JP2009303458A - モータ制御装置、及びモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令の判定に要する時間を短縮する。
【解決手段】ステップ１００で、コンパレータａからのパルス信号を受けて、コンパレータａからのパルス信号のデューティ比ａを演算する。ステップ１０２では、コンパレータｂからのパルス信号を受けて、コンパレータｂからのパルス信号のデューティ比ｂを演算する。ステップ１０４では、ステップ１００で演算されたデューティ比ａが０％より大きくかつ１００％より小さいかを判定する。ステップ１０４で、デューティ比ａが０％より大きくかつ１００％より小さいと判定された場合には、ステップ１０６に進み、ステップ１０２で演算されたデューティ比ｂが１００％より小さいか否かを判定する。これにより、検査用と通常動作用とでハイレベルまたはローレベルの大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用か通常動作用かを判定している。
【選択図】図１０

Description

本発明は、モータ制御装置、及びモータ制御方法に関する。

従来、ソフトスタート機能を有するモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のモータ制御装置では、通常作動時のモータ駆動指令信号Ｓ１が入力されたか、またはモータ作動検査時のモータ検査指令信号Ｓｃが入力されたかを外部信号判定手段が判定している。この判定の処理方法について、具体的に説明すると、外部信号判定手段は、例えば、入力された信号のパルス間隔、パルス幅、デューティ比、周波数を算出し、入力された信号が周波数α（１／Ｔ_２）と周波数β（１／Ｔ_Ｃ）とが交互に繰り返された信号であることを検出した場合には、モータ検査指令信号Ｓｃが入力されたと判定している。更に、このような判定処理を特許文献１に記載のモータ制御装置では、マイクロコンピュータが行っている。
特開２００６−３２０１６４号公報

しかしながら、例えば、周波数αと周波数βとが交互に繰り返された信号であることを検出するような上記の判定の処理方法では、モータ検査指令信号Ｓｃが入力されたと判定するまでに時間を要する。すなわち、判定に時間を要するため、検査時間が長くなってしまう、という問題がある。

本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、判定に要する時間をより短縮することができるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のモータ制御装置は、目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有し、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とでハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する判定手段と、前記判定手段によって検査用の駆動指令であると判定された場合には、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する検査用デューティ比のパルスを有する検査用制御信号を生成すると共に、前記判定手段によって通常動作用の駆動指令であると判定された場合には、所定値から徐々に前記駆動指令信号のデューティ比に対応する通常動作用デューティ比まで大きくなるデューティ比のパルスを有する通常動作用制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号生成手段で生成された検査用制御信号及び通常動作用制御信号に基づいて、モータの回転速度を制御する制御手段とを含んで構成されている。

本発明によれば、判定手段が、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とでハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する。これにより、従来の場合と比較して、容易に判定を行うことが可能となり、かつ判定に要する時間をより短縮することができる。

また、このような判定手段による判定処理は、上記マイクロコンピュータと比較してコストが安価であり、かつ、特許文献１に記載されている判定方法を実現させようとするとチップサイズが増大してしまうようなカスタムＩＣ（Integrated Circuit）でもチップサイズを増大させることなく実行することができる。そのため、従来の技術のようにモータ制御装置に、従来の判定機能を有するマイクロコンピュータを備えた場合と比較して、上記の本発明の判定手段の機能を持たせたカスタムＩＣをモータ制御装置に適用した場合には、チップサイズが増大せず、よりコストを安価にすることができる。

また、請求項２記載のモータ制御装置は、請求項１記載のモータ制御装置において、前記判定手段が、前記駆動指令信号と前記閾値とを比較して、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判断することを所定回数繰返し、該所定回数に対する前記検査用の駆動指令であると判断された回数の割合が所定値以上である場合にのみ、駆動指令信号が検査用の駆動指令であると判定するようにしたものである。これにより、所定回数を、判定の精度と判定に要する処理の時間とのバランスが適切となるような値に設定しておくことで、従来の技術と比較して判定に要する時間をより短縮することができ、かつ判定の精度が良好となる。

また、請求項３記載のモータ制御装置は、請求項１または請求項２記載のモータ制御装置において、検査用の駆動指令の駆動指令信号のハイレベルを第１の閾値より大きくすると共に、ローレベルを前記第１の閾値より小さくかつ該第１より小さい第２の閾値より大きくし、通常動作用の駆動指令の駆動指令信号のハイレベルを前記第１の閾値より大きくすると共に、ローレベルを前記第２の閾値より小さくしたものである。

また、請求項４記載のモータ制御装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載のモータ制御装置において、前記所定値を０とすると共に、通常動作用制御信号のデューティ比を、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する通常動作用デューティ比まで大きくした後、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する大きさとしたものである。

