(57)【要約】【課題】複数のスピード指示信号に対応可能とする。【解決手段】  外部から入力されるスピード指示信号は、通信回路１においてマイクロコンピュータ２の入力に適した信号に変換され、マイクロコンピュータ２へ入力されて、スピード指示信号の種類が判定され、判定された信号に応じた制御信号が生成され、モータドライブ回路３へ出力されてブラシレスモータ４がモータドライブ回路３により回転駆動されるようになっており、複数の種類のスピード指示信号に対応可能なものとなっている。【選択図】図１
2005039943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部入力されたモータの回転状態を定めるスピード指示信号の種類を判定し、判定されたスピード指示信号の種類に応じて、前記外部入力されたスピード指示信号から前記モータの回転速度を判定し、前記モータを当該判定された回転速度に駆動することを特徴とするモータの駆動制御方法。
【請求項２】
外部入力されたモータの回転状態を定めるスピード指示信号が所定の通信プロトコルに適合したものであるか否か判定し、所定の通信プロトコルに適合したものであると判定された場合には、当該通信プロトコルに基づいて前記スピード指示信号から前記モータの回転速度を判定し、前記モータを当該判定された回転速度に駆動する一方、
前記スピード指示信号が所定の通信プロトコルに適合したものではないと判定された場合には、前記スピード指示信号はＰＷＭ信号であるとして、そのオン・オフ時間を判定し、当該判定結果に応じて前記モータの駆動を行うことを特徴とするモータの駆動制御方法。
【請求項３】
スピード指示信号は、ＰＷＭ信号、ＬＩＮ通信信号、Ｋ−ＬＩＮＥ通信信号のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータの駆動制御方法。
【請求項４】
外部入力されるモータの回転状態を定めるスピード指示信号に基づいて、前記モータの通電を制御するよう構成されてなるモータ駆動制御回路であって、
前記スピード指示信号の信号レベルの変換を行う変換手段と、
外部入力された制御信号に応じて前記モータへの通電を行うドライブ手段と、
前記変換手段を介して入力された前記スピード指示信号の種類を判定し、判定されたスピード指示信号の種類に応じて、前記外部入力されたスピード指示信号から前記モータの回転速度を判定し、当該判定結果に応じ前記ドライブ手段へ対する制御信号を生成、出力する制御処理手段と、
を具備してなることを特徴とするモータ駆動制御回路。
【請求項５】
制御処理手段は、マイクロコンピュータを用いてなり、当該マイクロコンピュータは、
変換手段を介して入力されたモータの回転状態を定めるスピード指示信号が所定の通信プロトコルに適合したものであるか否か判定し、所定の通信プロトコルに適合したものであると判定された場合には、当該通信プロトコルに基づいて前記スピード指示信号から前記モータの回転速度を判定し、当該判定された回転速度に対応したドライブ手段へ対する制御信号を生成、出力する一方、
前記スピード指示信号が所定の通信プロトコルに適合したものではないと判定された場合には、前記スピード指示信号はＰＷＭ信号であるとして、そのオン・オフ時間を判定し、当該判定結果に応じたドライブ手段へ対する制御信号を生成、出力するよう構成されたなることを特徴とする請求項４記載のモータ駆動制御回路。
【請求項６】
スピード指示信号は、ＰＷＭ信号、ＬＩＮ通信信号、Ｋ−ＬＩＮＥ通信信号のいずれかであることを特徴とする請求項５記載のモータ駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの駆動制御に係り、特に、車両用空調装置における送風用ファン等の回転駆動に用いられるモータ駆動制御回路の汎用性向上等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置の送風用ファンなどの回転体の駆動には、例えばブラシレスモータなどが主として用いられている。そして、その駆動制御回路は、外部からモータのスピードを指定するスピード指示信号が印加され、その入力信号に基づいてモータの駆動を制御するように構成されており、様々なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
かかるモータ駆動制御回路へ入力されるスピード指示信号の代表的なものとしては、従来から用いられているＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を挙げることができるが、 近年、車両への各種情報機器の搭載が実現されるに伴い開発された車載ＬＡＮのためのＬＩＮ(Local Interconnect Network)などに代表される各種の通信プロトコルに基づく通信信号なども用いられてきている。
