JP2016093083A - Fan motor control device for vehicle - Google Patents

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Makoto Takahashi
誠 高橋
高行 北河
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高行 北河
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fan motor control device for a vehicle capable of preventing an influence of an electromagnetic noise with a low load and at a low cost.SOLUTION: An air conditioner ECU 78 outputs a signal including a command signal regarding a rotational speed of a motor 52 and a confirmation signal generated when a voltage of a battery 80 is stabilized within a predetermined range. A confirmation signal determination unit 88 detects an input of the confirmation signal from the signal inputted from the air conditioner ECU 78. A command rotational number holding unit 92 adopts a command rotational speed calculated from the command signal immediately preceding the input of the confirmation signal when the confirmation signal determination unit 88 has detected the input of the confirmation signal. A PI control unit 66 and a voltage correction unit 68 calculate a voltage to be applied to the motor 52 on the basis of the adopted command rotational speed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両用ファンモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle fan motor control device.

車両用エアコンの送風に用いられるファンモータ(以下、「モータ」と略記)の制御装置は、エアコンECU(Electronic Control Unit)から受信した回転指令信号(SI信号)及びホール素子等で検知したモータの回転速度に基づいて、モータの回転を制御する。具体的には、車両用ファンモータ制御装置は、回転速度の指令値であるSI信号とホール素子等で検知したモータの回転速度との偏差を解消するPI制御を用いてモータの回転速度を制御している。   A control device for a fan motor (hereinafter abbreviated as “motor”) used for blowing air from a vehicle air conditioner is a rotation command signal (SI signal) received from an air conditioner ECU (Electronic Control Unit) and a motor detected by a hall element. The rotation of the motor is controlled based on the rotation speed. Specifically, the vehicle fan motor control device controls the rotational speed of the motor using PI control that eliminates the deviation between the SI signal, which is a rotational speed command value, and the rotational speed of the motor detected by a Hall element or the like. doing.

車両用ファンモータ制御装置が適切な制御を実行するためには、エンジンその他の機器から発生する電磁ノイズの影響を受けないことが求められるので、車両用ファンモータ制御装置は、金属等の電磁ノイズを遮蔽できる材質のケースでカバーされることが多い。しかしながら、ケースに収めることで車両用ファンモータ制御装置を電磁ノイズから保護できるものの、エアコンECUと車両用ファンモータ制御装置とを接続するワイヤハーネスから電磁ノイズが侵入する場合があった。   In order for the vehicle fan motor control device to perform appropriate control, it is required that the vehicle fan motor control device is not affected by electromagnetic noise generated from the engine or other equipment. It is often covered with a case made of a material that can shield. However, although the vehicle fan motor control device can be protected from electromagnetic noise by being housed in the case, electromagnetic noise may enter from the wire harness connecting the air conditioner ECU and the vehicle fan motor control device.

図6は制御装置に入力されるSI信号の一例を示した概略図であり、(A)は、電磁ノイズの影響がない場合、(B)は、電磁ノイズの影響がある場合を各々示している。図6(A)に示したように、指示回転速度が1000rpmで一定であって、電磁ノイズの影響がない場合には、SI信号は1000rpmの指示回転速度に対応したデューティ比でモータの制御装置に入力される。しかしながら、図6(B)に示したように電磁ノイズの影響がある場合には、SI信号が電磁ノイズによって撹乱され、本来は1000rpmの指示回転速度に対応したデューティ比であるべきものが、500rpmに対応したデューティ比となっている。その結果、モータの回転速度が指令値通りにならないという問題点があった。   6A and 6B are schematic diagrams showing an example of an SI signal input to the control device. FIG. 6A shows a case where there is no influence of electromagnetic noise, and FIG. 6B shows a case where there is an influence of electromagnetic noise. Yes. As shown in FIG. 6A, when the command rotational speed is constant at 1000 rpm and there is no influence of electromagnetic noise, the SI signal is a motor control device with a duty ratio corresponding to the command rotational speed of 1000 rpm. Is input. However, when there is an influence of electromagnetic noise as shown in FIG. 6B, the SI signal is disturbed by the electromagnetic noise, and what should originally be a duty ratio corresponding to the indicated rotational speed of 1000 rpm is 500 rpm. The duty ratio corresponds to. As a result, there has been a problem that the rotational speed of the motor does not follow the command value.

ワイヤハーネスに金属箔又は金属網等による電磁シールドを施すことにより、電磁ノイズの影響を防止することができる。しかしながら、ワイヤハーネスへの電磁シールドの追加により製品の製造コストが嵩むという問題点があった。   By applying an electromagnetic shield such as a metal foil or a metal net to the wire harness, the influence of electromagnetic noise can be prevented. However, there is a problem that the manufacturing cost of the product increases due to the addition of the electromagnetic shield to the wire harness.

特許文献1には、制御装置が受信した指令値のパケットのパリティチェック及びサムチェックを行うことによって指令値のエラーを検出するアクチュエータ制御システムの発明が開示されている。   Patent Document 1 discloses an invention of an actuator control system that detects a command value error by performing a parity check and a sum check of a command value packet received by a control device.

特開2005−263195号公報JP 2005-263195 A

しかしながら、特許文献1に記載のアクチュエータ制御システムは、信号のエラーチェックの処理のために制御装置に負荷がかかり、モータの回転速度の円滑な制御が困難になるという問題点があった。   However, the actuator control system described in Patent Document 1 has a problem in that it is difficult to smoothly control the rotation speed of the motor because a load is applied to the control device for signal error check processing.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、制御の負荷を抑制し、かつ低コストで、電磁ノイズの影響を防止できる車両用ファンモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a vehicle fan motor control device capable of suppressing the control load and preventing the influence of electromagnetic noise at low cost.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の車両用ファンモータ制御装置は、ファンモータの回転速度の指令信号に基づいて回転指令値を求め、電源電圧が所定範囲内の場合に生成される確定信号が入力された場合に、保持された回転指令値を前記確定信号が入力される直前の指令信号から求めた回転指令値に更新し、更新した回転指令値を保持する保持部と、前記保持部に保持された回転指令値を用いて前記ファンモータの回転速度を制御する回転速度制御部と、を含んでいる。   In order to solve the above-mentioned problem, the vehicle fan motor control device according to claim 1 obtains a rotation command value based on a command signal of the rotation speed of the fan motor, and is generated when the power supply voltage is within a predetermined range. A holding unit that updates the held rotation command value to the rotation command value obtained from the command signal immediately before the decision signal is input, and holds the updated rotation command value, A rotation speed control unit that controls the rotation speed of the fan motor using a rotation command value held in the holding unit.

