JP2019126239A - モータ駆動システム、モータ駆動システムにおける信号補正方法および信号補正プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリから大電流が出力される際に、直流電源装置とモータ駆動装置との間で正常に通信を行う。【解決手段】実施形態のモータ駆動システム１は、バッテリ１１およびバッテリ管理部１２を有する直流電源装置１０と、電力変換部２１およびパワー制御部２２を有するモータ駆動装置２０とを備え、パワー制御部２２は、直流電源装置１０から供給される入力電流の値を取得する入力電流値取得部２２１と、直流電源装置１０のグランド端子１０ａから共通グランド部５０を介してモータ駆動装置２０のグランド端子２０ａに至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得する寄生抵抗値取得部２２２と、入力電流の値および寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出するオフセット電圧算出部２２３と、バッテリ管理部１２から送信され通信線４０を介して受信された信号のレベルをオフセット電圧に基づいて補正する信号レベル補正部２２４とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動システム、モータ駆動システムにおける信号補正方法および信号補正プログラムに関する。

電動バイクや電気自動車などの電動車両は、車輪を駆動するためのモータと、当該モータを駆動するためのモータ駆動システムを有する。モータ駆動システムは、直流電源装置およびモータ駆動装置を備えている。直流電源装置は、バッテリ（Ｌｉイオンバッテリ等）と、バッテリ管理ユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ：ＢＭＵ）とを有している。モータ駆動装置は、モータに交流電力を供給する電力変換回路と、当該電力変換回路の制御などを行うパワー制御ユニット（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＰＣＵ）を有している。ＰＣＵは、ＰＤＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｄｒｉｖｅ Ｕｎｉｔ）、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｒｔｏｌ Ｕｎｉｔ）と呼ばれることもある。電動車両のバッテリは大容量であるため、加速時等のピーク時には数百アンペアもの大電流が直流電源装置（バッテリ）からモータ駆動装置に出力される。

バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）とパワー制御ユニット（ＰＣＵ）は通常、車体を共通グランドとしている。また、両者の間には、有線通信用の通信線が設けられており、この通信線を介して、直流電源装置の状態等を示す信号がバッテリ管理ユニットからパワー制御ユニットに送信される。

なお、特許文献１には、パルス信号に混入するノイズを除去するために、狭帯域フィルタ、レベルコンバータおよびノイズフィルタを用いることが記載されている。

特開平９−３２２３４７号公報

ところで、直流電源装置と車体を電気的に接続する電線や、モータ駆動装置と車体を電気的に接続する電線、これらの電線の両端に設けられるコネクタ等の電気的接続部品、および車体には、小さな抵抗（寄生抵抗）が存在する。この寄生抵抗の影響により、バッテリから大電流が出力される際、パワー制御ユニットの基準電位（第１の基準電位）とバッテリ管理ユニットの基準電位（第２の基準電位）が共通グランドである車体の電位から浮いてしまう。

この結果、第１の基準電位と第２の基準電位との間に電位差が生じ、この電位差が、バッテリ管理ユニットからパワー制御ユニットに送信される信号に重畳される。そのため、信号が正常範囲を超えてしまい、バッテリ管理ユニット（直流電源装置）とパワー制御ユニット（モータ駆動装置）間の通信が正常に行えなくなることがある。

