制御装置
【課題】負荷の電力線の本数、電力調整器等の個数を削減するとともに、負荷電流を制限できるようにする。
【解決手段】熱板１を加熱する９個の第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を、行方向の３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１〜３と、列方向の３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、マトリックス接続し、第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６を制御して、ヒータ２−１〜２−９を選択して駆動し、ヒータに流れる負荷電流をＣＴ１１によって検出し、負荷電流が制限値を越えるときには、ヒータに対する操作量を制限することによって、負荷電流を制限している。
【解決手段】熱板１を加熱する９個の第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を、行方向の３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１〜３と、列方向の３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、マトリックス接続し、第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６を制御して、ヒータ２−１〜２−９を選択して駆動し、ヒータに流れる負荷電流をＣＴ１１によって検出し、負荷電流が制限値を越えるときには、ヒータに対する操作量を制限することによって、負荷電流を制限している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータなどの負荷の駆動を制御する温度調節器などの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、被加熱物を、熱板上に載置して加熱処理するような温度制御においては、温度調節器は、熱板に配設された温度センサからの検出温度に基づいて、熱板の温度が目標温度になるように、熱板に配設されたヒータの通電を制御することにより行なわれる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記熱板に、複数のヒータおよび複数の温度センサを配設して複数の制御点、すなわち、複数チャンネルの温度制御を行なう場合には、各ヒータを個別に駆動できるように、各ヒータと電源とを、スイッチング素子を内蔵した電力調整器を介してそれぞれ接続し、電力調整器のスイッチング素子の開閉を制御して各ヒータを個別に駆動できるようにしている。
【０００５】
このため、チャンネル数が多くなる程、電力調整器の個数およびヒータの電力線の本数が増大し、電力線は、熱板と電力調整器との間を長く引き回されることになり、空間設計や配線作業が煩雑になる。
【０００６】
更に、温度制御の開始時、すなわち、立ち上げ時には、複数のヒータの全てが同時にオンするために、その間の電力消費が著しく大きくなり、また、その大きな電力消費に耐え得る大きな容量の電源や電力調整器等が必要になり、その分、大きな設置スペースを確保する必要があるとともに、コストも高くつく。
【０００７】
また、負荷の変動、例えば、ハロゲンヒータでは、常温の立ち上げ時には、抵抗値が非常に低いために、過大な電流が流れてしまう。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みて為されたものであって、負荷の電力線の本数、電力調整器等の個数を削減するとともに、負荷電流を制限できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の制御装置は、複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００１０】
負荷としては、例えば、ヒータ、ランプ、あるいはモータなどがある。
【００１１】
電源は、直流電源であってもよいし、交流電源であってもよい。
【００１２】
開閉手段は、リレーであってもよいし、トランジスタ、サイリスタあるいはトライアック等の半導体素子であってもよい。
【００１３】
「前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列」とは、複数の第１の電力線、複数の第２の電力線および複数の負荷の実際の物理的な配列に拘らず、両電力線と負荷との接続状態を定義するための仮想的な配列をいう。したがって、この仮想的な配列は、両電力線および負荷の実際の物理的な配列を制約するものではない。
【００１４】
また、「横方向と縦方向とに平行に配列」とは、複数の第１の電力線を横方向（行方向）に平行に配列し、複数の第２の電力線を縦方向（列方向）に平行に配列することをいい、したがって、両電力線が交差する部分が生じる。
【００１５】
「両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され」とは、仮想的に配列された両電力線が交差する部分に対応して、各負荷が両電力線間に電気的に接続されることをいう。
【００１６】
複数の第１の電力線および複数の第２の電力線は、それぞれ横方向（行方向）および縦方向（列方向）に平行に仮想的に配列され、それらの交点に対応して各負荷が、両電力線間に接続されるので、複数の各負荷は、行方向の複数の第１の電力線と列方向の複数の第２の電力線との間に、マトリックス接続されることになる。
【００１７】
両電力線が交差する部分の全てに、負荷をそれぞれ接続して完全なマトリックス接続とするのが好ましいが、前記交差する部分の全てに負荷をそれぞれ接続するのではなく、負荷が接続されない前記交差する部分があってもよい。すなわち、不完全なマトリックス接続であってもよい。また、前記交差する部分に、負荷を接続しない場合には、前記両電力線とは別の電力線に接続される負荷を、前記交差する部分に対応して設けてもよい。
【００１８】
当該制御装置は、開閉手段の開閉量を制御して負荷に供給する電力を制御するものであり、この電力制御は、ＯＮ／ＯＦＦ制御、位相制御、あるいは、サイクル制御などが好ましい。
【００１９】
駆動する負荷を選択するとは、複数の負荷の内、１個の負荷を選択して駆動してもよいし、複数の負荷を選択して同時に駆動してもよいし、全ての負荷を選択して同時に駆動してもよい。
【００２０】
電流センサは、複数の第１の電力線および複数の第２の電力線の各電力線にそれぞれ設けてもよいし、複数の第１の電力線の各電力線のみにそれぞれ設けてもよいし、あるいは、複数の第２の電力線の各電力線のみにそれぞれ設けてもよいし、少なくとも１個の電流センサを、共通化された電力線に設ければよい。
【００２１】
電流制限手段は、操作量算出手段の操作量を直接制限するのが好ましいが、目標値などを補正することによって、操作量算出手段の操作量を間接的に制限してもよい。
【００２２】
本発明の制御装置によると、第１，第２の開閉手段の開閉を制御することによって、仮想的に横方向（行方向）に平行に配列された複数の第１の電力線と、仮想的に縦方向（列方向）に平行に配列された複数の第２の電力線との交差部分に接続された負荷、すなわち、行方向の複数の第１の電力線と、列方向の複数の第２の電力線との間に、マトリックス接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００２３】
更に、負荷に流れる負荷電流を電流センサで検出し、制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して負荷電流を制限するので、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを制限できる。また、複数の負荷を選択して同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【００２４】
（２）本発明の他の実施形態では、前記電流制限手段は、駆動する負荷を選択するタイミングに応じて前記電流センサの出力に基づく前記負荷電流値を取得する。
【００２５】
負荷を選択するタイミングに応じて負荷電流値を取得するとは、負荷が選択されるタイミングと同じタイミングで負荷電流値を取得してもよいが、負荷が選択されるタイミングから一定期間遅れたタイミング、例えば、次の負荷が選択される直前のタイミングで負荷電流値を取得することをいい、前記一定期間は、負荷を選択した後、電流値が安定するのに要する期間であるのが好ましい。
【００２６】
電流センサの出力に基づく負荷電流値とは、電流センサの出力を全波整流し、平均化した負荷電流値などをいう。
【００２７】
この実施形態によると、負荷が選択されて駆動される度に、電流センサの出力に基づく安定した負荷電流値をサンプリングし、負荷電流値が制限値を越えているか否かを判断することができる。
【００２８】
（３）本発明の一つの実施形態では、前記駆動制御手段は、前記複数の負荷の内の１個の負荷を順番に選択して駆動するものである。
【００２９】
当該制御装置は、複数の負荷の内の１個の負荷を順番に選択して駆動する以外に、２個以上の負荷を選択して同時に駆動するモードや複数の負荷の全てを同時に駆動するモードを有してもよい。
【００３０】
この実施形態によると、負荷を１個ずつ順番に選択して駆動するので、複数の第１の電力線または複数の第２の電力線を共通化した１本の電力線に、１個の電流センサを設けて各負荷の負荷電流を検出することが可能となり、電流センサの個数を１個にすることができる。
【００３１】
（４）本発明の制御装置は、複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定される負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００３２】
本発明の制御装置によると、第１，第２の開閉手段の開閉を制御することによって、行方向の複数の第１の電力線と、列方向の複数の第２の電力線との間に、マトリックス接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、スイッチング素子を含む電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００３３】
更に、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して負荷電流を制限するので、実際に負荷電流を計測することなく、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを事前に防止することができる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【００３４】
（５）本発明の他の実施形態では、前記電流制限手段は、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に応じた抵抗値に基づいて、負荷電流を推定するものである。
【００３５】
負荷の駆動状態とは、いずれの負荷が選択されて駆動されているかという負荷の選択の状態などをいう。
【００３６】
この実施形態によると、操作量に基づく印加電圧と、いずれの負荷を選択しているかという負荷の駆動状態に応じた抵抗値とに基づいて、負荷に流れる負荷電流を推定することができる。
【００３７】
（６）本発明の一つの実施形態では、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、同じ割合で制限する。
【００３８】
この割合は、例えば、負荷電流の制限値と負荷電流の推定値との割合としてもよい。
【００３９】
この実施形態では、駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、複数の負荷にそれぞれ対応する操作量を同じ割合で一律に制限することができる。
【００４０】
（７）本発明の他の実施形態では、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量と目標値との偏差の絶対値が大きな方から順に制限する。
【００４１】
この実施形態によると、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、制御量と目標値との偏差の絶対値が大きなチャンネルの負荷から順に操作量を制限することができる。
【００４２】
(８)本発明の更に他の実施形態では、前記複数の負荷は、制御対象を加熱するものであって、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が大きな方から順に制限する。
【００４３】
この実施形態によると、加熱制御において、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、制御量−目標値の値が大きなチャンネルの負荷から順に操作量を制限することができる。例えば、既に目標値を上回って目標値よりも高温のチャンネルと、未だ目標値に到達していない低温のチャンネルとがある場合には、制御量−目標値の値が、正の値となる高温のチャンネルの方が、前記値が負の値となる低温のチャンネルよりも大きいので、高温のチャンネルの負荷に対応する操作量を制限することになる。
【００４４】
(９)本発明の他の実施形態では、前記複数の負荷は、制御対象を冷却するものであって、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が小さな方から順に制限する。
【００４５】
この実施形態によると、冷却制御において、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、制御量−目標値の値が小さなチャンネルの負荷から順に操作量を制限することができる。例えば、既に目標値に到達して目標値よりも低温のチャンネルと、未だ目標値に到達していない高温のチャンネルとがある場合には、制御量−目標値の値が、負の値となる低温のチャンネルの方が、前記値が正の値となる高温のチャンネルよりも小さいので、低温のチャンネルの負荷に対応する操作量を制限することになる。
【００４６】
（１０）本発明の更に他の実施形態では、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、その絶対値の小さな方から順に制限する。
【００４７】
この実施形態によると、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、操作量の絶対値の小さい方から順に操作量を制限することができる。
【００４８】
（１１）本発明の更に他の実施形態では、前記電流制限手段によって、負荷電流値が制限値を越えるとされたときに、それを報知する過電流状態報知手段を備えている。
【００４９】
過電流状態報知手段は、表示や接点出力などによって過電流状態を報知するのが好ましい。
【００５０】
この実施形態によると、過電流状態が検出されたときには、それを報知するので、ユーザは、直ちに過電流状態が生じたことを把握することができる。
【００５１】
（１２）本発明の制御装置は、複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００５２】
本発明の制御装置によると、開閉手段の開閉を制御することによって、共通の電力線と前記開閉手段との間に接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、スイッチング素子を含む電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００５３】
更に、負荷に流れる負荷電流を電流センサで検出し、制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して電流を制限するので、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを制限することができる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【００５４】
（１３）本発明の制御装置は、複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷電流を推定し、推定される負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００５５】
本発明の制御装置によると、開閉手段の開閉を制御することによって、共通の電力線と前記開閉手段との間に接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、スイッチング素子を含む電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００５６】
更に、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して負荷電流を制限するので、実際に負荷電流を計測することなく、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを事前に防止することができる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、複数の電力線を複数の負荷で共用化しているので、従来例に比べて、電力線の本数やスイッチング素子を含む電力調整器の個数を削減することができ、電力線を引き回すための空間設計や配線作業が容易になるとともに、コストを低減することができる。更に、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを制限できる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の実施形態の温度調節器を備えるシステムの概略構成図である。
【図２】図１の９個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【図３】図１の実施形態のステップ応答波形を示す図である。
【図４】図１の電流検出部の構成を示す図である。
【図５】図４の各部の波形を示す図である。
【図６】ヒータの印加電圧と電流検出部で検出される平均電流を示す図である。
【図７】図１の電流制限部の構成を示す図である。
【図８】図１の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態の概略構成図である。
【図１０】図９の電流制限部の構成を示す図である。
【図１１】図１０の負荷電流推定部の構成を示す図である。
【図１２】位相制御された印加電圧を示す図である。
【図１３】第１のヒータを選択した状態を示す図である。
【図１４】電流の回り込みによる合成抵抗値を説明する図である。
【図１５】複数のヒータの同時駆動の例を示す図である。
【図１６】複数のヒータの同時駆動の他の例を示す図である。
【図１７】複数のヒータに対応する接続用端子のオン（１）／オフ（０）状態と合成抵抗値との関係を示す図である。
【図１８】図９の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１９】本発明の他の実施形態の電流制限部の構成を示す図である。
【図２０】図１９の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図２１】図１９の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図２２】本発明の他の実施形態の図１に対応する図である。
【図２３】図２２の９個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施形態の図１に対応する概略構成図である。
【図２５】図２４の９個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【図２６】本発明の他の実施形態の概略構成図である。
