CN103534926A - 电动机控制系统、电动机控制装置以及无刷电动机 - Google Patents

Abstract

电动机控制系统具备：上级ECU，其控制车轮驱动部，当IG开关断开时停止提供电源；以及电动机控制装置，其从上级ECU接收PWM指示信号，控制冷却鼓风机的电动机。上级ECU根据电动机的目标转速来调制PWM指示信号的脉冲的占空比、根据电动机的持续动作时间来调制PWM指示信号的脉冲的周期，并发送到电动机控制装置。电动机控制装置根据所接收到的PWM指示信号来恢复目标转速和持续动作时间，控制电动机的转速，并且在未接收到PWM指示信号的时间大于持续动作时间时使电动机停止旋转。

Description

电动机控制系统、电动机控制装置以及无刷电动机

技术领域

本发明涉及一种冷却鼓风机用的电动机控制系统、电动机控制装置以及无刷电动机。

背景技术

混合动力汽车、电动汽车为了使车辆本身行驶而搭载有大型电池(主机电池)，为了将该电池冷却而使用了气冷却鼓风机。关于大型电池，不仅在汽车行驶过程中，在停止并断开点火开关之后也需要与即将断开之前的状况相应地进行规定的冷却。这种冷却鼓风机从控制发动机等的车轮驱动部的被称为ECU(Electoronic Control Unit：电子控制单元)的电子控制单元接收冷却鼓风机的冷却能力(例如风扇的转速)、冷却时间(例如风扇的旋转持续时间)的指示，由此被控制。另外，通常电子控制单元存在以下问题：当点火开关被断开时停止供电，因此停止对冷却鼓风机发送冷却指示。

以往，为了应对该问题，在以往的发动机汽车中为了防止由发动机的过热导致的损坏而提出了如下方法。在该方法中，具备：负荷检测单元，其检测发动机的负荷；冷却水温度检测单元，其检测发动机的冷却水的温度；以及驱动单元，其驱动电动冷却泵、电动冷却风扇。而且，在发动机停止后不经由电子控制单元而从电池经由继电器等，基于发动机的负荷、冷却水的温度对驱动单元提供固定期间电源来使驱动单元进行动作(例如参照专利文献1)。

然而，关于上述以往的方法，需要用于从负荷检测单元、冷却水温度检测单元向驱动单元传达信息的布线、继电器等多余的部件。另外，还考虑了如下方法：在发动机停止后也对电子控制单元提供电源以使其动作，在经过固定时间后自身操作继电器来停止电源提供。然而，还预想到在这种情况下也需要另外设置继电器或者熔接继电器的接点之类的问题。另外，电子控制单元原本用于控制发动机等的车轮驱动单元，功耗大。因而，当通过电子控制单元控制冷却鼓风机时，会消耗过量的电力。

专利文献1：日本实开平06-34131号公报

发明内容

本发明的电动机控制系统具备：上级控制器，其控制车辆的车轮驱动部，当点火开关断开时停止对该上级控制器提供电源；以及电动机控制装置，其从上级控制器接收PWM指示信号，对用于冷却向车轮驱动部提供电源的电源提供部的鼓风机的电动机进行控制。上级控制器根据电动机的目标转速来调制PWM指示信号的脉冲的占空比，并且根据电动机的持续动作时间来调制PWM指示信号的脉冲的周期，将调制得到的PWM指示信号发送到电动机控制装置。电动机控制装置对所接收到的PWM指示信号进行解调来恢复目标转速和持续动作时间，基于目标转速来控制电动机的转速，并且在未接收到PWM指示信号的时间大于持续动作时间时进行控制以使电动机停止旋转。

