JPWO2013186975A1 - モータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置 - Google Patents

モータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置 Download PDF

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Abstract

上位コントローラは、車両に搭載された主機バッテリを冷却する冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載している。上位コントローラは、冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンをＰＷＭ信号によりモータ制御装置へ送信する。モータ制御装置は、仕向け信号要求パターンを受信すると、仕向け信号パターンを上位コントローラへ送信する。上位コントローラは、受信した仕向け信号パターンから冷却ブロアの仕向け地を特定し、冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替える。

Description

本発明は、車両に搭載された冷却ブロア用のモータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置に関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車は、車両自身を走行させるため、大型バッテリ（主機バッテリ）を搭載しており、このバッテリを冷却するために空冷ブロアを用いている。このような冷却ブロアは、エンジンなどの車輪駆動部を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と呼ばれる電子制御ユニットから冷却ブロアの冷却能力（例えば、ファンの回転数）や冷却時間（例えば、ファンの回転継続時間）の指示を受け取ることにより制御される。
ところで、冷却ブロアは仕向け地によってその仕様が異なり、仕様に応じて異なる制御が必要となるため、仕向け地ごとにＥＣＵの制御ソフト（ソフトウェア）を変更する必要がある。従来は、同じハードウェアのＥＣＵでも、そのＥＣＵに搭載された制御ソフトに応じて異なる型番を付与し、車両組立て時に型番を確認し仕向け地ごとに異なる型番のＥＣＵを組み込んでいた。このため、ＥＣＵの型番が増加し、その管理が非常に煩雑になって管理コストが増大するという問題があった。
この問題を解決するために、従来、車両搭載用電子機器の全仕向け地に対応できる複数の制御ソフトを同じ型番のＥＣＵに搭載し、車両組立て時にジャンパー線やスイッチ等により制御ソフトを切り替えて使用する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
また、制御ソフトを切り替える他の方法として、ＥＣＵと電子機器間でシリアル通信を介して仕向け地情報を通信する方法も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
しかしながら、上述した従来の方法では、仕向け地に対応した制御ソフトを切り替えるために新たな回路部品（ＣＡＮトランシーバやスイッチ、抵抗等）を追加する必要があり、コストアップとなる。
特開２００９−１２６４６１号公報 特許第４４９１１０６号公報
本発明のモータ制御システムは、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを制御するモータ制御装置と、冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載し、モータの制御情報をＰＷＭ信号によりモータ制御装置と送受信する上位コントローラと、を備えるモータ制御システムである。上位コントローラは、仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンを、ＰＷＭ信号によりモータ制御装置へ送信する。モータ制御装置は、仕向け信号要求パターンを受信すると、仕向け信号パターンを上位コントローラへ送信する。そして、上位コントローラは、仕向け信号パターンから冷却ブロアの仕向け地を特定し、冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替える。
これにより、上位コントローラの型番や回路部品を追加せずに、上位コントローラに搭載された冷却ブロアの制御ソフトを仕向け地に対応して簡単に切り替えることができる。
また、本発明のモータ制御方法は、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを制御するモータ制御装置と、冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載し、モータの制御情報をＰＷＭ信号によりモータ制御装置と送受信してモータを制御するモータ制御方法である。本モータ制御方法は、上位コントローラが、冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンをＰＷＭ信号によりモータ制御装置へ送信するステップと、モータ制御装置が、ＰＷＭ信号を受信し、ＰＷＭ信号に仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定するステップと、モータ制御装置が、仕向け信号要求パターンが含まれている場合には、仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号を生成し、仕向け信号要求パターンが含まれていない場合には、モータの実回転速度情報に基づいたＰＷＭ信号を生成して、ＰＷＭ信号を上位コントローラへ送信するステップと、上位コントローラが、受信したＰＷＭ信号から仕向け信号パターンを検出し、検出した仕向け信号パターンから冷却ブロアの仕向け地を特定し、冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替えるステップと、を備える。
また、本発明のモータ制御装置は、上位コントローラからＰＷＭ信号を受信し、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータをＰＷＭ信号に基づいて制御するモータ制御装置である。本モータ制御装置は、ＰＷＭ信号のＰＷＭ周波数およびＰＷＭデューティ比を検出するＰＷＭ信号検出部と、ＰＷＭ信号検出部の出力に基づいてＰＷＭ信号に冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定する要求パターン判定部と、要求パターン判定部の判定結果に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、を備える。そして、ＰＷＭ信号生成部は、仕向け信号要求パターンが含まれている場合には、仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号を生成し、仕向け信号要求パターンが含まれていない場合には、モータの実回転速度情報に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成されたＰＷＭ信号を上位コントローラへ送信する。
このように、本発明によれば、ＥＣＵの型番や回路部品を追加せずに、ＥＣＵに搭載された冷却ブロアの制御ソフトを仕向け地毎に簡単に切り替えることができるモータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置を提供することができる。
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムを含む車両の制御系のブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵの機能ブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部の機能ブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ信号の一例を示す信号波形図である。 図６は、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ信号の周波数割り当ての一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態における仕向け信号パターンの一例を示す図である。 図８Ａは、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵのＰＷＭ信号の生成時の動作を示すフローチャートである。 図８Ｂは、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵのＰＷＭ信号の検出時の動作を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部の動作を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部のモード移行動作を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部のモード移行動作を説明するためのタイミング図である。 図１２は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの断面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムを含む車両の制御系のブロック図である。図１は、電気自動車やハイブリッド自動車の冷却ブロアおよびその制御を中心にその構成例を示す。車両の車輪駆動用モータなどの車輪駆動部４には主機バッテリ２から電源が供給されている。冷却ブロア８はブラシレスモータ５０とブラシレスモータ５０により回転駆動されるファン７から構成されている。主機バッテリ２は、冷却ブロア８からの送風によって冷却される。ブラシレスモータ５０は、モータ４０と、モータ４０の回転を制御するモータ制御装置１０から構成されている。この冷却ブロア８の冷却能力はモータ４０の回転速度で決定される。このモータ４０の回転速度は、モータ制御装置１０が上位コントローラ（以下、上位ＥＣＵと呼ぶ）２０から信号を受信することにより制御される。
上位ＥＣＵ２０は、車速センサやアクセル開度センサからの情報に基づいて車輪駆動部４や車内のエアコン（図示せず）などを制御する。また、上位ＥＣＵ２０は、主機バッテリ２の温度を検出する温度センサ６からの情報に基づいて冷却ブロア８の冷却能力を制御する。具体的には、上位ＥＣＵ２０は、ＰＷＭ信号線１９を介してＰＷＭ信号によりモータ４０の目標回転速度の指令情報をモータ制御装置１０に送信する。また、上位ＥＣＵ２０は、ＰＷＭ信号線１９を介してＰＷＭ信号によりモータ４０の実回転速度の検出情報を実回転速度情報としてモータ制御装置１０から受信する。なお、ここでモータ４０の回転速度とは、モータ４０の単位時間当たりの回転数である。
上位ＥＣＵ２０やブラシレスモータ５０には、主機バッテリ２とは別に補機バッテリ３から電源が供給される。なお、補機バッテリ３は、上位ＥＣＵ２０やブラシレスモータ５０のほかにラジオなどの他の車載モジュールにも電源を供給している。ここで、上位ＥＣＵ２０はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されている。このような上位ＥＣＵ２０は、プログラムやデータによって構成されたソフトウェアに従って動作する。上位ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと呼ぶ）５を介して補機バッテリ３に接続されている。そして、運転中、すなわちＩＧスイッチ５がオン（以下、ＯＮと記載）の状態では常時電源が供給されるが、停車してＩＧスイッチ５がオフ（以下、ＯＦＦと記載）になった状態では電源供給が停止される。一方、ブラシレスモータ５０は、ＩＧスイッチ５がＯＦＦの状態でも主機バッテリ２を冷却する必要があるために補機バッテリ３と直接接続されている。
次に、図２〜図５を参照してモータ制御システム１の構成および動作を説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施の形態のモータ制御システム１は、ブラシレスモータ５０と、このブラシレスモータ５０を制御する上位ＥＣＵ２０とを含む構成である。また、本実施の形態では、ブラシレスモータ５０が、モータ制御装置１０を構成する回路部品を実装した構成としている。すなわち、図２に示すように、ブラシレスモータ５０において、モータ制御装置１０がモータ４０を駆動制御する。
モータ４０は、ロータと巻線５６を有したステータとを備えており、巻線５６を通電駆動することでロータが回転する。本実施の形態では、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相でモータ４０を駆動するブラシレスモータ５０の一例を挙げて説明する。このような３相駆動を行うため、モータ４０は、巻線５６として、Ｕ相を駆動する巻線５６Ｕ、Ｖ相を駆動する巻線５６ＶおよびＷ相を駆動する巻線５６Ｗを有している。
