JP2004357473A

JP2004357473A - Motor controller

Info

Publication number: JP2004357473A
Application number: JP2003155213A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sunaga; 英樹須永; Futoshi Araki; 太新木; Kaoru Tanaka; 馨田中
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller applicable to actuator control and rotational speed control of a motor in which noise frequency and noise level can be lowered by reducing power supply to a motor through PWM control based on duty specification information provided from a host unit thereby lowering the rotational speed of the motor. <P>SOLUTION: The motor control circuit 50 of a motor actuator 30A performs feedback control such that the door opening detected by a potentiometer 31 becomes a target opening provided from a controller 100. The motor control circuit 50 generates a PWM signal having a duty ratio provided from the controller 100 and performs PWM control of power supply to a motor 30. PWM control of power supply to the fan motor 9 of a car air conditioner is performed using the same motor control circuit 50 and rotational speed of the fan motor 9 is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリアルデータ通信機能を備えたモータ制御装置に係り、詳しくは、上位装置から供給されるＰＷＭ制御のデューティ指定情報やモータ回転速度指定情報等に基づいてモータへ供給する電力をＰＷＭ制御するようにしたモータ制御装置、および、制御対象の位置を制御するアクチュエータ制御用途にもモータ回転速度を制御する回転速度制御用途にも適用することのできるモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の空調ユニット内に配設された各種のドアに対して、ドアを駆動するモータと、ドアの現在位置を電圧として出力する位置検出部と、与えられた目標位置データと位置検出部の出力とに基づいてモータを制御する制御部とを備えた同種の複数のアクチュエータを設け、これら同種の複数のアクチュエータをシリアル通信を使って制御手段によって統合制御するようにした自動車用空調システムにおいて、制御手段は、空調ユニット内に設けられたブロアファンモータを駆動する駆動回路との間でもシリアル通信を行ない、駆動回路は制御手段によって風量制御の目標値が与えられると、実際にブロアファンモータに加えられている電圧が制御手段によって与えられた目標値と一致するよう、ブロアファンモータへの印加電圧を制御する制御部を有する自動車用空調システムは、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
第１の通信制御手段と、モータを備える第２の通信制御手段とが通信線で接続された多重通信装置において、第１の通信制御手段は、所定の送信フォーマットに基づき、モータの目標位置を含む制御データをパルス信号として通信線上に出力し、第２の通信制御手段は、通信線上のパルス信号を受信する受信手段と、受信手段により得られた受信信号をデコードし目標位置を得るデコーダと、受信手段によって得られる受信信号の内所定のパルスを抽出するパルス抽出手段と、モータの現在位置を出力する位置検出手段と、現在位置が目標位置に一致するようにモータを制御するモータ制御手段を備え、モータ制御手段はパルス抽出手段で抽出したパルスによりモータをデューティ制御するようにした多重通信装置は知られている。第１の通信制御装置は、送信フォーマット中の所定のパルスの幅を変えることにより、デューティ比を制御するようにしている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４８７４１号公報（特許請求の範囲、図２）
【特許文献２】
特開平８−１８６８８１号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
自動車用空気調和装置（カーエアコン）等では、各種のドア（例えば、インテークドア、エアミックスドア、モードドア等）に対応して電動モータ式アクチュエータがそれぞれ設けられている。ドアを開閉駆動するために必要なトルク等は、ドアの種類によって異なる。このため、負荷の重いドアを駆動できるだけのモータ出力を有するモータ（直流モータ）を用いている。
【０００６】
そこで、軽負荷のドアに対しては定格出力が小さい小型のモータを用いることで、電動式モータアクチュエータの小型化や経済化を図ることが考えられる。ところが、小型のモータは定格回転数が大きいものが多く、モータ運転音（騒音）の周波数も高い。さらに、小型のモータの中には、回転数が大きいためにモータ運転音（騒音）の周波数が高くなるだけでなく、そのレベル（騒音レベル）が大きいものがある。
【０００７】
このためモータの違いによってアクチュエータ動作時の騒音の周波数が異なることがある。複数のアクチュエータの動作状態によって、騒音周波数が変化したり、２種類の周波数の騒音が同時に発生したりすると、使用者等に違和感を与える虞れがある。
【０００８】
そこで、小型モータを採用する電動モータ式アクチュエータに、モータへ供給する電圧（または供給する電力）を低下させるための電圧規制回路等を設け、モータ供給電圧（または供給電力）を低くすることでモータの回転数を低下させ、モータ運転時の騒音周波数を低くすることが考えられる。しかし、電圧規制回路等の追加はコストアップとなるだけでなく、その実装スペースが必要となる。このため、電動モータ式アクチュエータを思ったほど小型化できない。
【０００９】
前述したように各種ドアに対して１種類の電動モータ式アクチュエータをそれぞれ設ける従来の構成では、負荷の重いドアを駆動できるだけのモータ出力を有するモータが使用される。このため、負荷の軽いドアを開閉駆動する場合には、モータに必要以上の電力が供給されていることがある。モータ出力が比較的大きいモータを備えたアクチュエータで、軽負荷を駆動する場合にはモータに供給する電力を低減して、電力消費量を低減することができる場合がある。
【００１０】
特許文献１に記載されているように、電動モータ式アクチュエータを駆動するのに好適なカスタムＩＣを利用してブロアファンモータの印加電圧を無段階に制御することができる。しかしながら、ブロアファンモータに直列にＭＯＳＦＥＴを接続し、ＭＯＳＦＥＴを能動領域で動作させてブロアファンモータの印加電圧を無段階に制御する回路構成をとった場合は、ＭＯＳＦＥＴで不要な電力消費が生ずることがある。
【００１１】
そこで、モータに供給する電力をＰＷＭ制御することで、モータの回転速度を制御することが考えられる。この場合、制御手段等の上位装置からアクチュエータ駆動回路側やブロアファン駆動回路側に対してＰＷＭ制御のデューティ比を指定することになるが、特許文献２に記載されているように、送信フォーマット中の所定のパルス信号のパルス幅を変えることによりデューティ比を制御する従来の方式では、デューティ比を指定できる範囲が狭かったり、デューティ比を正確に指定できなかったりすることがある。
【００１２】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、シリアルデータ通信によって上位装置等から供給されるデューティ指定情報に基づいてモータへ供給する電力をＰＷＭ制御できるようにしたモータ制御装置を提供することを目的とする。またこの発明は、シリアルデータ通信によって上位装置等から供給されるモータ回転速度指定情報に基づいてモータの回転速度を制御できるようにしたモータ制御装置を提供することを目的とする。さらにこの発明は、電動モータ式アクチュエータの駆動用としてもファンモータ等の駆動用としても好適に使用できるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るモータ制御装置は、シリアルデータ通信部を介して上位装置から供給される自己アドレス宛ての情報を受信する受信処理部と、この受信処理部で受信した情報の中に含まれるデューティ指定情報によって指定されたデューティ比のＰＷＭ信号を生成してＨブリッジ回路部を構成する各スイッチング素子を駆動するＨブリッジ駆動処理部とを備える。
【００１４】
この発明に係るモータ制御装置は、上位装置から供給されるデューティ指定情報に基づいて指定されたデューティ比のＰＷＭ信号を生成してＨブリッジ回路部を構成する各アームのスイッチング素子を駆動する。したがって、Ｈブリッジ回路部を介してモータに供給する電力をＰＷＭ制御できる。これにより、デューティ指定情報に基づいてモータの回転速度を制御することができる。
【００１５】
したがって、この発明に係るモータ制御装置を小型のモータを備えた電動モータ式アクチュエータの駆動制御に用いる場合、ＰＷＭ制御におけるデューティ比の例えば９０パーセントに設定し、モータへ供給する電力を定格電力よりも約１０パーセント低減することで、小型のモータの回転数を低下させて、モータの運転に伴って発生する騒音の周波数を低くすることができる。これにより、他の電動モータ式アクチュエータが発生する騒音の周波数と小型のモータを採用した電動モータ式アクチュエータが発生する騒音の周波数とを略一致させることができる。よって、騒音の周波数が異なることで聴感フィーリングが悪くなることや使用者等に違和感を与えることを解消できる。
【００１６】
また、電動モータ式アクチュエータで駆動される負荷が軽い場合には、モータへ供給する電力を低下させることで、節電を図ることができる。また、モータへ供給する電力を低下させることで、電動モータ式アクチュエータが発生する騒音のレベルを低下させることができる。
【００１７】
また、この発明に係るモータ制御装置は、シリアルデータ通信部を介して上位装置から供給される自己アドレス宛ての情報を受信する受信処理部と、この受信処理部で受信した情報の中に含まれる少なくとも１ビットのモータ回転速度指定情報に基づいてデューティ比を設定し、設定したデューティ比のＰＷＭ信号を生成してＨブリッジ回路部を構成する各スイッチング素子を駆動するＨブリッジ駆動処理部とを備える。
【００１８】
この発明に係るモータ制御装置は、上位装置から供給される少なくとも１ビットのモータ回転速度指定情報に基づいてデューティ比を設定するので、モータへ供給する電力を少なくとも２段階に切り替えることができ、これによりモータ回転速度を少なくとも２段階に変更することができる。１ビットのモータ回転速度指定情報に基づいて、例えば１００％と約８２％との２種類のデューティ比を切り替えることができる。また、２ビットのモータ回転速度指定情報に基づいて、４種類のデューティ比（例えば１００％，約９４％，約８８％，約８２％）を選択的に切り替えることができる。さらに、３ビットのモータ回転速度指定情報に基づいて、８種類のデューティ比を選択的に切り替えることができる。これにより、モータの回転速度を多段階に切り替えることができる。
【００１９】
また、この発明に係るモータ制御装置は、シリアルデータ通信部を介して上位装置から供給される自己アドレス宛ての情報を受信する受信処理部と、この受信処理部で受信した情報の中に含まれるモータ供給電力増加要求またはモータ供給電力減少要求に基づいて予め設定した値だけデューティ比を増加または減少させて新たなデューティ比を設定し、設定したデューティ比のＰＷＭ信号を生成してＨブリッジ回路部を構成する各スイッチング素子を駆動するＨブリッジ駆動処理部とを備える。
【００２０】
この発明に係るモータ制御装置は、上位装置から供給されるモータ供給電力増加要求またはモータ供給電力減少要求に基づいて予め設定した値だけデューティ比を増加または減少させて新たなデューティ比を設定し、設定したデューティ比でモータへ供給する電力をＰＷＭ制御することができる。例えば、デューティ比の変化幅を例えば２．５％に設定した場合、デューティ比を２．５％単位で増加または減少させることができる。したがって、上位装置は、適宜の時間間隔でモータ供給電力増加要求を複数回に亘って送信することで、デューティ比を例えば７５％→７７．５％→８０％と段階的に増加させることができ、また、モータ供給電力増加要求を複数回に亘って送信することで、デューティ比を段階的に減少させることができる。これにより、モータの回転速度を段階的の変化させることができる。
【００２１】
また、この発明に係るモータ制御装置は、シリアルデータ通信部を介して上位装置から供給される自己アドレス宛ての情報を受信する受信処理部と、この受信処理部で受信した情報の中に含まれるモータ回転速度指定情報とモータ回転速度検出部から供給されるモータ回転速度信号とを比較してＰＷＭ信号のデューティ比を設定し、設定したデューティ比のＰＷＭ信号を生成してＨブリッジ回路部を構成する各スイッチング素子を駆動するＨブリッジ駆動処理部とを備える。
【００２２】
この発明に係るモータ制御装置は、上位装置によって指定されたモータ回転速度になるように実際のモータ回転速度をフィードバック制御することができる。
【００２３】
また、この発明に係るモータ制御装置は、シリアルデータ通信部を介して上位装置から供給される自己アドレス宛ての情報を受信する受信処理部と、この受信処理部で受信した情報の中に含まれる制御モード指定情報に基づいてアクチュエータ位置制御モードが指定された場合には、受信処理部で受信した情報の中に含まれる制御対象の目標位置指定情報と制御対象の位置検出部から供給される現在位置情報とを比較し、その比較結果に基づいてＨブリッジ回路部を構成する各スイッチング素子を駆動するとともに、受信処理部で受信した情報の中に含まれる動作モード指定情報に基づいてモータ回転速度制御モードが指定された場合には、受信処理部で受信した情報の中に含まれるモータ回転速度に係る指定情報に基づいてＨブリッジ回路部を構成する各スイッチング素子を駆動するＨブリッジ駆動処理部を備える。
【００２４】
この発明に係るモータ制御装置は、上位装置によってアクチュエータ位置制御モードが指定された場合には、電動モータ式アクチュエータによって駆動される制御対象の位置が目標位置となるようにモータの回転方向およびモータの起動・停止を制御することができる。また、この発明に係るモータ制御装置は、上位装置によってモータ回転速度制御モードが指定された場合には、モータの回転速度を制御することができる。したがって、この発明に係るモータ制御装置は、例えば車両用空気調和装置の各種ドアアクチュエータの駆動用としても、また、ファンモータの駆動用としても用いることができる。１つのモータ制御装置をアクチュエータ位置制御とモータ回転速度制御モードとの双方に共通に使用できるため、例えば車両用空気調和装置等においては通信制御処理が共通化できる。また、モータ制御装置を専用ＩＣ（カスタムＩＣ）で構成する場合には、専用ＩＣ（カスタムＩＣ）の数量増加に伴う経済的メリット（コスト低減）を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１はこの発明に係るモータ制御装置を適用した自動車用空気調和装置（カーエアコン）の全体構成を模式的に示した図である。自動車用空気調和装置は、空気調和装置本体１と、ファン駆動ユニットＦＡＮと、各ドアアクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒと、コントローラ１００と、操作パネル１１０とからなる。
【００２７】
空気調和装置本体１は、外気または内気を選択的に取り入れるインテークユニット２と、取り入れ空気を冷却するクーリングユニット３と、取り入れ空気を調和して温調した後にこの調和空気を車室内に吹き出すヒータユニット４とからなる。
【００２８】
インテークユニット２には外気取入口５と内気取入口６とが開設されており、これら取入口５，６の接続部にはユニット内に取り入れる外気と内気の割合を調節するインテークドア７が回動自在に設けられている。このインテークドア７は、インテークドアアクチュエータユニットＦ／Ｒによって回動される。
【００２９】
インテークユニット２は、ファンモータ９によって所定の速度で回転されるファン（ブロアファン）１０を備えている。ファン１０の回転によってインテークドア７の位置に応じて外気取入口５または内気取入口６からそれぞれ外気または内気が選択的に吸入され、また、ファンモータ９への印加電圧を可変してファン１０の回転速度を変えることによって車室内に吹き出される風量が調節される。ファンモータ９の回転はファン駆動ユニットＦＡＮによって制御される。インテークドア７が図中のＡ位置にあるときは外気導入（ＦＲＥ）となり、図中のＢ位置にあるときは内気循環（ＲＥＣ）となる。
【００３０】
クーリングユニット３には冷凍サイクルを構成するエバポレータ１１が内設されている。図示しないコンプレッサを動作させることによってエバポレータ１１に冷媒が供給され、この冷媒との熱交換により取り入れ空気が冷却される。
【００３１】
ヒータユニット４にはエンジン冷却水が循環されるヒータコア１２が内設されており、このヒータコア１２の上流側にはヒータコア１２を通過する空気の量とヒータコア１２を迂回する空気の量との比率を調節するためのミックスドア１３が回動自在に設けられている。このミックスドア１３は、ミックスドアアクチュエータユニットＭＩＸによって回動される。ミックスドア１３の開度を変えることによって、ヒータコア１２を通過してエンジン冷却水との熱交換により加熱された温風とヒータコア１２を迂回した非加熱の冷風との混合割合が可変され、車室内に吹き出される空気の温度が調節される。
【００３２】
温度が調節された空気はデフ吹出口１５、ベント吹出口１６、フット吹出口１７のいずれかの吹出口から車室内に供給される。これらの吹出口１５〜１７にはそれぞれデフドア１８、ベントドア１９、フットドア２０が回動自在に設けられている。デフドア１８、ベントドア１９、フットドア２０（これらをまとめてモードドアという）はモードドアアクチュエータユニットＭＯＤＥによって回動される。吹出モードは各吹出口１５〜１７の開閉状態を組み合わせることにより任意に設定される。なお、図１では図示の都合上、モードドアアクチュエータユニットＭＯＤＥを１つだけ示し、他の２つについては図示を省略している。
【００３３】
各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒは、電動モータ式アクチュエータ３０Ａと、アクチュエータレバー３０Ｌの回動に連動して抵抗値が変化されるポテンショメータ３１と、専用ＩＣ（カスタムＩＣ）で構成されるモータ制御回路５０とをケース（筺体）内に組み付けてなる。
【００３４】
電動モータ式アクチュエータ３０Ａは、電動モータ３０と、電動モータ３０の出力軸３０ｂに装着されたウオーム３０ｃと、ウオーム３０ｃに噛合された減速ギア列機構３０ｅと、ウオーム３０ｃおよび減速ギア列機構３０ｅを介して回動されるアクチュエータレバー３０Ｌとを備えている。
【００３５】
アクチュエータレバー３０Ｌの回動を図示しないリンク機構を介して例えばインテークドア７へ伝達することで、インテークドア７を回動させる。ポテンショメータ３１からドアの回動位置（ドア実開度）に対応した電圧が出力される。
【００３６】
ファン駆動ユニットＦＡＮは、専用ＩＣ（カスタムＩＣ）で構成されるモータ制御回路５０と、ファン駆動回路４０とをケース内に収納してなる。モータ制御回路５０は、各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒに設けられているものと同じである。
【００３７】
各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮは、３端子のコネクタを備える。各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮとコントローラ（上位装置）１００との間は、電源線とグランド（ＧＮＤ）線とデータ線（ＢＵＳ）との３芯のケーブルで接続される。
【００３８】
操作パネル１１０は、各種の操作スイッチおよび各種の表示器を備える。操作パネル１１０とコントローラ１００との間は３芯のケーブルで接続される。コントローラ１００側から操作パネル１１０へ電源を供給するとともに、コントローラ１００と操作パネル１１０との間でシリアルデータ通信を行なう構成としている。操作パネル１１０は、操作スイッチ等が操作されるとその操作入力情報をコントローラ１００側へ供給する。
【００３９】
コントローラ１００を構成するエアコン制御回路１０１は、操作パネル１１０からの操作入力および図示しない各種温度センサ等からの入力に基づいて空気調和装置（エアコン）の動作を制御するとともに、操作パネル１１０に設けられている各種の表示器に動作状態等を表示させる。
【００４０】
図２はこの発明に係るモータ制御装置を適用した自動車用空気調和装置（カーエアコン）の通信システムの構成を示す図である。図２に示すように、コントローラ１００側から各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮに対して電源を供給する。
【００４１】
コントローラ１００と各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮとの間では、データ線（ＢＵＳ）を介して双方向のシリアルデータ通信が調歩同期方式によってなされる。通信プロトコルは、ＬＩＮ（ＬｏｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔＮｅｔｗｏｒｋ）に準拠している。
【００４２】
データ線（ＢＵＳ）は、コントローラ１００側のデータ入出力回路１０２内のプルアップ抵抗（例えば１キロオーム）Ｒおよび逆流防止用ダイオードＤを介して正極側電源にプルアップされている。エアコン制御回路１０１の送信データ出力端子ＴＸＯから出力される送信データ信号に基づいてエミッタ接地されたＮＰＮ型トランジスタＱをスイッチングさせることで、データの送信を行なう。データの受信は、受信データ入力端子ＲＸＩに供給されるデータ線（ＢＵＳ）の電圧を所定の電圧しきい値に基づいて２値判定することでなされる。
【００４３】
このシリアルデータ通信は、コントローラ１００がマスター側となり、各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮがスレーブ側となってなされる。スレーブ側は、キャラクタ同期を取るためのスタートビットを検出して、ビット情報を読み込むためのビットクロックを生成する。
【００４４】
コントローラ１００を構成するエアコン制御回路１０１は、図１に示した操作パネル１１０からの操作入力および図示しない各種温度センサ等からの入力に基づいて空気調和装置（エアコン）の全体動作を制御するとともに、操作パネル１１０に設けられている各種表示器に動作状態等を表示させる。
【００４５】
エアコン制御回路１０１は、各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒに対してドア開度目標値データ等の指令データを送信することで各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒの動作を制御する。また、エアコン制御回路１０１は、各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒに対して動作状態等に関する情報の送信を要求し、それらを受信することで各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒの動作状態を監視したり診断したりする。
【００４６】
エアコン制御回路１０１は、ファン駆動ユニットＦＡＮに対してファンモータの運転に係る指令データを送信することで、ファンモータ９の回転速度を制御する。また、エアコン制御回路１０１は、ファン駆動ユニットＦＡＮに対して動作状態等に関する情報の送信を要求し、それらを受信することでファン駆動ユニットＦＡＮの動作状態を監視したり診断したりする。
【００４７】
なお、各アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮには、それぞれ異なる識別（ＩＤ）コード（アドレス）が割り当てられている。
【００４８】
図３はＬＩＮ通信規格の１フレームのデータ構造を示す図、図４および図５はＬＩＮ通信規格の１フレーム内の各フィールドのデータ構造を示す図である。図３に示すように、ＬＩＮ通信規格の１フレームは、シンクブレークフィールド（ＳｙｎｃｈＢｒｅａｋ）、シンクフィールド（Ｓｙｎｃｈ）、ＩＤフィールド（ＩＤ）、データ１フィールド（ＤＡＴＡ１）、データ２フィールド（ＤＡＴＡ２）、チェックサムフィールド（Ｃｈｅｃｋｓｕｍ）とからなる。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、シンクブレークフィールドは、少なくとも１３ビット期間の間Ｌレベルが継続した後に、少なくとも１ビット期間の間Ｈレベルとなるよう構成されている。このシンクブレークフィールドは、フレーム同期をとるためのものである。
【００５０】
図４（ｂ）に示すように、シンクフィールドは、スタートビットと、ビット同期信号として１６進表記で「５５」Ｈのデータと、少なくとも１ビット期間のストップビットとからなる。このシンクフィールドは、ビット同期をとるために使用される。
【００５１】
図４（ｃ）に示すように、ＩＤフィールドは、スタートビットと、通信相手を選択指定するための４ビットの識別（ＩＤ）コード（ＩＤ０〜ＩＤ３）と、スレーブ側の送受信モードを設定するための２ビットの受信要求／送信要求（ＩＤ４，ＩＤ５）と、２ビットのパリティチェックデータ（Ｐ０，Ｐ１）と、少なくとも１ビット期間のストップビットとからなる。
【００５２】