由此，即使在点火开关被断开后也能够恰当地冷却对车轮驱动部提供电源的电源提供部，能够提供结构简单、廉价且功耗少的冷却鼓风机用的电动机控制系统。

另外，本发明的电动机控制装置是从上级控制器接收PWM指示信号来控制冷却鼓风机的电动机的电动机控制装置。该电动机控制装置具备：PWM信号处理部，其基于PWM指示信号输出目标转速；位置检测部，其检测电动机的转子的旋转位置并输出位置检测信号；转速计算部，其基于位置检测信号来计算电动机的转速并输出检测转速；旋转控制部，其基于目标转速和检测转速输出驱动信号；以及通电驱动部，其基于驱动信号对电动机进行通电驱动。而且，PWM信号处理部根据PWM指示信号的脉冲的占空比来恢复目标转速，根据PWM指示信号的脉冲的周期来恢复持续动作时间，当未接收到PWM指示信号的时间大于持续动作时间时，向旋转控制部提供使电动机停止旋转的目标转速。

由此，即使在点火开关被断开后也能够恰当地冷却对车轮驱动部提供电源的电源提供部，能够提供结构简单、廉价且功耗少的冷却鼓风机用的电动机控制系统。

另外，在本发明的电动机控制装置中，PWM信号处理部具备：周期检测部，其检测PWM指示信号的脉冲的周期；占空比检测部，其检测PWM指示信号的脉冲的占空比；持续动作时间计算部，其基于脉冲的周期来计算持续动作时间；目标转速计算部，其基于脉冲的占空比来计算目标转速；时间计量部，其对没有输入PWM指示信号的未输入信号时间进行计量；以及目标转速指示部，其在未输入信号时间大于持续动作时间时输出使电动机停止旋转的目标转速。

并且，本发明的无刷电动机具备转子、具备三相的绕组的定子以及对绕组进行通电驱动的上述电动机控制装置。

这样，根据本发明，能够提供一种能够恰当地冷却车载用的电池，结构简单且功耗少的冷却鼓风机用的电动机控制系统、电动机控制装置以及无刷电动机。

附图说明

图1是包括本发明的实施方式的电动机控制系统的车的控制系统的框图。

图2是表示本发明的实施方式的电动机控制系统的结构的框图。

图3是本发明的实施方式的上级ECU的功能框图。

图4是本发明的实施方式的PWM信号处理部的功能框图。

图5是用于说明本发明的实施方式的PWM信号处理部的动作的信号波形图。

图6是用于说明本发明的实施方式的PWM信号处理部的动作的信号波形图。

图7是本发明的实施方式的无刷电动机的截面图。

具体实施方式

下面，使用附图来说明本发明的实施方式。

(实施方式)

图1是包括本发明的实施方式的电动机控制系统的车的控制系统的框图。图1以电动汽车、混合动力汽车的冷却鼓风机及其控制为中心来表示其结构例。从作为电源提供部的主机电池2对车辆的车轮驱动用电动机等的车轮驱动部提供电源。冷却鼓风机8由无刷电动机50和被无刷电动机50旋转驱动的风扇7构成。主机电池2通过来自冷却鼓风机8的送风而被冷却。无刷电动机50由电动机40和对电动机40的旋转进行控制的电动机控制装置10构成。该冷却鼓风机8的冷却能力由电动机40的转速来决定。关于该电动机40的转速，通过电动机控制装置10从上级控制器(以下称为上级ECU)20接收指示信号而被控制。

上级ECU20还基于来自车速传感器、加速踏板开度传感器的信息来控制车轮驱动部4、车内的空调(未图示)等。另外，上级ECU20基于来自检测主机电池2的温度的温度传感器6的信息来控制冷却鼓风机8的冷却能力。具体地说，上级ECU20经由PWM信号线19，通过PWM信号向电动机控制装置10发送电动机40的目标转速的信息。此外，在此电动机40的转速是电动机40的每单位时间的转数。

从与主机电池2不同的辅机电池3对上级ECU20、无刷电动机50提供电源。此外，辅机电池3除了对上级ECU20、无刷电动机50提供电源以外，还对收音机等其它车载组件提供电源。在此，上级ECU20由微型计算机(以下称为微计算机)、ROM、RAM等构成，由于需要高精度地控制车轮驱动部4，因此使用以微计算机为代表的高性能的部件。因此，上级ECU20的功耗变大。因此，为了低功耗化，在不需要来自上级ECU20的控制的情况下停止对上级ECU20提供电源以减少功耗。因此，上级ECU20经由点火开关(以下称为IG开关)5与辅机电池3相连接。而且，在运转中即IG开关5接通(以下记载为ON)的状态下总是提供电源，在停车而IG开关5为断开(以下记载为OFF)的状态下停止提供电源。另一方面，在IG开关5为OFF的状态下也需要冷却主机电池2，因此无刷电动机50与辅机电池3直接连接。电动机控制装置10也包括微计算机，但电动机控制装置10的微计算机在没有从上级ECU20接收到指示信号时设定为休眠模式，来尽量抑制功耗。