モータ制御装置１０は、相ごとに巻線５６に所定の波形の駆動電圧を印加する。これによって、ロータは、モータ制御装置１０からの回転制御に従った回転速度で回転する。また、このような回転制御を行うため、モータ４０には、ロータの回転位置や回転速度を検出するためのセンサが配置されている。本実施の形態では、ロータの回転位置を検出するために各相に対応させて、ホール素子などの３つの位置検出センサ４９をモータ４０に配置している。そして、モータ制御装置１０には、位置検出センサ４９からのセンサ信号Ｄｅｔが供給されている。
また、図２に示すように、モータ制御装置１０は、ＰＷＭ信号線１９を介して上位ＥＣＵ２０と信号接続されている。モータ制御装置１０には、上位ＥＣＵ２０からＰＷＭ信号線１９ａを介して、モータ４０を回転制御するための指令が通知される。また、逆に、ブラシレスモータ５０における情報が、モータ制御装置１０からＰＷＭ信号線１９ｂを介して、上位ＥＣＵ２０に通知される。
本実施の形態では、上位ＥＣＵ２０からの指令として、モータ４０の目標回転速度を指令する目標回転速度指令がモータ制御装置１０に通知される。また、目標回転速度指令によって指令される目標回転速度は、ＰＷＭ信号線１９ａを介して、パルス幅変調されたＰＷＭ信号Ｓｉとして通知される。一方、モータ制御装置１０からは、モータ４０の実回転速度の情報が、ＰＷＭ信号線１９ｂを介して、パルス幅変調されたＰＷＭ信号Ｓｏとして上位ＥＣＵ２０に通知される。ここで、回転速度としては、例えば１分間あたりの回転数（ｒｐｍ）を用いている。
次に、モータ制御装置１０の構成について説明する。モータ制御装置１０は、図２に示すように、回転制御部１２、ＰＷＭ駆動回路１４、インバータ１５、位置検出部１６、回転速度算出部１７、ＰＷＭ信号処理部３０を備えている。そして、モータ制御装置１０には、上述したように、モータ４０に配置した３つの位置検出センサ４９から、センサ信号Ｄｅｔが供給されている。さらに、モータ制御装置１０は、ＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏを伝送するＰＷＭ信号線１９ａ、１９ｂを介して、上位ＥＣＵ２０と接続されている。
まず、位置検出センサ４９からのセンサ信号Ｄｅｔは、位置検出部１６に供給される。位置検出部１６は、ロータの回転に伴う磁極変化に応じて変化するセンサ信号Ｄｅｔから、各相の位置情報を検出する。例えば、位置検出部１６は、磁極変化時点においてセンサ信号Ｄｅｔがゼロクロスするタイミングを検出し、この検出したタイミングに基づく位置検出信号Ｐｄを出力する。すなわち、回転するロータの回転位置はこのような検出タイミングと対応しており、検出タイミングを利用して回転位置を検出できる。また、位置検出信号Ｐｄは、具体的には、例えばこのような検出タイミングを示すパルス信号とすればよい。位置検出部１６は、それぞれの相に対応した位置検出信号Ｐｄを、回転速度算出部１７に供給する。
回転速度算出部１７は、位置検出信号Ｐｄが示す回転位置に基づき、例えば微分演算などによりロータの回転速度を算出する。回転速度算出部１７は、算出した回転速度を検出回転速度Ｖｄとして時系列に回転制御部１２に供給する。なお、本実施の形態では、位置検出センサ４９からのセンサ信号Ｄｅｔに基づいて検出回転速度Ｖｄを生成するような一例を挙げて説明するが、速度検出手段によりロータ速度を検出し、この検出結果に基づき検出回転速度Ｖｄを生成するような構成であってもよい。すなわち、検出回転速度Ｖｄは、モータの実回転から検出した速度を示す時系列の値や信号であればよい。ＰＷＭ信号処理部３０は、この実回転速度を表す検出回転速度Ｖｄにより、パルス信号の周波数を変調してＰＷＭ信号Ｓｏを生成し、上位ＥＣＵ２０へ送信する。
ＰＷＭ信号処理部３０は、上位ＥＣＵ２０から送出されたＰＷＭ信号Ｓｉを受け取り、パルス幅変調されたパルス信号を復調する動作を行う。ＰＷＭ信号処理部３０は、この復調動作によって、受け取ったＰＷＭ信号Ｓｉから目標回転速度Ｖｒを時系列に復元する。すなわち、ＰＷＭ信号処理部３０は、ＰＷＭ信号Ｓｉの各パルスのパルス幅、あるいはパルス幅に対応するデューティ比を検出することによって、ＰＷＭ信号Ｓｉを復調する。そして、ＰＷＭ信号処理部３０は、復調動作によって復元した目標回転速度Ｖｒを時系列に出力する。
目標回転速度Ｖｒは、回転制御部１２に供給される。また、回転制御部１２には、回転速度算出部１７で算出された検出回転速度Ｖｄが供給されている。回転制御部１２は、目標回転速度Ｖｒと検出回転速度Ｖｄとに基づき、巻線５６への駆動量を示す駆動値Ｄｄを生成する。具体的には、回転制御部１２は、速度指令を示す目標回転速度Ｖｒと、実速度に対応した検出速度を示す検出回転速度Ｖｄとの速度偏差を求める。そして、回転制御部１２は、速度指令に従った実速度となるように、速度偏差に応じたトルク量を示す駆動値Ｄｄを生成する。回転制御部１２は、このような駆動値ＤｄをＰＷＭ駆動回路１４に供給する。
ＰＷＭ駆動回路１４は、巻線５６を駆動するための駆動波形を相ごとに生成し、生成した駆動波形をそれぞれパルス幅変調し、駆動パルス信号Ｄｐとして出力する。巻線５６を正弦波駆動する場合には駆動波形は正弦波波形であり、矩形波駆動する場合には駆動波形は矩形波波形である。また、駆動波形の振幅は、駆動値Ｄｄに応じて決定される。ＰＷＭ駆動回路１４は、相ごとに生成した駆動波形を変調信号として、それぞれにパルス幅変調を行い、駆動波形でパルス幅変調したパルス列の駆動パルス信号Ｄｐを、インバータ１５に供給する。
インバータ１５は、駆動パルス信号Ｄｐに基づいて、相ごとに巻線５６への通電を行い、巻線５６を通電駆動する。インバータ１５は、電源の正極側に接続されたスイッチ素子と負極側に接続されたスイッチ素子とを、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれに備えている。Ｕ相の駆動出力Ｕｏは巻線５６Ｕに、Ｖ相の駆動出力Ｖｏは巻線５６Ｖに、そして、Ｗ相の駆動出力Ｗｏは巻線５６Ｗに接続されている。そして、それぞれの相において、駆動パルス信号Ｄｐによりスイッチ素子がＯＮ／ＯＦＦされる。すると、電源からＯＮのスイッチ素子を介し、さらに駆動出力から巻線５６に対して駆動電圧が供給される。この駆動電圧の供給によって、巻線５６に駆動電流が流れる。ここで、駆動パルス信号Ｄｐは駆動波形をパルス幅変調した信号であるため、駆動波形に応じた駆動電流でそれぞれの巻線５６が通電される。
また、ＰＷＭ駆動回路１４とインバータ１５とによって、通電駆動部１３が構成される。通電駆動部１３は、上述のように駆動値Ｄｄに基づいて、モータ４０の巻線５６を相ごとに通電駆動する。
以上のような構成により、目標回転速度Ｖｒに追従するようにロータの回転速度を制御するフィードバック制御ループが形成される。
次に、冷却ブロア８を制御するため、上位ＥＣＵ２０に搭載された制御ソフトウェア（以下、制御ソフトとよぶ）の仕向け地対応について説明する。なお、本実施の形態では制御ソフトの仕向け地対応について説明するが、本発明は仕向け地対応に限らず、冷却ブロア８の機種対応など、異なる制御ソフトを切り替える用途にはすべての適用可能である。
冷却ブロア８は米国、欧州、中国などの仕向け地ごとに仕様が異なり、冷却ブロア８のモータ制御装置１０には自身の仕向け地を特定するための仕向け信号パターン（仕向け地情報）が保存されている。上位ＥＣＵ２０がモータ制御装置１０に適切な制御情報を送信するためには、制御情報の送信に先立ってモータ制御装置１０から仕向け信号パターンを取得する必要がある。そのために、上位ＥＣＵ２０は、モータ制御装置１０に対して仕向け信号パターンの送信を要求するための仕向け信号要求パターンをＰＷＭ信号Ｓｉに埋め込んで送信する。モータ制御装置１０は上位ＥＣＵ２０から受信したＰＷＭ信号Ｓｉが、この仕向け信号要求パターンを含んでいるか否かを常時監視する。ＰＷＭ信号Ｓｉに仕向け信号要求パターンが含まれていると、自身のメモリ等から仕向け信号パターンを読み出して、ＰＷＭ信号Ｓｏにこの仕向け信号パターンを埋め込んで、上位ＥＣＵ２０に送信する。上位ＥＣＵ２０は、受信したＰＷＭ信号Ｓｏから仕向け信号パターンを抽出して、この仕向け信号パターンに基づいて仕向け地に対応した制御ソフトを切り替える。
次に、図３〜図５を参照して上位ＥＣＵ２０とモータ制御装置１０のＰＷＭ信号処理部３０の詳細な構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵの機能ブロック図である。図４は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部の機能ブロック図である。図５は、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ信号の一例を示す信号波形図である。図５の上段では、実線でＰＷＭ信号Ｓｉの信号波形を示し、点線で目標回転速度指令を示しており、図５の下段では、実線でパルス開始信号Ｐｓのタイミングを示している。ただし、図３は、冷却ブロア８の制御に関係する構成のみを示している。
図３、図４に示すように、上位ＥＣＵ２０およびＰＷＭ信号処理部３０には、クロック信号Ｃｋ１が供給されている。クロック信号Ｃｋ１は一定周期のパルス信号であり、ＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏの周波数よりも十分に高い周波数である。例えば、ＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏの周波数を５００Ｈｚとすると、クロック信号Ｃｋ１の周波数は１ＭＨｚ程度である。また、図３に示す構成では、クロック信号Ｃｋ１をカウントするカウンタを利用してＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏを生成するような構成例を挙げている。
図３に示すように、上位ＥＣＵ２０は、目標回転速度決定部２１、要求パターン生成部２２、ＰＷＭ信号生成部２３、ＰＷＭ信号検出部２４、信号パターン保存部２５、信号パターン判定部２６、仕向け設定部２７、実回転速度算出部２８を備えている。ＰＷＭ信号生成部２３は、デューティ比演算部２３１、周波数算出部２３２、ＰＷＭ信号出力部２３３から構成されている。また、ＰＷＭ信号検出部２４は、立上りエッジ検出部２４１、エッジ周期検出部２４２、デューティ比検出部２４３から構成されている。
最初に、図３、図５を参照して上位ＥＣＵ２０のＰＷＭ信号Ｓｉを生成するブロック構成について説明する。まず、通常動作時には、目標回転速度決定部２１は温度センサ６からの主機バッテリ２の温度や、車速センサからの車速情報に基づいてモータ４０の目標回転速度を決定して、目標回転速度指令をデューティ比算出部２３１へ供給する。デューティ比算出部２３１は、この目標回転速度指令に応じたＰＷＭ信号の各パルスのパルス幅を算出し、ＰＷＭ信号出力部２３３へ供給する。ここで目標回転速度は時間あたりの回転数である。デューティ比を変更することにより、目標回転数（ｒｐｍ）を１０％〜９０％の範囲で変更する。一方、上位ＥＣＵ２０の起動時には、要求パターン生成部２２は、予め決められた仕向け信号要求パターンを生成してデューティ比算出部２３１および周波数算出部２３２へ供給する。デューティ比算出部２３１および周波数算出部２３２は、仕向け信号要求パターンに応じたＰＷＭ信号の周波数（以下、ＰＷＭ周波数とも言う）、すなわち各パルスの周期、およびデューティ比（以下、ＰＷＭデューティ比（ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙと略記）とも言う）すなわち各パルスのパルス幅を算出し、ＰＷＭ信号出力部２３３へ供給する。ＰＷＭ信号出力部２３３は、デューティ比算出部２３１および周波数算出部２３２からの算出情報に基づいてＰＷＭ信号Ｓｉを生成してモータ制御装置１０へ送信する。ここで、上位ＥＣＵ２０の起動時とは、ＩＧスイッチ５がＯＮされて上位ＥＣＵ２０に電源が供給された時点を指す。また、仕向け信号要求パターンの詳細については後述する。なお、上記実施の形態では、要求パターン生成部２２からＰＷＭ信号生成部２３へ仕向け信号要求パターンが入力されるのは、上位ＥＣＵ２０の起動時としたが、車両へ冷却ブロア８が取り付けられる際に一度実行されてもよい。
ＰＷＭ信号Ｓｉは、図５の上段に示すように、周期Ｔｐのパルス列であり、周期Ｔｐ期間は、レベルが高いＯＮ期間Ｔｏｎとレベルが低いＯＦＦ期間Ｔｏｆｆとで構成されている。ＯＮ期間Ｔｏｎと周期Ｔｐとの比であるデューティ比（Ｔｏｎ／Ｔｐ）が目標回転速度によって変調されている。例えば、目標回転速度指令のレベルが小から次第に大きくなる（目標回転速度が低速から高速になる）に従い、ＰＷＭ信号出力部２３３は、デューティ比が次第に大きくなるパルス列の信号であるＰＷＭ信号Ｓｉを生成する。
次に、図４を参照してモータ制御装置１０のＰＷＭ信号処理部３０の構成および動作を詳細に説明する。図４に示すように、ＰＷＭ信号処理部３０は、ＰＷＭ信号検出部３１、要求パターン判定部３２、要求パターン保存部３３、信号パターン保存部３４、ＰＷＭ信号生成部３５、目標回転速度算出部３６、目標回転速度指令部３７を備えている。ＰＷＭ信号検出部３１は、立上りエッジ検出部３１１、エッジ周期検出部３１２、デューティ比検出部３１３から構成されている。