【図２７】図２６の３個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態に係る制御装置としての温度調節器５を備える温度制御システムの概略構成図である。
【００６１】
この温度制御システムは、熱板１の９つの制御点の温度を制御する、９チャンネルの制御を行うものであり、熱板１には、負荷として９個の第１〜第９のヒータ２−１〜２−９および図示しない９個の温度センサが配設されている。
【００６２】
この実施形態では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９は、行方向の３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１〜３と、列方向の３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、マトリックス接続される。
【００６３】
すなわち、第１〜第３のヒータ２−１〜２−３の各一端が、上側の行方向の第１の電力線Ｌ１−１に接続され、各他端が、３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続される。また、第４〜第６のヒータ２−４〜２−６の各一端が、中間の行方向の第１の電力線Ｌ１−２に接続され、各他端が、３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続される。更に、第７〜第９のヒータ２−７〜２−９の各一端が、下側の行方向の第１の電力線Ｌ１−３に接続され、各他端が、３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続される。
【００６４】
つまり、３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３を行方向に平行に配列し、３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３を列方向に平行に配列したときに、両電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３，Ｌ２−１〜Ｌ２−３が交差する部分、すなわち、９箇所の交差部分で、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９の各一端が第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３にそれぞれ接続されるとともに、各他端が第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続されている。
【００６５】
なお、３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３を行方向に平行に配列し、３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３を列方向に平行に配列しているが、かかる配列は、必ずしも両電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３，Ｌ２−１〜Ｌ２−３の実際の物理的配列を示すものではなく、両電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３，Ｌ２−１〜Ｌ２−３と各ヒータ２−１〜２−９との接続状態を明確に示すための仮想的な配列である。
【００６６】
熱板１から引き出された３本の行方向の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３の各接続用端子Ｘ１〜Ｘ３は、第１の開閉手段としての第１〜第３の電力調整器３−１〜３−３を介して交流電源４の一端に接続される。また、熱板１から引き出された３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３の各接続用端子Ｙ１〜Ｙ３は、第２の開閉手段としての第４〜第６の電力調整器３−４〜３−６を介して交流電源４の他端に接続される。
【００６７】
このように９個のヒータ２−１〜２−９は、３本の行方向の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３と３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、マトリックス接続されているので、行方向に対応する第１〜第３の電力調整器３−１〜３−３と、列方向に対応する第４〜第６の電力調整器３−４〜３−６とを制御することにより、いずれかのヒータ２−１〜２−９を選択して交流電源４からの電力によって駆動することができる。
【００６８】
この温度制御システムは、熱板１に配設された９個の図示しない温度センサからの検出温度（ＰＶ）と目標温度とに基づいて、ＰＩＤ演算等を行って算出される９チャンネル分の操作量を上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に振り分けて出力する温度調節器５と、この温度調節器５からの操作量に基づいて、９個のヒータ２−１〜２−９への交流電力を位相制御する上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６とを備えている。
【００６９】
温度調節器５は、熱板１に配設された図示しない９個の温度センサからの検出温度が入力される制御量入力部６と、例えば、上位機器から目標温度が入力される目標値入力部７と、制御量入力部６からの検出温度に基づいて、駆動するヒータを選択する駆動対象選択部８と、制御量入力部６からの検出温度と目標値入力部７からの目標温度とに基づいて、ＰＩＤ演算等を行って９チャンネル分の操作量を算出するとともに、駆動対象選択部８で後述のように選択されるヒータに応じて、９チャンネル分の操作量を、第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に振り分けて出力する操作量算出部９とを備えている。駆動対象選択部８と操作量算出部９とによって、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を選択して駆動する駆動制御手段が構成される。
【００７０】
この実施形態では、チャンネル毎に、ヒータに流れる負荷電流を計測し、負荷変動などによって負荷電流が過大になったときには、予め定めた電流値に制限するようにしている。
【００７１】
すなわち、図１に示すように、温度調節器５は、行方向の電力調整器３−１〜３−３よりも交流電源４側の電力線に設けられた電流センサとしてのＣＴ（カレントトランス）１１の出力に基づいて、ヒータに流れる負荷電流を検出する電流検出部１２と、負荷電流の制限値が入力される負荷電流制限値入力部１０と、制限値を越える負荷電流が検出されたときに、それを報知する過電流状態報知部１４とを備えている。更に、操作量算出部９は、制限値を越える負荷電流が電流検出部１２で検出されたときには、後述のように操作量を制限して負荷電流を制限する電流制限部１３としての機能を有している。
【００７２】
負荷電流制限値入力部１０には、予め、チャンネル毎の負荷電流の制限値が、ユーザによって設定入力される。
【００７３】
過電流状態報知部１４では、例えば、表示部によるエラー表示や接点出力によって過電流状態を報知する。
【００７４】
この実施形態では、温度調節器５は、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を、１個ずつ順番に時分割で駆動する、すなわち、１個ずつ順番にスキャン（走査）する。
【００７５】
図２は、この時分割駆動を説明するための図であり、同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択されるヒータ２−１〜２−９に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９による接続用端子Ｘ１用の操作量の例を、同図（ｃ）は操作量算出部９による接続用端子Ｙ１用の操作量の例を、同図（ｄ）は電流検出部１２の出力をそれぞれ示し、併せて、後述の過電流判定のタイミングを矢印で示している。なお、この図２では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９に個別的に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の内、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１用の操作量のみを代表的に示している。
【００７６】
先ず、同図（ａ）に示すように、駆動対象選択部８によって、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、以下同様にして、第４のヒータ２−４から第９のヒータ２−９まで順番に１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、制御周期Ｔにおいて、各ヒータ２−１〜２−９が１個ずつ順番に選択される。
【００７７】
第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、選択されている期間ｔでは、操作量算出部９によって、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第１のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオンに対応する１００％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第１のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第４の電力調整器３−４のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第１のヒータ２−１に与えられて駆動される。
【００７８】
次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、選択された期間ｔでは、操作量算出部９によって、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第２のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ２用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第２のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第５の電力調整器３−５のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第２のヒータ２−２に与えられて駆動される。
【００７９】
次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、選択されている期間ｔでは、操作量算出部９によって、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第３のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ３用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第３のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第６の電力調整器３−６のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第３のヒータ２−３に与えられて駆動される。
【００８０】
以下、同様にして、第４のヒータ２−４から第９のヒータ２−９まで順番に時分割で選択されて駆動される。
【００８１】
なお、図３に、目標温度ＳＰを１０℃変化させたときのステップ応答波形を示しており、同図（ａ）は目標温度ＳＰを、同図（ｂ）は各チャンネルの検出温度ＰＶをそれぞれ示している。チャンネル毎に順番に駆動するので、同図（ｂ）に示すように、多少のチャンネル間の温度のばらつきは認められるものの、高い精度が要求されない汎用的な用途の温度制御の性能としては、十分である。
【００８２】
図４は、図１の電流検出部１２の構成を示す図であり、図５は、各部の波形の例を示す図である。
【００８３】
この実施形態の電流検出部１２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて平均電流から負荷電流の実効値を求めるものである。この電流検出部１２は、電流センサであるＣＴ１１からの図５（ａ）に示される出力を、図５（ｂ）に示すように全波整流する全波整流部１５と、この全波整流部１５の出力から図５（ｃ）に示すように、直流成分のみを取り出して平均電流にするローパスフィルタ１６と、このローパスフィルタ１６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部１７と、このＡ／Ｄ変換部１７からのディジタルデータから負荷電流の実効値を算出するＣＰＵ１８とを備えている。
【００８４】
なお、Ａ／Ｄ変換部１７およびＣＰＵ１８は、過電流の判定、操作量の算出、および、駆動対象の選択等の各種機能を有するマイクロコンピュータ２５に含まれている。
【００８５】
このようにローパスフィルタ１６を用いて平均電流にするので、電源ノイズの影響を低減することができる。このローパスフィルタ１６のカットオフ周波数は、例えば、２０Ｈｚ程度が好ましい。
【００８６】
この実施形態では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を１個ずつ時分割に選択して順番に駆動しており、駆動するヒータを選択した瞬間、すなわち、駆動するヒータを切換えた瞬間には、ローパスフィルタ１６の時定数のために電流が未だ安定しておらず、正確に負荷電流を検出することができない虞がある。
【００８７】
図６（ａ），（ｂ）は、電流検出部１２で検出される平均電流およびヒータへの印加電圧を示す図であり、上述の各チャンネルのヒータが選択されて駆動される期間ｔ（１００ｍｓｅｃ）を併せて示している。
【００８８】
操作量に応じて位相制御された電圧の印加を、同図（ｂ）に示すように開始した後、電流検出部１２で検出される平均電流が安定するまでには、同図（ａ）に示すように、５０ｍｓｅｃ程度必要である。
【００８９】
そこで、この実施形態では、上述の図２（ｄ）の矢印で示す過電流判定のタイミングのように、駆動するヒータを選択するタイミングに応じて、切換えた後一定期間、例えば、７０ｍｓｅｃが経過した時、すなわち、次に駆動するヒータに切換える前に、平均電流をサンプリングして過電流の有無を判定するようにしている。
【００９０】
図７は、図１の電流制限部１３を含む操作量算出部９の要部の構成を示す図である。
【００９１】
操作量算出部９は、目標値入力部７からの各チャンネルの目標温度ＳＰと、制御量入力部６からの制御量である各チャンネルの検出温度ＰＶとの偏差に基づいて、各チャンネルの操作量をそれぞれ演算するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９を備えており、各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９には、駆動対象選択部８によって制御される選択部２２を介して、各チャンネルの目標温度ＳＰが順番に与えられ、各チャンネルの操作量が順番に演算される。
【００９２】
各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９で順番に演算された各チャンネルの操作量に基づいて、上述の図２のように、各電力調整器３−１〜３−６を制御して各チャンネルのヒータを順番に駆動する。
【００９３】
電流制限部１３は、電流検出部１２で検出される各チャンネルの負荷電流から負荷電流制限値入力部１０の各チャンネルの電流制限値をそれぞれ減算する減算部２３−１〜２３−９と、駆動対象選択部８によって各チャンネルを順番に選択する選択部２４と、各減算部２３−１〜２３−９の出力を、それぞれＰＩ演算するＰＩ演算部１９−１〜１９−９と、その演算結果の負側を制限する下限リミッタ２０−１〜２０−９とを備えており、下限リミッタ２０−１〜２０−９の出力を、各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９の積分操作量から減算したＰＩＤの操作量を出力操作量としている。
【００９４】
電流検出部１２では、順番に選択されて駆動されるヒータに流れる負荷電流を検出する。選択部２４は、駆動対象選択部８によって制御され、選択部２２と同じチャンネルが選択される。
【００９５】
この図７では、第２のチャンネルが選択されている状態を示している。例えば、この第２のチャンネルが選択されている状態では、第２のＰＩＤ演算部２１−２によってＰＩＤの操作量が演算され、このＰＩＤの操作量が、上述の図２に示すように、接続用端子Ｘ１用の操作量とされ、接続用端子Ｙ２用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第２のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第５の電力調整器３−５のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第２のヒータ２−２に与えられて駆動される。
【００９６】
この第２のヒータ２−２に流れる負荷電流が、電流検出部１２で検出され、負荷電流制限値入力部１０の制限値を越えているときには、減算部２３−２の出力が、正となる。この減算部２３−２の出力が、ＰＩ演算部１９−２でＰＩ演算され、下限リミッタ２０−２を介して第２のＰＩＤ演算部２１−２に与えられて、ＰＩＤ演算部２１−２の積分操作量から減算され、ＰＩＤ操作量が制限され、これによって、ヒータ２−２に流れる負荷電流が制限される。
【００９７】
また、ヒータ２−２に流れる負荷電流が制限値を越えていないときには、ＰＩ演算部１９−２の出力は、下限リミッタ２０−２によって「０」に制限されるので、ＰＩＤ演算部２１−２のＰＩＤ操作量は制限されることがない。
【００９８】
このようにして、各チャンネルのヒータを順番に駆動し、ヒータに流れる負荷電流が制限値を越えると、その分だけ操作量を減らして、負荷電流を制限する。
【００９９】
図８は、上述の電流制限の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１００】
各チャンネルのヒータを順番に選択して駆動し、駆動しているヒータに流れる実際の負荷電流を計測し（ステップｎ１）、計測された負荷電流が、制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ２）、制限値以内であるときには、終了する。
【０１０１】
ステップｎ２において、計測された負荷電流が制限値以内でないときには、電流制限部１３で操作量を制限するための制限操作量を積算し（ステップｎ３）、ＰＩＤ演算部で演算された積分操作量から制限操作量を減算したものを、出力操作量として終了する（ステップｎ４）。
【０１０２】
以上のように、行方向の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３と列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９をマトリックス接続して順番に選択的に駆動するので、ヒータ毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数およびスイッチング素子を含む電力調整器の個数を削減することができる。これによって、電力線を引き回すための空間設計や配線作業が容易になるとともに、コストを低減することができる。