また、上記目的を達成するために、請求項５記載のモータ制御方法は、目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有し、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とでハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定し、検査用の駆動指令であると判定された場合には、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する検査用デューティ比のパルスを有する検査用制御信号を生成すると共に、通常動作用の駆動指令であると判定された場合には、所定値から徐々に前記駆動指令信号のデューティ比に対応する通常動作用デューティ比まで大きくなるデューティ比のパルスを有する通常動作用制御信号を生成し、生成された検査用制御信号及び通常動作用制御信号に基づいて、モータの回転速度を制御する。

本発明によれば、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とでハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する。これにより、従来の場合と比較して、容易に判定を行うことが可能となり、かつ判定に要する時間をより短縮することができる。

また、このような判定方法は、上記マイクロコンピュータと比較してコストが安価であり、かつ、特許文献１に記載されている判定方法を実現させようとするとチップサイズが増大してしまうようなカスタムＩＣ（Integrated Circuit）でもチップサイズを増大させることなく実行することができる。そのため、従来の技術のようにモータ制御装置に、従来の判定機能を有するマイクロコンピュータを備えた場合と比較して、上記の本発明の判定方法の機能を持たせたカスタムＩＣをモータ制御装置に適用した場合には、チップサイズが増大せず、よりコストを安価にすることができる。

以下、図面を参照して本発明のモータ制御装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明を車両に搭載される空調装置（エアコン）のブロワモータ装置に適用した例について説明する。図１に示すように、本実施の形態の空調装置１０は、エアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２と、ブロワモータ装置１４とを備えている。エアコンＥＣＵ１２及びブロワモータ装置１４は、所定値、例えば５Ｖの電源１６から電力が供給されることによりそれぞれ動作する。

エアコンＥＣＵ１２（上位の空調制御装置）は、操作スイッチ（図示しない）からの操作信号に基づいて、ブロワモータ装置１４へ通常動作用の駆動指令の駆動指令信号（モータ駆動指令信号）Ｓ１を送出する。そして、本実施の形態では、この駆動指令信号Ｓ１に基づいてブロワモータ装置１４が通常の作動を行うように構成されている。なお、本実施の形態では、この駆動指令信号Ｓ１は、目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有しており、例えば、目標回転速度が速くなれば、デューティ比も対応して大きくなる。

ブロワモータ装置１４は、ファン（図示せず）が出力軸に取付けられたモータ１８と、モータ１８へ駆動信号Ｓ３を出力するモータコントローラ（モータ制御装置）２０とを備えている。

エアコンＥＣＵ１２から駆動指令信号Ｓ１（及び詳細を後述する検査用の駆動指令信号Ｓｃ）を受けると、モータコントローラ２０は、モータ１８へ駆動信号Ｓ３を出力してモータ１８を回転駆動させる。モータコントローラ２０は、モータ１８の起動時にソフトスタートを行う場合には、停止状態から徐々にモータ回転速度を増速させていき、モータ駆動指令信号Ｓ１に対応するモータ回転速度に達するようにモータ１８の回転速度を制御する。

本実施の形態のモータ１８は、ブラシレスモータであり、モータコントローラ２０から所定のデューティ比の矩形波電圧信号を受けることにより、デューティ比に応じたモータ回転速度で回転するように制御される。なお、本実施の形態では、モータ１８は、ホールセンサ（図示せず）を備えたブラシレスモータであるが、本発明はこれに限られるものではなく、他のタイプの電動モータであってもよい。例えば、モータ１８を、整流子を有するブラシ付きのモータとしてもよい。

本実施の形態のモータ１８は、３相の巻線（図示せず）を有する固定子（図示せず）と、ロータマグネットを有する回転子（図示せず）とを備えている。この固定子には、ホールセンサ（図示せず）が配設されており、図２に示すように、ホールセンサによって回転子の回転に応じたセンサ出力がモータコントローラ２０の駆動回路２２へ出力されている。これにより、モータコントローラ２０で従来公知のフィードバック制御が行われる。

図２に示すように、本実施の形態のモータコントローラ２０は、外部からの入力信号（本実施の形態では駆動指令信号Ｓ１）に基づいたデューティ比の制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓ２を生成して出力する回転制御回路２４と、制御信号Ｓ２及び上記ホールセンサからのセンサ出力に基づいてモータ１８の各相巻線へ位相の異なる矩形波電圧信号（駆動信号Ｓ３）を供給する駆動回路２２を備えている。なお、回転制御回路２４は本発明の制御信号生成手段に対応し、駆動回路は本発明の制御手段に対応する。