この車両用ファンモータ制御装置は、電源電圧が所定の範囲内の場合に生成される確定信号が保持部に入力された場合に、当該確定信号が入力された直前に求めた回転指令値を用いてモータの回転速度の制御を行う。   The vehicle fan motor control device uses a rotation command value obtained immediately before the confirmation signal is input when the confirmation signal generated when the power supply voltage is within a predetermined range is input to the holding unit. To control the rotation speed of the motor.

確定信号は電源電圧が安定している場合に生成されるので、確定信号が生成された場合には、電磁ノイズ等によって電源電圧が影響を受けていないと考えられる。従って、確定信号が生成された場合には、電磁ノイズの影響は指令信号にも及んでないと考えられるので、確定信号の直前に指令信号から求めた回転指令値を用いれば、電磁ノイズの影響受けずにモータの回転を制御できる。   Since the confirmation signal is generated when the power supply voltage is stable, it is considered that the power supply voltage is not affected by electromagnetic noise or the like when the confirmation signal is generated. Therefore, when a deterministic signal is generated, it is considered that the influence of electromagnetic noise does not reach the command signal, so if the rotation command value obtained from the command signal is used immediately before the definite signal, the influence of electromagnetic noise The rotation of the motor can be controlled without receiving it.

回転速度制御部は、確定信号が入力された直前に求めた回転指令値を用いてモータの回転速度の制御を行う負荷の軽い処理により、電磁ノイズの影響を防止している。かかる処理において、別途、ワイヤハーネス等に電磁ノイズ防止の電磁シールドは不要なので、制御の負荷を抑制し、かつ低コストで、電磁ノイズの影響を防止できる。   The rotation speed control unit prevents the influence of electromagnetic noise by a light load process for controlling the rotation speed of the motor using the rotation command value obtained immediately before the confirmation signal is input. In such processing, an electromagnetic shield for preventing electromagnetic noise is not required for the wire harness or the like, so that the control load can be suppressed and the influence of electromagnetic noise can be prevented at low cost.

請求項2記載の車両用ファンモータ制御装置は、請求項1記載の車両用ファンモータ制御装置において、前記指令信号は、前記回転指令値に応じたデューティ比を有するパルス信号であり、前記保持部は、前記パルス信号のデューティ比から回転指令値を求め、前記確定信号が入力される直前に求めた回転指令値以外の回転指令値を破棄する。   The vehicle fan motor control device according to claim 2 is the vehicle fan motor control device according to claim 1, wherein the command signal is a pulse signal having a duty ratio corresponding to the rotation command value, and the holding unit. Obtains a rotation command value from the duty ratio of the pulse signal, and discards a rotation command value other than the rotation command value obtained immediately before the confirmation signal is input.

この車両用ファンモータ制御装置によれば、モータの回転制御に供する回転指令値以外の回転指令値を破棄することにより、記憶容量に限界がある低コストな構成でも、電磁ノイズの影響を防止できる。   According to this vehicle fan motor control device, it is possible to prevent the influence of electromagnetic noise even in a low-cost configuration with a limited storage capacity by discarding rotation command values other than rotation command values used for motor rotation control. .

請求項3記載の車両用ファンモータ制御装置は、請求項1又は2記載の車両用ファンモータ制御装置において、前記確定信号は、前記指令信号の低周波数側の周波数より低い周波数の信号である。   The vehicle fan motor control device according to claim 3 is the vehicle fan motor control device according to claim 1 or 2, wherein the confirmation signal is a signal having a frequency lower than a frequency on a low frequency side of the command signal.

この車両用ファンモータ制御装置によれば、周波数の違いによって確定信号と指令信号とを識別する負荷の軽い処理により確定信号を検出できるので、演算処理能力が低い低コストな構成でも、電磁ノイズの影響を防止できる。   According to this vehicle fan motor control device, since the deterministic signal can be detected by a light load process for identifying the deterministic signal and the command signal according to the difference in frequency, even in a low-cost configuration with low arithmetic processing capability, The effect can be prevented.

請求項4記載の車両用ファンモータ制御装置は、請求項1〜3のいずれか1項記載の車両用ファンモータ制御装置において、前記確定信号は、前記指令信号に挿入されて送信される。   The vehicle fan motor control device according to claim 4 is the vehicle fan motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination signal is inserted into the command signal and transmitted.

この車両用ファンモータ制御装置によれば、指令信号に確定信号が挿入された一連の信号であることにより、周波数の違いによって容易に確定信号と指令信号とを識別することができる。   According to this vehicle fan motor control device, the determination signal and the command signal can be easily identified based on the difference in frequency because they are a series of signals in which the determination signal is inserted into the command signal.

本発明の実施の形態に係る車両用ファンモータ制御装置を用いたモータユニットの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motor unit using the fan motor control apparatus for vehicles which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る車両用ファンモータ制御装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the fan motor control apparatus for vehicles which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両用ファンモータ制御装置にエアコンECUから入力される信号の一例を示した概略図で、(A)は電磁ノイズの影響がない場合を、(B)は電磁ノイズの影響がある場合を各々示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which showed an example of the signal input from air-conditioner ECU to the fan motor control apparatus for vehicles in embodiment of this invention, (A) is a case where there is no influence of electromagnetic noise, (B) is electromagnetic noise. Each case is shown. 本発明の実施の形態における車両用ファンモータ制御装置におけるモータの回転速度の制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of control of the rotational speed of the motor in the fan motor control apparatus for vehicles in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における車両用ファンモータ制御装置のモータ始動シーケンスの一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the motor start sequence of the fan motor control apparatus for vehicles in embodiment of this invention. 制御装置に入力されるSI信号の一例を示した概略図であり、(A)は、電磁ノイズの影響がない場合を、(B)は、電磁ノイズの影響がある場合を各々示している。It is the schematic which showed an example of SI signal input into a control apparatus, (A) has shown the case where there is no influence of electromagnetic noise, (B) has each shown the case where there is an influence of electromagnetic noise.

