JPWO2019065170A1 - ブラシレスｄｃモータ、ブラシレスｄｃモータの種類を識別する識別方法および識別装置 - Google Patents

Abstract

実施形態にかかる識別方法は、ブラシレスＤＣモータの種類を識別する、識別装置に用いる識別方法である。ブラシレスＤＣモータは、信号を出力するための出力端子を備える。出力端子は、複数種類の信号が重畳された信号を出力することができる。重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なる。識別方法では、ブラシレスＤＣモータに電力を供給し、ブラシレスＤＣモータの出力端子から出力される重畳された信号を識別装置に入力し、重畳された信号を複数種類の信号に分離し、分離した信号を用いてブラシレスＤＣモータの種類を識別する。【選択図】図１

Description

本開示は、ブラシレスＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータの種類を識別する識別方法および識別装置に関する。

多くの電子機器は、例えば、内部で発生する熱を外部に逃がすための冷却装置としてファンモータを備える。電子機器において、ファンモータは、システムコントローラに電気的に接続され、そのシステムコントローラの制御を受けて動作する。

特許文献１は、ファンモータとシステムコントローラとが通信を行ってファン識別情報を取得する識別方法を開示している。例えば、通常モードからコマンドモードに切り替わり、ファンモータおよびシステムコントローラは、電源線、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）線およびＴＡＣＨ（Ｔａｃｈｏｍｅｔｅｒ）線を介しコマンドを送受信する。システムコントローラは、ファン識別情報をハンドシェイクにより取得し、ファンモータとの適合性を判断する。この場合、システムコントローラ、ファン共に、通常モードと、コマンドモードの切り替えなど、複雑な制御ソフトを必要としていた。

米国特許出願公開第２００６／０１５２８９１号明細書

上述した従来の技術では、ブラシレスＤＣモータの種類をより簡単に識別する手法が望まれていた。

本開示の実施形態は、ハンドシェイクを特に行うことなくブラシレスＤＣモータの種類を識別することが可能なブラシレスＤＣモータの識別方法および識別装置を提供する。

本開示の例示的な識別方法は、ブラシレスＤＣモータの種類を識別する、識別装置に用いる識別方法であって、前記ブラシレスＤＣモータは、信号を出力するための出力端子を備え、前記出力端子は、複数種類の信号が重畳された信号を出力することができ、前記重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なり、前記ブラシレスＤＣモータに電力を供給し、前記ブラシレスＤＣモータの前記出力端子から出力される前記重畳された信号を前記識別装置に入力し、前記重畳された信号を複数種類の信号に分離し、前記分離した信号を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。

本開示の例示的な実施形態によると、ブラシレスＤＣモータの種類の識別に用いられる信号を別の信号に重畳した信号がブラシレスＤＣモータから出力される。ブラシレスＤＣモータと識別装置との間の配線の数を増やすことなく、ブラシレスＤＣモータから識別装置へ、ブラシレスＤＣモータの種類を識別するための情報を送信することができる。識別装置では、重畳された信号を複数種類の信号に分離することで、ブラシレスＤＣモータの種類を識別することができる。

図１は、実施形態にかかるユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００を示すブロック図である。 図２は、実施形態にかかるユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００の別の例を示すブロック図である。 図３は、実施形態にかかる復調回路１５０を示す図である。 図４は、実施形態にかかる合成回路２７０の回路構成の例を示す図である。 図５は、実施形態にかかる復調回路１５０の回路構成の例を示す図である。 図６（ａ）から（ｅ）は、実施形態にかかる信号波形の例を示す図である。 図７は、実施形態にかかる識別に用いる識別表を示す図である。 図８は、実施形態にかかる高周波発生回路２８０の回路構成の例を示す図である。 図９は、実施形態にかかる復調回路１５０を示す図である。 図１０（ａ）から（ｅ）は、実施形態にかかる信号波形の例を示す図である。 図１１は、実施形態にかかるＦＶコンバータ７００の回路構成の例を示す図である。 図１２は、実施形態にかかる識別に用いる識別表を示す図である。 図１３は、実施形態にかかる高周波発生回路２８０の回路構成の例を示す図である。 図１４は、実施形態にかかる復調回路１５０の回路構成の例を示す図である。 図１５（ａ）および（ｂ）は、実施形態にかかる信号波形の例を示す図である。 図１６は、実施形態にかかるＦＶコンバータ７００の回路構成の例を示す図である。 図１７は、実施形態にかかる合成回路２７０の回路構成の例を示す図である。 図１８（ａ）から（ｅ）は、実施形態にかかる信号波形の例を示す図である。 図１９は、実施形態にかかる合成回路２７０の回路構成の例を示す図である。 図２０（ａ）から（ｅ）は、実施形態にかかる信号波形の例を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本開示のブラシレスＤＣモータの種類を識別する識別方法および識別装置の実施形態を詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

（実施形態１）
〔１−１．ユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００の構成例〕
図１は、ユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００の典型的なブロック構成例を模式的に示している。本明細書では、ファンモータを例にしてブラシレスＤＣモータ２００の構造および動作を説明する。本開示のブラシレスＤＣモータは、インナーロータ型またはアウターロータ型モータを含む。ブラシレスＤＣモータ２００は、ファンモータに限られず、様々な用途に用いられるブラシレスＤＣモータである。ブラシレスＤＣモータ２００は、例えば、空調装置または洗濯機などの家電製品に用いられるモータおよび車載用モータである。

ユーザシステム１００は、ブラシレスＤＣモータ２００に電気的に接続される。ユーザシステム１００は、ブラシレスＤＣモータ２００を制御することが可能である。ユーザシステム１００は、多品種を生産する工場で、ブラシレスＤＣモータの生産管理システムに搭載できる。また、ブラシレスＤＣモータ２００を搭載することが可能な電子機器内のシステムまたは車載システムである。例えば、ブラシレスＤＣモータ２００は、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体またはゲーム機などの電子機器に好適に搭載される。例えば、仕様の異なるブラシレスＤＣモータ２００が、同一の場所で生産されるとき、ユーザシステム１００は、一連の検査システムの一部である。または、ブラシレスＤＣモータ２００が、ファンモータとして、サーバー、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体に搭載されるとき、ユーザシステム１００は、マザーボードに実装される種々の電子部品で構成されるシステム全体またはその一部である。

ユーザシステム１００は、例えば、コントローラ１１０、メモリ１２０および復調回路１５０を備える。本実施形態によるユーザシステム１００は、後述するように、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する機能を有する。換言すると、ユーザシステム１００は、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する識別装置として使用することができる。そのため、本明細書では、ユーザシステム１００を識別装置１００と呼ぶ場合がある。

コントローラ１１０は、ユーザシステム１００の全体およびブラシレスＤＣモータ２００を制御することができる。コントローラ１１０は、さらに、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することが可能である。コントローラ１１０は、例えば、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）またはＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ）などの半導体集積回路である。

メモリ１２０は、例えば書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）または読み出し専用のメモリである。メモリ１２０は、コントローラ１１０にブラシレスＤＣモータ２００を制御させるための命令群を有する制御プログラムを格納する。メモリ１２０は、さらに、ブラシレスＤＣモータ２００の種類をコントローラ１１０に識別させるための命令群を有する制御プログラムを格納する。例えば、それらの制御プログラムはブート時にＲＡＭ（不図示）に一旦展開される。なお、メモリ１２０は、コントローラ１１０に外付けされる必要はなく、コントローラ１１０に搭載されていてもよい。メモリ１２０を搭載したコントローラ１１０は、例えば上述したＭＣＵである。

詳細は後述するが、ブラシレスＤＣモータ２００は、複数種類の信号が重畳された信号をコントローラ１１０へ出力する。復調回路１５０は、受け取った重畳された信号を複数種類の信号に分離し、コントローラ１１０に出力する。コントローラ１１０は、復調回路１５０の出力信号を用いて、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