立上りエッジ検出部３１１は、ＰＷＭ信号Ｓｉの各パルスに対し、ＯＦＦからＯＮへと立上るエッジのタイミングを検出し、そのタイミングに基づいてエッジ検出信号Ｐｓを生成する。このエッジ検出信号Ｐｓのタイミングは、図５の下段に示すように、ＰＷＭ信号Ｓｉを構成する各パルスの開始タイミングに対応している。生成したエッジ検出信号Ｐｓは、エッジ周期検出部３１２およびデューティ比検出部３１３に供給される。本実施の形態では、所定方向に変化するエッジのタイミングを検出するエッジタイミング検出手段の一例として、このような動作を行う立上りエッジ検出部３１１を挙げている。
エッジ周期検出部３１２は、立上りエッジ検出部３１１から順次供給されるエッジ検出信号Ｐｓの周期を検出する。本構成例では、エッジ周期検出部３１２は、クロック信号Ｃｋ１の数をカウントするようなカウンタを有している。そして、カウンタがエッジ検出信号Ｐｓ間のクロック数をカウントすることでエッジ検出信号Ｐｓの周期を検出している。エッジ周期検出部３１２のカウンタは、このような動作を行い、図５の下段に示すように、周期Ｔｐの期間のカウント数Ｎｔｐを検出する。検出したこのカウント数Ｎｔｐは、ＰＷＭ信号Ｓｉを構成する各パルスの周期Ｔｐに対応している。エッジ周期検出部３１２は、検出したパルスの周期（周波数）を要求パターン判定部３２に供給する。デューティ比検出部３１３は、本構成例では、クロック信号Ｃｋ１の数をカウントするようなカウンタを有している。デューティ比検出部３１３のカウンタは、図５の下段に示すように、エッジ検出信号Ｐｓのタイミングでカウントを開始し、ＰＷＭ信号ＳｉのＯＮ期間Ｔｏｎの間カウントを継続し、ＯＮ期間Ｔｏｎのカウント数Ｎｏｎを検出する。さらに、デューティ比検出部３１３は、カウント数Ｎｔｐに対するカウント数Ｎｏｎの比率を算出する。この比率は、ＰＷＭ信号Ｓｉのデューティ比に対応している。デューティ比検出部３１３は、検出したデューティ比を要求パターン判定部３２および目標回転速度算出部３６に供給する。
要求パターン保存部３３は、予め定められたＰＷＭ周波数、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙ、信号出力時間に基づいて生成された仕向け信号要求パターンを保存している。信号パターン保存部３４は、冷却ブロア８自身の仕向け地を特定するために予め定められたＰＷＭ周波数、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙ、信号出力時間に基づいて生成された仕向け信号パターンを保存している。
要求パターン判定部３２は、要求パターン保存部３３から仕向け信号要求パターンを読み出して、受信したＰＷＭ信号Ｓｉの信号パターンと比較し、ＰＷＭ信号Ｓｉ中に仕向け信号要求パターンが含まれているか否か判定（検出）し、その判定結果をＰＷＭ信号生成部３５に供給する。
ＰＷＭ信号生成部３５は、要求パターン判定部３２の判定結果に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｏを生成して、上位ＥＣＵ２０へ送信する。すなわち、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出すると、ＰＷＭ信号生成部３５は、信号パターン保存部３４から仕向け信号パターンを読み出して、この仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号Ｓｏを生成する。一方、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出しない場合には、ＰＷＭ信号生成部３５は、回転速度算出部１７から供給されたモータ４０の検出回転速度Ｖｄでパルス信号の周波数を変調してＰＷＭ信号Ｓｏを生成する。要求パターン判定部３２の詳細な動作は後程説明する。
目標回転速度算出部３６は、デューティ比検出部３１３からデューティ比を受け取りモータ４０の目標回転速度Ｖｒを算出して復元する。例えば、図５の下段においてカウント数Ｎｔｐが２０００、カウント数Ｎｏｎが１０００とすると、その比率は０．５となり、デューティ比は５０％となる。目標回転速度算出部３６は、例えば、５０％のデューティ比から目標回転速度Ｖｒが１０００（ｒｐｍ）、２５％のデューティ比の場合には５００（ｒｐｍ）であることを復元する。
目標回転速度指令部３７は、目標回転速度算出部３６から目標回転速度Ｖｒを受け取り、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出しない場合には、目標回転速度Ｖｒをそのまま出力する。一方、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出した場合には、目標回転速度Ｖｒはゼロまたは所定の固定値を出力してモータ４０の回転を停止させる。
次に、再び図３を参照して上位ＥＣＵ２０のＰＷＭ信号Ｓｏを検出するブロック構成について説明する。ＰＷＭ信号検出部２４は、モータ制御装置１０から受信したＰＷＭ信号ＳｏからＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを検出し、検出したＰＷＭ周波数を実回転速度算出部２８に供給し、検出したＰＷＭ周波数およびＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを信号パターン判定部２６に供給する。ＰＷＭ信号検出部２４の動作は、図４で説明したＰＷＭ信号検出部３１と同様であるので説明を省略する。
信号パターン保存部２５は、冷却ブロア８のすべての仕向け地に対応する仕向け信号パターンを保存している。
信号パターン判定部２６は、ＰＷＭ信号Ｓｏに含まれる信号パターンと信号パターン保存部２５から読み出したすべての仕向け信号パターンと比較し、ＰＷＭ信号Ｓｏが仕向け信号パターンか否か、仕向け信号パターンである場合にはどの仕向け地に対応した仕向け信号パターンか（冷却ブロア８の仕向け地はどこか）を判定する。信号パターン判定部２６は、その判定結果を仕向け設定部２７および実回転速度算出部２８に供給する。
実回転速度算出部２８は、ＰＷＭ信号Ｓｏが仕向け信号パターンでない場合、すなわち、上位ＥＣＵ２０が通常動作モードである場合には、エッジ周期検出部２４２から供給されたＰＷＭ周波数からモータ４０の実回転速度を復元する。上位ＥＣＵ２０は、復元した実回転速度をモータ４０の制御に利用する。
仕向け設定部２７は、上位ＥＣＵ２０に搭載されている複数の制御ソフトから車両に搭載されている冷却ブロア８の仕向け地に対応した制御ソフトに切り替える。
次に、図６、図７を参照して仕向け信号要求パターンおよび仕向け信号パターンについて具体例を挙げて説明する。図６は、ＰＷＭ信号Ｓｉの周波数割り当ての一例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態では、６２Ｈｚ〜３１０Ｈｚをキャリブレーション領域ＦＡ、３１０Ｈｚ〜６００Ｈｚを通常動作領域ＦＢとしている。それ以外の領域は、禁止領域で、この領域ではモータ４０は常時停止するようにしている。キャリブレーション領域ＦＡでは、モータ４０を正常に動作させるためのキャリブレーション動作が行われる。通常動作領域ＦＢ内の３２０Ｈｚ〜３５０Ｈｚの領域が仕向け信号要求のための領域である。
図７は、本実施の形態における仕向け信号パターンの一例を示す図である。図７に示すように、例えば、ＰＷＭ周波数が５００Ｈｚ〜５３０Ｈｚ（１０Ｈｚ毎に増加）の４つのステップＮｏ．０〜Ｎｏ．３に対応する４桁で仕向け番号（ブロア型番）、５４０Ｈｚ〜６１０Ｈｚ（１０Ｈｚ毎に増加）の８つのステップＮｏ．４〜Ｎｏ．１１に対応する８桁でブロア固体番号（シリアル番号）、６２０Ｈｚ〜６５０Ｈｚ（１０Ｈｚ毎に増加）の４つのステップＮｏ．１２〜Ｎｏ．１５に対応する４桁で制御ソフトのソフトバージョン番号をそれぞれ表してもよい。また、各桁の数値（番号）はＰＷＭ＿Ｄｕｔｙで表し、例えば、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが５％で０、１０％〜９０％（１０％毎に増加）でそれぞれ１〜９を表すようにしてもよい。
また、仕向け信号の各ステップＮｏ．０〜Ｎｏ．１５は、それぞれ１秒で合計１６秒の長さの信号である。したがって、仕向け信号パターンの各桁は信号出力時間とＰＷＭ周波数の両方で判定される。このように仕向け信号パターンを定義すると、図７の例では、仕向け番号が９８７６、ブロア固体番号が００００００１２、ソフトバージョン番号が２３４５となる。このようにＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙと信号出力時間の３つを組み合わせることにより、ＰＷＭ信号Ｓｏで冷却ブロア８の情報を上位ＥＣＵ２０へより確実に送信することができる。
次に、図８Ａおよび図８Ｂ〜図１１を参照して上位ＥＣＵ２０およびモータ制御装置１０の動作を説明する。図８Ａおよび図８Ｂは、本実施の形態における上位ＥＣＵの動作を示すフローチャートであり、図８ＡはＰＷＭ信号の生成時の動作を示し、図８ＢはＰＷＭ信号の検出時の動作を示す。図９は、本実施の形態におけるモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。図１０は、本実施の形態における要求パターン判定部の動作を示すフローチャートである。図１１は、モータ制御装置の各動作モードの関係を示すタイミング図である。
まず、図８Ａに示すように、上位ＥＣＵ２０は、冷却ブロア８の仕向け信号パターンを要求するか否かを判定し（ステップＳ１０）、起動時などの上位ＥＣＵ２０が仕向け信号パターンを要求する場合（Ｙｅｓの場合）は、要求パターン生成部２２は仕向け信号要求パターンを生成し（ステップＳ１１）、ＰＷＭ信号生成部２３は仕向け信号要求パターンに基づいてＰＷＭ信号Ｓｉを生成する（ステップＳ１３）。一方、上位ＥＣＵ２０が仕向け信号パターンを要求しない通常動作モードの場合（Ｎｏの場合）は、目標回転速度決定部２１は主機バッテリ２の温度や車速の情報よりモータ４０の目標回転速度を決定し（ステップＳ１２）、ＰＷＭ信号生成部２３は目標回転速度でパルス信号のデューティ比を変調してＰＷＭ信号Ｓｉを生成する（ステップＳ１４）。次に、ステップＳ１５において上位ＥＣＵ２０は、モータ制御装置１０へＰＷＭ信号Ｓｉを送信する。
次に、図９に示すように、モータ制御装置１０は、上位ＥＣＵ２０からＰＷＭ信号Ｓｉを受信し（ステップＳ３０）、ＰＷＭ信号検出部３１はＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを検出する（ステップＳ３１）。その後、要求パターン判定部３２は、ＰＷＭ信号Ｓｏに仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定する（ステップＳ３２）。この要求パターン判定部３２の動作の詳細を図１０および図１１を参照して説明する。
図１０、図１１に示すように、通常動作モードで動作中（ステップＳ４０）に、要求パターン判定部３２は、まずＰＷＭ信号Ｓｏに要求パターン１が含まれているか判定する（ステップＳ４１）。ここで、要求パターン１とは、例えば、ＰＷＭ周波数が３２０Ｈｚ±１％で、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが１０％±１％のＰＷＭ信号パターンである。要求パターン１が検出された場合（ステップＳ４１でＹｅｓの場合）、要求パターン検出モード（ステップＳ４２）に移行する。要求パターン１が検出されない場合（ステップＳ４１でＮｏの場合Ｎｏ）は、要求パターン１の検出を繰り返す。要求パターン検出モード（ステップＳ４２）においては、要求パターン１が１秒以上継続して入力されるか判定する（ステップＳ４２１）。要求パターン１が１秒以上継続して入力された場合（Ｙｅｓの場合）、続いて要求パターン２が検出されるのを待つ（ステップＳ４２２）。ここで、要求パターン２とは、例えば、ＰＷＭ周波数が３５０Ｈｚ±１％で、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが１０％±１％のＰＷＭ信号パターンである。
要求パターン２が検出され（ステップＳ４２２でＹｅｓ）、かつ１秒以上継続して入力された場合（ステップＳ４２４でＹｅｓの場合）、仕向け信号出力モード（ステップＳ４３）へ移行して終了する。一方、３秒経過しても要求パターン２が検出されない場合（ステップＳ４２３でＹｅｓの場合）、あるいは、要求パターン２が検出されても１秒以上継続して入力されない場合（ステップＳ４２４でＮｏの場合）は、通常動作モード（ステップＳ４０）へ戻る。また、要求パターン１、２の入力中（各１秒間）に、範囲外のＰＷＭ周波数、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙの信号パターンが入力された場合は、通常動作モードに復帰する。一方、要求パターン２の入力待ち状態で範囲外のＰＷＭ信号パターンが入力されても３秒経過するまでは通常動作モードに復帰することはない。なお、要求パターン１、２の入力中はＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが１０％となっているので、モータ４０は停止している。
