JP5561793B2 - ブラシレスモータの駆動制御装置 - Google Patents

Description

本願発明は、ブラシレスモータの駆動制御装置に関し、詳しくは、外部の上位制御装置との間で通信を行うブラシレスモータの駆動制御装置に関する。

ブラシレスモータを外部の上位制御装置からの指示信号に基づいて駆動するブラシレスモータの駆動制御装置として、特許文献１に記載されるように、ブラシレスモータの回転速度情報や、ブラシレスモータ及びその駆動制御装置の異常情報を駆動制御装置から外部の上位制御装置へ送信するものが提案されている。この送信は、回転速度情報と異常情報とで異なる周波数帯を使用したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号により行われている。

特開２０１０−１８３７８７号公報

しかしながら、送信する異常情報の種類を増加させる必要が生じてくると、既定の周波数帯域では回転速度情報に割り当て可能な周波数帯が制限されてしまい、外部の上位制御装置へ送信される回転速度情報の認識精度が低下するおそれがある。

この場合、周波数帯域を高周波数側に拡大することや、周波数認識の分解能を上げることで対応することも考えられるが、高周波数となるほど外部の上位制御装置における認識精度が低下するとともに、ブラシレスモータの駆動制御装置と外部の上位制御装置との間の通信線における高周波ノイズの発生を抑制する対策回路が必要となってしまう。

そこで、本願発明は以上のような問題点に鑑み、外部の上位制御装置へ送信する異常情報の種類の増加に対応しつつ回転速度情報の認識精度を維持できるブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的とする。

このため、本願発明は、ブラシレスモータを外部の上位制御装置からの制御指令に基づいて駆動制御するブラシレスモータの駆動制御装置において、前記ブラシレスモータの回転速度情報、又は前記ブラシレスモータ及び前記ブラシレスモータの駆動制御装置に発生した異常の内容を表す異常情報を、ＰＷＭ信号により前記外部の上位制御装置に送信するときに、前記ＰＷＭ信号の周波数及びデューティ比のうち、一方を、前記回転速度情報又は前記異常情報に応じて設定し、他方を、前記異常が発生したときと発生していないときとで異なる値に設定するようにしている。そして、前記一方の値を前記回転速度情報に応じて設定した場合、前記一方の値は、前記回転速度情報の回転速度が所定値未満のとき、前記回転速度と第１係数との乗算値に基づく値とし、前記回転速度が前記所定値以上のとき、前記回転速度と前記所定値との差分に前記第１係数よりも小さい第２係数を乗じた値と、前記所定値に前記第１係数を乗じた値と、を加えた加算値に基づく値であるものとしている。

本願発明のブラシレスモータの駆動制御装置によれば、外部の上位制御装置へ送信する異常情報の種類の増加に対応しつつ回転速度情報の認識精度を維持できる。

車両駆動系における潤滑冷却システムの構成を示すブロック図。 モータ駆動制御装置の構成を示すブロック図。 自動変速機制御装置の構成を示すブロック図。 制御器による制御処理を示すフローチャート。 異常情報マップを説明する説明図。 図４におけるモータ情報信号送信処理の第１実施形態を示すフローチャート。 （Ａ）正常時又は回転可能異常時、及び（Ｂ）回転不能異常時のモータ情報信号の内容を説明する説明図。 別の回転速度−周波数変換の内容を示す説明図。 自動変速機制御装置による制御処理の第１実施形態を示すフローチャート。 図５における正常時の処理内容を示すフローチャート。 図５における回転可能異常時の処理内容を示すフローチャート。 図５における回転不能異常時の処理内容を示すフローチャート。 図４におけるモータ情報信号送信処理の第２実施形態を示すフローチャート。 図４におけるモータ情報信号送信処理の第３実施形態を示すフローチャート。 （Ａ）正常時、及び（Ｂ）異常時のモータ情報信号の内容を説明する説明図。 図４におけるモータ情報信号送信処理の第４実施形態を示すフローチャート。

以下、添付された図面を参照して本願発明を詳述する。
図１は、車両駆動系における潤滑冷却システムの一例を示す。

動力源としてのエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２を介して自動変速機１４に伝達され、その出力軸１６を通して、車両の駆動輪１８を回転駆動する。
自動変速機１４には、トルクコンバータ１２からのエンジン１０の出力を入力として、減速した出力を出力軸１６に伝達するために、複数の減速比を有する歯車の組み合わせを備えた歯車機構（例えば、遊星歯車機構）２０が内蔵される。また、自動変速機１４には、歯車機構２０の歯車の組み合わせを変更するために、クラッチ２２が設けられている。

潤滑冷却システムは、歯車機構２０などの潤滑に加え、クラッチ２２による発熱を除去するために、自動変速機１４にオイルを供給するオイルポンプとして、エンジン１０の出力により駆動される機械式オイルポンプ２４と、モータで駆動される電動オイルポンプ２６とを備えている。

機械式オイルポンプ２４は、小型化されて、その吐出流量が低減することで、通常、エンジン１０に対する負荷が軽減されて燃料消費率が向上する。
しかし、その吐出流量を潤滑冷却システムが要求する最大流量未満に低減した場合、例えば、車両の全開走行時における変速などでクラッチ２２が大トルクを受け過熱する状況では、機械式ポンプ２４のみでクラッチ２２を冷却するには冷却能力が不足し、クラッチ２２が焼損するおそれがある。
このため、機械式オイルポンプ２４による自動変速機１４へのオイル供給流量が不足する状況では、電動オイルポンプ２６を駆動させて不足流量を補う。