そこで、本発明は、バッテリから大電流が出力される際であっても、直流電源装置とモータ駆動装置との間で正常に通信を行うことが可能なモータ駆動システム、モータ駆動方法、およびモータ駆動プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係るモータ駆動システムは、
第１のグランド端子と、出力端子と、前記第１のグランド端子に負極が電気的に接続され、前記出力端子に正極が電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリを管理し、前記第１のグランド端子の電位を基準電位とするバッテリ管理部とを有する直流電源装置と、
共通グランド部を介して前記第１のグランド端子に電気的に接続された第２のグランド端子と、前記出力端子に電気的に接続された入力端子と、前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータに供給する電力変換部と、通信線を介して前記バッテリ管理部と通信可能に接続され、前記電力変換部を制御し、前記第２のグランド端子の電位を基準電位とするパワー制御部とを有するモータ駆動装置と、を備え、
前記パワー制御部は、
前記直流電源装置から供給される入力電流の値を取得する入力電流値取得部と、
前記第１のグランド端子から前記共通グランド部を介して前記第２のグランド端子に至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得する寄生抵抗値取得部と、
前記入力電流の値および前記寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出するオフセット電圧算出部と、
前記バッテリ管理部から送信され前記通信線を介して受信された信号のレベルを、前記オフセット電圧に基づいて補正する信号レベル補正部と、を有することを特徴とする。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記信号レベル補正部は、前記信号から前記オフセット電圧を差し引くことにより前記信号のレベルを補正してもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記信号レベル補正部は、前記パワー制御部が前記モータを駆動している間、前記信号のレベルを常時補正してもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記モータ駆動装置は記憶部をさらに有し、前記寄生抵抗値取得部は、前記記憶部に予め記憶された前記寄生抵抗の値を読み出すようにしてもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記オフセット電圧算出部は、前記寄生抵抗の値に前記入力電流の値を掛けることにより、前記オフセット電圧を算出するようにしてもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記パワー制御部は、
前記通信線の電圧が０Ｖの場合、前記バッテリ管理部と前記パワー制御部との間の通信が断線状態であると判定し、
前記通信線の電圧が０Ｖより高く、第１の閾値電圧より低い場合、前記直流電源装置が異常状態であると判定し、
前記通信線の電圧が前記第１の閾値電圧より高い第２の閾値電圧よりも高い場合、前記直流電源装置が待機状態であると判定し、
前記第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧との間の範囲に収まるパルス信号を受信する場合、前記直流電源装置が正常状態であると判定する状態判定部をさらに有してもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記モータ駆動装置は、一端が前記入力端子に電気的に接続され、他端が前記電力変換部の高電位側に電気的に接続された内部スイッチと、前記入力端子の電圧を測定する入力電圧測定部とをさらに有し、
前記パワー制御部は、
前記内部スイッチがオンであり且つ前記電力変換部が動作している第１の状態における前記入力端子の電圧と、前記内部スイッチがオンであり且つ前記電力変換部が停止している第２の状態における前記入力端子の電圧との間の電圧差を求め、当該電圧差を、前記第１の状態において前記直流電源装置から供給される入力電流の値で割ることにより前記寄生抵抗の値を算出する寄生抵抗値算出部をさらに有してもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記入力電圧測定部は、
一端が前記内部スイッチの他端に電気的に接続された第１の抵抗素子と、
一端が前記第１の抵抗素子の他端に電気的に接続され、他端が前記第２のグランド端子に電気的に接続された第２の抵抗素子と、を有し、
前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子の接続点は、前記パワー制御部に電気的に接続されているようにしてもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記モータは、電動車両の車輪を回転駆動するためのモータであり、前記共通グランド部は、前記電動車両の車体であるようにしてもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記電動車両の加速度を取得する車両加速度取得部をさらに備え、
前記信号レベル補正部は、前記加速度に基づいて前記信号のレベルを補正するようにしてもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記加速度が正の規定値以上の場合、前記信号レベル補正部は、前記信号から前記オフセット電圧を差し引くことにより前記信号のレベルを補正するようにしてもよい。

また、前記モータ駆動システムにおいて、
前記加速度が負の規定値未満の場合、前記信号レベル補正部は、前記信号に前記オフセット電圧を加えることにより前記信号のレベルを補正するようにしてもよい。

本発明に係る信号補正方法は、
第１のグランド端子と、出力端子と、前記第１のグランド端子に負極が電気的に接続され、前記出力端子に正極が電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリを管理し、前記第１のグランド端子の電位を基準電位とするバッテリ管理部とを有する直流電源装置と、
共通グランド部を介して前記第１のグランド端子に電気的に接続された第２のグランド端子と、前記出力端子に電気的に接続された入力端子と、前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータに供給する電力変換部と、通信線を介して前記バッテリ管理部と通信可能に接続され、前記電力変換部を制御し、前記第２のグランド端子の電位を基準電位とするパワー制御部とを有するモータ駆動装置と、
を備えるモータ駆動システムにおける信号補正方法であって、
前記パワー制御部の入力電流値取得部が、前記直流電源装置から供給される入力電流の値を取得し、
前記パワー制御部の寄生抵抗値取得部が、前記第１のグランド端子から前記共通グランド部を介して前記第２のグランド端子に至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得し、
前記パワー制御部のオフセット電圧算出部が、前記入力電流の値および前記寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出し、
前記パワー制御部の信号レベル補正部が、前記バッテリ管理部から送信され前記通信線を介して受信された信号のレベルを、前記オフセット電圧に基づいて補正することを特徴とする。

本発明に係る信号補正プログラムは、
第１のグランド端子と、出力端子と、前記第１のグランド端子に負極が電気的に接続され、前記出力端子に正極が電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリを管理し、前記第１のグランド端子の電位を基準電位とするバッテリ管理部とを有する直流電源装置と、
共通グランド部を介して前記第１のグランド端子に電気的に接続された第２のグランド端子と、前記出力端子に電気的に接続された入力端子と、前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータに供給する電力変換部と、通信線を介して前記バッテリ管理部と通信可能に接続され、前記電力変換部を制御し、前記第２のグランド端子の電位を基準電位とするパワー制御部とを有するモータ駆動装置と、
を備えるモータ駆動システムにおける信号補正プログラムであって、
コンピュータを、
前記直流電源装置から供給される入力電流の値を取得する入力電流値取得手段、
前記第１のグランド端子から前記共通グランド部を介して前記第２のグランド端子に至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得する寄生抵抗値取得手段、
前記入力電流の値および前記寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出するオフセット電圧算出手段、および
前記バッテリ管理部から送信され前記通信線を介して受信された信号のレベルを、前記オフセット電圧に基づいて補正する信号レベル補正手段、
として機能させる。