【０１０３】
更に、ヒータに流れる負荷電流が制限値を越えるときには、操作量を制限して負荷電流を制限するので、負荷の変動などによって過大な電流が流れるのを制限することができる。
【０１０４】
（実施形態２）
図９は、本発明の他の実施形態に係る温度調節器５−１を備える温度制御システムの概略構成図であり、上述の図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１０５】
上述の実施形態では、負荷電流を実際に計測して過電流を制限したけれども、この実施形態では、負荷電流を実際に計測するのではなく、負荷電流を予測して過電流が流れるのを防止するものである。
【０１０６】
この実施形態では、操作量算出部９−１は、電流制限部１３−１としての機能を有しており、電流制限部１３−１は、操作量に基づいて、後述のように負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、操作量を制限して制限値を越える負荷電流が流れないようにしている。
【０１０７】
図１０は、図９の電流制限部１３−１を含む操作量算出部９−１の要部の構成を示す図である。
【０１０８】
この実施形態の電流制限部１３−１は、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９の抵抗値を基準抵抗値として予め記憶する基準抵抗値記憶部２６と、この基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値および各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に基づいて、各チャンネルの負荷電流を推定する負荷電流推定部２７と、負荷電流制限値入力部１０の負荷電流の制限値と負荷電流の推定値との比率を算出する除算部２８と、算出される比率を１以下に制限する上限リミッタ２９と、上限リミッタ２９で上限が制限された比率が設定される乗算器３０−１〜３０−９とを備えている。
【０１０９】
基準抵抗値記憶部２６には、予め、ヒータ２−１〜２−９を１個ずつ順番に選択して駆動し、その操作量（出力位相角）に基づく印加電圧と、図９のＣＴ１１の出力から電流検出部１２で検出される電流値とに基づいて、各ヒータ２−１〜２−９の抵抗値を算出し、算出した抵抗値を基準抵抗値として記憶する。
【０１１０】
負荷電流推定部２７は、図１１に示すように、ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に基づいて、ヒータの印加電圧の割合を示す出力位相角を算出する出力位相角算出部３１と、出力位相角からヒータの印加電圧を算出する印加電圧算出部３２と、基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値およびヒータの駆動状態に応じて、合成抵抗値を算出する合成抵抗算出部部３３と、この合成抵抗値と印加電圧とから負荷電流の推定値を演算する負荷電流推定演算部３４とを備えている。
【０１１１】
図１２は、位相制御されたヒータの印加電圧を示しており、出力位相角算出部３１では、操作量に基づいて、図１２に示される出力位相角を算出する。
【０１１２】
図１３は、合成抵抗算出部３３における合成抵抗値の算出を説明するための図である。
【０１１３】
ここでは、簡略化のために、各ヒータ２−１〜２−９の抵抗値を２０Ωとし、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１の第１，第４のスイッチ３５−１，３５−４がオンされて第１のヒータ２−１を選択して駆動している状態を想定する。
【０１１４】
この状態において、図１４（ａ）に示すように、電流の回り込みによって回り込みのループが形成され、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１のヒータ２−１の抵抗値２０Ωに、並列に他のヒータによる抵抗値２５Ωが接続されているのと等価となり、合成抵抗値は、１１．１Ωとなる。
【０１１５】
このようにいずれのヒータを駆動しているかに応じて、合成抵抗算出部３３では、基準抵抗値に基づいて、合成抵抗値を算出することができる。
【０１１６】
図１１の印加電圧算出部３２では、操作量に基づいて、印加電圧を算出するので、この印加電圧と合成抵抗値とに基づいて、負荷電流推定演算部３４では、各チャンネルの負荷電流の推定値を算出することができる。
【０１１７】
この実施形態では、図１０に示すように、駆動するヒータに対応するチャンネルの操作量が、対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９で算出されると、負荷電流推定部２７によって、算出された操作量に基づく印加電圧と基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値に基づく合成抵抗とから、上述のように、駆動するヒータに流れる負荷電流が推定され、除算部２８によって、負荷電流制限値入力部１０の対応するヒータの負荷電流の制限値と負荷電流の推定値との比率ｒ（＝負荷電流の制限値／負荷電流の推定値）が算出され、この比率ｒが、上限リミッタ２９を介して対応するチャンネルの乗算器３０−１〜３０−９に設定され、対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に乗算される。また、この比率ｒは、対応するチャンネルのＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９にフィードバックされ、乗算器３０−１〜３０−９で補正される操作量分が調整される。
【０１１８】
例えば、上述の実施形態１と同様に、第２のチャンネルが選択されている状態では、第２のＰＩＤ演算部２１−２によってＰＩＤの操作量が演算され、この操作量が、負荷電流推定部２７に与えられる。負荷電流推定部２７では、操作量と基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値とに基づいて、第２のチャンネルの負荷電流を推定し、除算部２８で第２のチャンネルの制限値と負荷電流の推定値との比率ｒが算出され、上限リミッタ２９を介して乗算器３０−２に設定するとともに、ＰＩＤ演算部２１−２にフィードバックする。
【０１１９】
負荷電流推定部２７で推定される負荷電流が、負荷電流制限値入力部１０の制限値を越えるときには、上述の比率ｒ（＝負荷電流の制限値／負荷電流の推定値）は、「１」未満となり、上限リミッタ２９で制限されることなく、この比率ｒが、乗算器３０−２に設定され、ＰＩＤ演算部２１−２からのＰＩＤの操作量に、比率ｒが乗じられてＰＩＤの操作量が制限される。
【０１２０】
なお、ＰＩＤ演算部２１−２からのＰＩＤの操作量と、実際に出力される、比率ｒを乗じたＰＩＤの操作量とには、差があるので、ＰＩＤ演算部２１−２では、フィードバックされる比率ｒに基づいて、前記差分を積分操作量から減算する。
【０１２１】
このように各チャンネルのヒータ２−１〜２−９を順番に選択して駆動するとともに、合成抵抗値と操作量（出力位相角）に基づく印加電圧とから各チャンネルの負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、その比率に応じて、乗算器３０−１〜３０−９で操作量を減じるようにしている。
【０１２２】
これによって、負荷電流を計測することなく、制限値を越える負荷電流が流れるのを事前に防止することができる。
【０１２３】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【０１２４】
以上は、各ヒータ２−１〜２−９を時分割で順番に１個ずつ選択して駆動する場合であったけれども、この実施形態では、複数のヒータを同時に選択して駆動する場合にも適用することができる。
【０１２５】
ここで、複数のヒータを同時に駆動する例を、図１５および図１６に示す。
【０１２６】
図１５は、同時に駆動するヒータが行方向に並んでいる場合の例を示しており、例えば、第１，第２のヒータ２−１，２−２を、操作量５０％，７０％でそれぞれ駆動する場合の例を示している。この場合、該当行の電力調整器３−１に操作量１００％出力し、列方向の該当する電力調整器３−４，３−５に操作量５０％，７０％をそれぞれ出力する。
【０１２７】
同時に駆動するヒータが列方向に並んでいる場合も同様に、該当列の電力調整器に操作量１００％出力し、行方向の該当する電力調整器に、駆動するヒータの操作量をそれぞれ出力する。
【０１２８】
図１６は、同時に駆動するヒータ２−１，２−３，２−７，２−９が行方向および列方向に並んでいる場合であって、列方向に並んでいるヒータ２−１，２−７；２−３，２−９の操作量が同じ場合の例を示しており、例えば、第１のヒータ２−１と第７のヒータ２−７の操作量が共に９０％であり、第３のヒータ２−３と第９のヒータ２−９の操作量が共に７０％である場合を示している。この場合、該当行の電力調整器３−１，３−３に操作量１００％を出力し、列方向の該当する電力調整器３−４，３−６に操作量９０％，７０％を出力する。
【０１２９】
行方向に並んでいるヒータの操作量が同じ場合も同様に、該当列の電力調整器に操作量１００％を出力し、行方向の該当する電力調整器に駆動するヒータの操作量をそれぞれ出力する。
【０１３０】
なお、以上は駆動の一例に過ぎず、様々な組み合わせで複数のヒータを同時に駆動してもよい。
【０１３１】
このように複数のヒータを同時に選択して駆動した場合も、上述の図１４に示される１個のヒータ２−１を選択して駆動した場合と同様に、電流の回り込みによる合成抵抗値を算出することができる。
【０１３２】
図１７は、上述の図１３の行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３に接続されたスイッチ３５−１〜３５−３および列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３に接続されたスイッチ３５−４〜３５−６のオン「１」／オフ「０」状態、すなわち、いずれのヒータを選択して駆動しているかに応じた合成抵抗値の例を示すものであり、この図１７は、上述とは異なり、各ヒータ２−１〜２−９の抵抗値を１０Ωとして算出した例を示している。
【０１３３】
この図１７に示すように、例えば、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つのスイッチがオンされる、すなわち、Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つが「１」であって、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つのスイッチがオンされる、すなわち、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つが「１」であるときには、合成抵抗値は、５．６Ωとなる。また、例えば、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか二つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つのスイッチがオンされたとき、あるいは、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか二つのスイッチがオンされたときには、合成抵抗値は、３．９Ωとなる。また、例えば、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか二つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか二つのスイッチがオンされたときには、２．２Ωとなる。更に、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のすべてのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つのスイッチがオンされたとき、あるいは、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のすべてのスイッチがオンされたときには、３．３Ωとなる。また、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のすべてのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか二つのスイッチがオンされたとき、あるいは、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか二つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のすべてのスイッチがオンされたときには、１．７Ωとなる。更に、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のすべてのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のすべてのスイッチがオンされたときには、１．１Ωとなる。
【０１３４】
以上のように行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３と、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のスイッチのオン／オフＦ状態、すなわち、ヒータを選択して駆動する状態に応じて、予め計測した各ヒータの基準抵抗値から合成抵抗値を算出することができる。すなわち、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９の１個以上が選択されて駆動されたときには、その駆動状態に応じて、基準抵抗値から合成抵抗値を算出することができる。
【０１３５】
したがって、上述の図１０において、駆動対象選択部８が、１個以上のヒータを選択して同時に駆動する場合には、選択されたチャンネルに対応する複数のＰＩＤ演算部２１−１〜１−９でそれぞれＰＩＤ操作量が演算される。演算されたＰＩＤ操作量に基づく印加電圧と、基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値に基づく合成抵抗値とから、負荷電流推定部２７によって、選択されたチャンネルのトータルの負荷電流が推定される。負荷電流制限値入力部１０には、予め、複数のヒータを同時に駆動する場合のトータルの負荷電流の制限値が設定入力されている。
【０１３６】
負荷電流推定部２７で推定された負荷電流が、選択されたチャンネルのヒータを同時に駆動したときのトータルの負荷電流の制限値を越えているときには、その比率ｒ（＝選択されているチャンネルのトータルの負荷電流の制限値／選択されているチャンネルのトータルの負荷電流の推定値）によって、上述と同様に、選択されているチャンネルのＰＩＤ操作量が、乗算器３０−１〜３０−９によって同じ比率ｒで一律に制限される。
【０１３７】
図１８は、この１個以上のヒータを同時に駆動する場合の電流制限の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３８】
駆動対象選択部８で選択された１個以上の駆動対象のヒータのリストを作成し（ステップｎ１）、選択されたヒータについての合成抵抗値とＰＩＤの操作量に基づく印加電圧とからトータルの負荷電流の推定値を算出し（ステップｎ２）、推定された負荷電流が、トータルの負荷電流の制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ３）、制限値以内であるときには、終了する。ステップｎ３において、制限値を越えるときには、トータルの負荷電流の制限値とトータルの負荷電流の推定値との比率ｒ（＝トータルの負荷電流の制限値／トータルの負荷電流の推定値）を算出し、選択しているヒータに対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に、対応する乗算器３０−１〜３０−９によって比率ｒを乗じて操作量を制限することによって電流を制限する。また、比率ｒを、対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９にフィードバックして積分操作量を減算する（ステップｎ４）。
【０１３９】
以上のように、複数のヒータを選択して同時に駆動する場合には、トータルの負荷電流を推定し、推定したトータルの負荷電流が制限値を越えるときには、複数のヒータに対する操作量を制限するので、例えば、温度制御の開始時、すなわち、立ち上げ時のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減することができる。
【０１４０】
この実施形態では、比率ｒを、選択している複数のヒータのＰＩＤの操作量に一律に乗じて操作量を制限したけれども、本発明の他の実施形態として、図１９に示すように、制限量分配部３６を設けて、操作量の制限量をチャンネルに応じて異ならせてもよい。
【０１４１】
この制限量分配部３６には、図示を省略しているが、選択して駆動するチャンネルに対応する目標温度、検出温度、操作量が入力され、それらに基づいて、操作量の制限量をチャンネルに応じて分配する、すなわち、チャンネルに対応する乗算器３０−１〜３０−９の比率ｒ１〜ｒ９を設定する。
【０１４２】
図２０は、この制限量分配部３６による動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４３】
駆動対象選択部８で選択された駆動対象のヒータのリストを作成し（ステップｎ１）、選択されたヒータについての合成抵抗値と操作量に基づく印加電圧とからトータルの負荷電流の推定値を算出し（ステップｎ２）、推定されたトータルの負荷電流が、選択されているヒータのトータルの負荷電流の制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ３）、制限値以内であるときには、終了する。
【０１４４】
ステップｎ３において、制限値を越えるときには、駆動対象のヒータが１個であるか否かを判断し（ステップｎ４）、１個であるときには、負荷電流を越えない操作量を求め（ステップｎ５）、対応するＰＩＤ演算部の操作量を制限して終了する（ステップｎ６）。
【０１４５】
ステップｎ４で駆動対象のヒータが１個でないとき、すなわち、複数のヒータを選択しているときには、目標温度を越えている量が大きなチャンネルのヒータを探索し、目標温度を越えているチャンネルがなければ、偏差が小さいチャンネルを探索する。探索によって選択されたチャンネルのヒータをリストから外し、リストから外したヒータの操作量を「０」にする、すなわち、そのヒータに対応する乗算器３０−１〜３０−９の比率ｒ１〜ｒ９を「０」にするとともに、そのヒータに対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９の積分量を減算し、ステップｎ２に戻り（ステップｎ７）、リストに残っている駆動対象のヒータについて同様の処理を行なう。
【０１４６】
以上のようにして、負荷電流の推定値が制限値内に収まるまで、目標温度を越えているチャンネルのヒータ、あるいは、偏差が小さいチャンネルのヒータの操作量を制限するので、不要な熱量を削減して負荷電流を制限することができる。
【０１４７】
また、他の実施形態として、図２１のフローチャートに示すようにして操作量を制限してもよい。
【０１４８】
すなわち、駆動対象選択部８で選択された駆動対象のヒータのリストを作成し（ステップｎ１）、選択されたヒータについての合成抵抗値と操作量に基づく印加電圧とから選択されているヒータのトータルの負荷電流の推定値を算出し（ステップｎ２）、推定されたトータルの負荷電流が、選択されているヒータのトータルの負荷電流の制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ３）、制限値以内であるときには、終了する。