図1は、本実施の形態に係る車両用ファンモータ制御装置20を用いたモータユニット10の構成を示す概略図である。図1の本実施の形態に係るモータユニット10は、一例として車両用エアコンの送風に用いられる、いわゆるファンモータのユニットである。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a motor unit 10 using a vehicle fan motor control device 20 according to the present embodiment. The motor unit 10 according to the present embodiment in FIG. 1 is a so-called fan motor unit used as an example for blowing air from a vehicle air conditioner.

本実施の形態に係るモータユニット10は、ステータ14の外側にロータ12が設けられた、アウターロータ構造の三相モータに係るものである。ステータ14はコア部材に導線が巻かれた電磁石であって、U相、V相、W相の三相を構成している。   The motor unit 10 according to the present embodiment relates to a three-phase motor having an outer rotor structure in which a rotor 12 is provided outside a stator 14. The stator 14 is an electromagnet in which a lead wire is wound around a core member, and constitutes three phases of a U phase, a V phase, and a W phase.

ステータ14のU相、V相、W相の各々は、後述する車両用ファンモータ制御装置20の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。   Each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator 14 generates a so-called rotating magnetic field by switching the polarity of the magnetic field generated by the electromagnet under the control of the vehicle fan motor control device 20 described later.

ロータ12の内側(図示せず)にはロータマグネットが設けられており、ロータマグネットは、ステータ14で生じた回転磁界に対応することにより、ロータ12を回転させる。   A rotor magnet is provided inside the rotor 12 (not shown), and the rotor magnet rotates the rotor 12 by responding to the rotating magnetic field generated by the stator 14.

ロータ12にはシャフト16が設けられており、ロータ12と一体になって回転する。図1には示していないが、本実施の形態ではシャフト16には、いわゆるシロッコファン等の多翼ファンが設けられ、当該多翼ファンがシャフト16と共に回転することにより、車両用エアコンにおける送風が可能となる。   The rotor 12 is provided with a shaft 16 and rotates integrally with the rotor 12. Although not shown in FIG. 1, in the present embodiment, the shaft 16 is provided with a multi-blade fan such as a so-called sirocco fan, and the multi-blade fan rotates together with the shaft 16, thereby blowing air in the vehicle air conditioner. It becomes possible.

ステータ14は、上ケース18を介して、車両用ファンモータ制御装置20に取り付けられる。車両用ファンモータ制御装置20は、車両用ファンモータ制御装置20の基板22と、基板22上の素子から生じる熱を放散するヒートシンク24とを備えている。   The stator 14 is attached to the vehicle fan motor control device 20 via the upper case 18. The vehicle fan motor control device 20 includes a substrate 22 of the vehicle fan motor control device 20 and a heat sink 24 that dissipates heat generated from elements on the substrate 22.

ロータ12、ステータ14及び車両用ファンモータ制御装置20を含んで構成されるモータユニット10には、下ケース28が取り付けられる。   A lower case 28 is attached to the motor unit 10 including the rotor 12, the stator 14, and the vehicle fan motor control device 20.

図2は、本実施の形態に係る車両用ファンモータ制御装置20の概略を示す図である。図2に記載のインバータ回路40は、FET(Field Effect Transistor)によってモータ52のステータ14のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータFET44A、44DはU相のコイル14Uに、インバータFET44B、44EはV相のコイル14Vに、インバータFET44C、44FはW相のコイル14Wに、各々供給する電力のスイッチングを行う。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the vehicle fan motor control device 20 according to the present embodiment. The inverter circuit 40 shown in FIG. 2 switches the electric power supplied to the coil of the stator 14 of the motor 52 by FET (Field Effect Transistor). For example, the inverter FETs 44A and 44D switch the power supplied to the U-phase coil 14U, the inverter FETs 44B and 44E switch to the V-phase coil 14V, and the inverter FETs 44C and 44F switch the power supplied to the W-phase coil 14W.

インバータFET44A、44B、44Cの各々のドレインは、チョークコイル82を介して車載のバッテリ80の正極に接続されている。また、インバータFET44D、44E、44Fの各々のソースはバッテリ80の負極に接続されている。   The drains of the inverters FETs 44A, 44B, and 44C are connected to the positive electrode of the on-vehicle battery 80 via the choke coil 82. The sources of the inverters FET 44D, 44E, and 44F are connected to the negative electrode of the battery 80.

また、本実施の形態の車両用ファンモータ制御装置20の基板上には、前述のインバータ回路40に加え、U相コンパレータ54U、V相コンパレータ54V、W相コンパレータ54W、スタンバイ回路60、メイン電源通電部62、通電制御駆動波形決定部64、PI制御部66、電圧補正部68及びFETドライバ70等が実装されている。   In addition to the inverter circuit 40 described above, the U-phase comparator 54U, the V-phase comparator 54V, the W-phase comparator 54W, the standby circuit 60, and the main power supply are energized on the board of the vehicle fan motor control device 20 of the present embodiment. A unit 62, an energization control drive waveform determination unit 64, a PI control unit 66, a voltage correction unit 68, an FET driver 70, and the like are mounted.