本実施の形態の回転制御回路２４は、１つまたは複数のカスタムＩＣ（Integrated Circuit）によって構成されており、ソフトスタート制御を行う場合には、駆動指令信号Ｓ１の入力に伴って、駆動回路２２への制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓ２のデューティ比を所定値、例えば０（または０付近）から徐々に増加していき、駆動指令信号Ｓ１によって設定される目標値であるモータ回転数に到達させるように制御信号Ｓ２を送出する。

また、本実施の形態の駆動回路２２は、公知の構成からなるものであり、所定個、例えば６個の抵抗（図示せず）と、所定個、例えば６個のパワー素子（図示せず）が基板上で配線されて構成されている。駆動回路２２は、回転制御回路２４からの制御信号Ｓ２によって、これらのパワー素子をオン／オフさせ、所定タイミングで電源１６を巻線へ接続して回転磁界を生成している。すなわち、駆動回路２２は、制御信号Ｓ２に基づいて、モータ１８の回転速度を制御する。なお、この際に、上記ホールセンサからのセンサ出力に基づいて、モータ１８が適切な回転駆動を行うようにフィードバック制御を行っている。

ここで、図３を参照して、エアコンＥＣＵ１２及びブロワモータ装置１４のインタフェース部分について詳細に説明する。エアコンＥＣＵ１２は出力部２６を備えている。この出力部２６はｎｐｎ型のトランジスタ２８を含んで構成された回路である。トランジスタ２８のエミッタ端子はアースされていると共にコレクタ端子は抵抗（例えば抵抗値が１００Ωの抵抗）３０を介して指令信号線３２の一端に接続されている。この指令信号線３２の他端には、ブロワモータ装置１４のモータコントローラ２０が接続されている。これにより、図３に示すように、エアコンＥＣＵ１２とモータコントローラ２０とが電気的に接続されている。

また、トランジスタ２８のベース端子には、エアコンＥＣＵ１２において操作スイッチからの操作信号に基づいてモータ１８を駆動させるための指令の信号（ＥＣＵ出力）を生成する指令信号生成回路（図示せず）が接続されている。これにより、トランジスタ２８のベース端子には、エアコンＥＣＵ１２において操作スイッチからの操作信号に基づいて生成されたモータ１８を駆動させるための指令の信号（ＥＣＵ出力）が入力される。従って、Ｌｏｗレベルの信号がトランジスタ２８のベース端子に入力された場合にはトランジスタ２８のコレクタ端子とエミッタ端子との間がＯＦＦ（非導通）状態となり、Ｈｉｇｈレベルの信号がトランジスタ２８のベース端子に入力された場合にはトランジスタ２８のコレクタ端子とエミッタ端子との間がＯＮ（導通）状態となる。

一方、モータコントローラ２０は、抵抗（例えば抵抗値が３０Ωの抵抗）３４とコンデンサ（例えば容量が１０００ｐＦのコンデンサ）３６とを備えた積分回路であるフィルタ回路３８を備えており、このフィルタ回路３８の入力端子は、指令信号線３２の上記他端と接続されている。フィルタ回路３８の出力端子は、抵抗（例えば抵抗値が１８０Ωの抵抗）４０を介して接続端子４２に接続されている。この接続端子４２には、一端が上記電源（例えば電圧値５Ｖ）１６に接続されたプルアップ抵抗（例えば抵抗値が２ｋΩの抵抗）４４の他端が接続されている。また、接続端子４２には、コンパレータａの非反転入力端子及びコンパレータｂの非反転入力端子が接続されている。このコンパレータａの反転入力端子には比較基準電圧として第１の所定値（第１の閾値）、例えば２．５Ｖの電圧が入力される。また、このコンパレータｂの反転入力端子には比較基準電圧として第２の所定値（第２の閾値）、例えば０．５Ｖの電圧が入力される。コンパレータａの出力端子は回転制御回路２４の入力端子に接続されている。コンパレータｂの出力端子は回転制御回路２４の入力端子に接続されている。なお、コンパレータａの出力端子からは、第１の閾値とＳ１電位（接続端子４２の電位）とを比較して、Ｓ１電位が第１の閾値以上である場合にはＨｉｇｈレベルの信号が出力されると共に、Ｓ１電位が第１の閾値未満である場合にはＬｏｗレベルの信号が出力される。同様に、コンパレータｂの出力端子からは、第２の閾値とＳ１電位とを比較して、Ｓ１電位が第２の閾値以上である場合にはＨｉｇｈレベルの信号が出力されると共に、Ｓ１電位が第２の閾値未満である場合にはＬｏｗレベルの信号が出力される。