本実施の形態では、このＩＤフィールドによって、各ドアアクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮの中のいずれか１つが指定されるとともに、ＤＡＴＡ１フィールド以降の動作モードが指定される。具体的には、スレーブ側であるアクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒまたはファン駆動ユニットＦＡＮが、データ１フィールドおよびデータ２フィールドで、マスター側であるコントローラ１００から各種の指令を受け取る受信動作モードとなるか、アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒまたはファン駆動ユニットＦＡＮ側の動作状態等をコントローラ１００側へ送信する送信動作モードとなるかが指定される。
【００５３】
図５（ｄ）に示すように、データ１フィールドは、スタートビットと、８ビットのデータ（Ｄ０〜Ｄ７）と少なくとも１ビット期間のストップビットとからなる。本実施の形態では、ＩＤフィールドで受信要求を指定した場合、コントローラ１００はデータ１フィールドを用いてアクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒに対してドア開度指定データ（目標値データ）を供給するととともに、必要に応じてＰＷＭ制御のデューティ比指定データを供給する。データ１フィールドのデータが、ドア開度指定データまたはデューティ比等の指定に係るデータのいずれであるかは、データ２フィールドで指定される。また、コントローラ１００は、ファン駆動ユニットＦＡＮに対してＰＷＭ制御のデューティ比指定に係るデータ、または、モータ回転速度指定に係るデータを供給する。
【００５４】
アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒは、ＩＤフィールドで送信要求が指定された場合には、データ１フィールドで現在のドア開度のデータ（現在位置データ）を送信する。ファン駆動ユニットＦＡＮは、ＩＤフィールドで送信要求が指定された場合には、ファンモータ９の電流値に対応したデータを送信する。
【００５５】
図５（ｅ）に示すように、データ２フィールドは、スタートビットと、８ビットのデータ（ｄ０〜ｄ７）と少なくとも１ビット期間のストップビットとからなる。本実施の形態では、ＩＤフィールドで受信要求を指定した場合、コントローラ１００は、アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮに対して、データ２フィールドを用いて、通信エラーフラグクリア要求、診断フラグクリア要求、モータ起動時・停止時の運転条件設定要求（ソフトスタート・ソフトストップ制御要求およびソフトスタート時間設定要求）、データ１フィールドのデータ種別設定要求、モータ緊急停止要求、モータ強制動作要求等の各種の指令を供給する。
【００５６】
アクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒおよびファン駆動ユニットＦＡＮ側（スレーブ側）は、ＩＤフィールドで送信要求が指定された場合にはデータ２フィールドで、過電流検知フラグ、モータ停止中フラグ、モータ正転フラグ、モータ逆転フラグ、受信ＩＤパリティエラーフラグ、過温度検知フラグ、受信サムチェックエラーフラグ、過電圧検知フラグ等の運転状態や異常検知に関する情報を供給する。
【００５７】
図５（ｆ）に示すように、チェックサムフィールドは、スタートビットと、８ビットのデータ（Ｃ０〜Ｃ７）と少なくとも１ビット期間のストップビットとからなる。本実施の形態では、このチェックサムデータとして、データ１フィールドとデータ２フィールドのデータを加算し、さらに、加算結果のキャリーを加算した結果の８ビットの反転データを送信する。
【００５８】
図６は受信動作モードにおけるデータ１フィールドの内容の一例を示す図である。図６（ａ）に示すように、ドア開度指定データ（ＤＫ０〜ＤＫ７）は８ビットのデータで供給される。図６（ｂ）に示すように、下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「０，０，０」である場合には４ビット構成のデューティ比指定データ（Ｄｕ０〜Ｄｕ６）が供給され、下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「１，０，０」である場合には５ビット構成のデューティ比指定データが供給される。
【００５９】
受信動作モードのデータ１フィールドの下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「０，１，０」である場合は、２ビット構成のモータ回転速度指定データＭＳ０，ＭＳ１（モータ回転速度を最高速、高速、中速、および、低速の４段階に設定するためのデータ）が供給され、下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「１，１，０」である場合は、３ビット構成のモータ回転速度指定データＭＳ０，ＭＳ１，ＭＳ２（モータ回転速度を８段階に設定するためのデータ）が供給され、下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「０，０，１」である場合は、４ビット構成のモータ回転速度指定データＭＳ０，ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３（モータ回転速度を１６段階に設定するためのデータ）が供給され、下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「１，０，１」である場合は、５ビット構成のモータ回転速度指定データＭＳ０，ＭＳ１，ＭＳ２，ＭＳ３，ＭＳ４（モータ回転速度を３２段階に設定するためのデータ）が供給される。
【００６０】
受信動作モードのデータ１フィールドの下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「０，１，１」である場合はモータ供給電力増加指令が供給され、下位側の３ビットＤ０，Ｄ１，Ｄ２が「１，１，１」である場合はモータ供給電力減少指令が供給される。
【００６１】
なお、図６（ｂ）中の「−」は有意な情報が含まれていないことを示しており、その論理は「０」または「１」のいずれであってもよい。本実施の形態では、「−」の部分は「０」または「１」が連続しないように論理レベルを適宜設定している。
【００６２】
図７は受信動作モードにおけるデータ２フィールドの内容の一例を示す図である。データ２フィールドの最下位ビットｄ０によって通信エラーフラグクリア要求が供給される。最下位ビットｄ０の論理が「１」の場合は、通信エラーフラグクリアをクリアすることが要求される。最下位ビットｄ０の論理が「０」の場合は、通信エラーフラグの状態は変更されない。
【００６３】
データ２フィールドの２番目のビットｄ１によって診断フラグクリア要求が供給される。２番目のビットｄ１の論理が「１」の場合は、診断フラグをクリアすることが要求される。２番目のビットｄ１の論理が「０」の場合は、診断フラグの状態は変更されない。
【００６４】
データ２フィールドの３番目および４番目のビットｄ２，ｄ３によって、モータのソフトスタート・ソフトストップ制御要求が供給される。ビットｄ２，ｄ３の論理が「０，０」の場合は、ソフトスタート・ソフトストップ制御はなされない。ビットｄ２，ｄ３の論理が「０，１」の場合は、ソフトスタート・ソフトストップ制御が要求され、ソフトスタート制御時間は１２５ｍｓに設定される。ビットｄ２，ｄ３の論理が「１，０」の場合は、ソフトスタート・ソフトストップ制御が要求され、ソフトスタート制御時間は２５０ｍｓに設定される。ビットｄ２，ｄ３の論理が「１，１」の場合は、ソフトスタート・ソフトストップ制御が要求され、ソフトスタート制御時間は５００ｍｓに設定される。
【００６５】
データ２フィールドの５番目のビットｄ４によって制御モード指定要求が供給される。ビットｄ４の論理が「１」の場合は、アクチュエータ制御モードが指定される。ビットｄ４の論理が「０」の場合は、モータ回転速度制御モードが設定される。
【００６６】
データ２フィールドの６番目のビットｄ５によってデータ１フィールドのデータ種別指定要求が供給される。ビットｄ５の論理が「１」の場合は、データ１フィールドによって供給されたデータがドア開度データであることが指定される。ビットｄ５の論理が「０」の場合は、データ１フィールドによって供給されたデータが、図６（ｂ）に示したデューティ比、モータ回転速度、モータ供給電力増加・減少要求のいずれかであることが指定される。デューティ比、モータ回転速度、モータ供給電力増加・減少要求のいずれであるかは、データ１フィールドによって供給されたデータの下位３ビットで指定されている。
【００６７】
データ２フィールドの７番目のビットｄ６によってモータ緊急停止要求が供給される。ビットｄ６の論理が「１」の場合は、モータを緊急停止することが要求される。ビットｄ６の論理が「０」の場合は、通常の動作がなされる。
【００６８】
データ２フィールドの最上位ビットｄ７によってモータ強制動作要求が供給される。ビットｄ７の論理が「１」の場合は、モータを強制動作させることが要求される。ビットｄ７の論理が「０」の場合は、通常の動作がなされる。
【００６９】
図８は送信動作モードにおけるデータ１フィールドの内容の一例を示す図である。アクチュエータ位置制御モードが設定されている場合、図８（ａ）に示すように、８ビットのドア実開度に係るデータＪＫ０〜ＪＫ７が上位装置であるコントローラ１００側へ供給される。モータ回転速度制御モードが設定されている場合、図８（ｂ）に示すように、８ビットのモータ電流に係るデータＭＤ０〜ＭＤ７が上位装置であるコントローラ１００側へ供給される。なお、モータ回転速度制御モードが設定されている場合であって、ファン駆動ユニットＦＡＮがモータ回転速度を検出できる構成である場合には、図８（ｃ）に示すように、８ビットのモータ回転速度に係るデータＭＳ０〜ＭＳ７が上位装置であるコントローラ１００側へ供給される。
【００７０】
図９は送信動作モードにおけるデータ２フィールドの内容の一例を示す図である。データ２フィールドの最下位ビットｄ０で過電流検知フラグが上位装置であるコントローラ１００へ供給される。データ２フィールドの２番目のビットｄ１でモータ停止中フラグ、３番目のビットｄ２でＣＷ（モータ正転）フラグ、４番目のビットｄ３でＣＣＷ（モータ逆転）フラグが上位装置であるコントローラ１００へ供給される。５番目のビットｄ４で受信ＩＤパリティエラーフラグ、６番目のビットｄ５で過温度検知フラグ、７番目のビットｄ６で受信サムチェックエラーフラグ、最上位ビットｄ７で過電圧検知フラグがそれぞれ上位装置であるコントローラ１００へ供給される。
【００７１】
図１０はこの発明に係るモータ制御装置を備えたドアアクチュエータユニットのブロック構成を示す図である。各ドアアクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒは、モータ制御ＩＣ５００とその周辺回路部品Ｒ１，Ｃ１とからなるモータ制御回路５０と、このモータ制御回路５０で駆動される電動モータ３０と、この電動モータ３０を備えた電動モータ式アクチュエータ３０Ａのアクチュエータレバー３０Ｌの回動に連動して回動されてアクチュエータレバー３０Ｌによって回動されるドアの現在位置（実開度）に対応した電圧を発生させるためのポテンショメータ３１とからなる。
【００７２】
モータ制御回路５０を構成するモータ制御ＩＣ５１は、直流モータの制御用として開発した専用ＩＣ（カスタムＩＣ）であり、例えば同一半導体チップ上にバイポーラ素子とＣ−ＭＯＳ素子とＤ−ＭＯＳ素子を形成することのできるＢｉＣＤＭＯＳプロセスを用いて製造されている。
【００７３】
このモータ制御ＩＣ５０は、バッテリ電源Ｖａｃｃから電力の供給を受けて例えば５ボルトの安定化電源Ｖｒｅｆを生成する定電圧電源回路５１と、この定電圧電源回路５１を保護する内蔵電源保護回路５２と、ＬＩＮ通信信号（シリアル通信信号）の入出力を行なうＬＩＮ入出力回路５３と、識別コード（ＩＤコード）を設定するためのＩＤ入力回路５４と、通信処理やモータの運転制御等の各種処理・制御を行なうロジック回路部５５と、モータ３０に電力を供給するＨブリッジ回路部５６と、バッテリ電源Ｖａｃｃの過電圧を検出する過電圧検出回路５７と、モータ電流の過電流およびＨブリッジ回路部５６を構成する各電力用スイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ）の許容範囲を越える温度上昇（過温度）を検出する過電流・過温度検出回路５８と、ポテンショメータ３１の出力電圧（ドア開度に対応した電圧）をデジタルデータへ変換するＡ／Ｄ変換部５９とを備える。
【００７４】
なお、バッテリ電源Ｖａａｃはコントローラ１００側から電源線を介して供給される電源であって、このバッテリ電源Ｖａａｃは車載のバッテリからイグニッションスイッチやアクセサリスイッチ等を介して供給される電源である。
【００７５】
ＶＤＤはＨブリッジ回路部５６用のバッテリ電源Ｖａａｃの電源端子、Ｖｃｃは電流制限抵抗Ｒ１によって電流制限されたバッテリ電源Ｖａａｃの電源端子、Ｃ１は電源安定化用コンデンサ、ＧＮＤはグランド電源端子である。Ｖ１２Ｖは電流制限されたバッテリ電源であり、この電源Ｖ１２ＶはＬＩＮ入出力回路５３に供給される。
【００７６】
ＶＩＤ０〜ＶＩＤ３は識別コード（ＩＤコード）を設定するための入力端子である。本実施の形態では、識別コード（ＩＤコード）は４ビット構成としており、最大で１６通りの識別コード（言い換えればアドレス）を設定できる。これらのＩＤ入力端子ＶＩＤ０〜ＶＩＤ３をグランドに接続することでＬレベル（論理０）を設定でき、オープン状態でＨレベル（論理１）を設定できる。Ｖｂｕｓはシリアル通信信号（具体的にはＬＩＮ通信信号）の入出力端子、すなわちデータ線（ＢＵＳ）の接続端子である。
【００７７】
Ｍ＋およびＭ−はＨブリッジ回路部５６の出力端子であり、モータ３０との接続端子である。ＶＲは安定化電源Ｖｒｅｆの出力端子であり、ポテンショメータ３１の一端側が接続される。Ｖｐｂｒはポテンショメータ３１の出力電圧（ドア開度に対応した電圧）の入力端子である。
【００７８】
図１１はモータ制御回路を構成するモータ制御ＩＣ内のロジック回路部の一具体例を示す図である。ＬＩＮ通信処理部６１は、ＬＩＮ入出力回路５３から供給される受信信号ＲＸを解読し、ＩＤフィールドのパリティチェック結果が正常であり、受信したＩＤコードが自己のＩＤコードと一致しており、かつ、ＩＤフィールド内のＩＤ４，ＩＤ５の２ビットによって受信要求が指定されている場合、データ１フィールド、データ２フィールド、チェックサムフィールドの各８ビットのデータをそれぞれＬＩＮ通信処理部６１内の仮レジスタ等に一時保存する。
【００７９】
次に、ＬＩＮ通信処理部６１は、一時保存した各データに対してサムチェックを行なって誤りがないことをチェックした後に、データ２フィールド内のビットｄ４によってアクチュエータ位置制御モードが設定され、データ２フィールド内のビットｄ５によってデータ１フィールドのデータがドア開度指定データ（ドア開度目標値）であることを認識する。
【００８０】
そして、ＬＩＮ通信処理部６１は、データ１フィールドの８ビットのドア開度指定データ（目標値データ）ＤＫ０〜ＤＫ７を新指示データラッチ回路６２に供給するとともに、通信成立トリガ信号６１ａを出力して、ドア開度指定度データ（目標値データ）を新指示データラッチ回路６２にラッチさせる。この際、新指示データラッチ回路６１に格納されていた先のドア開度指定データ（目標値データ）は、旧指示データラッチ回路６３にシフトされる。
【００８１】
また、ＬＩＮ通信処理部６１は、データ２フィールドのビットｄ２およびビットｄ３によって指定されるモータのソフトスタート・ソフトストップ制御要求Ｓｏｆｔ、および、データ２フィールドのビットｄ４によって指定される制御モード指定要求ＳｍｏｄｅをＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７へ供給するとともに、制御モード指定要求Ｓｍｏｄｅを動作許可／禁止信号処理部６６へ供給する。
【００８２】
さらに、ＬＩＮ通信処理部６１は、データ２フィールドのビットｄ５によってデータ１フィールドのデータがデューティ比に係るデータあることが指定されており、かつ、データ１フィールドの下位３ビットによってデューティ比指定データ（４ビット）が供給されていることを認識した場合には、データ１フィールドのビットｄ３〜ｄ６のデューティ比指定データＤｕｔｙ（Ｄｕ０〜Ｄｕ３）をＨブリッジ駆動処理部６７へ供給する。
【００８３】
なお、ＬＩＮ通信処理部６１は、ＩＤフィールドのパリティチェック結果にエラーが生じた場合には、ＬＩＮ通信処理部６１内の送信データバッファ領域内の受信ＩＤパリティフラグ格納位置に受信ＩＤパリティエラーフラグをセットする。また、ＬＩＮ通信処理部６１は、サムチェックの結果にエラーが生じた場合には、ＬＩＮ通信処理部６１内の送信データバッファ領域内の受信サムチェックエラーフラグ格納位置に受信サムチェックエラーフラグをセットする。
【００８４】
第１の比較回路６４は、新たなドア開度指定データ（目標値データ）と旧ドア開度指定データとを比較し、その比較結果（不一致出力）を動作許可トリガ信号生成部６５に供給する。動作許可トリガ信号生成部６５は、新旧の指示開度データが異なっている場合には、動作許可トリガ信号６５ａを生成して、動作許可／禁止信号処理部６６に供給する。動作許可／禁止信号処理部６６は、動作許可トリガ信号６５ａが供給されると、Ｈブリッジ駆動処理部６７に動作許可信号を供給する。
【００８５】
ドア開度を検出するポテンショメータ３１の出力は、図１０に示したＡ／Ｄ変換部５９によって予め設定したＡ／Ｄ変換周期毎に８ビットのドア実開度データ（現在値データ）ＡＤ０〜ＡＤ７に変換されている。
【００８６】
図１１に示すフィルタ処理部６８は、時系列上で連続する所定個数のドア実開度データ（現在値データ）ＡＤ０〜ＡＤ７の平均値を求める等の処理を行なった結果をフィルタ処理後のドア実開度データ（現在値データ）として出力する。
【００８７】
ＣＷ、ＣＣＷ、ＨＯＬＤ指示信号生成部６９は、ドア開度指定データ（目標値データ）とフィルタ処理後のドア実開度データ（現在値データ）とを比較し、両者の偏差に基づいてモータ３０の回転方向を決定する。そして、ＣＷ、ＣＣＷ、ＨＯＬＤ指示信号生成部６９は、モータ３０を正転方向（ＣＷ：時計方向）に駆動させてドアを開方向に駆動させるのか、モータ３０を逆転方向（ＣＣＷ：反時計方向）に駆動させてドアを閉方向に駆動させるのかを指示する回転方向指示信号（ＣＷ，ＣＣＷ）を生成して出力する。また、ＣＷ、ＣＣＷ、ＨＯＬＤ指示信号生成部６９はドア開度指定データ（目標値データ）とフィルタ処理後のドア実開度データ（現在値データ）とが略一致した場合には、現在位置の保持を指示するＨＯＬＤ信号を生成・出力して、モータ３０の駆動を停止させることで、ハンチング現象の発生を防止している。
【００８８】
Ｈブリッジ駆動処理部６７は、回転方向指示信号（ＣＷ，ＣＣＷ）に基づいてＨブリッジ回路部５６の各アームを構成する各電力用スイッチング素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）の駆動信号Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ４を生成して出力する。これにより、図１０に示したＨブリッジ回路部５６からモータ３０に電力が供給され、モータ３０の駆動がなされる。
【００８９】
ここで、Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ソフトスタート・ソフトストップ制御要求Ｓｏｆｔおよびソフトスタート制御時間Ｔｓｏｆｔに基づいてソフトスタート・ソフト処理が設定されている場合、電動モータ３０の起動時にはＰＷＭ制御によって電動モータ３０に供給する電力を徐々に増加させるソフトスタート制御を行なって、モータ起動時の騒音を軽減させる。また、電動モータ３０を停止させる際にも、ＰＷＭ制御によってモータ３０に供給する電力を徐々に低減させるソフトストップ制御を行なって、モータ停止時の騒音を軽減させる。
【００９０】
第２の比較回路７０は、ドア開度指定データ（目標値データ）とフィルタ処理後のドア実開度データ（現在値データ）と比較し、その比較結果（一致出力）を動作禁止信号生成部７１に供給する。動作禁止信号生成部７１は、現在のドア開度が目標値に一致している場合には、動作禁止信号を生成して出力する。この動作禁止信号は、動作許可／禁止信号処理部６６に供給される。動作許可／禁止信号処理部６６は、動作禁止指令をＨブリッジ駆動処理部６７に供給して、電動モータ３０の駆動を禁止させる。
【００９１】
過電流・過温度・過電圧処理部７２は、過電圧検出回路５７からの過電圧検出信号Ｅｃ、過電流・過温度検出回路５８からの過電流検出信号Ｅｃおよび過温度検出信号Ｅｔのいずれかが供給されると、それらの異常に対応したフラグをセットするとともに、異常発生を示す情報を動作許可／禁止信号処理部６６に供給する。動作許可／禁止信号処理部６６は、異常発生を示す情報が供給されると、動作禁止指令をＨブリッジ駆動処理部６７に供給して、モータ３０の駆動を禁止させる。
【００９２】
ＬＩＮ通信処理部６１は、ＩＤフィールドのパリティチェック結果が正常であり、受信したＩＤコードが自己のＩＤコードと一致しており、かつ、ＩＤフィールド内のＩＤ４，ＩＤ５の２ビットによって送信要求が指定されている場合には、図８（ａ）に示すフィルタ処理後の８ビットのドア実開度データ（現在値データ）をデータ１フィールドで送信するデータとしてセットし、また、データ２フィールドで送信するデータとして図９に示したものをセットする。
【００９３】
具体的には、データ２フィールドの最下位ビットｄ０に過電流検知フラグ、２番目のビットｄ１にモータ停止中フラグ、３番目のビットｄ３にモータ回転方向が正転方向（ＣＷ）であることを示すＣＷフラグ、４番目のビットｄ３にモータ回転方向が逆転方向（ＣＣＷ）であることを示すＣＣＷフラグ、５番目のビットｄ４に受信ＩＤパリティエラーフラグ、６番目のビットｄ５に過温度検知フラグ、７番目のビットｄ６に受信サムチェックエラーフラグ、最上位ビットｄ８に過電圧検知フラグをそれぞれセットする。
【００９４】
そして、データ１フィールドで送信するデータとデータ２フィールドで送信するデータとの加算結果にその加算によって生じたキャリーデータを加算した結果の反転データを求め、これをチェックサムフィールドで送信するチェックサムデータとする。
【００９５】
そして、ＬＩＮ通信処理部６１は、ＩＤフィールドが終了した時点後に速やかに（例えば２ビット期間までの間に）、データ１フィールド、データ２フィールド、チェックサムフィールドのデータを順次送信する。これにより、ドア実開度データ（現在位置データ）、モータの回転方向やモータ停止中であるかのモータ運転状態の情報、および、過電流、過電圧、過温度の異常検出情報、ならびに、データ受信時のエラー発生情報が上位装置（マスター側）であるコントローラ１００へ供給される。
【００９６】
したがって、コントローラ１００は、モータ制御回路５０の動作を詳細に診断することが可能となる。また、コントローラ１００は、モータ制御装置５０の過負荷を予測し、モータ制御装置の動作を停止させる指令を発したりすることで、モータ制御装置５０や電動式モータアクチュエータ３０Ａの破損を防止することも可能となる。
【００９７】
前述したように、ＬＩＮ通信処理部６１は、ＬＩＮ入出力回路５３から供給される受信信号ＲＸを解読し、ＩＤフィールドのパリティチェック結果が正常であり、受信したＩＤコードが自己のＩＤコードと一致しており、かつ、ＩＤフィールド内のＩＤ４，ＩＤ５の２ビットによって受信要求が指定されている場合、データ１フィールド、データ２フィールド、チェックサムフィールドの各８ビットのデータをそれぞれ仮レジスタ等に一時保存する。
【００９８】
そして、一時保存した各データに対してサムチェックを行なって誤りがないことをチェックした後に、データ１フィールドの８ビットのドア開度指定データ（目標値データ）を新指示データラッチ回路６２に供給するとともに、通信成立トリガ信号６１ａを出力して、ドア指示開度データ（目標値データ）を新指示データラッチ回路６２にラッチさせる。この際、既に新指示データラッチ回路６１に格納されていた先のドア指示開度データ（目標値データ）は、旧指示データラッチ回路６３にシフトされる。
【００９９】
次に、ＬＩＮ通信処理部６１は、データ２フィールドの内容を解読して処理する。前述したように、ＩＤフィールドで受信要求が設定されている場合、図７に示したように、データ２フィールドを用いてコントローラ１００側（マスター側）からモータ制御回路５０側（スレーブ側）に対する各種の要求が供給される。
【０１００】
本実施の形態では、データ２フィールドの最下位ビットｄ０によって通信エラーフラグクリア要求が供給される。ＬＩＮ通信処理部６１は、最下位ビットｄ０の論理が「１」である場合には、受信ＩＤパリティエラーフラグおよび受信サムチェックエラーフラグをそれぞれクリアし、最下位ビットｄ０の論理が「０」である場合には各フラグの状態を変更しない。
【０１０１】
データ２フィールドの２番目のビットｄ１によってダイアグフラグクリア要求が供給される。ＬＩＮ通信処理部６１は、２番目のビットｄ１の論理が「１」である場合には過電流検知フラグ、過温度検知フラグ、過電圧検知フラグを全てクリアし、２番目のビットｄ１の論理が「１」である場合には各フラグの状態を変更しない。
【０１０２】
データ２フィールドの３番目のビットｄ２と４番目のビットｄ３とによって、モータのソフトスタート・ソフトストップ制御要求が供給される。ここで、ソフトスタート制御とは、モータの起動時にＰＷＭ制御のデューティ比を徐々に増加させることでモータをソフトスタートさせることをいう。また、ソフトスタート時間は、ソフトスタートを行なう際にデューティ比を０または最小デューティ値から１００パーセントへ変化させるまでの時間のことである。
【０１０３】
ソフトストップ制御とは、ドア指示開度データ（目標値データ）とフィルタ処理後のドア実開度データ（現在値データ）との偏差が予め設定した値以下となった場合に、ＰＷＭ制御のデューティ比を徐々に減少させていってモータをソフトストップさせることである。ソフトストップ制御では、ドア開度指定データ（目標値データ）とフィルタ処理後のドア実開度データ（現在値データ）との偏差に基づいてデューティ比を設定するようにしている。
【０１０４】
データ２フィールドの５番目のビットｄ４によって制御モードが指定される。各ドアアクチュエータユニットＭＩＸ，ＭＯＤＥ，Ｆ／Ｒに対しては、ビットｄ４の論理を「１」にすることで、アクチュエータ位置制御モードが設定される。これにより、ポテンショメータ３１で検出したドア実開度と目標開度とを比較して、ドア実開度が目標開度となるようにフィードバック制御がなされる。
【０１０５】