再び図９に戻って、ステップＳ３２において要求パターン判定部３２が仕向け信号要求と判定すると（Ｙｅｓの場合）、ＰＷＭ信号生成部３５は仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号Ｓｏを生成する（ステップＳ３３）。一方、ステップＳ３２において要求パターン判定部３２が仕向け信号要求ではないと判定すると（Ｎｏの場合）、ＰＷＭ信号生成部３５は、回転速度算出部１７より供給された検出回転速度Ｖｄでパルス信号の周波数を変調し、ＰＷＭ信号Ｓｏを生成する。その後、上位ＥＣＵ２０へＰＷＭ信号Ｓｏを送信する。それと同時に、目標回転速度算出部３６は検出したＰＷＭ＿Ｄｕｔｙに基づいて目標回転速度Ｖｒを算出し（ステップＳ３５）、目標回転速度指令部３７はその目標回転速度Ｖｒを回転制御部１２へ出力する。
次に図８Ｂを参照して上位ＥＣＵ２０のＰＷＭ信号の検出時の動作を説明する。図８Ｂに示すように、上位ＥＣＵ２０がＰＷＭ信号Ｓｏを受信すると（ステップＳ２０）、ＰＷＭ信号検出部２４はＰＷＭ信号ＳｏからＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを検出する（ステップＳ２１）。信号パターン判定部２６は、仕向け信号パターンがＰＷＭ信号Ｓｏに含まれているか否かを判定し（ステップＳ２２）、仕向け信号パターンを検出した場合（Ｙｅｓの場合）、仕向け設定部２７は、上位ＥＣＵ２０の制御ソフトを車両に現在搭載されている冷却ブロア８に対応する制御ソフトに切り替える。一方、ステップＳ２２において信号パターン判定部２６が、仕向け信号パターンを検出しない場合（Ｎｏの場合）には、通常動作モードと判断し、実回転速度算出部２８が検出したＰＷＭ周波数から実回転速度を算出する。上位ＥＣＵ２０はこの算出された実回転速度を冷却ブロア８の制御に利用する。
なお、以上の説明では、ＰＷＭ信号処理部３０を、カウンタなどを利用して構成した一例を挙げて説明したが、マイコンなどを利用して構成することも可能である。すなわち、上述したようなＰＷＭ信号処理部３０の機能をプログラムとして組み込み、上述のような処理を実行するよう構成すればよい。また、上述の構成例では、パルスの立上りを基準としてＯＮ期間のパルス幅を変調するような一例を挙げて説明したが、パルスの立下りを基準としたり、ＯＦＦ期間のパルス幅を変調したりするような構成であってもよい。
次にブラシレスモータ５０の詳細な構成について説明する。
図１２は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ５０の断面図である。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナロータ型のブラシレスモータ５０の例を挙げて説明する。
図１２に示すように、ブラシレスモータ５０は、ステータ５１、ロータ５２、回路基板５３およびモータケース５４を備えている。モータケース５４は密封された円筒形状の金属で形成されており、ブラシレスモータ５０は、このようなモータケース５４内にステータ５１、ロータ５２および回路基板５３を収納した構成である。
図１２において、ステータ５１は、ステータ鉄心５５に相ごとの巻線５６を巻回して構成される。ステータ鉄心５５は、内周側に突出した複数の突極を有している。また、ステータ鉄心５５の外周側は概略円筒形状であり、その外周がモータケース５４に固定されている。ステータ５１の内側には、空隙を介してロータ５２が挿入されている。ロータ５２は、ロータフレーム５７の外周に円筒形状の永久磁石５８を保持し、軸受５９で支持された回転軸６０を中心に回転自在に配置される。すなわち、ステータ鉄心５５の突極の先端面と永久磁石５８の外周面とが対向するように配置されている。このようなステータ５１と軸受５９で支持されるロータ５２とによりモータ４０が構成されている。
さらに、このブラシレスモータ５０には、各種の回路部品４１を実装した回路基板５３がモータケース５４の内部に内蔵されている。これら回路部品４１によって、モータ４０を制御や駆動するためのモータ制御装置１０が具体的に構成されている。また、回路基板５３には、ロータ５２の回転位置を検出するために、ホール素子などによる位置検出センサ４９も実装されている。ステータ鉄心５５には支持部材６１が装着されており、回路基板５３は、この支持部材６１を介してモータケース５４内に固定される。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの巻線５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗの端部が引出線５６ａとしてステータ５１から引き出されており、回路基板５３にそれぞれの引出線５６ａが接続されている。
また、ブラシレスモータ５０からは、上位ＥＣＵ２０と接続するためのＰＷＭ信号線１９が引き出されている。
以上のように構成されたブラシレスモータ５０に対して、外部から電源電圧やＰＷＭ信号Ｓｉを供給することにより、回路基板５３上に構成されたモータ制御装置１０によって巻線５６に駆動電流が流れ、ステータ鉄心５５から磁界が発生する。そして、ステータ鉄心５５からの磁界と永久磁石５８からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によって回転軸６０を中心にロータ５２が回転する。
以上説明したように、本実施の形態におけるモータ制御システム１では、上位ＥＣＵ２０とモータ制御装置１０間で冷却ブロア８の仕向け地情報をＰＷＭ信号線１９でやり取りするために、制御ソフト切り替え用のジャンパースイッチ等が不要であり、上位ＥＣＵ２０の部品点数減やケース形状を簡易化できてコストを削減することができる。また、スイッチを使用しないため、スイッチの誤動作やスイッチが落下することがない。このため、上位ＥＣＵ２０の耐振性が向上する。また、上位ＥＣＵ２０とモータ制御装置１０間のシリアル通信機能が不要なため、安価なＩＣ、低スペックなマイコンを用いてモータ制御装置１０を実現可能である。また、シリアル通信用の電子部品（ＣＡＮトランシーバ、チョークコイル、高精度クロック等）が不要となるので、コストを削減できる。
さらに、ＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙの他に信号出力時間を組み合わせる事により、外部からの耐ノイズ性が向上する。外観が同一で、制御ソフト仕様だけが異なる基板や冷却ブロア８を区別できるようになるため、生産工程での回路組込みミスが減少する。すなわち、本実施の形態の冷却ブロア８では、ＱＲコード（登録商標）付与前に仕向け地、製品仕様の検出が可能となるので、手戻りコストを削減することができる。
本発明のモータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置は、車載用の冷却ブロアに好適であり、特に、大型バッテリで動作するハイブリッド車や電気自動車に搭載される冷却ブロアに有用である。
１ モータ制御システム
２ 主機バッテリ
３ 補機バッテリ
４ 車輪駆動部
５ ＩＧスイッチ
６ 温度センサ
７ ファン
８ 冷却ブロア
１０ モータ制御装置
１２ 回転制御部
１３ 通電駆動部
１４ ＰＷＭ駆動回路
１５ インバータ
１６ 位置検出部
１７ 回転速度算出部
１９ ＰＷＭ信号線
２０ 上位ＥＣＵ（上位コントローラ）
２１ 目標回転速度決定部
２２ 要求パターン生成部
２３，３５ ＰＷＭ信号生成部
２４ ＰＷＭ信号検出部
２５ 信号パターン保存部
２６ 信号パターン判定部
２７ 仕向け設定部
２８ 実回転速度算出部
３０ ＰＷＭ信号処理部
３１ ＰＷＭ信号検出部
３２ 要求パターン判定部
３３ 要求パターン保存部
３４ 信号パターン保存部
３６ 目標回転速度算出部
３７ 目標回転速度指令部
４０ モータ
４１ 回路部品
４９ 位置検出センサ
５０ ブラシレスモータ
５１ ステータ
５２ ロータ
５３ 回路基板
５４ モータケース
５５ ステータ鉄心
５６，５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗ 巻線
５６ａ 引出線
５７ ロータフレーム
５８ 永久磁石
５９ 軸受
６０ 回転軸
６１ 支持部材
２３１ デューティ比演算部
２３２ 周波数算出部
２３３ ＰＷＭ信号出力部
２４１，３１１ 立上りエッジ検出部
２４２，３１２ エッジ周期検出部（周期検出部）
２４３，３１３ デューティ比検出部
本発明は、車両に搭載された冷却ブロア用のモータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置に関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車は、車両自身を走行させるため、大型バッテリ（主機バッテリ）を搭載しており、このバッテリを冷却するために空冷ブロアを用いている。このような冷却ブロアは、エンジンなどの車輪駆動部を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と呼ばれる電子制御ユニットから冷却ブロアの冷却能力（例えば、ファンの回転数）や冷却時間（例えば、ファンの回転継続時間）の指示を受け取ることにより制御される。
ところで、冷却ブロアは仕向け地によってその仕様が異なり、仕様に応じて異なる制御が必要となるため、仕向け地ごとにＥＣＵの制御ソフト（ソフトウェア）を変更する必要がある。従来は、同じハードウェアのＥＣＵでも、そのＥＣＵに搭載された制御ソフトに応じて異なる型番を付与し、車両組立て時に型番を確認し仕向け地ごとに異なる型番のＥＣＵを組み込んでいた。このため、ＥＣＵの型番が増加し、その管理が非常に煩雑になって管理コストが増大するという問題があった。
この問題を解決するために、従来、車両搭載用電子機器の全仕向け地に対応できる複数の制御ソフトを同じ型番のＥＣＵに搭載し、車両組立て時にジャンパー線やスイッチ等により制御ソフトを切り替えて使用する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
また、制御ソフトを切り替える他の方法として、ＥＣＵと電子機器間でシリアル通信を介して仕向け地情報を通信する方法も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
しかしながら、上述した従来の方法では、仕向け地に対応した制御ソフトを切り替えるために新たな回路部品（ＣＡＮトランシーバやスイッチ、抵抗等）を追加する必要があり、コストアップとなる。
特開２００９−１２６４６１号公報 特許第４４９１１０６号公報
本発明のモータ制御システムは、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを制御するモータ制御装置と、冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載し、モータの制御情報をＰＷＭ信号によりモータ制御装置と送受信する上位コントローラと、を備えるモータ制御システムである。上位コントローラは、仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンを、ＰＷＭ信号によりモータ制御装置へ送信する。モータ制御装置は、仕向け信号要求パターンを受信すると、仕向け信号パターンを上位コントローラへ送信する。そして、上位コントローラは、仕向け信号パターンから冷却ブロアの仕向け地を特定し、冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替える。
これにより、上位コントローラの型番や回路部品を追加せずに、上位コントローラに搭載された冷却ブロアの制御ソフトを仕向け地に対応して簡単に切り替えることができる。
また、本発明のモータ制御方法は、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを制御するモータ制御装置と、冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載し、モータの制御情報をＰＷＭ信号によりモータ制御装置と送受信する上位コントローラと、を備えてモータを制御するモータ制御方法である。本モータ制御方法は、上位コントローラが、冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンをＰＷＭ信号によりモータ制御装置へ送信するステップと、モータ制御装置が、ＰＷＭ信号を受信し、ＰＷＭ信号に仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定するステップと、モータ制御装置が、仕向け信号要求パターンが含まれている場合には、仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号を生成し、仕向け信号要求パターンが含まれていない場合には、モータの実回転速度情報に基づいたＰＷＭ信号を生成して、ＰＷＭ信号を上位コントローラへ送信するステップと、上位コントローラが、受信したＰＷＭ信号から仕向け信号パターンを検出し、検出した仕向け信号パターンから冷却ブロアの仕向け地を特定し、冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替えるステップと、を備える。
