JP5314331B2

JP5314331B2 - モータ制御装置

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Publication number: JP5314331B2
Application number: JP2008159256A
Authority: JP
Inventors: 高行北河
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-06-18
Also published as: JP2010004610A

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、モータの駆動を制御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）。また、一般的に、エアコン（空調装置）におけるモータ制御装置（モータコントローラ）では、図９に示すように、上位装置としてのエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０からモータを駆動させる指令の駆動指令信号Ｓ１が入力されると、入力された駆動指令信号Ｓ１に基づいてモータ７２を駆動させる。このエアコンＥＣＵ７０は、図１０に示すように、出力部７４を備えている。この出力部７４はｎｐｎ型のトランジスタ７６を含んで構成された回路である。トランジスタ７６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７８を介して指令線（指令信号線）８０の一端に接続されている。この指令信号線８０の他端には、ブロワモータ装置８２のモータコントローラ（モータ制御装置）８４が接続されている。これにより、図１０に示すように、エアコンＥＣＵ７０とモータコントローラ８４とが電気的に接続されている。

また、トランジスタ７６のベース端子には、エアコンＥＣＵ７０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８４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７６のベース端子には、エアコンＥＣＵ７０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７２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（ローレベル）の信号がトランジスタ７６のベース端子に入力された場合にはトランジスタ７６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（ハイレベル）の信号がトランジスタ７６のベース端子に入力された場合にはトランジスタ７６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８４では、指令線８０の上記他端が、抵抗８６を介して接続端子８８に接続されている。この接続端子８８には、一端が電源（例えば電圧値５Ｖ）に接続されたプルアップ抵抗９０の他端が接続されている。また、接続端子８８には、コンパレータａ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。コンパレータａの出力端子は回転制御回路９２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８８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。

そして、従来、一般的に、このコンパレータａの出力端子から出力される信号のデューティ比を回転制御回路９２で駆動指令信号Ｓ１のデューティ比として演算し、演算したデューティ比をモータの回転駆動の制御に用いている。

ここで、図１１（Ａ）に示す信号（ＥＣＵ出力）９４が、トランジスタ７６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、Ｓ１電位（接続端子８８の電位）は、図１１（Ｂ）に示すような電位となる。このような場合に、Ｓ１電位から、モータ７２の回転駆動を制御するためのデューティ比を演算するための第１の閾値を、予め実験的に求めておき設定しておく。これにより、例えば、第１の閾値以上の部分をＯＮ、第１の閾値未満の部分をＯＦＦとすることにより、Ｓ１電位（すなわち駆動指令信号Ｓ１）及び第１の閾値から、モータ７２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。なお、図１０及び図１１（Ｂ）の例では、この第１の閾値として、２．５Ｖが例に挙げられている。

しかしながら、図１２（Ａ）に示す信号（上記信号９４と同一の信号）９６が、トランジスタ７６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１２（Ｂ）に示すように上記で設定した第１の閾値９８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線８０及びエアコンＥＣＵ７０の少なくとも一方に照射されると、エアコンＥＣＵ７０のトランジスタ７６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７６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７６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９８を用いてもＳ１電位から、モータ７２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９８が反転入力端子に入力されると共に接続端子８８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８４は回転駆動させないようにモータ７２を制御することとなる。このように、外部からの電波照射等の外乱がある状況では、良好にモータの制御を行うことができなくなる、という問題がある。このとき、この問題を解決するために、例えば、指令線８０にシールド構造のハーネスを用いることや、電波耐性を上げるためにフェライトビーズを追加すること等が考えられるが、何れもコスト的な問題がある。

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、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、コストがかからずに、良好にモータの制御を行うことができるモータ制御装置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する駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが正常の場合のデューティ比を求めるための第１の閾値とを比較して、第１のデューティ比のパルス信号を出力する第１の比較手段と、前記駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための第２の閾値とを比較して、第２のデューティ比のパルス信号を出力する第２の比較手段と、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より大きいことから、前記第１の比較手段から前記第１のデューティ比のパルス信号が出力された場合には、前記第１のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成すると共に、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記第２の閾値より大きく、かつローレベルが前記第２の閾値より小さいことから、前記第２の比較手段から前記第２のデューティ比のパルス信号が出力された場合には、前記第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する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制御信号に基づいて、モータの回転駆動を制御する駆動手段とを含んで構成されている。