電動オイルポンプ２６は、直結したブラシレスモータ（３相同期電動機）２８により駆動される。ブラシレスモータ２８は、モータ駆動制御装置（以下、「ＭＤＣＵ」という）３０により、外部の上位制御装置である自動変速機制御装置（以下、「ＡＴＣＵ」という）３２からの制御指令に基づいて駆動制御される。

ＡＴＣＵ３２は、クラッチ２２を駆動制御して、歯車機構２０の歯車の組み合わせを変更するととともに、潤滑冷却システム内（例えば、自動変速機１４内など）のオイルの油温を検出する油温センサ３４からの検出値、及びＭＤＣＵ３０から送信されたブラシレスモータ２８の回転速度情報に基づいて、ブラシレスモータ２８の制御量を算出し、制御指令としてＭＤＣＵ３０へ送る。ＭＤＣＵ３０は、この制御指令に基づきブラシレスモータ２８を駆動制御して電動オイルポンプ２６を駆動する。

エンジン１０の運転中は、通常、エンジン１０駆動の機械式オイルポンプ２４により、自動変速機１４にオイル配管３６を介してオイルパン３８のオイルが供給される。自動変速機１４を通ったオイルは、クラッチ２２などによる発熱を吸収し、大気との間で熱交換を行う熱交換器（オイルクーラー）４０で冷却された後、オイルパン３８に戻る。このとき、ブラシレスモータ２８はオフ状態（停止状態）であり、電動オイルポンプ２６から自動変速機１４にオイルは供給されない。

エンジン１０の運転中、ＡＴＣＵ３２は、車速、アクセル開度、油温などの情報から機械式オイルポンプ２４によるオイル供給流量が不足する状況を推定し、オイル供給流量が不足していると判定した場合には、電動オイルポンプ２６を駆動させるため、モータ起動の指令をＭＤＣＵ３０に送信する。

起動指令を受けたＭＤＣＵ３０は、ブラシレスモータ２８を起動させて電動オイルポンプ２６を回転させ、オイルの供給を開始させる。オイルは、オイル配管４２、電動オイルポンプ２６、自動変速機１４、オイルクーラー４０、オイルパン３８の経路を通って循環するようになる。

さらに、クラッチ２２が締結されて発熱量が低下し、機械式オイルポンプ２４のみの駆動によるオイル供給流量で冷却能力が足りると判定された場合、ＡＴＣＵ３２は、モータ停止の指令をＭＤＣＵ３０に送信する。停止指令を受けたＭＤＣＵ３０は、ブラシレスモータ２８を停止させる。
なお、本実施形態では、ブラシレスモータ２８が、自動変速機１４に付随する潤滑冷却システムの電動オイルポンプ２６を駆動するが、この他、ハイブリッド車両などにおいて、発進クラッチに対してオイル供給を行う電動オイルポンプや、エンジン１０の冷却水の循環に用いる電動ウォータポンプを駆動するブラシレスモータ２８などであってもよく、ブラシレスモータ２８が駆動する対象機器を本実施形態のオイルポンプに限定するものではない。

図２は、ＭＤＣＵ３０の内部構成を示す。
ＭＤＣＵ３０は、目標回転速度演算部１００と、モータ回転速度演算部１０２と、モータ操作量演算部１０４と、駆動回路１０６と、異常診断部１０８と、モータ情報送信部１１０と、を含んで構成される。

目標回転速度演算部１００は、ＡＴＣＵ３２から送信された制御指令信号を受信して、この制御指令信号に基づいて、ブラシレスモータ２８の目標回転速度を算出する。
モータ回転速度演算部１０２は、ブラシレスモータ２８の回転速度を検出対象とした図示省略の公知の検出手段（例えば、回転速度センサや誘起電圧のサンプリングなど）により検出された検出値に基づいて、ブラシレスモータ２８の実際の回転速度を算出する。そして、算出された実際の回転速度を、モータ操作量演算部１０４、異常診断部１０８及びモータ情報送信部１１０へ送出する。

モータ操作量演算部１０４は、目標回転速度演算部１００で算出された目標回転速度とモータ回転速度演算部１０２で算出された実際の回転速度とに基づいて、ブラシレスモータ２８の操作量を算出する。操作量は、ＰＷＭ信号として駆動回路１０６へ出力される。

駆動回路１０６は、６つのスイッチング素子（例えばＦＥＴなどの電力変換素子）を３相ブリッジ接続した回路を備えてなる。スイッチング素子の制御端子（例えば、ゲート端子）は、モータ操作量演算部１０４に接続され、スイッチング素子群のオン／オフは、モータ操作量演算部１０４から出力されたＰＷＭ信号で制御される。そして、スイッチング素子群のオン／オフを切り替えることにより、車両電源１１４からブラシレスモータ２８の各相に流れる電流の方向や位相を制御して、ブラシレスモータ２８を回転駆動させる。

