負荷制御装置
【課題】制御対象負荷の数が増えたとしてもオンオフ両タイミングをずらすことができ、電源変動勾配を抑制できるようにした負荷制御装置を提供する。
【解決手段】マイコンは、メモリのオンタイミング記憶領域に複数の負荷間で互いに重ならないようにオンタイミングのフラグを記憶させる。また、メモリのオフタイミング記憶領域に対し複数の負荷間で互いに重ならないようにオフタイミングのフラグを記憶させる（Ｓ１０〜Ｓ１４）。マイコンは、これらのオンタイミング、オフタイミングに応じて複数の負荷を駆動制御する（Ｓ１５）。
【解決手段】マイコンは、メモリのオンタイミング記憶領域に複数の負荷間で互いに重ならないようにオンタイミングのフラグを記憶させる。また、メモリのオフタイミング記憶領域に対し複数の負荷間で互いに重ならないようにオフタイミングのフラグを記憶させる（Ｓ１０〜Ｓ１４）。マイコンは、これらのオンタイミング、オフタイミングに応じて複数の負荷を駆動制御する（Ｓ１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の負荷をＰＷＭ制御する負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両内の負荷制御装置は、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）制御用油圧ソレノイド、可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）の制御用油圧ソレノイド、また、他の負荷を複数並列に制御する。この種の様々な制御方法が開発、検討されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１記載の技術思想は、ＰＷＭ信号によりオンオフ制御される複数のスイッチング素子を用いて車両の変速機制御用の複数のソレノイドをデューティ制御で駆動している。特許文献２記載の技術思想は、自動車内の電気的負荷の制御をＰＷＭ信号により行っている。このとき、スイッチング周波数のタイムスロット内に複数のＰＷＭチャネルを分布し、個々の負荷素子の始動を時間的にずらして制御し単一のパルス幅でパルス幅変調することで個々のパルス−休止比で制御している。
【０００４】
また、特許文献３の技術思想では、ランプ系のヘッドライト、テールランプ、ハザードランプなどの複数の電気部品についてオンオフを繰り返す場合、パルス幅変調可能なパルス発信器と半導体スイッチとの間にシフトレジスタを配備し、パルス発信器からのパルスの周波数をＰＷＭ制御の周波数に接続した電気部品の数を掛けた数の周波数とし、各電気部品のオンオフのタイミングをずらしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０８１１１７号明細書
【特許文献２】特表２００７−５１４３９１号公報
【特許文献３】特開２００２−１９８７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献の技術思想を適用したとしても、制御対象負荷の数が増えると、駆動オン側の通電オンタイミングをずらすことができても駆動オフ側の通電オフタイミングをずらすことが困難となってきている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、制御対象負荷の数が増えたとしてもオンオフ両タイミングをずらすことができ、電源変動勾配を抑制できるようにした負荷制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、負荷制御手段は、タイミング記憶手段に互いに重ならないようにそれぞれ記憶されたオンタイミング、オフタイミングに応じて負荷を駆動制御するため、たとえ負荷数が増えたとしても複数の負荷間のオンタイミング、オフタイミングが共に合致することがなくなり、制御対象負荷の数が増加したとしてもオンオフの両タイミングをずらすことができ電源変動勾配を抑制できる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、負荷制御手段は、目標周波数から所定の周波数偏差内の駆動周波数で駆動制御できるため、目標周波数近辺の駆動周波数にて複数の負荷を制御することができ、各負荷の種類等に応じた所望の制御を実現できる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、負荷制御手段は累積平均周波数が目標周波数に近くなるように周波数を変化させた駆動周波数にて負荷を駆動制御できるため、目標周波数近辺の駆動周波数にて複数の負荷を制御することができ、各負荷に応じた所望の制御を実現できる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、平均周波数更新手段は、デューティ比が０％または１００％の場合には数値を保持し、デューティ比が０％または１００％以外の値に変化した後に新たに周波数を累積して平均した平均周波数記憶手段の数値を更新するため、たとえ０％、１００％デューティ比に設定されたとしても、平均周波数記憶手段の数値は保持され、その後、０％、１００％以外のデューティ比に設定されたときに正常に更新されるようになり、誤って平均周波数記憶手段の数値を更新してしまう虞がなくなり誤動作を防止できる。
【００１２】
請求項５記載の発明によれば、タイミング記憶制御手段が、負荷制御手段がある制御対象となる負荷を駆動制御した後に次の制御対象となる負荷のオンタイミングおよびオフタイミングの時系列フラグをタイミング記憶手段に記憶させるため、負荷制御手段による負荷に必要な制御が時間的に変化したとしても、ある負荷を駆動制御した後のタイミングで次の負荷のオンタイミングおよびオフタイミングの制御を変更することができ、時々刻々と変化する制御内容に対応できる。
【００１３】
請求項６記載の発明のように、フラグ設定領域の時間間隔が、負荷に通電オンオフするスイッチング素子のスルーレート、または、電源変動勾配に応じて設定されていると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート（その１）
【図３】ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート（その２）
【図４】ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート（その３）
【図５】各負荷のオンオフ制御タイミングを示すタイミングチャート
【図６】累積平均周波数の時間変化を表す図
【図７】本発明の第２実施形態を示す図１相当図
【図８】従来例を示す図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、負荷制御装置の第１実施形態について図１ないし図６を参照しながら説明する。図１は、負荷制御装置の全体回路構成例を示している。この図１に示すように、負荷制御装置１は負荷制御ＥＣＵ２に搭載されており、バッテリ３の電源に基いて複数の負荷４（誘導性負荷）を駆動制御する。
【００１６】
負荷制御装置１はＥＣＵ２に搭載されている。ＥＣＵ２には、電源電圧安定用のコンデンサ５、電源制御ＩＣ６、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）７、複数のゲート駆動回路８、複数の出力トランジスタ９、複数の電流検出用のシャント抵抗１０、複数のダイオード１１、複数の差動アンプ１２が搭載されている。負荷制御装置１は、マイコン７、ゲート駆動回路８、出力トランジスタ９、シャント抵抗１０、ダイオード１１および差動アンプ１２を備える。