図４には、スピード指示信号がＰＷＭ信号の場合のモータ駆動制御回路の基本構成例が、図５には、スピード指示信号がＬＩＮ通信信号である場合のモータ駆動制御回路の基本構成例が、それぞれ示されており、以下、同図を参照しつつこれら従来回路例について説明することとする。
【０００３】
まず、スピード指示信号としてＰＷＭ信号が用いられる場合、そのＰＷＭ信号は、例えば、車両用空調装置の制御回路１０１からオープンコレクタトランジスタ１０１ａを用いて出力されるようになっており、モータ駆動制御回路Ｓａの入力段に設けられた電圧変換回路（図４においては「Ｖ−ＣＯＮ」と表記）１１に入力されて、後段のマイクロコンピュータ（図４においては「ＣＰＵ」と表記）１２の入力に適した電圧レベルに変換されてマイクロコンピュータ１２へ入力されるようになっている。
マイクロコンピュータ１２においては、入力されたＰＷＭ信号のオン・オフ期間が判定され、その判定結果に応じたブラシレスモータ１４の駆動制御信号がモータドライブ回路１３へ対して出力されるようになっている。そして、モータドライブ回路１３においては、マイクロコンピュータ１２からの駆動制御信号に応じてブラシレスモータ１４へ対して駆動電流が通電されるようになっている。
【０００４】
一方、ＬＩＮ通信信号が用いられる場合、まず、そのＬＩＮ通信信号は、ＰＷＭ信号が用いられる場合と同様に車両用空調装置の制御回路１０２からオープンコレクタトランジスタ１０２ａを用いて出力されるようになっており、モータ駆動制御回路Ｓｂの入力段に設けられた通信回路（図５においては「ＣＯＭ」と表記）１５へ入力されるようになっている。なお、ここで、図４に示された構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付すこととする。
通信回路１５は、入力されたＬＩＮ通信信号を、マイクロコンピュータ（図５においては「ＣＰＵ」と表記）１６からのタイミング制御を受けつつマイクロコンピュータ１６へ入力するに適した電圧に変換して出力するようになっているものである。
【０００５】
ここで、ＬＩＮ通信に用いられるマイクロコンピュータ１６は、受信ポート（図５においてはＲＸin」と表記）とタイマーポート（図５においては「Timer」と表記）が設けられており、通信回路１５を経たＬＩＮ通信信号は、同時にそれぞれのポートに入力されるようになっている。そして、まず、受信ポートにおいて、入力された信号がＬＩＮプロトコルに適合した信号であるか否かの判定や、通信開始等の判定が行われ、ブラシレスモータ１４の回転速度を定める信号が入力されたと判定されると、タイマーポートにおいて、入力されたシリアルデータ信号から回転速度が判定されるようになっている。次いで、このタイマーポートにおける、回転速度の判定結果に応じたブラシレスモータ１４の駆動制御信号がモータドライブ回路１３へ対して出力され、モータドライブ回路１３においては、マイクロコンピュータ１６からの駆動制御信号に応じてブラシレスモータ１４へ対して駆動電流が通電されるようになっている。なお、モータドライブ回路１３は、基本的に図４におけるものと同一構成である。
このように、従来、モータ駆動制御回路は、入力されるスピード指示信号の形式に応じた構成とされたものが提供されるのが通常であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５０４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スピード指示信号の形式毎に駆動回路を設計、製造することは、設計や製造工程の共通化による重複労力の削減、製造コストの低減等の製造メーカにおける普遍的な要請に反し、経済的ではないという問題があった。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、複数のスピード指示信号に対応可能な汎用性の高いモータ駆動制御方法及びモータ駆動制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るモータ駆動制御回路は、
外部入力されるモータの回転状態を定めるスピード指示信号に基づいて、前記モータの通電を制御するよう構成されてなるモータ駆動制御回路であって、
前記スピード指示信号の信号レベルの変換を行う変換手段と、
外部入力された制御信号に応じて前記モータへの通電を行うドライブ手段と、
前記変換手段を介して入力された前記スピード指示信号の種類を判定し、判定されたスピード指示信号の種類に応じて、前記外部入力されたスピード指示信号から前記モータの回転速度を判定し、当該判定結果に応じ前記ドライブ手段へ対する制御信号を生成、出力する制御処理手段と、を具備してなるものである。