ここで、第１の所定値（第１の閾値）及び第２の所定値（第２の閾値）について図４及び図５を用いて説明する。図４（Ａ）に示す信号（ＥＣＵ出力）４６が、トランジスタ２８のベース端子に入力された場合に、外部からの電波照射（例えば電波を発生するトランシーバ等からの電波照射）等の外乱がない理想的な状況であるときには、図４（Ｂ）に示すようなＳ１電位（接続端子４２の電位）となる。なお、接続端子４２に上記のプルアップ抵抗４４が接続されているにも関わらず、ＥＣＵ出力のＯＮに対応する部分の電位が０Ｖとならず（すなわち完全に０Ｖまで下がらず）、ＥＣＵ出力のＯＦＦに対応する部分の電位が５Ｖとならない（すなわち、完全に５Ｖまで上がらない）のは、信号線に抵抗が含まれているため等の理由が考えられる。このような場合に、Ｓ１電位から、すなわち駆動指令信号Ｓ１から、モータ１８を回転駆動させるための正確なデューティ比を演算することができる閾値を、本実施の形態では第１の所定値（第１の閾値）４８として予め実験的に求めておき設定しておく。例えば、閾値以上の部分をＯＮ、閾値未満の部分をＯＦＦとすることによりＳ１電位から、モータを回転駆動させるためのデューティ比を演算することができる。以下、本実施の形態では、この第１の閾値として、２．５Ｖを例に挙げて説明する。

また、図５（Ａ）に示す信号（上記信号４６と同一の信号）５０が、トランジスタ２８のベース端子に入力された場合に、外部からの電波照射等の外乱がある状況では、Ｓ１電位が、図５（Ｂ）に示すように上記で設定した第１の閾値４８を下回ってしまう事象が発生する場合がある。この事象は、外部からの電波が例えば指令信号線３２及びエアコンＥＣＵ１２の少なくとも一方に照射されると、エアコンＥＣＵ１２のトランジスタ２８のベース・エミッタ間に電圧がかかってしまい、トランジスタ２８をオフさせるための信号がベース端子に入力されても、ベース・エミッタ間が０Ｖとならず、完全にトランジスタ２８がオフとならない状態（微オン状態）となってしまうことにより発生すると考えられる。このような場合では、第１の閾値４８を用いてもＳ１電位から、モータ１８を駆動回転させるためのデューティ比を正確に演算することが出来ない。すなわち、この状態で第１の閾値４８が反転入力端子に入力されると共に接続端子４２に非反転入力端子が接続されたコンパレータａの出力端子から出力された信号を用いてＳ１電位から（すなわち駆動指令信号Ｓ１から）デューティ比を演算した場合には、演算されたデューティ比は０％になってしまい、モータコントローラ２０は回転駆動させないようにモータ１８を制御することとなる。そこで、本実施の形態では、このような外乱がある状況において、図５（Ｂ）に示すように、Ｓ１電位から、モータ１８を回転駆動させるためのデューティ比を演算することができる第１の閾値より小さい閾値を、第２の所定値（第２の閾値）として予め求めておき設定しておく。以下、本実施の形態では、この第２の閾値として、０．５Ｖを例に挙げて説明する。

ここで、上記で説明したような外乱がない場合に、エアコンＥＣＵ１２において操作スイッチからの操作信号に基づいて生成されたモータ１８を駆動させるための指令の信号（ＥＣＵ出力）がトランジスタ２８のベース端子に入力されたときには（すなわち、常時（通常動作時）には、）、コンパレータａ及びコンパレータｂに、エアコンＥＣＵ１２からの駆動指令信号Ｓ１として通常動作用の駆動指令の駆動指令信号（図６（Ａ）参照）が入力される。この通常動作用の駆動指令信号Ｓ１は、図６（Ａ）に示すように、ハイレベルが第１の閾値４８より大きく、かつ、ローレベルが第２の閾値５２より小さい信号である。すなわち、通常動作用の駆動指令信号Ｓ１は、ハイレベルを第１の閾値４８より大きくすると共に、ローレベルを第２の閾値５２より小さくした信号である。

また、上記で説明したような外乱が発生した場合に、エアコンＥＣＵ１２において操作スイッチからの操作信号に基づいて生成されたモータ１８を駆動させるための指令の信号（ＥＣＵ出力）がトランジスタ２８のベース端子に入力されたときには（すなわち、外乱発生時には）、コンパレータａ及びコンパレータｂに、エアコンＥＣＵ１２からの駆動指令信号Ｓ１として通常動作用の駆動指令信号（図６（Ｂ）参照）が入力される。この通常動作用の駆動指令信号は、図６（Ｂ）に示すように、ハイレベルが第１の閾値４８より小さくかつ第２の閾値５２より大きく、かつ、ローレベルが第２の閾値５２より小さい信号である。