本発明では、バッテリ管理部から送信され通信線を介して受信された信号のレベルを、入力電流の値および寄生抵抗の値に基づいて算出されたオフセット電圧に基づいて補正する。これにより、本発明によれば、バッテリから大電流が出力される際であっても、直流電源装置とモータ駆動装置との間で正常に通信を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動システムの概略的構成を示す図である。 第１の実施形態に係るパワー制御部の機能ブロック図である。 寄生抵抗を算出するためのフローチャートである。 第１の実施形態に係る信号レベル補正および状態判定を行うためのフローチャートである。 信号レベルの補正を行わない場合の、パルス信号の波形図である。 信号レベルの補正を行った場合の、パルス信号の波形図である。 状態判定の詳細を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るパワー制御部の機能ブロック図である。 第２の実施形態に係る信号レベル補正および状態判定を行うためのフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、各図においては、同等の機能を有する構成要素に同一の符号を付している。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るモータ駆動システムについて説明する。

本実施形態に係るモータ駆動システム１は、三相モータ等の交流モータを駆動するためのシステムである。このモータ駆動システム１は、図１に示すように、直流電力を出力する直流電源装置１０と、直流電力を交流電力に変換してモータ３０を駆動するモータ駆動装置２０と、を備えている。

直流電源装置１０は、グランド端子１０ａ（第１のグランド端子）と、出力端子１０ｂと、バッテリ１１と、バッテリ管理部１２（ＢＭＵ）とを有する。バッテリ１１は、グランド端子１０ａに負極が電気的に接続され、出力端子１０ｂに正極が電気的に接続されている。このバッテリは、例えばリチウムイオンバッテリであるが、他の電池であってもよい。

バッテリ管理部１２は、バッテリ１１を管理するユニットである。バッテリ管理部１２は、バッテリ１１の充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）などを把握する。このバッテリ管理部１２は、図１に示すように、グランド端子１０ａの電位を基準電位（グランド）とする。
バッテリ管理部１２は、通信線４０を介してモータ駆動装置２０のパワー制御部２２に接続されており、モータ駆動装置２０に情報を送信することが可能に構成されている。具体的には、直流電源装置１０が正常状態のとき、バッテリ管理部１２は、閾値電圧Ｖｔｈ１（第１の閾値電圧）以上、閾値電圧Ｖｔｈ２（第２の閾値電圧）以下の範囲にあるパルス信号を送信する。また、バッテリ管理部１２は、直流電源装置１０が異常状態のとき、０Ｖより高く、閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧の直流信号（Ｌレベル信号）を送信する。直流電源装置１０が待機状態のとき、バッテリ管理部１２は、閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高い電圧の直流信号（Ｈレベル信号）を送信する。

モータ駆動装置２０は、グランド端子２０ａ（第２のグランド端子）と、出力端子１０ｂに電気的に接続された入力端子２０ｂと、電力変換部２１と、パワー制御部２２と、記憶部２３と、内部スイッチ２４と、入力電圧測定部２５と、を有する。グランド端子２０ａは、共通グランド部５０を介してグランド端子１０ａに電気的に接続されている。

電力変換部２１は、直流電源装置１０から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータ３０に供給する。すなわち、直流電源装置１０の出力端子１０ｂおよびモータ駆動装置２０の入力端子２０ｂを介してバッテリ１１から供給される直流電力は、電力変換部２１により交流電力に変換され、モータ３０に供給される。

この電力変換部２１は、図１に示すように、三相フルブリッジ回路により構成される。半導体スイッチＱ１，Ｑ３，Ｑ５はハイサイドスイッチであり、半導体スイッチＱ２，Ｑ４，Ｑ６はローサイドスイッチである。半導体スイッチＱ１〜Ｑ６は、例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴ等である。半導体スイッチＱ１〜Ｑ６の制御端子は、図示しない信号線により、パワー制御部２２に電気的に接続されている。なお、電力変換部２１の入力部には平滑コンデンサＣが設けられている。

パワー制御部２２は、電力変換部２１を制御するように構成されている。より詳しくは、パワー制御部２２は、電力変換部２１を制御することにより、モータ３０を所望のトルクや回転数で動作させる。