かかる構成によれば、スピード指示信号の種類を判別し、判別された信号の種類に応じた制御信号が生成、出力されるよう構成されているので、従来と異なり、信号の種類毎に応じて入力段の回路を設ける必要が無くなり、複数のスピード指示信号に対応可能な汎用性の高いモータ駆動制御方法及びモータ駆動制御回路を提供することができることとなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のスピード指示信号に対応できるため、汎用性の高い、比較的安価なモータ駆動制御回路を提供することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御回路Ｓの構成例について、図１を参照しつつ説明する。
このモータ駆動制御回路Ｓは、通信回路（図１においては「ＣＯＭ」と表記）１と、マイクロコンピュータ（図１においては「ＣＰＵ」と表記）２と、モータドライブ回路（図１においては「ＤＲＶ」と表記）３とを主たる構成要素として構成されてなり、後述するようにして車両用空調装置のブロワモータとしての例えば公知・周知の構成を有してなるブラシレスモータ４の駆動がなされるようになっているものである。
【００１１】
このモータ駆動制御回路Ｓは、後述するようなマイクロコンピュータ２によるモータ駆動制御の実行により、ブラシレスモータ４の回転速度、運転停止を指示するための外部から入力されるスピード指示信号としてＰＷＭ信号とＬＩＮ(Local Interconnect Network)通信信号（又はＫ−ＬＩＮＥ通信信号）のいずれにも対応可能なものとなっている。
なお、ＬＩＮは、車載ＬＡＮ(Local Area Network)のために欧州の複数の自動車メーカ等が提唱しているシリアル通信プロトコルであり、いわゆるデフェクトスタンダード（事実上の標準規格）化されたものと言え、その詳細は公知・周知となっているのでここでの説明は省略することとする。また、Ｋ−ＬＩＮＥは、主に車両搭載の種々の電子装置の電気的な故障診断用の上位の通信プロトコルであるが、それをブラシレスモータの回転制御に用いることも可能であり、しかも、授受される電気信号のレベルについてはＬＩＮと基本的に同一仕様であるため、例えば、ＬＩＮ仕様の線路等のハードウェアが設けられた回路においてＫ−ＬＩＮＥにより制御を行うことも可能である。なお、Ｋ−ＬＩＮＥ自体の詳細についてはISO9141に規定される公知・周知のものであるので、ここでの詳細な説明は省略することとする。
これらＰＷＭ信号、ＬＩＮ通信信号（又はＫ−ＬＩＮＥ通信信号）は、例えば、車両用空調装置の制御回路１０１，１０２からオープンコレクタトランジスタ１０１ａ，１０２ａを用いて出力されるようになっており、通信回路１に印加されるようになっているものである（図１参照）。なお、ＬＩＮやＫ−ＬＩＮＥにおいて、信号伝送には通常、バス・ライン方式が用いられるようになっており、図１における制御回路１０１，１０２と通信回路１との間の接続もバスラインで行われるものである。
【００１２】
通信回路１は、従来、スピード指示信号としてＬＩＮ通信信号のみに対応可能に構成されていたモータ駆動制御回路（図５参照）において用いられていたものと基本的に同一構成を有してなる公知・周知のものである。すなわち、通信回路１は、外部から入力されたスピード指示信号を、マイクロコンピュータ２からのタイミング制御を受けつつマイクロコンピュータ２へ入力するに適した電圧に変換して出力するようになっているものである。
ここで、ＰＷＭ信号とＬＩＮ通信信号（又はＫ−ＬＩＮＥ通信信号）は、電圧レベルで比較する限りにおいては、いずれも同一の電圧範囲にあるものである。すなわち、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、具体的な信号波形例が示されており、以下、同図を参照しつつ説明すれば、まず、ＰＷＭ信号は、繰り返し周期が大凡１００Ｈｚ乃至１０００Ｈｚ（１０ｍｓ乃至１ｍｓ）のオン・オフパルス信号である。そして、そのオン・オフ時間のデューティ比は、ブラシレスモータ４の所望する回転速度に応じて設定されるものとなっている（図３（Ａ）参照）。
【００１３】
一方、ＬＩＮ通信信号は、大凡１０ｋｂｐｓ乃至２０ｋｂｐｓ（１００μｓ乃至５０μｓ）の伝送速度を有するシリアルパルス信号である（図３（Ｂ）参照）。そして、いずれの信号も０ｖと１２ｖとの間でオン・オフするものとなっている（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）。なお、Ｈｉｇｈ側の電圧１２ｖは、車両のバッテリ電圧であるので、バッテリ電圧が１２ｖ以外の場合には、１２ｖに代えてその電圧とされるものである。