接着，参照图2～图5来说明电动机控制系统1的结构和动作。图2是表示本发明的实施方式的电动机控制系统的结构的框图。

如图2所示，本实施方式的电动机控制系统1是包括无刷电动机50和控制该无刷电动机50的上级ECU20的结构。另外，下面对详细情况进行说明，在本实施方式中，将无刷电动机50设为安装有构成电动机控制装置10的电路部件的结构。即，如图2所示，在无刷电动机50中，电动机控制装置10对电动机40进行驱动控制。

电动机40具备转子和具有绕组56的定子，通过对绕组56进行通电驱动来使转子旋转。在本实施方式中，列举利用相位彼此相差120度的设为U相、V相、W相的三个相来驱动电动机40的无刷电动机50的一例进行说明。为了进行这种三相的驱动，电动机40具有驱动U相的绕组56U、驱动V相的绕组56V以及驱动W相的绕组56W作为绕组56。

电动机控制装置10按每一相对绕组56施加规定波形的驱动电压。由此，转子以追随来自电动机控制装置10的旋转控制的转速进行旋转。另外，为了进行这种旋转控制，在电动机40中配置有用于检测转子的旋转位置、转速的传感器。在本实施方式中，为了检测转子的旋转位置，在电动机40中与各相相对应地配置有霍尔元件等三个位置检测传感器49。而且，对电动机控制装置10提供来自位置检测传感器49的传感器信号Det。

另外，如图2所示，电动机控制装置10经由PWM信号线19与上级ECU20进行信号连接。从上级ECU20经由PWM信号线19对电动机控制装置10通知用于对电动机40进行旋转控制的指示。另外，相反地，从电动机控制装置10经由PWM信号线19对上级ECU20通知无刷电动机50的信息。在以下说明中，说明从上级ECU20对无刷电动机50的电动机控制装置10通知指示的情况。

在本实施方式中，作为来自上级ECU20的指示，向电动机控制装置10通知指示电动机40的目标转速的目标转速指示。另外，由目标转速指示所指示的转速经由PWM信号线19，以进行脉冲宽度调制后的PWM指示信号Si进行通知。另外，作为目标转速指示，例如使用每分钟的转数(rpm)。

接着，说明电动机控制装置10的结构。如图2所示，电动机控制装置10具备旋转控制部12、PWM驱动电路14、逆变器15、位置检测部16、转速计算部17、PWM信号处理部30。而且，如上所述，从配置于电动机40的三个位置检测传感器49对电动机控制装置10提供传感器信号Det。并且，电动机控制装置10经由用于传送PWM指示信号Si的PWM信号线19与上级ECU20相连接。

首先，来自位置检测传感器49的传感器信号Det被提供给位置检测部16。位置检测部16根据与追随转子的旋转的磁极变化相应地变化的传感器信号Det来检测各相的位置信息。例如，位置检测部16检测在磁极变化时间点传感器信号Det发生零交叉的定时，输出基于所检测出的该定时的位置检测信号Pd。即，进行旋转的转子的旋转位置与这种检测定时对应，能够利用检测定时来检测旋转位置。另外，具体地说，将位置检测信号Pd例如设为表示这种检测定时的脉冲信号即可。位置检测部16将与各相对应的位置检测信号Pd提供给转速计算部17。

转速计算部17基于位置检测信号Pd所表示的旋转位置，例如通过微分运算等计算转子的转速。转速计算部17将所计算出的转速作为检测转速Vd来按时间序列提供给旋转控制部12。此外，在本实施方式中，列举基于来自位置检测传感器49的传感器信号Det来生成检测转速Vd这样的一例来进行说明，但也可以是如下结构：通过速度检测单元来检测转子速度，基于该检测结果来生成检测转速Vd。即，检测转速Vd只要是表示根据电动机的实际旋转而检测出的速度的时间序列的值、信号即可。

