JP2007110798A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品費の増加を抑制可能であると共に誤組み立てを防止可能なブラシレスモータの制御装置を提供する。
【解決手段】 ブラシレスモータの制御装置１０には、複数種類の車両用エアコンユニット３０のそれぞれに対応する最適制御パラメータ（一例として、モータ通電信号の進角及び通電角）が予め記憶されている。そして、ブラシレスモータの制御装置１０は、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット３０のうち回転速度指令信号の周波数に対応する車両用エアコンユニット３０の最適制御パラメータを選択し、この最適制御パラメータに基づいてブラシレスモータ５０の回転制御を行う。この構成によれば、車両用エアコンユニット３０毎に異なる最適制御パラメータを設定する必要があっても、ブラシレスモータの制御装置１０を同一構造として量産することが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置に係り、特に、上位制御装置からの回転速度指令信号に基づいてブラシレスモータの回転制御を行うブラシレスモータの制御装置に関する。

従来から、上位制御装置からの回転速度指令信号に基づいてブラシレスモータの回転制御を行うブラシレスモータの制御装置において、高効率化、低騒音化等を図るために、回転速度や誘起電圧に合わせて、通電波形や、通電角、進角量等の制御パラメータを最適化する技術が知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。
特開平１１−１１３２８１号公報 特開２０００−１５２６８２号公報 特開２０００−３５０４８５号公報 特開２００２−３１５３８１号公報 特開２００４−１５９６８号公報

しかしながら、この種のブラシレスモータの制御装置が、例えば車両用のエアコンディショナユニットに適用された場合、通電波形や、通電角、進角量等の制御パラメータは、エアコンディショナユニットの形状や負荷量、及びモータ特性等に左右される。つまり、制御パラメータは、エアコンディショナユニット毎に異なるものである。

このことから、エアコンディショナユニット毎に異なる制御パラメータを設定する必要があった。従って、この場合、ブラシレスモータの制御装置は、エアコンディショナユニット毎に制御部（例えばＲＯＭや、ＲＯＭ内部のプログラム、ＲＯＭの周辺回路等）の設定を行わなければならかった。このため、類似回路数や類似部品数が増加し、このことによって部品費が増加したり、誤った回路や部品等を用いるなどのブラシレスモータの制御装置の誤組み立てが生じたりしてしまう虞があった。

また、制御パラメータ毎に異なる仕様のブラシレスモータの制御装置が必要となり、このことによって、ブラシレスモータの制御装置の種類が増えるため、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置をエアコンディショナユニットへ誤って組み付けてしまう虞があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、部品費の増加を抑制可能であると共にブラシレスモータの制御装置の誤組み立てを防止可能であり、且つ、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置を被駆動ユニットへ誤って組み付けてしまうことを防止可能なブラシレスモータの制御装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上位制御装置からの回転速度指令信号に基づいてブラシレスモータの回転制御を行うブラシレスモータの制御装置において、複数種類の被駆動ユニットのそれぞれに対応する制御パラメータを予め記憶すると共に、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、前記複数種類の被駆動ユニットのうち前記回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットの制御パラメータを選択し、該制御パラメータに基づいて前記ブラシレスモータの回転制御を行うことを特徴とする。

このように、請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置には、複数種類の被駆動ユニットのそれぞれに対応する制御パラメータが予め記憶されている。しかも、ブラシレスモータの制御装置は、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の被駆動ユニットのうち回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットの制御パラメータを選択し、該制御パラメータに基づいてブラシレスモータの回転制御を行う構成である。

この構成によれば、被駆動ユニット毎に異なる制御パラメータを設定する必要があっても、一種類のブラシレスモータの制御装置で兼用することができるので、ブラシレスモータの制御装置を同一構造として量産することが可能である。これにより、回路や部品の統一化により類似回路数や類似部品数を減少できるので、部品費の増加を抑制することが可能であると共にブラシレスモータの制御装置の誤組み立てを防止することが可能となる。

また、ブラシレスモータの制御装置を同一構造、すなわち単一化することにより、被駆動ユニットの組立工程において、被駆動ユニットの仕様に合わせてブラシレスモータの制御装置を選択する必要が無くなるので、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置を被駆動ユニットへ誤って組み付けてしまうことを防止することが可能となる。

また、ブラシレスモータの制御装置は、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の被駆動ユニットのうち回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットの制御パラメータを選択するので、被駆動ユニット毎に異なる制御パラメータを設定可能である。これにより、被駆動ユニットの高効率化、低騒音化等を図ることが可能となる。