また、本発明のモータ制御装置は、上位コントローラからＰＷＭ信号を受信し、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータをＰＷＭ信号に基づいて制御するモータ制御装置である。本モータ制御装置は、ＰＷＭ信号のＰＷＭ周波数およびＰＷＭデューティ比を検出するＰＷＭ信号検出部と、ＰＷＭ信号検出部の出力に基づいてＰＷＭ信号に冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定する要求パターン判定部と、要求パターン判定部の判定結果に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、を備える。そして、ＰＷＭ信号生成部は、仕向け信号要求パターンが含まれている場合には、仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号を生成し、仕向け信号要求パターンが含まれていない場合には、モータの実回転速度情報に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成されたＰＷＭ信号を上位コントローラへ送信する。
このように、本発明によれば、ＥＣＵの型番や回路部品を追加せずに、ＥＣＵに搭載された冷却ブロアの制御ソフトを仕向け地毎に簡単に切り替えることができるモータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置を提供することができる。
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムを含む車両の制御系のブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵの機能ブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部の機能ブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ信号の一例を示す信号波形図である。 図６は、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ信号の周波数割り当ての一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態における仕向け信号パターンの一例を示す図である。 図８Ａは、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵのＰＷＭ信号の生成時の動作を示すフローチャートである。 図８Ｂは、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵのＰＷＭ信号の検出時の動作を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部の動作を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部のモード移行動作を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部のモード移行動作を説明するためのタイミング図である。 図１２は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの断面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムを含む車両の制御系のブロック図である。図１は、電気自動車やハイブリッド自動車の冷却ブロアおよびその制御を中心にその構成例を示す。車両の車輪駆動用モータなどの車輪駆動部４には主機バッテリ２から電源が供給されている。冷却ブロア８はブラシレスモータ５０とブラシレスモータ５０により回転駆動されるファン７から構成されている。主機バッテリ２は、冷却ブロア８からの送風によって冷却される。ブラシレスモータ５０は、モータ４０と、モータ４０の回転を制御するモータ制御装置１０から構成されている。この冷却ブロア８の冷却能力はモータ４０の回転速度で決定される。このモータ４０の回転速度は、モータ制御装置１０が上位コントローラ（以下、上位ＥＣＵと呼ぶ）２０から信号を受信することにより制御される。
上位ＥＣＵ２０は、車速センサやアクセル開度センサからの情報に基づいて車輪駆動部４や車内のエアコン（図示せず）などを制御する。また、上位ＥＣＵ２０は、主機バッテリ２の温度を検出する温度センサ６からの情報に基づいて冷却ブロア８の冷却能力を制御する。具体的には、上位ＥＣＵ２０は、ＰＷＭ信号線１９を介してＰＷＭ信号によりモータ４０の目標回転速度の指令情報をモータ制御装置１０に送信する。また、上位ＥＣＵ２０は、ＰＷＭ信号線１９を介してＰＷＭ信号によりモータ４０の実回転速度の検出情報を実回転速度情報としてモータ制御装置１０から受信する。なお、ここでモータ４０の回転速度とは、モータ４０の単位時間当たりの回転数である。
上位ＥＣＵ２０やブラシレスモータ５０には、主機バッテリ２とは別に補機バッテリ３から電源が供給される。なお、補機バッテリ３は、上位ＥＣＵ２０やブラシレスモータ５０のほかにラジオなどの他の車載モジュールにも電源を供給している。ここで、上位ＥＣＵ２０はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されている。このような上位ＥＣＵ２０は、プログラムやデータによって構成されたソフトウェアに従って動作する。上位ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと呼ぶ）５を介して補機バッテリ３に接続されている。そして、運転中、すなわちＩＧスイッチ５がオン（以下、ＯＮと記載）の状態では常時電源が供給されるが、停車してＩＧスイッチ５がオフ（以下、ＯＦＦと記載）になった状態では電源供給が停止される。一方、ブラシレスモータ５０は、ＩＧスイッチ５がＯＦＦの状態でも主機バッテリ２を冷却する必要があるために補機バッテリ３と直接接続されている。
次に、図２〜図５を参照してモータ制御システム１の構成および動作を説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施の形態のモータ制御システム１は、ブラシレスモータ５０と、このブラシレスモータ５０を制御する上位ＥＣＵ２０とを含む構成である。また、本実施の形態では、ブラシレスモータ５０が、モータ制御装置１０を構成する回路部品を実装した構成としている。すなわち、図２に示すように、ブラシレスモータ５０において、モータ制御装置１０がモータ４０を駆動制御する。
モータ４０は、ロータと巻線５６を有したステータとを備えており、巻線５６を通電駆動することでロータが回転する。本実施の形態では、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３相でモータ４０を駆動するブラシレスモータ５０の一例を挙げて説明する。このような３相駆動を行うため、モータ４０は、巻線５６として、Ｕ相を駆動する巻線５６Ｕ、Ｖ相を駆動する巻線５６ＶおよびＷ相を駆動する巻線５６Ｗを有している。
モータ制御装置１０は、相ごとに巻線５６に所定の波形の駆動電圧を印加する。これによって、ロータは、モータ制御装置１０からの回転制御に従った回転速度で回転する。また、このような回転制御を行うため、モータ４０には、ロータの回転位置や回転速度を検出するためのセンサが配置されている。本実施の形態では、ロータの回転位置を検出するために各相に対応させて、ホール素子などの３つの位置検出センサ４９をモータ４０に配置している。そして、モータ制御装置１０には、位置検出センサ４９からのセンサ信号Ｄｅｔが供給されている。
また、図２に示すように、モータ制御装置１０は、ＰＷＭ信号線１９を介して上位ＥＣＵ２０と信号接続されている。モータ制御装置１０には、上位ＥＣＵ２０からＰＷＭ信号線１９ａを介して、モータ４０を回転制御するための指令が通知される。また、逆に、ブラシレスモータ５０における情報が、モータ制御装置１０からＰＷＭ信号線１９ｂを介して、上位ＥＣＵ２０に通知される。
本実施の形態では、上位ＥＣＵ２０からの指令として、モータ４０の目標回転速度を指令する目標回転速度指令がモータ制御装置１０に通知される。また、目標回転速度指令によって指令される目標回転速度は、ＰＷＭ信号線１９ａを介して、パルス幅変調されたＰＷＭ信号Ｓｉとして通知される。一方、モータ制御装置１０からは、モータ４０の実回転速度の情報が、ＰＷＭ信号線１９ｂを介して、パルス幅変調されたＰＷＭ信号Ｓｏとして上位ＥＣＵ２０に通知される。ここで、回転速度としては、例えば１分間あたりの回転数（ｒｐｍ）を用いている。
次に、モータ制御装置１０の構成について説明する。モータ制御装置１０は、図２に示すように、回転制御部１２、ＰＷＭ駆動回路１４、インバータ１５、位置検出部１６、回転速度算出部１７、ＰＷＭ信号処理部３０を備えている。そして、モータ制御装置１０には、上述したように、モータ４０に配置した３つの位置検出センサ４９から、センサ信号Ｄｅｔが供給されている。さらに、モータ制御装置１０は、ＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏを伝送するＰＷＭ信号線１９ａ、１９ｂを介して、上位ＥＣＵ２０と接続されている。
まず、位置検出センサ４９からのセンサ信号Ｄｅｔは、位置検出部１６に供給される。位置検出部１６は、ロータの回転に伴う磁極変化に応じて変化するセンサ信号Ｄｅｔから、各相の位置情報を検出する。例えば、位置検出部１６は、磁極変化時点においてセンサ信号Ｄｅｔがゼロクロスするタイミングを検出し、この検出したタイミングに基づく位置検出信号Ｐｄを出力する。すなわち、回転するロータの回転位置はこのような検出タイミングと対応しており、検出タイミングを利用して回転位置を検出できる。また、位置検出信号Ｐｄは、具体的には、例えばこのような検出タイミングを示すパルス信号とすればよい。位置検出部１６は、それぞれの相に対応した位置検出信号Ｐｄを、回転速度算出部１７に供給する。
回転速度算出部１７は、位置検出信号Ｐｄが示す回転位置に基づき、例えば微分演算などによりロータの回転速度を算出する。回転速度算出部１７は、算出した回転速度を検出回転速度Ｖｄとして時系列に回転制御部１２に供給する。なお、本実施の形態では、位置検出センサ４９からのセンサ信号Ｄｅｔに基づいて検出回転速度Ｖｄを生成するような一例を挙げて説明するが、速度検出手段によりロータ速度を検出し、この検出結果に基づき検出回転速度Ｖｄを生成するような構成であってもよい。すなわち、検出回転速度Ｖｄは、モータの実回転から検出した速度を示す時系列の値や信号であればよい。ＰＷＭ信号処理部３０は、この実回転速度を表す検出回転速度Ｖｄにより、パルス信号の周波数を変調してＰＷＭ信号Ｓｏを生成し、上位ＥＣＵ２０へ送信する。
ＰＷＭ信号処理部３０は、上位ＥＣＵ２０から送出されたＰＷＭ信号Ｓｉを受け取り、パルス幅変調されたパルス信号を復調する動作を行う。ＰＷＭ信号処理部３０は、この復調動作によって、受け取ったＰＷＭ信号Ｓｉから目標回転速度Ｖｒを時系列に復元する。すなわち、ＰＷＭ信号処理部３０は、ＰＷＭ信号Ｓｉの各パルスのパルス幅、あるいはパルス幅に対応するデューティ比を検出することによって、ＰＷＭ信号Ｓｉを復調する。そして、ＰＷＭ信号処理部３０は、復調動作によって復元した目標回転速度Ｖｒを時系列に出力する。
目標回転速度Ｖｒは、回転制御部１２に供給される。また、回転制御部１２には、回転速度算出部１７で算出された検出回転速度Ｖｄが供給されている。回転制御部１２は、目標回転速度Ｖｒと検出回転速度Ｖｄとに基づき、巻線５６への駆動量を示す駆動値Ｄｄを生成する。具体的には、回転制御部１２は、速度指令を示す目標回転速度Ｖｒと、実速度に対応した検出速度を示す検出回転速度Ｖｄとの速度偏差を求める。そして、回転制御部１２は、速度指令に従った実速度となるように、速度偏差に応じたトルク量を示す駆動値Ｄｄを生成する。回転制御部１２は、このような駆動値ＤｄをＰＷＭ駆動回路１４に供給する。
ＰＷＭ駆動回路１４は、巻線５６を駆動するための駆動波形を相ごとに生成し、生成した駆動波形をそれぞれパルス幅変調し、駆動パルス信号Ｄｐとして出力する。巻線５６を正弦波駆動する場合には駆動波形は正弦波波形であり、矩形波駆動する場合には駆動波形は矩形波波形である。また、駆動波形の振幅は、駆動値Ｄｄに応じて決定される。ＰＷＭ駆動回路１４は、相ごとに生成した駆動波形を変調信号として、それぞれにパルス幅変調を行い、駆動波形でパルス幅変調したパルス列の駆動パルス信号Ｄｐを、インバータ１５に供給する。