また、図７に示すように、ブロワモータ装置１４の製造時には、検査装置５３をモータコントローラ２０の上記で説明したフィルタ回路３８の入力端子に接続して、検査装置５３がモータコントローラ２０に対して検査用の駆動指令信号Ｓｃを出力することにより、モータ１８の最大出力検査が行われる。この検査用の駆動指令の駆動指令信号Ｓｃは、予め定められた信号である。例えば、駆動指令信号Ｓｃは、ハイレベルが第１の閾値４８より大きくなり、ローレベルが第１の閾値４８より小さくかつ第２の閾値５２より大きくなるように予め定められており、上記で説明したような外乱がない場合に、駆動指令信号Ｓｃがモータコントローラ２０に入力されたときには（すなわち、検査時には）、コンパレータａ及びコンパレータｂに、検査装置５３からの検査用の駆動指令の駆動指令信号Ｓｃ（図６（Ｃ）参照）が入力される。すなわち、検査用の駆動指令の駆動指令信号Ｓｃは、ハイレベルを第１の閾値より大きくすると共に、ローレベルを第１の閾値より小さくかつ第２の閾値より大きくした信号である。

また、本実施の形態では、エアコンＥＣＵ１２においてモータ１８を駆動させるための指令の信号（ＥＣＵ出力）が生成されていない場合には（すなわち、モータ駆動の指令が無い場合には）、トランジスタ２８がＯＮされており、他端が電源１６に接続されたプルアップ抵抗４４の一端が接続端子４２に接続されているため、コンパレータａ及びコンパレータｂに、図６（Ｄ）に示すような、モータ駆動の指令がないことを示す信号Ｓ０が入力される。この信号Ｓ０は、図６（Ｄ）に示すように、本実施の形態では第２の閾値５２より小さい信号である。

なお、本実施の形態では、上記の駆動指令信号Ｓ１、駆動指令信号Ｓｃ、及び信号Ｓ０が矩形波電圧信号である場合について説明したが、矩形波電流信号であってもよい。

回転制御回路２４は、コンパレータａ及びコンパレータｂからの各パルス信号を受けて、コンパレータａからのパルス信号のデューティ比、コンパレータｂからのパルス信号のデューティ比等のパルス信号に関する情報を演算している。

また、回転制御回路２４は、詳細を以下で説明するように、駆動指令信号Ｓ１及びＳｃと、所定の閾値（本実施の形態では第１の閾値４８及び第２の閾値５２）とを比較し、駆動指令信号Ｓ１及びＳ０が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する処理を実行する。そして、回転制御回路２４は、駆動指令信号が通常動作用の駆動指令であると判定した場合には、通常動作モードであると判断して、図８（Ａ）に示すように、パルス信号である制御信号Ｓ２のデューティ比を、所定値、例えば０（または０付近）から徐々に、演算されたコンパレータａからのパルス信号のデューティ比によって表される目標回転速度にモータ１８がなるような対応する通常動作用のデューティ比（通常動作用デューティ比）αまで大きくし、αまで大きくした後は、このデューティ比αとなるように設定することにより、通常動作用制御信号としての制御信号Ｓ２を生成して、生成された制御信号Ｓ２を駆動回路２２に出力する。このように、通常動作モードでの起動時には、制御信号Ｓ２のデューティ比を所定値、例えば０（または０付近）から、駆動指令信号Ｓ１のデューティ比に基づくモータ回転速度となるデューティ比αまで徐々に増加させていく。図８（Ａ）の例では、パルス間隔Ｔ２毎に制御信号Ｓ２が出力されており、出力当初はパルス幅Ｔ１_０であったものが、パルス幅Ｔ１_１に徐々に増大され、最終的に目標値であるパルス幅Ｔ１_２となっている。これにより、駆動回路２２からの駆動信号Ｓ３によって、モータ１８の巻線へ通電される単位時間当たりの通電時間が徐々に増加していき、図９（Ａ）に示すように、モータ１８は、停止状態から目標回転速度まで時間Ｔａで増速される。

一方、回転制御回路２４は、駆動指令信号が検査用の駆動指令であると判定した場合には、検査モードであると判断して、図８（Ｂ）に示すように、モータ１８が、コンパレータａからのパルス信号のデューティ比によって表される目標回転速度となるように、パルス信号である制御信号Ｓ２のデューティ比を、対応する検査用のデューティ比（検査用デューティ比）βに設定することにより、検査用制御信号としての制御信号Ｓ２を生成して、生成された制御信号Ｓ２を駆動回路２２に出力する。すなわち、図８（Ｂ）に示すように、検査モード時には、パルス間隔Ｔ２毎に当初から目標値であるパルス幅Ｔ１の制御信号Ｓ２が出力される。ここで、図８（Ｂ）におけるパルス幅Ｔ１は、最大出力特性検査に対応するデューティ比となる値である。このように、図９（Ｂ）に示すように、検査モードでは時間Ｔａよりも短い時間Ｔａｃでモータ回転速度Ａまで到達することができる。このように、本実施の形態では、検査時には、ソフトスタートさせることなく、停止状態から所定のモータ回転速度まですばやく増速して、検査時間を短縮することができる。