【００１７】
回路要素８〜１２は、それぞれ、複数の負荷４（４ａ、４ｂ、４ｃ）毎にそれぞれ構成されている。この負荷制御装置１は、複数の負荷４（４ａ、４ｂ、４ｃ）を駆動制御可能になっていると共に負荷４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の通電電流を検出可能になっている。なお、複数の負荷４にはそれぞれ必要に応じて符号４ａ、４ｂ、４ｃを付して説明を行う。マイコン７は、負荷制御手段、平均周波数更新手段、タイミング記憶制御手段としての機能を備える。また、マイコン７内のメモリ７ａは後述する累積平均周波数を記憶する平均周波数記憶手段、オンタイミング、オフタイミングを記憶するタイミング記憶手段として構成される。
【００１８】
負荷４は、例えば、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）制御用油圧ソレノイド、可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）の制御用油圧ソレノイドなどであり、これらの負荷４に通電する目標電流は互いに異なるため、マイコン７は、負荷４ａ、４ｂ、４ｃ毎に独立してＰＷＭ信号のデューティ比を設定し、これらの設定条件に合わせて駆動制御する。
【００１９】
コンデンサ５は、バッテリ３の入力端子２ａに接続されており、電源ライン２ｂの電源電圧変動抑制用に構成されている。この電源ライン２ｂのバッテリ３の電源電圧はＥＣＵ２内の電源制御ＩＣ６に与えられる。
【００２０】
電源制御ＩＣ６は、電源ライン２ｂの電源を用いてマイコン７の電源を生成する。マイコン７はＰＷＭ信号を出力するポートを複数備えており、当該ポートを通じてＰＷＭ信号を出力し、ゲート駆動回路８により出力トランジスタ９のゲートにＰＷＭ駆動信号を印加することで、出力トランジスタ９をオンオフ駆動し誘導性負荷４の通電電流を制御する。出力トランジスタ９は電流検出用のシャント抵抗１０と通電端子２ｃを通じて負荷４に直列接続されている。また、電源ライン２ｂとグランドとの間には消弧ダイオード１１が出力トランジスタ９と直列接続されている。
【００２１】
差動アンプ１２は、シャント抵抗１０に流れる電流を電圧変換しゲインを調整してマイコン７のＡ／Ｄポートに入力させる。マイコン７はＡ／Ｄポートの入力信号を検出することで負荷４の通電電流を検出する。
【００２２】
マイコン７は、Ａ／Ｄ変換機能を備えており、当該Ａ／Ｄ変換機能によりＡ／Ｄポートの検出電圧（入力信号）をＡ／Ｄ変換する。またマイコン７はその内部メモリ７ａ内にソフトウェアが記憶されており、当該ソフトウェアを実行することでＡ／Ｄ変換電流検出値と目標電流値とを比較し目標電流値となるようにフィードバック制御してＰＷＭのデューティ比を設定して出力トランジスタ９を駆動制御する。
【００２３】
ＥＣＵ２には、これらの駆動回路構成が複数チャンネル分搭載されており、それらの複数チャンネル分の出力トランジスタ９のオンオフに応じて電力消費量が変化し電源ライン２ｂの電圧変動が顕著に生じる。
【００２４】
図８（ａ）〜図８（ｄ）は従来例を示している。図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、通電オンする負荷４の数が多ければ電源電圧が低くなり、通電オフする負荷４の数が少なければ電源電圧は高くなる。また、通電オンするオンタイミングが各負荷４ａ〜４ｃ間で互いに接近すると消費電力が急激に増すため電源電圧の低下勾配が上がり、逆に、通電オフするオフタイミングが各負荷４ａ〜４ｃ間で互いに接近すると消費電力が急激に少なくなるため電源電圧の上昇勾配が上がる。電源電圧の下降勾配、上昇勾配が上がると、このとき生じるノイズ周波数が高くなり電源ライン２ａに重畳するノイズ周波数が高くなる。例えば、負荷Ａ（負荷４ａ）の駆動制御時のデューティ比を５０％、負荷Ｂ（負荷４ｂ）の駆動制御時のデューティ比を４０％、負荷Ｃ（負荷４ｃ）の駆動制御時のデューティ比を３０％とそれぞれ設定した場合、オンタイミングをずらして設定したとしてもオフタイミングが互いに重なってしまう場合がある。このオフタイミングが重なるタイミングでは、電力消費が急激に減少するため電源電圧変動が激しくなる。
【００２５】
特に車両用に適用した場合には、電源ライン２ｂに大幅な電圧変動が生じると、特にこの電圧変動の影響がＡＭラジオ帯に生じてしまい、車両搭載用ＡＭラジオなどに悪影響を及ぼしてしまう虞がある。
【００２６】
そこで、本実施形態では、以下に示す制御手法を適用することで、電源ライン２ｂの電圧変動を抑制しＡＭラジオ帯に生じる電源変動を抑制できるようにする。
図２ないし図４はＥＣＵ内のマイコンの制御内容をフローチャートにより示しており、図５は動作をタイミングチャートにより示している。
【００２７】
まず、図２に示すように、マイコン７は、タイミング記憶手段としてのメモリ７ａの内部にオンタイミング記憶領域およびオフタイミング記憶領域をテーブルとして確保する（Ｓ１、Ｓ２）。図５には、オンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃをも示している。この図５において、オンタイミング記憶領域７ｂは、各負荷４に通電するための出力トランジスタ９のオンタイミングを時間順にフラグ（時系列フラグ）を記憶保持する領域を示しており、オフタイミング記憶領域７ｃは、各負荷４に通電するための出力トランジスタ９のオフタイミングを時間順にフラグ（時系列フラグ）を記憶保持する領域を示している。
【００２８】
これらのオンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃには、それぞれ時系列的にフラグ保持領域が設けられている。これらのフラグ保持領域は図５に示すように等分割の時間領域に対応して割当てられるもので、この等分割された時間領域の時間間隔は、例えば、出力トランジスタ９のスルーレート、負荷４による電源変動勾配などに応じて予め設定されている。
【００２９】
次に、マイコン７は、負荷４ａ〜４ｃ毎に累積平均周波数の値（累積平均周波数に対応した数値）を記憶するための領域をクリアする（Ｓ３）。累積平均周波数は、各負荷４ａ〜４ｃの駆動周波数を累積して平均した値を表すものであり、時間経過に応じて変動する駆動周波数の平均値を表している。
【００３０】
なお、この累積平均周波数は、図５に示すように、３００Ｈｚ（標準）,２９０Ｈｚ（低）,３１０Ｈｚ（高）…と、所定ステップ（１０Ｈｚ）毎に変化する値であり、累積平均周波数に対応した数値としては、マイコン７に設けられたカウンタにより値をカウントしたり、累積平均周波数の値をそのまま保持する領域をメモリ７ｂ内に設けても良く、この記憶形態はどのようにしても良い。
【００３１】
マイコン７は負荷４ａを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を電流検出結果から算出し、当該電流検出結果に応じてオンタイミングおよびオフタイミングを決定する（Ｓ４）。
【００３２】
次に、マイコン７は、負荷４ａのオンタイミングについてオンタイミング記憶領域７ｂの対応したフラグ保持領域にフラグを記憶させ（Ｓ５）、さらに、負荷４ａのオフタイミングについてオフタイミング記憶領域７ｃの対応したフラグ設定領域にフラグを記憶させる（Ｓ６）。
【００３３】