異常診断部１０８は、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常が発生したか否かを公知の方法により診断する。異常が発生していれば異常の内容を示す異常情報をモータ情報送信部１１０へ送出し、また、異常の区分に応じて目標回転速度演算部１００及びモータ操作量演算部１０４へ後述の指示を行う。異常の内容によって異常診断の方法も異なるが、例えば、モータ回転速度演算部１０２で算出された実際の回転速度情報などに基づいて行われる。異常情報は、例えば、後述の制御器に内蔵されたＲＡＭ（Random Access Memory）などに一旦記憶される。

モータ情報送信部１１０は、モータ回転速度演算部１０２から送出された実際の回転速度情報、又は異常診断部１０８から送出された異常情報と、この異常情報に基づいて設定された、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態を示すステータス情報と、を含むモータ情報を、ＰＷＭ信号によりＡＴＣＵ３２へ送信する情報送信手段をなす。なお、このＰＷＭ信号は、モータ情報送信部１１０内で生成されるものであり、モータ操作量演算部１０４で生成されて駆動回路１０６に出力されるＰＷＭ信号とは異なるものである。以下、モータ情報送信部１１０で生成されるＰＷＭ信号をモータ情報信号という。

なお、目標回転速度演算部１００、モータ回転速度演算部１０２、モータ操作量演算部１０４、異常診断部１０８及びモータ情報送信部１１０は、マイクロコンピュータを備えた制御器１１２を構成する。

図３は、ＡＴＣＵ３２の内部構成を示す。
ＡＴＣＵ３２は、マイクロコンピュータを備え、モータ情報受信部２００と、信号解析部２０２と、車両走行制限部２０４と、ポンプ作動司令部２０６と、回転速度演算部２０８と、ポンプ流量演算部２１０と、ポンプ冷却量演算部２１２と、自動変速機発熱量演算部２１４と、要求回転速度演算部２１６と、要求回転速度送信部２１８と、を含んで構成される。

モータ情報受信部２００は、ＭＤＣＵ３０のモータ情報送信部１１０からモータ情報信号を受信し、これを信号解析部２０２へ送出する。
信号解析部２０２は、モータ情報受信部２００から送出されたモータ情報信号よりステータス情報及び異常情報を取得する。そして、ステータス情報の内容に応じて、車両走行制限部２０４及びポンプ作動司令部２０６に後述する処理を行わせたり、回転速度演算部２０８に対してモータ情報信号の送出を行う。また、取得した異常情報を、ＡＴＣＵ３２に内蔵されたフラッシュメモリなどの書き込み可能な不揮発性メモリに記憶させる。

車両走行制限部２０４は、信号解析部２０２で取得したステータス情報に応じて、自動変速機１４における変速負担を低減するように、図示省略のエンジン制御装置を介して車両の走行を制限する。
ポンプ作動司令部２０６は、信号解析部２０２で取得したステータス情報に応じて、要求回転速度演算部２１６に対して、演算処理の内容を強制的に変更するように指令する。

回転速度演算部２０８は、信号解析部２０２から送出されたモータ情報信号に基づいて、ブラシレスモータ２８の実際の回転速度を算出する。
ポンプ流量演算部２１０は、回転速度演算部２０８で算出されたブラシレスモータ２８の回転速度に基づいて、電動オイルポンプ２６により自動変速機１４へ供給されるオイルの供給量を算出する。

ポンプ冷却量演算部２１２は、ポンプ流量演算部２１０で算出されたオイルの供給量に基づいて、自動変速機１４内から奪うことが可能な熱量（冷却量）を算出する。
自動変速機発熱量演算部２１４は、油温センサ３４で検出された油温に基づいて、自動変速機１４内で発生した発熱量を算出する。なお、この熱量は、自動変速機１４の変速時のクラッチ２２におけるクラッチトルク及び回転速度差に基づいて算出してもよい。

要求回転速度演算部２１６は、ポンプ冷却量演算部２１２で算出された冷却量と自動変速機発熱量演算部２１４で算出された発熱量とに基づいて、ブラシレスモータ２８に要求する回転速度を算出する。
要求回転速度送信部２１８は、要求回転速度演算部２１６で算出された要求回転速度を制御指令信号としてＭＤＣＵ３０へ送信する。

次に、図４は、ＭＤＣＵ３０の制御器１１２においてＡＴＣＵ３２よりＭＤＣＵ３０へ起動指令が送信されてから停止指令が送信されるまでの間、繰り返し実行される第１実施形態に係る制御処理の内容を示す。

ステップ３０１（図では「Ｓ３０１」と略記する。以下同様）では、目標回転速度演算部１００において、ＡＴＣＵ３２から送信されたブラシレスモータ２８の要求回転速度に関する制御指令信号を受信して、ブラシレスモータ２８の目標回転速度を算出する。制御指令信号は、例えば、要求回転速度に応じた周波数のパルス信号であり、この場合、目標回転速度演算部１００において、制御指令信号に対して周波数−電圧変換を行い、目標回転速度を電圧値として算出する。

ステップ３０２では、モータ回転速度演算部１０２において、ブラシレスモータ２８の実際の回転速度を算出する。
ステップ３０３では、異常診断部１０８において、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常が発生したか否かの診断を公知の方法により実施する。