次に、図１０を参照して、本実施の形態の回転制御回路２４が実行するモータ制御処理について説明する。なお、本実施の形態において、このモータ制御処理は、空調装置１０の電源投入用のスイッチ（図示しない）がオンされて、ブロワモータ装置１４に電力が供給された場合に実行される。

まずステップ１００で、コンパレータａからのパルス信号を受けて、コンパレータａからのパルス信号のデューティ比ａを演算する。

次のステップ１０２では、コンパレータｂからのパルス信号を受けて、コンパレータｂからのパルス信号のデューティ比ｂを演算する。

次のステップ１０４では、上記ステップ１００で演算されたデューティ比ａが０％より大きくかつ１００％より小さいかを判定する（すなわち、デューティ比ａが０％または１００％の何れかでないかどうかを判定する）。

ステップ１０４で、デューティ比ａが０％より大きくかつ１００％より小さいと判定された場合には、次のステップ１０６に進む。

次のステップ１０６では、上記ステップ１０２で演算されたデューティ比ｂが１００％より小さいか否かを判定する。

ステップ１０６で、デューティ比ｂが１００％より小さいと判定された場合には、次のステップ１０８へ進む。なおステップ１０８に進む場合には、上記ステップ１０４でデューティ比ａが０％より大きくかつ１００％より小さいと判定され、上記ステップ１０６でデューティ比ｂが１００％より小さいと判定されているので、上述した図６（Ａ）の場合であると考えられる。すなわち、コンパレータａ及びコンパレータｂに、エアコンＥＣＵ１２からの駆動指令信号Ｓ１として図６（Ａ）に示すような通常動作用の駆動指令の駆動指令信号が入力された場合であると考えられる。

ステップ１０８では、図８（Ａ）に示すように、パルス信号である制御信号Ｓ２のデューティ比を、所定値、例えば０（または０付近）から徐々に、上記ステップ１００で演算されたデューティ比ａによって表される目標回転速度にモータ１８がなるような対応する通常動作用のデューティ比（通常動作用デューティ比）αまで大きくし、αまで大きくした後は、このデューティ比αとなるように設定することにより、通常動作用制御信号としての制御信号Ｓ２を生成して、生成された制御信号Ｓ２を駆動回路２２に出力する。これにより、駆動回路２２からの駆動信号Ｓ３によって、モータ１８の巻線へ通電される単位時間当たりの通電時間が徐々に増加していき、図９（Ａ）に示すように、モータ１８は、停止状態から目標回転速度まで時間Ｔａで増速される。すなわち、制御手段としての駆動回路２２は、生成された制御信号Ｓ２に基づいて、モータ１８の回転速度を制御する。そして、ステップ１００に戻る。

一方、ステップ１０６でデューティ比ｂが１００％であると判定された場合には、次のステップ１１０へ進む。なおステップ１１０に進む場合には、上記ステップ１０４でデューティ比ａが０％より大きくかつ１００％より小さいと判定され、上記ステップ１０６でデューティ比ｂが１００％であると判定されているので、上述した図６（Ｃ）の場合であると考えられる。すなわち、コンパレータａ及びコンパレータｂに、エアコンＥＣＵ１２からの駆動指令信号Ｓｃとして図６（Ｃ）に示すような検査用の駆動指令の駆動指令信号Ｓｃが入力された場合であると考えられる。

ステップ１１０では、図８（Ｂ）に示すように、モータ１８が、上記ステップ１００で演算されたデューティ比ａによって表される目標回転速度となるように、パルス信号である制御信号Ｓ２のデューティ比を、対応する検査用のデューティ比（検査用デューティ比）βに設定することにより、検査用制御信号としての制御信号Ｓ２を生成して、生成された制御信号Ｓ２を駆動回路２２に出力する。すなわち、図８（Ｂ）に示すように、検査モード時には、パルス間隔Ｔ２毎に当初から目標値であるパルス幅Ｔ１の制御信号Ｓ２が出力される。ここで、制御手段としての駆動回路２２は、生成された制御信号Ｓ２に基づいて、モータ１８の回転速度を制御する。また、図８（Ｂ）におけるパルス幅Ｔ１は、最大出力特性検査に対応するデューティ比となる値である。図９（Ｂ）に示すように、検査モードでは時間Ｔａよりも短い時間Ｔａｃでモータ回転速度Ａまで到達することができる。このように、本実施の形態では、検査時には、ソフトスタートさせることなく、停止状態から所定のモータ回転速度まですばやく増速して、検査時間を短縮することができる。そして、ステップ１００に戻る。