このとき、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置において、各制御パラメータが、ブラシレスモータの回転速度を検出する実回転速度検出部からの実回転速度検出値に応じた複数種類の被駆動ユニットのそれぞれについてのモータ通電信号の進角を含み、複数種類の被駆動ユニットのうち回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットについて、実回転速度検出値からモータ通電信号の進角を決定し、該進角のモータ通電信号によりブラシレスモータの回転制御を行うように構成されていると、被駆動ユニット毎に異なるモータ通電信号の進角を設定する必要があっても、ブラシレスモータの制御装置を同一構造として量産することが可能となる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータの制御装置において、各制御パラメータが、ブラシレスモータの回転速度を検出する実回転速度検出部からの実回転速度検出値に応じた複数種類の被駆動ユニットのそれぞれについてのモータ通電信号の通電角を含み、複数種類の被駆動ユニットのうち回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットについて、実回転速度検出値からモータ通電信号の通電角を決定し、該通電角のモータ通電信号によりブラシレスモータの回転制御を行うように構成されていると、被駆動ユニット毎に異なるモータ通電信号の通電角を設定する必要があっても、ブラシレスモータの制御装置を同一構造として量産することが可能である。

また、請求項４に記載の発明のように、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置において、上位制御装置からの回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方と回転速度指令値との関係を複数種類の被駆動ユニットのそれぞれについて予め記憶すると共に、予め定められた回転速度指令値変換ロジックに従い、複数種類の被駆動ユニットのうち回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットについての回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方と回転速度指令値との関係を選択し、該回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方と回転速度指令値との関係に基づいて、回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方を回転速度指令値に変換し、該回転速度指令値に基づいてブラシレスモータの回転速度を制御するように構成されていると、上位制御装置からの回転速度指令信号に基づいてブラシレスモータの回転速度を自在に調節することが可能となる。

なお、請求項５に記載の発明のように、被駆動ユニットが、車両用エアコンディショナユニットであると、この車両用エアコンディショナユニットに含まれるブラシレスモータの制御装置の部品費が増加することを抑制することにより、車両用エアコンディショナユニットのコストを低減することができる。また、ブラシレスモータの制御装置の誤組み立てや、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置の誤組み付け防止により、車両用エアコンディショナユニットの誤組み立てを防止できる。これにより、車両用エアコンディショナユニットの検査工程等も簡略化できる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。

［第一実施形態］
はじめに、図１乃至図７を参照しながら、本発明の第一実施形態に係るブラシレスモータの制御装置１０を適用した車両用エアコンディショナユニット３０について説明する。

本実施形態に係る車両用エアコンディショナユニット３０（以下、略して車両用エアコンユニット３０とする）は、例えば、乗用自動車等の車両に好適に装備されるものである。この車両用エアコンユニット３０は、図１に示されるように、上位制御装置（エアコンＥＣＵ）４０と、ブラシレスモータの制御装置１０と、ブラシレスモータ５０と、ファン６０と、回転センサ７０を主要な構成として備えている。

上位制御装置４０には、車室内の図示しないエアコン操作スイッチの操作量（オートエアコンのオート操作を含む）に応じて出力された操作信号が入力されるようになっている。そして、上位制御装置４０は、この操作信号に基づいて、エアコン操作スイッチの操作量に応じた周波数及びデューティ値を有する矩形状の回転速度指令信号を出力可能に構成されている。

なお、本実施形態において、この場合の回転速度指令信号の周波数及びディーティ値は次のように定められている。すなわち、図２に示されるように、回転速度指令信号の立ち下がりがＨレベル（１００％）の２５％に達してから次の立ち上がりの７５％に達するまでの期間をＴ１とし、回転速度指令信号の立ち上がりがＨレベルの７５％に達してから次に回転速度指令信号の立ち上がりが７５％に達するまでの期間をＴ２とし、回転速度指令信号の周波数は、１／Ｔ２で求められ、回転速度指令信号のディーティ値はＴ１／Ｔ２×１００（％）で求められるようになっている。

ブラシレスモータの制御装置１０は、図１に示されるように、周波数・デューティ値検出部１２、中央制御部１４、モータ回転制御部１６、モータ駆動部１８、実回転速度検出部２０を有して構成されている。

周波数・デューティ値検出部１２は、例えば電気回路により構成されており、この周波数・デューティ値検出部１２には、上位制御装置４０から出力された回転速度指令信号が入力されるようになっている。そして、周波数・デューティ値検出部１２は、上位制御装置４０からの回転速度指令信号の周波数及びデューティ値をそれぞれ検出すると、この回転速度指令信号の周波数及びデューティ値に応じた信号をそれぞれ生成し、これらの信号をそれぞれ中央制御部１４に出力するように構成されている。

中央制御部１４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電気回路により構成されている。この中央制御部１４のＲＯＭには、図３に示されるように、回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係が複数種類の被駆動ユニットとしての車両用エアコンユニット３０（本実施形態では、車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣの三種類）のそれぞれについてデータ化されて予め定められて記憶されている。さらに、この中央制御部１４のＲＯＭには、図４，図５に示されるように、車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣのそれぞれに対応する最適制御パラメータがデータ化されて予め記憶されている。