パワー制御部２２は、図１に示すように、通信線４０を介してバッテリ管理部１２と通信可能に接続されている。通信線４０は、１本の通信線であり、例えば銅線である。パワー制御部２２は、グランド端子２０ａの電位を基準電位とする。

記憶部２３は、パワー制御部２２が用いる情報（例えば、後述の寄生抵抗の値）を記憶する。また記憶部２３は、パワー制御部２２が動作するためのプログラムを記憶してもよい。記憶部２３は、例えば不揮発性の半導体メモリであるが、これに限定されない。

内部スイッチ２４は、図１に示すように、一端が入力端子２０ｂに電気的に接続され、他端が電力変換部２１の高電位側に電気的に接続されたスイッチである。この内部スイッチ２４は、例えば、リレーやコンタクタ等の機械スイッチである。内部スイッチ２４は、パワー制御部２２によりオン／オフ制御される。

入力電圧測定部２５は、入力端子２０ｂの電圧（入力電圧）を測定する。この入力電圧測定部２５は、図１に示すように、例えば、直列接続された抵抗素子Ｒ１およびＲ２から構成される。すなわち、入力電圧測定部２５は、一端が内部スイッチ２４の他端に電気的に接続された抵抗素子Ｒ１（第１の抵抗素子）と、一端が抵抗素子Ｒ１の他端に電気的に接続され、他端がグランド端子２０ａに電気的に接続された抵抗素子Ｒ２（第２の抵抗素子）と、を有する。抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２の接続点Ｎは、パワー制御部２２に電気的に接続されている。パワー制御部２２は、接続点Ｎの電圧に基づいて入力端子２０ｂの電圧を把握する。

＜パワー制御部＞
次に、図２を参照して、本実施形態に係るパワー制御部２２の詳細について説明する。

パワー制御部２２は、入力電流値取得部２２１と、寄生抵抗値取得部２２２と、オフセット電圧算出部２２３と、信号レベル補正部２２４と、状態判定部２２５と、寄生抵抗値算出部２２６と、を有している。

入力電流値取得部２２１は、直流電源装置１０から供給される入力電流の値Ｉを取得する。例えば、入力電流値取得部２２１は、入力端子２０ｂ付近に設けられた電流計（図示せず）により測定された電流値を取得する。あるいは、入力電流値取得部２２１は、モータ３０の各相の線間電圧に基づいて入力電流を算出してもよいし、あるいは、直流電源装置１０のバッテリ管理部１２からバッテリ１１の出力電流値（すなわち、入力電流の値Ｉ）を通信線４０とは別の通信線（図示せず）を介して取得してもよい。あるいは、入力電流値取得部２２１は、モータ３０の回転数と、入力電流の値Ｉとの関係を予め調べてマップとして記憶部２３に格納しておき、入力電流値取得部２２１は、モータ３０の回転数と、当該マップに基づいて推測される入力電流の値を取得してもよい。

寄生抵抗値取得部２２２は、グランド端子１０ａから共通グランド部５０を介してグランド端子２０ａに至るまでに存在する寄生抵抗の値ｒを取得する。ここで、「寄生抵抗」とは、グランド端子１０ａからグランド端子２０ａまでに存在する小さな抵抗のことであり（例えば、数ミリΩのオーダー）、電線の抵抗や、コネクタ等の接続部品による抵抗、はんだ部分の抵抗、共通グランド部５０の抵抗が含まれる。寄生抵抗値取得部２２２は、記憶部２３に予め記憶された寄生抵抗の値ｒを読み出す。

オフセット電圧算出部２２３は、入力電流の値Ｉおよび寄生抵抗の値ｒに基づいてオフセット電圧ΔＶを算出する。より詳しくは、オフセット電圧算出部２２３は、寄生抵抗の値ｒに入力電流の値Ｉを掛けることにより、オフセット電圧ΔＶを算出する。

信号レベル補正部２２４は、バッテリ管理部１２から送信され、通信線４０を介して受信された信号のレベルを、オフセット電圧ΔＶに基づいて補正する。より詳しくは、信号レベル補正部２２４は、受信した信号からオフセット電圧ΔＶを差し引くことにより、信号のレベルを補正する。

信号レベル補正部２２４は、パワー制御部２２がモータ３０を駆動している間、通信線４０を介して受信された信号のレベルを常時補正する。これにより、入力電流の変化に迅速に対応して信号レベルの補正を行うことができる。

状態判定部２２５は、通信線４０の電圧に基づいて、直流電源装置１０の状態や、通信線４０による通信状態等を判定する。具体的には、状態判定部２２５は、通信線４０の電圧が０Ｖの場合、バッテリ管理部１２とパワー制御部２２間の通信が断線状態であると判定する。また、通信線４０の電圧が０Ｖより高く、閾値電圧Ｖｔｈ１より低い場合には、直流電源装置１０が異常状態であると判定する。閾値電圧Ｖｔｈ１と閾値電圧Ｖｔｈ２との間の範囲に収まるパルス信号を受信する場合には、直流電源装置１０が正常状態であると判定する。通信線４０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高い場合には、直流電源装置１０が待機状態であると判定する。この閾値電圧Ｖｔｈ２は閾値電圧Ｖｔｈ１より高い。