また、ＬＩＮ通信処理部６１は、データ２フィールドの６番目のビットｄ５によってデータ１フィールドでデューティ比指定データが供給されていることを認識すると、そのデューティ比指定データＤｕｔｙをＨブリッジ駆動処理部６７へ供給する。Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ＬＩＮ通信処理部６１から供給されたデューティ比指定データＤｕｔｙをＨブリッジ駆動処理部６７内のデューティ比指定データ格納部に一時記憶させるとともに、動作許可状態になったときにはデューティ比指定データ格納部に格納されているデューティ比指定データＤｕｔｙに基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。
【０１０６】
したがって、デューティ比指定データＤｕｔｙで指定されたデューティ比のＰＷＭ信号が生成され、そのＰＷＭ信号に基づいてＨブリッジ回路部５６が駆動される。これにより、デューティ比指定データＤｕｔｙによって電動モータ３０へ供給される電力が制御されるので、電動モータ３０の回転速度を調整することができる。
【０１０７】
データ２フィールドの７番目のビットｄ６によってモータ緊急停止要求が供給される。７番目のビットｄ６の論理が「１」の場合、モータへの給電が強制的に遮断される。７番目のビットｄ６の論理が「０」の場合、モータへの給電が強制遮断されている状態が解除され、モータへの給電が可能な状態（通常の動作状態）となる。ＬＩＮ通信処理部６１は、モータ緊急停止要求Ｋｓｐを動作許可／禁止信号処理部６６へ供給する。モータを緊急停止させた後に、モータを再度回転させる場合は、次のモータ強制動作要求を用いる。なお、モータを緊急停止させた後に再度回転させる場合には、以前とは異なる指示開度データを与えるようにしてもよい。
【０１０８】
データ２フィールドの最上位のビットｄ７によって、モータ強制動作要求が供給される。最上位ビットの論理が「１」の場合、モータへの給電が強制的に開始される。最上位ビットの論理が「０」の場合、通常の動作状態となる。ＬＩＮ通信処理部６１は、モータ強制動作要求Ｋｓｔを動作許可／禁止信号処理部６６へ供給する。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、特許請求の範囲に記載したシリアルデータ通信部を、ＬＩＮ入出力回路５３とロジック回路部５５とで構成している。特許請求の範囲に記載した受信処理部をロジック回路部５５内のＬＩＮ通信処理部６１によって構成している。また、特許請求の範囲に記載したＨブリッジ駆動処理部をＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７によって構成している。
【０１１０】
図１２はＰＷＭ制御によって電動モータへ供給する電力を１６段階に切り替える例を示す図である。本実施の形態では、デューティ比（Ｄｕｔｙ）を１／１６〜１６／１６までの１６段階とし、括弧内に示した１６進表記のデューティ比指定データ（すなわち、４ビットのデューティ比指定データ）によって各デューティ比（Ｄｕｔｙ）を指定するようにしている。また、ＰＷＭ制御の１変調周期Ｔを前半・後半の２区間（Ｔ／２）に区分けし、電動モータ３０へ通電する区間を前半・後半で交互に増加させていくようにしている。これにより、デューティ比（Ｄｕｔｙ）２／１６以上では、電動モータ３０への通電周期がＴ／２となる。したがって、モータ出力のトルク変動（脈動）を軽減できる。
【０１１１】
図１３はモータ起動時のソフトスタート用ＰＷＭデータマップの一例を示す図である。図１１に示したＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７は、ソフトスタート用ＰＷＭデータマップ６７１を備えている。このソフトスタート用ＰＷＭデータマップ６７１には、図１３に示すように、立ち上がりカウンタのカウント値とデューティ比指定データとの対応を示すマップが予め登録されている。なお、立ち上がりカウンタはＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７内に設けられているが、その図示は省略している。
【０１１２】
このソフトスタート用ＰＷＭデータマップ６７１には、デューティ比が１００パーセントの場合のデューティ比指定データが格納されている。ここで、デューティ比が例えば約７０パーセント（Ｄｕｔｙ１１／１６、１６進表記でＡ）に設定されている場合には、ソフトスタート用ＰＷＭデータマップ６７１に基づいてデューティ比を増加させていき、デューティ比が約７０パーセント（Ｄｕｔｙ１１／１６、１６進表記でＡ）に達して以降は、設定されたデューティ比が約７０パーセント（Ｄｕｔｙ１１／１６、１６進表記でＡ）を保持するようにしている。これにより、１種類のソフトスタート用ＰＷＭデータマップ６７１で各種のデューティ比に対してソフトスタート制御を行なうことができる。なお、図１３において、立ち上がりカウンタのカウント値の括弧内は１６進表記での表現である。また、出力データ（デューティ比指定データ）は１６進表記である。
【０１１３】
Ｈブリッジ駆動処理部６７は、モータを起動させる場合には、図７に示したように、データ２フィールドのビットｄおよびビットｄ３で指定されたソフトスタート制御時間に基づいて決定される周期毎に立ち上がりカウンタ（図示しない）のカウント値を＋１（インクリメント）し、そのカウント値に対応したデューティ値をＰＷＭデータマップ７２１から読み出し、読み出したデューティ値に基づいてＰＷＭ変調された駆動信号Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ４を生成してＨブリッジ回路部５６に供給し、Ｈブリッジ回路部５６内の各アームを構成する電力用スイッチング素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）を介して電動モータ３０へ電力を供給させる。
【０１１４】
Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ソフトスタート制御を終了した時点で、ドア開度指定値（目標値）（８ビットデータ）とドア実開度（現在値）（８ビット）との差が１６以上（目標値−現在値≧１６）である場合は、コントローラ１００側から指定されたデューティ比で電動モータ３０への電力供給を行なう。すなわち、デューティ１００％が設定されているときは、電動モータ３０への電力供給を連続して行なう。デューティ約７０％が設定されているときは、デューティ約７０％でＰＷＭ駆動する。これにより、電動モータ３０へ供給される電力は定格電力（連続通電時の電力）の約７０％に制限される。したがって、電動モータの回転数は定格回転数よりも低くなって、騒音の周波数も低くなる。さらに、騒音レベルも低下する。
【０１１５】
Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ドア開度目標値（８ビットデータ）とドア実開度（現在値）（８ビット）との差が１５以下（目標値−現在値≦１５）になると、ソフトストップ処理を行なう。なお、ソフトストップ処理は、モータのソフトスタート・ソフトストップ制御を行なうように設定されている場合にのみ実行される。
【０１１６】
なお、Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ソフトスタート・ソフトストップ制御を行なわないように設定されている場合には（ビットｄ２，ビットｄ２が０，０の設定、図７参照）、ドア開度目標値（８ビットデータ）とドア実開度（現在値）（８ビット）との差がゼロになるように通常のサーボ制御を実行する。
【０１１７】
図１４はソフトストップ用ＰＷＭデータマップの一例を示す図である。図１１に示したＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７は、ソフトストップ用ＰＷＭデータマップ６７２を備えている。このソフトストップ用ＰＷＭデータマップ６７２には、目標値と現在値との差の絶対値（｜目標値−現在値｜）に対応してデューティ比設定データが予め登録されている。このＰＷＭデータマップ（ＰＷＭデータ格納部）６７２には、デューティ比が１００パーセントの場合のデューティ比指定データのみが格納されている。
【０１１８】
このため、デューティ比が約７０パーセントに設定されている場合には、デューティ比が１００パーセントの場合のデューティ比指定データ（すなわち、ソフトストップ用ＰＷＭデータマップ６７２から読み出したデューティ比指定データ）が、デューティ比約７０パーセントよりも大きい値である場合にはデューティ比約７０パーセントを用いるようにしている。なお、図１４において、目標値と現在値との差の絶対値（｜目標値−現在値｜）の欄で括弧内は１６進表記での表現である。また、出力データ（デューティ比指定データ）は１６進表記である。
【０１１９】
Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ＰＷＭデータマップ６７２から目標値と現在値との差の絶対値（｜目標値−現在値｜）に対応してデューティ比設定データを読み出して、読み出したデューティ値に基づいてＰＷＭ変調された駆動信号Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ４を生成してＨブリッジ回路部５６に供給し、Ｈブリッジ回路部５６内の各アームを構成する電力用スイッチング素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）を介して電動モータ３０へ電力を供給させる。目標値と現在値との差が小さくなるほど、電動モータ３０に供給する電力をより小さくしていくので、目標値またはその近傍に精度良く停止させることができる。また、モータ停止時の騒音を低減することができる。
【０１２０】
図１５はソフトスタート・ソフトストップ制御を行なった場合のモータ起動時からモータ停止時までのデューティ比の変化特性を示すグラフである。ここで、デューティ比と電動モータに供給される電力とは比例関係にあるので、図１５のグラフは電動モータに供給される電力の変化特性を示していることになる。なお、図１５（ａ）はモータ起動時からモータ停止時までのデューティ値の変化特性を示しており、図１５（ｂ）はモータ起動時のソフトスタート制御中にドア開度目標値とドア実開度（現在値）との差の絶対値が所定値以下となっていることによって、ソフトスタート制御の途中からソフトストップ制御に移行した場合のデューティ比の変化特性を示している。
【０１２１】
図１５（ａ）に示すように、ドア開度目標値が設定されると、図１３に示したソフトスタート制御時のデューティ比（ソフトスタート用ＰＷＭデータマップ６７１）に基づいてモータ起動（ソフトスタート制御）がなされる。ドア開度目標値（８ビットデータ）とドア実開度（現在値）（８ビット）との差が１６以上（目標値−現在値≧１６）である間は、設定されたデューティ比で電動モータ３０への電力供給が継続される。例えば、図６（ｂ）に示す４ビットのデューティ比指定データ（Ｄｕ０〜Ｄｕ３）によってデューティ比１００％（Ｄｕｔｙ１６／１６）が設定されている場合は、図１５（ａ）で実線で示すように、デューティ比１００％で電動モータ３０へ電力が供給される（すなわち、モータへの電力供給が制限されない）。デューティ比約７０％（Ｄｕｔｙ１１／１６）が設定されている場合には、図１５（ａ）で点線で示すように、デューティ約７０％を上限として電動モータ３０への電力供給が制限される。
【０１２２】
そして、ドア開度目標値（８ビットデータ）とドア実開度（現在値）（８ビット）との差の絶対値が１５以下（｜目標値−現在値｜≦１５）になった時点から、図１４に示したソフトストップ制御時のデューティ比（ソフトストップ用ＰＷＭデータマップ６７２）に基づいてモータのソフトストップ制御がなされ、モータが停止される。
【０１２３】
なお、図１５（ｂ）に示すように、ソフトスタート制御中にドア開度目標値（８ビットデータ）とドア実開度（現在値）（８ビット）との差の絶対値が１５以下（｜目標値−現在値｜≦１５）になった場合は、その時点からソフトストップ制御に移行して、ソフトストップ制御によってモータを停止させる。
【０１２４】
なお、本実施の形態では、４ビットのデューティ比指定データ（Ｄｕ０〜Ｄｕ３）を用いて１６段階の中から任意のデューティ比を設定できるようにした例について説明したが、５ビットのデューティ比指定データ（Ｄｕ０〜Ｄｕ４）を用いて３２段階の中から任意のデューティ比を設定できるようにしてもよい。
【０１２５】
この場合、ＰＷＭ信号生成用カウンタを５ビット構成として、デューティ比１／３２〜３２／３２の３２段階のＰＷＭ信号を生成できるようにしてもよいし、図１２に示した１６種類のデューティ比のＰＷＭ信号を２変調周期で組合せることで、実質的に３２段階のＰＷＭ信号を生成するようにしてもよい。例えば、Ｄｕｔｙ１５／１６のＰＷＭ信号とＤｕｔｙ１４／１６のＰＷＭ信号とを各変調周期毎に交互に用いることで、Ｄｕｔｙ２９／３２相当のＰＷＭ信号を生成するようにしてもよい。
【０１２６】
なお、デューティ比の設定ができる範囲を例えばデューティ比５０パーセント以上に制限することで、デューティ比５０〜１００パーセントの範囲内で１６段階または３２段階に設定するようにしてもよい。このようにすることで、限られたビット数でデューティ比の変化幅を小さくできる。
【０１２７】
また、デューティ比指定データの替わりにモータ回転速度指定データをＬＩＮ通信処理部６１で受信し、Ｈブリッジ駆動処理部６７は、モータ回転速度指定データに予め対応付けてあるデューティ比を求めて、電動モータ３０へ供給する電力をＰＷＭ制御するようにしてもよい。
【０１２８】
さらに、ＬＩＮ通信処理部６１によってモータ供給電力増加指令またはモータ供給電力減少指令を受信し、Ｈブリッジ駆動処理部６７は、ＰＷＭ信号のデューティ比を１段階ずつ増加または減少させるようにしてもよい。
【０１２９】
また、図７に示したように、データ２フィールドのビットｄ４によってアクチュエータ制御モードを設定した場合には、データ１フィールドではドア開度指定データのみを供給するものとし、データ２フィールドのビットｄ５をデータ１フィールドのデータ種別要求として用いずに、データ２フィールドのビットｄ５を１ビットのデューティ比指定情報とし、このビットｄ５によってデューティ比を２段階に切り替えるようにしてもよい。
【０１３０】
さらに、データ２フィールドのビットｄ４とビットｄ５に２ビットを用いて、例えば、ｄ４＝０，ｄ５＝０でモータ回転速度制御モードおよびデータ１フィールドのデータ種別が回転速度指定情報であると定義し、ｄ４＝０，ｄ５＝１でアクチュエータ制御モードであってデューティ比「高」を指定し、ｄ４＝１，ｄ５＝０でアクチュエータ制御モードであってデューティ比「中」を指定し、ｄ４＝１，ｄ５＝１でアクチュエータ制御モードであってデューティ比「低」を指定するようにしてもよい。
【０１３１】
図１６はこの発明に係るモータ制御装置で電動モータ式アクチュエータを駆動した際の騒音レベルの測定結果を示すグラフである。図１６において、実線はＰＷＭ制御なし（ソフトスタート・ソフトストップ制御なし）の従来の駆動方式の騒音特性である。従来の駆動方式は、ソフトスタート・ソフトストップ制御を行なっていないので、モータ起動時および停止時の騒音レベルが大きい。
【０１３２】
点線は、ＰＷＭ制御あり（ソフトスタート・ソフトストップ制御あり、ソフトスタート制御時間Ｔｓｏｆｔ＝２５０ｍｓ）で、デューティ１００％（モータへの供給電力を制限しない）の条件で駆動した際の騒音特性である。ソフトスタート・ソフトストップ制御を行なうことで、モータ起動時および停止時の騒音レベルは小さくなっている（従来の駆動方式よりも約４ｄＢ減）。
【０１３３】
一点鎖線は、ＰＷＭ制御あり（ソフトスタート・ソフトストップ制御あり、ソフトスタート制御時間Ｔｓｏｆｔ＝２５０ｍｓ）で、デューティ約７０％（モータへの供給電力を制限する）の条件で駆動した際の騒音特性である。ソフトスタート・ソフトストップ制御を行なうことで、モータ起動時および停止時の騒音レベルは小さくなっている（従来の駆動方式よりも約４〜７ｄＢ減）。また、モータへの供給電力を制限しているので、モータ運転中の騒音レベル（定常騒音）が従来方式よりも約２ｄＢ低減されている。モータへの供給電力を制限しているので、モータの回転数が低下し、そのためモータ停止時点が電力を制限しない場合よりも約１秒遅くなっている（モータ運転時間が約１５％増加している）。
【０１３４】
なお、本実施の形態では、モータ制御装置を用いて自動車用空気調和機の各種ドアの開度を制御する例について説明したが、この発明に係るモータ制御装置は、ドアアクチュエータだけでなく制御対象を直線的に移動させるアクチュエータ等を含めた種々の用途に適用することができる。
【０１３５】
また、本実施の形態では、ロジック回路部５５をハードウェァ主体の回路構成とした例を示したが、ロジック回路部５５は１チップマイクロコンピュータ等を用いてプログラム制御でその機能を実現するようにしてもよい。
【０１３６】
図１７はＨブリッジ回路部の構成図である。本実施の形態では、Ｈブリッジ回路部５６は４個のＮチャネルＭＯＳ型トランジスタ（以下、単にトランジスタと記す）５６Ａ〜５６Ｄで構成している。図１１に示したＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７の４つのＰＷＭ信号出力Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ４に基づいて、図１７に示した各トランジスタ５６Ａ〜５６Ｄのゲートをそれぞれ駆動する。
【０１３７】
トランジスタ５６Ａおよびトランジスタ５６Ｄをともに導通状態に制御することで、電動モータ３０の巻線の一方の端子Ｍ＋にバッテリ電源Ｖａｃｃが供給され、電動モータ３０の巻線の一方の端子Ｍ−にグランド電源が供給される。これにより、電動モータ３０は正転駆動される。トランジスタ５６Ｂおよびトランジスタ５６Ｃをともに導通状態に制御することで、電動モータ３０は逆転駆動される。
【０１３８】
本実施の形態では、下側アームのトランジスタ５６Ｄを導通状態に制御し、上側アームのトランジスタ５６Ａの導通期間を制御することで、正転時のＰＷＭ制御を行なうようにしている。下側アームのトランジスタ５６Ｃを導通状態に制御し、上側アームのトランジスタ５６Ｂのを導通期間を制御することで、逆転時のＰＷＭ制御を行なうようにしている。そして、本実施の形態では、下側アームの各トランジスタ５６Ｃ，５６Ｄを共に導通状態に制御し、電動モータ３０の巻線の両端を各トランジスタ５６Ｃ，５６Ｄを介して短絡することで回生ブレーキをかけるようにしている。なお、上側アームの各トランジスタ５６Ａ，５６Ｂを共に導通状態に制御することで、回生ブレーキをかけるようにしてもよい。
【０１３９】
図１８はこの発明に係るモータ制御装置の減速時（ソフトストップ）の動作を示す図である。図１８は正転状態での減速制御（ソフトストップ）を示している。ここでは、説明の都合上、制御対象の現在値が目標値に近づくにつれて、デューティ比が１２／１６から４／１６へ減少するケースを例示している。なお、図中の符号ＴはＰＷＭ周期（変調周期）である。本実施の形態では、ＰＷＭ周期Ｔは５００μＳ（５００マイクロ秒）程度としている。図中の符号Ｂはブレーキ期間、符号Ｄはモータを回転駆動している期間である。
【０１４０】
図１８（ｂ）に示すように上側アームのトランジスタ５６Ｂをオフ（非導通）状態とし、図１８（ｄ）に示すように下側アームのトランジスタ５６Ｄを導通状態とし、図１８（ａ）に示すように、上側アームのトランジスタ５６Ａをデューティ比に対応してオン（導通）状態／オフ（非導通）状態にスイッチング駆動する。上側アームのトランジスタ５６Ａがオフ（非導通）状態となるタイミングで、図１８（ｃ）に示すように、下側アームのトランジスタをオン（導通）状態にする。図１８（ｅ）に示すように、下側アームのトランジスタがオン（導通）状態になっている間がブレーキ期間（Ｂ）となる。上側アームのトランジスタ５６Ａがオン（導通）状態となっている間が回転駆動期間（Ｄ）となる。
【０１４１】
なお、図１８では、トランジスタ５６Ａがオフするタイミングとトランジスタ５６Ｃがオンするタイミングが一致するよう示されているが、上側アームのトランジスタ５６Ａと下側アームのトランジスタ５６Ｃとが同時にオン状態になると電源間短絡となり過大な電流が流れる。このため、トランジスタ５６Ａがオフしてからトランジスタ５６Ｃがオンするようにデッドタイムが設けられている。同様の理由で、トランジスタ５６Ｃがオフ状態となってからトランジスタ５６Ａがオン状態となるようにデッドタイムが設けられている。
【０１４２】
図１８（ｅ）に示すように、電動モータ３０の回転駆動とブレーキとを交互に繰り返すとともに、ＰＷＭ周期（変調周期）Ｔ内でのブレーキ期間（Ｂ）の比率を増加させていくことで、制御対象が目標位置に達するまでには減速が十分になされる。このため、停止位置精度が向上される。また、停止時の騒音を低減できる。なお、高い停止精度が要求されない場合や騒音の問題が生じない場合等では、減速時（ソフトストップ制御時）のブレーキ制御を行なわないようにしてもよい。
【０１４３】
図１９はこの発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットの回路構成の一具体例を示す図である。図１９に示すファン駆動ユニットは、モータ制御ＩＣ５００を備えるモータ制御回路５０とファン駆動回路４０とからなる。
【０１４４】
ファン駆動回路４０は、ファンモータ９を駆動するｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４１と、ＭＯＳＦＥＴ４１のソースとグランドとの間に介設された低抵抗値（例えば０．５オーム以下）のモータ電流検出用抵抗Ｒ４１と、モータ制御ＩＣ５００のＨブリッジ回路５５の出力端子Ｍ＋とＭＯＳＦＥＴ４１のゲートとの間に介設されたゲート抵抗Ｒ４２と、ＭＯＳＦＥＴ４１のゲートとグランドとの間に介設されたプルダウン抵抗Ｒ４３と、ファンモータ９に並列接続された環流用ダイオードＤ４１と、バッテリ電源Ｖａｃｃとグランドとの間に介設された電源安定化用コンデンサＣ４１と、モータ電流検出用抵抗Ｒ４１の両端に発生したモータ電流に対応した電圧を直流増幅する直流増幅器４２とからなる。
【０１４５】
ファンモータ９の一方の巻線端子はバッテリ電源Ｖａｃｃに接続され、他方の巻線端子はＭＯＳＦＥＴ４１のドレインに接続されている。環流用ダイオードＤ４１のアノードはＭＯＳＦＥＴ４１のドレイン側に接続され、環流用ダイオードＤ４１のカソードはバッテリ電源Ｖａｃｃに接続されている。直流増幅器４２の出力はモータ制御ＩＣ５０のＡ／Ｄ変換部５９の入力端子Ｖｐｂｒに供給される。モータ制御ＩＣ５０の安定化電源Ｖｒｅｆの出力端子ＶＲから供給される５ボルトの安定化電源Ｖｒｅｆを直流増幅器４２の電源として利用している。
【０１４６】
モータ制御ＩＣ５０内のＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７は、制御モード指定要求Ｓｍｏｄｅによってモータ回転速度制御モードが設定された場合は、図１７に示すＨブリッジ回路部５６内の一方の上アームを構成するトランジスタ５６ＡをＰＷＭ出力信号Ｏｕｔ１に基づいて駆動し、他のトランジスタ５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄをオフ状態に駆動する。
【０１４７】
Ｈブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７は、デューティ比指定データまたはモータ回転速度指定データもしくはモータ供給電力増加／減少指令によって設定されたデューティ比のＰＷＭ信号を生成して、Ｈブリッジ回路部５６内のトランジスタ５６Ａを駆動する。したがって、Ｈブリッジ回路部５６内のトランジスタ５６Ａの出力に基づいてＭＯＳＦＥＴ４１をスイッチング駆動することで、設定されたデューティ比でファンモータ（ブロアファンモータ）９をＰＷＭ制御で運転することができる。
【０１４８】
したがって、上位装置であるコントローラ１００は、デューティ比指定に係る情報（デューティ比指定データまたはモータ回転速度指定データもしくはモータ供給電力増加／減少指令）をファン駆動ユニットＦＡＮ側へ供給することで、ファンモータ（ブロアファンモータ）９の回転速度を可変制御することができる。
【０１４９】
モータ電流検出用抵抗Ｒ４１の両端に発生したモータ電流に対応した電圧は、直流増幅器４２で直流増幅されて、モータ制御ＩＣ５００内のＡ／Ｄ変換部５９でモータ電流に対応したデジタルデータに変換される。過電流・過温度・過電圧処理部７２は、制御モード指定要求Ｓｍｏｄｅによってモータ回転速度制御モードが設定された場合は、フィルタ処理部６８を介して出力されるモータ電流に対応したデジタルデータに基づいてファンモータ９に流れる電流を監視し、予め設定した許容値を越えたときには過電流検出情報を動作許可／禁止信号処理部６６へ供給し、動作許可／禁止信号処理部６６を介してＨブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）６７の動作を停止させる。これにより、ファンモータ９の運転が停止される。
【０１５０】
ＬＩＮ通信処理部６１は、過電流検知フラグをセットするとともにモータ停止中フラグをセットする。ＬＩＮ通信処理部６１は、コントローラ１００側から送信要求が出された際に、過電流検知フラグを含む各種情報を送信するので、コントローラ１００側は過電流検知によってファンモータ９の運転が停止されていることを認識することができる。したがって、コントローラ１００側は、ファン駆動ユニットＦＡＮ側の障害や異常発生に対して必要な処置を迅速にとることができる。
【０１５１】
また、ＬＩＮ通信処理部６１は、制御モード指定要求Ｓｍｏｄｅによってモータ回転速度制御モードが設定されている状態では、モータ電流値に対応したデータをデータ１フィールドを用いてコントローラ１００側へ供給する。したがって、コントローラ１００側はモータ電流値に対応したデータに基づいてファン駆動ユニットＦＡＮ側の動作を監視することができ、また、モータ電流値に対応したデータに基づいてファンモータ９の回転速度を推定することができる。
【０１５２】
図２０はこの発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットの他の回路構成を示す図である。図２０に示すファン駆動回路４０Ａは、モータ制御ＩＣ５００のＨブリッジ回路部５６内のトランジスタ５６Ａによってファンモータ９を直接駆動するようにしたものである。Ｈブリッジ回路部５６内のトランジスタ５６Ａがファンモータ９を直接駆動できる能力を有する場合には、図２０に示すように、ファンモータ９を直接駆動するようにしてもよい。なお、図２０において、Ｄ４２，Ｄ４３は環流用ダイオードである。モータ制御ＩＣ５００内のトランジスタでファンモータ９を直接駆動するようにした場合、モータ制御ＩＣ５００の消費電力が大きくなる。そこで、ファンモータ９の運転に伴って発生する空気流でモータ制御ＩＣ５００を強制空冷するようにしてもよい。