診断される異常の内容としては、図５に示されるように、例えば、（１）過電流、（２）車両電源１１４から印加される電圧の異常、（３）ブラシレスモータ２８をセンサレス駆動させる場合の脱調、（４）ＡＴＣＵ３２とＭＤＣＵ３０との間の通信線に生じる通信線異常、（５）異常時に車両電源１１４からブラシレスモータ２８への通電を遮断するためのリレーに生じるオフ固着などのリレー異常、（６）ブラシレスモータ２８の起動不良、（７）回転ハンチングなどのサーボ系異常、（８）ブラシレスモータ２８をセンサレス駆動させる場合にロータ位置検出が不可能になる各相の電圧検出回路異常、（９）相通電のロジックを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）や異常情報を記憶したＲＡＭの異常、（１０）回転速度の検出値などをＡＤ（Analog to Digital）変換するためのＡＤ変換器の異常、（１１）制御器１１２におけるＣＰＵ（Central Processing Unit）のタイマー異常、（１２）制御器１１２において四則演算を行うためのＡＬＵ（Arithmetic Logic Unit：演算論理装置）の異常、（１３）ブラシレスモータ２８の回転速度と電流値に基づいて検出される電動オイルポンプ２６の空回り異常、（１４）ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の過熱検知、（１５）イグニッションがオンされてから前記リレーがオンされるまでの間に、前記リレーの電源１１４側とブラシレスモータ２８側の電位差を縮小するためのプリチャージ回路に生じる異常、及び（１６）電流検出回路異常などがある。

前記異常をブラシレスモータ２８が回転可能な状態であるか否かにより区分すると、（１）〜（１３）は、ブラシレスモータ２８を駆動することができない回転不能状態の異常（回転不能異常）であるが、（１４）〜（１６）は、ブラシレスモータ２８の駆動には影響を与えない回転可能な異常（回転可能異常）である。ただし、（１４）〜（１６）は、潤滑冷却システムを破損させるおそれがある場合、回転不能異常として区分してもよい。これら回転不能異常及び回転可能異常の区分は、各異常の内容と関連付けされて異常情報マップとしてＭＤＣＵ３０のＲＯＭなどに予め記憶されている。

ステップ３０４では、異常診断部１０８において、前記ステップ３０３の異常診断の実施により、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常があるか否かを判定する。異常がないと判定された場合には、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０は正常であるとして通常のモータ駆動制御を行うべくステップ３０６に進む（Yes）。一方、異常があると判定された場合には、ステップ３０５へ進む（No）。

ステップ３０５では、異常診断部１０８において、ブラシレスモータ２８が回転可能であるか否かを判定する。具体的には、図５の異常情報マップを参照して、前記ステップ３０３の異常診断により判明した異常が回転可能異常であるか否かを判定する。回転可能異常であれば、ブラシレスモータ２８の停止よりも自動変速機１４の潤滑・冷却を優先して通常のモータ駆動制御を行うべくステップ３０６へ進み（Yes）、回転不能異常であれば、ステップ３０７へ進む（No）。

なお、回転可能異常の場合においても、自動変速機１４の温度が、自動変速機１４の機能や耐久性に影響を及ぼすような温度まで上昇しないように電動オイルポンプ２６を駆動させる必要があるが、電動オイルポンプ２６の出力を最大にして駆動することも考えられる。しかし、このような駆動を行うと電動オイルポンプ２６の耐熱性が悪化するため、ＡＴＣＵ３０と協調しながら、なるべく長時間駆動させることが望ましい。このため、回転可能異常の場合には、ＡＴＣＵ３２からの制御指令を受けて通常のモータ駆動制御を行う。

ステップ３０６では、モータ操作量演算部１０４において、目標回転速度演算部１００で算出された目標回転速度とモータ回転速度演算部１０２で算出された実際の回転速度との回転速度偏差に応じたＰＷＭ信号のデューティ比を算出し、このＰＷＭ信号を駆動回路１０６へ出力してブラシレスモータ２８の駆動制御を行う。

ステップ３０７では、ブラシレスモータ２８の駆動を停止させる。具体的には、異常診断部１０８が、モータ操作量演算部１０４に対して、例えば、ＰＷＭ信号のデューティ比などの操作量を０とするように指示する。これに加えて、ブラシレスモータ２８の停止を確実にすべく、目標回転速度演算部１００に対して、ＡＴＣＵ３２からの制御指令信号の内容にかかわらず、目標回転速度を強制的に０とするように指示してもよい。

ステップ３０８では、モータ情報送信部１１０において、前記ステップ３０２で算出されたブラシレスモータ２８の回転速度の情報、又は前記ステップ３０３の異常診断により判明した異常情報と、この異常情報に基づいて設定された、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態を示すステータス情報と、を含むモータ情報を、ＡＴＣＵ３２へ送信する制御を行う。

図６は、前記ステップ３０８におけるモータ情報送信の制御処理の詳細を示す。
ステップ４０１では、前記ステップ３０３で実施された診断の結果に基づき、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常があるか否かを判定する。異常がないと判定された場合にはステップ４０３に進み（Yes）、異常があると判定された場合にはステップ４０２へと進む（No）。

ステップ４０２では、前記ステップ３０３の異常診断の実施により判明した異常情報に基づいて、図５の異常情報マップを参照して、異常の区分が回転可能異常であるか否かを判定する。回転可能異常であると判定された場合にはステップ４０４に進み（Yes）、回転不能異常であると判定された場合には、ステップ４０５に進む（No）。