寄生抵抗値算出部２２６は、寄生抵抗の値ｒを算出する。具体的には、寄生抵抗値算出部２２６は、内部スイッチ２４がオン状態における入力端子２０ｂの電圧（第１の入力電圧）と、内部スイッチ２４がオフ状態における入力端子２０ｂの電圧（第２の入力電圧）との間の電圧差を求める。そして、寄生抵抗値算出部２２６は、当該電圧差を、オン状態において直流電源装置１０から供給される入力電流の値で割ることにより寄生抵抗の値を算出する。そして、寄生抵抗値算出部２２６は、算出した抵抗値を記憶部２３に保存する。寄生抵抗値の算出は、モータ駆動システム１が使用される前（例えば、工場出荷時）に行われる。

＜寄生抵抗値の算出処理フロー＞
ここで、図３を参照して寄生抵抗値の算出フローについて詳しく説明する。

まず、パワー制御部２２は、モータ駆動装置２０の内部スイッチ２４をオンにし、電力変換部２１を動作させる（ステップＳ１１）。

次に、モータ駆動装置２０の入力電圧（第１の入力電圧）の値を取得する（ステップＳ１２）。入力電圧の値は、入力電圧測定部２５の接続点Ｎの電圧に基づいて算出される。

次に、入力電流値取得部２２１は、モータ駆動装置２０の入力電流の値を取得する（ステップＳ１３）。

次に、パワー制御部２２は、モータ駆動装置２０の電力変換部２１を停止させる（ステップＳ１４）。

次に、モータ駆動装置の入力電圧（第２の入力電圧）の値を取得する（ステップＳ１５）。入力電圧の値は、入力電圧測定部２５の接続点Ｎの電圧に基づいて算出される。

次に、寄生抵抗値算出部２２６は、ステップＳ１２で取得した第１の入力電圧と、ステップＳ１５で取得した第２の入力電圧との間の電圧差を求める（ステップＳ１６）。

次に、寄生抵抗値算出部２２６は、ステップＳ１６で求められた電圧差を、ステップＳ１３で取得された入力電流で割ることにより寄生抵抗の値を算出する（ステップＳ１７）。

次に、寄生抵抗値算出部２２６は、ステップＳ１７で算出された寄生抵抗の値を記憶部２３に保存する（ステップＳ１８）。この後、パワー制御部２２は、モータ駆動装置２０の内部スイッチ２４をオフにしてもよい。

上記のように、寄生抵抗値算出部２２６は、内部スイッチ２４がオンであり且つ電力変換部２１が動作している第１の状態における入力端子２０ｂの電圧と、内部スイッチ２４がオンであり且つ電力変換部２１が停止している第２の状態における入力端子２０ｂの電圧との間の電圧差を求め、当該電圧差を、第１の状態において直流電源装置１０から供給される入力電流の値で割ることにより寄生抵抗の値を算出する。

＜信号レベル補正および状態判定の処理フロー＞
ここで、図４を参照して、第１の実施形態に係る信号レベル補正の処理フローの一例について詳しく説明する。

まず、パワー制御部２２は、モータ３０を駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。モータ３０を駆動中の場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、入力電流値取得部２２１は、モータ駆動装置２０の入力電流の値を取得する（ステップＳ２２）。

次に、パワー制御部２２は、寄生抵抗の値を取得する（ステップＳ２３）。具体的には、寄生抵抗の値を記憶部２３から読み出す。

次に、パワー制御部２２のオフセット電圧算出部２２３は、ステップＳ２２で取得された入力電流の値、およびステップＳ２３で取得された寄生抵抗の値に基づいて、オフセット電圧ΔＶを算出する（ステップＳ２４）。

次に、パワー制御部２２の信号レベル補正部２２４は、ステップＳ２４で算出されたオフセット電圧ΔＶに基づいて、通信線４０から受信した信号のレベルを補正する（ステップＳ２５）。本ステップにおいて、信号レベル補正部２２４は、受信した信号からオフセット電圧ΔＶを差し引くことにより、信号のレベルを補正する。図５および図６に示すように、寄生抵抗の影響を受けてパルス信号のレベル（オフセット）が変化した場合でも、レベル補正により、パルス信号を正常範囲（閾値電圧Ｖｔｈ１以上、Ｖｔｈ２以下の範囲）に補正することができる。図５および図６は、直流電源装置１０の出力電流が時刻ｔ１以降に増大した場合における、パルス信号の波形の一例である。