マイコン７は、このオンオフタイミングによって負荷４ａを駆動制御する（Ｓ７）。これにより、このオンオフタイミングに応じたＰＷＭ信号の駆動周波数およびデューティ比にて負荷４ａを駆動制御できる。次に、マイコン７は、負荷４ａの駆動周波数の平均値を算出し、累積平均周波数を更新する（Ｓ８）。この累積平均周波数の数値は、負荷４ａに対応した駆動周波数を積算して平均した数値を示している。このステップＳ８の時点においては、負荷４ａの累積平均周波数は負荷４ａの駆動周波数の初期値となる。
【００３４】
次に、マイコン７は、負荷４ｂについてＰＷＭ信号のデューティ比を電流検出結果から算出し、電流検出結果に応じてオンタイミングおよびオフタイミングを設定する（Ｓ９）。
マイコン７は、オンタイミング記憶領域７ｂを参照し他チャンネルのオンタイミングと重複があるか否かを判定する（Ｓ１０）。また、マイコン７は、オフタイミング記憶領域７ｃを参照し他チャンネルのオフタイミングと重複があるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００３５】
ここでは、負荷４ｂのオンオフタイミングが、ステップＳ５、Ｓ６にて予め設定された負荷４ａのオンオフタイミングと重なっているか否かを判定する。なお、一の負荷４ｂのオンタイミングと他の負荷（例えば負荷４ａ）のオフタイミングが互いに重なることは許容する。
【００３６】
マイコン７は、ステップＳ１０、Ｓ１１においてオンタイミング、オフタイミングの何れかが重なっていると判定された場合には、負荷４ｂの駆動周波数の設定値を予め定められた所定値だけ高くし、電流検出結果からデューティ比を算出しオンタイミング、オフタイミングをそれぞれ設定する（Ｓ１２）。駆動周波数の設定値を所定値だけ高く設定することでオンタイミング、オフタイミングの何れも重ならないように設定できる。
【００３７】
他方、マイコン７は、ステップＳ１０、Ｓ１１においてオンタイミング、オフタイミングの何れも重なっていないと判定された場合には、負荷４ｂの駆動周波数およびデューティ比を維持する。そして、マイコン７は、設定されたオンタイミングをフラグとしてオンタイミング記憶領域７ｂのフラグ保持領域に記憶させ（Ｓ１３）、オフタイミングをフラグとしてオフタイミング記憶領域７ｃのフラグ保持領域に記憶させる（Ｓ１４）。そして、マイコン７は負荷４ｂを設定されたオンオフタイミングに応じた駆動周波数およびデューティ比にて駆動し（Ｓ１５）、負荷４ｂに設定された累積平均周波数を更新する（Ｓ１６）。
【００３８】
この後、マイコン７は、負荷４ｃについても同様に、オンタイミング、オフタイミングを他の負荷４ａ、４ｂのオンタイミング、オフタイミングとそれぞれ重ならないように駆動周波数、デューティ比を設定し、オンタイミング、オフタイミングをそれぞれフラグとして記憶させ（Ｓ１７〜Ｓ２２）負荷４ｃを駆動し（Ｓ２３）、負荷４ｃの累積駆動周波数を更新する（Ｓ２４）。
【００３９】
そして、制御対象となる負荷を負荷４ａに変更し（Ｓ２５）、負荷４ａのオンタイミングの有無を判定する（Ｓ２６）。これは、ＰＷＭ信号のデューティ比の設定値が０％または１００％のときには、オンタイミング、オフタイミングを生じないためである。このように０％または１００％のデューティ比のときには、ステップＳ２５にて負荷４のオンタイミングが無いと判定し（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２５に戻って制御対象負荷を次の制御対象となる負荷４ｂに変更する。
【００４０】
これは、デューティ比が０％、１００％のときには駆動周波数は０であるため、累積平均周波数の数値に反映されてしまうと誤動作する虞があるためであり、この誤動作を防ぐために行われる。この場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％または１００％に設定された負荷４についての累積平均周波数の数値は保持される。
【００４１】
マイコン７は、０％、１００％の何れとも異なるデューティ比である制御対象となる負荷４についてステップＳ２７以降の処理を行う。ステップＳ２７において、マイコン７は累積平均周波数と目標周波数とを比較し、累積平均周波数が目標周波数と同一であるか否かを判定する（Ｓ２７）。
【００４２】
累積平均周波数が目標周波数と同一であるときには（Ｓ２７：同一）、ステップＳ２８〜Ｓ３５に示す基本的な制御内容について制御対象負荷４を変更しながら繰り返す。このステップＳ２８〜Ｓ３５に示す基本的な制御内容は、ステップＳ９〜Ｓ１６の制御内容、または、ステップＳ１７〜Ｓ２４の制御内容と同一である。この場合、出力トランジスタ９のオンタイミング、オフタイミングが重ならなければ、駆動周波数を目標周波数に一致させて負荷４を駆動制御できるため、負荷４毎に固有の所望の制御内容を実現できる。
【００４３】
他方、マイコン７は、ステップＳ２７において累積平均周波数が目標周波数と同一ではないと判定すると（Ｓ２７：相違）、累積平均周波数が目標周波数よりも高いか低いかを判定する（Ｓ３６）。累積平均周波数が目標周波数よりも低いときには（Ｓ３６：低い）、制御対象負荷４の駆動周波数の設定値を高くし電流検出結果からデューティ比を算出しオンタイミング、オフタイミングをそれぞれ設定する（Ｓ３７）。
【００４４】
累積平均周波数が目標周波数よりも高いときには（Ｓ３６：高い）、制御対象負荷４の駆動周波数の設定値を低くし電流検出結果からデューティ比を算出しオンタイミング、オフタイミングをそれぞれ設定する（Ｓ３８）。そして、オンタイミング、オフタイミングをそれぞれオンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃにフラグとして記憶させてから（Ｓ３９、Ｓ４０）、制御対象負荷４を駆動制御し（Ｓ３４）、制御対象負荷４の累積平均周波数を更新し（Ｓ３５）た後、ステップＳ２５に戻って処理を繰り返す。
【００４５】
ステップＳ３６〜Ｓ４０の処理を行う理由は、累積平均周波数を目標周波数に極力近づけるためであり、個々の負荷４の種類に応じて駆動周波数を目標周波数にて一定にすることがより望ましいためである。
【００４６】
すなわち、例えば、ある負荷４について駆動周波数３００Ｈｚ、デューティ比５０％で駆動制御することで所望の負荷４の駆動状態が得られる場合には、ステップＳ２０、Ｓ３１の処理段階で負荷４の駆動周波数を高く変更してしまうと理想的な制御から外れる。
【００４７】
このため、その誤差を補正するため、ステップＳ３６〜Ｓ４０の処理を行うことで累積平均周波数を極力目標周波数に近づけるように制御すると良い。この場合、目標周波数から所定の周波数偏差内の駆動周波数の上限値、下限値を設け、例えば段階的（例えば、３段階）に駆動制御すると良い。例えば、駆動周波数３００Ｈｚを目標周波数とする場合には、２８０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、など、例えば数％程度以下の周波数偏差で段階的に駆動周波数を変更して駆動すると良い。
【００４８】
図６は、時間変化に伴う駆動周波数の変動例を示している。この図６に示すように、時間変化に伴い駆動周波数が変動するものの、目標周波数を中心にほぼ安定させて駆動させることができる。特に、累積平均周波数が目標周波数に一致する場合、駆動周波数およびデューティ比を維持し、累積平均周波数が目標周波数よりも低い場合に駆動周波数を高くしている（図３のｔ３タイミング参照）。したがって、所望の駆動周波数にて駆動制御した場合とほぼ同様の制御を行うことができる。
【００４９】
すると、３つの負荷４ａ〜４ｃを駆動制御することに適用した場合、（負荷４ａのオンオフタイミング設定）→（負荷４ａの駆動制御）→（負荷４ｂのオンオフタイミング設定）→（負荷４ｂの駆動制御）→（負荷４ｃのオンオフタイミング設定）→（負荷４ｃの駆動制御）→（負荷４ａのオンオフタイミング設定）…、の順で繰り返し駆動制御できる。