インバータ１５は、駆動パルス信号Ｄｐに基づいて、相ごとに巻線５６への通電を行い、巻線５６を通電駆動する。インバータ１５は、電源の正極側に接続されたスイッチ素子と負極側に接続されたスイッチ素子とを、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれに備えている。Ｕ相の駆動出力Ｕｏは巻線５６Ｕに、Ｖ相の駆動出力Ｖｏは巻線５６Ｖに、そして、Ｗ相の駆動出力Ｗｏは巻線５６Ｗに接続されている。そして、それぞれの相において、駆動パルス信号Ｄｐによりスイッチ素子がＯＮ／ＯＦＦされる。すると、電源からＯＮのスイッチ素子を介し、さらに駆動出力から巻線５６に対して駆動電圧が供給される。この駆動電圧の供給によって、巻線５６に駆動電流が流れる。ここで、駆動パルス信号Ｄｐは駆動波形をパルス幅変調した信号であるため、駆動波形に応じた駆動電流でそれぞれの巻線５６が通電される。
また、ＰＷＭ駆動回路１４とインバータ１５とによって、通電駆動部１３が構成される。通電駆動部１３は、上述のように駆動値Ｄｄに基づいて、モータ４０の巻線５６を相ごとに通電駆動する。
以上のような構成により、目標回転速度Ｖｒに追従するようにロータの回転速度を制御するフィードバック制御ループが形成される。
次に、冷却ブロア８を制御するため、上位ＥＣＵ２０に搭載された制御ソフトウェア（以下、制御ソフトとよぶ）の仕向け地対応について説明する。なお、本実施の形態では制御ソフトの仕向け地対応について説明するが、本発明は仕向け地対応に限らず、冷却ブロア８の機種対応など、異なる制御ソフトを切り替える用途にはすべての適用可能である。
冷却ブロア８は米国、欧州、中国などの仕向け地ごとに仕様が異なり、冷却ブロア８のモータ制御装置１０には自身の仕向け地を特定するための仕向け信号パターン（仕向け地情報）が保存されている。上位ＥＣＵ２０がモータ制御装置１０に適切な制御情報を送信するためには、制御情報の送信に先立ってモータ制御装置１０から仕向け信号パターンを取得する必要がある。そのために、上位ＥＣＵ２０は、モータ制御装置１０に対して仕向け信号パターンの送信を要求するための仕向け信号要求パターンをＰＷＭ信号Ｓｉに埋め込んで送信する。モータ制御装置１０は上位ＥＣＵ２０から受信したＰＷＭ信号Ｓｉが、この仕向け信号要求パターンを含んでいるか否かを常時監視する。ＰＷＭ信号Ｓｉに仕向け信号要求パターンが含まれていると、自身のメモリ等から仕向け信号パターンを読み出して、ＰＷＭ信号Ｓｏにこの仕向け信号パターンを埋め込んで、上位ＥＣＵ２０に送信する。上位ＥＣＵ２０は、受信したＰＷＭ信号Ｓｏから仕向け信号パターンを抽出して、この仕向け信号パターンに基づいて仕向け地に対応した制御ソフトを切り替える。
次に、図３〜図５を参照して上位ＥＣＵ２０とモータ制御装置１０のＰＷＭ信号処理部３０の詳細な構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態における上位ＥＣＵの機能ブロック図である。図４は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のＰＷＭ信号処理部の機能ブロック図である。図５は、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ信号の一例を示す信号波形図である。図５の上段では、実線でＰＷＭ信号Ｓｉの信号波形を示し、点線で目標回転速度指令を示しており、図５の下段では、実線でパルス開始信号Ｐｓのタイミングを示している。ただし、図３は、冷却ブロア８の制御に関係する構成のみを示している。
図３、図４に示すように、上位ＥＣＵ２０およびＰＷＭ信号処理部３０には、クロック信号Ｃｋ１が供給されている。クロック信号Ｃｋ１は一定周期のパルス信号であり、ＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏの周波数よりも十分に高い周波数である。例えば、ＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏの周波数を５００Ｈｚとすると、クロック信号Ｃｋ１の周波数は１ＭＨｚ程度である。また、図３に示す構成では、クロック信号Ｃｋ１をカウントするカウンタを利用してＰＷＭ信号Ｓｉ、Ｓｏを生成するような構成例を挙げている。
図３に示すように、上位ＥＣＵ２０は、目標回転速度決定部２１、要求パターン生成部２２、ＰＷＭ信号生成部２３、ＰＷＭ信号検出部２４、信号パターン保存部２５、信号パターン判定部２６、仕向け設定部２７、実回転速度算出部２８を備えている。ＰＷＭ信号生成部２３は、デューティ比演算部２３１、周波数算出部２３２、ＰＷＭ信号出力部２３３から構成されている。また、ＰＷＭ信号検出部２４は、立上りエッジ検出部２４１、エッジ周期検出部２４２、デューティ比検出部２４３から構成されている。
最初に、図３、図５を参照して上位ＥＣＵ２０のＰＷＭ信号Ｓｉを生成するブロック構成について説明する。まず、通常動作時には、目標回転速度決定部２１は温度センサ６からの主機バッテリ２の温度や、車速センサからの車速情報に基づいてモータ４０の目標回転速度を決定して、目標回転速度指令をデューティ比算出部２３１へ供給する。デューティ比算出部２３１は、この目標回転速度指令に応じたＰＷＭ信号の各パルスのパルス幅を算出し、ＰＷＭ信号出力部２３３へ供給する。ここで目標回転速度は時間あたりの回転数である。デューティ比を変更することにより、目標回転数（ｒｐｍ）を１０％〜９０％の範囲で変更する。一方、上位ＥＣＵ２０の起動時には、要求パターン生成部２２は、予め決められた仕向け信号要求パターンを生成してデューティ比算出部２３１および周波数算出部２３２へ供給する。デューティ比算出部２３１および周波数算出部２３２は、仕向け信号要求パターンに応じたＰＷＭ信号の周波数（以下、ＰＷＭ周波数とも言う）、すなわち各パルスの周期、およびデューティ比（以下、ＰＷＭデューティ比（ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙと略記）とも言う）すなわち各パルスのパルス幅を算出し、ＰＷＭ信号出力部２３３へ供給する。ＰＷＭ信号出力部２３３は、デューティ比算出部２３１および周波数算出部２３２からの算出情報に基づいてＰＷＭ信号Ｓｉを生成してモータ制御装置１０へ送信する。ここで、上位ＥＣＵ２０の起動時とは、ＩＧスイッチ５がＯＮされて上位ＥＣＵ２０に電源が供給された時点を指す。また、仕向け信号要求パターンの詳細については後述する。なお、上記実施の形態では、要求パターン生成部２２からＰＷＭ信号生成部２３へ仕向け信号要求パターンが入力されるのは、上位ＥＣＵ２０の起動時としたが、車両へ冷却ブロア８が取り付けられる際に一度実行されてもよい。
ＰＷＭ信号Ｓｉは、図５の上段に示すように、周期Ｔｐのパルス列であり、周期Ｔｐ期間は、レベルが高いＯＮ期間Ｔｏｎとレベルが低いＯＦＦ期間Ｔｏｆｆとで構成されている。ＯＮ期間Ｔｏｎと周期Ｔｐとの比であるデューティ比（Ｔｏｎ／Ｔｐ）が目標回転速度によって変調されている。例えば、目標回転速度指令のレベルが小から次第に大きくなる（目標回転速度が低速から高速になる）に従い、ＰＷＭ信号出力部２３３は、デューティ比が次第に大きくなるパルス列の信号であるＰＷＭ信号Ｓｉを生成する。
次に、図４を参照してモータ制御装置１０のＰＷＭ信号処理部３０の構成および動作を詳細に説明する。図４に示すように、ＰＷＭ信号処理部３０は、ＰＷＭ信号検出部３１、要求パターン判定部３２、要求パターン保存部３３、信号パターン保存部３４、ＰＷＭ信号生成部３５、目標回転速度算出部３６、目標回転速度指令部３７を備えている。ＰＷＭ信号検出部３１は、立上りエッジ検出部３１１、エッジ周期検出部３１２、デューティ比検出部３１３から構成されている。
立上りエッジ検出部３１１は、ＰＷＭ信号Ｓｉの各パルスに対し、ＯＦＦからＯＮへと立上るエッジのタイミングを検出し、そのタイミングに基づいてエッジ検出信号Ｐｓを生成する。このエッジ検出信号Ｐｓのタイミングは、図５の下段に示すように、ＰＷＭ信号Ｓｉを構成する各パルスの開始タイミングに対応している。生成したエッジ検出信号Ｐｓは、エッジ周期検出部３１２およびデューティ比検出部３１３に供給される。本実施の形態では、所定方向に変化するエッジのタイミングを検出するエッジタイミング検出手段の一例として、このような動作を行う立上りエッジ検出部３１１を挙げている。
エッジ周期検出部３１２は、立上りエッジ検出部３１１から順次供給されるエッジ検出信号Ｐｓの周期を検出する。本構成例では、エッジ周期検出部３１２は、クロック信号Ｃｋ１の数をカウントするようなカウンタを有している。そして、カウンタがエッジ検出信号Ｐｓ間のクロック数をカウントすることでエッジ検出信号Ｐｓの周期を検出している。エッジ周期検出部３１２のカウンタは、このような動作を行い、図５の下段に示すように、周期Ｔｐの期間のカウント数Ｎｔｐを検出する。検出したこのカウント数Ｎｔｐは、ＰＷＭ信号Ｓｉを構成する各パルスの周期Ｔｐに対応している。エッジ周期検出部３１２は、検出したパルスの周期（周波数）を要求パターン判定部３２に供給する。デューティ比検出部３１３は、本構成例では、クロック信号Ｃｋ１の数をカウントするようなカウンタを有している。デューティ比検出部３１３のカウンタは、図５の下段に示すように、エッジ検出信号Ｐｓのタイミングでカウントを開始し、ＰＷＭ信号ＳｉのＯＮ期間Ｔｏｎの間カウントを継続し、ＯＮ期間Ｔｏｎのカウント数Ｎｏｎを検出する。さらに、デューティ比検出部３１３は、カウント数Ｎｔｐに対するカウント数Ｎｏｎの比率を算出する。この比率は、ＰＷＭ信号Ｓｉのデューティ比に対応している。デューティ比検出部３１３は、検出したデューティ比を要求パターン判定部３２および目標回転速度算出部３６に供給する。
要求パターン保存部３３は、予め定められたＰＷＭ周波数、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙ、信号出力時間に基づいて生成された仕向け信号要求パターンを保存している。信号パターン保存部３４は、冷却ブロア８自身の仕向け地を特定するために予め定められたＰＷＭ周波数、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙ、信号出力時間に基づいて生成された仕向け信号パターンを保存している。
要求パターン判定部３２は、要求パターン保存部３３から仕向け信号要求パターンを読み出して、受信したＰＷＭ信号Ｓｉの信号パターンと比較し、ＰＷＭ信号Ｓｉ中に仕向け信号要求パターンが含まれているか否か判定（検出）し、その判定結果をＰＷＭ信号生成部３５に供給する。
ＰＷＭ信号生成部３５は、要求パターン判定部３２の判定結果に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｏを生成して、上位ＥＣＵ２０へ送信する。すなわち、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出すると、ＰＷＭ信号生成部３５は、信号パターン保存部３４から仕向け信号パターンを読み出して、この仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号Ｓｏを生成する。一方、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出しない場合には、ＰＷＭ信号生成部３５は、回転速度算出部１７から供給されたモータ４０の検出回転速度Ｖｄでパルス信号の周波数を変調してＰＷＭ信号Ｓｏを生成する。要求パターン判定部３２の詳細な動作は後程説明する。
目標回転速度算出部３６は、デューティ比検出部３１３からデューティ比を受け取りモータ４０の目標回転速度Ｖｒを算出して復元する。例えば、図５の下段においてカウント数Ｎｔｐが２０００、カウント数Ｎｏｎが１０００とすると、その比率は０．５となり、デューティ比は５０％となる。目標回転速度算出部３６は、例えば、５０％のデューティ比から目標回転速度Ｖｒが１０００（ｒｐｍ）、２５％のデューティ比の場合には５００（ｒｐｍ）であることを復元する。
目標回転速度指令部３７は、目標回転速度算出部３６から目標回転速度Ｖｒを受け取り、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出しない場合には、目標回転速度Ｖｒをそのまま出力する。一方、要求パターン判定部３２が仕向け信号要求パターンを検出した場合には、目標回転速度Ｖｒはゼロまたは所定の固定値を出力してモータ４０の回転を停止させる。
次に、再び図３を参照して上位ＥＣＵ２０のＰＷＭ信号Ｓｏを検出するブロック構成について説明する。ＰＷＭ信号検出部２４は、モータ制御装置１０から受信したＰＷＭ信号ＳｏからＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを検出し、検出したＰＷＭ周波数を実回転速度算出部２８に供給し、検出したＰＷＭ周波数およびＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを信号パターン判定部２６に供給する。ＰＷＭ信号検出部２４の動作は、図４で説明したＰＷＭ信号検出部３１と同様であるので説明を省略する。
信号パターン保存部２５は、冷却ブロア８のすべての仕向け地に対応する仕向け信号パターンを保存している。