ステップ４０３では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が正常である旨のステータス情報として、ＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ３２へ送信するモータ情報信号のデューティ比をＤ１（例えば、５０％）と設定し、ステップ４０６に進む。
ステップ４０４では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が回転可能異常である旨のステータス情報として、ＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ３２へ送信するモータ情報信号のデューティ比をＤ２（例えば、８０％）と設定し、ステップ４０６に進む。
ステップ４０５では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が回転不能状態である旨のステータス情報として、ＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ３２へ送信するモータ情報信号のデューティ比をＤ３（例えば、３０％）と設定し、ステップ４０７に進む。

ステップ４０６では、前記ステップ３０２で算出されたブラシレスモータ２８の回転速度に基づいて、モータ情報信号の周波数を算出する回転速度−周波数変換を行う。具体的には、図７（Ａ）に示されるように、ブラシレスモータ２８の回転速度に比例する周波数が設定され、ＭＤＣＵ３０のＲＯＭなどに記憶された回転速度−周波数マップを参照して、モータ情報信号の周波数を算出する。ただし、算出されるモータ情報信号の周波数の帯域は、ＡＴＣＵ３２において、モータ情報信号の周波数を精度良く、かつ、迅速に認識できる周波数認識可能範囲である。なお、回転速度−周波数変換には、回転速度−周波数マップを用いずに、回転速度と周波数の関係式に回転速度を代入して周波数を算出してもよい。

従来は、ブラシレスモータ２８が回転している場合であっても、周波数認識可能範囲内の一部の周波数帯を異常情報の送信のために割り当てる必要があり、その分、回転速度情報を送信するための周波数帯が制限されていた。このため、周波数分解能を変えずにＡＴＣＵ３２の周波数認識精度を向上させるためには、周波数認識可能範囲を超えた高周波数帯に、回転速度情報の送信に割り当てる周波数帯を追加して設定することも考えられる。
しかし、高周波数帯においては、スイッチング素子の応答性の限界によりＡＴＣＵ３２における周波数の認識精度が低下するとともに、ＭＤＣＵ３０とＡＴＣＵ３２との間の通信線における高周波ノイズの発生を抑制する対策回路が必要となる。

本実施形態のＭＤＣＵ３０によれば、ブラシレスモータ２８が回転している場合には、周波数認識可能範囲をほぼ全て回転速度情報の送信のために使用できるので、送信のための周波数帯域を高周波数側に拡大する必要がない。したがって、ＡＴＣＵ３２において、ブラシレスモータ２８の回転速度情報を精度良く認識できるので、電動オイルポンプ２６による自動変速機１４へのオイルの供給量の演算精度が向上し、自動変速機１４を潤滑・冷却するオイルを過不足なく供給する要求回転速度を算出することが可能となる。また、ブラシレスモータ２８が必要以上に駆動されなくなるので、電力消費量を低減でき、ひいては燃費の向上にも資することとなる。

なお、ブラシレスモータ２８を低速センサレス駆動させるときには、低速域から回転速度を検出できるので、回転速度を周波数に変換する場合、図７（Ａ）で示される回転速度と周波数との関係を、低速域と中高速域で異なるようにして、低速域における回転速度の認識精度を向上させてもよい。すなわち、図８に示すように、周波数認識可能範囲において、低速域の回転速度に割り当てる周波数帯を広げる一方、中高速域の回転速度に割り当てる周波数帯を狭くする。これにより、例えば、極低温における低回転時に詳細な回転速度情報を取得することができる。

ステップ４０７では、前記ステップ３０３の異常診断の実施により判明した異常情報に基づいて、モータ情報信号の周波数を算出する異常情報−周波数変換を行う。具体的には、図７（Ｂ）に示されるように、異常情報（例えば、図５の異常（１）〜（１６））に応じたモータ情報信号の周波数（例えば、周波数１〜１６）が予め設定され、ＭＤＣＵ３０のＲＯＭなどに記憶された異常情報−周波数マップを参照して、モータ情報信号の周波数を算出する。ただし、算出されるモータ情報信号の周波数の帯域は、ＡＴＣＵ３２において、モータ情報信号の周波数を精度良く認識できる周波数認識可能範囲である。

ステップ４０８では、モータ情報信号を送信する。なお、前記ステップ４０４で回転可能異常と判定された場合には、ＭＤＣＵ３０の制御器１１２における制御処理が終了した後、ＡＴＣＵ３２からの指令に基づき、回転可能異常と判定される原因となった異常情報を、ＭＤＣＵ３０のＲＡＭなどから呼び出してＡＴＣＵ３２へ送信してもよい。

次に、図９は、ＡＴＣＵ３２において、ＡＴＣＵ３２よりＭＤＣＵ３０へ起動指令が送信されてから停止指令が送信されるまでの間、繰り返し実行される制御処理の内容を示す。
ステップ５０１では、モータ情報受信部２００において、ＭＤＣＵ３０から送信されたモータ情報信号を受信する。