本実施形態において、この各最適制御パラメータは、図４に示されるように、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣのそれぞれについてのモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］、及び、図５に示されるように、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣのそれぞれについてのモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］とされている。

また、中央制御部１４には、図示しないＣＰＵ及びＲＯＭに記憶されたプログラム等により、回転速度指令値変換部１４Ａ及び制御パラメータ選択部１４Ｂが構成されている。回転速度指令値変換部１４Ａは、図６に示される回転速度指令変換ロジックを実行するように構成されており、この回転速度指令変換ロジックを実行して回転速度指令信号のデューティ値［％］を各車両用エアコンユニット３０の回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換するようになっている。

一方、制御パラメータ選択部１４Ｂは、図７に示される制御パラメータ選択ロジックを実行するように構成されており、この制御パラメータ選択ロジックを実行して各車両用エアコンユニット３０について実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた最適制御パラメータ（この場合、モータ通電信号の進角［ｄｅｇ］及び通電角［ｄｅｇ］）を選択するようになっている。

モータ回転制御部１６は、モータドライバＩＣにより構成されており、このモータ回転制御部１６には、中央制御部１４からの回転速度指令値及び実回転速度検出値に応じた最適制御パラメータ（この場合、モータ通電信号の進角及び通電角）が入力されるようになっていると共に、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値が入力されるようになっている。そして、モータ回転制御部１６は、回転速度指令値と実回転速度検出値を比較して両者の差が無くなるようにモータ通電信号の周波数を調節すると共に、このモータ通電信号の通電角及び進角を制御パラメータ選択部１４Ｂにて選択された進角及び通電角とするように構成されている。

モータ駆動部１８は、図示しないスイッチング素子がブリッジ接続されたインバータ回路により構成されており、モータ回転制御部１６からのモータ通電信号に基づいて図示しないスイッチング素子を切り替えてブラシレスモータ５０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線に電流を供給しブラシレスモータ５０を回転させるように構成されている。

回転センサ７０は、ブラシレスモータ５０の回転速度を検出するものであり、例えば、ホールＩＣ等により構成されている。なお、回転センサ７０は、センサレス式のものであっても良い。そして、回転センサ７０は、ブラシレスモータ５０の回転速度に応じたパルス信号を出力（例えば一回転毎に一パルスを出力）するように構成されている。

実回転速度検出部２０は、例えば電気回路により構成されており、回転センサ７０から出力されたパルス信号から実回転速度検出値を生成し、これを中央制御部１４及びモータ回転制御部１６にそれぞれ出力するように構成されている。

次に、上記構成からなる車両用エアコンディショナユニット３０の動作について説明する。

車室内の図示しないエアコン操作スイッチを操作すると、この操作スイッチの操作量に応じた操作信号が上位制御装置４０に入力される。そして、上位制御装置４０は、この操作信号に基づいて、エアコン操作スイッチの操作量に応じた周波数及びデューティ値を有する矩形状の回転速度指令信号を出力する。

周波数・デューティ値検出部１２は、上位制御装置４０からの回転速度指令信号の周波数及びデューティ値をそれぞれ検出すると、この回転速度指令信号の周波数及びデューティ値に応じた信号をそれぞれ生成し、これらを中央制御部１４にそれぞれ出力する。

中央制御部１４は、回転速度指令値変換部１４Ａにより図６に示される回転速度指令変換ロジックを実行し、回転速度指令信号のデューティ値を各車両用エアコンユニット３０の回転速度指令値に変換する。

すなわち、図６に示されるように、周波数・デューティ値検出部１２からの回転速度指令信号の周波数に応じた信号及び回転速度指令信号のデューティ値に応じた信号を入力する（ステップＳ１）。続いて、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第一の範囲内（つまりα１より大きくα２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ２）。

そして、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第一の範囲内（つまりα１より大きくα２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、図３に示される車両用エアコンユニットＣ用の回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係を選択する。

続いて、この車両用エアコンユニットＣ用の回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係に基づいて、回転速度指令信号のデューティ値［％］を回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換する（ステップＳ３）。

一方、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第一の範囲内（つまりα１より大きくα２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、さらに回転速度指令信号の周波数が予め定められた第二の範囲内（つまりβ１より大きくβ２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ４）。

そして、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第二の範囲内（つまりβ１より大きくβ２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、図３に示される車両用エアコンユニットＢ用の回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係を選択する。

続いて、この車両用エアコンユニットＢ用の回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係に基づいて、回転速度指令信号のデューティ値［％］を回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換する（ステップＳ５）。

