごとにモータドライブＩＣを設ける場合と比較して低コストで駆動回路を構成することが可能となる。また作動頻度の最も高いモータは常時モータドライブＩＣに接続された状態となり、他のモータも作動頻度の高いものほど駆動時に動作させるリレーが少なくなるため、制御が容易で全体としての制御の手順が簡単となる。
【００２８】
また第２の発明は、モータドライブＩＣの出力端子の間に複数個のモータを直列に接続すると共に、各モータの接続点に半導体スイッチをそれぞれ接続し、モータドライブＩＣから所定の極性の駆動電圧を出力すると同時に各半導体スイッチの正方向及び逆方向のいずれかを導通制御するようにしたものである。
【００２９】
従って、１個のモータドライブＩＣで複数個のモータを制御でき、しかも半導体スイッチはモータの台数より１個少なくて済むので、低コストで駆動回路を構成することが可能となる。また、通電回路に挿入されたダイオードにより逆電圧による半導体スイッチの破損が防止される。
【００３０】
また第３の発明は、モータドライブＩＣの出力端子の間にモータと半導体スイッチが直列接続された回路を複数個並列に接続し、モータドライブＩＣから所定の極性の駆動電圧を出力すると同時にいずれかの半導体スイッチの正方向または逆方向を導通制御するようにしたものである。
【００３１】
従って、１個のモータドライブＩＣで複数個のモータを制御でき、しかも半導体スイッチが通電回路に２個挿入されることによるロスの発生がない駆動回路を低コストで構成することが可能となる。また、通電回路に挿入されたダイオードにより逆電圧による半導体スイッチの破損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明による駆動回路の一例を示す基本回路図である。
【図２】第２の発明による駆動回路の一例を示す基本回路図である。
【図３】第３の発明による駆動回路の一例を示す基本回路図である。
【符号の説明】
１  制御部
２  モータドライブＩＣ
２ａ，２ｂ  出力端子
３  モータの並列接続回路
Ｍ１〜Ｍｎ  モータ
Ｒ１，Ｒ２  リレー
Ｃ１，Ｃ２  共通接点
ＮＣ１，ＮＣ２  常閉接点
ＮＯ１，ＮＯ２  常開接点
Ｓ１〜Ｓｎ  半導体スイッチ
ＴＲ１，ＴＲ２  パワートランジスタ
Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード
【図１】
0003557301.tif 000002
【図２】
0003557301.tif 000003
【図３】
0003557301.tif 000004