このような双方の信号の共通性から、本来、ＬＩＮ通信信号用のモータ駆動制御回路の入力段に用いられている通信回路１を、ＰＷＭ信号の入力に用いても何ら支障はなく、いずれの入力信号にあってもマイクロコンピュータ２の入力に適した電圧レベルに変換されてマイクロコンピュータ２へ入力される。
【００１４】
マイクロコンピュータ２は、そのハードウェア構成としては、従来、スピード指示信号としてＬＩＮ通信信号のみに対応可能に構成されていたモータ駆動制御回路（図５参照）において用いられていたものと基本的に同一構成を有してなる公知・周知のものであるが、後述するようなモータ駆動制御が実行される点で従来と異なり、従来のモータ駆動制御回路では実現されない動作、機能が果たせるようになっているものである。
モータドライブ回路３は、例えば、複数のトランジスタがいわゆるブリッジ接続されてなり、これら複数のトランジスタがマイクロコンピュータ２からの制御信号に応じてオン・オフされてブラシレスモータ４への通電制御がなされるように構成されてなる公知・周知のもので、基本的には従来回路のものと同一構成のものである。
ブラシレスモータ４は、公知・周知の構成を有してなるものであるので、ここでの詳細な説明は省略することとする。なお、ブラシレスモータ４は、その回転子の位置検出のために、例えば、ホール素子等を用いた回転子の回転位置検出器が設けられており、その出力信号が出力されるようになっているが、図１においては、その出力信号の図示を省略してある。この回転位置検出器の出力信号は、マイクロコンピュータ２に入力されてモータドライブ回路３への制御信号の生成に供せられるものとなっている。
【００１５】
次に、上記構成におけるマイクロコンピュータ２により実行されるモータ駆動制御について、図２に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、処理が開始されると、最初に通信回路１を介してマイクロコンピュータ２へのスピード指示信号の取り込み（入力）が行われることとなる（図２のステップＳ１０２参照）。
ここで、マイクロコンピュータ２は、従来同様に受信ポート（図１においてはＲＸin」と表記）とタイマーポート（図１においては「Timer」と表記）が設けられたものとなっており、通信回路１を経たスピード指示信号は、同時にそれぞれのポートに入力されるようになっている。
【００１６】
次いで、入力されたスピード信号が何らかの通信プロトコルに適合したものであるか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０４参照）。すなわち、本発明の実施の形態においては、マイクロコンピュータ２の受信ポート側において入力されたスピード指示信号が何らかの通信プロトコルに基づいたものであるか否かが判定され、通信プロトコルに適合したものであると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０６の処理へ、通信プロトコルに適合したものではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１１２の処理へ、それぞれ進むこととなる。
ステップＳ１０６においては、先のステップＳ１０４においてスピード指示信号が何らかの通信プロトコルに基づいたものであると判定されたことに対応して、通信プロトコルがＬＩＮであるか否かが判定され、ＬＩＮであると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０８へ進み、スピード指示信号をＬＩＮ通信信号としてのブラシレスモータ４の運転が開始されることとなる。一方、ステップＳ１０６において、スピード指示信号はＬＩＮではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、スピード指示信号はＫ−ＬＩＮＥであるとしてブラシレスモータ４の運転が開始されることとなる（図２のステップＳ１１０参照）。
そして、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０が実行された後は、後述するステップＳ１１４の処理へ進むこととなる。
【００１７】
一方、ステップＳ１０４において、スピード指示信号は、通信プロトコルに適合したものではないと判定されて（ＮＯの場合）、ステップＳ１１２の処理へ進んだ場合には、スピード指示信号は、ＰＷＭ信号であるとしてブラシレスモータ４の運転が開始されることとなり、ステップＳ１１４の処理へ進むこととなる。
ステップＳ１１４においては、再び通信回路１を介してマイクロコンピュータ２へのスピード指示信号の入力が行われ、次いで、ステップＳ１１６において、入力されたスピード指示信号が運転を指示しているか否か、換言すれば、スピード指示信号が回転速度を指示する信号となっているか否か、如何なる回転速度を指示しているのかが判定されることとなる。