PWM信号处理部30接收从上级ECU20发送来的PWM指示信号Si，进行将脉冲宽度调制后的信号解调的动作。PWM信号处理部30通过该解调动作，从所接收到的PWM指示信号Si中按时间序列恢复目标转速Vr。PWM指示信号Si是上级ECU20所指示的转速、即由与目标转速指示相应的脉冲宽度的脉冲构成的脉冲信号。PWM信号处理部30通过对PWM指示信号Si的各脉冲的脉冲宽度或者与脉冲宽度对应的占空比进行检测，来将PWM指示信号Si解调。然后，PWM信号处理部30将通过解调动作恢复的目标转速Vr按时间序列输出。PWM信号处理部30通过像这样地进行动作而将上级ECU20的目标转速指示恢复为目标转速Vr。

目标转速Vr被提供给旋转控制部12。另外，对旋转控制部12提供由转速计算部17计算出的检测转速Vd。旋转控制部12基于目标转速Vr和检测转速Vd来生成表示对绕组56的驱动量的驱动值Dd。具体地说，旋转控制部12求出表示速度指示的目标转速Vr与表示对应于实际速度的检测速度的检测转速Vd之间的速度偏差。而且，旋转控制部12生成表示与速度偏差对应的扭矩量的驱动值Dd，使得成为按照速度指示的实际速度。旋转控制部12将这样的驱动值Dd提供给PWM驱动电路14。

PWM驱动电路14按每一相生成用于驱动绕组56的驱动波形，对所生成的驱动波形分别进行脉冲宽度调制，作为驱动脉冲信号Dp进行输出。在对绕组56进行正弦波驱动的情况下驱动波形是正弦波波形，在进行矩形波驱动的情况下驱动波形是矩形波波形。另外，与驱动值Dd相应地决定驱动波形的振幅。PWM驱动电路14以按每一相生成的驱动波形为调制信号，分别进行脉冲宽度调制，将利用驱动波形进行脉冲宽度调制而得到的脉冲列的驱动脉冲信号Dp提供给逆变器15。

逆变器15基于驱动脉冲信号Dp，按每一相对绕组56进行通电，对绕组56进行通电驱动。逆变器15针对U相、V相、W相分别具备与电源的正极侧相连接的开关元件和与电源的负极侧相连接的开关元件。U相的驱动输出Uo与绕组56U相连接，V相的驱动输出Vo与绕组56V相连接，而且，W相的驱动输出Wo与绕组56W相连接。而且，在每一相中，根据驱动脉冲信号Dp来使开关元件接通或断开。于是，从电源经由接通的开关元件，进一步从驱动输出对绕组56提供驱动电压。通过提供该驱动电压使驱动电流流过绕组56。在此，驱动脉冲信号Dp是对驱动波形进行脉冲宽度调制而得到的信号，因此利用与驱动波形相应的驱动电流对各绕组56进行通电。

另外，通过PWM驱动电路14和逆变器15来构成通电驱动部13。通电驱动部13如上述那样基于驱动值Dd，按每一相对电动机40的绕组56进行通电驱动。

根据如上所述的结构，形成对转子的转速进行控制的反馈控制环以追随目标转速Vr。

接着，参照图3～图5对上级ECU20和电动机控制装置10的PWM信号处理部30的详细结构进行说明。图3是本发明的实施方式的上级ECU20的功能框图。图4是本发明的实施方式的PWM信号处理部30的功能框图。图5是用于说明本发明的实施方式的PWM信号处理部的动作的信号波形图。其中，图3仅示出了与冷却鼓风机8的控制有关的结构。

如图3、图4所示，对上级ECU20和PWM信号处理部30提供时钟信号Ck1。时钟信号Ck1是固定周期的脉冲信号，与PWM指示信号Si的频率相比频率足够高。例如，将PWM指示信号Si的频率设为500Hz，将时钟信号Ck1的频率设为1MHz。另外，在图3所示的结构中，列举了如下的结构例：利用对时钟信号Ck1进行计数的计数器来生成PWM信号。