また、本実施の形態の車両用ファンモータ制御装置20の基板上には、チョークコイル82及び平滑コンデンサ84A,84B等が実装され、さらに上位の制御装置であるエアコンECU(Electronic Control Unit)78及びバッテリ80が接続されている。チョークコイル82及び平滑コンデンサ84A、84Bはバッテリ80と共に略直流電源を構成している。また、エアコンECU78は、車両用エアコンの電子制御ユニットであり、ユーザがエアコンECU78によりエアコンをオンにすると、車両用ファンモータ制御装置20の制御により、モータ52が作動する。また、ユーザが車両用エアコンの風量を調節する場合は、エアコンECU78を介してモータ52(ロータ12)の回転速度を指示するための信号が入力される。   A choke coil 82 and smoothing capacitors 84A and 84B are mounted on the substrate of the vehicle fan motor control device 20 of the present embodiment, and an air conditioner ECU (Electronic Control Unit) 78, which is a higher-level control device, A battery 80 is connected. The choke coil 82 and the smoothing capacitors 84A and 84B together with the battery 80 constitute a substantially DC power source. The air conditioner ECU 78 is an electronic control unit for the vehicle air conditioner. When the user turns on the air conditioner by the air conditioner ECU 78, the motor 52 is operated under the control of the vehicle fan motor control device 20. When the user adjusts the air volume of the vehicle air conditioner, a signal for instructing the rotational speed of the motor 52 (rotor 12) is input via the air conditioner ECU 78.

本実施の形態では、シャフト16と同軸に設けられたセンサマグネットの磁界をU相ホール素子12U、V相ホール素子12V、W相ホール素子12Wが検出する。U相ホール素子12Uはコイル14Uに、V相ホール素子12Vはコイル14Vに、W相ホール素子12Wはコイル14Wに、各々印加する電圧の駆動波形の決定に必要となるロータ12の位置及び回転速度を検出する。   In the present embodiment, the U-phase Hall element 12U, the V-phase Hall element 12V, and the W-phase Hall element 12W detect the magnetic field of the sensor magnet provided coaxially with the shaft 16. The position and rotational speed of the rotor 12 required for determining the drive waveform of the voltage applied to the U-phase Hall element 12U in the coil 14U, the V-phase Hall element 12V in the coil 14V, and the W-phase Hall element 12W in the coil 14W, respectively. Is detected.

U相コンパレータ54UはU相ホール素子12Uのアナログ出力を、V相コンパレータ54VはV相ホール素子12Vのアナログ出力を、W相コンパレータ54WはW相ホール素子12Wのアナログ出力を、各々デジタル信号に変換する装置である。実回転数算出部56は、U相コンパレータ54U、V相コンパレータ54V、W相コンパレータ54Wが各々出力したデジタル信号に基づいてロータ12の実回転速度を算出する。   The U-phase comparator 54U converts the analog output of the U-phase Hall element 12U, the V-phase comparator 54V converts the analog output of the V-phase Hall element 12V, and the W-phase comparator 54W converts the analog output of the W-phase Hall element 12W into digital signals. It is a device to do. The actual rotational speed calculation unit 56 calculates the actual rotational speed of the rotor 12 based on the digital signals output from the U-phase comparator 54U, the V-phase comparator 54V, and the W-phase comparator 54W.

エアコンECU78が出力した信号は、指令回転数算出・保持部86と確定信号判定部88とに入力される。エアコンECU78が出力する信号には、回転速度の指令値であるSI信号と、バッテリ80の電圧が所定の範囲で安定している場合に生成して出力する確定信号とがある。バッテリ80の電圧の所定の範囲は、例えば、12Vを中心として±5%、電圧値にして11.4〜12.6Vである。   The signal output from the air conditioner ECU 78 is input to the command rotation number calculation / holding unit 86 and the confirmation signal determination unit 88. The signals output from the air conditioner ECU 78 include an SI signal that is a rotational speed command value and a determination signal that is generated and output when the voltage of the battery 80 is stable within a predetermined range. The predetermined range of the voltage of the battery 80 is, for example, ± 5% around 12V, and 11.4 to 12.6V in terms of voltage value.

バッテリ80の電圧は、セルモータ(図示せず)を作動させてエンジンを始動させるクランキング、又はオルタネータ(図示せず)がバッテリ80を充電している状態で、オルタネータとバッテリ80との導通が絶たれたときに発生するロードダンプ等により変動する。さらには、電磁ノイズの影響によってもバッテリ80の電圧は変動するおそれがある。バッテリ80の電圧の変動は、モータ52の回転速度の制御にも影響するので、本実施の形態では、エアコンECU78がバッテリ80の電圧が所定の範囲で安定している場合に確定信号を出力し、車両用ファンモータ制御装置20は、確定信号が出力されたタイミングでモータ52の回転速度の制御を行う。   The voltage of the battery 80 is determined by cranking that activates a cell motor (not shown) to start the engine, or when the alternator (not shown) charges the battery 80 and the alternator and the battery 80 are disconnected. It fluctuates due to the load dump that occurs when Furthermore, the voltage of the battery 80 may fluctuate due to the influence of electromagnetic noise. Since the fluctuation of the voltage of the battery 80 also affects the control of the rotation speed of the motor 52, in this embodiment, the air conditioner ECU 78 outputs a confirmation signal when the voltage of the battery 80 is stable within a predetermined range. The vehicle fan motor control device 20 controls the rotational speed of the motor 52 at the timing when the confirmation signal is output.

指令回転数算出・保持部86はエアコンECU78から入力された信号に含まれるSI信号に応じた指令回転速度を算出する。また、確定信号判定部88はエアコンECUから入力された信号がSI信号と異なる所定の周波数の場合に、入力された信号が確定信号であると判定する。   The command rotation number calculation / holding unit 86 calculates a command rotation speed according to the SI signal included in the signal input from the air conditioner ECU 78. Further, when the signal input from the air conditioner ECU has a predetermined frequency different from the SI signal, the determination signal determination unit 88 determines that the input signal is a determination signal.

本実施の形態において、例えば、SI信号は周波数が略500Hzで、デューティ比が回転速度の指令値に応じて変化するパルス信号である。確定信号は、例えば、周波数が20Hzでデューティ比が50%のパルス信号である。確定信号判定部88は、エアコンECU78から入力された信号の周波数が20Hzである場合に、入力された信号を確定信号と判定する。確定信号判定部88は、入力された信号の周波数が20Hzであり、かつ入力された信号のデューティ比が所定の値である50%の場合に、入力された信号を確定信号と判定してもよい。   In the present embodiment, for example, the SI signal is a pulse signal having a frequency of about 500 Hz and a duty ratio that changes according to a command value for the rotational speed. The confirmation signal is, for example, a pulse signal having a frequency of 20 Hz and a duty ratio of 50%. The confirmation signal determination unit 88 determines that the input signal is a determination signal when the frequency of the signal input from the air conditioner ECU 78 is 20 Hz. The determination signal determination unit 88 determines that the input signal is a determination signal when the frequency of the input signal is 20 Hz and the duty ratio of the input signal is a predetermined value of 50%. Good.