【００５０】
この場合、ある制御対象負荷４を駆動制御した後に、次の制御対象負荷４のオンタイミング、オフタイミングを設定して駆動制御するため、例えば、負荷４の通電電流変化に応じてフィードバック制御を行い、オンタイミング、オフタイミングの設定を負荷４の駆動制御直前に行うことができるようになり、時々刻々と変化するフィードバック制御に対応できる。
【００５１】
本実施形態によれば、マイコン７は、メモリ７ａのオンタイミング記憶領域７ｂに互いに重ならないように記憶されたオンタイミング、オフタイミング記憶領域７ｃに互いに重ならないように記憶されたオフタイミングに応じて負荷４を駆動制御するため、複数の負荷４ａ〜４ｃ間のオンタイミング、オフタイミングの双方共に合致することがなくなる。したがって、たとえ駆動負荷４の数が増加したとしてもオンオフの両タイミングをずらずことができ、電源変動勾配を抑制できる。
【００５２】
マイコン７は、目標周波数から所定の周波数偏差内の駆動周波数で負荷４を駆動制御するため、目標周波数近辺の駆動周波数にて複数の負荷４を駆動制御することができ、各負荷４の種類等に応じた所望の制御を実現できる。
【００５３】
マイコン７は、デューティ比が０％または１００％の場合には、累積平均周波数の数値を保持し、デューティ比が０％または１００％以外となった後に累積平均周波数の数値を新たに累積して平均し累積平均周波数を更新するため、０％、１００％以外のデューティ比に設定されたときに正常に更新されるようになり、誤って累積平均周波数の数値を更新してしまう虞がなくなり誤動作を防止できる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、ある制御対象負荷４を駆動制御した後に次の制御対象負荷４のオンタイミング、オフタイミングのフラグをそれぞれオンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃに記憶させることができるようになり、複数の負荷４毎に必要な制御が時間的に変化したとしても、ある制御対象負荷４を駆動制御したのちのタイミングで次の制御対象負荷４のオンタイミングおよびオフタイミングの制御を変更することができ、時々刻々と変化する制御内容に対応できるようになる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、電源変動に応じたＡＭラジオ帯に生じるノイズを抑制できる。このため、車両ノイズ抑制用のコンデンサ、コイル、フィルタなどの平滑素子数を低減することができる。さらに、電源回路には通常平滑回路が設けられるが、本実施形態の制御内容を適用することで電源回路の平滑能力がたとえ低くても通常の平滑能力以上の電源変動抑制能力を保持できる。
【００５６】
電源変動勾配を出来る限り抑制するためには、各負荷４ａ〜４ｃ間の互いのオンタイミングを極力離間させると良く、また各負荷４ａ〜４ｃ間の互いのオフタイミングを極力離間させると良い。
【００５７】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、負荷としてＤＣモータを適用したところにある。図７に示すように、複数の負荷４ａ〜４ｃがそれぞれＤＣモータによって構成されている。負荷４ａ〜４ｃとしてＤＣモータを適用したとしてもその制御手法は同様である。これにより、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。
前述実施形態では、負荷制御装置１が回路要素７〜１２を備えた実施形態を示したが、本発明の負荷制御装置は、前述実施形態におけるマイコン７およびメモリ７ａにより達成される手段（負荷制御手段、タイミング記憶制御手段、タイミング記憶手段）を備えていれば適用できる。すなわち、回路要素８〜１２の構成は前述実施形態の回路構成に限られない。
【００５９】
負荷４は車両用に限られず、制御対象負荷４の数は３つに限られない。所定の周波数偏差内で変化させる実施形態を示したが、周波数偏差に限界を設けなくても良い。
目標周波数に近くなるように変化させる実施形態を示したが、目標周波数から外れたまま一定の周波数で駆動制御するようにしても良い。
オンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃのフラグ設定領域の時間間隔は、適宜設定すれば良い。
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１は負荷制御装置、２はＥＣＵ、２ａは入力端子、３はバッテリ、４（４ａ、４ｂ、４ｃ）、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）は負荷、７はマイクロコンピュータ（負荷制御手段、タイミング記憶制御手段、平均周波数更新手段）、７ａはメモリ（タイミング記憶手段、平均周波数記憶手段）、７ｂはオンタイミング記憶領域（フラグ設定領域）、７ｃはオフタイミング記憶領域（フラグ設定領域）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の負荷をＰＷＭ制御する負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両内の負荷制御装置は、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）制御用油圧ソレノイド、可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）の制御用油圧ソレノイド、また、他の負荷を複数並列に制御する。この種の様々な制御方法が開発、検討されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１記載の技術思想は、ＰＷＭ信号によりオンオフ制御される複数のスイッチング素子を用いて車両の変速機制御用の複数のソレノイドをデューティ制御で駆動している。特許文献２記載の技術思想は、自動車内の電気的負荷の制御をＰＷＭ信号により行っている。このとき、スイッチング周波数のタイムスロット内に複数のＰＷＭチャネルを分布し、個々の負荷素子の始動を時間的にずらして制御し単一のパルス幅でパルス幅変調することで個々のパルス−休止比で制御している。
【０００４】
また、特許文献３の技術思想では、ランプ系のヘッドライト、テールランプ、ハザードランプなどの複数の電気部品についてオンオフを繰り返す場合、パルス幅変調可能なパルス発信器と半導体スイッチとの間にシフトレジスタを配備し、パルス発信器からのパルスの周波数をＰＷＭ制御の周波数に接続した電気部品の数を掛けた数の周波数とし、各電気部品のオンオフのタイミングをずらしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０８１１１７号明細書
【特許文献２】特表２００７−５１４３９１号公報