請求項１に記載の発明によれば、駆動指令信号と駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための第２の閾値とを比較して、駆動指令信号の第２のデューティ比のパルス信号を出力し、駆動指令信号のハイレベルが第１の閾値より小さくかつ第２の閾値より大きく、かつローレベルが第２の閾値より小さい場合、すなわち、駆動指令信号のレベルが低下した場合には、第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成して、生成された制御信号に基づいてモータの回転駆動を制御する。このように、請求項１に記載の発明によれば、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、駆動指令信号のレベルが低下した場合に、レベルが低下した駆動指令信号のデューティ比を求めるための第２の閾値を用いて生成した制御信号に基づいてモータの回転駆動を制御しているので、シールド構造のハーネスを用いることや、電波耐性を上げるためにフェライトビーズを追加することなく、良好にモータの制御を行うことができる。従って、本発明によれば、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、コストがかからずに、良好にモータの制御を行うことができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御信号生成手段を、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記第２の閾値より大きく、かつローレベルが前記第２の閾値より小さい場合には、前記駆動手段により制御される前記モータが回転している時間が所定時間となるように、前記第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを前記所定時間に対応する所定個有すると共に、該所定個の前記第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比の前記パルスの後に、前記モータの回転駆動を停止させるためのデューティ比のパルスを有する制御信号を生成するようにしたものである。

請求項２に記載の発明によれば、駆動指令信号のハイレベルが第１の閾値より小さくかつ第２の閾値より大きく、かつローレベルが第２の閾値より小さい場合、すなわち、駆動指令信号のレベルが低下した場合には、モータが回転している時間が所定時間となるように、第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを所定時間に対応する所定個有すると共に、この所定個の第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスの後に、モータの回転駆動を停止させるためのデューティ比のパルスを有する制御信号が生成される。これにより、外部からの電波照射などの外乱がある状況では、所定時間が到達するまでは回転駆動し、所定時間経過すると回転駆動を停止するようにモータを制御することができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記駆動指令信号を、信号線を介してエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）から前記モータ制御装置に入力されるものとし、前記第２の閾値を、前記信号線及び前記エアコンＥＣＵの少なくとも一方に電波が照射されたことにより駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための値であるようにしたものである。

また、上記目的を達成するために、請求項４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する駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが正常の場合のデューティ比を求めるための第１の閾値とを比較して、第１のデューティ比のパルス信号を出力する第１の比較手段と、各々、前記駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための複数の閾値であって各々値が異なる複数の閾値の各々とを比較して、各々のデューティ比のパルス信号を出力する複数の第２の比較手段と、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より大きいことにより、前記第１の比較手段からパルス信号が出力された場合には、前記第１の比較手段から出力されたパルス信号の第１のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成すると共に、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルが該何れか１つの閾値より小さいことにより、前記複数の比較手段のいずれかから前記パルス信号が出力された場合には、出力された何れか１つのパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する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制御信号に基づいて、モータの回転駆動を制御する駆動手段とを含んで構成されている。

請求項４に記載の発明によれば、駆動指令信号と駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための複数の閾値の各々とを比較して、前記複数の閾値の各々に対応する駆動指令信号のデューティ比のパルス信号を複数生成し、駆動指令信号のハイレベルが第１の閾値より小さくかつ上記複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルがこの何れか１つの閾値より小さい場合、すなわち、駆動指令信号のレベルが低下した場合には、駆動指令信号とこの何れか１つの閾値とを比較して第２の比較手段によって出力されたデューティ比のパルス信号に基づいてモータの回転駆動を制御する。このように、請求項４に記載の発明によれば、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、駆動指令信号のレベルが低下した場合に、レベルが低下した駆動指令信号のデューティ比を求めるための複数の閾値のうちの上記何れか１つの閾値を用いて駆動指令信号のデューティ比のパルス信号に基づいてモータの回転駆動を制御しているので、シールド構造のハーネスを用いることや、電波耐性を上げるためにフェライトビーズを追加することなく、良好にモータの制御を行うことができる。従って、本発明によれば、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、コストがかからずに、良好にモータの制御を行うことができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記制御信号生成手段を、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルが該何れか１つの閾値より小さい場合には、前記駆動手段により制御される前記モータが回転している時間が所定時間となるように、前記駆動指令信号と該何れか１つの閾値とを比較して前記第２の比較手段によって出力されたパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを前記所定時間に対応する所定個有すると共に、該所定個の前記駆動指令信号と該何れか１つの閾値とを比較して前記第２の比較手段によって出力されたパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比の前記パルスの後に、前記モータの回転駆動を停止させるためのデューティ比のパルスを有する制御信号を生成するようにしたものである。