上述のように確定信号は、SI信号の低周波数側の周波数より低い周波数の信号であるが、SI信号と異なる所定の周波数を有するのであれば、例えば、数kHz等の、SI信号の高周波数側よりも高い周波数の信号であってもよい。   As described above, the deterministic signal is a signal having a frequency lower than the frequency on the low frequency side of the SI signal, but if it has a predetermined frequency different from the SI signal, for example, a high frequency of the SI signal such as several kHz. It may be a signal having a higher frequency than the side.

指令回転数算出・保持部86は、算出した指令回転速度の情報を、確定信号判定部88は、エアコンECU78から入力された信号が確定信号であると判定した結果を、各々ANDゲート90に出力する。ANDゲート90は、指令回転速度の情報が保持され、かつ確定信号の入力があった場合に、算出された指令回転数の情報及び確定信号が出力されたタイミングの情報を指令回転数保持部92に出力する。   The command rotational speed calculation / holding unit 86 outputs the calculated command rotational speed information, and the determination signal determination unit 88 outputs the determination result that the signal input from the air conditioner ECU 78 is the determination signal, to the AND gate 90, respectively. To do. The AND gate 90 holds the command rotational speed information and the timing information at which the confirmation signal is output when the command rotational speed information is retained and the confirmation signal is input. Output to.

指令回転数保持部92では、保持された指令回転速度の情報のうち、確定信号が入力された直前のSI信号に基づいて求めた指令回転速度をモータ52の回転速度の制御に採用するために、保持していた指令回転速度の情報を更新する。また、指令回転数保持部92は、今まで保持していた他の指令回転速度の情報は破棄する。回転制御に供しない情報を破棄することにより、記憶容量に限界がある低コストな構成でも、電磁ノイズの影響を防止できる。   In order to employ the command rotation speed holding unit 92 to control the rotation speed of the motor 52, the command rotation speed obtained based on the SI signal immediately before the confirmation signal is input among the information on the held command rotation speed. The information on the command rotation speed that has been held is updated. In addition, the command rotational speed holding unit 92 discards information on other command rotational speeds that have been held so far. By discarding information that is not subjected to rotation control, the influence of electromagnetic noise can be prevented even in a low-cost configuration with a limited storage capacity.

図3は、本実施の形態における車両用ファンモータ制御装置20にエアコンECU78から入力される信号の一例を示した概略図で、(A)は電磁ノイズの影響がない場合を、(B)は電磁ノイズの影響がある場合を各々示している。図3(A),(B)に示したように、エアコンECU78から車両用ファンモータ制御装置20に入力される信号は、SI信号と確定信号102とを含む矩形波になっている。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a signal input from the air conditioner ECU 78 to the vehicle fan motor control device 20 according to the present embodiment. FIG. 3A illustrates a case where there is no influence of electromagnetic noise, and FIG. Each case shows the influence of electromagnetic noise. As shown in FIGS. 3A and 3B, the signal input from the air conditioner ECU 78 to the vehicle fan motor control device 20 is a rectangular wave including the SI signal and the confirmation signal 102.

図3(A)において、SI信号の周波数は略500Hzであり、確定信号102は周波数が20Hzでデューティ比が50%である。図3(A)に示したように、確定信号102はSI信号に挿入されて送信される。車両用ファンモータ制御装置20は、SI信号と異なる所定の周波数かつ所定のデューティ比の信号を確定信号102と識別し、確定信号102が入力された場合には、確定信号102が入力された直前のSI信号が示す指令値を採用してモータ52の回転速度を制御する。   In FIG. 3A, the frequency of the SI signal is approximately 500 Hz, and the definite signal 102 has a frequency of 20 Hz and a duty ratio of 50%. As shown in FIG. 3A, the deterministic signal 102 is inserted into the SI signal and transmitted. The vehicle fan motor control device 20 identifies a signal having a predetermined frequency and a predetermined duty ratio different from the SI signal from the confirmation signal 102, and when the confirmation signal 102 is input, immediately before the confirmation signal 102 is input. The rotation speed of the motor 52 is controlled by using the command value indicated by the SI signal.

確定信号102が出力される頻度は、SI信号が出力される頻度よりも低い。従って、SI信号が出力される毎にモータ52の回転速度を制御する場合に比して、回転速度の制御を行う頻度は低下するが、車両用エアコンに用いられるモータ52は、車両用エアコンの風量又は温度設定の変更がない限り、原則として一定速度で回転するので、実用上の問題は生じない。   The frequency at which the confirmation signal 102 is output is lower than the frequency at which the SI signal is output. Therefore, the frequency of controlling the rotational speed is lower than when the rotational speed of the motor 52 is controlled every time the SI signal is output, but the motor 52 used in the vehicle air conditioner As long as there is no change in the air volume or temperature setting, in principle, it rotates at a constant speed, so there is no practical problem.

図3(B)に示したように、本実施の形態では、確定信号102が入力された直前に入力されたSI信号には電磁ノイズの影響がないものとみなして、確定信号102が入力された直前のSI信号が示す指令値を採用してモータ52の回転速度を制御する。   As shown in FIG. 3B, in this embodiment, the SI signal input immediately before the confirmation signal 102 is input is regarded as having no influence of electromagnetic noise, and the confirmation signal 102 is input. The command value indicated by the immediately preceding SI signal is adopted to control the rotation speed of the motor 52.

図3(A),(B)に示したように、モータ52の回転速度の制御は、電磁ノイズの有無にかかわらず基本的に同じである。図4を用いて後述するように、本実施の形態では、電磁ノイズの影響の有無に関係なく、簡素なロジックで、モータ52の回転速度の制御を行うことができる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the control of the rotation speed of the motor 52 is basically the same regardless of the presence or absence of electromagnetic noise. As will be described later with reference to FIG. 4, in the present embodiment, the rotational speed of the motor 52 can be controlled with simple logic regardless of the presence or absence of the influence of electromagnetic noise.