【特許文献３】特開２００２−１９８７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献の技術思想を適用したとしても、制御対象負荷の数が増えると、駆動オン側の通電オンタイミングをずらすことができても駆動オフ側の通電オフタイミングをずらすことが困難となってきている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、制御対象負荷の数が増えたとしてもオンオフ両タイミングをずらすことができ、電源変動勾配を抑制できるようにした負荷制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、負荷制御手段は、タイミング記憶手段に互いに重ならないようにそれぞれ記憶されたオンタイミング、オフタイミングに応じて負荷を駆動制御するため、たとえ負荷数が増えたとしても複数の負荷間のオンタイミング、オフタイミングが共に合致することがなくなり、制御対象負荷の数が増加したとしてもオンオフの両タイミングをずらすことができ電源変動勾配を抑制できる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、負荷制御手段は、目標周波数から所定の周波数偏差内の駆動周波数で駆動制御できるため、目標周波数近辺の駆動周波数にて複数の負荷を制御することができ、各負荷の種類等に応じた所望の制御を実現できる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、負荷制御手段は累積平均周波数が目標周波数に近くなるように周波数を変化させた駆動周波数にて負荷を駆動制御できるため、目標周波数近辺の駆動周波数にて複数の負荷を制御することができ、各負荷に応じた所望の制御を実現できる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、平均周波数更新手段は、デューティ比が０％または１００％の場合には数値を保持し、デューティ比が０％または１００％以外の値に変化した後に新たに周波数を累積して平均した平均周波数記憶手段の数値を更新するため、たとえ０％、１００％デューティ比に設定されたとしても、平均周波数記憶手段の数値は保持され、その後、０％、１００％以外のデューティ比に設定されたときに正常に更新されるようになり、誤って平均周波数記憶手段の数値を更新してしまう虞がなくなり誤動作を防止できる。
【００１２】
請求項５記載の発明によれば、タイミング記憶制御手段が、負荷制御手段がある制御対象となる負荷を駆動制御した後に次の制御対象となる負荷のオンタイミングおよびオフタイミングの時系列フラグをタイミング記憶手段に記憶させるため、負荷制御手段による負荷に必要な制御が時間的に変化したとしても、ある負荷を駆動制御した後のタイミングで次の負荷のオンタイミングおよびオフタイミングの制御を変更することができ、時々刻々と変化する制御内容に対応できる。
【００１３】
請求項６記載の発明のように、フラグ設定領域の時間間隔が、負荷に通電オンオフするスイッチング素子のスルーレート、または、電源変動勾配に応じて設定されていると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図２】ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート（その１）
【図３】ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート（その２）
【図４】ＥＣＵの制御内容を示すフローチャート（その３）
【図５】各負荷のオンオフ制御タイミングを示すタイミングチャート
【図６】累積平均周波数の時間変化を表す図
【図７】本発明の第２実施形態を示す図１相当図
【図８】従来例を示す図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、負荷制御装置の第１実施形態について図１ないし図６を参照しながら説明する。図１は、負荷制御装置の全体回路構成例を示している。この図１に示すように、負荷制御装置１は負荷制御ＥＣＵ２に搭載されており、バッテリ３の電源に基いて複数の負荷４（誘導性負荷）を駆動制御する。
【００１６】
負荷制御装置１はＥＣＵ２に搭載されている。ＥＣＵ２には、電源電圧安定用のコンデンサ５、電源制御ＩＣ６、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）７、複数のゲート駆動回路８、複数の出力トランジスタ９、複数の電流検出用のシャント抵抗１０、複数のダイオード１１、複数の差動アンプ１２が搭載されている。負荷制御装置１は、マイコン７、ゲート駆動回路８、出力トランジスタ９、シャント抵抗１０、ダイオード１１および差動アンプ１２を備える。
【００１７】
回路要素８〜１２は、それぞれ、複数の負荷４（４ａ、４ｂ、４ｃ）毎にそれぞれ構成されている。この負荷制御装置１は、複数の負荷４（４ａ、４ｂ、４ｃ）を駆動制御可能になっていると共に負荷４（４ａ、４ｂ、４ｃ）の通電電流を検出可能になっている。なお、複数の負荷４にはそれぞれ必要に応じて符号４ａ、４ｂ、４ｃを付して説明を行う。マイコン７は、負荷制御手段、平均周波数更新手段、タイミング記憶制御手段としての機能を備える。また、マイコン７内のメモリ７ａは後述する累積平均周波数を記憶する平均周波数記憶手段、オンタイミング、オフタイミングを記憶するタイミング記憶手段として構成される。
【００１８】
負荷４は、例えば、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）制御用油圧ソレノイド、可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）の制御用油圧ソレノイドなどであり、これらの負荷４に通電する目標電流は互いに異なるため、マイコン７は、負荷４ａ、４ｂ、４ｃ毎に独立してＰＷＭ信号のデューティ比を設定し、これらの設定条件に合わせて駆動制御する。
【００１９】
コンデンサ５は、バッテリ３の入力端子２ａに接続されており、電源ライン２ｂの電源電圧変動抑制用に構成されている。この電源ライン２ｂのバッテリ３の電源電圧はＥＣＵ２内の電源制御ＩＣ６に与えられる。
【００２０】
電源制御ＩＣ６は、電源ライン２ｂの電源を用いてマイコン７の電源を生成する。マイコン７はＰＷＭ信号を出力するポートを複数備えており、当該ポートを通じてＰＷＭ信号を出力し、ゲート駆動回路８により出力トランジスタ９のゲートにＰＷＭ駆動信号を印加することで、出力トランジスタ９をオンオフ駆動し誘導性負荷４の通電電流を制御する。出力トランジスタ９は電流検出用のシャント抵抗１０と通電端子２ｃを通じて負荷４に直列接続されている。また、電源ライン２ｂとグランドとの間には消弧ダイオード１１が出力トランジスタ９と直列接続されている。
【００２１】
差動アンプ１２は、シャント抵抗１０に流れる電流を電圧変換しゲインを調整してマイコン７のＡ／Ｄポートに入力させる。マイコン７はＡ／Ｄポートの入力信号を検出することで負荷４の通電電流を検出する。
【００２２】
マイコン７は、Ａ／Ｄ変換機能を備えており、当該Ａ／Ｄ変換機能によりＡ／Ｄポートの検出電圧（入力信号）をＡ／Ｄ変換する。またマイコン７はその内部メモリ７ａ内にソフトウェアが記憶されており、当該ソフトウェアを実行することでＡ／Ｄ変換電流検出値と目標電流値とを比較し目標電流値となるようにフィードバック制御してＰＷＭのデューティ比を設定して出力トランジスタ９を駆動制御する。
【００２３】
ＥＣＵ２には、これらの駆動回路構成が複数チャンネル分搭載されており、それらの複数チャンネル分の出力トランジスタ９のオンオフに応じて電力消費量が変化し電源ライン２ｂの電圧変動が顕著に生じる。
【００２４】