【０１４９】
ステップｎ３で負荷電流の推定値が、制限値を越えるときには、駆動対象のヒータが１個であるか否かを判断し（ステップｎ４）、１個であるときには、負荷電流を越えない操作量を求め（ステップｎ５）、対応するＰＩＤ演算部の操作量を制限する（ステップｎ６）。
【０１５０】
ステップｎ４で駆動対象のヒータが１個でないとき、すなわち、複数のヒータを選択しているときには、操作量が小さいチャンネルのヒータを探索し、探索によって選択されたチャンネルのヒータをリストから外し、リストから外した駆動対象の操作量を「０」にするとともに、そのヒータに対応するＰＩＤ演算部の積分量を減算し、ステップｎ２に戻り（ステップｎ７）、リストに残っている駆動対象のヒータについて同様の処理を行なう。
【０１５１】
以上のようにして、負荷電流の推定値が制限値内に収まるまで、操作量の小さなヒータの操作量を制限するので、操作量を制限されたチャンネルの温度が回復するまでの時間も短いものとなる。
【０１５２】
（実施形態３）
図２２は、本発明の他の実施形態の図１に対応する概略構成図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１５３】
この実施形態では、上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に代えて、第１〜第６のＳＳＲ３７−１〜３７−６およびそれらを制御する電力調整器としてのＰＷＭコントローラ３８を設けたものである。このＰＷＭコントローラ３８は、サイクル制御、すなわち、交流電源のゼロ電圧時に合わせてスイッチング素子を導通させ、導通サイクル数と非導通サイクル数との比率を変えることにより負荷への平均供給電力を制御するものである。
【０１５４】
図２３は、この実施形態の時分割駆動を説明するための図であり、上述の図２に対応する図である。同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択される各ヒータ２−１〜２−９に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ１用の操作量の例を、同図（ｃ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｙ１用の操作量の例を、同図（ｄ）は電流検出部１２の出力をそれぞれ示し、併せて、異常判定のタイミングを矢印で示している。なお、この図２３では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９に個別的に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の内、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１用の操作量のみを代表的に示している。
【０１５５】
先ず、同図（ａ）に示すように、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、以下同様にして、第４のヒータ２−４から第９のヒータ２−９まで順番に１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、制御周期Ｔにおいて、各ヒータ２−１〜２−９が順番に選択される。
【０１５６】
第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第１のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオンに対応する１００％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第１のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第４のＳＳＲ３７−４の接点をオン状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第１のヒータ２−１が駆動される。
【０１５７】
次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第２のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ２用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第２のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第５のＳＳＲ３７−５の接点をオン状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第２のヒータ２−２が駆動される。
【０１５８】
次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、選択されている期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第３のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ３用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第３のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第６のＳＳＲ３７−６の接点をオン状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第３のヒータ２−３が駆動される。
【０１５９】
以上のようにして１番目の行方向の第１〜第３のヒータ２−１〜２−３が、時分割に、かつ、操作量に応じたサイクル制御によって駆動される。
【０１６０】
２番目および３番目の行方向の第４〜第９のヒータ２−４〜２−９も同様にして、時分割で、かつ、操作量に応じたサイクル制御によって駆動される。
その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
【０１６１】
（実施形態４）
図２４は、本発明の他の実施形態の図１に対応する概略構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１６２】
この実施形態では、上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に代えて、第１〜第６のスイッチ３９−１〜３９−６を設けるとともに、１個の電力調整器４０によって操作量に応じた位相制御を行うものである。
【０１６３】
第１〜第６のスイッチ３９−１〜３９−６は、例えば、半導体素子からなり、操作量算出部９−２によって、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を時分割で順番に駆動するようにオンオフ制御される。電力調整器４０は、操作量算出部９−２からの操作量に応じて位相制御を行う。
【０１６４】
図２５は、この実施形態の時分割駆動を説明するための図であり、上述の図２に対応する図である。同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択されるヒータに対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９−２によって制御される接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１のオンオフ状態を、同図（ｃ）は操作量算出部９−２によって制御される接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ３９−４のオンオフ状態を、同図（ｄ）は操作量算出部９−２による操作量の例を、同図（ｅ）は電流検出部１２の出力を、それぞれ示し、併せて、異常判定のタイミングを矢印で示している。なお、この図２５では、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１用の第１，第４のスイッチ３９−１，３９−４のオンオフ状態のみを代表的に示している。
【０１６５】
先ず、同図（ａ）に示すように、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、このとき、接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１は、同図（ｂ）に示すようにオン状態とされ、接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ３９−４も同図（ｃ）に示すようにオン状態とされる。これによって、電力調整器４０は、第１，第４のスイッチ３９−１，３９−４によって選択された第１のヒータ２−１に対して、同図（ｄ）に示される第１のチャンネルの操作量に応じた位相制御を行って第１のヒータ２−１を駆動する。
【０１６６】
次に、同図（ａ）に示すように、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、このとき、接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１は、同図（ｂ）に示すようにオン状態に維持され、図示しない接続用端子Ｙ２用の第５のスイッチ３９−５がオン状態とされる一方、接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ３９−４は、同図（ｃ）に示すようにオフ状態される。これによって、電力調整器４０は、第１，第５のスイッチ３９−１，３９−５によって選択された第２のヒータ２−２に対して、同図（ｄ）に示される第２のチャンネルの操作量に応じた位相制御を行って第２のヒータ２−２を駆動する。
【０１６７】
次に、同図（ａ）に示すように、第３のチャンネル、すなわち、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、このとき、接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１は、同図（ｂ）に示すようにオン状態に維持され、図示しない接続用端子Ｙ３用の第６のスイッチ３９−６がオン状態とされる一方、接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ２２−４は、同図（ｃ）に示すようにオフ状態される。これによって、電力調整器４０は、第１，第６のスイッチ３９−１，３９−６によって選択された第３のヒータ２−３に対して、同図（ｄ）に示される第３のチャンネルの操作量に応じた位相制御を行って第３のヒータ２−３を駆動する。
【０１６８】
以上のようにして１番目の行方向の第１〜第３のヒータ２−１〜２−３が、時分割に、かつ、操作量に応じた位相制御によって駆動される。
【０１６９】
２番目および３番目の行方向の第４〜第９のヒータ２−４〜２−９も同様にして、時分割で、かつ、操作量に応じて駆動される。
その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
【０１７０】
（実施形態５）
上述の各実施形態では、熱板１の各ヒータ２−１〜２−９をマトリックス接続したけれども、本発明の他の実施形態として複数のヒータを１列あるいは１行として接続してもよく、例えば、図２６に示すように、３個のヒータ２−１〜２−３を、一列に接続し、各ヒータ２−１〜２−３の各一端の電力線の接続用端子Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を、ＰＷＭコントローラ３８によって制御される第１〜第３のＳＳＲ３７−１〜３７−３をそれぞれ介して交流電源４の一端に接続する一方、各ヒータ３−１〜３−３の各他端を共通に接続した電力線の接続用端子Ｙを、交流電源４の他端に接続してもよい。
【０１７１】
図２７は、この実施形態の時分割駆動を説明するための図であり、上述の図２３に対応する図である。同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択される各ヒータ２−１〜２−３に対応する接続用端子Ｘ１〜Ｘ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ１用の操作量の例を、同図（ｃ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ２用の操作量の例を、同図（ｄ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ３用の操作量の例を、同図（ｅ）は電流検出部１２の出力をそれぞれ示し、併せて、異常判定のタイミングを矢印で示している。
【０１７２】
先ず、同図（ａ）に示すように、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘが、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ２が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ３が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択される。
【０１７３】
第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第１のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｘ２，Ｘ３用の操作量は、同図（ｃ），（ｄ）に示すように、オフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第１のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第２，第３のＳＳＲ３７−２，３７−３の接点をオフ状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第１のヒータ２−１が駆動される。
【０１７４】
次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ２が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ２用の操作量は、同図（ｃ）に示す第２のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｘ１，Ｘ３用の操作量は、同図（ｂ），（ｄ）に示すように、オフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第２のＳＳＲ３７−２に対して、第２のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第１，第３のＳＳＲ３７−１，３７−３の接点をオフ状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第２のヒータ２−２が駆動される。
【０１７５】
次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ３が、選択されている期間ｔでは、接続用端子Ｘ３用の操作量は、同図（ｄ）に示す第３のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｘ１，Ｘ２用の操作量は、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、オフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第３のＳＳＲ３７−３に対して、第３のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第１，第２のＳＳＲ３７−１，３７−２の接点をオフ状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第３のヒータ２−３が駆動される。
【０１７６】
その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
【０１７７】
(その他の実施形態)
上述の実施形態１，３〜５では、複数のヒータの内、１個のヒータを選択して順番に駆動したけれども、他の実施形態として、複数のヒータを選択して同時に駆動してもよい。この場合、複数のヒータのトータルの負荷電流を検出し、トータルの負荷電流の制限値を越えたときに、操作量を制限するようにしてもよいし、あるいは、各ヒータの負荷電流を検出できるようにし、負荷電流が、制限値を越えたときに、操作量を制限するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明は、複数の負荷を駆動するシステムなどに有用である。
【符号の説明】
【０１７９】
１ 熱板
２−１〜２−９ ヒータ
３−１〜３−６ 電力調整器
４ 交流電源
５，５−１ 温度調節器
８ 駆動対象選択部
１１ ＣＴ
１２ 電流検出部
１３，１３−１ 電流制限部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータなどの負荷の駆動を制御する温度調節器などの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、被加熱物を、熱板上に載置して加熱処理するような温度制御においては、温度調節器は、熱板に配設された温度センサからの検出温度に基づいて、熱板の温度が目標温度になるように、熱板に配設されたヒータの通電を制御することにより行なわれる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記熱板に、複数のヒータおよび複数の温度センサを配設して複数の制御点、すなわち、複数チャンネルの温度制御を行なう場合には、各ヒータを個別に駆動できるように、各ヒータと電源とを、スイッチング素子を内蔵した電力調整器を介してそれぞれ接続し、電力調整器のスイッチング素子の開閉を制御して各ヒータを個別に駆動できるようにしている。
【０００５】
このため、チャンネル数が多くなる程、電力調整器の個数およびヒータの電力線の本数が増大し、電力線は、熱板と電力調整器との間を長く引き回されることになり、空間設計や配線作業が煩雑になる。
【０００６】
更に、温度制御の開始時、すなわち、立ち上げ時には、複数のヒータの全てが同時にオンするために、その間の電力消費が著しく大きくなり、また、その大きな電力消費に耐え得る大きな容量の電源や電力調整器等が必要になり、その分、大きな設置スペースを確保する必要があるとともに、コストも高くつく。
【０００７】
また、負荷の変動、例えば、ハロゲンヒータでは、常温の立ち上げ時には、抵抗値が非常に低いために、過大な電流が流れてしまう。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みて為されたものであって、負荷の電力線の本数、電力調整器等の個数を削減するとともに、負荷電流を制限できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の制御装置は、複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００１０】
負荷としては、例えば、ヒータ、ランプ、あるいはモータなどがある。
【００１１】
電源は、直流電源であってもよいし、交流電源であってもよい。
【００１２】
開閉手段は、リレーであってもよいし、トランジスタ、サイリスタあるいはトライアック等の半導体素子であってもよい。
【００１３】
「前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列」とは、複数の第１の電力線、複数の第２の電力線および複数の負荷の実際の物理的な配列に拘らず、両電力線と負荷との接続状態を定義するための仮想的な配列をいう。したがって、この仮想的な配列は、両電力線および負荷の実際の物理的な配列を制約するものではない。