請求項５に記載の発明によれば、駆動指令信号のハイレベルが第１の閾値より小さくかつ複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルが該何れか１つの閾値より小さい場合、すなわち、駆動指令信号のレベルが低下した場合には、モータが回転している時間が所定時間となるように、駆動指令信号とこの何れか１つの閾値とを比較して第２の比較手段によって出力されたパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを所定時間に対応する所定個有すると共に、駆動指令信号とこの何れか１つの閾値とを比較して第２の比較手段によって出力されたパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比の所定個のパルスの後に、モータの回転駆動を停止させるためのデューティ比のパルスを有する制御信号が生成される。これにより、外部からの電波照射などの外乱がある状況では、所定時間が到達するまでは回転駆動し、所定時間経過すると回転駆動を停止するようにモータを制御することができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記駆動指令信号を、信号線を介してエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）から前記モータ制御装置に入力されるものとし、前記駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための前記複数の閾値の各々は、前記信号線及び前記エアコンＥＣＵの少なくとも一方に電波が照射されたことにより駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための値であるようにしたものである。

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。すなわち、モータコントローラ２０は、モータ１８の回転駆動を制御する。

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２２は本発明の駆動手段に対応する。

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、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モータを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の回転駆動を制御する。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、比較基準電圧であると共に駆動指令信号Ｓ１のレベルが正常の場合のデューティ比を求めるための第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、比較基準電圧であると共に駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための第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、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。本実施の形態では、このようなレベルの駆動指令信号Ｓ１をレベルが正常の場合の駆動指令信号とする。

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として図６（Ｂ）に示すような駆動指令信号が入力される。この駆動指令信号Ｓ１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。すなわち、このようなレベルの駆動指令信号Ｓ１は、レベルが低下した場合の駆動指令信号である。

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（Ｃ）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（Ｃ）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を駆動指令信号Ｓ１の第１のデューティ比として演算すると共に、コンパレータｂからのパルス信号のデューティ比を駆動指令信号Ｓ１の第２のデューティ比として演算している。

また、回転制御回路２４は、モータ１８が、第１のデューティ比または第２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、対応する制御用のデューティ比（制御用デューティ比）βに設定して、駆動回路２２に出力する。

次に、図７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を、駆動指令信号Ｓ１の第１のデューティ比として演算する。すなわち、ステップ１００では、目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有する駆動指令信号Ｓ１と、この駆動指令信号Ｓ１のレベルが正常の場合のデューティ比を求めるための第１の閾値とを比較して、駆動指令信号Ｓ１の第１のデューティ比を演算する。

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を、駆動指令信号Ｓ１の第２のデューティ比として演算する。すなわち、ステップ１０２では、目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有する駆動指令信号Ｓ１と、この駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための第２の閾値とを比較して、駆動指令信号Ｓ１の第２のデューティ比を演算する。

なお、上記ステップ１００は、本発明の第１のデューティ比演算手段に対応し、上記ステップ１０２は、本発明の第２のデューティ比演算手段に対応する。

次のステップ１０４では、上記ステップ１００で演算された第１のデューティ比が０％より大きいか否かを判定する。

ステップ１０４で、第１のデューティ比が０％より大きいと判定された場合には、次のステップ１０６に進む。

なおステップ１０６に進む場合には、上記ステップ１０４で第１のデューティ比が０％より大き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１０６では、第１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、制御信号Ｓ２のデューティ比を、対応する制御用のデューティ比（制御用デューティ比）αに設定することにより、制御信号Ｓ２を生成する。そして、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から対応する駆動信号Ｓ３がモータ１８に出力されて、駆動回路２２によってモータ１８の回転駆動が制御される。そして、ステップ１００に戻る。

一方、ステップ１０４で第１のデューティ比が０％であると判定された場合には、次のステップ１０８へ進む。

次のステップ１０８では、第２のデューティ比が０％より大きくかつ１００％より小さいか否かを判定する。

ステップ１０８で、第２のデューティ比が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で第１のデューティ比が０％であると判定され、上記ステップ１０８で第２のデューティ比が０％より大きくかつ１００％より小さ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、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）に示すような駆動指令信号Ｓ１が入力された場合である。

ステップ１１０では、第２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、制御信号Ｓ２のデューティ比を、対応する制御用のデューティ比（制御用デューティ比）αに設定することにより、制御信号Ｓ２を生成する。そして、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から対応する駆動信号Ｓ３がモータ１８に出力されて、駆動回路２２によってモータ１８の回転駆動が制御される。そして、ステップ１００に戻る。