ユーザシステム１００は、ブラシレスＤＣモータ２００の制御用端子として、例えば、Ｖｍｏｔ端子、ＰＷＭ端子、ＴＡＣＨ端子およびＧＮＤ端子を備える。ユーザシステム１００は、オプションとして、ＳＤＡＴＡ端子、ＳＣＬＫ端子、モータの回転方向を制御するＣＷ／ＣＣＷ端子およびモータの回転の開始・停止を指示するＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ端子などを備えていてもよい。本実施形態において、モータの回転は、例えばファンモータ（またはファン）の回転である。

Ｖｍｏｔ端子は、モータ電源用の端子である。例えば、５２Ｖの電源電圧が、Ｖｍｏｔ端子からブラシレスＤＣモータ２００に供給される。

ＰＷＭ端子は、モータの回転数制御用の出力端子である。コントローラ１１０は、モータの回転を制御するためのＰＭＷ信号を生成し、ＰＷＭ端子を介してブラシレスＤＣモータ２００に出力する。

ＴＡＣＨ端子は、モータの回転速度を監視するためのタコメータ用の入力端子である。
回転速度は、単位時間（１分間）にモータが回転する回転数（ｒｐｍ）、または単位時間（１秒間）にモータが回転する回転数（ｒｐｓ）で表される。例えば、モータの一回転当たり２パルスが、一般に、ファンモータのＴＡＣＨ端子から出力される。そのパルスのデューティ比は、一般に、５０％に設定されることが多い。デューティ比は、ＨｉとＬｏｗのうちの１パルス周期におけるＨｉの割合で表される。モータの回転速度に応じてブラシレスＤＣモータ２００のＴＡＣＨ端子から出力されるパルス信号は、ユーザシステム１００のＴＡＣＨ端子に入力される。

ＳＤＡＴＡ端子およびＳＣＬＫ端子は、Ｉ2Ｃ通信を行うための入出力端子である。ＳＤＡＴＡ端子およびＳＣＬＫ端子は、必須の端子ではない。ユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００の間で、ＳＤＡＴＡ端子およびＳＣＬＫ端子を介してシリアル通信を行うことが可能となる。

ブラシレスＤＣモータ２００は、例えば、インペラを備えるＤＣファンモータである。ブラシレスＤＣモータ２００は、例えば、軸流ファン、遠心ファン、クロスフローファンまたはシロッコファンである。ブラシレスＤＣモータ２００は、駆動回路２１０と、駆動回路２１０を実装する回路基板ＣＢと、コイル２４０とを備える。駆動回路２１０は、モータドライブＩＣ２２０、インバータ２３０、ホール素子２６０、合成回路２７０、高周波発生回路２８０、レギュレータ２９０を備える。コイル２４０は、モータの巻線である。駆動回路２１０は、コイル２４０に電流を供給してモータを駆動する。

レギュレータ２９０は、例えば５２Ｖのモータ電源を降圧してモータドライブＩＣ２２０用の電源電圧Ｖｃｃ（例えば３．３Ｖまたは５Ｖ）を生成する。ただし、レギュレータ２９０は、必須ではなく、例えば、モータ電源電圧とは別に、ユーザシステム１００からブラシレスＤＣモータ２００に電源電圧Ｖｃｃを供給するようにしてもよい。

モータドライブＩＣ２２０は、インバータ２３０に接続される。モータドライブＩＣ２２０は、ユーザシステム１００から送信されるＰＷＭ信号に従って、インバータ２３０を制御する制御信号を生成する。モータドライブＩＣ２２０は、ＳＤＡＴＡ端子およびＳＣＬＫ端子を有し、ユーザシステム１００とＩ2Ｃ通信を行うことができる。

モータドライブＩＣ２２０は、例えば、ホール素子２６０の出力に基づいてモータの回転速度を監視し、モータの回転速度に応じたパルス信号を生成する。その出力方式は、例えば、一回転当たり２パルスであり、そのパルスのデューティ比は、例えば５０％である。このようなモータの回転速度に応じたパルス信号を、本実施形態ではＴＡＣＨ信号と称する場合がある。ユーザシステム１００は、ＴＡＣＨ信号からモータドライブＩＣ２２０の回転速度を検出することができる。なお、ホール素子を用いずにＴＡＣＨ信号を生成する技術が知られている。そのような技術を利用する場合、ホール素子２６０は省略されていてもよい。

インバータ２３０は、モータドライブＩＣ２２０およびモータのコイル２４０に電気的に接続される。インバータ２３０は、モータ電源の電力をファンモータに供給する電力に変換し、コイル２４０を通電する。

ブラシレスＤＣモータ２００は、ユーザシステム１００側の端子に対応した、Ｖｍｏｔ端子、ＰＷＭ端子、ＳＤＡＴＡ端子、ＳＣＬＫ端子、ＴＡＣＨ端子およびＧＮＤ端子を備える。それらの端子は回路基板ＣＢに配置される。ブラシレスＤＣモータ２００のＰＷＭ端子は、モータの回転数制御用の入力端子であり、ＴＡＣＨ端子はタコメータ用の出力端子である。

Ｖｍｏｔ端子を介してユーザシステム１００からブラシレスＤＣモータ２００にモータ電源電圧供給が供給されると、モータドライブＩＣ２２０およびインバータ２３０はコイル２４０に通電し、ブラシレスＤＣモータ２００は回転する。ホール素子２６０は、ブラシレスＤＣモータ２００の回転に応じた信号をモータドライブＩＣ２２０に出力する。モータドライブＩＣ２２０は、ホール素子２６０の出力を用いてＴＡＣＨ信号を生成する。

モータドライブＩＣ２２０が出力したＴＡＣＨ信号は、合成回路２７０に入力される。高周波発生回路２８０は、高周波信号を発生させ、合成回路２７０に出力する。高周波信号の周波数は、例えば、ブラシレスＤＣモータ２００が最大回転速度で動作しているときのＴＡＣＨ信号の周波数の４０倍以上である。高周波信号は、例えばＴＡＣＨ信号の高調波信号である。合成回路２７０は、ＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳する。合成回路２７０は、ＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳した信号を、ＴＡＣＨ端子を介して、ユーザシステム１００に出力する。このような重畳した信号を、本実施形態では重畳信号と称する場合がある。

復調回路１５０は、受け取った重畳信号をＴＡＣＨ信号と高周波信号に分離し、コントローラ１１０に出力する。ＴＡＣＨ信号の周波数と高周波信号の周波数とを４０倍以上異ならせていることで、ＴＡＣＨ信号と高周波信号とを容易に精度良く分離することができる。コントローラ１１０は、ＴＡＣＨ信号からモータドライブＩＣ２２０の回転速度を検出することができる。また、高周波信号からブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

例えば、高周波発生回路２８０が出力する高周波信号のデューティ比は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なっている。このため、高周波信号のデューティ比はブラシレスＤＣモータ２００それぞれの固有情報になる。ＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳した信号も、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なっている。復調回路１５０が分離した高周波信号のデューティ比は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なっている。コントローラ１１０は、得られた高周波信号のデューティ比を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

例えば、ブラシレスＤＣモータ２００を製造するサプライヤー毎に、高周波信号のデューティ比を割り当てることができる。例えば、デューティ比５％をサプライヤーＡに割り当て、デューティ比１０％をサプライヤーＢに割り当て、デューティ比２０％をサプライヤーＣに割り当てることができる。さらに、これらのデューティ比とは異なるデューティ比を複数のサプライヤーにそれぞれ割り当てることができる。

他の例として、製品ロット毎に、デューティ比を割り当てることができる。例えば、デューティ比５％を製品ロット番号Ａに割り当て、デューティ比１０％を製品ロット番号Ｂに割り当て、デューティ比２０％を製品ロット番号Ｃに割り当てることができる。さらに、これらのデューティ比とは異なるデューティ比を複数の製品ロット番号にそれぞれ割り当てることができる。このように、複数のブラシレスＤＣモータの種類は、例えばサプライヤーの数だけ存在し得る。また、複数のブラシレスＤＣモータの種類は、例えば管理対象の製品ロットの数だけ存在し得る。