【００１４】
また、「横方向と縦方向とに平行に配列」とは、複数の第１の電力線を横方向（行方向）に平行に配列し、複数の第２の電力線を縦方向（列方向）に平行に配列することをいい、したがって、両電力線が交差する部分が生じる。
【００１５】
「両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され」とは、仮想的に配列された両電力線が交差する部分に対応して、各負荷が両電力線間に電気的に接続されることをいう。
【００１６】
複数の第１の電力線および複数の第２の電力線は、それぞれ横方向（行方向）および縦方向（列方向）に平行に仮想的に配列され、それらの交点に対応して各負荷が、両電力線間に接続されるので、複数の各負荷は、行方向の複数の第１の電力線と列方向の複数の第２の電力線との間に、マトリックス接続されることになる。
【００１７】
両電力線が交差する部分の全てに、負荷をそれぞれ接続して完全なマトリックス接続とするのが好ましいが、前記交差する部分の全てに負荷をそれぞれ接続するのではなく、負荷が接続されない前記交差する部分があってもよい。すなわち、不完全なマトリックス接続であってもよい。また、前記交差する部分に、負荷を接続しない場合には、前記両電力線とは別の電力線に接続される負荷を、前記交差する部分に対応して設けてもよい。
【００１８】
当該制御装置は、開閉手段の開閉量を制御して負荷に供給する電力を制御するものであり、この電力制御は、ＯＮ／ＯＦＦ制御、位相制御、あるいは、サイクル制御などが好ましい。
【００１９】
駆動する負荷を選択するとは、複数の負荷の内、１個の負荷を選択して駆動してもよいし、複数の負荷を選択して同時に駆動してもよいし、全ての負荷を選択して同時に駆動してもよい。
【００２０】
電流センサは、複数の第１の電力線および複数の第２の電力線の各電力線にそれぞれ設けてもよいし、複数の第１の電力線の各電力線のみにそれぞれ設けてもよいし、あるいは、複数の第２の電力線の各電力線のみにそれぞれ設けてもよいし、少なくとも１個の電流センサを、共通化された電力線に設ければよい。
【００２１】
電流制限手段は、操作量算出手段の操作量を直接制限するのが好ましいが、目標値などを補正することによって、操作量算出手段の操作量を間接的に制限してもよい。
【００２２】
本発明の制御装置によると、第１，第２の開閉手段の開閉を制御することによって、仮想的に横方向（行方向）に平行に配列された複数の第１の電力線と、仮想的に縦方向（列方向）に平行に配列された複数の第２の電力線との交差部分に接続された負荷、すなわち、行方向の複数の第１の電力線と、列方向の複数の第２の電力線との間に、マトリックス接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００２３】
更に、負荷に流れる負荷電流を電流センサで検出し、制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して負荷電流を制限するので、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを制限できる。また、複数の負荷を選択して同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【００２４】
（２）本発明の他の実施形態では、前記電流制限手段は、駆動する負荷を選択するタイミングに応じて前記電流センサの出力に基づく前記負荷電流値を取得する。
【００２５】
負荷を選択するタイミングに応じて負荷電流値を取得するとは、負荷が選択されるタイミングと同じタイミングで負荷電流値を取得してもよいが、負荷が選択されるタイミングから一定期間遅れたタイミング、例えば、次の負荷が選択される直前のタイミングで負荷電流値を取得することをいい、前記一定期間は、負荷を選択した後、電流値が安定するのに要する期間であるのが好ましい。
【００２６】
電流センサの出力に基づく負荷電流値とは、電流センサの出力を全波整流し、平均化した負荷電流値などをいう。
【００２７】
この実施形態によると、負荷が選択されて駆動される度に、電流センサの出力に基づく安定した負荷電流値をサンプリングし、負荷電流値が制限値を越えているか否かを判断することができる。
【００２８】
（３）本発明の一つの実施形態では、前記駆動制御手段は、前記複数の負荷の内の１個の負荷を順番に選択して駆動するものである。
【００２９】
当該制御装置は、複数の負荷の内の１個の負荷を順番に選択して駆動する以外に、２個以上の負荷を選択して同時に駆動するモードや複数の負荷の全てを同時に駆動するモードを有してもよい。
【００３０】
この実施形態によると、負荷を１個ずつ順番に選択して駆動するので、複数の第１の電力線または複数の第２の電力線を共通化した１本の電力線に、１個の電流センサを設けて各負荷の負荷電流を検出することが可能となり、電流センサの個数を１個にすることができる。
【００３１】
（４）本発明の制御装置は、複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定される負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００３２】
本発明の制御装置によると、第１，第２の開閉手段の開閉を制御することによって、行方向の複数の第１の電力線と、列方向の複数の第２の電力線との間に、マトリックス接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、スイッチング素子を含む電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００３３】
更に、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して負荷電流を制限するので、実際に負荷電流を計測することなく、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを事前に防止することができる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【００３４】
（５）本発明の他の実施形態では、前記電流制限手段は、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に応じた抵抗値に基づいて、負荷電流を推定するものである。
【００３５】
負荷の駆動状態とは、いずれの負荷が選択されて駆動されているかという負荷の選択の状態などをいう。
【００３６】
この実施形態によると、操作量に基づく印加電圧と、いずれの負荷を選択しているかという負荷の駆動状態に応じた抵抗値とに基づいて、負荷に流れる負荷電流を推定することができる。
【００３７】
（６）本発明の一つの実施形態では、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、同じ割合で制限する。
【００３８】
この割合は、例えば、負荷電流の制限値と負荷電流の推定値との割合としてもよい。
【００３９】
この実施形態では、駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、複数の負荷にそれぞれ対応する操作量を同じ割合で一律に制限することができる。
【００４０】
（７）本発明の他の実施形態では、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量と目標値との偏差の絶対値が大きな方から順に制限する。
【００４１】
この実施形態によると、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、制御量と目標値との偏差の絶対値が大きなチャンネルの負荷から順に操作量を制限することができる。
【００４２】
(８)本発明の更に他の実施形態では、前記複数の負荷は、制御対象を加熱するものであって、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が大きな方から順に制限する。
【００４３】
この実施形態によると、加熱制御において、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、制御量−目標値の値が大きなチャンネルの負荷から順に操作量を制限することができる。例えば、既に目標値を上回って目標値よりも高温のチャンネルと、未だ目標値に到達していない低温のチャンネルとがある場合には、制御量−目標値の値が、正の値となる高温のチャンネルの方が、前記値が負の値となる低温のチャンネルよりも大きいので、高温のチャンネルの負荷に対応する操作量を制限することになる。
【００４４】
(９)本発明の他の実施形態では、前記複数の負荷は、制御対象を冷却するものであって、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が小さな方から順に制限する。
【００４５】
この実施形態によると、冷却制御において、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、制御量−目標値の値が小さなチャンネルの負荷から順に操作量を制限することができる。例えば、既に目標値に到達して目標値よりも低温のチャンネルと、未だ目標値に到達していない高温のチャンネルとがある場合には、制御量−目標値の値が、負の値となる低温のチャンネルの方が、前記値が正の値となる高温のチャンネルよりも小さいので、低温のチャンネルの負荷に対応する操作量を制限することになる。
【００４６】
（１０）本発明の更に他の実施形態では、前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、その絶対値の小さな方から順に制限する。
【００４７】
この実施形態によると、選択して駆動される複数の負荷に流れる負荷電流の推定値が制限値を越えるときには、操作量の絶対値の小さい方から順に操作量を制限することができる。
【００４８】
（１１）本発明の更に他の実施形態では、前記電流制限手段によって、負荷電流値が制限値を越えるとされたときに、それを報知する過電流状態報知手段を備えている。
【００４９】
過電流状態報知手段は、表示や接点出力などによって過電流状態を報知するのが好ましい。
【００５０】
この実施形態によると、過電流状態が検出されたときには、それを報知するので、ユーザは、直ちに過電流状態が生じたことを把握することができる。
【００５１】
（１２）本発明の制御装置は、複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００５２】
本発明の制御装置によると、開閉手段の開閉を制御することによって、共通の電力線と前記開閉手段との間に接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、スイッチング素子を含む電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００５３】
更に、負荷に流れる負荷電流を電流センサで検出し、制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して電流を制限するので、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを制限することができる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【００５４】
（１３）本発明の制御装置は、複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷電流を推定し、推定される負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えている。
【００５５】
本発明の制御装置によると、開閉手段の開閉を制御することによって、共通の電力線と前記開閉手段との間に接続された複数の負荷を選択して駆動することができ、負荷毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数を削減できるとともに、スイッチング素子を含む電力調整器等の開閉手段の個数も削減することができる。
【００５６】
更に、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、開閉手段の開閉量を制御する操作量を制限して負荷電流を制限するので、実際に負荷電流を計測することなく、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを事前に防止することができる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、複数の電力線を複数の負荷で共用化しているので、従来例に比べて、電力線の本数やスイッチング素子を含む電力調整器の個数を削減することができ、電力線を引き回すための空間設計や配線作業が容易になるとともに、コストを低減することができる。更に、負荷の変動によって過大な電流が流れるのを制限できる。また、複数の負荷を同時に駆動する場合のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の実施形態の温度調節器を備えるシステムの概略構成図である。
【図２】図１の９個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【図３】図１の実施形態のステップ応答波形を示す図である。
【図４】図１の電流検出部の構成を示す図である。
【図５】図４の各部の波形を示す図である。
【図６】ヒータの印加電圧と電流検出部で検出される平均電流を示す図である。
【図７】図１の電流制限部の構成を示す図である。
【図８】図１の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態の概略構成図である。
【図１０】図９の電流制限部の構成を示す図である。
【図１１】図１０の負荷電流推定部の構成を示す図である。
【図１２】位相制御された印加電圧を示す図である。
【図１３】第１のヒータを選択した状態を示す図である。
【図１４】電流の回り込みによる合成抵抗値を説明する図である。
【図１５】複数のヒータの同時駆動の例を示す図である。
【図１６】複数のヒータの同時駆動の他の例を示す図である。
【図１７】複数のヒータに対応する接続用端子のオン（１）／オフ（０）状態と合成抵抗値との関係を示す図である。
【図１８】図９の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図１９】本発明の他の実施形態の電流制限部の構成を示す図である。
【図２０】図１９の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図２１】図１９の実施形態の動作説明に供するフローチャートである。
【図２２】本発明の他の実施形態の図１に対応する図である。
【図２３】図２２の９個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施形態の図１に対応する概略構成図である。
【図２５】図２４の９個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【図２６】本発明の他の実施形態の概略構成図である。
【図２７】図２６の３個のヒータの時分割駆動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態に係る制御装置としての温度調節器５を備える温度制御システムの概略構成図である。
【００６１】
この温度制御システムは、熱板１の９つの制御点の温度を制御する、９チャンネルの制御を行うものであり、熱板１には、負荷として９個の第１〜第９のヒータ２−１〜２−９および図示しない９個の温度センサが配設されている。
【００６２】
この実施形態では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９は、行方向の３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１〜３と、列方向の３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、マトリックス接続される。
【００６３】
すなわち、第１〜第３のヒータ２−１〜２−３の各一端が、上側の行方向の第１の電力線Ｌ１−１に接続され、各他端が、３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続される。また、第４〜第６のヒータ２−４〜２−６の各一端が、中間の行方向の第１の電力線Ｌ１−２に接続され、各他端が、３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続される。更に、第７〜第９のヒータ２−７〜２−９の各一端が、下側の行方向の第１の電力線Ｌ１−３に接続され、各他端が、３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続される。
【００６４】
つまり、３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３を行方向に平行に配列し、３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３を列方向に平行に配列したときに、両電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３，Ｌ２−１〜Ｌ２−３が交差する部分、すなわち、９箇所の交差部分で、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９の各一端が第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３にそれぞれ接続されるとともに、各他端が第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３にそれぞれ接続されている。
【００６５】
なお、３本の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３を行方向に平行に配列し、３本の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３を列方向に平行に配列しているが、かかる配列は、必ずしも両電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３，Ｌ２−１〜Ｌ２−３の実際の物理的配列を示すものではなく、両電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３，Ｌ２−１〜Ｌ２−３と各ヒータ２−１〜２−９との接続状態を明確に示すための仮想的な配列である。
【００６６】
熱板１から引き出された３本の行方向の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３の各接続用端子Ｘ１〜Ｘ３は、第１の開閉手段としての第１〜第３の電力調整器３−１〜３−３を介して交流電源４の一端に接続される。また、熱板１から引き出された３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３の各接続用端子Ｙ１〜Ｙ３は、第２の開閉手段としての第４〜第６の電力調整器３−４〜３−６を介して交流電源４の他端に接続される。
【００６７】
このように９個のヒータ２−１〜２−９は、３本の行方向の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３と３本の列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、マトリックス接続されているので、行方向に対応する第１〜第３の電力調整器３−１〜３−３と、列方向に対応する第４〜第６の電力調整器３−４〜３−６とを制御することにより、いずれかのヒータ２−１〜２−９を選択して交流電源４からの電力によって駆動することができる。