次に、パワー制御部２２の状態判定部２２５は、直流電源装置１０の状態、および通信線４０による通信の状態を判定する（ステップＳ２６）。本ステップにおける状態判定部２２５の処理内容について、図７のフローチャートを参照して詳しく説明する。

状態判定部２２５は、通信線４０の電位が０Ｖであるか否かを判定する（ステップＳ３１）。通信線４０の電位が０Ｖである場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、状態判定部２２５は、バッテリ管理部１２とパワー制御部２２間の通信が断線状態であると判定する（ステップＳ３２）。一方、通信線４０の電位が０Ｖでない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）、状態判定部２２５は、Ｌレベル信号を受信しているか否かを判定する（ステップＳ３３）。ここで、Ｌレベル信号は、０Ｖより高く、閾値電圧Ｖｔｈ１より低い電圧の直流信号である。

Ｌレベル信号を受信している場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、状態判定部２２５は、直流電源装置１０が異常状態であると判定する（ステップＳ３４）。一方、Ｌレベル信号を受信していない場合（Ｓ３３：Ｎｏ）、状態判定部２２５は、Ｈレベル信号を受信しているか否かを判定する（ステップＳ３５）。ここで、Ｈレベル信号は、閾値電圧Ｖｔｈ２より高い電圧の直流信号である。

Ｈレベル信号を受信している場合（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、状態判定部２２５は、直流電源装置１０が待機状態であると判定する（ステップＳ３６）。一方、Ｈレベル信号を受信していない場合（Ｓ３５：Ｎｏ）、状態判定部２２５は、閾値電圧Ｖｔｈ１以上、閾値電圧Ｖｔｈ２以下の範囲にあるパルス信号を受信しているか否かを判定する（ステップＳ３７）。このようなパルス信号を受信している場合（Ｓ３７：Ｙｅｓ）、状態判定部２２５は、直流電源装置１０が正常状態であると判定する（ステップＳ３８）。一方、パルス信号を受信していない場合（Ｓ３７：Ｎｏ）、状態判定部２２５は、その他の異常が発生していると判定する（ステップＳ３９）。

上記の処理フローによれば、ステップＳ２５において直流電源装置１０とモータ駆動装置２０の基準電位間の電位差を補正し、その後、ステップＳ２６において直流電源装置１０の状態を判定する。このため、直流電源装置１０の状態や通信線４０による通信の状態を誤判定してしまうことを防止できる。

なお、上記の状態判定のフローは一例に過ぎない。例えば、ステップＳ３１，Ｓ３３，Ｓ３５，Ｓ３７の判定ステップの実行順序は変更可能である。

以上説明したように、第１の実施形態では、バッテリ管理部１２から送信され通信線４０を介して受信された信号のレベルを、入力電流の値Ｉおよび寄生抵抗の値ｒに基づいて算出されたオフセット電圧ΔＶに基づいて補正する。これにより、バッテリ１１から大電流が出力される際であっても、直流電源装置１０とモータ駆動装置２０との間で正常に通信を行うことができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るモータ駆動システムは、電気自動車や電動二輪車等の電動車両に適用されるものである。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態について説明する。

本実施形態に係るモータ駆動システムの概略的構成は、第１の実施形態と同様である（図１参照）。ただし、本実施形態では、モータ３０が電動車両の車輪を回転駆動するためのモータであり、共通グランド部５０が電動車両の車体（シャーシ）である。

本実施形態に係るパワー制御部２２Ａは、図８に示すように、第１の実施形態に係るパワー制御部２２の構成（入力電流値取得部２２１、寄生抵抗値取得部２２２、オフセット電圧算出部２２３、信号レベル補正部２２４、状態判定部２２５および寄生抵抗値算出部２２６）に加えて、車両加速度取得部２２７をさらに有する。

車両加速度取得部２２７は、モータ３０の回転速度、あるいはアクセル開度の情報に基づいて、電動車両の加速度を取得する。この車両加速度取得部２２７は、運転者のアクセル操作により設定されたアクセル操作量を検知するアクセルポジションセンサや、モータ３０の回転角度を検出するアングルセンサから受信する信号に基づいて電動車両の加速度を算出する。

信号レベル補正部２２４は、車両加速度取得部２２７により取得された電動車両の加速度に基づいて、通信線４０から受信した信号のレベルを補正する。例えば、信号レベル補正部２２４は、運転者がアクセルを操作して電動車両の加速度が大きく増加した場合に（すなわち、加速度が正の規定値以上の場合）、信号からオフセット電圧を差し引くことにより信号のレベルを補正する。これにより、バッテリ１１から大電流が出力され、バッテリ管理部１２とパワー制御部２２間の基準電位の差が増大した場合に、信号のレベル補正を行うことができる。