図２は、ユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００のブロック構成の他の例を模式的に示す。

ユーザシステム１００は、発光素子１３０をさらに備えていてもよい。発光素子１３０は、例えば複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ）である。複数のＬＥＤ１３０は、ブラシレスＤＣモータ２００の種類の識別結果を報知する報知装置である。例えば、複数のＬＥＤ１３０は、複数のブラシレスＤＣモータの種類の数だけ設けることができる。例えば、サプライヤーＡおよびＢの２種類のブラシレスＤＣモータがある場合、発光色の異なる２個のＬＥＤを設けることができる。例えば、サプライヤーＡ用の赤色ＬＥＤ、サプライヤーＢ用の青色ＬＥＤを用いることができる。

ブラシレスＤＣモータ２００は、ＭＣＵ２５０を備えていてもよい。ＭＣＵ２５０の搭載によって、ブラシレスＤＣモータ２００をインテリジェント化させることができる。例えば、ＭＣＵ２５０は、モータドライブＩＣ２２０を直接制御することが可能となる。

次に、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する処理の詳細を説明する。

図３は、復調回路１５０の一例を示す図である。図４は、合成回路２７０の回路構成の一例を示す図である。図５は、図３に示す復調回路１５０の回路構成の一例を示す図である。この例では、復調回路１５０は、ローパスフィルタ４００およびハイパスフィルタ５００を備える。ブラシレスＤＣモータ２００からＴＡＣＨ端子を介して入力された重畳信号は、ローパスフィルタ４００およびハイパスフィルタ５００に入力される。ローパスフィルタ４００は、重畳信号のうちの周波数の低い成分を通過させる。ハイパスフィルタ５００は、重畳信号のうちの周波数の高い成分を通過させる。すなわち、ローパスフィルタ
４００により重畳信号からＴＡＣＨ信号を分離することができ、ハイパスフィルタ５００により重畳信号から高周波信号を分離することができる。

図６（ａ）から図６（ｅ）は各信号の波形の例を示す図である。図６（ａ）から図６（ｅ）のそれぞれにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図６（ａ）は、モータドライブＩＣ２２０が合成回路２７０に出力するＴＡＣＨ信号の波形を示している。図６（ｂ）は、高周波発生回路２８０が合成回路２７０に出力する高周波信号の波形を示している。図６（ｃ）は、合成回路２７０がＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳して生成した重畳信号の波形を示している。図６（ｄ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離した高周波信号の波形を示している。図６（ｅ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離したＴＡＣＨ信号の波形を示している。

図４に示す例では、合成回路２７０は、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１１および抵抗素子Ｒ１１、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１２および抵抗素子Ｒ１２、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１３および抵抗素子Ｒ１３、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１４および抵抗素子Ｒ１４、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１５および抵抗素子Ｒ１５、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１６および抵抗素子Ｒ１６、直列接続されたスイッチ素子Ｓ１７および抵抗素子Ｒ１７、スイッチ素子Ｓ１８、スイッチ素子Ｓ１９を備える。スイッチ素子Ｓ１１からＳ１８は、例えばトランジスタである。スイッチ素子Ｓ１１からＳ１８は、例えばＭＯＳＦＥＴである。抵抗素子Ｒ１１からＲ１７の抵抗値は、例えば十数ｋΩ程度である。抵抗素子Ｒ１１からＲ１７の抵抗値は、例えば１０ｋΩである。

高周波発生回路２８０が発生させる高周波信号のデューティ比は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なる。例えば、高周波発生回路２８０はＲＣフィルタ回路を備える。この場合、例えば、ＲＣフィルタ回路のコンデンサの容量を任意に設定することにより、高周波信号のデューティ比を任意に設定することができる。また、デューティ比を任意の値に設定する他の手法として、例えば、ＲＬフィルタ回路を用いる手法、ＭＣＵを使用する手法などがある。また、デューティ比を任意の値に設定する他の手法として、後述するＰＷＭジェネレータを用いることもできる。

スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１５のゲートにはモータドライブＩＣ２２０からＴＡＣＨ信号が供給される。スイッチ素子Ｓ１１によりパルスのハイとローが反転したＴＡＣＨ信号は、スイッチ素子Ｓ１２で再び反転する。

スイッチ素子Ｓ１４、Ｓ１８のゲートには高周波発生回路２８０から高周波信号が供給される。スイッチ素子Ｓ１８によりハイとローが反転した高周波信号は、スイッチ素子Ｓ１２のドレインとスイッチ素子Ｓ１３のゲートとが接続されるノードに供給される。このノードにおいて、ＴＡＣＨ信号と反転した高周波信号とが重畳される。重畳された信号は、スイッチ素子Ｓ１３によりハイとローが反転し、スイッチ素子Ｓ１６のドレインとスイッチ素子Ｓ１７のゲートとが接続されるノードに供給される。

モータドライブＩＣ２２０からスイッチ素子Ｓ１５に供給されたＴＡＣＨ信号は、スイッチ素子Ｓ１５によりハイとローが反転する。高周波発生回路２８０からスイッチ素子Ｓ１４に供給された高周波信号は、スイッチ素子Ｓ１４によりハイとローが反転する。反転した高周波信号は、スイッチ素子Ｓ１９で再び反転する。スイッチ素子Ｓ１５のドレインとスイッチ素子Ｓ１６のゲートとが接続されるノードにおいて、反転したＴＡＣＨ信号と高周波信号とが重畳される。重畳された信号は、スイッチ素子Ｓ１６によりハイとローが反転する。

スイッチ素子Ｓ１６のドレインとスイッチ素子Ｓ１７のゲートとが接続されるノードにおいて、２つの重畳信号が合成される。この合成された重畳信号は、スイッチ素子Ｓ１７によりハイとローが反転され、ＴＡＣＨ端子を介して識別装置１００に出力される。

図５に示す例では、復調回路１５０は、ローパスフィルタ４００と、ハイパスフィルタ５００と、バッファ６１０、６４０および６５０とを備える。

この例では、ローパスフィルタ４００は、抵抗素子Ｒ２１と、直列接続されたコンデンサＣ１２およびＣ１３と、直列接続されたスイッチ素子Ｓ２７および抵抗素子Ｒ２２とを備える。ハイパスフィルタ５００は、コンデンサＣ１１と、直列接続された抵抗素子Ｒ２３および抵抗素子Ｒ２４と、直列接続されたスイッチ素子Ｓ２８および抵抗素子Ｒ２５とを備える。抵抗素子Ｒ２１の抵抗値は、例えば１００ｋΩであるが、この値に限定されない。抵抗素子Ｒ２２からＲ２５の抵抗値は、例えば１０ｋΩであるが、この値に限定されない。コンデンサＣ１１の容量は、例えば０．１ｎＦであるが、この値に限定されない。コンデンサＣ１２、Ｃ１３の容量は、例えば１ｎＦであるが、この値に限定されない。

また、この例では、バッファ６１０は、スイッチ素子Ｓ２１およびＳ２２を備える。バッファ６４０は、スイッチ素子Ｓ２３およびＳ２４を備える。バッファ６５０は、スイッチ素子Ｓ２５およびＳ２６を備える。バッファ６１０、６４０、６５０は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴのソースとＮチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインとが接続され、それらのゲート同士が接続された構成を有する。

ブラシレスＤＣモータ２００から入力された重畳信号は、バッファ６１０および６４０を介してローパスフィルタ４００に入力される。ローパスフィルタ４００は、重畳信号のうちの周波数の低い成分を通過させることにより、重畳信号からＴＡＣＨ信号を分離することができる。分離されたＴＡＣＨ信号は、スイッチ素子Ｓ２７により反転されて、コントローラ１１０に入力される。コントローラ１１０は、ＴＡＣＨ信号からブラシレスＤＣモータ２００の回転速度を検出することができる。