信号パターン判定部２６は、ＰＷＭ信号Ｓｏに含まれる信号パターンと信号パターン保存部２５から読み出したすべての仕向け信号パターンと比較し、ＰＷＭ信号Ｓｏが仕向け信号パターンか否か、仕向け信号パターンである場合にはどの仕向け地に対応した仕向け信号パターンか（冷却ブロア８の仕向け地はどこか）を判定する。信号パターン判定部２６は、その判定結果を仕向け設定部２７および実回転速度算出部２８に供給する。
実回転速度算出部２８は、ＰＷＭ信号Ｓｏが仕向け信号パターンでない場合、すなわち、上位ＥＣＵ２０が通常動作モードである場合には、エッジ周期検出部２４２から供給されたＰＷＭ周波数からモータ４０の実回転速度を復元する。上位ＥＣＵ２０は、復元した実回転速度をモータ４０の制御に利用する。
仕向け設定部２７は、上位ＥＣＵ２０に搭載されている複数の制御ソフトから車両に搭載されている冷却ブロア８の仕向け地に対応した制御ソフトに切り替える。
次に、図６、図７を参照して仕向け信号要求パターンおよび仕向け信号パターンについて具体例を挙げて説明する。図６は、ＰＷＭ信号Ｓｉの周波数割り当ての一例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態では、６２Ｈｚ〜３１０Ｈｚをキャリブレーション領域ＦＡ、３１０Ｈｚ〜６００Ｈｚを通常動作領域ＦＢとしている。それ以外の領域は、禁止領域で、この領域ではモータ４０は常時停止するようにしている。キャリブレーション領域ＦＡでは、モータ４０を正常に動作させるためのキャリブレーション動作が行われる。通常動作領域ＦＢ内の３２０Ｈｚ〜３５０Ｈｚの領域が仕向け信号要求のための領域である。
図７は、本実施の形態における仕向け信号パターンの一例を示す図である。図７に示すように、例えば、ＰＷＭ周波数が５００Ｈｚ〜５３０Ｈｚ（１０Ｈｚ毎に増加）の４つのステップＮｏ．０〜Ｎｏ．３に対応する４桁で仕向け番号（ブロア型番）、５４０Ｈｚ〜６１０Ｈｚ（１０Ｈｚ毎に増加）の８つのステップＮｏ．４〜Ｎｏ．１１に対応する８桁でブロア固体番号（シリアル番号）、６２０Ｈｚ〜６５０Ｈｚ（１０Ｈｚ毎に増加）の４つのステップＮｏ．１２〜Ｎｏ．１５に対応する４桁で制御ソフトのソフトバージョン番号をそれぞれ表してもよい。また、各桁の数値（番号）はＰＷＭ＿Ｄｕｔｙで表し、例えば、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが５％で０、１０％〜９０％（１０％毎に増加）でそれぞれ１〜９を表すようにしてもよい。
また、仕向け信号の各ステップＮｏ．０〜Ｎｏ．１５は、それぞれ１秒で合計１６秒の長さの信号である。したがって、仕向け信号パターンの各桁は信号出力時間とＰＷＭ周波数の両方で判定される。このように仕向け信号パターンを定義すると、図７の例では、仕向け番号が９８７６、ブロア固体番号が００００００１２、ソフトバージョン番号が２３４５となる。このようにＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙと信号出力時間の３つを組み合わせることにより、ＰＷＭ信号Ｓｏで冷却ブロア８の情報を上位ＥＣＵ２０へより確実に送信することができる。
次に、図８Ａおよび図８Ｂ〜図１１を参照して上位ＥＣＵ２０およびモータ制御装置１０の動作を説明する。図８Ａおよび図８Ｂは、本実施の形態における上位ＥＣＵの動作を示すフローチャートであり、図８ＡはＰＷＭ信号の生成時の動作を示し、図８ＢはＰＷＭ信号の検出時の動作を示す。図９は、本実施の形態におけるモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。図１０は、本実施の形態における要求パターン判定部の動作を示すフローチャートである。図１１は、モータ制御装置の各動作モードの関係を示すタイミング図である。
まず、図８Ａに示すように、上位ＥＣＵ２０は、冷却ブロア８の仕向け信号パターンを要求するか否かを判定し（ステップＳ１０）、起動時などの上位ＥＣＵ２０が仕向け信号パターンを要求する場合（Ｙｅｓの場合）は、要求パターン生成部２２は仕向け信号要求パターンを生成し（ステップＳ１１）、ＰＷＭ信号生成部２３は仕向け信号要求パターンに基づいてＰＷＭ信号Ｓｉを生成する（ステップＳ１３）。一方、上位ＥＣＵ２０が仕向け信号パターンを要求しない通常動作モードの場合（Ｎｏの場合）は、目標回転速度決定部２１は主機バッテリ２の温度や車速の情報よりモータ４０の目標回転速度を決定し（ステップＳ１２）、ＰＷＭ信号生成部２３は目標回転速度でパルス信号のデューティ比を変調してＰＷＭ信号Ｓｉを生成する（ステップＳ１４）。次に、ステップＳ１５において上位ＥＣＵ２０は、モータ制御装置１０へＰＷＭ信号Ｓｉを送信する。
次に、図９に示すように、モータ制御装置１０は、上位ＥＣＵ２０からＰＷＭ信号Ｓｉを受信し（ステップＳ３０）、ＰＷＭ信号検出部３１はＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを検出する（ステップＳ３１）。その後、要求パターン判定部３２は、ＰＷＭ信号Ｓｏに仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定する（ステップＳ３２）。この要求パターン判定部３２の動作の詳細を図１０および図１１を参照して説明する。
図１０、図１１に示すように、通常動作モードで動作中（ステップＳ４０）に、要求パターン判定部３２は、まずＰＷＭ信号Ｓｏに要求パターン１が含まれているか判定する（ステップＳ４１）。ここで、要求パターン１とは、例えば、ＰＷＭ周波数が３２０Ｈｚ±１％で、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが１０％±１％のＰＷＭ信号パターンである。要求パターン１が検出された場合（ステップＳ４１でＹｅｓの場合）、要求パターン検出モード（ステップＳ４２）に移行する。要求パターン１が検出されない場合（ステップＳ４１でＮｏの場合Ｎｏ）は、要求パターン１の検出を繰り返す。要求パターン検出モード（ステップＳ４２）においては、要求パターン１が１秒以上継続して入力されるか判定する（ステップＳ４２１）。要求パターン１が１秒以上継続して入力された場合（Ｙｅｓの場合）、続いて要求パターン２が検出されるのを待つ（ステップＳ４２２）。ここで、要求パターン２とは、例えば、ＰＷＭ周波数が３５０Ｈｚ±１％で、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが１０％±１％のＰＷＭ信号パターンである。
要求パターン２が検出され（ステップＳ４２２でＹｅｓ）、かつ１秒以上継続して入力された場合（ステップＳ４２４でＹｅｓの場合）、仕向け信号出力モード（ステップＳ４３）へ移行して終了する。一方、３秒経過しても要求パターン２が検出されない場合（ステップＳ４２３でＹｅｓの場合）、あるいは、要求パターン２が検出されても１秒以上継続して入力されない場合（ステップＳ４２４でＮｏの場合）は、通常動作モード（ステップＳ４０）へ戻る。また、要求パターン１、２の入力中（各１秒間）に、範囲外のＰＷＭ周波数、ＰＷＭ＿Ｄｕｔｙの信号パターンが入力された場合は、通常動作モードに復帰する。一方、要求パターン２の入力待ち状態で範囲外のＰＷＭ信号パターンが入力されても３秒経過するまでは通常動作モードに復帰することはない。なお、要求パターン１、２の入力中はＰＷＭ＿Ｄｕｔｙが１０％となっているので、モータ４０は停止している。
再び図９に戻って、ステップＳ３２において要求パターン判定部３２が仕向け信号要求と判定すると（Ｙｅｓの場合）、ＰＷＭ信号生成部３５は仕向け信号パターンに基づいてＰＷＭ信号Ｓｏを生成する（ステップＳ３３）。一方、ステップＳ３２において要求パターン判定部３２が仕向け信号要求ではないと判定すると（Ｎｏの場合）、ＰＷＭ信号生成部３５は、回転速度算出部１７より供給された検出回転速度Ｖｄでパルス信号の周波数を変調し、ＰＷＭ信号Ｓｏを生成する。その後、上位ＥＣＵ２０へＰＷＭ信号Ｓｏを送信する。それと同時に、目標回転速度算出部３６は検出したＰＷＭ＿Ｄｕｔｙに基づいて目標回転速度Ｖｒを算出し（ステップＳ３５）、目標回転速度指令部３７はその目標回転速度Ｖｒを回転制御部１２へ出力する。
次に図８Ｂを参照して上位ＥＣＵ２０のＰＷＭ信号の検出時の動作を説明する。図８Ｂに示すように、上位ＥＣＵ２０がＰＷＭ信号Ｓｏを受信すると（ステップＳ２０）、ＰＷＭ信号検出部２４はＰＷＭ信号ＳｏからＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙを検出する（ステップＳ２１）。信号パターン判定部２６は、仕向け信号パターンがＰＷＭ信号Ｓｏに含まれているか否かを判定し（ステップＳ２２）、仕向け信号パターンを検出した場合（Ｙｅｓの場合）、仕向け設定部２７は、上位ＥＣＵ２０の制御ソフトを車両に現在搭載されている冷却ブロア８に対応する制御ソフトに切り替える。一方、ステップＳ２２において信号パターン判定部２６が、仕向け信号パターンを検出しない場合（Ｎｏの場合）には、通常動作モードと判断し、実回転速度算出部２８が検出したＰＷＭ周波数から実回転速度を算出する。上位ＥＣＵ２０はこの算出された実回転速度を冷却ブロア８の制御に利用する。
なお、以上の説明では、ＰＷＭ信号処理部３０を、カウンタなどを利用して構成した一例を挙げて説明したが、マイコンなどを利用して構成することも可能である。すなわち、上述したようなＰＷＭ信号処理部３０の機能をプログラムとして組み込み、上述のような処理を実行するよう構成すればよい。また、上述の構成例では、パルスの立上りを基準としてＯＮ期間のパルス幅を変調するような一例を挙げて説明したが、パルスの立下りを基準としたり、ＯＦＦ期間のパルス幅を変調したりするような構成であってもよい。
次にブラシレスモータ５０の詳細な構成について説明する。
図１２は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ５０の断面図である。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナロータ型のブラシレスモータ５０の例を挙げて説明する。
図１２に示すように、ブラシレスモータ５０は、ステータ５１、ロータ５２、回路基板５３およびモータケース５４を備えている。モータケース５４は密封された円筒形状の金属で形成されており、ブラシレスモータ５０は、このようなモータケース５４内にステータ５１、ロータ５２および回路基板５３を収納した構成である。
図１２において、ステータ５１は、ステータ鉄心５５に相ごとの巻線５６を巻回して構成される。ステータ鉄心５５は、内周側に突出した複数の突極を有している。また、ステータ鉄心５５の外周側は概略円筒形状であり、その外周がモータケース５４に固定されている。ステータ５１の内側には、空隙を介してロータ５２が挿入されている。ロータ５２は、ロータフレーム５７の外周に円筒形状の永久磁石５８を保持し、軸受５９で支持された回転軸６０を中心に回転自在に配置される。すなわち、ステータ鉄心５５の突極の先端面と永久磁石５８の外周面とが対向するように配置されている。このようなステータ５１と軸受５９で支持されるロータ５２とによりモータ４０が構成されている。
さらに、このブラシレスモータ５０には、各種の回路部品４１を実装した回路基板５３がモータケース５４の内部に内蔵されている。これら回路部品４１によって、モータ４０を制御や駆動するためのモータ制御装置１０が具体的に構成されている。また、回路基板５３には、ロータ５２の回転位置を検出するために、ホール素子などによる位置検出センサ４９も実装されている。ステータ鉄心５５には支持部材６１が装着されており、回路基板５３は、この支持部材６１を介してモータケース５４内に固定される。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの巻線５６Ｕ、５６Ｖ、５６Ｗの端部が引出線５６ａとしてステータ５１から引き出されており、回路基板５３にそれぞれの引出線５６ａが接続されている。
また、ブラシレスモータ５０からは、上位ＥＣＵ２０と接続するためのＰＷＭ信号線１９が引き出されている。
以上のように構成されたブラシレスモータ５０に対して、外部から電源電圧やＰＷＭ信号Ｓｉを供給することにより、回路基板５３上に構成されたモータ制御装置１０によって巻線５６に駆動電流が流れ、ステータ鉄心５５から磁界が発生する。そして、ステータ鉄心５５からの磁界と永久磁石５８からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によって回転軸６０を中心にロータ５２が回転する。
以上説明したように、本実施の形態におけるモータ制御システム１では、上位ＥＣＵ２０とモータ制御装置１０間で冷却ブロア８の仕向け地情報をＰＷＭ信号線１９でやり取りするために、制御ソフト切り替え用のジャンパースイッチ等が不要であり、上位ＥＣＵ２０の部品点数減やケース形状を簡易化できてコストを削減することができる。また、スイッチを使用しないため、スイッチの誤動作やスイッチが落下することがない。このため、上位ＥＣＵ２０の耐振性が向上する。また、上位ＥＣＵ２０とモータ制御装置１０間のシリアル通信機能が不要なため、安価なＩＣ、低スペックなマイコンを用いてモータ制御装置１０を実現可能である。また、シリアル通信用の電子部品（ＣＡＮトランシーバ、チョークコイル、高精度クロック等）が不要となるので、コストを削減できる。