また、信号レベル補正部２２４は、回生ブレーキが操作されて電動車両の加速度が大きく減少した場合に（すなわち、加速度が負の規定値未満の場合）、信号のレベルを補正してもよい。この場合、信号レベル補正部２２４は、受信した信号にオフセット電圧を加えることにより信号のレベルを補正する。これにより、モータ３０の回生動作により生成された電流がモータ駆動装置２０から直流電源装置１０に出力される際（すなわち、バッテリ１１に大電流が入力される際）であっても、直流電源装置１０とモータ駆動装置２０との間で正常に通信することができる。

＜信号レベル補正および状態判定の処理フロー＞
次に、図９を参照して、第２の実施形態に係る、信号レベル補正の処理フローについて詳しく説明する。

まず、パワー制御部２２Ａは、運転者によりアクセル操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ４１）。本ステップは、アクセルポジションセンサやアングルセンサから受信する信号に基づいて行われる。アクセル操作が行われたと判定された場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、第１の実施形態で説明したように、ステップＳ２２ないしステップＳ２６の処理を実行する。なお、ステップＳ４１において、回生ブレーキ操作が行われたか否かを判定してもよい。

このように、第２の実施形態では、オフセット電圧に基づいて信号のレベルを補正するため、電動車両のアクセル操作によってバッテリ１１から大電流が出力される際であっても、直流電源装置１０とモータ駆動装置２０との間で正常に通信を行うことができる。また、本実施形態によれば、回生ブレーキ操作によってバッテリ１１に大電流が入力される際であっても、直流電源装置１０とモータ駆動装置２０との間で正常に通信を行うことができる。

上述した実施形態で説明したモータ駆動装置２０（パワー制御部２２，２２Ａ）の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、パワー制御部２２，２２Ａの少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、パワー制御部２２，２２Ａの少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１ モータ駆動システム
１０ 直流電源装置
１０ａ グランド端子
１０ｂ 出力端子
１１ バッテリ
１２ バッテリ管理部（ＢＭＵ）
２０ モータ駆動装置
２０ａ グランド端子
２０ｂ 入力端子
２１ 電力変換部
２２，２２Ａ パワー制御部
２２１ 入力電流値取得部
２２２ 寄生抵抗値取得部
２２３ オフセット電圧算出部
２２４ 信号レベル補正部
２２５ 状態判定部
２２６ 寄生抵抗値算出部
２２７ 車両加速度取得部
２３ 記憶部
２４ 内部スイッチ
２５ 入力電圧測定部
４０ 通信線
５０ 共通グランド部

Claims (14)