図８（ａ）〜図８（ｄ）は従来例を示している。図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、通電オンする負荷４の数が多ければ電源電圧が低くなり、通電オフする負荷４の数が少なければ電源電圧は高くなる。また、通電オンするオンタイミングが各負荷４ａ〜４ｃ間で互いに接近すると消費電力が急激に増すため電源電圧の低下勾配が上がり、逆に、通電オフするオフタイミングが各負荷４ａ〜４ｃ間で互いに接近すると消費電力が急激に少なくなるため電源電圧の上昇勾配が上がる。電源電圧の下降勾配、上昇勾配が上がると、このとき生じるノイズ周波数が高くなり電源ライン２ａに重畳するノイズ周波数が高くなる。例えば、負荷Ａ（負荷４ａ）の駆動制御時のデューティ比を５０％、負荷Ｂ（負荷４ｂ）の駆動制御時のデューティ比を４０％、負荷Ｃ（負荷４ｃ）の駆動制御時のデューティ比を３０％とそれぞれ設定した場合、オンタイミングをずらして設定したとしてもオフタイミングが互いに重なってしまう場合がある。このオフタイミングが重なるタイミングでは、電力消費が急激に減少するため電源電圧変動が激しくなる。
【００２５】
特に車両用に適用した場合には、電源ライン２ｂに大幅な電圧変動が生じると、特にこの電圧変動の影響がＡＭラジオ帯に生じてしまい、車両搭載用ＡＭラジオなどに悪影響を及ぼしてしまう虞がある。
【００２６】
そこで、本実施形態では、以下に示す制御手法を適用することで、電源ライン２ｂの電圧変動を抑制しＡＭラジオ帯に生じる電源変動を抑制できるようにする。
図２ないし図４はＥＣＵ内のマイコンの制御内容をフローチャートにより示しており、図５は動作をタイミングチャートにより示している。
【００２７】
まず、図２に示すように、マイコン７は、タイミング記憶手段としてのメモリ７ａの内部にオンタイミング記憶領域およびオフタイミング記憶領域をテーブルとして確保する（Ｓ１、Ｓ２）。図５には、オンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃをも示している。この図５において、オンタイミング記憶領域７ｂは、各負荷４に通電するための出力トランジスタ９のオンタイミングを時間順にフラグ（時系列フラグ）を記憶保持する領域を示しており、オフタイミング記憶領域７ｃは、各負荷４に通電するための出力トランジスタ９のオフタイミングを時間順にフラグ（時系列フラグ）を記憶保持する領域を示している。
【００２８】
これらのオンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃには、それぞれ時系列的にフラグ保持領域が設けられている。これらのフラグ保持領域は図５に示すように等分割の時間領域に対応して割当てられるもので、この等分割された時間領域の時間間隔は、例えば、出力トランジスタ９のスルーレート、負荷４による電源変動勾配などに応じて予め設定されている。
【００２９】
次に、マイコン７は、負荷４ａ〜４ｃ毎に累積平均周波数の値（累積平均周波数に対応した数値）を記憶するための領域をクリアする（Ｓ３）。累積平均周波数は、各負荷４ａ〜４ｃの駆動周波数を累積して平均した値を表すものであり、時間経過に応じて変動する駆動周波数の平均値を表している。
【００３０】
なお、この累積平均周波数は、図５に示すように、３００Ｈｚ（標準）,２９０Ｈｚ（低）,３１０Ｈｚ（高）…と、所定ステップ（１０Ｈｚ）毎に変化する値であり、累積平均周波数に対応した数値としては、マイコン７に設けられたカウンタにより値をカウントしたり、累積平均周波数の値をそのまま保持する領域をメモリ７ｂ内に設けても良く、この記憶形態はどのようにしても良い。
【００３１】
マイコン７は負荷４ａを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を電流検出結果から算出し、当該電流検出結果に応じてオンタイミングおよびオフタイミングを決定する（Ｓ４）。
【００３２】
次に、マイコン７は、負荷４ａのオンタイミングについてオンタイミング記憶領域７ｂの対応したフラグ保持領域にフラグを記憶させ（Ｓ５）、さらに、負荷４ａのオフタイミングについてオフタイミング記憶領域７ｃの対応したフラグ設定領域にフラグを記憶させる（Ｓ６）。
【００３３】
マイコン７は、このオンオフタイミングによって負荷４ａを駆動制御する（Ｓ７）。これにより、このオンオフタイミングに応じたＰＷＭ信号の駆動周波数およびデューティ比にて負荷４ａを駆動制御できる。次に、マイコン７は、負荷４ａの駆動周波数の平均値を算出し、累積平均周波数を更新する（Ｓ８）。この累積平均周波数の数値は、負荷４ａに対応した駆動周波数を積算して平均した数値を示している。このステップＳ８の時点においては、負荷４ａの累積平均周波数は負荷４ａの駆動周波数の初期値となる。
【００３４】
次に、マイコン７は、負荷４ｂについてＰＷＭ信号のデューティ比を電流検出結果から算出し、電流検出結果に応じてオンタイミングおよびオフタイミングを設定する（Ｓ９）。
マイコン７は、オンタイミング記憶領域７ｂを参照し他チャンネルのオンタイミングと重複があるか否かを判定する（Ｓ１０）。また、マイコン７は、オフタイミング記憶領域７ｃを参照し他チャンネルのオフタイミングと重複があるか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００３５】
ここでは、負荷４ｂのオンオフタイミングが、ステップＳ５、Ｓ６にて予め設定された負荷４ａのオンオフタイミングと重なっているか否かを判定する。なお、一の負荷４ｂのオンタイミングと他の負荷（例えば負荷４ａ）のオフタイミングが互いに重なることは許容する。
【００３６】
マイコン７は、ステップＳ１０、Ｓ１１においてオンタイミング、オフタイミングの何れかが重なっていると判定された場合には、負荷４ｂの駆動周波数の設定値を予め定められた所定値だけ高くし、電流検出結果からデューティ比を算出しオンタイミング、オフタイミングをそれぞれ設定する（Ｓ１２）。駆動周波数の設定値を所定値だけ高く設定することでオンタイミング、オフタイミングの何れも重ならないように設定できる。
【００３７】
他方、マイコン７は、ステップＳ１０、Ｓ１１においてオンタイミング、オフタイミングの何れも重なっていないと判定された場合には、負荷４ｂの駆動周波数およびデューティ比を維持する。そして、マイコン７は、設定されたオンタイミングをフラグとしてオンタイミング記憶領域７ｂのフラグ保持領域に記憶させ（Ｓ１３）、オフタイミングをフラグとしてオフタイミング記憶領域７ｃのフラグ保持領域に記憶させる（Ｓ１４）。そして、マイコン７は負荷４ｂを設定されたオンオフタイミングに応じた駆動周波数およびデューティ比にて駆動し（Ｓ１５）、負荷４ｂに設定された累積平均周波数を更新する（Ｓ１６）。
【００３８】
この後、マイコン７は、負荷４ｃについても同様に、オンタイミング、オフタイミングを他の負荷４ａ、４ｂのオンタイミング、オフタイミングとそれぞれ重ならないように駆動周波数、デューティ比を設定し、オンタイミング、オフタイミングをそれぞれフラグとして記憶させ（Ｓ１７〜Ｓ２２）負荷４ｃを駆動し（Ｓ２３）、負荷４ｃの累積駆動周波数を更新する（Ｓ２４）。
【００３９】
そして、制御対象となる負荷を負荷４ａに変更し（Ｓ２５）、負荷４ａのオンタイミングの有無を判定する（Ｓ２６）。これは、ＰＷＭ信号のデューティ比の設定値が０％または１００％のときには、オンタイミング、オフタイミングを生じないためである。このように０％または１００％のデューティ比のときには、ステップＳ２５にて負荷４のオンタイミングが無いと判定し（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２５に戻って制御対象負荷を次の制御対象となる負荷４ｂに変更する。
【００４０】
これは、デューティ比が０％、１００％のときには駆動周波数は０であるため、累積平均周波数の数値に反映されてしまうと誤動作する虞があるためであり、この誤動作を防ぐために行われる。この場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％または１００％に設定された負荷４についての累積平均周波数の数値は保持される。