また、ブラシレスＤＣモータ２００から入力された重畳信号は、バッファ６１０および６５０を介してハイパスフィルタ５００に入力される。ハイパスフィルタ５００は、重畳信号のうちの周波数の高い成分を通過させることにより、重畳信号から高周波信号を分離することができる。分離された高周波信号は、スイッチ素子Ｓ２８により反転されて、コントローラ１１０に入力される。

コントローラ１１０は、得られた高周波信号のデューティ比に基づいてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。デューティ比は、例えば、単位時間当たりに信号がハイになる時間を積算して求めることができる。また、例えば、Ｄｕｔｙ検出器、平滑化回路、ＦＶコンバータ等を用いてデューティ比を求めることができる。コントローラ１１０は、例えば、識別表を参照して、得られた高周波信号のデューティ比からブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

図７は、識別に用いる識別表の内容を例示している。識別表は、複数のブラシレスＤＣモータの種類と、複数のブラシレスＤＣモータの固有情報とを関連付けるルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。テーブルは、例えばメモリ１２０に格納されている。上述したとおり、複数のブラシレスＤＣモータの種類は、例えばサプライヤー毎に存在し、例えばサプライヤーＡ、ＢおよびＣの３種類が存在する。この例では、デューティ比５％がサプライヤーＡに割り当てられており、デューティ比１０％がサプライヤーＢに割り当てられており、デューティ比２０％がサプライヤーＣに割り当てられている。

コントローラ１１０は、得られたデューティ比が約５％であった場合、接続されているブラシレスＤＣモータは、サプライヤーＡのモータであると識別することができる。また、コントローラ１１０は、得られたデューティ比が約１０％であった場合、接続されているブラシレスＤＣモータは、サプライヤーＢのモータであると識別することができる。コントローラ１１０は、得られたデューティ比が約２０％であった場合、接続されているブラシレスＤＣモータは、サプライヤーＣのモータであると識別することができる。

本実施形態では、ブラシレスＤＣモータ２００の種類の識別に用いられる高周波信号とＴＡＣＨ信号とを重畳した信号が、ブラシレスＤＣモータ２００のＴＡＣＨ端子から出力される。これにより、ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の配線の数を増やすことなく、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００へ、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための情報を送信することができる。識別装置１００では、重畳された信号を高周波信号とＴＡＣＨ信号とに分離する。この分離した高周波信号を用いて、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

また、本実施形態では、ブラシレスＤＣモータ２００に電源を投入すれば、重畳された信号が出力端子ＴＡＣＨから自動的に出力される。識別装置１００は、出力された信号を受け取りさえすればよい。従来技術のような、識別装置１００とブラシレスＤＣモータ２００との間のハンドシェイクによる通信およびブラシレスＤＣモータ２００側のモード切り替え等は不要である。

次に、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する処理の別の例を説明する。

この例では、高周波発生回路２８０は、周波数が互いに異なる複数種類の高周波信号を生成する。そして、それら周波数ごとに互いに異なる情報を割り当てる。例えば、６００ｋＨｚの高周波信号に“１”を割り当て、３００ｋＨｚの高周波信号に“０”を割り当てる。例えば、“１”、“０”、“無通信”を組み合わせたスリーステートの情報を、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００に送信することができる。“１”、“０”、“無通信”を任意に組み合わせることで、任意の情報をブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００に送信することができる。送信する情報としては、例えば、ブラシレスＤＣモータ２００の識別情報、ブラシレスＤＣモータ２００のシリアル番号、ロット番号、入力電力、入力電流、入力電圧、モータ温度などである。シリアル番号は、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための識別情報として用いることもできる。

図８は、高周波発生回路２８０の回路構成の一例を示す図である。図８に示す例では、高周波発生回路２８０は、ＰＷＭジェネレータ２８１と、電源回路２８２と、バッファ２８３とを備える。電源回路２８２は、送信する情報に応じた周波数の高周波信号をＰＷＭジェネレータ２８１が順次生成するように、ＰＷＭジェネレータ２８１に電圧信号を供給する。電源回路２８２は予め設定されたパターンでＰＷＭジェネレータ２８１に電圧を供給してもよいし、モータドライブＩＣ２２０からの指令値に応じてＰＷＭジェネレータ２８１に電圧を供給してもよい。

ＰＷＭジェネレータ２８１は、送信する情報に応じた周波数の高周波信号を順次生成する。例えば、“Ｚ”のＡＳＣＩＩコードである“１０１１０１０”を送信する場合、ＰＷＭジェネレータ２８１は、６００Ｈｚ、３００Ｈｚ、６００Ｈｚ、６００Ｈｚ、３００Ｈｚ、６００Ｈｚ、３００Ｈｚの高周波信号を順次生成する。合成回路２７０は、ＰＷＭジェネレータ２８１が生成した高周波信号とＴＡＣＨ信号とを重畳し、ＴＡＣＨ端子を介して識別装置１００へ出力する。

図９は、復調回路１５０の一例を示す図である。図９に示す例では、復調回路１５０は、ローパスフィルタ４００およびＦＶコンバータ７００を備える。ブラシレスＤＣモータ２００からＴＡＣＨ端子を介して入力された重畳信号は、ローパスフィルタ４００およびＦＶコンバータ７００に入力される。ＦＶコンバータ７００は、重畳信号から分離した高周波信号の周波数を電圧に変換する。コントローラ１１０は、この電圧の大きさから、“１”、“０”、“無通信”を判別することで、ブラシレスＤＣモータ２００から送信された情報の内容を認識することができる。例えば、コントローラ１１０は、情報の内容からブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

図１０（ａ）から図１０（ｅ）は各信号の波形の例を示す図である。図１０（ａ）から図１０（ｅ）のそれぞれにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図１０（ａ）は、高周波発生回路２８０が合成回路２７０に出力する高周波信号（ビット情報）の波形を示している。図１０（ｂ）は、モータドライブＩＣ２２０が合成回路２７０に出力するＴＡＣＨ信号の波形を示している。図１０（ｃ）は、合成回路２７０がＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳して生成した重畳信号の波形を示している。図１０（ｄ）は、ＦＶコンバータ７００が生成した電圧信号の波形を示している。図１０（ｅ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離したＴＡＣＨ信号の波形を示している。

図１１は、ＦＶコンバータ７００の回路構成の一例を示す図である。図１１に示す例では、ＦＶコンバータ７００は、ハイパスフィルタ７１０、積分器７２０、平滑化回路７３０を備える。ハイパスフィルタ７１０は、コンデンサＣ３１と、並列接続された抵抗素子Ｒ３１およびダイオードＤ３１と、バッファＢ３１とを備える。積分器７２０は、スイッチ素子Ｓ３２と、直列接続された抵抗素子Ｒ３２およびコンデンサＣ３２と、バッファＢ３２とを備える。平滑化回路７３０は、抵抗素子Ｒ３３と、コンデンサＣ３３と、バッファＢ３３とを備える。抵抗素子Ｒ３１からＲ３３の抵抗値は、例えば１０ｋΩであるが、この値に限定されない。コンデンサＣ３１の容量は、例えば０．０１ｎＦまたは０．０３ｎＦであるが、この値に限定されない。コンデンサＣ３２の容量は、例えば０．１ｎＦであるが、この値に限定されない。コンデンサＣ３３の容量は、例えば０．５ｎＦまたは１ｎＦであるが、この値に限定されない。

ブラシレスＤＣモータ２００から入力された重畳信号は、ＴＡＣＨ端子、バッファ６１０および６５０を介してＦＶコンバータ７００に入力される。ハイパスフィルタ７１０は、重畳信号のうちの周波数の高い成分を通過させることにより、重畳信号から高周波信号を分離する。分離された高周波信号は、積分器７２０で積分される。積分器７２０の出力信号は平滑化回路７３０で平滑化され、電圧信号としてコントローラ１１０に入力される。