首先，参照图3、图5说明上级ECU20的结构和动作。图5示出了电动机控制装置10的主要部分的信号波形、定时等，在图5的上部，用实线示出了PWM指示信号Si的信号波形，用虚线示出了目标转速指示，用点划线示出了持续动作时间指示。在图5的下部，用实线示出了表示脉冲开始的信号Ps的定时。

如图3所示，上级ECU20具备目标转速决定部21、持续动作时间决定部22、占空比计算部23、频率计算部24以及PWM信号输出部25。目标转速决定部21基于来自温度传感器6的主机电池2的温度、来自车速传感器的车速信息来决定电动机40的目标转速，将目标转速指示提供给占空比计算部23。占空比计算部23计算与该目标转速指示相应的PWM调制信号的各脉冲的脉冲宽度，并提供给PWM信号输出部25。在此，目标转速是每单位时间的转数。通过变更占空比在10%～90%的范围内变更目标转速(rpm)。同样地，持续动作时间决定部22基于来自温度传感器6的主机电池2的温度、来自车速传感器的车速的信息，来决定从IG开关5断开到电动机40停止旋转为止的电动机40的持续动作时间，将持续动作时间指示提供给频率计算部24。频率计算部24对与该持续动作时间指示相应的PWM调制信号的频率、即各脉冲的周期进行计算，并提供给PWM信号输出部25。使该频率例如在400Hz～500Hz的范围内变化，与该频率的变化对应地使持续动作时间例如在1分钟至10分钟的范围内变更。

接着，参照图4对PWM信号处理部30的结构和动作进行详细地说明。图4仅示出了解调PWM指示信号Si的结构。PWM信号处理部30具备休眠解除检测部31、上升边缘检测部32、边缘周期检测部33、占空比检测部34、作为时间计量部的计时计数器35、持续动作时间计算部36、目标转速计算部37以及目标转速指示部38。

在PWM信号处理部30中，从上级ECU20接收到的PWM指示信号Si被提供给休眠解除检测部31和上升边缘检测部32。如图5的上部所示，PWM指示信号Si是周期Tp(Tp1或Tp2)的脉冲列，各周期Tp期间由水平高的接通期间Ton(Tpon1或Tpon2)和水平低的断开期间Toff(Tpoff1或Tpoff2)构成。根据持续动作时间来调制该周期Tp。另外，根据目标转速来调制作为接通期间Ton与周期Tp的比的占空比(Ton/Tp)。即，在PWM信号处理部30中，通过检测周期Tp能够恢复持续动作时间，通过检测接通期间Ton相对于周期Tp期间的比率即占空比，能够恢复目标转速。

例如图5的上部所示，在目标转速指示的水平小(例如减小目标转速的指示)且持续动作时间指示的水平大(例如增大持续动作时间的指示)的区域A中，PWM信号输出部25生成脉冲周期为Tp1、接通期间为Ton1、断开期间为Toff1的脉冲列的信号、即PWM指示信号Si，将该PWM指示信号Si发送到PWM信号处理部30。另一方面，在目标转速指示的水平比区域A中的水平大、持续动作时间指示的水平比区域A中的水平小的区域B中，PWM信号输出部25例如生成脉冲周期为Tp2(Tp2<Tp1)、接通期间为Ton2、断开期间为Toff2(Ton2/Tp2>Ton1/Tp1)的PWM指示信号Si，并将该PWM指示信号Si发送到PWM信号处理部30。此外，本实施方式的目标转速指示、持续动作时间指示的各水平、脉冲周期Tp、占空比(Ton/Tp)之间的彼此关系仅是一例，并不限定于此。

休眠解除检测部31根据PWM指示信号Si来检测上升或下降的边缘，当构成PWM信号处理部30的微计算机在休眠模式中检测到边缘时，解除自身的休眠模式。

上升边缘检测部32针对PWM指示信号Si的各脉冲检测从断开向接通上升的边缘的定时，基于该定时来生成边缘检测信号Ps。如图5的下部所示，该边缘检测信号Ps的定时与构成PWM指示信号Si的各脉冲的开始定时对应。所生成的边缘检测信号Ps被提供给边缘周期检测部33、占空比检测部34以及计时计数器35。在本实施方式中，作为对向规定方向变化的边缘的定时进行检测的边缘定时检测部的一例，列举出进行这种动作的上升边缘检测部32。