すなわち、上記ステップ１０４及びステップ１０６では、駆動指令信号Ｓ１と、所定値（本実施の形態では、第１の閾値及び第２の閾値）とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する。ここで、検査用の駆動指令であると判定された場合にはステップ１１０に進み、通常動作用の駆動指令であると判定された場合にはステップ１０８へ進む。なお、上記ステップ１０４及びステップ１０６は、本発明の判定手段に対応する。

また、このような判定手段による判定処理は、マイクロコンピュータと比較してコストが安価であり、かつ、特許文献１に記載されている判定方法を実現させようとするとチップサイズが増大してしまうようなカスタムＩＣ（Integrated Circuit）でもチップサイズを増大させることなく実行することができる。そのため、モータコントローラに、従来の判定機能を有するマイクロコンピュータを備えた場合と比較して、上記の本実施形態の判定手段としての上記ステップ１０４及びステップ１０６の処理を実行するカスタムＩＣをモータコントローラ２０に適用した場合には、チップサイズが増大せず、よりコストを安価にすることができる。

また、上記ステップ１０８及びステップ１１０は、本発明の駆動信号生成手段に対応する。

一方、ステップ１０４で、デューティ比ａが０％または１００％であると判定された場合には、次のステップ１１２に進む。

ステップ１１２では、上記ステップ１０２で演算されたデューティ比ｂが０％より大きいか否かを判定する。

ステップ１１２で、デューティ比ｂが１００％より小さいと判定された場合には、次のステップ１１４へ進む。なおステップ１１４に進む場合には、上記ステップ１０４でデューティ比ａが０％または１００％であると判定され、上記ステップ１１２でデューティ比ｂが０％より大きいと判定されているので、上述した図６（Ｂ）の場合であると考えられる。すなわち、上記で説明した外乱が発生した場合において、コンパレータａ及びコンパレータｂに、エアコンＥＣＵ１２からの駆動指令信号Ｓ１として図６（Ｂ）に示すような通常動作用の駆動指令の駆動指令信号Ｓ１が入力された場合であると考えられる。

ステップ１１４では、図８（Ａ）に示すように、パルス信号である制御信号Ｓ２のデューティ比を、所定値、例えば０（または０付近）から徐々に、上記ステップ１０２で演算されたコンパレータｂからのパルス信号のデューティ比ｂによって表される目標回転速度にモータ１８がなるような対応する通常動作用のデューティ比（通常動作用デューティ比）αまで大きくし、αまで大きくした後は、このデューティ比αとなるように設定することにより、通常動作用制御信号としての制御信号Ｓ２を生成して、生成された制御信号Ｓ２を駆動回路２２に出力する。これにより、駆動回路２２からの駆動信号Ｓ３によって、モータ１８の巻線へ通電される単位時間当たりの通電時間が徐々に増加していき、図９（Ａ）に示すように、モータ１８は、停止状態から目標回転速度まで時間Ｔａで増速される。そして、ステップ１００に戻る。

一方、ステップ１１２で、デューティ比ｂが０％であると判定された場合には、次のステップ１１６へ進む。なお、ステップ１１６へ進む場合は、上述した図６（Ｄ）の場合であると考えられる。すなわち、コンパレータａ及びコンパレータｂに、エアコンＥＣＵ１２からの信号Ｓ０として図６（Ｄ）に示すような信号Ｓ０が入力された場合である。

ステップ１１６では、制御信号Ｓ２のデューティ比を０％に設定して、駆動回路２２に出力する。これにより、モータ１８が起動しない（モータが回転駆動していた場合には停止を始める）。そしてステップ１００に戻る。

以上、本発明の一実施形態について詳細に説明した。なお、本発明はかかる実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記の実施の形態では、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とで駆動指令信号のローレベルの大きさを異ならせた例について説明したが、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とで駆動指令信号のハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせるようにしてもよい。

また、検査装置５３から出力される駆動指令信号Ｓｃは、ハイレベルを第１の閾値より大きくすると共にローレベルを第１の閾値より小さくかつ第２の閾値より大きくした検査用の駆動指令の駆動指令信号Ｓｃを生成するためのプログラムを実行することによって生成してもよいし、図１１に示すように、検査装置５３の駆動指令信号Ｓｃを出力する出力部６０に設けられたトランジスタ６２のエミッタを１つまたは複数のダイオード６４を介してアースすることによりローレベルを第２の閾値より大きくした検査用の駆動指令の駆動指令信号Ｓｃを生成するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、駆動指令信号と閾値とを１回比較して、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する例について説明したが、駆動指令信号と閾値とを所定回数（例えば１０回）比較して、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判断することをこの所定回数繰返し、この所定回数に対する検査用の駆動指令であると判断された回数の割合が所定値（例えば、０．５）以上である場合にのみ、駆動指令信号が検査用の駆動指令であると判定するようにしてもよい。これにより、所定回数を、判定の精度と判定に要する処理の時間とのバランスが適切となるような値に設定しておくことで、従来の技術と比較して判定に要する時間をより短縮することができ、かつ判定の精度が良好となる。