図１０（ｄ）は、ＦＶコンバータ７００からコントローラ１１０に入力される電圧信号を示している。

コントローラ１１０は、電圧信号の電圧レベルが閾値１と閾値２の間にあるときは、無通信と判定する。電圧信号の電圧レベルが閾値２と閾値３の間にあるときは、ビット“０”と判定する。電圧信号の電圧レベルが閾値３と閾値４の間にあるときは、ビット“１”と判定する。

通信無しの状態から通信有りの状態へ変化するとき、電圧信号の電圧レベルは、閾値２
をまたいで変化する。このような電圧レベルの変化をトリガとして、コントローラ１１０は通信の開始を検知できる。また、電圧レベルの変化をトリガとすることで、ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の同期通信も可能となる。図中では、開始トリガとなるタイミングおよび終了トリガとなるタイミングを黒丸で示し、電圧レベルを検出するタイミングを白丸で示している。

コントローラ１１０は、予め決められたビットレートの時間間隔ごとに電圧レベルを検出し、“０”、“１”、“無通信”を判定する。ビットレートを予め決めておくことで、情報を精度良く検出することができる。

また、コントローラ１１０は、そのようなビットレートの時間間隔の後半において、電圧レベルを検出してもよい。電圧レベルが変化した直後は、電圧レベルが十分に変化していないことが起こり得る。そこで、電圧レベルが安定する後半のタイミングで電圧レベルを検出することで、電圧レベルを精度良く検出することができる。

上記の例では、ブラシレスＤＣモータ２００から高周波信号が重畳された信号が入力されない状態を、スリーステートの“無通信”としていたが、“無通信”に特定の周波数の高周波信号を割り当ててもよい。例えば、４０ｋＨｚの高周波信号に“０”を割り当て、５０ｋＨｚの高周波信号に“１”を割り当て、６０ｋＨｚの高周波信号に“無通信”を割り当ててもよい。

また、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なる周波数の高周波信号を割り当ててもよい。この場合、コントローラ１１０は、得られた高周波信号の周波数に基づいてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。図１２は、識別に用いる識別表の内容を例示している。識別表は、複数のブラシレスＤＣモータの種類と、複数のブラシレスＤＣモータの固有情報とを関連付けるルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。この例では、周波数４０ｋＨｚがサプライヤーＡに割り当てられており、周波数５０ｋＨｚがサプライヤーＢに割り当てられており、周波数６０ｋＨｚがサプライヤーＣに割り当てられている。

コントローラ１１０は、得られた周波数が約４０ｋＨｚであった場合、接続されているブラシレスＤＣモータは、サプライヤーＡのモータであると識別することができる。また、コントローラ１１０は、得られた周波数が約５０ｋＨｚであった場合、接続されているブラシレスＤＣモータは、サプライヤーＢのモータであると識別することができる。コントローラ１１０は、得られた周波数が約６０ｋＨｚであった場合、接続されているブラシレスＤＣモータは、サプライヤーＣのモータであると識別することができる。

なお、ＦＶコンバータ７００を用いる形態においては、コントローラ１１０は、ＦＶコンバータ７００の出力信号の電圧レベルから高周波信号の周波数を判定することができる。また、識別表は、ＦＶコンバータ７００の出力信号の電圧レベルが各サプライヤーに割り当てられていてもよい。このような構成も、高周波信号の周波数に基づいてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する実施形態に含まれる。

次に、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する処理のさらに別の例を説明する。

この例では、高周波発生回路２８０は、デューティ比が互いに異なる複数種類の高周波信号を生成する。そして、それらデューティ比ごとに互いに異なる情報を割り当てる。例えば、デューティ比４０％に“１”を割り当て、デューティ比１０％に“０”を割り当てる。例えば、“１”、“０”、“無通信”を組み合わせたスリーステートの情報を、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００に送信することができる。“１”、“０”、“無通信”を任意に組み合わせることで、任意の情報をブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００に送信することができる。送信する情報としては、例えば、ブラシレスＤＣモータ２００の識別情報、ブラシレスＤＣモータ２００のシリアル番号、ロット番号、入力電力、入力電流、入力電圧、モータ温度などである。シリアル番号は、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための識別情報として用いることもできる。

図１３は、高周波発生回路２８０の回路構成の一例を示す図である。図１３に示す例では、高周波発生回路２８０は、ＰＷＭジェネレータ２８１と、電源回路２８４と、バッファ２８３および２８５とを備える。電源回路２８４は、送信する情報に応じたデューティ比の高周波信号をＰＷＭジェネレータ２８１が順次生成するように、ＰＷＭジェネレータ２８１に電圧信号を供給する。電源回路２８４は予め設定されたパターンでＰＷＭジェネレータ２８１に電圧を供給してもよいし、モータドライブＩＣ２２０からの指令値に応じてＰＷＭジェネレータ２８１に電圧を供給してもよい。

ＰＷＭジェネレータ２８１は、送信する情報に応じた周波数の高周波信号を順次生成する。例えば、“Ｚ”のＡＳＣＩＩコードである“１０１１０１０”を送信する場合、ＰＷＭジェネレータ２８１は、デューティ比が４０％、１０％、４０％、４０％、１０％、４０％、１０％の高周波信号を順次生成する。合成回路２７０は、ＰＷＭジェネレータ２８１が生成した高周波信号とＴＡＣＨ信号とを重畳し、ＴＡＣＨ端子を介して識別装置１００へ出力する。

図１４は、復調回路１５０の回路構成の一例を示す図である。図１４に示す例では、ＦＶコンバータ７００は、重畳信号から分離した高周波信号のデューティ比を電圧に変換する。コントローラ１１０は、この電圧の大きさから、“１”、“０”、“無通信”を判別することで、ブラシレスＤＣモータ２００から送信された情報の内容を認識することができる。例えば、コントローラ１１０は、情報の内容からブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

図１５（ａ）および図１５（ｂ）は各信号の波形の例を示す図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）のそれぞれにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図１５（ａ）は、高周波発生回路２８０が合成回路２７０に出力する高周波信号（ビット情報）の波形を示している。図１５（ｂ）は、ＦＶコンバータ７００が生成した電圧信号（ビット情報）の波形を示している。

図１４に示す例では、ローパスフィルタ４００は、抵抗素子Ｒ２１と、直列接続されたコンデンサＣ１２およびＣ１３と、直列接続されたスイッチ素子Ｓ２７および抵抗素子Ｒ２２と、直列接続されたスイッチ素子Ｓ２９および抵抗素子Ｒ２９と、バッファＢ２９とを備える。ブラシレスＤＣモータ２００から入力された重畳信号は、バッファ６１０および６４０を介してローパスフィルタ４００に入力される。ローパスフィルタ４００は、重畳信号からＴＡＣＨ信号を分離する。分離されたＴＡＣＨ信号は、スイッチ素子Ｓ２７およびＳ２９により２回反転されて、コントローラ１１０に入力される。

図１４に示す例では、ＦＶコンバータ７００は、ハイパスフィルタ７１０、平滑化回路７３０、バッファ６５０、反転回路８１０および８２０を備える。反転回路８１０は、直列接続されたスイッチ素子Ｓ４１および抵抗素子Ｒ４１を備える。反転回路８２０は、直列接続されたスイッチ素子Ｓ４２および抵抗素子Ｒ４２と、バッファＢ４２とを備える。

ブラシレスＤＣモータ２００から入力された重畳信号は、ＴＡＣＨ端子、バッファ６１０反転回路８１０、バッファ６５０を介してハイパスフィルタ７１０に入力される。ハイパスフィルタ７１０は、重畳信号から高周波信号を分離する。分離された高周波信号は、反転回路８２０で反転される。反転回路８２０の出力信号は平滑化回路７３０で平滑化され、電圧信号としてコントローラ１１０に入力される。