【００４１】
マイコン７は、０％、１００％の何れとも異なるデューティ比である制御対象となる負荷４についてステップＳ２７以降の処理を行う。ステップＳ２７において、マイコン７は累積平均周波数と目標周波数とを比較し、累積平均周波数が目標周波数と同一であるか否かを判定する（Ｓ２７）。
【００４２】
累積平均周波数が目標周波数と同一であるときには（Ｓ２７：同一）、ステップＳ２８〜Ｓ３５に示す基本的な制御内容について制御対象負荷４を変更しながら繰り返す。このステップＳ２８〜Ｓ３５に示す基本的な制御内容は、ステップＳ９〜Ｓ１６の制御内容、または、ステップＳ１７〜Ｓ２４の制御内容と同一である。この場合、出力トランジスタ９のオンタイミング、オフタイミングが重ならなければ、駆動周波数を目標周波数に一致させて負荷４を駆動制御できるため、負荷４毎に固有の所望の制御内容を実現できる。
【００４３】
他方、マイコン７は、ステップＳ２７において累積平均周波数が目標周波数と同一ではないと判定すると（Ｓ２７：相違）、累積平均周波数が目標周波数よりも高いか低いかを判定する（Ｓ３６）。累積平均周波数が目標周波数よりも低いときには（Ｓ３６：低い）、制御対象負荷４の駆動周波数の設定値を高くし電流検出結果からデューティ比を算出しオンタイミング、オフタイミングをそれぞれ設定する（Ｓ３７）。
【００４４】
累積平均周波数が目標周波数よりも高いときには（Ｓ３６：高い）、制御対象負荷４の駆動周波数の設定値を低くし電流検出結果からデューティ比を算出しオンタイミング、オフタイミングをそれぞれ設定する（Ｓ３８）。そして、オンタイミング、オフタイミングをそれぞれオンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃにフラグとして記憶させてから（Ｓ３９、Ｓ４０）、制御対象負荷４を駆動制御し（Ｓ３４）、制御対象負荷４の累積平均周波数を更新し（Ｓ３５）た後、ステップＳ２５に戻って処理を繰り返す。
【００４５】
ステップＳ３６〜Ｓ４０の処理を行う理由は、累積平均周波数を目標周波数に極力近づけるためであり、個々の負荷４の種類に応じて駆動周波数を目標周波数にて一定にすることがより望ましいためである。
【００４６】
すなわち、例えば、ある負荷４について駆動周波数３００Ｈｚ、デューティ比５０％で駆動制御することで所望の負荷４の駆動状態が得られる場合には、ステップＳ２０、Ｓ３１の処理段階で負荷４の駆動周波数を高く変更してしまうと理想的な制御から外れる。
【００４７】
このため、その誤差を補正するため、ステップＳ３６〜Ｓ４０の処理を行うことで累積平均周波数を極力目標周波数に近づけるように制御すると良い。この場合、目標周波数から所定の周波数偏差内の駆動周波数の上限値、下限値を設け、例えば段階的（例えば、３段階）に駆動制御すると良い。例えば、駆動周波数３００Ｈｚを目標周波数とする場合には、２８０Ｈｚ、３２０Ｈｚ、など、例えば数％程度以下の周波数偏差で段階的に駆動周波数を変更して駆動すると良い。
【００４８】
図６は、時間変化に伴う駆動周波数の変動例を示している。この図６に示すように、時間変化に伴い駆動周波数が変動するものの、目標周波数を中心にほぼ安定させて駆動させることができる。特に、累積平均周波数が目標周波数に一致する場合、駆動周波数およびデューティ比を維持し、累積平均周波数が目標周波数よりも低い場合に駆動周波数を高くしている（図３のｔ３タイミング参照）。したがって、所望の駆動周波数にて駆動制御した場合とほぼ同様の制御を行うことができる。
【００４９】
すると、３つの負荷４ａ〜４ｃを駆動制御することに適用した場合、（負荷４ａのオンオフタイミング設定）→（負荷４ａの駆動制御）→（負荷４ｂのオンオフタイミング設定）→（負荷４ｂの駆動制御）→（負荷４ｃのオンオフタイミング設定）→（負荷４ｃの駆動制御）→（負荷４ａのオンオフタイミング設定）…、の順で繰り返し駆動制御できる。
【００５０】
この場合、ある制御対象負荷４を駆動制御した後に、次の制御対象負荷４のオンタイミング、オフタイミングを設定して駆動制御するため、例えば、負荷４の通電電流変化に応じてフィードバック制御を行い、オンタイミング、オフタイミングの設定を負荷４の駆動制御直前に行うことができるようになり、時々刻々と変化するフィードバック制御に対応できる。
【００５１】
本実施形態によれば、マイコン７は、メモリ７ａのオンタイミング記憶領域７ｂに互いに重ならないように記憶されたオンタイミング、オフタイミング記憶領域７ｃに互いに重ならないように記憶されたオフタイミングに応じて負荷４を駆動制御するため、複数の負荷４ａ〜４ｃ間のオンタイミング、オフタイミングの双方共に合致することがなくなる。したがって、たとえ駆動負荷４の数が増加したとしてもオンオフの両タイミングをずらずことができ、電源変動勾配を抑制できる。
【００５２】
マイコン７は、目標周波数から所定の周波数偏差内の駆動周波数で負荷４を駆動制御するため、目標周波数近辺の駆動周波数にて複数の負荷４を駆動制御することができ、各負荷４の種類等に応じた所望の制御を実現できる。
【００５３】
マイコン７は、デューティ比が０％または１００％の場合には、累積平均周波数の数値を保持し、デューティ比が０％または１００％以外となった後に累積平均周波数の数値を新たに累積して平均し累積平均周波数を更新するため、０％、１００％以外のデューティ比に設定されたときに正常に更新されるようになり、誤って累積平均周波数の数値を更新してしまう虞がなくなり誤動作を防止できる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、ある制御対象負荷４を駆動制御した後に次の制御対象負荷４のオンタイミング、オフタイミングのフラグをそれぞれオンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃに記憶させることができるようになり、複数の負荷４毎に必要な制御が時間的に変化したとしても、ある制御対象負荷４を駆動制御したのちのタイミングで次の制御対象負荷４のオンタイミングおよびオフタイミングの制御を変更することができ、時々刻々と変化する制御内容に対応できるようになる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、電源変動に応じたＡＭラジオ帯に生じるノイズを抑制できる。このため、車両ノイズ抑制用のコンデンサ、コイル、フィルタなどの平滑素子数を低減することができる。さらに、電源回路には通常平滑回路が設けられるが、本実施形態の制御内容を適用することで電源回路の平滑能力がたとえ低くても通常の平滑能力以上の電源変動抑制能力を保持できる。
【００５６】
電源変動勾配を出来る限り抑制するためには、各負荷４ａ〜４ｃ間の互いのオンタイミングを極力離間させると良く、また各負荷４ａ〜４ｃ間の互いのオフタイミングを極力離間させると良い。
【００５７】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、負荷としてＤＣモータを適用したところにある。図７に示すように、複数の負荷４ａ〜４ｃがそれぞれＤＣモータによって構成されている。負荷４ａ〜４ｃとしてＤＣモータを適用したとしてもその制御手法は同様である。これにより、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。