【０１５３】
図２１はこの発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットのさらに他の回路構成を示す図である。図２１に示すファン駆動回路４０Ｂは、ＰＮＰ型トランジスタＱ４０を介してＭＯＳＦＥＴ４０を駆動するようにしたものである。モータ制御ＩＣ５００内のＨブリッジ駆動処理部６７は、デューティ比指定データまたはモータ回転速度指定データもしくはモータ供給電力増加／減少指令によって設定されたデューティ比のＰＷＭ信号を生成して、Ｈブリッジ回路部５６内の他方の下型アームのトランジスタ５６Ｄを駆動する構成としている。
【０１５４】
このような場合、Ｈブリッジ回路部５６の出力端子Ｍ−を用いて、ベース抵抗Ｒ４５を介してＰＮＰ型トランジスタＱ４０のベース電流をスイッチングさせ、ＰＮＰ型トランジスタＱ４０のコレクタ電流をゲート抵抗Ｒ４２を介してＭＯＳＦＥＴ４１のゲートへ供給することでＭＯＳＦＥＴ４１をスイッチングさせて、ファンモータ９をＰＷＭ制御で駆動する。なお、Ｒ４４はＰＮＰ型トランジスタＱ４０のエミッタ−ベース間抵抗である。
【０１５５】
図２２はこの発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットの他の回路構成を示す図である。図２２に示すファン駆動回路４０Ｃは、モータ制御ＩＣ５００によってファンモータ９を直接駆動するようにしたものである。Ｈブリッジ回路部５６内のトランジスタ５６Ｄがファンモータ９を直接駆動できる能力を有する場合には、図２２に示すように、Ｈブリッジ回路部５６の出力端子Ｍ−を介してファンモータ９を直接駆動するようにしてもよい。
【０１５６】
Ｈブリッジ回路部５６内のトランジスタ５６Ｄがファンモータ９を直接駆動できる能力を有する場合には、モータ制御ＩＣ５００内の過電流・過温度検出回路５８によってファンモータ９の過電流を検出することができるので、電流検出回路を別途設ける必要がなくなる。なお、モータ制御ＩＣ５００内の過電流・過温度検出回路５８によってファンモータ９の過電流を検出する場合には、制御モード指定要求Ｓｍｏｄｅによってモータ回転速度制御モードが設定されたときには、過電流判定のしきい値を変更したり、モータ電流の検出比率を変更したりするのが望ましい。
【０１５７】
図２３はこの発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットの他の回路構成を示す図である。図２２に示すファン駆動回路４０Ｄは、図２１に示したファン駆動ユニット４０Ｃに、ファンモータ９の回転速度を検出して回転速度に応じた電圧信号を出力する回転速度検出部４３を併設し、回転速度検出部４３の出力をモータ制御ＩＣ５０のＡ／Ｄ変換部５９の入力端子Ｖｐｂｒに供給するようにしたものである。ファンモータ９の回転速度を検出できるようにした場合には、コントローラ１００側からデータ１フィールドを用いて目標回転速度データをファン駆動ユニット４０Ｄへ供給し、ファン駆動ユニット４０Ｄは実際に検出したファンモータ９の回転速度が目標回転速度となるようにフィードバック制御を行なう構成をとることができる。なお、モータ制御ＩＣ５０の安定化電源Ｖｒｅｆの出力端子ＶＲから供給される５ボルトの安定化電源Ｖｒｅｆを回転速度検出部４３の電源として利用している。
【０１５８】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明に係るモータ制御装置は、上位装置から供給されるデューティ指定情報に基づいてＨブリッジ回路部を介してモータに供給する電力をＰＷＭ制御することができ、これによりデューティ指定情報に基づいてモータの回転速度を制御することができる。よって、小型のモータを駆動する場合には、モータへ供給する電力を定格電力を低減することで、小型のモータの回転数を低下させて、モータの運転に伴って発生する騒音の周波数を低くすることができる。これにより、他の電動モータ式アクチュエータが発生する騒音の周波数と小型のモータを採用した電動モータ式アクチュエータが発生する騒音の周波数とを略一致させることができる。よって、騒音の周波数が異なることで聴感フィーリングが悪くなることや使用者等に違和感を与えることを解消できる。また、電動モータ式アクチュエータで駆動される負荷が軽い場合には、モータへ供給する電力を低下させることで、節電を図ることができる。さらに、モータへ供給する電力を低下させることで、電動モータ式アクチュエータが発生する騒音のレベルを低下させることができる。
【０１５９】
この発明に係るモータ制御装置は、上位装置によってアクチュエータ位置制御モードが指定された場合には、電動モータ式アクチュエータによって駆動される制御対象の位置が目標位置となるようにモータの回転方向およびモータの起動・停止を制御することができる。また、この発明に係るモータ制御装置は、上位装置によってモータ回転速度制御モードが指定された場合には、モータの回転速度を制御することができる。したがって、この発明に係るモータ制御装置は、例えば車両用空気調和装置の各種ドアアクチュエータの駆動用としても、また、ファンモータの駆動用としても用いることができる。１つのモータ制御装置をアクチュエータ位置制御とモータ回転速度制御モードとの双方に共通に使用できるため、例えば車両用空気調和装置等においては通信制御処理が共通化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るモータ制御装置を適用した自動車用空気調和装置（カーエアコン）の全体構成を模式的に示した図である。
【図２】この発明に係るモータ制御装置を適用した自動車用空気調和装置（カーエアコン）の通信システムの構成を示す図である。
【図３】ＬＩＮ通信規格の１フレームのデータ構造を示す図である。
【図４】ＬＩＮ通信規格の１フレーム内の各フィールドのデータ構造を示す図（その１）である。
【図５】ＬＩＮ通信規格の１フレーム内の各フィールドのデータ構造を示す図（その２）である。
【図６】受信動作モードにおけるデータ１フィールドの内容の一例を示す図である。
【図７】受信動作モードにおけるデータ２フィールドの内容の一例を示す図である。
【図８】送信動作モードにおけるデータ１フィールドの内容の一例を示す図である。
【図９】送信動作モードにおけるデータ２フィールドの内容の一例を示す図である。
【図１０】この発明に係るモータ制御装置を備えたドアアクチュエータユニットのブロック構成を示す図である。
【図１１】モータ制御回路を構成するモータ制御ＩＣ内のロジック回路部の一具体例を示す図である。
【図１２】ＰＷＭ制御によって電動モータへ供給する電力を１６段階に切り替える例を示す図である。
【図１３】モータ起動時のソフトスタート用ＰＷＭデータマップの一例を示す図である。
【図１４】ソフトストップ用ＰＷＭデータマップの一例を示す図である。
【図１５】ソフトスタート・ソフトストップ制御を行なった場合のモータ起動時からモータ停止時までのデューティ比の変化特性を示すグラフである。
【図１６】この発明に係るモータ制御装置で電動モータ式アクチュエータを駆動した際の騒音レベルの測定結果を示すグラフである。
【図１７】Ｈブリッジ回路部の構成図である。
【図１８】この発明に係るモータ制御装置の減速時（ソフトストップ）の動作を示す図である。
【図１９】この発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットの回路構成の一具体例を示す図である。
【図２０】この発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットの他の回路構成を示す図である。
【図２１】この発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットのさらに他の回路構成を示す図である。
【図２２】この発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットのさらに他の回路構成を示す図である。
【図２３】この発明に係るモータ制御装置を備えたファン駆動ユニットのさらに他の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１空気調和装置本体
７インテークドア
１３ミックスドア
１８デフドア
１９ベントドア
２０フットドア
３０モータ（電動モータ）
３０Ａ電動モータ式アクチュエータ
３１ポテンショメータ
４０ファン駆動回路
４１ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ
５０モータ制御回路
５００モータ制御ＩＣ
５３ＬＩＮ入出力回路
５４ＩＤ入力回路
５５ロジック回路部
５６Ｈブリッジ回路部
５７過電圧検出回路
５８過電流・過温度検出回路
５９Ａ／Ｄ変換部
６１ＬＩＮ通信処理部
６７Ｈブリッジ駆動処理部（ＰＷＭ制御部）
１００コントローラ
１０１エアコン制御回路
１０２制御回路
１１０操作パネル
Ｆ／Ｒインテークドアアクチュエータユニット
ＭＩＸミックスドアアクチュエータユニット
ＭＯＤＥモードドアアクチュエータユニット
Ｍ＋，Ｍ− Ｈブリッジ回路部の出力端子（モータ接続端子）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor control device having a serial data communication function, and more particularly, to PWM control of electric power supplied to a motor based on PWM control duty designation information and motor rotation speed designation information supplied from a host device. The present invention relates to a motor control device adapted to perform a control of a position of an object to be controlled and a motor control device applicable to a rotation speed control for controlling a motor rotation speed.
[0002]
[Prior art]
For various doors disposed in an air conditioning unit for an automobile, a motor for driving the door, a position detection unit that outputs the current position of the door as a voltage, and a given target position data and position detection unit are provided. A plurality of actuators of the same type provided with a control unit that controls the motor based on the output and the like, provided in an air conditioning system for automobiles in which the plurality of actuators of the same type were integrated and controlled by control means using serial communication. The control means also performs serial communication with a drive circuit that drives a blower fan motor provided in the air conditioning unit, and when the target value of air volume control is given by the control means, the drive circuit actually The voltage applied to the blower fan motor is controlled so that the applied voltage matches the target value given by the control means. Automotive air conditioning system having a control unit are known from the prior (e.g., see Patent Document 1).
[0003]
In a multiplex communication device in which first communication control means and second communication control means having a motor are connected by a communication line, the first communication control means sets a target position of the motor based on a predetermined transmission format. A second communication control means for receiving a pulse signal on the communication line, a decoder for decoding a reception signal obtained by the reception means to obtain a target position, Pulse extracting means for extracting a predetermined pulse from the received signal obtained by the receiving means, position detecting means for outputting the current position of the motor, and motor controlling means for controlling the motor so that the current position matches the target position A multiplex communication apparatus has been known in which the motor control means performs duty control of the motor by the pulse extracted by the pulse extraction means. The first communication control device controls the duty ratio by changing the width of a predetermined pulse in the transmission format (see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-48741 (Claims, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-8-186881 (Claims, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art In an air conditioner for a vehicle (car air conditioner) or the like, an electric motor type actuator is provided corresponding to various doors (for example, an intake door, an air mix door, a mode door, etc.). The torque and the like required to open and close the door differ depending on the type of the door. For this reason, a motor (DC motor) having a motor output enough to drive a door with a heavy load is used.
[0006]
Therefore, it is conceivable to reduce the size and cost of the electric motor actuator by using a small motor having a small rated output for a lightly loaded door. However, many small motors have a large rated rotation speed and a high frequency of motor operation noise (noise). Further, some small motors not only increase the frequency of the motor operation sound (noise) due to the high rotation speed, but also have a high level (noise level).
[0007]
For this reason, the frequency of the noise during the operation of the actuator may differ depending on the difference in the motor. If the noise frequency changes or noises of two kinds of frequencies are generated at the same time depending on the operation states of the plurality of actuators, there is a possibility that a user or the like may feel uncomfortable.
[0008]
Therefore, an electric motor type actuator employing a small motor is provided with a voltage regulating circuit or the like for reducing the voltage (or power supplied) to the motor, and the motor supply voltage (or power supplied) is reduced. It is conceivable to reduce the number of rotations of the motor to lower the noise frequency during motor operation. However, the addition of the voltage regulation circuit and the like not only increases the cost, but also requires a mounting space. Therefore, the size of the electric motor type actuator cannot be reduced as expected.
[0009]
As described above, in the conventional configuration in which one type of electric motor type actuator is provided for each door, a motor having a motor output sufficient to drive a heavy load door is used. For this reason, when opening and closing a lightly loaded door, more electric power may be supplied to the motor than necessary. When driving a light load with an actuator provided with a motor having a relatively large motor output, the power supplied to the motor may be reduced to reduce the power consumption in some cases.
[0010]
As described in Patent Literature 1, the applied voltage of the blower fan motor can be controlled steplessly using a custom IC suitable for driving an electric motor type actuator. However, if a MOSFET is connected in series to the blower fan motor and the MOSFET is operated in the active region to control the applied voltage of the blower fan motor steplessly, unnecessary power consumption may occur in the MOSFET. There is.
[0011]
Therefore, it is conceivable to control the rotation speed of the motor by performing PWM control on the electric power supplied to the motor. In this case, the duty ratio of the PWM control is specified from the host device such as the control means to the actuator drive circuit side and the blower fan drive circuit side. In the conventional method of controlling the duty ratio by changing the pulse width of the predetermined pulse signal, the range in which the duty ratio can be specified may be narrow, or the duty ratio may not be specified accurately.
[0012]
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a motor control device capable of performing PWM control on electric power supplied to a motor based on duty designation information supplied from a host device or the like by serial data communication. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide a motor control device capable of controlling the rotation speed of a motor based on motor rotation speed designation information supplied from a host device or the like by serial data communication. A further object of the present invention is to provide a motor control device which can be suitably used for driving an electric motor type actuator and for driving a fan motor and the like.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a motor control device according to the present invention includes a reception processing unit that receives information addressed to a self-address supplied from a higher-level device via a serial data communication unit, and a reception processing unit that receives information received by the reception processing unit. An H-bridge drive processing unit that generates a PWM signal having a duty ratio designated by the duty designation information contained therein and drives each switching element forming the H-bridge circuit unit.
[0014]