図１６は、図１４に示すＦＶコンバータ７００の変形例を示す図である。図１６に示す例では、ＦＶコンバータ７００は位相復元回路９００を備える。ＴＡＣＨ信号がハイのときとローのときではビット情報のデューティ比が逆転、すなわち位相が反転する。そのため、ＴＡＣＨ信号のハイとローを区別することなくビット情報を送信するときには、位相を復元する回路が必要になる。なお、ＴＡＣＨ信号がハイおよびローのいずれか一方になるタイミングのときのみにビット情報を送信する場合には、このような位相復元回路はなくてもよい。

図１６に示す例では、位相復元回路９００は、スイッチ素子Ｓ５１からＳ５８と、抵抗素子Ｒ５１からＲ５８とを備える。

スイッチ素子Ｓ５１は、重畳信号を反転させる。スイッチ素子Ｓ５４は、ローパスフィルタ４００が出力するＴＡＣＨ信号を反転させる。これら反転された重畳信号および反転されたＴＡＣＨ信号は、スイッチ素子Ｓ５７によりさらに反転される。

スイッチ素子Ｓ５２およびＳ５３は、重畳信号を２回反転させる。スイッチ素子Ｓ５５およびＳ５６は、ローパスフィルタ４００が出力するＴＡＣＨ信号を２回反転させる。これら２回反転された重畳信号および２回反転されたＴＡＣＨ信号は、スイッチ素子Ｓ５８によりさらに反転される。

スイッチ素子Ｓ５７により反転された信号およびスイッチ素子Ｓ５８により反転された信号は重畳される。この重畳された信号は、バッファ６５０を介してハイパスフィルタ７１０に入力される。それ以降の処理は、図１４を用いて説明した処理と同様である。

図１５（ｂ）は、ＦＶコンバータ７００からコントローラ１１０に入力される電圧信号を示している。コントローラ１１０は、電圧信号の電圧レベルが閾値１と閾値２の間にあるときは、無通信と判定する。電圧信号の電圧レベルが閾値２と閾値３の間にあるときは、ビット“０”と判定する。電圧信号の電圧レベルが閾値３と閾値４の間にあるときは、ビット“１”と判定する。

通信無しの状態から通信有りの状態へ変化するとき、電圧信号の電圧レベルは、閾値２をまたいで変化する。このような電圧レベルの変化をトリガとして、コントローラ１１０は通信の開始を検知できる。また、電圧レベルの変化をトリガとすることで、ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の同期通信も可能となる。図中では、開始トリガとなるタイミングおよび終了トリガとなるタイミングを黒丸で示し、電圧レベルを検出するタイミングを白丸で示している。

コントローラ１１０は、予め決められたビットレートの時間間隔ごとに電圧レベルを検出し、“０”、“１”、“無通信”を判定する。ビットレートを予め決めておくことで、情報を精度良く検出することができる。

また、コントローラ１１０は、そのようなビットレートの時間間隔の後半において、電圧レベルを検出してもよい。電圧レベルが変化した直後は、電圧レベルが十分に変化していないことが起こり得る。そこで、電圧レベルが安定する後半のタイミングで電圧レベルを検出することで、電圧レベルを精度良く検出することができる。検出タイミングを後半にする事で、ビットレートの時間間隔を短くしても、安定して情報を得ることができる。図１５に示す例では、ビットレートは０．１ｍＳである。デューティ比が変化してから、０．０３ｍＳ程度まではビット情報電圧は変化の途中であるが、検出タイミングは真ん中の０．０５ｍＳのため、安定して情報が得られる。ここで、例えば、ビットレートの時間を０．０４ｍＳとし、検出タイミングを真ん中の０．０２ｍＳとした場合には、検出タイミングはビット情報電圧の変化の途中となる。しかし、検出タイミングを後半、例えは０．０３ｍＳとすれば、安定して情報を得ることができる。

上記の例では、ブラシレスＤＣモータ２００から高周波信号が重畳された信号が入力されない状態を、スリーステートの“無通信”としていたが、“無通信”に特定の周波数の高周波信号を割り当ててもよい。例えば、デューティ比５％の高周波信号に“０”を割り当て、デューティ比１０％の高周波信号に“１”を割り当て、デューティ比２０％の高周波信号に“無通信”を割り当ててもよい。

次に、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎にデューティ比が異なる実施形態の変形例を説明する。

図４に例示した合成回路２７０では、ＴＡＣＨ信号がハイの時は高周波信号を反転させて出力し、ＴＡＣＨ信号がローの時は高周波信号を反転させずに出力している。なお、ＴＡＣＨ信号がハイの時は高周波信号を反転させずに出力し、ＴＡＣＨ信号がローの時は高周波信号を反転させて出力してもよい。図４に示す合成回路２７０は、ＴＡＣＨ信号がハイの時およびローの時の両方のタイミングにおいて、高周波信号を出力している。そのため、識別装置１００は、重畳信号の任意の領域で高周波信号を取得することができる。

一方、識別装置１００は、ＴＡＣＨ信号がローのタイミングにおいて高周波信号を取得するが、ＴＡＣＨ信号がハイのタイミングにおいて高周波信号を取得しない形態では、合成回路２７０をより単純にすることができる。

図１７は、合成回路２７０の変形例を示す図である。図１７に示す例では、スイッチ素子Ｓ１８は高周波発生回路２８０が出力する高周波信号を反転させる。モータドライブＩＣ２２０が出力するＴＡＣＨ信号がローのタイミングで、抵抗素子Ｒ１１とＴＡＣＨ端子との間を流れる信号に、反転された高周波信号が重畳される。重畳された信号はＴＡＣＨ端子を介して識別装置１００に出力される。

図１８（ａ）から図１８（ｅ）は各信号の波形の例を示す図である。図１８（ａ）から図１８（ｅ）のそれぞれにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図１８（ａ）は、モータドライブＩＣ２２０が合成回路２７０に出力するＴＡＣＨ信号の波形を示している。図１８（ｂ）は、高周波発生回路２８０が合成回路２７０に出力する高周波信号の波形を示している。図１８（ｃ）は、合成回路２７０がＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳して生成した重畳信号の波形を示している。図１８（ｄ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離した高周波信号の波形を示している。図１８（ｅ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離したＴＡＣＨ信号の波形を示している。

図１７に示す合成回路２７０を用いた場合、図１８（ｅ）に示すように、重畳信号から分離したＴＡＣＨ信号の立ち上がり部分のノイズが小さくなる。ノイズが小さいことにより、識別装置１００は、ＴＡＣＨ信号の立ち上がり部分をトリガとして容易に用いることができる。

図１９は、合成回路２７０のさらなる変形例を示す図である。図１７に示す合成回路２７０と比較して、図１９に示す合成回路２７０は、直列接続されたスイッチ素子Ｓ６１および抵抗素子Ｒ６１をさらに備える。

図１９に示す例では、スイッチ素子Ｓ１８は高周波発生回路２８０が出力する高周波信号を反転させる。モータドライブＩＣ２２０が出力するＴＡＣＨ信号がローのタイミングで、抵抗素子Ｒ１１とスイッチ素子Ｓ６２のゲートとの間を流れる信号に、反転された高周波信号が重畳される。重畳された信号は、スイッチ素子Ｓ６１で反転される。反転された重畳信号は、ＴＡＣＨ端子を介して識別装置１００に出力される。

図２０（ａ）から図２０（ｅ）は各信号の波形の例を示す図である。図２０（ａ）から図２０（ｅ）のそれぞれにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。図２０（ａ）は、モータドライブＩＣ２２０が合成回路２７０に出力するＴＡＣＨ信号の波形を示している。図２０（ｂ）は、高周波発生回路２８０が合成回路２７０に出力する高周波信号の波形を示している。図２０（ｃ）は、合成回路２７０がＴＡＣＨ信号と高周波信号を重畳して生成した重畳信号の波形を示している。図２０（ｄ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離した高周波信号の波形を示している。図２０（ｅ）は、復調回路１５０が重畳信号から分離したＴＡＣＨ信号の波形を示している。