図2の指令回転数保持部92は確定信号の入力直前に求めた指令回転速度をPI制御部66に出力する。本実施の形態では、指令回転速度は、略1000〜5000rpmである。   The command rotational speed holding unit 92 in FIG. 2 outputs the command rotational speed obtained immediately before the confirmation signal is input to the PI control unit 66. In the present embodiment, the command rotation speed is approximately 1000 to 5000 rpm.

PI制御部66は、指令回転数保持部92が出力した指令回転速度と実回転数算出部56が算出した実回転速度とから、実回転速度を指令回転速度に変化させるためにステータ14のコイルに印加する電圧をいわゆるPI制御によって算出する。PI制御部66は、目標回転速度と実回転速度との偏差と目標回転速度における電圧と実回転速度における電圧との偏差との比例関係基づいて目標回転速度における電圧を算出する偏差比例部66Pを含む。また、PI制御部66は、上記の比例関係のみでは残留偏差が生じる場合に、かかる残留偏差を偏差積分によって解消する偏差積分部66Iを含む。電圧補正部68は、PI制御部66による算出結果に基づいて、ステータ14のコイルに印加する電圧を補正する。   The PI control unit 66 uses a coil of the stator 14 to change the actual rotation speed to the command rotation speed from the command rotation speed output by the command rotation speed holding unit 92 and the actual rotation speed calculated by the actual rotation speed calculation unit 56. The voltage applied to is calculated by so-called PI control. The PI control unit 66 includes a deviation proportional unit 66P that calculates a voltage at the target rotational speed based on a proportional relationship between a deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed and a deviation between the voltage at the target rotational speed and the voltage at the actual rotational speed. Including. Further, the PI control unit 66 includes a deviation integration unit 66I that eliminates the residual deviation by deviation integration when the residual deviation is generated only by the proportional relationship. The voltage correction unit 68 corrects the voltage applied to the coil of the stator 14 based on the calculation result by the PI control unit 66.

スタンバイ回路60は、バッテリ80から各部への電源供給を制御する回路である。また、メイン電源通電部62は、スタンバイ回路60の制御に従って、車両用ファンモータ制御装置20への電源をオンにする。また、メイン電源通電部62は、過電圧判定部72をオンにして、バッテリ80から供給される電力の電圧が所定の上限を超える過電圧状態か否かを判定する。電圧の所定の上限は、例えば、13Vである。   The standby circuit 60 is a circuit that controls power supply from the battery 80 to each unit. Further, the main power supply energization unit 62 turns on the power to the vehicle fan motor control device 20 according to the control of the standby circuit 60. The main power supply energization unit 62 turns on the overvoltage determination unit 72 and determines whether or not the voltage of the power supplied from the battery 80 is in an overvoltage state exceeding a predetermined upper limit. The predetermined upper limit of the voltage is, for example, 13V.

過電圧判定部72は、過電圧状態と判定した場合には真判定信号74Aを、過電圧状態ではないと判定した場合には偽判定信号74Bを、電圧値切替部76に出力する。電圧値切替部76は、偽判定信号74Bが入力された場合には、電圧補正部68が補正した電圧値をFETドライバ70に出力し、真判定信号74Aが入力された場合には、過電圧状態を解消するための電圧値を出力する。過電圧状態を解消するための電圧値は種々の場合が考えられるが、例えば、モータ52の回転速度を強制的に略500rpmの低速度に制御する電圧値である。   The overvoltage determination unit 72 outputs a true determination signal 74A to the voltage value switching unit 76 when it is determined that the overvoltage state is determined, and a false determination signal 74B when it is determined that the overvoltage state is not determined. The voltage value switching unit 76 outputs the voltage value corrected by the voltage correction unit 68 to the FET driver 70 when the false determination signal 74B is input, and the overvoltage state when the true determination signal 74A is input. Outputs a voltage value to eliminate the problem. There are various possible voltage values for eliminating the overvoltage state. For example, the voltage value forcibly controls the rotational speed of the motor 52 to a low speed of about 500 rpm.

通電制御駆動波形決定部64は、スタンバイ回路60とメイン電源通電部62を介して電源が供給されると、ステータ14のコイルに印加する電圧の駆動波形を決定する。   When power is supplied via the standby circuit 60 and the main power supply energization unit 62, the energization control drive waveform determination unit 64 determines the drive waveform of the voltage applied to the coil of the stator 14.

FETドライバ70は、通電制御駆動波形決定部64が決定した駆動波形と、電圧補正部68が補正した電圧値とに基づいて、インバータ回路40のスイッチングを制御するためのPWM信号を生成してインバータ回路40に出力する。   The FET driver 70 generates a PWM signal for controlling the switching of the inverter circuit 40 based on the drive waveform determined by the energization control drive waveform determination unit 64 and the voltage value corrected by the voltage correction unit 68 to generate an inverter. Output to the circuit 40.

また、インバータFET44D、44E、44Fの各々のソースとバッテリ80との間には電流検知用のシャント抵抗94が設けられている。シャント抵抗94は、抵抗値が0.2mΩ〜数Ω程度の抵抗であり、シャント抵抗94の両端の電位差を増幅してシャント抵抗94の電流に比例する電圧値を信号として出力するアンプ(図示せず)が接続されている。アンプが出力した信号が所定の閾値を超える過電流状態の場合には、モータ52の回転速度をSI信号が示す指令値よりも低下させる制御が行われる。   Further, a current detecting shunt resistor 94 is provided between the source of each of the inverters FETs 44D, 44E and 44F and the battery 80. The shunt resistor 94 is a resistor having a resistance value of about 0.2 mΩ to several Ω, and an amplifier (not shown) that amplifies the potential difference between both ends of the shunt resistor 94 and outputs a voltage value proportional to the current of the shunt resistor 94 as a signal. Connected). When the signal output from the amplifier is in an overcurrent state exceeding a predetermined threshold, control is performed to reduce the rotational speed of the motor 52 below the command value indicated by the SI signal.