A motor control device according to the present invention generates a PWM signal having a designated duty ratio based on duty designation information supplied from a host device, and drives a switching element of each arm constituting an H-bridge circuit unit. Therefore, the power supplied to the motor via the H-bridge circuit can be PWM controlled. Thereby, the rotation speed of the motor can be controlled based on the duty designation information.
[0015]
Therefore, when the motor control device according to the present invention is used for drive control of an electric motor type actuator having a small motor, the duty ratio in the PWM control is set to, for example, 90%, and the power supplied to the motor is set to be smaller than the rated power. By reducing about 10%, the number of rotations of the small motor can be reduced, and the frequency of the noise generated with the operation of the motor can be reduced. Thus, the frequency of the noise generated by the other electric motor-type actuator and the frequency of the noise generated by the electric motor-type actuator employing a small-sized motor can be made to substantially match. Therefore, it is possible to prevent the audible feeling from being deteriorated due to the difference in the frequency of the noise, and the user or the like from feeling uncomfortable.
[0016]
In addition, when the load driven by the electric motor type actuator is light, power consumption can be reduced by reducing the power supplied to the motor. Further, by reducing the power supplied to the motor, the level of noise generated by the electric motor type actuator can be reduced.
[0017]
Further, a motor control device according to the present invention includes a reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from a higher-level device via a serial data communication unit, and is included in the information received by the reception processing unit. An H-bridge drive processing unit that sets a duty ratio based on at least one-bit motor rotation speed designation information, generates a PWM signal of the set duty ratio, and drives each switching element included in the H-bridge circuit unit. .
[0018]
Since the motor control device according to the present invention sets the duty ratio based on at least one bit of the motor rotation speed designation information supplied from the host device, the power supplied to the motor can be switched in at least two stages. Thus, the motor rotation speed can be changed in at least two stages. Two types of duty ratios, for example, 100% and about 82% can be switched based on 1-bit motor rotation speed designation information. Further, four types of duty ratios (for example, 100%, about 94%, about 88%, and about 82%) can be selectively switched based on 2-bit motor rotation speed designation information. Further, eight types of duty ratios can be selectively switched based on 3-bit motor rotation speed designation information. Thereby, the rotation speed of the motor can be switched in multiple stages.
[0019]
Further, a motor control device according to the present invention includes a reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from a higher-level device via a serial data communication unit, and is included in the information received by the reception processing unit. A duty ratio is increased or decreased by a preset value based on a motor supply power increase request or a motor supply power decrease request, a new duty ratio is set, and a PWM signal having the set duty ratio is generated to generate an H bridge circuit unit. And an H-bridge drive processing unit that drives each switching element constituting
[0020]
A motor control device according to the present invention sets a new duty ratio by increasing or decreasing a duty ratio by a preset value based on a motor supply power increase request or a motor supply power decrease request supplied from a host device, The power supplied to the motor at the set duty ratio can be PWM controlled. For example, when the duty ratio change width is set to, for example, 2.5%, the duty ratio can be increased or decreased in 2.5% units. Therefore, the host device can increase the duty ratio stepwise, for example, from 75% to 77.5% to 80% by transmitting the motor supply power increase request a plurality of times at appropriate time intervals. By transmitting the motor supply power increase request a plurality of times, the duty ratio can be gradually reduced. Thereby, the rotation speed of the motor can be changed stepwise.
[0021]
Further, a motor control device according to the present invention includes a reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from a higher-level device via a serial data communication unit, and is included in the information received by the reception processing unit. The motor rotation speed designation information is compared with the motor rotation speed signal supplied from the motor rotation speed detection unit to set the duty ratio of the PWM signal, and the PWM signal having the set duty ratio is generated to configure the H bridge circuit unit. And an H-bridge drive processing unit for driving each switching element.
[0022]
The motor control device according to the present invention can perform feedback control of the actual motor rotation speed so that the motor rotation speed is specified by the host device.
[0023]
Further, a motor control device according to the present invention includes a reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from a higher-level device via a serial data communication unit, and is included in the information received by the reception processing unit. When the actuator position control mode is specified based on the control mode specification information, the target position specification information of the control target included in the information received by the reception processing unit and the current position information supplied from the position detection unit of the control target. The position information is compared with each other, each switching element constituting the H-bridge circuit is driven based on the comparison result, and the motor rotation speed is determined based on the operation mode designation information included in the information received by the reception processing unit. When the control mode is designated, the H-bridge circuit is controlled based on the designated information on the motor rotation speed included in the information received by the reception processing unit. Comprising an H-bridge driving processing unit for driving the switching elements constituting the.
[0024]
The motor control device according to the present invention is configured such that, when an actuator position control mode is designated by a higher-level device, the rotation direction of the motor and the motor are controlled so that the position of the control target driven by the electric motor type actuator is the target position. Start / stop can be controlled. Further, the motor control device according to the present invention can control the rotation speed of the motor when the motor rotation speed control mode is designated by the host device. Therefore, the motor control device according to the present invention can be used, for example, for driving various door actuators of a vehicle air conditioner and for driving a fan motor. Since one motor control device can be commonly used for both the actuator position control and the motor rotation speed control mode, the communication control process can be shared in, for example, an air conditioner for a vehicle. Further, when the motor control device is configured by a dedicated IC (custom IC), it is possible to obtain an economic merit (cost reduction) accompanying an increase in the number of dedicated ICs (custom ICs).
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0026]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an air conditioner for a vehicle (car air conditioner) to which a motor control device according to the present invention is applied. The automotive air conditioner includes an air conditioner body 1, a fan drive unit FAN, door actuator units MIX, MODE, F / R, a controller 100, and an operation panel 110.
[0027]
The air conditioner main body 1 includes an intake unit 2 for selectively taking in outside air or inside air, a cooling unit 3 for cooling intake air, and a heater unit for blowing the conditioned air into a vehicle compartment after adjusting the temperature of the intake air. 4
[0028]
The intake unit 2 is provided with an outside air intake 5 and an inside air intake 6, and at a connection portion between these intakes 5 and 6, an intake door 7 for adjusting a ratio of outside air and inside air taken into the unit is rotated. It is provided freely. The intake door 7 is rotated by an intake door actuator unit F / R.
[0029]
The intake unit 2 includes a fan (blower fan) 10 rotated at a predetermined speed by a fan motor 9. The rotation of the fan 10 selectively sucks outside air or inside air from the outside air intake 5 or the inside air intake 6 depending on the position of the intake door 7, respectively. By changing the rotation speed, the amount of air blown into the vehicle compartment is adjusted. The rotation of the fan motor 9 is controlled by the fan drive unit FAN. When the intake door 7 is at the position A in the drawing, the outside air is introduced (FRE), and when the intake door 7 is at the position B in the drawing, the inside air circulation (REC) is performed.
[0030]
An evaporator 11 constituting a refrigeration cycle is provided in the cooling unit 3. The refrigerant is supplied to the evaporator 11 by operating a compressor (not shown), and the intake air is cooled by heat exchange with the refrigerant.
[0031]
A heater core 12 through which engine cooling water is circulated is provided in the heater unit 4, and the ratio of the amount of air passing through the heater core 12 to the amount of air bypassing the heater core 12 is provided upstream of the heater core 12. A mix door 13 for adjustment is provided rotatably. The mix door 13 is rotated by a mix door actuator unit MIX. By changing the opening of the mix door 13, the mixing ratio of the warm air heated by the heat exchange with the engine cooling water through the heater core 12 and the unheated cool air bypassing the heater core 12 is varied. The temperature of the air blown out is adjusted.
[0032]
The temperature-controlled air is supplied into the vehicle cabin through one of the differential outlet 15, vent outlet 16, and foot outlet 17. A differential door 18, a vent door 19, and a foot door 20 are rotatably provided at these outlets 15 to 17, respectively. The differential door 18, the vent door 19, and the foot door 20 (collectively referred to as a mode door) are rotated by a mode door actuator unit MODE. The blowing mode is arbitrarily set by combining the open / close states of the outlets 15 to 17. In FIG. 1, only one mode door actuator unit MODE is shown for convenience of illustration, and the other two are not shown.
[0033]
Each of the actuator units MIX, MODE, F / R includes an electric motor type actuator 30A, a potentiometer 31 whose resistance value changes in conjunction with rotation of an actuator lever 30L, and a motor constituted by a dedicated IC (custom IC). The control circuit 50 is assembled in a case (housing).
[0034]
The electric motor type actuator 30A includes an electric motor 30, a worm 30c mounted on an output shaft 30b of the electric motor 30, a reduction gear train mechanism 30e meshed with the worm 30c, and a worm 30c and a reduction gear train mechanism 30e. And an actuator lever 30L that is turned.
[0035]
By transmitting the rotation of the actuator lever 30L to, for example, the intake door 7 via a link mechanism (not shown), the intake door 7 is rotated. The potentiometer 31 outputs a voltage corresponding to the turning position of the door (actual opening of the door).