边缘周期检测部33对从上升边缘检测部32依次提供的边缘检测信号Ps的周期进行检测。在本结构例中，边缘周期检测部33具有对时钟信号Ck1的数量进行计数的计数器。而且，计数器对边缘检测信号Ps之间的时钟数进行计数，由此检测边缘检测信号Ps的周期。边缘周期检测部33的计数器进行这样的动作，如图5的下部所示那样检测周期Tp的期间的计数数量Ntp。所检测出的该计数数量Ntp与构成PWM指示信号Si的各脉冲的周期Tp对应。计数数量Ntp被提供给持续动作时间计算部36。持续动作时间计算部36根据计数数量Ntp来计算电动机40的动作持续时间，并提供给目标转速指示部38。

占空比检测部34在本结构例中具有对时钟信号Ck1的数量进行计数的计数器。如图5的下部所示，占空比检测部34的计数器在边缘检测信号Ps的定时开始计数，在PWM指示信号Si的接通期间Ton的期间持续进行计数，来检测接通期间Ton的计数数量Non。并且，占空比检测部34计算计数数量Non相对于计数数量Ntp的比率。该比率与PWM指示信号Si的占空比对应。占空比检测部34将该比率提供给目标转速计算部37。目标转速计算部37根据占空比来恢复目标转速。

计时计数器35是在从上升边缘检测部32接收到边缘检测信号Ps时复位的计数器。即，计时计数器35对没有输入PWM指示信号Si的脉冲的未输入信号时间进行计量，将该未输入信号时间提供给目标转速指示部38。

目标转速指示部38分别从持续动作时间计算部36、目标转速计算部37以及计时计数器35接收输出，来决定最终的目标转速并将目标转速Vr提供给旋转控制部12。

在IG开关5为接通状态的情况下，例如当将计数数量Ntp设为2000、将计数数量Non设为1000时，其比率为0.5，占空比为50%。目标转速指示部38例如根据50%的占空比将目标转速Vr恢复为1000(rpm)，在25%的占空比的情况下将目标转速Vr恢复为500(rpm)。

另一方面，当IG开关5为断开状态时，停止对上级ECU20提供电源，因此停止从上级ECU20发送PWM指示信号Si。在该状态下，在作为来自计时计数器35的输出的未输入信号时间比作为来自持续动作时间计算部36的输出的持续动作时间Tc长时，目标转速指示部38进行动作以将目标转速Vr设定为“0”。即，电动机控制装置10进行控制以使电动机40停止旋转。

接着，参照图6进一步详细地说明目标转速指示部38的动作。图6是用于说明本发明的实施方式的PWM信号处理部的动作的信号波形图。

图6示出了IG开关5被断开前后的目标转速Vr的变化，在图6的上部示出了IG开关5从接通切换为断开的状态，在图6的中部示出了PWM指示信号Si的上升边缘检测信号Ps，在图6的下部示出了目标转速Vr的变化。

计时计数器35由计数器构成，提供给计数器的时钟Ck2的频率既可以比PWM指示信号Si的频率高也可以比PWM指示信号Si的频率低，只要是足以对持续动作时间进行计数的频率即可。在本实施方式中，以时钟Ck2的频率低于PWM指示信号Si的频率的情况进行说明。另外，将与恢复的动作持续时间Tc相当的计数值设为Ntc。