図4は、本実施の形態における車両用ファンモータ制御装置20におけるモータ52の回転速度の制御の一例を示すフローチャートである。車両用エアコンのスイッチがオンになると、ステップ400では後述するモータ始動シーケンスが実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of control of the rotation speed of the motor 52 in the vehicle fan motor control device 20 according to the present embodiment. When the switch of the vehicle air conditioner is turned on, a motor start sequence described later is executed in step 400.

ステップ402では、エアコンECU78から入力されたSI信号から指令回転速度を算出し、ステップ404では、確定信号判定部88でエアコンECU78から確定信号が入力されたか否かを判定する。確定信号が入力されなかった場合には、確定信号が入力されるまで、エアコンECU78から入力されるSI信号から指令回転速度を算出する処理を続ける。   In step 402, the command rotational speed is calculated from the SI signal input from the air conditioner ECU 78, and in step 404, the determination signal determination unit 88 determines whether a determination signal is input from the air conditioner ECU 78. If the confirmation signal is not input, the process of calculating the command rotation speed from the SI signal input from the air conditioner ECU 78 is continued until the determination signal is input.

ステップ404で確定信号の入力ありと判定された場合には、ステップ406で確定信号が入力された直前に算出された指令回転速度を指令値として採用し、指令回転数保持部92で保持していた指令値を更新し、前回確定信号が入力された際に保持した指令回転速度及び確定信号が入力された直前以外のタイミングで入力されたSI信号から算出された指令回転速度は破棄する。そして、ステップ408では、採用した指令回転速度に基づいてモータ52の回転速度を制御する。   If it is determined in step 404 that a confirmation signal has been input, the command rotational speed calculated immediately before the confirmation signal is input in step 406 is adopted as the command value, and is retained by the command rotational speed retaining unit 92. The command rotational speed calculated from the SI signal input at a timing other than immediately before the command rotational speed and the confirmation signal input when the final determination signal is input is updated. In step 408, the rotational speed of the motor 52 is controlled based on the employed command rotational speed.

以上により、確定信号が入力される毎に、確定信号の入力直前に入力されたSI信号により算出された回転指令値だけが回転数算出・保持部86に保持され、他の時点で算出された回転指令値は破棄され、保持された回転指令値によりモータ52の回転が制御される。   As described above, every time a confirmation signal is input, only the rotation command value calculated by the SI signal input immediately before the input of the determination signal is held in the rotation speed calculation / holding unit 86 and calculated at other times. The rotation command value is discarded, and the rotation of the motor 52 is controlled by the held rotation command value.

すなわち、電磁ノイズ等が重畳されたSI信号により算出された回転指令値は、破棄されて使用されないので、電磁ノイズ等の影響を受けずにファンモータの回転を制御することができる。   That is, since the rotation command value calculated from the SI signal on which electromagnetic noise or the like is superimposed is discarded and is not used, the rotation of the fan motor can be controlled without being affected by the electromagnetic noise or the like.

ステップ410では、車両用エアコンのスイッチがオフになったか否かが判定され、肯定判定の場合には処理を終了し、否定判定の場合には、手順をステップ402に戻して、モータ52の回転速度の制御を継続する。   In step 410, it is determined whether or not the vehicle air conditioner switch has been turned off. If the determination is affirmative, the process ends. If the determination is negative, the procedure returns to step 402 to rotate the motor 52. Continue speed control.

図5は、本実施の形態における車両用ファンモータ制御装置20のモータ始動シーケンスの一例を示したフローチャートである。図5に示したフローチャートは、図4のステップ400における処理である。ステップ500では、U相ホール素子12U、V相ホール素子12V、W相ホール素子12Wが出力した信号に基づいてロータ12の位置検出を行う。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of a motor start sequence of the vehicle fan motor control device 20 in the present embodiment. The flowchart shown in FIG. 5 is processing in step 400 of FIG. In step 500, the position of the rotor 12 is detected based on signals output from the U-phase hall element 12U, the V-phase hall element 12V, and the W-phase hall element 12W.

ステップ502では、ステータ14のコイルに周期の大きな正弦波電圧を印加して、ロータ12を回転させ、ステップ504では、ステータ14のコイルに印加する正弦波電圧の電圧値を徐々に上げて、ロータ12の回転速度を徐々に上げていく。   In step 502, a sine wave voltage having a large period is applied to the coil of the stator 14 to rotate the rotor 12, and in step 504, the voltage value of the sine wave voltage applied to the coil of the stator 14 is gradually increased to increase the rotor. The rotational speed of 12 is gradually increased.

ステップ506では、回転するロータ12の位置に応じて正弦波電圧の周期を制御し、ステップ508では、ロータ12の回転速度が所定の回転速度に到達したか否かを判定する。所定の回転速度は、一例として1000rpmである。ステップ508で肯定判定の場合には処理をリターンし、ステップ508で否定判定の場合には、手順をステップ506に戻し、ロータ12の回転速度が所定の回転速度に到達するまで、ロータ12の位置に応じて正弦波電圧の周期を制御することを継続する。   In step 506, the cycle of the sine wave voltage is controlled according to the position of the rotating rotor 12, and in step 508, it is determined whether or not the rotational speed of the rotor 12 has reached a predetermined rotational speed. The predetermined rotation speed is 1000 rpm as an example. If the determination in step 508 is affirmative, the process is returned. If the determination is negative in step 508, the procedure returns to step 506, and the position of the rotor 12 is changed until the rotational speed of the rotor 12 reaches a predetermined rotational speed. The control of the period of the sine wave voltage is continued according to