具体的には、まず、このステップＳ１１６における判定は、マイクロコンピュータ２のタイマーポート側において行われるものとなっている。すなわち、入力されたスピード指示信号がＰＷＭ信号と判定されている場合（図２のステップＳ１１２参照）には、ＰＷＭ信号のオン・オフ時間がブラシレスモータ４の回転速度を指示するものとなっているので、そのオン・オフ時間がタイマーポートにおいて検出されることとなる。また、スピード指示信号がＬＩＮ又はＫ−ＬＩＮＥ通信信号と判定されている場合（図２のステップＳ１０８，Ｓ１１０参照）には、回転速度が所定の形式のシリアルビット信号として表されるようになっているので、そのシリアルデータの判定がタイマーポート側において行われることとなる。
【００１８】
そして、スピード指示信号が運転を指示していると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、その運転指示に基づいたモータ運転が行われ（図２のステップＳ１１８参照）、次いで、先のステップＳ１１４へ戻り、それ以降の処理が繰り返されることとなる。すなわち、スピード指示信号がＰＷＭ信号である場合には、そのタイマーポートで判定されたオン・オフ時間に応じた制御信号がモータドライブ回路３へ出力され、モータドライブ回路３によりその制御信号に応じた、すなわち、ＰＷＭ信号のオン・オフ時間で定まる回転速度に対応した駆動電流の通電が行われることとなる。
また、スピード指示信号がＬＩＮ又はＫ−ＬＩＮＥ通信信号である場合には、検出されたシリアルビットデータに応じた制御信号がモータドライブ回路３へ出力され、モータドライブ回路３によりその制御信号に応じた、すなわち、シリアルビットデータで定まる回転速度に対応した駆動電流の通電が行われることとなる。
【００１９】
一方、ステップＳ１１６の判定において、スピード指示信号は、運転を指示していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、モータ運転の停止がなされ、先のステップＳ１０２へ戻り、上述した一連の処理が再度繰り返されることとなる。なお、スピード指示信号による運転の停止の指示は、本発明の実施の形態の場合、ＰＷＭ信号、ＬＩＮ又はＫ−ＬＩＮＥ通信信号のいずれも信号レベルが１２ｖに継続的に保持された状態によってなされるようになっている。
上述の構成例においては、ブラシレスモータ４の駆動例を示したが、本発明に係るモータ駆動制御方法は、ブラシレスモータに限定される必要はなく、通常のブラシ付きのモータであっても基本的に同様に適用可能である。すなわち、モータの種類が変わって、それに応じてモータドライブ回路３の構成が変更されても、マイクロコンピュータ２からの制御信号については同一の仕様とすれば、上述のようにスピード指示信号の種類の判定や、その判定結果に応じた運転指示の判定、さらに、判定された運転指示に応じてモータドライブ回路３へ対する制御信号の出力によって、モータの駆動、停止が実現可能である。
【００２０】
また、上述の構成例においては、スピード指示信号として、ＰＷＭ信号、ＬＩＮ通信信号、Ｋ−ＬＩＮＥ通信信号のいずれかが入力されることを前提としたが、これらの信号に限定される必要はなく、他の種類の信号であっても良いことは勿論である。なお、その場合には、先の図２のステップＳ１０４，Ｓ１０６、Ｓ１１６における判定基準をその信号に応じたものに変更し、また、Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２の運転をそれぞれの信号に応じたものとすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御回路の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示されたモータ駆動制御回路のマイクロコンピュータによって実行されるモータ駆動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】スピード指示信号の波形例を示す波形図であって、図３（Ａ）はＰＷＭ信号の場合の波形図、図３（Ｂ）はＬＩＮ通信信号の場合の波形図である。
【図４】スピード指示信号がＰＷＭ信号の場合の従来回路の構成例を示す構成図である。
【図５】スピード指示信号がＬＩＮ通信信号の場合の従来回路の構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…通信回路
２…マイクロコンピュータ
３…モータドライブ回路
４…ブラシレスモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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