図１９に示す合成回路２７０を用いた場合、図２０（ｅ）に示すように、重畳信号から分離したＴＡＣＨ信号の立ち下がり部分のノイズが小さくなる。ノイズが小さいことにより、識別装置１００は、ＴＡＣＨ信号の立ち下がり部分をトリガとして容易に用いることができる。

上記の実施形態では、ユーザシステム１００が識別装置として動作したが、ユーザシステム１００と識別装置とは別個の装置であってもよい。この場合、識別装置は、例えばテストポイントを介して、ユーザシステム１００およびブラシレスＤＣモータ２００に電気的に接続される。識別装置に専用プローブを接続し、そのプローブをＴＰに当ててブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。また、ブラシレスＤＣモータ２００が出力する情報を検知することができる。

以上、本開示の実施形態を説明した。本開示の実施形態の概要を以下に記載する。

実施形態にかかる識別方法は、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する、識別装置１００に用いる識別方法である。ブラシレスＤＣモータ２００は、信号を出力するための出力端子（ＴＡＣＨ端子）を備え、出力端子は、複数種類の信号が重畳された信号を出力することができる。重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なる。識別方法では、ブラシレスＤＣモータ２００に電力を供給し、ブラシレスＤＣモータ２００の出力端子から出力される重畳された信号を識別装置１００に入力し、重畳された信号を複数種類の信号に分離し、分離した信号を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

ブラシレスＤＣモータ２００の種類の識別に用いられる信号を別の信号に重畳した信号がブラシレスＤＣモータ２００から出力される。ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の配線の数を増やすことなく、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００へ、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための情報を送信することができる。識別装置１００では、重畳された信号を複数種類の信号に分離することで、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

ある実施形態において、分離した信号は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なる固有信号であり、複数種類の固有信号と複数種類のブラシレスＤＣモータ２００との関係を示した表を用いて、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

表を用いることで、固有信号からブラシレスＤＣモータ２００の種類を容易に識別することができる。

ある実施形態において、出力端子は、ブラシレスＤＣモータ２００の回転速度の検出に用いられるパルス信号（ＴＡＣＨ信号）を出力するＴＡＣＨ端子である。パルス信号には高周波信号が重畳されており、高周波信号のデューティ比は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なり、重畳された信号から高周波信号を分離し、高周波信号のデューティ比を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

高周波信号のデューティ比をモータの種類毎に異ならせることにより、シンプルで安価な回路構成でブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

ある実施形態において、出力端子は、ブラシレスＤＣモータ２００の回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するＴＡＣＨ端子である。パルス信号には、デューティ比が互いに異なる複数種類の高周波信号が重畳されており、複数種類の高周波信号には互いに異なる情報が割り当てられており、重畳された信号から複数種類の高周波信号を分離し、複数種類の高周波信号のデューティ比を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

デューティ比が互いに異なる複数種類の高周波信号に複数種類の情報を割り当て、その情報を抽出することにより、シンプルで安価な回路構成でブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

ある実施形態において、出力端子は、ブラシレスＤＣモータ２００の回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するＴＡＣＨ端子である。パルス信号には高周波信号が重畳されており、高周波信号の周波数は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なり、重畳された信号から高周波信号を分離し、高周波信号の周波数を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

高周波信号の周波数をモータの種類毎に異ならせることにより、シンプルで安価な回路構成でブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

ある実施形態において、出力端子は、ブラシレスＤＣモータ２００の回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するＴＡＣＨ端子である。パルス信号には、周波数が互いに異なる複数種類の高周波信号が重畳されており、複数種類の高周波信号には互いに異なる情報が割り当てられており、重畳された信号から複数種類の高周波信号を分離し、複数種類の高周波信号の周波数を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

周波数が互いに異なる複数種類の高周波信号に複数種類の情報を割り当て、その情報を抽出することにより、シンプルで安価な回路構成でブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

ある実施形態において、高周波信号の周波数を電圧に変換し、電圧の変化からブラシレスＤＣモータ２００からの通信の開始を検知する。

例えばＦＶコンバータを用いる場合、通信無しから通信有りの状態へ変化するときに、ＦＶコンバータの出力は所定の閾値をまたいで変化する。このような出力の変化をトリガとすることで、受信側は通信の開始を検知できるとともに、同期通信も可能となる。

ある実施形態において、高周波信号の周波数を電圧に変換し、予め決められたビットレートの時間間隔ごとに、電圧のレベルを検出する。

ビットレートを予め決めておくことで、必要な情報を精度良く検出することができる。

ある実施形態において、ビットレートの時間間隔の後半で、電圧のレベルを検出する。

変化した電圧のレベルが安定してから検出することで、電圧のレベルを精度良く検出することができる。

ある実施形態において、高周波信号の周波数は、ブラシレスＤＣモータ２００が最大回転速度で動作しているときのパルス信号の周波数の４０倍以上である。

パルス信号の周波数と高周波信号の周波数とを４０倍以上異ならせることで、パルス信号と高周波信号とを容易に精度良く分離することができる。

ある実施形態において、ブラシレスＤＣモータ２００は、インペラを有するファンモータである。

ファンモータと識別装置１００との間の配線の数を増やすことなく、ファンモータから識別装置１００へ、ファンモータの種類を識別するための情報を送信することができる。

ある実施形態において、識別装置１００からブラシレスＤＣモータ２００に電力が供給される。

ブラシレスＤＣモータ２００に電力が供給されれば、重畳された信号が出力端子から自動的に出力される。識別装置１００は、出力された信号を受け取りさえすればよい。従来のような、識別装置１００とブラシレスＤＣモータ２００との間のハンドシェイクによる通信およびブラシレスＤＣモータ２００側のモード切り替え等は不要である。

実施形態にかかるブラシレスＤＣモータ２００は、信号を出力するための出力端子（ＴＡＣＨ端子）を備え、出力端子は、複数種類の信号が重畳された信号を出力することができる。重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なる。ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する識別装置１００は、ブラシレスＤＣモータ２００に電力を供給するための電源端子と、ブラシレスＤＣモータ２００の出力端子に電気的に接続される入力端子と、重畳された信号を複数種類の信号に分離する復調回路１５０と、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するコントローラ１１０とを備える。識別装置１００は、電源端子からブラシレスＤＣモータ２００に電力を供給したときに出力端子から出力される重畳された信号を取得する。復調回路１５０は、重畳された信号を複数種類の信号に分離する。コントローラ１１０は、分離した信号を用いてブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別する。

ブラシレスＤＣモータ２００の種類の識別に用いられる信号を別の信号に重畳した信号がブラシレスＤＣモータ２００から出力される。ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の配線の数を増やすことなく、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００へ、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための情報を送信することができる。識別装置１００では、重畳された信号を複数種類の信号に分離することで、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別することができる。

実施形態にかかるブラシレスＤＣモータ２００は、複数種類の信号が重畳された信号を生成する駆動回路２１０と、重畳された信号を出力するためのＴＡＣＨ端子と、電力を入力するための電源端子Ｖｍｏｔとを備える。重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータ２００の種類毎に異なる。電源端子Ｖｍｏｔを介して電力が入力されたときに、駆動回路２１０はＴＡＣＨ端子を介して重畳された信号を外部へ出力する。

ブラシレスＤＣモータ２００の種類の識別に用いられる信号を別の信号に重畳した信号がブラシレスＤＣモータ２００から出力される。ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の配線の数を増やすことなく、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００へ、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための情報を送信することができる。