【００６８】
この温度制御システムは、熱板１に配設された９個の図示しない温度センサからの検出温度（ＰＶ）と目標温度とに基づいて、ＰＩＤ演算等を行って算出される９チャンネル分の操作量を上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に振り分けて出力する温度調節器５と、この温度調節器５からの操作量に基づいて、９個のヒータ２−１〜２−９への交流電力を位相制御する上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６とを備えている。
【００６９】
温度調節器５は、熱板１に配設された図示しない９個の温度センサからの検出温度が入力される制御量入力部６と、例えば、上位機器から目標温度が入力される目標値入力部７と、制御量入力部６からの検出温度に基づいて、駆動するヒータを選択する駆動対象選択部８と、制御量入力部６からの検出温度と目標値入力部７からの目標温度とに基づいて、ＰＩＤ演算等を行って９チャンネル分の操作量を算出するとともに、駆動対象選択部８で後述のように選択されるヒータに応じて、９チャンネル分の操作量を、第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に振り分けて出力する操作量算出部９とを備えている。駆動対象選択部８と操作量算出部９とによって、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を選択して駆動する駆動制御手段が構成される。
【００７０】
この実施形態では、チャンネル毎に、ヒータに流れる負荷電流を計測し、負荷変動などによって負荷電流が過大になったときには、予め定めた電流値に制限するようにしている。
【００７１】
すなわち、図１に示すように、温度調節器５は、行方向の電力調整器３−１〜３−３よりも交流電源４側の電力線に設けられた電流センサとしてのＣＴ（カレントトランス）１１の出力に基づいて、ヒータに流れる負荷電流を検出する電流検出部１２と、負荷電流の制限値が入力される負荷電流制限値入力部１０と、制限値を越える負荷電流が検出されたときに、それを報知する過電流状態報知部１４とを備えている。更に、操作量算出部９は、制限値を越える負荷電流が電流検出部１２で検出されたときには、後述のように操作量を制限して負荷電流を制限する電流制限部１３としての機能を有している。
【００７２】
負荷電流制限値入力部１０には、予め、チャンネル毎の負荷電流の制限値が、ユーザによって設定入力される。
【００７３】
過電流状態報知部１４では、例えば、表示部によるエラー表示や接点出力によって過電流状態を報知する。
【００７４】
この実施形態では、温度調節器５は、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を、１個ずつ順番に時分割で駆動する、すなわち、１個ずつ順番にスキャン（走査）する。
【００７５】
図２は、この時分割駆動を説明するための図であり、同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択されるヒータ２−１〜２−９に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９による接続用端子Ｘ１用の操作量の例を、同図（ｃ）は操作量算出部９による接続用端子Ｙ１用の操作量の例を、同図（ｄ）は電流検出部１２の出力をそれぞれ示し、併せて、後述の過電流判定のタイミングを矢印で示している。なお、この図２では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９に個別的に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の内、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１用の操作量のみを代表的に示している。
【００７６】
先ず、同図（ａ）に示すように、駆動対象選択部８によって、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、以下同様にして、第４のヒータ２−４から第９のヒータ２−９まで順番に１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、制御周期Ｔにおいて、各ヒータ２−１〜２−９が１個ずつ順番に選択される。
【００７７】
第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、選択されている期間ｔでは、操作量算出部９によって、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第１のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオンに対応する１００％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第１のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第４の電力調整器３−４のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第１のヒータ２−１に与えられて駆動される。
【００７８】
次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、選択された期間ｔでは、操作量算出部９によって、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第２のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ２用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第２のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第５の電力調整器３−５のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第２のヒータ２−２に与えられて駆動される。
【００７９】
次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、選択されている期間ｔでは、操作量算出部９によって、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第３のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ３用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第３のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第６の電力調整器３−６のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第３のヒータ２−３に与えられて駆動される。
【００８０】
以下、同様にして、第４のヒータ２−４から第９のヒータ２−９まで順番に時分割で選択されて駆動される。
【００８１】
なお、図３に、目標温度ＳＰを１０℃変化させたときのステップ応答波形を示しており、同図（ａ）は目標温度ＳＰを、同図（ｂ）は各チャンネルの検出温度ＰＶをそれぞれ示している。チャンネル毎に順番に駆動するので、同図（ｂ）に示すように、多少のチャンネル間の温度のばらつきは認められるものの、高い精度が要求されない汎用的な用途の温度制御の性能としては、十分である。
【００８２】
図４は、図１の電流検出部１２の構成を示す図であり、図５は、各部の波形の例を示す図である。
【００８３】
この実施形態の電流検出部１２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて平均電流から負荷電流の実効値を求めるものである。この電流検出部１２は、電流センサであるＣＴ１１からの図５（ａ）に示される出力を、図５（ｂ）に示すように全波整流する全波整流部１５と、この全波整流部１５の出力から図５（ｃ）に示すように、直流成分のみを取り出して平均電流にするローパスフィルタ１６と、このローパスフィルタ１６の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部１７と、このＡ／Ｄ変換部１７からのディジタルデータから負荷電流の実効値を算出するＣＰＵ１８とを備えている。
【００８４】
なお、Ａ／Ｄ変換部１７およびＣＰＵ１８は、過電流の判定、操作量の算出、および、駆動対象の選択等の各種機能を有するマイクロコンピュータ２５に含まれている。
【００８５】
このようにローパスフィルタ１６を用いて平均電流にするので、電源ノイズの影響を低減することができる。このローパスフィルタ１６のカットオフ周波数は、例えば、２０Ｈｚ程度が好ましい。
【００８６】
この実施形態では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を１個ずつ時分割に選択して順番に駆動しており、駆動するヒータを選択した瞬間、すなわち、駆動するヒータを切換えた瞬間には、ローパスフィルタ１６の時定数のために電流が未だ安定しておらず、正確に負荷電流を検出することができない虞がある。
【００８７】
図６（ａ），（ｂ）は、電流検出部１２で検出される平均電流およびヒータへの印加電圧を示す図であり、上述の各チャンネルのヒータが選択されて駆動される期間ｔ（１００ｍｓｅｃ）を併せて示している。
【００８８】
操作量に応じて位相制御された電圧の印加を、同図（ｂ）に示すように開始した後、電流検出部１２で検出される平均電流が安定するまでには、同図（ａ）に示すように、５０ｍｓｅｃ程度必要である。
【００８９】
そこで、この実施形態では、上述の図２（ｄ）の矢印で示す過電流判定のタイミングのように、駆動するヒータを選択するタイミングに応じて、切換えた後一定期間、例えば、７０ｍｓｅｃが経過した時、すなわち、次に駆動するヒータに切換える前に、平均電流をサンプリングして過電流の有無を判定するようにしている。
【００９０】
図７は、図１の電流制限部１３を含む操作量算出部９の要部の構成を示す図である。
【００９１】
操作量算出部９は、目標値入力部７からの各チャンネルの目標温度ＳＰと、制御量入力部６からの制御量である各チャンネルの検出温度ＰＶとの偏差に基づいて、各チャンネルの操作量をそれぞれ演算するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９を備えており、各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９には、駆動対象選択部８によって制御される選択部２２を介して、各チャンネルの目標温度ＳＰが順番に与えられ、各チャンネルの操作量が順番に演算される。
【００９２】
各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９で順番に演算された各チャンネルの操作量に基づいて、上述の図２のように、各電力調整器３−１〜３−６を制御して各チャンネルのヒータを順番に駆動する。
【００９３】
電流制限部１３は、電流検出部１２で検出される各チャンネルの負荷電流から負荷電流制限値入力部１０の各チャンネルの電流制限値をそれぞれ減算する減算部２３−１〜２３−９と、駆動対象選択部８によって各チャンネルを順番に選択する選択部２４と、各減算部２３−１〜２３−９の出力を、それぞれＰＩ演算するＰＩ演算部１９−１〜１９−９と、その演算結果の負側を制限する下限リミッタ２０−１〜２０−９とを備えており、下限リミッタ２０−１〜２０−９の出力を、各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９の積分操作量から減算したＰＩＤの操作量を出力操作量としている。
【００９４】
電流検出部１２では、順番に選択されて駆動されるヒータに流れる負荷電流を検出する。選択部２４は、駆動対象選択部８によって制御され、選択部２２と同じチャンネルが選択される。
【００９５】
この図７では、第２のチャンネルが選択されている状態を示している。例えば、この第２のチャンネルが選択されている状態では、第２のＰＩＤ演算部２１−２によってＰＩＤの操作量が演算され、このＰＩＤの操作量が、上述の図２に示すように、接続用端子Ｘ１用の操作量とされ、接続用端子Ｙ２用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。これによって、第１の電力調整器３−１で、第２のチャンネルの操作量に応じた位相制御が行われる一方、第５の電力調整器３−５のスイッチング素子がオン状態とされ、交流電力が位相制御されて第２のヒータ２−２に与えられて駆動される。
【００９６】
この第２のヒータ２−２に流れる負荷電流が、電流検出部１２で検出され、負荷電流制限値入力部１０の制限値を越えているときには、減算部２３−２の出力が、正となる。この減算部２３−２の出力が、ＰＩ演算部１９−２でＰＩ演算され、下限リミッタ２０−２を介して第２のＰＩＤ演算部２１−２に与えられて、ＰＩＤ演算部２１−２の積分操作量から減算され、ＰＩＤ操作量が制限され、これによって、ヒータ２−２に流れる負荷電流が制限される。
【００９７】
また、ヒータ２−２に流れる負荷電流が制限値を越えていないときには、ＰＩ演算部１９−２の出力は、下限リミッタ２０−２によって「０」に制限されるので、ＰＩＤ演算部２１−２のＰＩＤ操作量は制限されることがない。
【００９８】
このようにして、各チャンネルのヒータを順番に駆動し、ヒータに流れる負荷電流が制限値を越えると、その分だけ操作量を減らして、負荷電流を制限する。
【００９９】
図８は、上述の電流制限の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１００】
各チャンネルのヒータを順番に選択して駆動し、駆動しているヒータに流れる実際の負荷電流を計測し（ステップｎ１）、計測された負荷電流が、制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ２）、制限値以内であるときには、終了する。
【０１０１】
ステップｎ２において、計測された負荷電流が制限値以内でないときには、電流制限部１３で操作量を制限するための制限操作量を積算し（ステップｎ３）、ＰＩＤ演算部で演算された積分操作量から制限操作量を減算したものを、出力操作量として終了する（ステップｎ４）。
【０１０２】
以上のように、行方向の第１の電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−３と列方向の第２の電力線Ｌ２−１〜Ｌ２−３との間に、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９をマトリックス接続して順番に選択的に駆動するので、ヒータ毎に、スイッチング素子を含む電力調整器を介して電源に個別に接続して駆動する従来例に比べて、電力線の本数およびスイッチング素子を含む電力調整器の個数を削減することができる。これによって、電力線を引き回すための空間設計や配線作業が容易になるとともに、コストを低減することができる。
【０１０３】
更に、ヒータに流れる負荷電流が制限値を越えるときには、操作量を制限して負荷電流を制限するので、負荷の変動などによって過大な電流が流れるのを制限することができる。
【０１０４】
（実施形態２）
図９は、本発明の他の実施形態に係る温度調節器５−１を備える温度制御システムの概略構成図であり、上述の図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１０５】
上述の実施形態では、負荷電流を実際に計測して過電流を制限したけれども、この実施形態では、負荷電流を実際に計測するのではなく、負荷電流を予測して過電流が流れるのを防止するものである。
【０１０６】
この実施形態では、操作量算出部９−１は、電流制限部１３−１としての機能を有しており、電流制限部１３−１は、操作量に基づいて、後述のように負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、操作量を制限して制限値を越える負荷電流が流れないようにしている。
【０１０７】
図１０は、図９の電流制限部１３−１を含む操作量算出部９−１の要部の構成を示す図である。
【０１０８】
この実施形態の電流制限部１３−１は、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９の抵抗値を基準抵抗値として予め記憶する基準抵抗値記憶部２６と、この基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値および各ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に基づいて、各チャンネルの負荷電流を推定する負荷電流推定部２７と、負荷電流制限値入力部１０の負荷電流の制限値と負荷電流の推定値との比率を算出する除算部２８と、算出される比率を１以下に制限する上限リミッタ２９と、上限リミッタ２９で上限が制限された比率が設定される乗算器３０−１〜３０−９とを備えている。
【０１０９】
基準抵抗値記憶部２６には、予め、ヒータ２−１〜２−９を１個ずつ順番に選択して駆動し、その操作量（出力位相角）に基づく印加電圧と、図９のＣＴ１１の出力から電流検出部１２で検出される電流値とに基づいて、各ヒータ２−１〜２−９の抵抗値を算出し、算出した抵抗値を基準抵抗値として記憶する。
【０１１０】
負荷電流推定部２７は、図１１に示すように、ＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に基づいて、ヒータの印加電圧の割合を示す出力位相角を算出する出力位相角算出部３１と、出力位相角からヒータの印加電圧を算出する印加電圧算出部３２と、基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値およびヒータの駆動状態に応じて、合成抵抗値を算出する合成抵抗算出部部３３と、この合成抵抗値と印加電圧とから負荷電流の推定値を演算する負荷電流推定演算部３４とを備えている。
【０１１１】
図１２は、位相制御されたヒータの印加電圧を示しており、出力位相角算出部３１では、操作量に基づいて、図１２に示される出力位相角を算出する。
【０１１２】
図１３は、合成抵抗算出部３３における合成抵抗値の算出を説明するための図である。
【０１１３】
ここでは、簡略化のために、各ヒータ２−１〜２−９の抵抗値を２０Ωとし、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１の第１，第４のスイッチ３５−１，３５−４がオンされて第１のヒータ２−１を選択して駆動している状態を想定する。
【０１１４】
この状態において、図１４（ａ）に示すように、電流の回り込みによって回り込みのループが形成され、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１のヒータ２−１の抵抗値２０Ωに、並列に他のヒータによる抵抗値２５Ωが接続されているのと等価となり、合成抵抗値は、１１．１Ωとなる。
【０１１５】
このようにいずれのヒータを駆動しているかに応じて、合成抵抗算出部３３では、基準抵抗値に基づいて、合成抵抗値を算出することができる。
【０１１６】
図１１の印加電圧算出部３２では、操作量に基づいて、印加電圧を算出するので、この印加電圧と合成抵抗値とに基づいて、負荷電流推定演算部３４では、各チャンネルの負荷電流の推定値を算出することができる。
【０１１７】