一方、ステップ１０８で、第２のデューティ比が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へ進む。なおステップ１１２に進む場合には、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からの信号Ｓ０として図６（Ｃ）に示すような信号Ｓ０が入力された場合である。

ステップ１１２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は起動しないように制御される（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、モータ制御処理について説明した。なお、駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合に、デューティ比を求めるための閾値を第１の閾値から第２の閾値に変更してデューティ比を演算しているので、図８に示すように、第１の閾値を用いてデューティ比を演算した場合と、第２の閾値を用いてデューティ比を演算した場合とではその演算されたデューティ比の値が異なる場合がある。このため、外乱が発生した緊急時のみコンパレータｂが動作するようにすることが望ましいが、予め第２の閾値を用いて演算されたデューティ比と、第２の閾値を用いて演算されたデューティ比に対応する第１の閾値を用いて演算されたデューティ比との関係をメモリなどの記憶手段に複数記憶しておき、この記憶された関係を記憶手段から読み出して、第２の閾値を用いて演算されたデューティ比を、対応する第１の閾値を用いて演算されたデューティ比に補正するようにしてもよい。

以上、本発明の一実施形態について詳細に説明した。本発明の一実施形態によれば、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合に、レベルが低下した駆動指令信号Ｓ１のデューティ比を求めるための第２の閾値を用いて駆動指令信号Ｓ１のデューティ比を演算しているので、シールド構造のハーネスを用いることや、電波耐性を上げるためにフェライトビーズを追加することなく、良好にモータの制御を行うことができる。従って、本発明の一実施形態によれば、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、コストがかからずに、良好にモータの制御を行うことができる。

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、上記のステップ１１０では、第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成する例について説明したが、本発明はこれに限られず、ステップ１１０で、駆動回路２２により制御されるモータ１８が回転している時間が所定時間（例えば１５秒）となるように、第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスをこの所定時間に対応する所定個（すなわち、第２のデューティ比に対応する回転速度でモータ１８が所定時間回転するためのパルスの個数）有すると共に、この所定個の第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスの後に、モータ１８の回転駆動を停止させるためのデューティ比（例えば０％）のパルスを有する制御信号Ｓ２を生成するようにしてもよい。これにより、外部からの電波照射などの外乱がある状況では、所定時間が到達するまでは回転駆動し、所定時間経過すると回転駆動を停止するようにモータ１８を制御することができる。

また、駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための各々値が異なる複数の閾値を予め設けておくようにしてもよい。すなわち、上記の実施形態では、駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための閾値は１つだけであり（すなわち第２の閾値のみであり）、駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるために用いられたコンパレータはコンパレータｂのみの１つだけであったが、各々の非反転入力端子に上記接続端子４２が接続されると共に、各々の反転入力端子に上記の複数の閾値の各々が入力される複数のコンパレータをモータ制御装置に設けて、この複数のコンパレータの各々を回転制御回路２４に接続する構成とし、ステップ１０２で、駆動指令信号Ｓ１と駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための複数の閾値であって各々値が異なる複数の閾値の各々とを比較して、複数の閾値の各々に対応する駆動指令信号Ｓ１のデューティ比を複数演算するようにしてもよい。この場合には、ステップ１０８で、上記ステップ１０２で演算された複数の駆動指令信号Ｓ１のデューティ比のうち、０％より大きくかつ１００％未満のデューティ比があるか否かを判定する。ステップ１０８で肯定判定がされた場合には、ステップ１１０へ進み、否定判定がされた場合には、ステップ１１２へ進む。ステップ１１０では、駆動指令信号Ｓ１と、複数の閾値のうち、上記ステップ１０８において、あると判定された０％より大きくかつ１００％未満のデューティ比を演算する際に用いられた対応する閾値とを比較して、上記ステップ１０８において、あると判定された０％より大きくかつ１００％未満のデューティ比のパルスを有する制御信号を生成する。すなわち、駆動指令信号Ｓ１のハイレベルが第１の閾値より小さくかつ複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルがこの何れか１つの閾値より小さい場合には、駆動指令信号Ｓ１とこの何れか１つの閾値とを比較して、ステップ１０２で演算されかつステップ１０８であると判定されたデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成する。これにより、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、駆動指令信号Ｓ１のレベルが低下した場合に、レベルが低下した駆動指令信号Ｓ１のデューティ比を求めるための複数の閾値のうち、０％より大きいデューティ比を演算可能な１つの閾値を用いて駆動指令信号Ｓ１のデューティ比を演算しているので、シールド構造のハーネスを用いることや、電波耐性を上げるためにフェライトビーズを追加することなく、良好にモータの制御を行うことができる。従って、外部からの電波照射などの外乱がある状況において、コストがかからずに、良好にモータの制御を行うことができる。