また、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第二の範囲内（つまりβ１より大きくβ２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ４：ＮＯ）には、図３に示される車両用エアコンユニットＡ用の回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係を選択する。

続いて、この車両用エアコンユニットＡ用の回転速度指令信号のデューティ値［％］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係に基づいて、回転速度指令信号のデューティ値［％］を回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ３、ステップＳ５、ステップＳ６にて変換した回転速度指令値をモータ回転制御部１６に出力する。

モータ回転制御部１６は、中央制御部１４からの回転速度指令値に基づいてモータ通電信号を生成し、これをモータ駆動部１８に出力する。モータ駆動部１８は、モータ回転制御部１６からのモータ通電信号に基づいて図示しないスイッチング素子を切り替えてブラシレスモータ５０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線に電流を供給しブラシレスモータ５０を回転させる。

回転センサ７０は、ブラシレスモータ５０が回転すると、ブラシレスモータ５０の回転速度を検出し、ブラシレスモータ５０の回転速度に応じたパルス信号を出力（例えば一回転毎に一パルスを出力）する。実回転速度検出部２０は、回転センサ７０から出力されたパルス信号から実回転速度検出値を生成し、これを中央制御部１４及びモータ回転制御部１６にそれぞれ出力する。

そして、中央制御部１４は、制御パラメータ選択部１４Ｂにより図７に示される制御パラメータ選択ロジックを実行し、各車両用エアコンユニット３０について実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた最適制御パラメータ（この場合、モータ通電信号の進角［ｄｅｇ］及び通電角［ｄｅｇ］）を選択する（データを読込む）。

すなわち、図７に示されるように、先ず周波数・デューティ値検出部１２からの回転速度指令信号の周波数に応じた信号から回転速度指令信号の周波数を入力し（ステップＳ１１）、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値を入力する（ステップＳ１２）。続いて、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第一の範囲内（つまりα１より大きくα２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ１３）。

そして、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第一の範囲内（つまりα１より大きくα２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、図４，図５に示される車両用エアコンユニットＣ用の最適制御パラメータを選択する（データ読込みを行う）。

続いて、図４に示されるように、車両用エアコンユニットＣ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］を決定すると共に、図５に示されるように、車両用エアコンユニットＣ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］を決定する（ステップＳ１４）。

一方、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第一の範囲内（つまりα１より大きくα２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、さらに回転速度指令信号の周波数が予め定められた第二の範囲内（つまりβ１より大きくβ２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ１５）。

そして、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第二の範囲内（つまりβ１より大きくβ２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）には、図４，図５に示される車両用エアコンユニットＢ用の最適制御パラメータを選択する（データ読込みを行う）。

続いて、図４に示されるように、車両用エアコンユニットＢ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］を決定すると共に、図５に示されるように、車両用エアコンユニットＢ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］を決定する（ステップＳ１６）。

また、回転速度指令信号の周波数が予め定められた第二の範囲内（つまりβ１より大きくβ２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）には、図４，図５に示される車両用エアコンユニットＡ用の最適制御パラメータを選択する（データ読込みを行う）。

続いて、図４に示されるように、車両用エアコンユニットＡ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］を決定すると共に、図５に示されるように、車両用エアコンユニットＡ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］を決定する（ステップＳ１７）。

そして、ステップＳ１４、ステップＳ１６、ステップＳ１７にて決定したモータ通電信号の進角及び通電角に応じた信号をモータ回転制御部１６に出力する。モータ回転制御部１６は、回転速度指令値と実回転速度検出値を比較して両者の差が無くなるようにモータ通電信号の周波数を調節すると共に、このモータ通電信号の通電角及び進角を制御パラメータ選択部１４Ｂにて選択された進角及び通電角とする。

以後、上記各処理を繰り返し行うことにより、ブラシレスモータ５０の回転速度が上位制御装置４０からの回転速度指令信号に沿うように調節され、これにより、車室内の図示しないエアコン操作スイッチの操作量に沿うようにファン６０の回転速度が調節される。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、本実施形態のブラシレスモータの制御装置１０には、複数種類の車両用エアコンユニット３０のそれぞれに対応する最適制御パラメータ（本実施形態では、一例として、モータ通電信号の進角及び通電角）が予め記憶されている。しかも、ブラシレスモータの制御装置１０は、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット３０のうち回転速度指令信号の周波数に対応する車両用エアコンユニット３０の最適制御パラメータを選択し、この最適制御パラメータに基づいてブラシレスモータ５０の回転制御を行う構成である。

この構成によれば、車両用エアコンユニット３０毎に異なる最適制御パラメータを設定する必要があっても、一種類のブラシレスモータの制御装置１０で兼用することができるので、ブラシレスモータの制御装置１０を同一構造として量産することが可能である。これにより、回路や部品の統一化により類似回路数や類似部品数を減少できるので、部品費の増加を抑制することが可能であると共にブラシレスモータの制御装置１０の誤組み立てを防止することが可能となる。