前述実施形態では、負荷制御装置１が回路要素７〜１２を備えた実施形態を示したが、本発明の負荷制御装置は、前述実施形態におけるマイコン７およびメモリ７ａにより達成される手段（負荷制御手段、タイミング記憶制御手段、タイミング記憶手段）を備えていれば適用できる。すなわち、回路要素８〜１２の構成は前述実施形態の回路構成に限られない。
【００５９】
負荷４は車両用に限られず、制御対象負荷４の数は３つに限られない。所定の周波数偏差内で変化させる実施形態を示したが、周波数偏差に限界を設けなくても良い。
目標周波数に近くなるように変化させる実施形態を示したが、目標周波数から外れたまま一定の周波数で駆動制御するようにしても良い。
オンタイミング記憶領域７ｂ、オフタイミング記憶領域７ｃのフラグ設定領域の時間間隔は、適宜設定すれば良い。
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１は負荷制御装置、２はＥＣＵ、２ａは入力端子、３はバッテリ、４（４ａ、４ｂ、４ｃ）、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）は負荷、７はマイクロコンピュータ（負荷制御手段、タイミング記憶制御手段、平均周波数更新手段）、７ａはメモリ（タイミング記憶手段、平均周波数記憶手段）、７ｂはオンタイミング記憶領域（フラグ設定領域）、７ｃはオフタイミング記憶領域（フラグ設定領域）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列フラグが設定されるフラグ設定領域を有し、複数の負荷をＰＷＭ駆動制御するオンタイミングおよびオフタイミングを前記フラグ設定領域に時系列的に記憶するタイミング記憶手段と、
複数の各負荷を駆動制御する前に、一の負荷のオンタイミングの時系列フラグを他の負荷のオンタイミング前後に調整して前記タイミング記憶手段に記憶させ、一の負荷のオフタイミングの時系列フラグを他の負荷のオフタイミング前後に調整して前記タイミング記憶手段に記憶させるタイミング記憶制御手段と、
前記タイミング記憶制御手段が前記タイミング記憶手段に記憶させた記憶結果に応じて負荷を駆動制御する負荷制御手段とを備えたことを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
前記タイミング記憶制御手段は、前記複数の負荷をそれぞれ駆動制御するときのデューティ比および駆動周波数を設定するときに、前記複数の負荷の駆動周波数について目標周波数を基準値として所定の周波数偏差内で周波数を変化させて前記時系列フラグを前記タイミング記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記タイミング記憶制御手段は、所定の周波数偏差内で周波数を変化させた駆動周波数を累積して平均した累積平均周波数が前記複数の負荷のそれぞれの目標周波数に近くなるように駆動周波数を変化させることを特徴とする請求項２記載の負荷制御装置。
【請求項４】
前記累積平均周波数を数値として保持する平均周波数記憶手段と、
前記平均周波数記憶手段の数値を更新する平均周波数更新手段とを備え、
前記平均周波数更新手段は、前記デューティ比または前記駆動周波数が変化する度に当該駆動周波数に応じて前記平均周波数記憶手段の数値を更新するものであって、前記デューティ比が０％または１００％の場合には前記数値を保持し、前記デューティ比が０％または１００％以外の値に変化した後に新たに周波数を累積して平均した前記平均周波数記憶手段の数値を更新することを特徴とする請求項３記載の負荷制御装置。
【請求項５】
前記タイミング記憶制御手段は、前記負荷制御手段が前記複数の負荷のうちある制御対象となる負荷を駆動制御した後に次の制御対象となる負荷のオンタイミングおよびオフタイミングの時系列フラグを前記タイミング記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の負荷制御装置。
【請求項６】
前記時系列フラグが設定されるフラグ設定領域の時間間隔は、前記複数の負荷に通電オンオフするスイッチング素子のスルーレート、電源変動勾配に応じて設定されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の負荷制御装置。
【請求項１】
時系列フラグが設定されるフラグ設定領域を有し、複数の負荷をＰＷＭ駆動制御するオンタイミングおよびオフタイミングを前記フラグ設定領域に時系列的に記憶するタイミング記憶手段と、
複数の各負荷を駆動制御する前に、一の負荷のオンタイミングの時系列フラグを他の負荷のオンタイミング前後に調整して前記タイミング記憶手段に記憶させ、一の負荷のオフタイミングの時系列フラグを他の負荷のオフタイミング前後に調整して前記タイミング記憶手段に記憶させるタイミング記憶制御手段と、
前記タイミング記憶制御手段が前記タイミング記憶手段に記憶させた記憶結果に応じて負荷を駆動制御する負荷制御手段とを備えたことを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
前記タイミング記憶制御手段は、前記複数の負荷をそれぞれ駆動制御するときのデューティ比および駆動周波数を設定するときに、前記複数の負荷の駆動周波数について目標周波数を基準値として所定の周波数偏差内で周波数を変化させて前記時系列フラグを前記タイミング記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記タイミング記憶制御手段は、所定の周波数偏差内で周波数を変化させた駆動周波数を累積して平均した累積平均周波数が前記複数の負荷のそれぞれの目標周波数に近くなるように駆動周波数を変化させることを特徴とする請求項２記載の負荷制御装置。
【請求項４】
前記累積平均周波数を数値として保持する平均周波数記憶手段と、
前記平均周波数記憶手段の数値を更新する平均周波数更新手段とを備え、
前記平均周波数更新手段は、前記デューティ比または前記駆動周波数が変化する度に当該駆動周波数に応じて前記平均周波数記憶手段の数値を更新するものであって、前記デューティ比が０％または１００％の場合には前記数値を保持し、前記デューティ比が０％または１００％以外の値に変化した後に新たに周波数を累積して平均した前記平均周波数記憶手段の数値を更新することを特徴とする請求項３記載の負荷制御装置。
【請求項５】
前記タイミング記憶制御手段は、前記負荷制御手段が前記複数の負荷のうちある制御対象となる負荷を駆動制御した後に次の制御対象となる負荷のオンタイミングおよびオフタイミングの時系列フラグを前記タイミング記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の負荷制御装置。
【請求項６】
前記時系列フラグが設定されるフラグ設定領域の時間間隔は、前記複数の負荷に通電オンオフするスイッチング素子のスルーレート、電源変動勾配に応じて設定されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の負荷制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８５０３８（Ｐ２０１２−８５０３８Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２８４５９（Ｐ２０１０−２２８４５９）
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月８日（２０１０．１０．８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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