ステップ５０２では、信号解析部２０２において、前記ステップ５０１で受信したモータ情報信号よりデューティ比を読み込んでステータス情報を取得する。
ステップ５０３では、信号解析部２０２において、前記ステップ５０２で取得したステータス情報より、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常があるか否かを判定する。異常がない場合にはステップ５０５に進み（Yes）、異常がある場合にはステップ５０４に進む（No）。

ステップ５０４では、信号解析部２０２において、前記ステップ５０２で取得したステータス情報により、回転可能異常であるか否かを判定する。回転可能異常と判定された場合にはステップ５０６に進み（Yes）、回転不能異常であると判定された場合には、ステップ５０７に進む。
ステップ５０５では、正常時処理を行い、ステップ５０６では、回転可能異常時の処理を行い、ステップ５０７では、回転不能異常時の処理を行う。

図１０は、図９における正常時処理の詳細を示す。
ステップ６０１では、回転速度演算部２０８において、信号解析部２０２から送出されたモータ情報信号より周波数を読み込む。そして、この周波数に基づき、ＡＴＣＵ３２のＲＯＭなどにも記憶された図７（Ａ）の回転速度−周波数マップを参照してブラシレスモータ２８の回転速度を算出する。

ステップ６０２では、ポンプ流量演算部２１０において、前記ステップ６０１で算出されたブラシレスモータ２８の回転速度に基づいて、電動オイルポンプ２６により自動変速機１４へ供給されるオイルの供給量を算出する。

ステップ６０３では、ポンプ冷却量演算部２１２において、前記ステップ６０２で算出されたオイルの供給量に基づいて自動変速機１４の冷却量を算出する。
ステップ６０４では、自動変速機発熱量演算部２１４において、自動変速機１４内で発生した発熱量を算出する。

ステップ６０５では、要求回転速度演算部２１６において、前記ステップ６０３で算出された冷却量と前記ステップ６０４で算出された発熱量に基づいて、ブラシレスモータ２８に要求する回転速度を算出する。
ステップ６０６では、要求回転速度送信部２１８において、前記ステップ６０５で算出された回転速度を制御指令信号としてＭＤＣＵ３０へ送信する。

図１１は、図９における回転可能異常時処理の詳細を示す。
ステップ７０１では、信号解析部２０２において、回転可能異常状態を示す第１の異常フラグをオンにする。また、この第１の異常フラグのオンに伴い、車両走行制限部２０４に対して、自動変速機１４における変速負担を低減するように車両の走行を制限する指令を送出する。このとき、車両運転者に対して計器盤に設けられた警告表示灯などにより警告を発するなどの処理を行ってもよい。
ステップ７０２〜ステップ７０７では、図１０の正常時処理におけるステップ６０１〜ステップ６０６と同様の処理を行う。

図１２は、図９における回転不能異常時処理の詳細を示す。
ステップ８０１では、信号解析部２０２において、回転不能異常状態を示す第２の異常フラグをオンにする。この第２の異常フラグのオンに伴い、車両走行制限部２０４に対して、回転可能異常時処理における車両の走行制限よりも厳しい走行制限を行うよう指令を送出する。このとき、正常時処理におけるステップ７０１と同様の警告処理を行ってもよい。

ステップ８０２では、第２の異常フラグがオンされたことを契機に、ポンプ作動司令部２０６が、要求回転速度演算部２１６に対して演算内容を変更するように要求する。
ステップ８０３では、要求回転速度演算部２１６において、要求回転速度を強制的に０とする。
ステップ８０４では、要求回転速度を０とする制御指令をＭＤＣＵ３０に送信する。

次に、図１３は、図４におけるモータ情報信号送信処理の別例を含む第２実施形態を示す。なお、以下の実施形態では、第１実施形態と同一構成について、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。

第２実施形態に係るモータ情報信号送信処理は、ステータス情報を周波数で設定し、回転速度情報又は異常情報をデューティ比で設定したモータ情報信号をＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ２８へ送信している点で、第１実施形態と異なる。このようにしても、ブラシレスモータ２８が回転している場合には、デューティ比認識可能範囲をほぼ全て回転速度情報の送信のために使用できるので、第１実施形態と同様の機能を発揮して、同様の効果を奏することが可能である。

以下、図１３のうち、第１実施形態に係るモータ情報信号送信処理と異なるステップについて説明する。
ステップ９０３では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が正常である旨のステータス情報として、ＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ３２へ送信するモータ情報信号の周波数をＦ１（例えば、１００Ｈｚ）と設定する。

ステップ９０４では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が回転可能異常である旨のステータス情報として、ＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ３２へ送信するモータ情報信号の周波数をＦ２（例えば、２００Ｈｚ）と設定し、ステップ９０６に進む。
ステップ９０５では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が回転不能状態である旨のステータス情報として、ＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ３２へ送信するモータ情報信号の周波数をＦ３（例えば、５０Ｈｚ）と設定する。

ステップ９０６では、前記ステップ３０２で算出されたブラシレスモータ２８の回転速度に基づいて、モータ情報信号のデューティ比を算出する回転速度−デューティ比変換を行う。具体的には、デューティ比認識可能範囲においてブラシレスモータ２８の回転速度に比例するデューティ比が設定されたマップを参照して、モータ情報信号のデューティ比を算出する。