以上説明したように、本実施の形態では、バッテリ80の電圧が安定した場合にエアコンECU78は確定信号を出力し、車両用ファンモータ制御装置20は、確定信号がエアコンECU78から入力された場合に、当該確定信号が入力される直前に入力されたSI信号を採用して、モータ52の回転速度を制御している。確定信号が出力される場合には、電磁ノイズ等の影響が電源であるバッテリの電圧に生じていないと考えられるので、当該確定信号が車両用ファンモータ制御装置20に入力される直前のSI信号も電磁ノイズの影響を受けていないと考えられる。従って、当該確定信号が車両用ファンモータ制御装置20に入力される直前のSI信号を用いれば、電磁ノイズの影響を防止したモータ52の回転速度の制御が可能になる。   As described above, in the present embodiment, the air conditioner ECU 78 outputs a confirmation signal when the voltage of the battery 80 is stabilized, and the vehicle fan motor control device 20 performs the operation when the confirmation signal is input from the air conditioner ECU 78. The rotation speed of the motor 52 is controlled by adopting the SI signal input immediately before the confirmation signal is input. When the confirmation signal is output, it is considered that the influence of electromagnetic noise or the like does not occur in the voltage of the battery that is the power source. Therefore, the SI signal immediately before the confirmation signal is input to the vehicle fan motor control device 20 Is not considered to be affected by electromagnetic noise. Therefore, if the SI signal immediately before the confirmation signal is input to the vehicle fan motor control device 20 is used, the rotation speed of the motor 52 can be controlled while preventing the influence of electromagnetic noise.

また、本実施の形態では、ワイヤハーネスに電磁ノイズを遮断するための電磁シールドを施す必要がないので低コストであり、上述のように、確定信号の入力を待ってモータ52の回転速度を制御するという簡素な制御によるので、制御の負荷が軽いという効果を奏する。   Further, in the present embodiment, since it is not necessary to provide an electromagnetic shield for blocking electromagnetic noise on the wire harness, the cost is low, and as described above, the rotational speed of the motor 52 is controlled by waiting for the input of a confirmation signal. Since it is based on the simple control of performing, there is an effect that the control load is light.

10…モータユニット、12…ロータ、12U…U相ホール素子、12V…V相ホール素子、12W…W相ホール素子、14…ステータ、14U,14V,14W…コイル、16…シャフト、18…上ケース、20…車両用ファンモータ制御装置、22…基板、24…ヒートシンク、28…下ケース、40…インバータ回路、44A,44B,44C,44D,44E,44F…インバータFET、52…モータ、54U…U相コンパレータ、54V…V相コンパレータ、54W…W相コンパレータ、56…実回転数算出部、60…スタンバイ回路、62…メイン電源通電部、64…通電制御駆動波形決定部、66…PI制御部、66I…偏差積分部、66P…偏差比例部、68…電圧補正部、70…FETドライバ、72…過電圧判定部、74A…真判定信号、74B…偽判定信号、76…電圧値切替部、80…バッテリ、82…チョークコイル、84A,84B…平滑コンデンサ、86…指令回転数算出・保持部、88…確定信号判定部、90…ANDゲート、92…指令回転数保持部、94…シャント抵抗、102…確定信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor unit, 12 ... Rotor, 12U ... U phase Hall element, 12V ... V phase Hall element, 12W ... W phase Hall element, 14 ... Stator, 14U, 14V, 14W ... Coil, 16 ... Shaft, 18 ... Upper case 20 ... Vehicle fan motor control device, 22 ... substrate, 24 ... heat sink, 28 ... lower case, 40 ... inverter circuit, 44A, 44B, 44C, 44D, 44E, 44F ... inverter FET, 52 ... motor, 54U ... U Phase comparator, 54V ... V phase comparator, 54W ... W phase comparator, 56 ... Actual rotation speed calculation unit, 60 ... Standby circuit, 62 ... Main power supply energization unit, 64 ... Energization control drive waveform determination unit, 66 ... PI control unit, 66I ... Deviation integration unit, 66P ... Deviation proportional unit, 68 ... Voltage correction unit, 70 ... FET driver, 72 ... Overvoltage determination unit, 4A ... True determination signal, 74B ... False determination signal, 76 ... Voltage value switching unit, 80 ... Battery, 82 ... Choke coil, 84A, 84B ... Smoothing capacitor, 86 ... Command rotational speed calculation / holding unit, 88 ... Determination signal determination , 90 ... AND gate, 92 ... Command rotational speed holding part, 94 ... Shunt resistor, 102 ... Confirmation signal

Claims (4)

ファンモータの回転速度の指令信号に基づいて回転指令値を求め、電源電圧が所定範囲内の場合に生成される確定信号が入力された場合に、保持された回転指令値を前記確定信号が入力される直前の指令信号から求めた回転指令値に更新し、更新した回転指令値を保持する保持部と、
前記保持部に保持された回転指令値を用いて前記ファンモータの回転速度を制御する回転速度制御部と、
を含む車両用ファンモータ制御装置。
The rotation command value is obtained based on the rotation speed command signal of the fan motor, and when the determination signal generated when the power supply voltage is within the predetermined range is input, the held rotation command value is input to the determination signal. Updating the rotation command value obtained from the command signal immediately before being held, and holding the updated rotation command value;
A rotation speed control unit that controls the rotation speed of the fan motor using a rotation command value held in the holding unit;
A vehicle fan motor control apparatus including:
前記指令信号は、前記回転指令値に応じたデューティ比を有するパルス信号であり、
前記保持部は、前記パルス信号のデューティ比から回転指令値を求め、前記確定信号が入力される直前に求めた回転指令値以外の回転指令値を破棄する請求項1記載の車両用ファンモータ制御装置。
The command signal is a pulse signal having a duty ratio according to the rotation command value,
2. The fan motor control for a vehicle according to claim 1, wherein the holding unit obtains a rotation command value from a duty ratio of the pulse signal and discards a rotation command value other than the rotation command value obtained immediately before the confirmation signal is input. apparatus.
前記確定信号は、前記指令信号の低周波数側の周波数より低い周波数の信号である請求項1又は2記載の車両用ファンモータ制御装置。   The vehicle fan motor control device according to claim 1 or 2, wherein the confirmation signal is a signal having a frequency lower than a frequency on a low frequency side of the command signal. 前記確定信号は、前記指令信号に挿入されて送信される請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用ファンモータ制御装置。   The vehicle fan motor control device according to claim 1, wherein the confirmation signal is inserted into the command signal and transmitted.
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