[0036]
The fan drive unit FAN includes a motor control circuit 50 composed of a dedicated IC (custom IC) and a fan drive circuit 40 housed in a case. The motor control circuit 50 is the same as that provided in each of the actuator units MIX, MODE, and F / R.
[0037]
Each of the actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN includes a three-terminal connector. Each actuator unit MIX, MODE, F / R and fan drive unit FAN and the controller (upper device) 100 are connected by a three-core cable of a power line, a ground (GND) line, and a data line (BUS). You.
[0038]
The operation panel 110 includes various operation switches and various indicators. The operation panel 110 and the controller 100 are connected by a three-core cable. Power is supplied from the controller 100 to the operation panel 110, and serial data communication is performed between the controller 100 and the operation panel 110. When an operation switch or the like is operated, the operation panel 110 supplies operation input information to the controller 100 side.
[0039]
An air conditioner control circuit 101 constituting the controller 100 controls the operation of the air conditioner (air conditioner) based on an operation input from an operation panel 110 and an input from various temperature sensors (not shown), and is provided on the operation panel 110. Operating status and the like are displayed on various displays.
[0040]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a communication system of an automobile air conditioner (car air conditioner) to which the motor control device according to the present invention is applied. As shown in FIG. 2, power is supplied from the controller 100 to each of the actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN.
[0041]
Bidirectional serial data communication is performed between the controller 100 and each of the actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN via a data line (BUS) by a start-stop synchronization method. The communication protocol is based on LIN (Local Interconnect Network).
[0042]
The data line (BUS) is pulled up to a positive power supply via a pull-up resistor (for example, 1 kOhm) R and a backflow prevention diode D in the data input / output circuit 102 on the controller 100 side. Data is transmitted by switching the NPN transistor Q whose emitter is grounded based on the transmission data signal output from the transmission data output terminal TXO of the air conditioner control circuit 101. The data is received by performing a binary decision on the voltage of the data line (BUS) supplied to the reception data input terminal RXI based on a predetermined voltage threshold.
[0043]
In this serial data communication, the controller 100 is on the master side, and the actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN are on the slave side. The slave detects a start bit for synchronizing characters and generates a bit clock for reading bit information.
[0044]
An air conditioner control circuit 101 constituting the controller 100 controls the overall operation of the air conditioner (air conditioner) based on an operation input from the operation panel 110 shown in FIG. 1 and an input from various temperature sensors (not shown) and the like. The operation state and the like are displayed on various displays provided on the operation panel 110.
[0045]
The air conditioner control circuit 101 controls operation of each actuator unit MIX, MODE, F / R by transmitting command data such as door opening target value data to each actuator unit MIX, MODE, F / R. Further, the air conditioner control circuit 101 requests each actuator unit MIX, MODE, F / R to transmit information on an operation state and the like, and receives the information to operate each actuator unit MIX, MODE, F / R. Monitor and diagnose conditions.
[0046]
The air conditioner control circuit 101 controls the rotation speed of the fan motor 9 by transmitting command data relating to the operation of the fan motor to the fan drive unit FAN. In addition, the air conditioner control circuit 101 requests the fan drive unit FAN to transmit information on an operation state and the like, and receives and receives the information to monitor or diagnose the operation state of the fan drive unit FAN.
[0047]
The actuator units MIX, MODE, F / R and fan drive unit FAN are assigned different identification (ID) codes (addresses).
[0048]
FIG. 3 is a diagram showing a data structure of one frame of the LIN communication standard, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing a data structure of each field in one frame of the LIN communication standard. As shown in FIG. 3, one frame of the LIN communication standard includes a sync break field (Synch Break), a sync field (Synch), an ID field (ID), a data 1 field (DATA1), a data 2 field (DATA2), and a check. And a sum field (Checksum).
[0049]
As shown in FIG. 4A, the sync break field is configured to remain at the L level for at least the 13-bit period and then to the H level for at least the 1-bit period. This sync break field is used for frame synchronization.
[0050]
As shown in FIG. 4B, the sync field includes a start bit, data of “55” H in hexadecimal notation as a bit synchronization signal, and a stop bit for at least one bit period. This sync field is used for bit synchronization.
[0051]
As shown in FIG. 4C, an ID field is used to set a start bit, a 4-bit identification (ID) code (ID0 to ID3) for selecting and specifying a communication partner, and a transmission / reception mode on the slave side. , A 2-bit reception request / transmission request (ID4, ID5), 2-bit parity check data (P0, P1), and a stop bit of at least one bit period.
[0052]
In the present embodiment, one of the door actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN is specified by the ID field, and the operation mode after the DATA1 field is specified. Specifically, the reception operation mode in which the actuator unit MIX, MODE, F / R or the fan drive unit FAN on the slave side receives various commands from the controller 100 on the master side in the data 1 field and the data 2 field. Or a transmission operation mode in which the operation state of the actuator units MIX, MODE, F / R or the fan drive unit FAN is transmitted to the controller 100 side.
[0053]
As shown in FIG. 5D, one data field includes a start bit, 8-bit data (D0 to D7), and a stop bit for at least one bit period. In the present embodiment, when a reception request is specified in the ID field, the controller 100 supplies door opening specification data (target value data) to the actuator units MIX, MODE, and F / R using the data 1 field. At the same time, it supplies duty ratio designation data for PWM control as needed. Whether the data in the data 1 field is the door opening degree designation data or the data relating to the designation of the duty ratio or the like is designated in the data 2 field. Further, the controller 100 supplies data relating to the duty ratio designation of the PWM control or data relating to the designation of the motor rotation speed to the fan drive unit FAN.
[0054]
When a transmission request is specified in the ID field, the actuator units MIX, MODE, and F / R transmit the current door opening data (current position data) in the data 1 field. When a transmission request is specified in the ID field, the fan drive unit FAN transmits data corresponding to the current value of the fan motor 9.
[0055]
As shown in FIG. 5E, the data 2 field includes a start bit, 8-bit data (d0 to d7), and a stop bit for at least one bit period. In the present embodiment, when a reception request is specified in the ID field, the controller 100 sends a communication error flag clear request to the actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN using the data 2 field. , Diagnosis flag clear request, motor start / stop operation condition setting request (soft start / soft stop control request and soft start time setting request), data 1 field data type setting request, motor emergency stop request, motor forced operation Provides various commands such as requests.
[0056]
The actuator units MIX, MODE, F / R and the fan drive unit FAN side (slave side) use an overcurrent detection flag, a motor stop flag, and a motor positive signal in the data 2 field when a transmission request is specified in the ID field. It supplies information on the operation state and abnormality detection, such as a rotation flag, a motor reverse rotation flag, a reception ID parity error flag, an over temperature detection flag, a reception sum check error flag, an over voltage detection flag, and the like.
[0057]
As shown in FIG. 5F, the checksum field includes a start bit, 8-bit data (C0 to C7), and a stop bit for at least one bit period. In this embodiment, data of the data 1 field and the data 2 field are added as the checksum data, and 8-bit inverted data obtained by adding the carry of the addition result is transmitted.
[0058]
FIG. 6 is a diagram showing an example of the contents of the data 1 field in the reception operation mode. As shown in FIG. 6A, the door opening designation data (DK0 to DK7) is supplied as 8-bit data. As shown in FIG. 6B, when the lower three bits D0, D1, and D2 are "0, 0, 0", the duty ratio designation data (Du0 to Du6) having a 4-bit configuration is supplied. When the lower three bits D0, D1, and D2 are "1, 0, 0", a 5-bit duty ratio designation data is supplied.
[0059]
When the lower three bits D0, D1, and D2 of the data 1 field of the reception operation mode are "0, 1, 0", the motor rotation speed designation data MS0, MS1 of the 2-bit configuration (the motor rotation speed is set to the highest , High-speed, medium-speed, and low-speed data), and when the lower three bits D0, D1, and D2 are "1, 1, 0", a three-bit configuration is used. When motor rotation speed designation data MS0, MS1, and MS2 (data for setting the motor rotation speed in eight levels) are supplied, and the lower three bits D0, D1, and D2 are "0, 0, 1", The motor rotation speed designation data MS0, MS1, MS2, MS3 (data for setting the motor rotation speed in 16 steps) of the 4-bit configuration are supplied, and the lower three bits D0, D1, D2 are set to "1, 0". , 1 " Some cases, 5-bit configuration of a motor rotational speed designation data MS0, MS1, MS2, MS3, MS4 (data for setting the motor speed to 32 steps) are supplied.
[0060]
When the lower three bits D0, D1, and D2 of the data 1 field in the reception operation mode are "0, 1, 1", a motor supply power increase command is supplied, and the lower three bits D0, D1, and D2 are set. If it is "1,1,1", a motor supply power reduction command is supplied.
[0061]
Note that “-” in FIG. 6B indicates that no significant information is included, and the logic may be either “0” or “1”. In the present embodiment, the logic level is appropriately set so that “0” or “1” does not continue in the “−” part.
[0062]
FIG. 7 is a diagram showing an example of the contents of the data 2 field in the reception operation mode. The communication error flag clear request is supplied by the least significant bit d0 of the data 2 field. When the logic of the least significant bit d0 is "1", it is required to clear the communication error flag clear. When the logic of the least significant bit d0 is "0", the state of the communication error flag is not changed.
[0063]
The diagnostic flag clear request is supplied by the second bit d1 of the data 2 field. If the logic of the second bit d1 is "1", it is required to clear the diagnostic flag. When the logic of the second bit d1 is "0", the state of the diagnostic flag is not changed.
[0064]
The third and fourth bits d2 and d3 of the data 2 field provide a soft start / soft stop control request for the motor. When the logic of the bits d2 and d3 is "0, 0", the soft start / soft stop control is not performed. When the logic of bits d2 and d3 is "0, 1", soft start / soft stop control is required, and the soft start control time is set to 125 ms. When the logic of the bits d2 and d3 is "1, 0", soft start / soft stop control is required, and the soft start control time is set to 250 ms. When the logic of the bits d2 and d3 is "1, 1", soft start / soft stop control is required, and the soft start control time is set to 500 ms.
[0065]
The control mode designation request is supplied by the fifth bit d4 of the data 2 field. When the logic of the bit d4 is "1", the actuator control mode is designated. When the logic of the bit d4 is "0", the motor rotation speed control mode is set.
[0066]
The data type designation request of the data 1 field is supplied by the sixth bit d5 of the data 2 field. When the logic of the bit d5 is "1", it is specified that the data supplied by the data 1 field is door opening data. When the logic of the bit d5 is "0", the data supplied by the data 1 field is any one of the duty ratio, the motor rotation speed, and the motor supply power increase / decrease request shown in FIG. Is specified. Which of the duty ratio, the motor rotation speed, and the motor supply power increase / decrease request is specified by the lower three bits of the data supplied by the data 1 field.
[0067]
The motor emergency stop request is supplied by the seventh bit d6 of the data 2 field. When the logic of the bit d6 is "1", it is required to stop the motor urgently. When the logic of the bit d6 is "0", a normal operation is performed.
[0068]
The request for forced motor operation is supplied by the most significant bit d7 of the data 2 field. When the logic of the bit d7 is "1", it is required to forcibly operate the motor. When the logic of the bit d7 is "0", a normal operation is performed.
[0069]
FIG. 8 is a diagram showing an example of the contents of the data 1 field in the transmission operation mode. When the actuator position control mode is set, as shown in FIG. 8A, 8-bit data JK0 to JK7 relating to the actual door opening degree is supplied to the controller 100 which is a higher-level device. When the motor rotation speed control mode is set, as shown in FIG. 8B, data MD0 to MD7 relating to an 8-bit motor current are supplied to the controller 100 which is a host device. In the case where the motor rotation speed control mode is set and the fan drive unit FAN is configured to detect the motor rotation speed, as shown in FIG. Speed-related data MS0 to MS7 are supplied to the controller 100 which is a higher-level device.
[0070]
FIG. 9 is a diagram showing an example of the contents of the data 2 field in the transmission operation mode. The overcurrent detection flag is supplied to the controller 100 as the upper device at the least significant bit d0 of the data 2 field. A motor stop flag is supplied by the second bit d1 of the data 2 field, a CW (motor forward rotation) flag is supplied by the third bit d2, and a CCW (motor reverse rotation) flag is supplied by the fourth bit d3 to the controller 100 which is a host device. Is done. A controller in which the reception ID parity error flag is set as the fifth bit d4, the overtemperature detection flag is set as the sixth bit d5, the reception sum check error flag is set as the seventh bit d6, and the overvoltage detection flag is set as the uppermost bit d7. 100.
[0071]
FIG. 10 is a diagram showing a block configuration of a door actuator unit including the motor control device according to the present invention. Each of the door actuator units MIX, MODE, F / R includes a motor control circuit 50 including a motor control IC 500 and peripheral circuit components R1, C1, an electric motor 30 driven by the motor control circuit 50, and an electric motor 30 for generating a voltage corresponding to the current position (actual opening) of the door rotated by the actuator lever 30L in conjunction with the rotation of the actuator lever 30L of the electric motor type actuator 30A having the actuator 30. It comprises a potentiometer 31.
[0072]
The motor control IC 51 constituting the motor control circuit 50 is a dedicated IC (custom IC) developed for controlling a DC motor, and forms, for example, a bipolar element, a C-MOS element, and a D-MOS element on the same semiconductor chip. It is manufactured using a BiCDMOS process.
[0073]
The motor control IC 50 receives a supply of power from a battery power supply Vacc and generates a stabilized power supply Vref of, for example, 5 volts, a built-in power supply protection circuit 52 for protecting the constant voltage power supply circuit 51, A LIN input / output circuit 53 for inputting / outputting a LIN communication signal (serial communication signal), an ID input circuit 54 for setting an identification code (ID code), and various processing / control such as communication processing and motor operation control , An H-bridge circuit 56 for supplying power to the motor 30, an over-voltage detection circuit 57 for detecting an over-voltage of the battery power supply Vacc, and an over-current and H-bridge circuit 56 for the motor current. Overcurrent / overtemperature detection to detect temperature rise (overtemperature) exceeding the allowable range of each power switching element (MOS-FET) Includes a circuit 58, an A / D conversion unit 59 for converting the output voltage of the potentiometer 31 (voltage corresponding to opening degree of door) into digital data.
[0074]
The battery power Vaac is a power supplied from the controller 100 via a power supply line, and the battery power Vaac is a power supplied from a vehicle-mounted battery via an ignition switch, an accessory switch, and the like.
[0075]
VDD is a power supply terminal of the battery power supply Vaac for the H-bridge circuit unit 56, Vcc is a power supply terminal of the battery power supply Vaac whose current is limited by the current limiting resistor R1, C1 is a power supply stabilizing capacitor, and GND is a ground power supply terminal. V12V is a current-limited battery power supply, and this power supply V12V is supplied to the LIN input / output circuit 53.
[0076]
VID0 to VID3 are input terminals for setting an identification code (ID code). In the present embodiment, the identification code (ID code) has a 4-bit configuration, and up to 16 identification codes (in other words, addresses) can be set. The L level (logic 0) can be set by connecting these ID input terminals VID0 to VID3 to the ground, and the H level (logic 1) can be set in the open state. Vbus is an input / output terminal of a serial communication signal (specifically, a LIN communication signal), that is, a connection terminal of a data line (BUS).
[0077]
M + and M− are output terminals of the H-bridge circuit section 56, and are connection terminals with the motor 30. VR is an output terminal of the stabilized power supply Vref, and one end of the potentiometer 31 is connected. Vpbr is an input terminal for the output voltage of the potentiometer 31 (voltage corresponding to the door opening).
[0078]
FIG. 11 is a diagram showing a specific example of a logic circuit unit in a motor control IC constituting a motor control circuit. The LIN communication processing unit 61 decodes the reception signal RX supplied from the LIN input / output circuit 53, the parity check result of the ID field is normal, the received ID code matches its own ID code, and When the reception request is specified by two bits of ID4 and ID5 in the ID field, the 8-bit data of each of the data 1 field, the data 2 field, and the checksum field is stored in a temporary register in the LIN communication processing unit 61. Temporarily.
[0079]
Next, the LIN communication processing unit 61 performs a sum check on each of the temporarily stored data to check that there is no error, and then sets the actuator position control mode by bit d4 in the data 2 field. The bit d5 in the field recognizes that the data in the data 1 field is the door opening designation data (door opening target value).
[0080]
Then, the LIN communication processing unit 61 supplies 8-bit door opening degree designation data (target value data) DK0 to DK7 of one data field to the new instruction data latch circuit 62, and outputs a communication establishment trigger signal 61a. Then, the new instruction data latch circuit 62 latches the door opening designation degree data (target value data). At this time, the previous door opening designation data (target value data) stored in the new instruction data latch circuit 61 is shifted to the old instruction data latch circuit 63.
[0081]
The LIN communication processing unit 61 also includes a motor soft start / soft stop control request Soft designated by bits d2 and d3 of the data 2 field, and a control mode designation request Smode designated by bit d4 of the data 2 field. Is supplied to the H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67, and the control mode designation request Smode is supplied to the operation permission / prohibition signal processing unit 66.
[0082]
Further, the LIN communication processing unit 61 specifies that the data of the data 1 field is the data relating to the duty ratio by the bit d5 of the data 2 field, and the duty ratio specification data (the lower 3 bits of the data 1 field). When it is recognized that 4 bits (4 bits) are supplied, the duty ratio designation data Duty (Du0 to Du3) of bits d3 to d6 of the data 1 field is supplied to the H-bridge drive processing unit 67.
[0083]
When an error occurs in the parity check result of the ID field, the LIN communication processing unit 61 stores the reception ID parity error flag in the storage position of the reception ID parity flag in the transmission data buffer area in the LIN communication processing unit 61. set. When an error occurs in the result of the sum check, the LIN communication processing unit 61 sets the reception sum check error flag in the reception sum check error flag storage position in the transmission data buffer area in the LIN communication processing unit 61. I do.
[0084]
The first comparison circuit 64 compares the new door opening designation data (target value data) with the old door opening designation data, and supplies the comparison result (mismatch output) to the operation permission trigger signal generation unit 65. . When the new and old instruction opening data are different, the operation permission trigger signal generation unit 65 generates an operation permission trigger signal 65a and supplies it to the operation permission / prohibition signal processing unit 66. When the operation permission trigger signal 65a is supplied, the operation permission / prohibition signal processing unit 66 supplies an operation permission signal to the H-bridge drive processing unit 67.
[0085]
The output of the potentiometer 31 for detecting the door opening is 8-bit door actual opening data (current value data) AD0 to AD7 for each A / D conversion cycle set in advance by the A / D converter 59 shown in FIG. Has been converted to.
[0086]
The filter processing unit 68 shown in FIG. 11 calculates the average value of a predetermined number of door actual opening degree data (current value data) AD0 to AD7 which are continuous in time series, and obtains the filtered door processing result. Output as actual opening data (current value data).
[0087]
The CW, CCW, and HOLD instruction signal generation unit 69 compares the door opening designation data (target value data) with the door actual opening data (current value data) after the filter processing, and based on the deviation between the two, the motor 30. Determine the direction of rotation. Then, the CW, CCW, and HOLD instruction signal generation unit 69 drives the motor 30 in the normal direction (CW: clockwise) to drive the door in the opening direction, or drives the motor 30 in the reverse direction (CCW: counterclockwise). ) To generate and output a rotation direction instruction signal (CW, CCW) for instructing whether to drive the door in the closing direction. When the CW, CCW, and HOLD instruction signal generation unit 69 substantially matches the door opening degree designation data (target value data) and the filtered door actual opening degree data (current value data), the current position is determined. By generating and outputting a HOLD signal for instructing the holding and stopping the driving of the motor 30, the occurrence of the hunting phenomenon is prevented.