ステップ９０７では、前記ステップ３０３の異常診断の実施により判明した異常情報に基づいて、モータ情報信号のデューティ比を算出する異常情報−デューティ比変換を行う。具体的には、デューティ比認識可能範囲において異常情報に応じたモータ情報信号のデューティ比が予め設定されたマップを参照して、モータ情報信号のデューティ比を算出する。

次に、図１４は、図４におけるモータ情報信号送信処理の別例を含む第３実施形態を示す。
ステップ１００１では、前記ステップ３０３で実施された異常診断の結果に基づき、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常があるか否かを判定する。異常がないと判定された場合にはステップ１００２に進み（Yes）、異常があると判定された場合にはステップ１００３へと進む（No）。

ステップ１００２では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が正常である旨のステータス情報として、モータ情報信号のデューティ比をＤ１（例えば、８０％）と設定し、ステップ１００３では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が異常である旨のステータス情報として、モータ情報信号のデューティ比をＤ２（例えば、３０％）と設定する。このように、ステータス情報が、正常であるか異常であるかの２つだけであり、回転可能異常であるか回転不能異常であるかにより異ならないので、第１実施形態及び第２実施形態と比べてＡＴＣＵ３２におけるステータス情報の認識精度が向上し、異常であるか否かを正確にＡＴＣＵ３２へ伝達することができる。なお、Ｄ１及びＤ２以外の他のデューティ比を用いることにより、ＡＴＣＵ３２からの要求に応じて異常情報などを送信する場合には、異常情報に割り当てられる周波数帯が実質的に拡大するので、ＡＴＣＵ３２における異常情報の認識精度を向上させることもできる。

ステップ１００４では、前記ステップ３０３の異常診断の実施により判明した異常情報に基づいて、図５の異常情報マップを参照して、異常の区分が回転可能異常であるか否かを判定する。回転可能異常であると判定された場合にはステップ１００５に進み（Yes）、回転不能異常であると判定された場合には、ステップ１００６に進む（No）。

ステップ１００５では、前記ステップ３０２で算出されたブラシレスモータ２８の回転速度に基づいて、モータ情報信号の周波数を算出する回転速度−周波数変換を行う。
ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０に異常がない正常時（デューティ比＝Ｄ１）には、図１５（Ａ）に示されるように、周波数認識可能範囲においてブラシレスモータ２８の回転速度に比例する周波数が設定された回転速度−周波数マップを参照して、モータ情報信号の周波数を算出する。このようにモータ情報信号の周波数を算出することにより、周波数認識範囲をほぼ全て回転速度情報の送信のために使用できるので、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０が異常である異常時（デューティ＝Ｄ２）には、図１５（Ｂ）に示されるように、周波数認識可能範囲の一部においてブラシレスモータ２８の回転速度に比例する周波数が設定された別のマップを参照して、モータ情報信号の周波数を算出する。なお、このマップにおいて、周波数認識可能範囲の他の部分には、異常情報に応じたモータ情報信号の周波数が設定されている。
回転速度の送信に割り当てられるモータ情報信号の周波数帯は、図１５（Ａ）と比較して狭くなっている。このため、ＡＴＣＵ３２での周波数認識精度は、図１５（Ａ）を参照して算出される周波数のモータ情報信号をＭＤＣＵ３０から送信した場合と比べて低下し、自動変速機１４を潤滑・冷却するための要求回転速度の演算精度が低下する。
しかし、異常時であっても、ブラシレスモータ２８を停止させずに電動オイルポンプ２６を駆動させるので、自動変速機１４の潤滑・冷却が可能となる点で有意義である。

ステップ１００６では、前記ステップ３０３の異常診断の実施により判明した異常情報に基づいて、モータ情報信号の周波数を算出する異常情報−周波数変換を行う。具体的には、図１５（Ｂ）に示されるように、前記周波数認識可能範囲の他の部分において異常情報に応じたモータ情報信号の周波数が予め設定された前記別のマップを参照して、異常情報に応じたモータ情報信号の周波数を算出する。

ステップ１００７では、モータ情報信号を送信する。回転可能異常時の異常の内容については、第１実施形態におけるステップ４０８と同様の処理を行ってもよい。
なお、第３実施形態において周波数−回転速度変換を行う場合にも、第１実施形態のように、周波数認識可能範囲において、低速域の回転速度に割り当てる周波数帯を広げる一方、中高速域の回転速度に割り当てる周波数帯を狭くしてもよい。

次に、図１６は、図４におけるモータ情報信号送信処理の別例を含む第４実施形態を示す。
第４実施形態に係るモータ情報信号送信処理は、ステータス情報を周波数で設定し、回転速度情報又は異常情報をデューティ比で設定したモータ情報信号をＭＤＣＵ３０からＡＴＣＵ２８へ送信している点で、第３実施形態と異なる。このようにしても、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０が正常である場合には、デューティ比認識可能範囲をほぼ全て回転速度情報の送信のために使用できるので、第１実施形態と同様の機能を発揮して、同様の効果を奏することが可能である。また、ステータス情報の種類を減少させても、回転可能異常状態時にはブラシレスモータ２８を停止させずに電動オイルポンプ２６を駆動させるので、第３実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

以下、図１６のうち、第３実施形態に係るモータ情報信号送信処理と異なるステップについて説明する。
ステップ１１０２では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が正常である旨のステータス情報として、モータ情報信号の周波数をＦ１（例えば、２００Ｈｚ）と設定し、ステップ１１０３では、ブラシレスモータ２８及びＭＤＣＵ３０の状態が異常である旨のステータス情報として、モータ情報信号の周波数をＦ２（例えば、５０Ｈｚ）と設定する。