この実施形態では、図１０に示すように、駆動するヒータに対応するチャンネルの操作量が、対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９で算出されると、負荷電流推定部２７によって、算出された操作量に基づく印加電圧と基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値に基づく合成抵抗とから、上述のように、駆動するヒータに流れる負荷電流が推定され、除算部２８によって、負荷電流制限値入力部１０の対応するヒータの負荷電流の制限値と負荷電流の推定値との比率ｒ（＝負荷電流の制限値／負荷電流の推定値）が算出され、この比率ｒが、上限リミッタ２９を介して対応するチャンネルの乗算器３０−１〜３０−９に設定され、対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に乗算される。また、この比率ｒは、対応するチャンネルのＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９にフィードバックされ、乗算器３０−１〜３０−９で補正される操作量分が調整される。
【０１１８】
例えば、上述の実施形態１と同様に、第２のチャンネルが選択されている状態では、第２のＰＩＤ演算部２１−２によってＰＩＤの操作量が演算され、この操作量が、負荷電流推定部２７に与えられる。負荷電流推定部２７では、操作量と基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値とに基づいて、第２のチャンネルの負荷電流を推定し、除算部２８で第２のチャンネルの制限値と負荷電流の推定値との比率ｒが算出され、上限リミッタ２９を介して乗算器３０−２に設定するとともに、ＰＩＤ演算部２１−２にフィードバックする。
【０１１９】
負荷電流推定部２７で推定される負荷電流が、負荷電流制限値入力部１０の制限値を越えるときには、上述の比率ｒ（＝負荷電流の制限値／負荷電流の推定値）は、「１」未満となり、上限リミッタ２９で制限されることなく、この比率ｒが、乗算器３０−２に設定され、ＰＩＤ演算部２１−２からのＰＩＤの操作量に、比率ｒが乗じられてＰＩＤの操作量が制限される。
【０１２０】
なお、ＰＩＤ演算部２１−２からのＰＩＤの操作量と、実際に出力される、比率ｒを乗じたＰＩＤの操作量とには、差があるので、ＰＩＤ演算部２１−２では、フィードバックされる比率ｒに基づいて、前記差分を積分操作量から減算する。
【０１２１】
このように各チャンネルのヒータ２−１〜２−９を順番に選択して駆動するとともに、合成抵抗値と操作量（出力位相角）に基づく印加電圧とから各チャンネルの負荷電流を推定し、推定した負荷電流が制限値を越えるときには、その比率に応じて、乗算器３０−１〜３０−９で操作量を減じるようにしている。
【０１２２】
これによって、負荷電流を計測することなく、制限値を越える負荷電流が流れるのを事前に防止することができる。
【０１２３】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【０１２４】
以上は、各ヒータ２−１〜２−９を時分割で順番に１個ずつ選択して駆動する場合であったけれども、この実施形態では、複数のヒータを同時に選択して駆動する場合にも適用することができる。
【０１２５】
ここで、複数のヒータを同時に駆動する例を、図１５および図１６に示す。
【０１２６】
図１５は、同時に駆動するヒータが行方向に並んでいる場合の例を示しており、例えば、第１，第２のヒータ２−１，２−２を、操作量５０％，７０％でそれぞれ駆動する場合の例を示している。この場合、該当行の電力調整器３−１に操作量１００％出力し、列方向の該当する電力調整器３−４，３−５に操作量５０％，７０％をそれぞれ出力する。
【０１２７】
同時に駆動するヒータが列方向に並んでいる場合も同様に、該当列の電力調整器に操作量１００％出力し、行方向の該当する電力調整器に、駆動するヒータの操作量をそれぞれ出力する。
【０１２８】
図１６は、同時に駆動するヒータ２−１，２−３，２−７，２−９が行方向および列方向に並んでいる場合であって、列方向に並んでいるヒータ２−１，２−７；２−３，２−９の操作量が同じ場合の例を示しており、例えば、第１のヒータ２−１と第７のヒータ２−７の操作量が共に９０％であり、第３のヒータ２−３と第９のヒータ２−９の操作量が共に７０％である場合を示している。この場合、該当行の電力調整器３−１，３−３に操作量１００％を出力し、列方向の該当する電力調整器３−４，３−６に操作量９０％，７０％を出力する。
【０１２９】
行方向に並んでいるヒータの操作量が同じ場合も同様に、該当列の電力調整器に操作量１００％を出力し、行方向の該当する電力調整器に駆動するヒータの操作量をそれぞれ出力する。
【０１３０】
なお、以上は駆動の一例に過ぎず、様々な組み合わせで複数のヒータを同時に駆動してもよい。
【０１３１】
このように複数のヒータを同時に選択して駆動した場合も、上述の図１４に示される１個のヒータ２−１を選択して駆動した場合と同様に、電流の回り込みによる合成抵抗値を算出することができる。
【０１３２】
図１７は、上述の図１３の行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３に接続されたスイッチ３５−１〜３５−３および列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３に接続されたスイッチ３５−４〜３５−６のオン「１」／オフ「０」状態、すなわち、いずれのヒータを選択して駆動しているかに応じた合成抵抗値の例を示すものであり、この図１７は、上述とは異なり、各ヒータ２−１〜２−９の抵抗値を１０Ωとして算出した例を示している。
【０１３３】
この図１７に示すように、例えば、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つのスイッチがオンされる、すなわち、Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つが「１」であって、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つのスイッチがオンされる、すなわち、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つが「１」であるときには、合成抵抗値は、５．６Ωとなる。また、例えば、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか二つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つのスイッチがオンされたとき、あるいは、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか二つのスイッチがオンされたときには、合成抵抗値は、３．９Ωとなる。また、例えば、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか二つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか二つのスイッチがオンされたときには、２．２Ωとなる。更に、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のすべてのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つのスイッチがオンされたとき、あるいは、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか一つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のすべてのスイッチがオンされたときには、３．３Ωとなる。また、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のすべてのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のいずれか二つのスイッチがオンされたとき、あるいは、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のいずれか二つのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のすべてのスイッチがオンされたときには、１．７Ωとなる。更に、行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３のすべてのスイッチがオンされ、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のすべてのスイッチがオンされたときには、１．１Ωとなる。
【０１３４】
以上のように行方向の接続用端子Ｘ１〜Ｘ３と、列方向の接続用端子Ｙ１〜Ｙ３のスイッチのオン／オフＦ状態、すなわち、ヒータを選択して駆動する状態に応じて、予め計測した各ヒータの基準抵抗値から合成抵抗値を算出することができる。すなわち、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９の１個以上が選択されて駆動されたときには、その駆動状態に応じて、基準抵抗値から合成抵抗値を算出することができる。
【０１３５】
したがって、上述の図１０において、駆動対象選択部８が、１個以上のヒータを選択して同時に駆動する場合には、選択されたチャンネルに対応する複数のＰＩＤ演算部２１−１〜１−９でそれぞれＰＩＤ操作量が演算される。演算されたＰＩＤ操作量に基づく印加電圧と、基準抵抗値記憶部２６の基準抵抗値に基づく合成抵抗値とから、負荷電流推定部２７によって、選択されたチャンネルのトータルの負荷電流が推定される。負荷電流制限値入力部１０には、予め、複数のヒータを同時に駆動する場合のトータルの負荷電流の制限値が設定入力されている。
【０１３６】
負荷電流推定部２７で推定された負荷電流が、選択されたチャンネルのヒータを同時に駆動したときのトータルの負荷電流の制限値を越えているときには、その比率ｒ（＝選択されているチャンネルのトータルの負荷電流の制限値／選択されているチャンネルのトータルの負荷電流の推定値）によって、上述と同様に、選択されているチャンネルのＰＩＤ操作量が、乗算器３０−１〜３０−９によって同じ比率ｒで一律に制限される。
【０１３７】
図１８は、この１個以上のヒータを同時に駆動する場合の電流制限の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１３８】
駆動対象選択部８で選択された１個以上の駆動対象のヒータのリストを作成し（ステップｎ１）、選択されたヒータについての合成抵抗値とＰＩＤの操作量に基づく印加電圧とからトータルの負荷電流の推定値を算出し（ステップｎ２）、推定された負荷電流が、トータルの負荷電流の制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ３）、制限値以内であるときには、終了する。ステップｎ３において、制限値を越えるときには、トータルの負荷電流の制限値とトータルの負荷電流の推定値との比率ｒ（＝トータルの負荷電流の制限値／トータルの負荷電流の推定値）を算出し、選択しているヒータに対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９からのＰＩＤの操作量に、対応する乗算器３０−１〜３０−９によって比率ｒを乗じて操作量を制限することによって電流を制限する。また、比率ｒを、対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９にフィードバックして積分操作量を減算する（ステップｎ４）。
【０１３９】
以上のように、複数のヒータを選択して同時に駆動する場合には、トータルの負荷電流を推定し、推定したトータルの負荷電流が制限値を越えるときには、複数のヒータに対する操作量を制限するので、例えば、温度制御の開始時、すなわち、立ち上げ時のピーク電力を制限することが可能となり、これによって、大きな容量の電源や電力調整器等を必要とせず、その分、設置スペースを削減できるとともに、コストを低減することができる。
【０１４０】
この実施形態では、比率ｒを、選択している複数のヒータのＰＩＤの操作量に一律に乗じて操作量を制限したけれども、本発明の他の実施形態として、図１９に示すように、制限量分配部３６を設けて、操作量の制限量をチャンネルに応じて異ならせてもよい。
【０１４１】
この制限量分配部３６には、図示を省略しているが、選択して駆動するチャンネルに対応する目標温度、検出温度、操作量が入力され、それらに基づいて、操作量の制限量をチャンネルに応じて分配する、すなわち、チャンネルに対応する乗算器３０−１〜３０−９の比率ｒ１〜ｒ９を設定する。
【０１４２】
図２０は、この制限量分配部３６による動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４３】
駆動対象選択部８で選択された駆動対象のヒータのリストを作成し（ステップｎ１）、選択されたヒータについての合成抵抗値と操作量に基づく印加電圧とからトータルの負荷電流の推定値を算出し（ステップｎ２）、推定されたトータルの負荷電流が、選択されているヒータのトータルの負荷電流の制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ３）、制限値以内であるときには、終了する。
【０１４４】
ステップｎ３において、制限値を越えるときには、駆動対象のヒータが１個であるか否かを判断し（ステップｎ４）、１個であるときには、負荷電流を越えない操作量を求め（ステップｎ５）、対応するＰＩＤ演算部の操作量を制限して終了する（ステップｎ６）。
【０１４５】
ステップｎ４で駆動対象のヒータが１個でないとき、すなわち、複数のヒータを選択しているときには、目標温度を越えている量が大きなチャンネルのヒータを探索し、目標温度を越えているチャンネルがなければ、偏差が小さいチャンネルを探索する。探索によって選択されたチャンネルのヒータをリストから外し、リストから外したヒータの操作量を「０」にする、すなわち、そのヒータに対応する乗算器３０−１〜３０−９の比率ｒ１〜ｒ９を「０」にするとともに、そのヒータに対応するＰＩＤ演算部２１−１〜２１−９の積分量を減算し、ステップｎ２に戻り（ステップｎ７）、リストに残っている駆動対象のヒータについて同様の処理を行なう。
【０１４６】
以上のようにして、負荷電流の推定値が制限値内に収まるまで、目標温度を越えているチャンネルのヒータ、あるいは、偏差が小さいチャンネルのヒータの操作量を制限するので、不要な熱量を削減して負荷電流を制限することができる。
【０１４７】
また、他の実施形態として、図２１のフローチャートに示すようにして操作量を制限してもよい。
【０１４８】
すなわち、駆動対象選択部８で選択された駆動対象のヒータのリストを作成し（ステップｎ１）、選択されたヒータについての合成抵抗値と操作量に基づく印加電圧とから選択されているヒータのトータルの負荷電流の推定値を算出し（ステップｎ２）、推定されたトータルの負荷電流が、選択されているヒータのトータルの負荷電流の制限値以内であるか否かを判断し（ステップｎ３）、制限値以内であるときには、終了する。
【０１４９】
ステップｎ３で負荷電流の推定値が、制限値を越えるときには、駆動対象のヒータが１個であるか否かを判断し（ステップｎ４）、１個であるときには、負荷電流を越えない操作量を求め（ステップｎ５）、対応するＰＩＤ演算部の操作量を制限する（ステップｎ６）。
【０１５０】
ステップｎ４で駆動対象のヒータが１個でないとき、すなわち、複数のヒータを選択しているときには、操作量が小さいチャンネルのヒータを探索し、探索によって選択されたチャンネルのヒータをリストから外し、リストから外した駆動対象の操作量を「０」にするとともに、そのヒータに対応するＰＩＤ演算部の積分量を減算し、ステップｎ２に戻り（ステップｎ７）、リストに残っている駆動対象のヒータについて同様の処理を行なう。
【０１５１】
以上のようにして、負荷電流の推定値が制限値内に収まるまで、操作量の小さなヒータの操作量を制限するので、操作量を制限されたチャンネルの温度が回復するまでの時間も短いものとなる。
【０１５２】
（実施形態３）
図２２は、本発明の他の実施形態の図１に対応する概略構成図であり、対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１５３】
この実施形態では、上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に代えて、第１〜第６のＳＳＲ３７−１〜３７−６およびそれらを制御する電力調整器としてのＰＷＭコントローラ３８を設けたものである。このＰＷＭコントローラ３８は、サイクル制御、すなわち、交流電源のゼロ電圧時に合わせてスイッチング素子を導通させ、導通サイクル数と非導通サイクル数との比率を変えることにより負荷への平均供給電力を制御するものである。
【０１５４】
図２３は、この実施形態の時分割駆動を説明するための図であり、上述の図２に対応する図である。同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択される各ヒータ２−１〜２−９に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ１用の操作量の例を、同図（ｃ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｙ１用の操作量の例を、同図（ｄ）は電流検出部１２の出力をそれぞれ示し、併せて、異常判定のタイミングを矢印で示している。なお、この図２３では、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９に個別的に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の内、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１用の操作量のみを代表的に示している。
【０１５５】
先ず、同図（ａ）に示すように、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、以下同様にして、第４のヒータ２−４から第９のヒータ２−９まで順番に１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、制御周期Ｔにおいて、各ヒータ２−１〜２−９が順番に選択される。
【０１５６】
第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第１のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオンに対応する１００％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第１のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第４のＳＳＲ３７−４の接点をオン状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第１のヒータ２−１が駆動される。
【０１５７】
次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第２のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ２用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第２のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第５のＳＳＲ３７−５の接点をオン状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第２のヒータ２−２が駆動される。
【０１５８】