[0088]
The H-bridge drive processing section 67 generates drive signals Out1 to Out4 for the power switching elements (for example, MOS-FETs) constituting each arm of the H-bridge circuit section 56 based on the rotation direction instruction signals (CW, CCW). And output. As a result, electric power is supplied from the H-bridge circuit unit 56 shown in FIG. 10 to the motor 30, and the motor 30 is driven.
[0089]
Here, when the soft start / soft processing is set based on the soft start / soft stop control request Soft and the soft start control time Tsoft, the H-bridge drive processing unit 67 performs the electric control by the PWM control when the electric motor 30 is started. A soft start control for gradually increasing the power supplied to the motor 30 is performed to reduce noise at the time of starting the motor. Also, when stopping the electric motor 30, soft stop control for gradually reducing the electric power supplied to the motor 30 by PWM control is performed to reduce noise when the motor is stopped.
[0090]
The second comparison circuit 70 compares the door opening designation data (target value data) with the filtered door actual opening data (current value data), and compares the comparison result (coincidence output) with the operation inhibition signal generation unit. 71. The operation prohibition signal generation unit 71 generates and outputs an operation prohibition signal when the current door opening matches the target value. This operation prohibition signal is supplied to the operation permission / prohibition signal processing unit 66. The operation permission / prohibition signal processing section 66 supplies an operation prohibition command to the H-bridge drive processing section 67 to prohibit the driving of the electric motor 30.
[0091]
The overcurrent / overtemperature / overvoltage processing unit 72 is supplied with one of the overvoltage detection signal Ec from the overvoltage detection circuit 57, the overcurrent detection signal Ec from the overcurrent / overtemperature detection circuit 58, and the overtemperature detection signal Et. Then, a flag corresponding to the abnormality is set, and information indicating the occurrence of the abnormality is supplied to the operation permission / prohibition signal processing unit 66. When the information indicating the occurrence of the abnormality is supplied, the operation permission / prohibition signal processing unit 66 supplies an operation prohibition command to the H-bridge drive processing unit 67 to prohibit the driving of the motor 30.
[0092]
The LIN communication processing unit 61 determines that the parity check result of the ID field is normal, the received ID code matches its own ID code, and the transmission request is specified by two bits of ID4 and ID5 in the ID field. If so, the 8-bit door actual opening degree data (current value data) after the filtering process shown in FIG. 8A is set as data to be transmitted in the data 1 field, and transmitted in the data 2 field. The data shown in FIG. 9 is set as the data to be processed.
[0093]
Specifically, the least significant bit d0 of the data 2 field indicates an overcurrent detection flag, the second bit d1 indicates that the motor is stopped, and the third bit d3 indicates that the motor rotation direction is the normal rotation direction (CW). A CW flag, a CCW flag indicating that the motor rotation direction is the reverse direction (CCW) in the fourth bit d3, a reception ID parity error flag in the fifth bit d4, an over-temperature detection flag in the sixth bit d5, A reception sum check error flag is set in the seventh bit d6, and an overvoltage detection flag is set in the most significant bit d8.
[0094]
Then, the inverted data of the result obtained by adding the carry data generated by the addition to the addition result of the data transmitted in the data 1 field and the data transmitted in the data 2 field is obtained, and the inverted data is transmitted in the checksum field. And
[0095]
Then, the LIN communication processing unit 61 immediately transmits the data of the data 1 field, the data 2 field, and the checksum field immediately after the end of the ID field (for example, within a 2-bit period). As a result, the actual door opening data (current position data), information on the rotational direction of the motor and information on the motor operating state whether the motor is stopped, information on abnormal detection of overcurrent, overvoltage, and overtemperature, and data reception Error occurrence information at the time is supplied to the controller 100 which is a higher-level device (master side).
[0096]
Therefore, the controller 100 can diagnose the operation of the motor control circuit 50 in detail. Further, the controller 100 can prevent the motor control device 50 and the electric motor actuator 30A from being damaged by predicting an overload of the motor control device 50 and issuing a command to stop the operation of the motor control device. It becomes possible.
[0097]
As described above, the LIN communication processing unit 61 decodes the reception signal RX supplied from the LIN input / output circuit 53, determines that the parity check result of the ID field is normal, and that the received ID code matches with its own ID code. If the reception request is specified by 2 bits of ID4 and ID5 in the ID field, the data of 8 bits each of the data 1 field, the data 2 field, and the checksum field is temporarily stored in a temporary register or the like. save.
[0098]
Then, after performing a sum check on each of the temporarily stored data to check that there is no error, the 8-bit door opening designation data (target value data) of 1 data field is supplied to the new instruction data latch circuit 62. At the same time, the communication establishment trigger signal 61a is output, and the new instruction data latch circuit 62 latches the door instruction opening degree data (target value data). At this time, the previous door instruction opening data (target value data) already stored in the new instruction data latch circuit 61 is shifted to the old instruction data latch circuit 63.
[0099]
Next, the LIN communication processing unit 61 decodes and processes the contents of the data 2 field. As described above, when the reception request is set in the ID field, as shown in FIG. 7, various data from the controller 100 side (master side) to the motor control circuit 50 side (slave side) using the data 2 field. Is supplied.
[0100]
In the present embodiment, the communication error flag clear request is supplied by the least significant bit d0 of the data 2 field. When the logic of the least significant bit d0 is “1”, the LIN communication processing unit 61 clears the reception ID parity error flag and the reception sum check error flag, and sets the logic of the least significant bit d0 to “0”. In some cases, the state of each flag is not changed.
[0101]
A diagnostic flag clear request is supplied by the second bit d1 of the data 2 field. When the logic of the second bit d1 is “1”, the LIN communication processing unit 61 clears all of the overcurrent detection flag, the overtemperature detection flag, and the overvoltage detection flag, and sets the logic of the second bit d1 to “1”. If it is "1", the state of each flag is not changed.
[0102]
The third bit d2 and the fourth bit d3 of the data 2 field provide a soft start / soft stop control request for the motor. Here, the soft start control means that the motor is soft-started by gradually increasing the duty ratio of the PWM control when the motor is started. The soft start time is the time required for changing the duty ratio from 0 or the minimum duty value to 100% when performing a soft start.
[0103]
Soft stop control means that when the deviation between the door instruction opening data (target value data) and the filtered door actual opening data (current value data) becomes equal to or less than a preset value, the duty of the PWM control is reduced. The trick is to gradually reduce the ratio to soft stop the motor. In the soft stop control, the duty ratio is set based on the deviation between the door opening designation data (target value data) and the filtered door actual opening data (current value data).
[0104]
The control mode is designated by the fifth bit d4 of the data 2 field. For each door actuator unit MIX, MODE, F / R, the logic of bit d4 is set to "1" to set the actuator position control mode. Thereby, the actual door opening detected by the potentiometer 31 is compared with the target opening, and feedback control is performed so that the actual door opening becomes the target opening.
[0105]
When the LIN communication processing unit 61 recognizes that the duty ratio designation data is supplied in the data 1 field by the sixth bit d5 of the data 2 field, the LIN communication processing unit 61 converts the duty ratio designation data Duty into the H bridge drive processing unit 67. Supply to The H-bridge drive processing unit 67 temporarily stores the duty ratio designation data Duty supplied from the LIN communication processing unit 61 in the duty ratio designation data storage unit in the H-bridge drive processing unit 67, and when the operation is permitted. The duty ratio of the PWM signal is set based on the duty ratio designation data Duty stored in the duty ratio designation data storage.
[0106]
Accordingly, a PWM signal having a duty ratio designated by the duty ratio designation data Duty is generated, and the H-bridge circuit unit 56 is driven based on the PWM signal. Thus, the power supplied to the electric motor 30 is controlled by the duty ratio designation data Duty, so that the rotation speed of the electric motor 30 can be adjusted.
[0107]
The motor emergency stop request is supplied by the seventh bit d6 of the data 2 field. When the logic of the seventh bit d6 is "1", the power supply to the motor is forcibly shut off. When the logic of the seventh bit d6 is "0", the state in which the power supply to the motor is forcibly cut off is released, and the power supply to the motor becomes possible (normal operation state). The LIN communication processing unit 61 supplies the motor emergency stop request Ksp to the operation permission / prohibition signal processing unit 66. If the motor is to be restarted after an emergency stop, the next motor forced operation request is used. When the motor is rotated again after the emergency stop, instruction opening data different from the previous one may be given.
[0108]
The request for forced motor operation is supplied by the most significant bit d7 of the data 2 field. When the logic of the most significant bit is “1”, power supply to the motor is forcibly started. When the logic of the most significant bit is “0”, a normal operation state is set. The LIN communication processing unit 61 supplies the motor forced operation request Kst to the operation permission / prohibition signal processing unit 66.
[0109]
In the present embodiment, the serial data communication unit described in the claims is composed of the LIN input / output circuit 53 and the logic circuit unit 55. The reception processing unit described in the claims is constituted by the LIN communication processing unit 61 in the logic circuit unit 55. The H-bridge drive processing section described in the claims is constituted by an H-bridge drive processing section (PWM control section) 67.
[0110]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which the power supplied to the electric motor is switched to 16 levels by PWM control. In the present embodiment, the duty ratio (Duty) is set to 16 levels from 1/16 to 16/16, and the duty ratio specification data in hexadecimal notation shown in parentheses (that is, 4-bit duty ratio specification data) is used. Each duty ratio (Duty) is designated. Further, one modulation cycle T of the PWM control is divided into two sections (T / 2) of the first half and the second half, and the section for energizing the electric motor 30 is alternately increased in the first half and the second half. Thus, at a duty ratio (Duty) of 2/16 or more, the energization cycle to the electric motor 30 becomes T / 2. Therefore, torque fluctuation (pulsation) of the motor output can be reduced.
[0111]
FIG. 13 is a diagram showing an example of a PWM data map for soft start at the time of starting the motor. The H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67 shown in FIG. 11 includes a PWM data map 671 for soft start. As shown in FIG. 13, a map indicating the correspondence between the count value of the rising counter and the duty ratio designation data is registered in the PWM data map for soft start 671 in advance. Although the rising counter is provided in the H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67, its illustration is omitted.
[0112]
This PWM data map for soft start 671 stores duty ratio designation data when the duty ratio is 100%. Here, when the duty ratio is set to, for example, about 70% (Duty 11/16, A in hexadecimal notation), the duty ratio is increased based on the PWM data map 671 for soft start. Reaches about 70% (Duty11 / 16, A in hexadecimal notation), the set duty ratio keeps about 70% (Duty11 / 16, A in hexadecimal notation). Thus, soft start control can be performed for various duty ratios using one type of PWM data map for soft start 671. In FIG. 13, the value in parentheses of the count value of the rising counter is expressed in hexadecimal notation. The output data (duty ratio designation data) is in hexadecimal notation.
[0113]
When starting the motor, the H-bridge drive processing unit 67, as shown in FIG. 7, performs the control for each cycle determined based on the soft start control time specified by the bits d and d3 of the data 2 field. The count value of the rising counter (not shown) is incremented by +1 (increment), the duty value corresponding to the count value is read from the PWM data map 721, and the PWM-modulated drive signals Out1 to Out4 are generated based on the read duty value. Then, the electric power is supplied to the H-bridge circuit unit 56, and the electric power is supplied to the electric motor 30 via a power switching element (for example, a MOS-FET) constituting each arm in the H-bridge circuit unit 56.
[0114]
The H-bridge drive processing unit 67 determines that the difference between the door opening designation value (target value) (8-bit data) and the door actual opening degree (current value) (8 bits) is 16 or more when the soft start control ends. If (target value−current value ≧ 16), power is supplied to the electric motor 30 at a duty ratio specified by the controller 100. That is, when the duty is set to 100%, the power supply to the electric motor 30 is continuously performed. When a duty of about 70% is set, PWM driving is performed at a duty of about 70%. As a result, the power supplied to the electric motor 30 is limited to about 70% of the rated power (power during continuous energization). Therefore, the rotation speed of the electric motor is lower than the rated rotation speed, and the frequency of the noise is also lower. Furthermore, the noise level is reduced.
[0115]
When the difference between the door opening target value (8-bit data) and the actual door opening (current value) (8 bits) becomes 15 or less (target value−current value ≦ 15), the H-bridge drive processing unit 67 executes the software. Perform stop processing. Note that the soft stop process is executed only when the motor is set to perform the soft start / soft stop control.
[0116]
When the H-bridge drive processing unit 67 is set not to perform the soft start / soft stop control (setting of bit d2 and bit d2 to 0, 0, see FIG. 7), the door opening target Normal servo control is performed so that the difference between the value (8-bit data) and the actual door opening (current value) (8 bits) becomes zero.
[0117]
FIG. 14 is a diagram showing an example of the PWM data map for soft stop. The H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67 shown in FIG. 11 includes a soft-stop PWM data map 672. In the PWM data map for soft stop 672, duty ratio setting data is registered in advance corresponding to the absolute value of the difference between the target value and the current value (| target value−current value |). This PWM data map (PWM data storage unit) 672 stores only duty ratio designation data when the duty ratio is 100%.
[0118]
For this reason, when the duty ratio is set to about 70%, the duty ratio designation data when the duty ratio is 100% (that is, the duty ratio designation data read from the soft stop PWM data map 672) When the duty ratio is larger than about 70%, the duty ratio is used about 70%. In FIG. 14, in the column of the absolute value (| target value−current value |) of the difference between the target value and the current value, the expression in parentheses is expressed in hexadecimal notation. The output data (duty ratio designation data) is in hexadecimal notation.
[0119]
The H-bridge drive processing unit 67 reads the duty ratio setting data from the PWM data map 672 corresponding to the absolute value of the difference between the target value and the current value (| target value−current value |), and sets the read duty value to Drive signals Out1 to Out4 that are PWM-modulated based on the signals are generated and supplied to the H-bridge circuit unit 56, and are driven via power switching elements (for example, MOS-FETs) constituting each arm in the H-bridge circuit unit 56. Power is supplied to the motor 30. The smaller the difference between the target value and the current value, the smaller the electric power supplied to the electric motor 30. Therefore, the electric motor 30 can be stopped at or near the target value with high accuracy. Further, noise when the motor is stopped can be reduced.
[0120]
FIG. 15 is a graph showing a change characteristic of the duty ratio from the time of starting the motor to the time of stopping the motor when the soft start / soft stop control is performed. Here, since the duty ratio and the electric power supplied to the electric motor are in a proportional relationship, the graph of FIG. 15 shows a change characteristic of the electric power supplied to the electric motor. FIG. 15A shows the change characteristic of the duty value from the time of starting the motor to the time of stopping the motor. FIG. 15B shows the target value of the door opening degree and the actual door value during the soft start control at the time of starting the motor. Since the absolute value of the difference from the opening (current value) is equal to or smaller than a predetermined value, the change characteristic of the duty ratio when shifting to the soft stop control from the middle of the soft start control is shown.
[0121]
As shown in FIG. 15A, when the door opening target value is set, the motor is started (soft start) based on the duty ratio (soft start PWM data map 671) at the time of soft start control shown in FIG. Control) is performed. As long as the difference between the door opening target value (8-bit data) and the actual door opening (current value) (8 bits) is 16 or more (target value−current value ≧ 16), the motor is driven at the set duty ratio. Power supply to the motor 30 is continued. For example, when the duty ratio 100% (Duty16 / 16) is set by the 4-bit duty ratio designation data (Du0 to Du3) shown in FIG. 6B, as shown by a solid line in FIG. , Power is supplied to the electric motor 30 at a duty ratio of 100% (that is, power supply to the motor is not limited). When a duty ratio of about 70% (Duty 11/16) is set, as shown by a dotted line in FIG. 15A, power supply to the electric motor 30 is limited with the duty being about 70% as an upper limit.
[0122]
Then, from the time when the absolute value of the difference between the door opening target value (8-bit data) and the actual door opening (current value) (8 bits) becomes 15 or less (| target value−current value | ≦ 15). The soft-stop control of the motor is performed based on the duty ratio (soft-stop PWM data map 672) during the soft-stop control shown in FIG. 14, and the motor is stopped.
[0123]
As shown in FIG. 15B, during the soft start control, the absolute value of the difference between the door opening target value (8-bit data) and the actual door opening (current value) (8 bits) is 15 or less ( When | target value−current value | ≦ 15), the process shifts to the soft stop control from that point and the motor is stopped by the soft stop control.
[0124]
In the present embodiment, an example has been described in which an arbitrary duty ratio can be set from 16 stages using 4-bit duty ratio designation data (Du0 to Du3). An arbitrary duty ratio may be set from among 32 levels using data (Du0 to Du4).
[0125]
In this case, the PWM signal generation counter may be configured to have a 5-bit configuration so as to be able to generate PWM signals of 32 stages with a duty ratio of 1/32 to 32/32, or to generate 16 types of duty ratios as shown in FIG. By combining the PWM signals in two modulation periods, a PWM signal of substantially 32 stages may be generated. For example, a PWM signal equivalent to Duty 29/32 may be generated by alternately using a PWM signal of Duty 15/16 and a PWM signal of Duty 14/16 for each modulation cycle.
[0126]
The range in which the duty ratio can be set may be limited to, for example, 50% or more of the duty ratio, so that the duty ratio may be set to 16 or 32 levels within the range of 50 to 100%. By doing so, the change width of the duty ratio can be reduced with a limited number of bits.
[0127]
Further, the LIN communication processing unit 61 receives the motor rotation speed designation data instead of the duty ratio designation data, and the H-bridge drive processing unit 67 obtains a duty ratio associated with the motor rotation speed designation data in advance, and The power supplied to the motor 30 may be controlled by PWM.
[0128]
Further, the H-bridge drive processing unit 67 may increase or decrease the duty ratio of the PWM signal by one step when the LIN communication processing unit 61 receives a motor supply power increase command or a motor supply power decrease command.
[0129]
As shown in FIG. 7, when the actuator control mode is set by the bit d4 of the data 2 field, only the door opening designation data is supplied in the data 1 field, and the bit d5 of the data 2 field is set. Instead of using the request as the data type request of the data 1 field, the bit d5 of the data 2 field may be used as 1-bit duty ratio designation information, and the duty ratio may be switched between two levels by the bit d5.
[0130]
Further, by using 2 bits as bits d4 and d5 of the data 2 field, for example, when d4 = 0 and d5 = 0, it is defined that the motor rotation speed control mode and the data type of the data 1 field are rotation speed designation information. , D4 = 0, d5 = 1, the actuator control mode and the duty ratio “high” are designated, and d4 = 1, d5 = 0, the actuator control mode and the duty ratio “medium”, the d4 = 1 , D5 = 1 in the actuator control mode, and the duty ratio “low” may be designated.
[0131]
FIG. 16 is a graph showing a measurement result of a noise level when the electric motor type actuator is driven by the motor control device according to the present invention. In FIG. 16, the solid line shows the noise characteristics of the conventional drive system without PWM control (no soft start / soft stop control). Since the conventional drive system does not perform the soft start / soft stop control, the noise level at the time of starting and stopping the motor is large.