また、ブラシレスモータの制御装置１０を同一構造、すなわち単一化することにより、車両用エアコンユニット３０の組立工程において、車両用エアコンユニット３０の仕様に合わせてブラシレスモータの制御装置１０を選択する必要が無くなるので、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置１０を車両用エアコンユニット３０へ誤って組み付けてしまうことを防止することが可能となる。

また、ブラシレスモータの制御装置１０は、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット３０のうち回転速度指令信号の周波数に対応する車両用エアコンユニット３０の最適制御パラメータを選択するので、車両用エアコンユニット３０毎に異なる最適制御パラメータを設定可能である。これにより、車両用エアコンユニット３０の高効率化、低騒音化等を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、各最適制御パラメータが、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値に応じた複数種類の車両用エアコンユニット３０のそれぞれについてのモータ通電信号の進角を含み、ブラシレスモータの制御装置１０が、複数種類の車両エアコンユニット３０のうち回転速度指令信号の周波数に対応する車両用エアコンユニット３０について、実回転速度検出値からモータ通電信号の進角を決定し、該進角のモータ通電信号によりブラシレスモータ５０の回転制御を行うように構成されている。従って、車両用エアコンユニット３０毎に異なるモータ通電信号の進角を設定する必要があっても、ブラシレスモータの制御装置１０を同一構造として量産することが可能となる。

さらに、本実施形態では、各最適制御パラメータが、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値に応じた複数種類の車両用エアコンユニット３０のそれぞれについてのモータ通電信号の通電角を含み、ブラシレスモータの制御装置１０が、複数種類の車両エアコンユニット３０のうち回転速度指令信号の周波数に対応する車両用エアコンユニット３０について、実回転速度検出値からモータ通電信号の通電角を決定し、該通電角のモータ通電信号によりブラシレスモータ５０の回転制御を行うように構成されている。従って、車両用エアコンユニット３０毎に異なるモータ通電信号の通電角を設定する必要があっても、ブラシレスモータの制御装置１０を同一構造として量産することが可能である。

また、本実施形態では、上位制御装置４０からの回転速度指令信号のデューティ値と回転速度指令値との関係を複数種類の車両用エアコンユニット３０のそれぞれについて予め記憶すると共に、予め定められた回転速度指令値変換ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット３０のうち回転速度指令信号の周波数に対応する車両用エアコンユニット３０についての回転速度指令信号のデューティ値と回転速度指令値との関係を選択し、該回転速度指令信号のデューティ値と回転速度指令値との関係に基づいて、回転速度指令信号のデューティ値を回転速度指令値に変換し、該回転速度指令値に基づいてブラシレスモータ５０の回転速度を制御するように構成されている。従って、上位制御装置４０からの回転速度指令信号に基づいてブラシレスモータ５０の回転速度を自在に調節することが可能となる。

また、本実施形態によれば、上述のように、車両用エアコンユニット３０に含まれるブラシレスモータの制御装置１０の部品費が増加することを抑制することにより、車両用エアコンユニット３０のコストを低減することができる。また、ブラシレスモータの制御装置１０の誤組み立てや、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置１０の誤組み付け防止により、車両用エアコンユニット３０の誤組み立てを防止できる。これにより、車両用エアコンユニット３０の検査工程等も簡略化できる。

［第二実施形態］
次に、図８乃至図１１を参照しながら、本発明の第二実施形態に係るブラシレスモータの制御装置８０を適用した車両用エアコンディショナユニット９０について説明する。

本実施形態に係る車両用エアコンディショナユニット９０（以下、略して車両用エアコンユニット９０とする）は、第一実施形態に係る車両用エアコンディショナユニット３０のブラシレスモータの制御装置１０に代えてブラシレスモータの制御装置８０を備えたものである。なお、本発明の第二実施形態において、ブラシレスモータの制御装置８０を備えた構成以外の構成については上記第一実施形態と同一であるので、同一符号を用いることとしてその説明を省略する。

本発明の第二実施形態に係る車両用エアコンユニット９０において、ブラシレスモータの制御装置８０は、図８に示されるように、周波数・デューティ値検出部１２、中央制御部８４、モータ回転制御部１６、モータ駆動部１８、実回転速度検出部２０を有して構成されている。

中央制御部８４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電気回路により構成されている。この中央制御部８４のＲＯＭには、図９に示されるように、回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係が複数種類の被駆動ユニットとしての車両用エアコンユニット９０（本実施形態では、車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣの三種類）のそれぞれについてデータ化されて予め定められて記憶されている。さらに、この中央制御部８４のＲＯＭには、図１０，図１１に示されるように、車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣのそれぞれに対応する最適制御パラメータがデータ化されて予め記憶されている。