このような場合においても、上記と同様に、ステップ１１０で駆動回路２２により制御されるモータ１８が回転している時間が所定時間（例えば１５秒）となるように、ステップ１０２で演算されかつステップ１０８であると判定されたデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスをこの所定時間に対応する所定個有すると共に、この所定個のステップ１０２で演算されかつステップ１０８であると判定されたデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスの後に、モータ１８の回転駆動を停止させるためのデューティ比（例えば０％）のパルスを有する制御信号Ｓ２を生成するようにしてもよい。

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。本発明の一実施形態に係る第１の閾値が用いられて演算された第１のデューティ比と、第２の閾値が用いられて演算された第２のデューティ比との比較を示す図である。従来技術の説明図である。従来技術の説明図である。従来技術の説明図である。従来技術の説明図である。

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

目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有する駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが正常の場合のデューティ比を求めるための第１の閾値とを比較して、第１のデューティ比のパルス信号を出力する第１の比較手段と、
前記駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための第２の閾値とを比較して、第２のデューティ比のパルス信号を出力する第２の比較手段と、
前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より大きいことから、前記第１の比較手段から前記第１のデューティ比のパルス信号が出力された場合には、前記第１のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成すると共に、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記第２の閾値より大きく、かつローレベルが前記第２の閾値より小さいことから、前記第２の比較手段から前記第２のデューティ比のパルス信号が出力された場合には、前記第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する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制御信号に基づいて、モータの回転駆動を制御する駆動手段と、
を含むモータ制御装置。
前記制御信号生成手段は、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記第２の閾値より大きく、かつローレベルが前記第２の閾値より小さい場合には、前記駆動手段により制御される前記モータが回転している時間が所定時間となるように、前記第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを前記所定時間に対応する所定個有すると共に、該所定個の前記第２のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比の前記パルスの後に、前記モータの回転駆動を停止させるためのデューティ比のパルスを有する制御信号を生成する請求項１記載のモータ制御装置。
前記駆動指令信号は、信号線を介してエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）から前記モータ制御装置に入力され、
前記第２の閾値は、前記信号線及び前記エアコンＥＣＵの少なくとも一方に電波が照射されたことにより駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための値である請求項１または請求項２記載のモータ制御装置。
目標回転速度に応じたデューティ比のパルスを有する駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが正常の場合のデューティ比を求めるための第１の閾値とを比較して、第１のデューティ比のパルス信号を出力する第１の比較手段と、
各々、前記駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための複数の閾値であって各々値が異なる複数の閾値の各々とを比較して、各々のデューティ比のパルス信号を出力する複数の第２の比較手段と、
前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より大きいことにより、前記第１の比較手段からパルス信号が出力された場合には、前記第１の比較手段から出力されたパルス信号の第１のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する制御信号を生成すると共に、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルが該何れか１つの閾値より小さいことにより、前記複数の比較手段のいずれかから前記パルス信号が出力された場合には、出力された何れか１つのパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを有する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制御信号に基づいて、モータの回転駆動を制御する駆動手段と、
を含むモータ制御装置。
前記制御信号生成手段は、前記駆動指令信号のハイレベルが前記第１の閾値より小さくかつ前記複数の閾値のうちの何れか１つの閾値より大きく、かつローレベルが該何れか１つの閾値より小さい場合には、前記駆動手段により制御される前記モータが回転している時間が所定時間となるように、前記駆動指令信号と該何れか１つの閾値とを比較して前記第２の比較手段によって出力されたパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比のパルスを前記所定時間に対応する所定個有すると共に、該所定個の前記駆動指令信号と該何れか１つの閾値とを比較して前記第２の比較手段によって出力されたパルス信号のデューティ比に対応するモータ制御用デューティ比の前記パルスの後に、前記モータの回転駆動を停止させるためのデューティ比のパルスを有する制御信号を生成する請求項４記載のモータ制御装置。
前記駆動指令信号は、信号線を介してエアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）から前記モータ制御装置に入力され、
前記駆動指令信号と該駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための前記複数の閾値の各々は、前記信号線及び前記エアコンＥＣＵの少なくとも一方に電波が照射されたことにより駆動指令信号のレベルが低下した場合のデューティ比を求めるための値である請求項４または請求項５記載のモータ制御装置。