次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、選択されている期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第３のチャンネルの操作量とされ、図示しない接続用端子Ｙ３用の操作量は、オンに対応する１００％とされる。なお、接続用端子Ｙ１用の操作量は、同図（ｃ）に示すようにオフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第３のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第６のＳＳＲ３７−６の接点をオン状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第３のヒータ２−３が駆動される。
【０１５９】
以上のようにして１番目の行方向の第１〜第３のヒータ２−１〜２−３が、時分割に、かつ、操作量に応じたサイクル制御によって駆動される。
【０１６０】
２番目および３番目の行方向の第４〜第９のヒータ２−４〜２−９も同様にして、時分割で、かつ、操作量に応じたサイクル制御によって駆動される。
その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
【０１６１】
（実施形態４）
図２４は、本発明の他の実施形態の図１に対応する概略構成図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【０１６２】
この実施形態では、上述の第１〜第６の電力調整器３−１〜３−６に代えて、第１〜第６のスイッチ３９−１〜３９−６を設けるとともに、１個の電力調整器４０によって操作量に応じた位相制御を行うものである。
【０１６３】
第１〜第６のスイッチ３９−１〜３９−６は、例えば、半導体素子からなり、操作量算出部９−２によって、第１〜第９のヒータ２−１〜２−９を時分割で順番に駆動するようにオンオフ制御される。電力調整器４０は、操作量算出部９−２からの操作量に応じて位相制御を行う。
【０１６４】
図２５は、この実施形態の時分割駆動を説明するための図であり、上述の図２に対応する図である。同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択されるヒータに対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１〜Ｘ３，Ｙ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９−２によって制御される接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１のオンオフ状態を、同図（ｃ）は操作量算出部９−２によって制御される接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ３９−４のオンオフ状態を、同図（ｄ）は操作量算出部９−２による操作量の例を、同図（ｅ）は電流検出部１２の出力を、それぞれ示し、併せて、異常判定のタイミングを矢印で示している。なお、この図２５では、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１用の第１，第４のスイッチ３９−１，３９−４のオンオフ状態のみを代表的に示している。
【０１６５】
先ず、同図（ａ）に示すように、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ１が、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、このとき、接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１は、同図（ｂ）に示すようにオン状態とされ、接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ３９−４も同図（ｃ）に示すようにオン状態とされる。これによって、電力調整器４０は、第１，第４のスイッチ３９−１，３９−４によって選択された第１のヒータ２−１に対して、同図（ｄ）に示される第１のチャンネルの操作量に応じた位相制御を行って第１のヒータ２−１を駆動する。
【０１６６】
次に、同図（ａ）に示すように、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ２が、１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、このとき、接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１は、同図（ｂ）に示すようにオン状態に維持され、図示しない接続用端子Ｙ２用の第５のスイッチ３９−５がオン状態とされる一方、接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ３９−４は、同図（ｃ）に示すようにオフ状態される。これによって、電力調整器４０は、第１，第５のスイッチ３９−１，３９−５によって選択された第２のヒータ２−２に対して、同図（ｄ）に示される第２のチャンネルの操作量に応じた位相制御を行って第２のヒータ２−２を駆動する。
【０１６７】
次に、同図（ａ）に示すように、第３のチャンネル、すなわち、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ１，Ｙ３が、１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、このとき、接続用端子Ｘ１用の第１のスイッチ３９−１は、同図（ｂ）に示すようにオン状態に維持され、図示しない接続用端子Ｙ３用の第６のスイッチ３９−６がオン状態とされる一方、接続用端子Ｙ１用の第４のスイッチ２２−４は、同図（ｃ）に示すようにオフ状態される。これによって、電力調整器４０は、第１，第６のスイッチ３９−１，３９−６によって選択された第３のヒータ２−３に対して、同図（ｄ）に示される第３のチャンネルの操作量に応じた位相制御を行って第３のヒータ２−３を駆動する。
【０１６８】
以上のようにして１番目の行方向の第１〜第３のヒータ２−１〜２−３が、時分割に、かつ、操作量に応じた位相制御によって駆動される。
【０１６９】
２番目および３番目の行方向の第４〜第９のヒータ２−４〜２−９も同様にして、時分割で、かつ、操作量に応じて駆動される。
その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
【０１７０】
（実施形態５）
上述の各実施形態では、熱板１の各ヒータ２−１〜２−９をマトリックス接続したけれども、本発明の他の実施形態として複数のヒータを１列あるいは１行として接続してもよく、例えば、図２６に示すように、３個のヒータ２−１〜２−３を、一列に接続し、各ヒータ２−１〜２−３の各一端の電力線の接続用端子Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を、ＰＷＭコントローラ３８によって制御される第１〜第３のＳＳＲ３７−１〜３７−３をそれぞれ介して交流電源４の一端に接続する一方、各ヒータ３−１〜３−３の各他端を共通に接続した電力線の接続用端子Ｙを、交流電源４の他端に接続してもよい。
【０１７１】
図２７は、この実施形態の時分割駆動を説明するための図であり、上述の図２３に対応する図である。同図（ａ）は駆動対象選択部８によって選択される各ヒータ２−１〜２−３に対応する接続用端子Ｘ１〜Ｘ３の選択状態を、同図（ｂ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ１用の操作量の例を、同図（ｃ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ２用の操作量の例を、同図（ｄ）は操作量算出部９−１による接続用端子Ｘ３用の操作量の例を、同図（ｅ）は電流検出部１２の出力をそれぞれ示し、併せて、異常判定のタイミングを矢印で示している。
【０１７２】
先ず、同図（ａ）に示すように、第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘが、一定期間ｔ、例えば、１００ｍｓｅｃの期間に亘って選択され、次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ２が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択され、次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ３が、同じく１００ｍｓｅｃの期間ｔに亘って選択される。
【０１７３】
第１のチャンネル、すなわち、第１のヒータ２−１に対応する接続用端子Ｘ１が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ１用の操作量は、同図（ｂ）に示す第１のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｘ２，Ｘ３用の操作量は、同図（ｃ），（ｄ）に示すように、オフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第１のＳＳＲ３７−１に対して、第１のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第２，第３のＳＳＲ３７−２，３７−３の接点をオフ状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第１のヒータ２−１が駆動される。
【０１７４】
次に、第２のチャンネル、すなわち、第２のヒータ２−２に対応する接続用端子Ｘ２が、選択された期間ｔでは、接続用端子Ｘ２用の操作量は、同図（ｃ）に示す第２のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｘ１，Ｘ３用の操作量は、同図（ｂ），（ｄ）に示すように、オフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第２のＳＳＲ３７−２に対して、第２のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第１，第３のＳＳＲ３７−１，３７−３の接点をオフ状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第２のヒータ２−２が駆動される。
【０１７５】
次に、第３のヒータ２−３に対応する接続用端子Ｘ３が、選択されている期間ｔでは、接続用端子Ｘ３用の操作量は、同図（ｄ）に示す第３のチャンネルの操作量とされ、接続用端子Ｘ１，Ｘ２用の操作量は、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、オフに対応する０％とされる。これによって、ＰＷＭコントローラ３８は、第３のＳＳＲ３７−３に対して、第３のチャンネルの操作量に応じたサイクル制御を行う一方、第１，第２のＳＳＲ３７−１，３７−２の接点をオフ状態に制御し、サイクル制御された電力に応じて第３のヒータ２−３が駆動される。
【０１７６】
その他の構成は、上述の実施形態１と同様である。
【０１７７】
(その他の実施形態)
上述の実施形態１，３〜５では、複数のヒータの内、１個のヒータを選択して順番に駆動したけれども、他の実施形態として、複数のヒータを選択して同時に駆動してもよい。この場合、複数のヒータのトータルの負荷電流を検出し、トータルの負荷電流の制限値を越えたときに、操作量を制限するようにしてもよいし、あるいは、各ヒータの負荷電流を検出できるようにし、負荷電流が、制限値を越えたときに、操作量を制限するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明は、複数の負荷を駆動するシステムなどに有用である。
【符号の説明】
【０１７９】
１ 熱板
２−１〜２−９ ヒータ
３−１〜３−６ 電力調整器
４ 交流電源
５，５−１ 温度調節器
８ 駆動対象選択部
１１ ＣＴ
１２ 電流検出部
１３，１３−１ 電流制限部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記電流制限手段は、駆動する負荷を選択するタイミングに応じて前記電流センサの出力に基づく前記負荷電流値を取得する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記複数の負荷の内の１個の負荷を順番に選択して駆動する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定される負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
前記電流制限手段は、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に応じた抵抗値に基づいて、負荷電流を推定する請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、同じ割合で制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量と目標値との偏差の絶対値が大きな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項８】
前記複数の負荷は、制御対象を加熱するものであって、
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が大きな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項９】
前記複数の負荷は、制御対象を冷却するものであって、
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が小さな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、その絶対値の小さな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記電流制限手段によって、負荷電流値が制限値を越えるとされたときに、それを報知する過電流状態報知手段を備える請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１２】
複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１３】
複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷電流を推定し、推定される負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１】
複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記電流制限手段は、駆動する負荷を選択するタイミングに応じて前記電流センサの出力に基づく前記負荷電流値を取得する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記複数の負荷の内の１個の負荷を順番に選択して駆動する請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
複数の第１の電力線と複数の第２の電力線との間に、複数の負荷が接続され、前記複数の第１の電力線が、複数の第１の開閉手段をそれぞれ介して電源に接続される一方、前記複数の第２の電力線が、複数の第２の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の第１の電力線と前記複数の第２の電力線とを、それぞれ仮想的に横方向と縦方向とに平行に配列したときに、両電力線が交差する部分で、前記複数の各負荷の一端が前記第１の電力線に接続されるとともに、他端が前記第２の電力線に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記第１，第２の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷に流れる負荷電流を推定し、推定される負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
前記電流制限手段は、前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に応じた抵抗値に基づいて、負荷電流を推定する請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、同じ割合で制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量と目標値との偏差の絶対値が大きな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項８】
前記複数の負荷は、制御対象を加熱するものであって、
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が大きな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項９】
前記複数の負荷は、制御対象を冷却するものであって、
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、制御量−目標値の値が小さな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記電流制限手段は、選択されて駆動される複数の負荷に対応する操作量を、その絶対値の小さな方から順に制限する請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記電流制限手段によって、負荷電流値が制限値を越えるとされたときに、それを報知する過電流状態報知手段を備える請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１２】
複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記電源と前記負荷との間の電力線に流れる電流を検出する電流センサの出力に基づいて、負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記操作量算出手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１３】
複数の負荷の各一端が、共通の電力線を介して電源に接続されるとともに、各他端が、複数の開閉手段をそれぞれ介して前記電源に接続され、前記複数の負荷に対する供給電力を調整する前記複数の開閉手段の開閉量を制御して、前記複数の負荷を駆動する制御装置であって、
駆動する負荷を選択するとともに、選択した負荷に対応する前記複数の開閉手段の開閉量を制御する操作量を算出する駆動制御手段と、
前記操作量および前記複数の負荷の駆動状態に基づいて、負荷電流を推定し、推定される負荷に流れる負荷電流値が制限値を越えるときに、前記駆動制御手段の操作量を制限する電流制限手段とを備えることを特徴とする制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−１９８７４９（Ｐ２０１０−１９８７４９Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３８８８０（Ｐ２００９−３８８８０）
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２３日（２００９．２．２３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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