本実施形態において、この各最適制御パラメータは、図４に示されるように、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣのそれぞれについてのモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］、及び、図５に示されるように、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた車両用エアコンユニットＡ、車両用エアコンユニットＢ、車両用エアコンユニットＣのそれぞれについてのモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］とされている。

また、中央制御部８４には、図示しないＣＰＵ及びＲＯＭに記憶されたプログラム等により、回転速度指令値変換部８４Ａ及び制御パラメータ選択部８４Ｂが構成されている。回転速度指令値変換部８４Ａは、図１０に示される回転速度指令変換ロジックを実行するように構成されており、この回転速度指令変換ロジックを実行して回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］を各車両用エアコンユニット９０の回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換するようになっている。

一方、制御パラメータ選択部８４Ｂは、図１１に示される制御パラメータ選択ロジックを実行するように構成されており、この制御パラメータ選択ロジックを実行して各車両用エアコンユニット９０について実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた最適制御パラメータ（この場合、モータ通電信号の進角［ｄｅｇ］及び通電角［ｄｅｇ］）を選択するようになっている。

次に、上記構成からなる車両用エアコンディショナユニット９０の動作について説明する。

車室内の図示しないエアコン操作スイッチを操作すると、この操作スイッチの操作量に応じた操作信号が上位制御装置４０に入力される。そして、上位制御装置４０は、この操作信号に基づいて、エアコン操作スイッチの操作量に応じた周波数及びデューティ値を有する矩形状の回転速度指令信号を出力する。

周波数・デューティ値検出部１２は、上位制御装置４０からの回転速度指令信号の周波数及びデューティ値をそれぞれ検出すると、この回転速度指令信号の周波数及びデューティ値に応じた信号をそれぞれ生成し、これらを中央制御部８４にそれぞれ出力する。

中央制御部８４は、回転速度指令値変換部８４Ａにより図１０に示される回転速度指令変換ロジックを実行し、回転速度指令信号の周波数を各車両用エアコンユニット９０の回転速度指令値に変換する。

すなわち、図１０に示されるように、先ず周波数・デューティ値検出部１２からの回転速度指令信号の周波数に応じた信号及び回転速度指令信号のデューティ値に応じた信号から回転速度指令信号の周波数及びデューティ値を入力する（ステップＳ２１）。続いて、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第一の範囲内（つまりγ１より大きくγ２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ２２）。

そして、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第一の範囲内（つまりγ１より大きくγ２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、図９に示される車両用エアコンユニットＣ用の回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係を選択する。

続いて、この車両用エアコンユニットＣ用の回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係に基づいて、回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］を回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換する（ステップＳ２３）。

一方、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第一の範囲内（つまりγ１より大きくγ２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、さらに回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第二の範囲内（つまりδ１より大きくδ２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ２４）。

そして、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第二の範囲内（つまりδ１より大きくδ２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）には、図９に示される車両用エアコンユニットＢ用の回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係を選択する。

続いて、この車両用エアコンユニットＢ用の回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係に基づいて、回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］を回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換する（ステップＳ２５）。

また、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第二の範囲内（つまりδ１より大きくδ２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ２４：ＮＯ）には、図９に示される車両用エアコンユニットＡ用の回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係を選択する。

続いて、この車両用エアコンユニットＡ用の回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］と回転速度指令値［ｒｐｍ］との関係に基づいて、回転速度指令信号の周波数［Ｈｚ］を回転速度指令値［ｒｐｍ］に変換する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ２３、ステップＳ２５、ステップＳ２６にて変換した回転速度指令値をモータ回転制御部１６に出力する。

モータ回転制御部１６は、中央制御部８４からの回転速度指令値に基づいてモータ通電信号を生成し、これをモータ駆動部１８に出力する。モータ駆動部１８は、モータ回転制御部１６からのモータ通電信号に基づいて図示しないスイッチング素子を切り替えてブラシレスモータ５０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線に電流を供給しブラシレスモータ５０を回転させる。

回転センサ７０は、ブラシレスモータ５０が回転すると、ブラシレスモータ５０の回転速度を検出し、ブラシレスモータ５０の回転速度に応じたパルス信号を出力（例えば一回転毎に一パルスを出力）する。実回転速度検出部２０は、回転センサ７０から出力されたパルス信号から実回転速度検出値を生成し、これを中央制御部８４及びモータ回転制御部１６にそれぞれ出力する。

そして、中央制御部８４は、制御パラメータ選択部８４Ｂにより図１１に示される制御パラメータ選択ロジックを実行し、各車両用エアコンユニット９０について実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値［ｒｐｍ］に応じた最適制御パラメータ（この場合、モータ通電信号の進角［ｄｅｇ］及び通電角［ｄｅｇ］）を選択する（データを読込む）。