[0132]
The dotted line shows the noise characteristics when the motor is driven under the condition of PWM control (soft start / soft stop control is provided, soft start control time Tsoft = 250 ms) and a duty of 100% (power supplied to the motor is not limited). By performing the soft start / soft stop control, the noise level at the time of starting and stopping the motor is reduced (about 4 dB less than the conventional driving method).
[0133]
The one-dot chain line shows the noise characteristics when driven under the condition of PWM control (soft start / soft stop control, soft start control time Tsoft = 250 ms) and a duty of about 70% (restricting the power supplied to the motor). is there. By performing the soft start / soft stop control, the noise level at the time of starting and stopping the motor is reduced (about 4 to 7 dB lower than the conventional driving method). In addition, since the power supplied to the motor is limited, the noise level (steady-state noise) during operation of the motor is reduced by about 2 dB as compared with the conventional method. Since the power supplied to the motor is limited, the number of revolutions of the motor is reduced, so that the time at which the motor is stopped is about one second slower than when the power is not limited (motor operation time is increased by about 15%. There).
[0134]
Note that, in the present embodiment, an example has been described in which the opening degrees of various doors of an air conditioner for a vehicle are controlled using a motor control device. However, the motor control device according to the present invention is not only a door actuator but also a control target. Can be applied to various uses including an actuator for linearly moving the actuator.
[0135]
Further, in the present embodiment, an example has been described in which the logic circuit unit 55 has a circuit configuration mainly composed of hardware. However, the logic circuit unit 55 is configured to realize its function by program control using a one-chip microcomputer or the like. You may.
[0136]
FIG. 17 is a configuration diagram of the H-bridge circuit unit. In the present embodiment, the H-bridge circuit unit 56 includes four N-channel MOS transistors (hereinafter simply referred to as transistors) 56A to 56D. The gates of the transistors 56A to 56D shown in FIG. 17 are driven based on the four PWM signal outputs Out1 to Out4 of the H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67 shown in FIG.
[0137]
By controlling both transistors 56A and 56D to be conductive, battery power Vacc is supplied to one terminal M + of the winding of electric motor 30 and ground power is supplied to one terminal M− of the winding of electric motor 30. Supplied. Thus, the electric motor 30 is driven to rotate forward. By controlling both the transistor 56B and the transistor 56C to be conductive, the electric motor 30 is driven to rotate in the reverse direction.
[0138]
In the present embodiment, by controlling the transistor 56D of the lower arm to a conductive state and controlling the conduction period of the transistor 56A of the upper arm, PWM control during normal rotation is performed. By controlling the transistor 56C of the lower arm to be conductive and controlling the conduction period of the transistor 56B of the upper arm, PWM control at the time of reverse rotation is performed. In the present embodiment, both the transistors 56C and 56D of the lower arm are controlled to be in a conductive state, and both ends of the winding of the electric motor 30 are short-circuited via the transistors 56C and 56D to apply regenerative braking. Like that. The regenerative braking may be applied by controlling both the transistors 56A and 56B of the upper arm to conduct.
[0139]
FIG. 18 is a diagram showing the operation of the motor control device according to the present invention at the time of deceleration (soft stop). FIG. 18 shows deceleration control (soft stop) in the normal rotation state. Here, for convenience of explanation, an example is shown in which the duty ratio decreases from 12/16 to 4/16 as the current value of the control object approaches the target value. The symbol T in the drawing is a PWM cycle (modulation cycle). In the present embodiment, the PWM cycle T is about 500 μS (500 microseconds). The symbol B in the figure is a braking period, and the symbol D is a period during which the motor is rotationally driven.
[0140]
The transistor 56B of the upper arm is turned off (non-conducting) as shown in FIG. 18 (b), and the transistor 56D of the lower arm is turned on as shown in FIG. 18 (d). Thus, switching drive of transistor 56A of the upper arm is turned on (conducting) state / off (non-conducting) state according to the duty ratio. At the timing when the transistor 56A of the upper arm is turned off (non-conducting), the transistor of the lower arm is turned on (conducting) as shown in FIG. As shown in FIG. 18E, a period during which the transistor of the lower arm is in the ON (conductive) state is a brake period (B). A period during which the transistor 56A of the upper arm is on (conducting) is a rotation driving period (D).
[0141]
Note that FIG. 18 shows that the timing at which the transistor 56A is turned off coincides with the timing at which the transistor 56C is turned on; however, if the upper-arm transistor 56A and the lower-arm transistor 56C are simultaneously turned on, the power supply A short circuit occurs and an excessive current flows. For this reason, a dead time is provided so that the transistor 56A turns off and then the transistor 56C turns on. For the same reason, a dead time is provided such that the transistor 56A is turned on after the transistor 56C is turned off.
[0142]
As shown in FIG. 18 (e), the rotational drive of the electric motor 30 and the brake are alternately repeated, and the ratio of the brake period (B) within the PWM cycle (modulation cycle) T is increased, The deceleration is sufficiently performed until the control target reaches the target position. For this reason, the stop position accuracy is improved. Further, noise at the time of stop can be reduced. In the case where high stopping accuracy is not required or the problem of noise does not occur, the brake control during deceleration (soft stop control) may not be performed.
[0143]
FIG. 19 is a diagram showing a specific example of a circuit configuration of a fan drive unit including the motor control device according to the present invention. The fan drive unit shown in FIG. 19 includes a motor control circuit 50 having a motor control IC 500 and a fan drive circuit 40.
[0144]
The fan drive circuit 40 includes an n-channel MOSFET 41 for driving the fan motor 9 and a low-resistance (eg, 0.5 ohm or less) motor current detection resistor R41 interposed between the source of the MOSFET 41 and the ground. A gate resistor R42 interposed between the output terminal M + of the H-bridge circuit 55 of the motor control IC 500 and the gate of the MOSFET 41; a pull-down resistor R43 interposed between the gate of the MOSFET 41 and the ground; It corresponds to the circulating diode D41 connected in parallel to the motor 9, the power supply stabilizing capacitor C41 interposed between the battery power supply Vacc and the ground, and the motor current generated at both ends of the motor current detecting resistor R41. A DC amplifier 42 for amplifying the DC voltage.
[0145]
One winding terminal of the fan motor 9 is connected to the battery power supply Vacc, and the other winding terminal is connected to the drain of the MOSFET 41. The anode of the reflux diode D41 is connected to the drain side of the MOSFET 41, and the cathode of the reflux diode D41 is connected to the battery power supply Vacc. The output of the DC amplifier 42 is supplied to the input terminal Vpbr of the A / D converter 59 of the motor control IC 50. The 5 volt stabilized power supply Vref supplied from the output terminal VR of the stabilized power supply Vref of the motor control IC 50 is used as the power supply of the DC amplifier 42.
[0146]
When the motor rotation speed control mode is set by the control mode designation request Smode, the H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67 in the motor control IC 50 performs an operation on one of the H-bridge circuit units 56 shown in FIG. The transistor 56A forming the arm is driven based on the PWM output signal Out1, and the other transistors 56B, 56C, 56D are driven to the off state.
[0147]
The H-bridge drive processing unit (PWM control unit) 67 generates a duty ratio designation data, a motor rotation speed designation data, or a PWM signal having a duty ratio set by a motor supply power increase / decrease command, and outputs the H-bridge circuit unit 56 Drive transistor 56A. Therefore, by performing switching driving of the MOSFET 41 based on the output of the transistor 56A in the H-bridge circuit section 56, the fan motor (blower fan motor) 9 can be operated under PWM control at the set duty ratio.
[0148]
Therefore, the controller 100, which is the upper-level device, supplies the information (duty ratio designation data or motor rotation speed designation data or motor supply power increase / decrease command) related to the duty ratio designation to the fan drive unit FAN side, and thereby the fan motor The rotational speed of the (blower fan motor) 9 can be variably controlled.
[0149]
The voltage corresponding to the motor current generated at both ends of the motor current detection resistor R41 is DC-amplified by the DC amplifier 42, and converted into digital data corresponding to the motor current by the A / D converter 59 in the motor control IC 500. You. When the motor rotation speed control mode is set by the control mode designation request Smode, the overcurrent / overtemperature / overvoltage processing unit 72 is based on digital data corresponding to the motor current output via the filter processing unit 68. The current flowing through the fan motor 9 is monitored, and when the current exceeds a predetermined allowable value, overcurrent detection information is supplied to the operation permission / prohibition signal processing unit 66, and the H-bridge drive is performed via the operation permission / prohibition signal processing unit 66. The operation of the processing unit (PWM control unit) 67 is stopped. Thus, the operation of the fan motor 9 is stopped.
[0150]
The LIN communication processing unit 61 sets the overcurrent detection flag and the motor stop flag. When the transmission request is issued from the controller 100 side, the LIN communication processing unit 61 transmits various information including the overcurrent detection flag, so that the controller 100 side stops the operation of the fan motor 9 due to the overcurrent detection. Can be recognized. Therefore, the controller 100 can quickly take necessary measures for the failure or the occurrence of an abnormality on the side of the fan drive unit FAN.
[0151]
When the motor rotation speed control mode is set by the control mode designation request Smode, the LIN communication processing unit 61 supplies data corresponding to the motor current value to the controller 100 using one data field. Therefore, the controller 100 can monitor the operation of the fan drive unit FAN based on the data corresponding to the motor current value, and can estimate the rotation speed of the fan motor 9 based on the data corresponding to the motor current value. can do.
[0152]
FIG. 20 is a diagram showing another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention. The fan drive circuit 40A shown in FIG. 20 is such that the fan motor 9 is directly driven by the transistor 56A in the H-bridge circuit unit 56 of the motor control IC 500. When the transistor 56A in the H-bridge circuit unit 56 has the ability to directly drive the fan motor 9, the fan motor 9 may be directly driven as shown in FIG. In FIG. 20, D42 and D43 are reflux diodes. When the fan motor 9 is directly driven by the transistor in the motor control IC 500, the power consumption of the motor control IC 500 increases. Therefore, the motor control IC 500 may be forcibly air-cooled by an air flow generated with the operation of the fan motor 9.
[0153]
FIG. 21 is a diagram showing still another circuit configuration of the fan drive unit provided with the motor control device according to the present invention. The fan drive circuit 40B shown in FIG. 21 drives the MOSFET 40 via a PNP transistor Q40. The H-bridge drive processing unit 67 in the motor control IC 500 generates a duty ratio designation data, a motor rotation speed designation data, or a PWM signal having a duty ratio set by a motor supply power increase / decrease command, and generates an H-bridge circuit unit 56. In this configuration, the transistor 56 </ b> D of the lower arm of the other is driven.
[0154]
In such a case, the base current of the PNP transistor Q40 is switched via the base resistor R45 using the output terminal M- of the H-bridge circuit section 56, and the collector current of the PNP transistor Q40 is switched via the gate resistor R42. By supplying the power to the gate of the MOSFET 41, the MOSFET 41 is switched to drive the fan motor 9 by PWM control. R44 is a resistance between the emitter and the base of the PNP transistor Q40.
[0155]
FIG. 22 is a diagram showing another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention. The fan drive circuit 40C shown in FIG. 22 is configured to directly drive the fan motor 9 by the motor control IC 500. When the transistor 56D in the H-bridge circuit unit 56 has the ability to directly drive the fan motor 9, the fan motor 9 is directly driven through the output terminal M− of the H-bridge circuit unit 56 as shown in FIG. You may make it.
[0156]
When the transistor 56D in the H-bridge circuit unit 56 has the ability to directly drive the fan motor 9, the overcurrent of the fan motor 9 can be detected by the overcurrent / overtemperature detection circuit 58 in the motor control IC 500. Therefore, there is no need to separately provide a current detection circuit. When the overcurrent of the fan motor 9 is detected by the overcurrent / overtemperature detection circuit 58 in the motor control IC 500, when the motor rotation speed control mode is set by the control mode designation request Smode, the overcurrent determination is not performed. It is desirable to change the threshold value or change the detection ratio of the motor current.
[0157]
FIG. 23 is a diagram showing another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention. The fan drive circuit 40D illustrated in FIG. 22 includes, in addition to the fan drive unit 40C illustrated in FIG. 21, a rotation speed detection unit 43 that detects the rotation speed of the fan motor 9 and outputs a voltage signal according to the rotation speed. The output of the rotation speed detector 43 is supplied to the input terminal Vpbr of the A / D converter 59 of the motor control IC 50. When the rotation speed of the fan motor 9 can be detected, the controller 100 supplies target rotation speed data to the fan drive unit 40D using the data 1 field, and the fan drive unit 40D detects the actually detected fan motor. It is possible to adopt a configuration in which feedback control is performed so that the rotation speed of No. 9 becomes the target rotation speed. The stabilized power supply Vref of 5 volts supplied from the output terminal VR of the stabilized power supply Vref of the motor control IC 50 is used as the power supply of the rotation speed detecting unit 43.
[0158]
【The invention's effect】
As described above, the motor control device according to the present invention can perform PWM control on the electric power supplied to the motor via the H-bridge circuit unit based on the duty designation information supplied from the host device. The rotation speed of the motor can be controlled based on the information. Therefore, when driving a small motor, the power supplied to the motor is reduced by the rated power, thereby reducing the rotation speed of the small motor and lowering the frequency of the noise generated by the operation of the motor. can do. Thus, the frequency of the noise generated by the other electric motor-type actuator and the frequency of the noise generated by the electric motor-type actuator employing a small-sized motor can be made to substantially match. Therefore, it is possible to prevent the audible feeling from being deteriorated due to the difference in the frequency of the noise, and the user or the like from feeling uncomfortable. In addition, when the load driven by the electric motor type actuator is light, power consumption can be reduced by reducing the power supplied to the motor. Further, by reducing the electric power supplied to the motor, the level of noise generated by the electric motor type actuator can be reduced.
[0159]
The motor control device according to the present invention is configured such that, when an actuator position control mode is designated by a higher-level device, the rotation direction of the motor and the motor are controlled so that the position of the control target driven by the electric motor type actuator is the target position. Start / stop can be controlled. Further, the motor control device according to the present invention can control the rotation speed of the motor when the motor rotation speed control mode is designated by the host device. Therefore, the motor control device according to the present invention can be used, for example, for driving various door actuators of a vehicle air conditioner and for driving a fan motor. Since one motor control device can be commonly used for both the actuator position control and the motor rotation speed control mode, the communication control process can be shared in, for example, an air conditioner for a vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an air conditioner for a vehicle (car air conditioner) to which a motor control device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a communication system of an automobile air conditioner (car air conditioner) to which the motor control device according to the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram showing a data structure of one frame of the LIN communication standard.
FIG. 4 is a diagram (part 1) illustrating a data structure of each field in one frame of the LIN communication standard;
FIG. 5 is a diagram (part 2) illustrating a data structure of each field in one frame of the LIN communication standard.
FIG. 6 is a diagram showing an example of the contents of a data 1 field in a reception operation mode.
FIG. 7 is a diagram showing an example of the contents of a data 2 field in a reception operation mode.
FIG. 8 is a diagram showing an example of the contents of a data 1 field in a transmission operation mode.
FIG. 9 is a diagram showing an example of the contents of a data 2 field in a transmission operation mode.
FIG. 10 is a diagram showing a block configuration of a door actuator unit including the motor control device according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a specific example of a logic circuit unit in a motor control IC constituting a motor control circuit.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which electric power supplied to the electric motor is switched to 16 levels by PWM control.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a PWM data map for soft start when the motor is started.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a PWM data map for soft stop.
FIG. 15 is a graph showing a change characteristic of a duty ratio from a motor start to a motor stop when soft start / soft stop control is performed.
FIG. 16 is a graph showing a measurement result of a noise level when an electric motor type actuator is driven by the motor control device according to the present invention.
FIG. 17 is a configuration diagram of an H-bridge circuit unit.
FIG. 18 is a diagram showing an operation of the motor control device according to the present invention at the time of deceleration (soft stop).
FIG. 19 is a diagram showing a specific example of a circuit configuration of a fan drive unit including the motor control device according to the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing still another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing still another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing still another circuit configuration of the fan drive unit including the motor control device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Air conditioner body
7 Intake door
13 Mixed door
18 differential door
19 Bent door
20 foot door
30 motor (electric motor)
30A Electric motor type actuator
31 Potentiometer
40 Fan drive circuit
41 n-channel MOSFET
50 Motor control circuit
500 Motor control IC
53 LIN input / output circuit
54 ID input circuit
55 Logic circuit section
56 H-bridge circuit
57 Overvoltage detection circuit
58 Overcurrent / overtemperature detection circuit
59 A / D converter
61 LIN communication processing unit
67 H bridge drive processing unit (PWM control unit)
100 controller
101 Air conditioner control circuit
102 control circuit
110 Operation panel
F / R intake door actuator unit
MIX mixed door actuator unit
MODE mode actuator unit
Output terminal of M +, MH bridge circuit (motor connection terminal)

Claims

An H-bridge circuit unit having a pair of motor connection terminals and connecting four switching elements in an H-type bridge;
A serial data communication unit for performing serial data communication with a host device;
A reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from the higher-level device via the serial data communication unit,
An H-bridge drive processing unit that generates a PWM signal having a duty ratio designated by duty designation information included in the information received by the reception processing unit and drives each switching element that constitutes the H-bridge circuit unit; A motor control device comprising:

An H-bridge circuit unit having a pair of motor connection terminals and connecting four switching elements in an H-type bridge;
A serial data communication unit for performing serial data communication with a host device;
A reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from the higher-level device via the serial data communication unit,
The H-bridge circuit unit is configured by setting a duty ratio based on at least one bit of motor rotation speed designation information included in the information received by the reception processing unit, and generating a PWM signal having the set duty ratio. A motor control device comprising: an H-bridge drive processing unit that drives each switching element.

An H-bridge circuit unit having a pair of motor connection terminals and connecting four switching elements in an H-type bridge;
A serial data communication unit for performing serial data communication with a host device;
A reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from the higher-level device via the serial data communication unit,
A new duty ratio is set by increasing or decreasing the duty ratio by a predetermined value based on the motor supply power increase request or the motor supply power decrease request included in the information received by the reception processing unit. An H-bridge drive processing unit that generates a PWM signal having a duty ratio and drives each switching element included in the H-bridge circuit unit.

An H-bridge circuit unit having a pair of motor connection terminals and connecting four switching elements in an H-type bridge;
A serial data communication unit for performing serial data communication with a host device;
A reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from the higher-level device via the serial data communication unit,
The duty ratio of the PWM signal is set by comparing the motor rotation speed designation information included in the information received by the reception processing unit with the motor rotation speed signal supplied from the motor rotation speed detection unit. And a H-bridge drive processing unit for generating the PWM signal and driving each switching element constituting the H-bridge circuit unit.

An H-bridge circuit unit having a pair of motor connection terminals and connecting four switching elements in an H-type bridge;
A serial data communication unit for performing serial data communication with a host device;
A reception processing unit that receives information addressed to its own address supplied from the higher-level device via the serial data communication unit,
When the actuator position control mode is designated based on the control mode designation information included in the information received by the reception processing unit, the target position of the control target included in the information received by the reception processing unit The designated information is compared with the current position information supplied from the position detection unit to be controlled, and based on the comparison result, each of the switching elements included in the H-bridge circuit unit is driven and received by the reception processing unit. When the motor rotation speed control mode is specified based on the operation mode specification information included in the information, the motor rotation speed control mode is specified based on the specification information on the motor rotation speed included in the information received by the reception processing unit. A motor control device comprising: an H-bridge drive processing unit that drives each switching element included in an H-bridge circuit unit.