计时计数器35的计数器构成为基于上升边缘检测信号Ps复位，对所输入的时钟Ck2进行计数。如图6所示，时钟Ck2的周期Tck2比上升边缘检测信号Ps的周期Tp长。如果设为IG开关5在时刻t1从接通切换为断开，则当IG开关5为接通时(t0<t<t1)，在计数开始之前计时计数器35被复位，因此计时计数器35的输出不会大于1。另一方面，在IG开关5切换为断开之后(t≥t1)，不再输入PWM指示信号Si，因此没有上升边缘检测信号Ps。在这种情况下，不会使计时计数器35复位，因此计时计数器35对时钟Ck2进行计数，当计时计数器35的输出比对应于持续动作时间的计数值Ntc大时(t≥t2)，在将目标转速设定为“0”的同时将PWM信号处理部30的微计算机设定为休眠模式。

通过这样，能够基于IG开关5即将断开时的车速、主机电池2的温度，使冷却鼓风机8的电动机40以恰当的转速动作恰当时间之后停止。

此外，在以上说明中，列举了利用计数器等构成PWM信号处理部30的一例进行了说明，但也能够利用微计算机等来构成PWM信号处理部30。即，只要构成为如下结构即可：将如上所述的PWM信号处理部30的功能作为程序嵌入并执行如上所述的处理。另外，在上述的结构例中，列举了以脉冲的上升为基准来对接通期间的脉冲宽度进行调制的一例进行了说明，但也可以是如下结构：以脉冲的下降为基准，或者对断开期间的脉冲宽度进行调制。总之，只要是能够在PWM信号处理部30中根据所接收到的PWM指示信号Si准确地恢复脉冲周期和占空比的结构即可。

接着，说明无刷电动机50的详细结构。

图7是本发明的实施方式的无刷电动机50的截面图。在本实施方式中，列举转子以旋转自如的方式配置在定子的内周侧的内转子型的无刷电动机50的例子来进行说明。

如图7所示，无刷电动机50具备定子51、转子52、电路基板53以及电动机盒54。电动机盒54由密封的圆筒形状的金属形成，无刷电动机50是在这种电动机盒54内收纳有定子51、转子52以及电路基板53的结构。

在图7中，定子51是在定子铁芯55上卷绕每一相的绕组56而构成的。定子铁芯55具有向内周侧突出的多个凸极。另外，定子铁芯55的外周侧是大致圆筒形状，其外周被固定于电动机盒54。在定子51的内侧隔着空隙插入了转子52。转子52在转子框架57的外周保持圆筒形状的永磁体58，配置成以由轴承59支承的旋转轴60为中心自由旋转。即，配置成定子铁芯55的凸极的前端面与永磁体58的外周面相对置。利用这样的定子51和由轴承59支承的转子52来构成电动机40。

并且，在该无刷电动机50中，安装有各种电路部件41的电路基板53内置于电动机盒54的内部。利用这些电路部件41来具体地构成用于控制、驱动电动机40的电动机控制装置10。另外，为了检测转子52的旋转位置，在电路基板53上还安装有由霍尔元件等构成的位置检测传感器49。在定子铁芯55上安装有支承构件61，电路基板53通过该支承构件61被固定在电动机盒54内。而且，U相、V相、W相各自的绕组56U、56V、56W的端部作为引出线56a从定子51引出，各个引出线56a与电路基板53相连接。

另外，从无刷电动机50引出用于与上级ECU20相连接的PWM信号线19。

从外部对以上述方式构成的无刷电动机50提供电源电压、PWM指示信号Si，由此通过在电路基板53上构成的电动机控制装置10使驱动电流流过绕组56，从定子铁芯55产生磁场。然后，通过来自定子铁芯55的磁场和来自永磁体58的磁场，与这些磁场的极性相应地产生吸引力和排斥力，通过这些力使转子52以旋转轴60为中心进行旋转。

如以上说明那样，在本实施方式的电动机控制系统1、电动机控制装置10中，不需要具备上级ECU20和冷却鼓风机8专用的继电器。在上级ECU20和冷却鼓风机8的电动机控制装置10之间不需要用于模式切换、速度/时间设定的串行通信。因而，电动机控制装置10能够以廉价的部件、低规格的微计算机等来实现。另外，不需要串行通信用的电子部件(CAN收发器、扼流线圈、高精度时钟等)。因此，能够降低电动机控制系统1的成本。并且，当IG开关5断开并经过持续动作时间时，电动机控制装置10转变为休眠模式，因此能够大幅减小车辆停止时的暗电流，因此能够实现混合动力车的燃料消耗率提高、运转距离的提高。