さらに、ＰＷＭ周波数とＰＷＭ＿Ｄｕｔｙの他に信号出力時間を組み合わせる事により、外部からの耐ノイズ性が向上する。外観が同一で、制御ソフト仕様だけが異なる基板や冷却ブロア８を区別できるようになるため、生産工程での回路組込みミスが減少する。すなわち、本実施の形態の冷却ブロア８では、ＱＲコード（登録商標）付与前に仕向け地、製品仕様の検出が可能となるので、手戻りコストを削減することができる。
本発明のモータ制御システム、モータ制御方法およびモータ制御装置は、車載用の冷却ブロアに好適であり、特に、大型バッテリで動作するハイブリッド車や電気自動車に搭載される冷却ブロアに有用である。
１ モータ制御システム
２ 主機バッテリ
３ 補機バッテリ
４ 車輪駆動部
５ ＩＧスイッチ
６ 温度センサ
７ ファン
８ 冷却ブロア
１０ モータ制御装置
１２ 回転制御部
１３ 通電駆動部
１４ ＰＷＭ駆動回路
１５ インバータ
１６ 位置検出部
１７ 回転速度算出部
１９ ＰＷＭ信号線
２０ 上位ＥＣＵ（上位コントローラ）
２１ 目標回転速度決定部
２２ 要求パターン生成部
２３，３５ ＰＷＭ信号生成部
２４ ＰＷＭ信号検出部
２５ 信号パターン保存部
２６ 信号パターン判定部
２７ 仕向け設定部
２８ 実回転速度算出部
３０ ＰＷＭ信号処理部
３１ ＰＷＭ信号検出部
３２ 要求パターン判定部
３３ 要求パターン保存部
３４ 信号パターン保存部
３６ 目標回転速度算出部
３７ 目標回転速度指令部
４０ モータ
４１ 回路部品
４９ 位置検出センサ
５０ ブラシレスモータ
５１ ステータ
５２ ロータ
５３ 回路基板
５４ モータケース
５５ ステータ鉄心
５６，５６Ｕ，５６Ｖ，５６Ｗ 巻線
５６ａ 引出線
５７ ロータフレーム
５８ 永久磁石
５９ 軸受
６０ 回転軸
６１ 支持部材
２３１ デューティ比演算部
２３２ 周波数算出部
２３３ ＰＷＭ信号出力部
２４１，３１１ 立上りエッジ検出部
２４２，３１２ エッジ周期検出部（周期検出部）
２４３，３１３ デューティ比検出部

Claims (7)

  1. 車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを制御するモータ制御装置と、
    前記冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載し、前記モータの制御情報をＰＷＭ信号により前記モータ制御装置と送受信する上位コントローラと、を備えるモータ制御システムであって、
    前記上位コントローラは、前記仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンを前記ＰＷＭ信号により前記モータ制御装置へ送信し、
    前記モータ制御装置は、前記仕向け信号要求パターンを受信すると、前記仕向け信号パターンを前記上位コントローラへ送信し、
    前記上位コントローラは、前記仕向け信号パターンから前記冷却ブロアの仕向け地を特定し、前記冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替えることを特徴とするモータ制御システム。
  2. 前記上位コントローラは、前記ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティ比を前記モータの目標回転速度により変調して前記モータ制御装置へ送信し、
    前記モータ制御装置は、受信した前記ＰＷＭ信号から前記目標回転速度を復元して前記モータの回転速度を制御するとともに、前記ＰＷＭ信号のＰＷＭ周波数を前記モータの実回転速度情報で変調して前記上位コントローラへ送信することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
  3. 前記仕向け信号要求パターンおよび前記仕向け信号パターンは、前記ＰＷＭ周波数、前記ＰＷＭデューティ比および信号出力時間に基づいて生成されたことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御システム。
  4. 車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを制御するモータ制御装置と、
    前記冷却ブロアの複数の仕向け地に対応する複数の異なる制御ソフトを搭載し、前記モータの制御情報をＰＷＭ信号により前記モータ制御装置と送受信して前記モータを制御するモータ制御方法であって、
    上位コントローラは、前記冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンをＰＷＭ信号により前記モータ制御装置へ送信するステップと、
    前記モータ制御装置は、前記ＰＷＭ信号を受信し、前記ＰＷＭ信号に前記仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定するステップと、
    前記モータ制御装置は、前記仕向け信号要求パターンが含まれている場合には、前記仕向け信号パターンに基づいて前記ＰＷＭ信号を生成し、前記仕向け信号要求パターンが含まれていない場合には、前記モータの実回転速度情報に基づいたＰＷＭ信号を生成して、前記ＰＷＭ信号を前記上位コントローラへ送信するステップと、
    上位コントローラは、受信した前記ＰＷＭ信号から前記仕向け信号パターンを検出し、検出した前記仕向け信号パターンから前記冷却ブロアの仕向け地を特定し、前記冷却ブロアの仕向け地に対応した制御ソフトに切り替えるステップと、
    を備えたことを特徴とするモータ制御方法。
  5. 上位コントローラからＰＷＭ信号を受信し、車両に搭載されたバッテリを冷却する冷却ブロアのモータを前記ＰＷＭ信号に基づいて制御するモータ制御装置であって、
    前記ＰＷＭ信号のＰＷＭ周波数およびＰＷＭデューティ比を検出するＰＷＭ信号検出部と、
    前記ＰＷＭ信号検出部の出力に基づいて前記ＰＷＭ信号に前記冷却ブロアの仕向け地を特定する仕向け信号パターンを要求する仕向け信号要求パターンが含まれているか否かを判定する要求パターン判定部と、
    前記要求パターン判定部の判定結果に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、を備え、
    前記ＰＷＭ信号生成部は、前記仕向け信号要求パターンが含まれている場合には、前記仕向け信号パターンに基づいて前記ＰＷＭ信号を生成し、前記仕向け信号要求パターンが含まれていない場合には、前記モータの実回転速度情報に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成し、生成された前記ＰＷＭ信号を前記上位コントローラへ送信することを特徴とするモータ制御装置。
  6. 前記ＰＷＭ信号検出部は、前記ＰＷＭ信号の立上りエッジを検出する立上りエッジ検出部と、前記立上りエッジ検出部の出力に基づいて前記ＰＷＭ周波数を検出するエッジ周期検出部と、前記立上りエッジ検出部の出力に基づいて前記ＰＷＭデューティ比を検出するデューティ比検出部から構成されることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
  7. 前記ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ周波数を算出する周波数算出部と、前記ＰＷＭデューティ比を算出するデューティ比算出部と、前記ＰＷＭ周波数および前記ＰＷＭデューティ比に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号出力部より構成されることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5387804B1 (ja) * 2012-03-09 2014-01-15 パナソニック株式会社 モータ制御装置、ブラシレスモータおよびモータ制御システム
CN105634189A (zh) * 2014-11-06 2016-06-01 刘粤荣 一种轮毂连体电动装置及其驱动、制动方法
CN104808719B (zh) * 2015-03-12 2017-09-22 北京长安汽车工程技术研究有限责任公司 一种温度控制系统及方法
JP6326007B2 (ja) * 2015-06-12 2018-05-16 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車載二次電池の冷却装置
US10523136B2 (en) * 2016-09-26 2019-12-31 Mitsubishi Electric Corporation Inverter device and method of controlling the same
WO2018175536A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 Inboard Technology, Inc. Controlling a motorized wheel
TWI635707B (zh) * 2017-12-08 2018-09-11 陞達科技股份有限公司 用以風扇晶片的訊號傳輸延遲的檢測系統及檢測方法
TWI660126B (zh) * 2018-01-16 2019-05-21 陞達科技股份有限公司 風扇控制系統及方法
KR102661933B1 (ko) 2019-06-12 2024-04-29 삼성전자주식회사 클락 모니터링 회로, 및 이를 포함하는 집적 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치
JP7215403B2 (ja) * 2019-11-29 2023-01-31 株式会社豊田自動織機 インバータ制御装置及び車載用流体機械

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7548037B2 (en) * 1992-04-22 2009-06-16 Nartron Corporation Collision monitoring system
JP4491106B2 (ja) 2000-03-23 2010-06-30 株式会社日本クライメイトシステムズ 車両用空調制御装置
US7064658B2 (en) * 2003-03-10 2006-06-20 Daimlerchrysler Corporation Integrated vehicle power distribution and gateway system
JP2005264824A (ja) 2004-03-18 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd 電子制御ユニット
US7141950B1 (en) * 2006-02-28 2006-11-28 Cypress Semiconductor Corp. Fan control utilizing bi-directional communication
JP5128250B2 (ja) 2007-11-27 2013-01-23 株式会社ユーシン 仕向け地設定用制御回路
CN201134785Y (zh) 2007-12-29 2008-10-15 马建红 Pwm电机控制器
US7821218B2 (en) 2008-04-22 2010-10-26 Emerson Electric Co. Universal apparatus and method for configurably controlling a heating or cooling system
JP5203810B2 (ja) 2008-06-19 2013-06-05 本田技研工業株式会社 水素換気ファンの検査システム
JP5303367B2 (ja) 2009-06-08 2013-10-02 富士通テン株式会社 エコラン制御装置及びエコラン制御方法
JP2011132853A (ja) 2009-12-24 2011-07-07 Fujitsu Ten Ltd ファンモータ制御装置及びファンモータ制御システム
CN102230658B (zh) 2010-02-01 2013-09-11 中山大洋电机制造有限公司 一种空调风机电机控制器及其控制方法
CN102959855B (zh) * 2010-06-25 2015-01-21 丰田自动车株式会社 马达驱动装置和搭载该马达驱动装置的车辆
JP2012044813A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Denso Corp 車両用電源装置
US8688313B2 (en) * 2010-12-23 2014-04-01 Aes Technologies, Llc. Remote vehicle programming system and method
JP5387804B1 (ja) * 2012-03-09 2014-01-15 パナソニック株式会社 モータ制御装置、ブラシレスモータおよびモータ制御システム

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