すなわち、図１１に示されるように、先ず周波数・デューティ値検出部１２からの回転速度指令信号のデューティ値に応じた信号から回転速度指令信号のデューティ値を入力し（ステップＳ３１）、実回転速度検出部２０からの実回転速度検出値を入力する（ステップＳ３２）。続いて、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第一の範囲内（つまりγ１より大きくγ２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ３３）。

そして、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第一の範囲内（つまりγ１より大きくγ２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）には、図４，図５に示される車両用エアコンユニットＣ用の最適制御パラメータを選択する（データ読込みを行う）。

続いて、図４に示されるように、車両用エアコンユニットＣ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］を決定すると共に、図５に示されるように、車両用エアコンユニットＣ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］を決定する（ステップＳ３４）。

一方、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第一の範囲内（つまりγ１より大きくγ２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ３３：ＮＯ）には、さらに回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第二の範囲内（つまりδ１より大きくδ２より小さい）にあるか否かを判断する（ステップＳ３５）。

そして、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第二の範囲内（つまりδ１より大きくδ２より小さい）にあると判断した場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）には、図４，図５に示される車両用エアコンユニットＢ用の最適制御パラメータを選択する（データ読込みを行う）。

続いて、図４に示されるように、車両用エアコンユニットＢ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］を決定すると共に、図５に示されるように、車両用エアコンユニットＢ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］を決定する（ステップＳ３６）。

また、回転速度指令信号のデューティ値が予め定められた第二の範囲内（つまりδ１より大きくδ２より小さい）にないと判断した場合（ステップＳ３５：ＮＯ）には、図４，図５に示される車両用エアコンユニットＡ用の最適制御パラメータを選択する（データ読込みを行う）。

続いて、図４に示されるように、車両用エアコンユニットＡ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の進角［ｄｅｇ］を決定すると共に、図５に示されるように、車両用エアコンユニットＡ用の最適制御パラメータから実回転速度検出値［ｒｐｍ］に対応するモータ通電信号の通電角［ｄｅｇ］を決定する（ステップＳ３７）。

そして、ステップＳ３４、ステップＳ３６、ステップＳ３７にて決定したモータ通電信号の進角及び通電角に応じた信号をモータ回転制御部１６に出力する。モータ回転制御部１６は、回転速度指令値と実回転速度検出値を比較して両者の差が無くなるようにモータ通電信号の周波数を調節すると共に、このモータ通電信号の通電角及び進角を制御パラメータ選択部８４Ｂにて選択された進角及び通電角とする。

以後、上記各処理を繰り返し行うことにより、ブラシレスモータ５０の回転速度が上位制御装置４０からの回転速度指令信号に沿うように調節され、これにより、車室内の図示しないエアコン操作スイッチの操作量に沿うようにファン６０の回転速度が調節される。

このように、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット９０のうち回転速度指令信号のデューティ値に対応する車両用エアコンユニット９０の最適制御パラメータを選択し、この最適制御パラメータに基づいてブラシレスモータ５０の回転制御を行うようにしても良い。

また、上位制御装置４０からの回転速度指令信号の周波数と回転速度指令値との関係を複数種類の車両用エアコンユニット９０のそれぞれについて予め記憶すると共に、予め定められた回転速度指令値変換ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット９０のうち回転速度指令信号のデューティ値に対応する車両用エアコンユニット９０についての回転速度指令信号の周波数と回転速度指令値との関係を選択し、該回転速度指令信号の周波数と回転速度指令値との関係に基づいて、回転速度指令信号の周波数を回転速度指令値に変換し、該回転速度指令値に基づいてブラシレスモータ５０の回転速度を制御するように構成されていても良い。

そして、本発明の第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の作用及び効果を奏する。すなわち、回路や部品の統一化により類似回路数や類似部品数を減少できるので、部品費の増加を抑制することが可能であると共にブラシレスモータの制御装置８０の誤組み立てを防止することが可能となる。

また、ブラシレスモータの制御装置８０を同一構造、すなわち単一化することにより、車両用エアコンユニット９０の組立工程において、車両用エアコンユニット９０の仕様に合わせてブラシレスモータの制御装置８０を選択する必要が無くなるので、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置８０を車両用エアコンユニット９０へ誤って組み付けてしまうことを防止することが可能となる。

また、ブラシレスモータの制御装置８０は、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、複数種類の車両用エアコンユニット９０のうち回転速度指令信号のデューティ値に対応する車両用エアコンユニット９０の最適制御パラメータを選択するので、車両用エアコンユニット９０毎に異なる最適制御パラメータを設定可能である。これにより、車両用エアコンユニット９０の高効率化、低騒音化等を図ることが可能となる。