产业上的可利用性

本发明的电动机控制系统、电动机控制装置以及无刷电动机适于车载用的冷却鼓风机，特别是对搭载于利用大型电池进行动作的混合动力车、电动汽车的冷却鼓风机有用。

附图标记说明

1：电动机控制系统；2：主机电池(电源提供部)；3：辅机电池；4：车轮驱动部；5：IG开关(点火开关)；6：温度传感器；7：风扇；8：冷却鼓风机；10：电动机控制装置；12：旋转控制部；13：通电驱动部；14：PWM驱动电路；15：逆变器；16：位置检测部；17：转速计算部；19：PWM信号线；20：上级ECU(上级控制器)；21：目标转速决定部；22：持续动作时间决定部；23：占空比计算部；24：频率计算部；25：PWM信号输出部；30：PWM信号处理部；31：休眠解除检测部；32：上升边缘检测部；33：边缘周期检测部(周期检测部)；34：占空比检测部；35：计时计数器(时间计量部)；36：持续动作时间计算部；37：目标转速计算部；38：目标转速指示部；40：电动机；41：电路部件；49：位置检测传感器；50：无刷电动机；51：定子；52：转子；53：电路基板；54：电动机盒；55：定子铁芯；56、56U、56V、56W：绕组；56a：引出线；57：转子框架；58：永磁体；59：轴承；60：旋转轴；61：支承构件。

Claims (4)

1.一种电动机控制系统，具备：上级控制器，其控制车辆的车轮驱动部，当点火开关断开时停止对该上级控制器提供电源；以及电动机控制装置，其从上述上级控制器接收PWM指示信号，对用于冷却向上述车轮驱动部提供电源的电源提供部的冷却鼓风机的电动机进行控制，该电动机控制系统的特征在于，

上述上级控制器根据上述电动机的目标转速来调制上述PWM指示信号的脉冲的占空比，并且根据上述电动机的持续动作时间来调制上述PWM指示信号的脉冲的周期，将调制得到的上述PWM指示信号发送到上述电动机控制装置，

上述电动机控制装置对所接收到的上述PWM指示信号进行解调来恢复上述目标转速和上述持续动作时间，基于上述目标转速来控制上述电动机的转速，并且在未接收到上述PWM指示信号的时间大于上述持续动作时间时，进行控制以使上述电动机停止旋转。

2.一种电动机控制装置，从上级控制器接收PWM指示信号，控制冷却鼓风机的电动机，该电动机控制装置的特征在于，具备：

PWM信号处理部，其基于上述PWM指示信号输出目标转速；

位置检测部，其检测上述电动机的转子的旋转位置并输出位置检测信号；

转速计算部，其基于上述位置检测信号来计算上述电动机的转速并输出检测转速；

旋转控制部，其基于上述目标转速和上述检测转速输出驱动信号；以及

通电驱动部，其基于上述驱动信号对上述电动机进行通电驱动，

其中，上述PWM信号处理部根据上述PWM指示信号的脉冲的占空比来恢复目标转速，根据上述PWM指示信号的脉冲的周期来恢复持续动作时间，

当未接收到上述PWM指示信号的时间大于上述持续动作时间时，上述PWM信号处理部向上述旋转控制部提供使上述电动机停止旋转的目标转速。

3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，

上述PWM信号处理部具备：

周期检测部，其检测上述PWM指示信号的脉冲的周期；

占空比检测部，其检测上述PWM指示信号的脉冲的占空比；

持续动作时间计算部，其基于上述脉冲的周期来计算上述持续动作时间；

目标转速计算部，其基于上述脉冲的占空比来计算上述目标转速；

时间计量部，其对没有输入上述PWM指示信号的未输入信号时间进行计量；以及

目标转速指示部，其在上述未输入信号时间大于上述持续动作时间时输出使上述电动机停止旋转的目标转速。

4.一种无刷电动机，其特征在于，具备：

转子；

定子，其具备三相的绕组；以及

对上述绕组进行通电驱动的根据权利要求2或3所述的电动机控制装置。

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