ステップ１１０４では、前記ステップ３０３の異常診断の実施により判明した異常情報に基づいて、図５の異常情報マップを参照して、異常の区分が回転可能異常であるか否かを判定する。回転可能異常であると判定された場合にはステップ１１０５に進み（Yes）、回転不能異常であると判定された場合には、ステップ１１０６に進む（No）。

ステップ１１０５では、正常時（周波数＝Ｆ１）には、デューティ比認識可能範囲において回転速度に比例するデューティ比が設定されたマップを参照して、モータ情報信号のデューティ比を算出し、異常時（周波数＝Ｆ２）には、デューティ比認識可能範囲の一部において回転速度に比例するデューティ比が設定された別のマップを参照して、モータ情報信号のデューティ比を算出する。

ステップ１１０６では、前記デューティ比認識可能範囲の他の部分において異常情報に応じたモータ情報信号のデューティ比が設定された前記別のマップを参照して、モータ情報信号のデューティ比を算出する。
なお、第１実施形態〜第４実施形態において、インバータとして機能するＭＤＣＵ３０による駆動制御対象をブラシレスモータ２８としたが、これに限られず、ＭＤＣＵ３０をＰＷＭ信号による速度制御回路を備えた駆動制御装置として、ブラシを備えた直流モータを駆動制御対象としてもよい。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１又は請求項３に記載のブラシレスモータの駆動制御装置において、
前記情報送信手段は、ブラシレスモータが回転可能である場合、外部の上位制御装置がパルス幅変調信号の周波数又はデューティ比を認識できる認識可能範囲にわたって、パルス幅変調信号の周波数又はデューティ比を回転速度情報に応じて設定するブラシレスモータの駆動制御装置。
上記構成によると、ブラシレスモータが回転可能である場合には、認識可能範囲にわたって回転速度情報を送信することができるので、外部の上位制御装置において、回転速度情報の認識精度を最大限向上させことが可能となる。

（ロ）前記（イ）又は請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動制御装置において、
前記情報送信手段は、前記パルス幅変調信号の周波数及びデューティ比のうち、一方の値を、回転速度に比例して変化するように設定するブラシレスモータの駆動制御装置。
上記構成によると、回転速度と周波数又はデューティ比との間に比例関係があるので、回転速度に所定の係数を乗ずることにより、直ちに周波数又はデューティ比を算出することができる。

（ハ）前記（イ）又は請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のブラシレスモータの駆動制御装置において、
前記情報送信手段は、前記回転速度が所定値以下の場合には、前記パルス幅変調信号の周波数及びデューティ比のうち一方の値を、前記回転速度に第１係数を乗じて設定し、前記回転速度が前記所定値より大きい場合には、前記一方の値を、前記回転速度に前記第１係数よりも大きい第２係数を乗じた値と、前記所定値に前記第１係数を乗じた値と、を加えて設定するブラシレスモータの駆動制御装置。
上記構成によると、外部の上位制御装置において、ブラシレスモータの低回転側の回転速度域における回転速度の認識精度を向上させることができる。

２８…ブラシレスモータ、３０…ＭＤＣＵ、３２…ＡＴＣＵ、１０２…モータ回転速度演算部、１０８…異常診断部、１１０…モータ情報送信部、１１２…制御器

Claims (3)

1. ブラシレスモータを外部の上位制御装置からの制御指令に基づいて駆動制御するブラシレスモータの駆動制御装置であって、
   前記ブラシレスモータの回転速度情報、又は前記ブラシレスモータ及び前記ブラシレスモータの駆動制御装置に発生した異常の内容を表す異常情報をパルス幅変調信号により前記外部の上位制御装置に送信する情報送信手段を含んで構成され、
   前記情報送信手段は、前記回転速度情報又は前記異常情報を前記外部の上位制御装置に送信するときに、前記パルス幅変調信号の周波数及びデューティ比のうち、一方の値を、前記回転速度情報又は前記異常情報に応じて設定し、他方の値を、前記異常が発生したときと発生していないときとで異なる値に設定し、
   前記一方の値を前記回転速度情報に応じて設定した場合、前記一方の値は、前記回転速度情報の回転速度が所定値未満のとき、前記回転速度と第１係数との乗算値に基づく値であり、前記回転速度が前記所定値以上のとき、前記回転速度と前記所定値との差分に前記第１係数よりも小さい第２係数を乗じた値と、前記所定値に前記第１係数を乗じた値と、を加えた加算値に基づく値であることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
2. 前記情報送信手段は、前記異常が発生した場合、前記ブラシレスモータが回転可能であるときには、前記一方の値を前記回転速度情報に応じて設定し、前記ブラシレスモータが回転不能であるときには、前記回転速度情報に応じて設定した前記一方の値とは別の値となるように、前記一方の値を前記異常情報に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの駆動制御装置。
3. 前記情報送信手段は、前記異常が発生した場合、前記ブラシレスモータが回転可能であるときには、前記他方の値をさらに異なる値に設定して、前記一方の値を回転速度情報に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの駆動制御装置。