また、外来ノイズ等による、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかについての誤判定の発生を抑制するために、検査用の駆動指令信号と通常動作用の駆動指令信号との周波数を変えたり、コンパレータａ、ｂからの信号に基づいて演算される各デューティ比にデータ飛びが起きないように加重平均処理を行ったり、パルス整形時のチャタリングノイズをキャンセルするためのデータ一致回数判定処理を行ったり、チャタリングの影響排除のため、コンパレータａ、ｂの入力にコンデンサ等のフィルタを設け、かつヒステリシス特性を持たせたり、これらの処理を適宜組み合わせて行ったりしてもよい。

本発明の一実施形態に係る空調装置の構成の概略を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るブロワモータ装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の要部の構成の概略を示す回路図である。 本発明の一実施形態における第１の閾値及び第２の閾値についての説明図である。 本発明の一実施形態における第１の閾値及び第２の閾値についての説明図である。 本発明の一実施形態に係るモータコントローラに入力される信号の説明図である。 本発明の一実施形態に係るブロワモータ装置の検査時の説明図である。 本発明の一実施形態に係る制御信号の時間変化の説明図である。 本発明の一実施形態に係るモータの起動時の回転速度の時間変化を表すグラフである。 本発明の一実施形態に係るモータコントローラの回転制御回路が実行するモータ制御処理のフローチャートを示す図である。 変形例の説明図である。

符号の説明

１０…空調装置、１２…エアコンＥＣＵ、１４…ブロワモータ装置、１６…電源、１８…モータ、２０…モータコントローラ、２２…駆動回路、２４…回転制御回路、２６…出力部、２８…トランジスタ、３０…抵抗、３２…指令線、３４…抵抗、３６…コンデンサ、３８…フィルタ回路、４０…抵抗、４２…接続端子、４４…プルアップ回路

Claims (5)

1. 目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有し、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とでハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって検査用の駆動指令であると判定された場合には、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する検査用デューティ比のパルスを有する検査用制御信号を生成すると共に、前記判定手段によって通常動作用の駆動指令であると判定された場合には、所定値から徐々に前記駆動指令信号のデューティ比に対応する通常動作用デューティ比まで大きくなるデューティ比のパルスを有する通常動作用制御信号を生成する制御信号生成手段と、
   前記制御信号生成手段で生成された検査用制御信号及び通常動作用制御信号に基づいて、モータの回転速度を制御する制御手段と、
   を含むモータ制御装置。
2. 前記判定手段は、前記駆動指令信号と前記閾値とを比較して、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判断することを所定回数繰返し、該所定回数に対する前記検査用の駆動指令であると判断された回数の割合が所定値以上である場合にのみ、駆動指令信号が検査用の駆動指令であると判定する請求項１記載のモータ制御装置。
3. 検査用の駆動指令の駆動指令信号のハイレベルを第１の閾値より大きくすると共に、ローレベルを前記第１の閾値より小さくかつ該第１より小さい第２の閾値より大きくし、通常動作用の駆動指令の駆動指令信号のハイレベルを前記第１の閾値より大きくすると共に、ローレベルを前記第２の閾値より小さくした請求項１または請求項２記載のモータ制御装置。
4. 前記所定値を０とすると共に、通常動作用制御信号のデューティ比を、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する通常動作用デューティ比まで大きくした後、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する大きさとした請求項１〜請求項３の何れか１項記載のモータ制御装置。
5. 目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有し、検査用の駆動指令と通常動作用の駆動指令とでハイレベル及びローレベルの少なくとも一方の大きさを異ならせた駆動指令信号と閾値とを比較し、駆動指令信号が検査用の駆動指令であるか通常動作用の駆動指令であるかを判定し、
   検査用の駆動指令であると判定された場合には、前記駆動指令信号のデューティ比に対応する検査用デューティ比のパルスを有する検査用制御信号を生成すると共に、通常動作用の駆動指令であると判定された場合には、所定値から徐々に前記駆動指令信号のデューティ比に対応する通常動作用デューティ比まで大きくなるデューティ比のパルスを有する通常動作用制御信号を生成し、
   生成された検査用制御信号及び通常動作用制御信号に基づいて、モータの回転速度を制御する、
   モータ制御方法。

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