ブラシレスＤＣモータ２００に電源を投入すれば、重畳された信号が出力端子から自動的に出力される。識別装置１００は、出力された信号を受け取りさえすればよい。従来のような、識別装置１００とブラシレスＤＣモータ２００との間のハンドシェイクによる通信およびブラシレスＤＣモータ２００側のモード切り替え等は不要である。

ある実施形態において、駆動回路２１０は、ブラシレスＤＣモータ２００の回転速度の検出に用いられるパルス信号と、高周波信号とを重畳する合成回路２７０を備える。

モータの回転速度の検出に用いられるパルス信号と高周波信号とを重畳させた信号を生成して出力することにより、シンプルで安価な回路構成でブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための情報を出力することができる。

ある実施形態において、出力端子はＴＡＣＨ端子であり、駆動回路２１０は、ＴＡＣＨ端子を介して重畳された信号を外部へ出力する。

ブラシレスＤＣモータ２００と識別装置１００との間の配線の数を増やすことなく、ブラシレスＤＣモータ２００から識別装置１００へ、ブラシレスＤＣモータ２００の種類を識別するための情報を送信することができる。

ある実施形態において、合成回路２７０は、パルス信号のレベルによってパルス信号への高周波信号の重畳のさせ方を変更する。

これにより、識別装置１００が重畳された信号を処理するときのノイズを低減することができる。

ある実施形態において、合成回路２７０は、パルス信号がローレベルのときに、反転させた高周波信号をパルス信号に重畳する。

これにより、識別装置１００において分離して得られたパルス信号の立ち上がり部分のノイズを低減することができる。

ある実施形態において、合成回路２７０は、パルス信号がローレベルのときに、反転させた高周波信号をパルス信号に重畳し、重畳して得られた信号を反転させ、駆動回路２１０は、出力端子を介して反転させた重畳された信号を出力する。

これにより、識別装置１００において分離して得られたパルス信号の立ち下がり部分のノイズを低減することができる。

本開示の実施形態は、パソコン、ゲーム機、掃除機、ドライヤ、洗濯機および冷蔵庫などの、各種ファンモータを備える多様な機器に幅広く利用される。

Claims (19)

1. ブラシレスＤＣモータの種類を識別する、識別装置に用いる識別方法であって、
   前記ブラシレスＤＣモータは、信号を出力するための出力端子を備え、
   前記出力端子は、複数種類の信号が重畳された信号を出力することができ、
   前記重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なり、
   前記ブラシレスＤＣモータに電力を供給し、
   前記ブラシレスＤＣモータの前記出力端子から出力される前記重畳された信号を前記識別装置に入力し、
   前記重畳された信号を複数種類の信号に分離し、
   前記分離した信号を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
2. 請求項１に記載の識別方法であって、
   前記分離した信号は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なる固有信号であり、
   複数種類の固有信号と複数種類のブラシレスＤＣモータとの関係を示した表を用いて、
   前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
3. 請求項１または２に記載の識別方法であって、
   前記出力端子は、前記ブラシレスＤＣモータの回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するタコメータ用端子であり、
   前記パルス信号には高周波信号が重畳されており、
   前記高周波信号のデューティ比は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なり、
   前記重畳された信号から前記高周波信号を分離し、
   前記高周波信号のデューティ比を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
4. 請求項１または２に記載の識別方法であって、
   前記出力端子は、前記ブラシレスＤＣモータの回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するタコメータ用端子であり、
   前記パルス信号には、デューティ比が互いに異なる複数種類の高周波信号が重畳されており、
   前記複数種類の高周波信号には互いに異なる情報が割り当てられており、
   前記重畳された信号から前記複数種類の高周波信号を分離し、
   前記複数種類の高周波信号のデューティ比を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
5. 請求項１または２に記載の識別方法であって、
   前記出力端子は、前記ブラシレスＤＣモータの回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するタコメータ用端子であり、
   前記パルス信号には高周波信号が重畳されており、
   前記高周波信号の周波数は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なり、
   前記重畳された信号から前記高周波信号を分離し、
   前記高周波信号の周波数を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
6. 請求項１または２に記載の識別方法であって、
   前記出力端子は、前記ブラシレスＤＣモータの回転速度の検出に用いられるパルス信号を出力するタコメータ用端子であり、
   前記パルス信号には、周波数が互いに異なる複数種類の高周波信号が重畳されており、
   前記複数種類の高周波信号には互いに異なる情報が割り当てられており、
   前記重畳された信号から前記複数種類の高周波信号を分離し、
   前記複数種類の高周波信号の周波数を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
7. 請求項５または６に記載の識別方法であって、
   前記高周波信号の周波数を電圧に変換し、
   前記電圧の変化から、前記ブラシレスＤＣモータからの通信の開始を検知する。
8. 請求項５から７のいずれかに記載の識別方法であって、
   前記高周波信号の周波数を電圧に変換し、
   予め決められたビットレートの時間間隔ごとに、前記電圧のレベルを検出する。
9. 請求項８に記載の識別方法であって、
   前記ビットレートの時間間隔の後半で、前記電圧のレベルを検出する。
10. 請求項３から９のいずれかに記載の識別方法であって、
    前記高周波信号の周波数は、前記ブラシレスＤＣモータが最大回転速度で動作しているときの前記パルス信号の周波数の４０倍以上である。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の識別方法であって、
    前記ブラシレスＤＣモータは、インペラを有するファンモータである。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の識別方法であって、
    前記識別装置から前記ブラシレスＤＣモータに電力が供給される。
13. ブラシレスＤＣモータの種類を識別する識別装置であって、
    前記ブラシレスＤＣモータは、信号を出力するための出力端子を備え、
    前記出力端子は、複数種類の信号が重畳された信号を出力することができ、
    前記重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なり、
    前記識別装置は、
    前記ブラシレスＤＣモータに電力を供給するための電源端子と、
    前記ブラシレスＤＣモータの前記出力端子に電気的に接続される入力端子と、
    前記重畳された信号を複数種類の信号に分離するフィルタ回路と、
    前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別するコントローラと、
    を備え、
    前記識別装置は、前記電源端子から前記ブラシレスＤＣモータに前記電力を供給したときに前記出力端子から出力される前記重畳された信号を取得し、
    前記フィルタ回路は、前記重畳された信号を複数種類の信号に分離し、
    前記コントローラは、前記分離した信号を用いて前記ブラシレスＤＣモータの種類を識別する。
14. ブラシレスＤＣモータであって、
    複数種類の信号が重畳された信号を生成する駆動回路と、
    前記重畳された信号を出力するための出力端子と、
    電力を入力するための電源端子と、
    を備え、
    前記重畳された信号は、複数のブラシレスＤＣモータの種類毎に異なり、
    前記電源端子を介して前記電力が入力されたときに、前記駆動回路は前記出力端子を介して前記重畳された信号を外部へ出力する。
15. 請求項１４に記載のブラシレスＤＣモータであって、
    前記駆動回路は、前記ブラシレスＤＣモータの回転速度の検出に用いられるパルス信号と、高周波信号とを重畳する合成回路を備える。
16. 請求項１４または１５に記載のブラシレスＤＣモータであって、
    前記出力端子はタコメータ用端子であり、
    前記駆動回路は、前記タコメータ用端子を介して前記重畳された信号を外部へ出力する。
17. 請求項１５に記載のブラシレスＤＣモータであって、
    前記合成回路は、前記パルス信号のレベルによって前記パルス信号への前記高周波信号の重畳のさせ方を変更する。
18. 請求項１７に記載のブラシレスＤＣモータであって、
    前記合成回路は、前記パルス信号がローレベルのときに、反転させた前記高周波信号を前記パルス信号に重畳する。
19. 請求項１７に記載のブラシレスＤＣモータであって、
    前記合成回路は、
    前記パルス信号がローレベルのときに、反転させた前記高周波信号を前記パルス信号に重畳し、
    前記重畳して得られた信号を反転させ、 前記駆動回路は、前記出力端子を介して前記反転させた重畳された信号を出力する。