また、車両用エアコンユニット９０に含まれるブラシレスモータの制御装置８０の部品費が増加することを抑制することにより、車両用エアコンユニット９０のコストを低減することができる。また、ブラシレスモータの制御装置８０の誤組み立てや、所望の仕様と異なる仕様のブラシレスモータの制御装置８０の誤組み付け防止により、車両用エアコンユニット９０の誤組み立てを防止できる。これにより、車両用エアコンユニット９０の検査工程等も簡略化できる。

なお、上記実施形態では、複数種類の被駆動ユニットの一例として、車両用エアコンユニット３０，９０を適用した例について説明したが、その他にも、複数種類の被駆動ユニットは、例えば、車両のラジエータを冷却するためのファンモータユニット等であっても良い。

また、上記実施形態では、図６，図１０に示される回転速度指令変換ロジック及び図７，図１１に示される制御パラメータ選択ロジックが、ＣＰＵ及びＲＯＭに記憶されたプログラム等により構成（つまりソフトウェアで構成）されるように説明したが、ロジック回路等により、ハードウェアで構成されていても良いことは勿論である。

また、上記実施形態において、複数種類の車両用エアコンユニット３０，９０のうち回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の両方に対応する車両用エアコンユニット３０，９０の最適制御パラメータを選択するようにしても良い。

また、上記実施形態において、回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の両方に対応する車両用エアコンユニット３０，９０についての回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の両方と回転速度指令値との関係を選択し、該回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の両方と回転速度指令値との関係に基づいて、回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の両方を回転速度指令値に変換するようにしても良い。

本発明の第一実施形態に係る車両用エアコンディショナユニットの構成を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る回転速度指令信号の波形を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る回転速度指令信号のデューティ値と回転速度指令値との関係を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る実回転速度検出値とモータ通電信号の進角との関係を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る実回転速度検出値とモータ通電信号の通電角との関係を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る回転速度指令値変換ロジックを示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態に係る制御パラメータ選択ロジックを示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係る車両用エアコンディショナユニットの構成を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る回転速度指令信号の周波数と回転速度指令値との関係を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る回転速度指令値変換ロジックを示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係る制御パラメータ選択ロジックを示すフローチャートである。

符号の説明

１０，８０…ブラシレスモータの制御装置、１２…周波数・デューティ値検出部、１４，８４…中央制御部、１４Ａ，８４Ａ…回転速度指令値変換部、１４Ｂ，８４Ｂ…制御パラメータ選択部、１６…モータ回転制御部、１８…モータ駆動部、２０…実回転速度検出部、３０，９０…車両用エアコンディショナユニット、４０…上位制御装置、５０…ブラシレスモータ、６０…ファン、７０…回転センサ

Claims (5)

1. 上位制御装置からの回転速度指令信号に基づいてブラシレスモータの回転制御を行うブラシレスモータの制御装置において、
   複数種類の被駆動ユニットのそれぞれに対応する制御パラメータを予め記憶すると共に、予め定められた制御パラメータ選択ロジックに従い、前記複数種類の被駆動ユニットのうち前記回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットの制御パラメータを選択し、該制御パラメータに基づいて前記ブラシレスモータの回転制御を行うことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
2. 前記各制御パラメータは、前記ブラシレスモータの回転速度を検出する実回転速度検出部からの実回転速度検出値に応じた前記複数種類の被駆動ユニットのそれぞれについてのモータ通電信号の進角を含み、
   前記複数種類の被駆動ユニットのうち前記回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットについて、前記実回転速度検出値から前記モータ通電信号の進角を決定し、該進角のモータ通電信号により前記ブラシレスモータの回転制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
3. 前記各制御パラメータは、前記ブラシレスモータの回転速度を検出する実回転速度検出部からの実回転速度検出値に応じた前記複数種類の被駆動ユニットのそれぞれについてのモータ通電信号の通電角を含み、
   前記複数種類の被駆動ユニットのうち前記回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットについて、前記実回転速度検出値から前記モータ通電信号の通電角を決定し、該通電角のモータ通電信号により前記ブラシレスモータの回転制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータの制御装置。
4. 前記上位制御装置からの回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方と回転速度指令値との関係を前記複数種類の被駆動ユニットのそれぞれについて予め記憶すると共に、予め定められた回転速度指令値変換ロジックに従い、前記複数種類の被駆動ユニットのうち前記回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも一方に対応する被駆動ユニットについての回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方と回転速度指令値との関係を選択し、該回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方と回転速度指令値との関係に基づいて、前記回転速度指令信号の周波数及びデューティ値の少なくとも他方を回転速度指令値に変換し、該回転速度指令値に基づいて前記ブラシレスモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。
5. 前記被駆動ユニットは、車両用エアコンディショナユニットであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。

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