1. 第１のグランド端子と、出力端子と、前記第１のグランド端子に負極が電気的に接続され、前記出力端子に正極が電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリを管理し、前記第１のグランド端子の電位を基準電位とするバッテリ管理部とを有する直流電源装置と、
   共通グランド部を介して前記第１のグランド端子に電気的に接続された第２のグランド端子と、前記出力端子に電気的に接続された入力端子と、前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータに供給する電力変換部と、通信線を介して前記バッテリ管理部と通信可能に接続され、前記電力変換部を制御し、前記第２のグランド端子の電位を基準電位とするパワー制御部とを有するモータ駆動装置と、を備え、
   前記パワー制御部は、
   前記直流電源装置から供給される入力電流の値を取得する入力電流値取得部と、
   前記第１のグランド端子から前記共通グランド部を介して前記第２のグランド端子に至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得する寄生抵抗値取得部と、
   前記入力電流の値および前記寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出するオフセット電圧算出部と、
   前記バッテリ管理部から送信され前記通信線を介して受信された信号のレベルを、前記オフセット電圧に基づいて補正する信号レベル補正部と、を有することを特徴とするモータ駆動システム。
2. 前記信号レベル補正部は、前記信号から前記オフセット電圧を差し引くことにより前記信号のレベルを補正することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
3. 前記信号レベル補正部は、前記パワー制御部が前記モータを駆動している間、前記信号のレベルを常時補正することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動システム。
4. 前記モータ駆動装置は記憶部をさらに有し、前記寄生抵抗値取得部は、前記記憶部に予め記憶された前記寄生抵抗の値を読み出すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ駆動システム。
5. 前記オフセット電圧算出部は、前記寄生抵抗の値に前記入力電流の値を掛けることにより、前記オフセット電圧を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモータ駆動システム。
6. 前記パワー制御部は、
   前記通信線の電圧が０Ｖの場合、前記バッテリ管理部と前記パワー制御部との間の通信が断線状態であると判定し、
   前記通信線の電圧が０Ｖより高く、第１の閾値電圧より低い場合、前記直流電源装置が異常状態であると判定し、
   前記通信線の電圧が前記第１の閾値電圧より高い第２の閾値電圧よりも高い場合、前記直流電源装置が待機状態であると判定し、
   前記第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧との間の範囲に収まるパルス信号を受信する場合、前記直流電源装置が正常状態であると判定する状態判定部をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のモータ駆動システム。
7. 前記モータ駆動装置は、一端が前記入力端子に電気的に接続され、他端が前記電力変換部の高電位側に電気的に接続された内部スイッチと、前記入力端子の電圧を測定する入力電圧測定部とをさらに有し、
   前記パワー制御部は、
   前記内部スイッチがオンであり且つ前記電力変換部が動作している第１の状態における前記入力端子の電圧と、前記内部スイッチがオンであり且つ前記電力変換部が停止している第２の状態における前記入力端子の電圧との間の電圧差を求め、当該電圧差を、前記第１の状態において前記直流電源装置から供給される入力電流の値で割ることにより前記寄生抵抗の値を算出する寄生抵抗値算出部をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のモータ駆動システム。
8. 前記入力電圧測定部は、
   一端が前記内部スイッチの他端に電気的に接続された第１の抵抗素子と、
   一端が前記第１の抵抗素子の他端に電気的に接続され、他端が前記第２のグランド端子に電気的に接続された第２の抵抗素子と、を有し、
   前記第１の抵抗素子と前記第２の抵抗素子の接続点は、前記パワー制御部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動システム。
9. 前記モータは、電動車両の車輪を回転駆動するためのモータであり、前記共通グランド部は、前記電動車両の車体であることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動システム。
10. 前記電動車両の加速度を取得する車両加速度取得部をさらに備え、
    前記信号レベル補正部は、前記加速度に基づいて前記信号のレベルを補正することを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動システム。
11. 前記加速度が正の規定値以上の場合、前記信号レベル補正部は、前記信号から前記オフセット電圧を差し引くことにより前記信号のレベルを補正することを特徴とする請求項１０に記載のモータ駆動システム。
12. 前記加速度が負の規定値未満の場合、前記信号レベル補正部は、前記信号に前記オフセット電圧を加えることにより前記信号のレベルを補正することを特徴とする請求項１０に記載のモータ駆動システム。
13. 第１のグランド端子と、出力端子と、前記第１のグランド端子に負極が電気的に接続され、前記出力端子に正極が電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリを管理し、前記第１のグランド端子の電位を基準電位とするバッテリ管理部とを有する直流電源装置と、
    共通グランド部を介して前記第１のグランド端子に電気的に接続された第２のグランド端子と、前記出力端子に電気的に接続された入力端子と、前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータに供給する電力変換部と、通信線を介して前記バッテリ管理部と通信可能に接続され、前記電力変換部を制御し、前記第２のグランド端子の電位を基準電位とするパワー制御部とを有するモータ駆動装置と、
    を備えるモータ駆動システムにおける信号補正方法であって、
    前記パワー制御部の入力電流値取得部が、前記直流電源装置から供給される入力電流の値を取得し、
    前記パワー制御部の寄生抵抗値取得部が、前記第１のグランド端子から前記共通グランド部を介して前記第２のグランド端子に至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得し、
    前記パワー制御部のオフセット電圧算出部が、前記入力電流の値および前記寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出し、
    前記パワー制御部の信号レベル補正部が、前記バッテリ管理部から送信され前記通信線を介して受信された信号のレベルを、前記オフセット電圧に基づいて補正することを特徴とする信号補正方法。
14. 第１のグランド端子と、出力端子と、前記第１のグランド端子に負極が電気的に接続され、前記出力端子に正極が電気的に接続されたバッテリと、前記バッテリを管理し、前記第１のグランド端子の電位を基準電位とするバッテリ管理部とを有する直流電源装置と、
    共通グランド部を介して前記第１のグランド端子に電気的に接続された第２のグランド端子と、前記出力端子に電気的に接続された入力端子と、前記直流電源装置から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータに供給する電力変換部と、通信線を介して前記バッテリ管理部と通信可能に接続され、前記電力変換部を制御し、前記第２のグランド端子の電位を基準電位とするパワー制御部とを有するモータ駆動装置と、
    を備えるモータ駆動システムにおける信号補正プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記直流電源装置から供給される入力電流の値を取得する入力電流値取得手段、
    前記第１のグランド端子から前記共通グランド部を介して前記第２のグランド端子に至るまでに存在する寄生抵抗の値を取得する寄生抵抗値取得手段、
    前記入力電流の値および前記寄生抵抗の値に基づいてオフセット電圧を算出するオフセット電圧算出手段、および
    前記バッテリ管理部から送信され前記通信線を介して受信された信号のレベルを、前記オフセット電圧に基づいて補正する信号レベル補正手段、
    として機能させる信号補正プログラム。

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