特開 2023-62758 モータユニット及びファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023062758

(43)【公開日】2023-05-09

(54)【発明の名称】モータユニット及びファン

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/00 20160101AFI20230427BHJP

【ＦＩ】

H02P29/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021172847

(22)【出願日】2021-10-22

(71)【出願人】

【識別番号】000228730

【氏名又は名称】ニデックアドバンスドモータ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002723

【氏名又は名称】高法弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】石川 理朋

【テーマコード（参考）】

5H501

【Ｆターム（参考）】

5H501AA08

5H501DD01

5H501DD08

5H501JJ03

5H501KK05

(57)【要約】

【課題】外部デバイスとの通信について改善したモータユニットを提供することである。
【解決手段】モータユニットであって、モータと、駆動用マイコンと、通信用マイコンと、を有するモータユニットであって、前記駆動用マイコンは、前記モータを駆動すると共に、前記通信用マイコンと第１通信プロトコルで通信し、前記通信用マイコンは、前記駆動用マイコンと第１通信プロトコルで通信すると共に、外部デバイスと前記第１通信プロトコルを含む複数種類の通信プロトコルで通信可能であり、前記外部デバイスは、前記通信用マイコンを介して、前記駆動用マイコンと前記第１通信プロトコルで通信可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、駆動用マイコンと、通信用マイコンと、
を有するモータユニットであって、
前記駆動用マイコンは、前記モータを駆動すると共に、前記通信用マイコンと第１通信プロトコルで通信し、
前記通信用マイコンは、前記駆動用マイコンと第１通信プロトコルで通信すると共に、外部デバイスと前記第１通信プロトコルを含む複数種類の通信プロトコルで通信可能であり、
前記外部デバイスは、前記通信用マイコンを介して、前記駆動用マイコンと前記第１通信プロトコルで通信可能である、
モータユニット。

【請求項2】

前記通信用マイコンは、前記外部デバイスと第２通信プロトコルで通信可能であり、
前記通信用マイコンは、前記外部デバイスとの通信の前記第２通信プロトコルと、前記駆動用マイコンとの通信の前記第１通信プロトコルと、のプロトコル変換を行う、
請求項１に記載のモータユニット。

【請求項3】

前記通信用マイコンは、前記外部デバイスと前記第１通信プロトコルで通信する第１通信モードと、前記外部デバイスと第２通信プロトコルで通信する第２通信モードと、を切り替え可能である、
請求項１又は２に記載のモータユニット。

【請求項4】

前記通信用マイコンは、電源投入時には前記第２通信モードで起動する、
請求項３に記載のモータユニット。

【請求項5】

前記通信用マイコンは、前記外部デバイスから切替信号を受信したことに応じて前記第２通信モードから前記第１通信モードに切り替える、
請求項４に記載のモータユニット。

【請求項6】

前記切替信号は、所定のパルス波形である、
請求項５に記載のモータユニット。

【請求項7】

前記通信用マイコンは、前記切替信号を受信したことで切替準備モードに遷移し、
前記通信用マイコンは、前記切替準備モードのときに、切替要求信号を受信したことに応じて前記第２通信モードから前記第１通信モードに切り替える、
請求項５又は６に記載のモータユニット。

【請求項8】

前記切替要求信号は、前記第１通信モードで用いる信号であり、
前記通信用マイコンは、前記切替要求信号を前記駆動用マイコンに送信し、前記駆動用マイコンからの応答を前記外部デバイスに送信することで、前記第１通信モードを確立する、
請求項７に記載のモータユニット。

【請求項9】

前記モータは、ブラシレスＤＣモータである、
請求項１から８のいずれか１項に記載のモータユニット。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の前記モータユニットと、
前記モータによって回転するインペラと、
を有する
ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータユニット及びファンに関する。

【背景技術】

【0002】

モータユニットにはモータ及びモータの駆動を制御する駆動用マイコンが搭載される。このようなモータユニットでは、ＰＣ等の外部デバイスから受信したデータの種類に応じて異なる処理が必要になる場合がある。例えば、特許文献１に記載の発明では、入力されたＯｎ／Ｏｆｆ信号に基づいて、入力されたパルス列信号の出力先をモータの位置制御を行う位置制御手段にするか、モータのパラメータを設定するパラメータ設定手段にするかを切り替えることで、データの種類に応じて異なる処理を実施可能にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４０２３１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、モータユニットには、外部デバイスからモータを効率よく制御するために、モータや駆動用マイコンのほか、外部デバイスと通信する通信用マイコンが搭載される場合がある。

【0005】

このようなモータユニットでは、通信用マイコンによって汎用的な通信プロトコルに対応する場合がある。また、駆動用マイコンに対するモータ固有の制御等に関する通信は、汎用的な通信プロトコルによる通信では対応できない場合や、公にすることを避けたい場合がある。このような場合において、外部デバイスから駆動用マイコンにアクセスするには通信用マイコンを介することになるため、駆動用マイコンに対するモータ固有の制御等に関する通信が出来ないという問題があった。あえて、通信用マイコンを介さずに駆動用マイコンにアクセスするために、信号線を引き出したりプローブを挿入するのはモータユニットの構造上困難な場合がある。

【0006】

このように、従来、モータユニットと外部デバイスとの通信について改善の余地があった。

【0007】

本発明の目的は、外部デバイスとの通信について改善したモータユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願の例示的な第１発明は、モータユニットであって、モータと、駆動用マイコンと、通信用マイコンと、を有するモータユニットであって、前記駆動用マイコンは、前記モータを駆動すると共に、前記通信用マイコンと第１通信プロトコルで通信し、前記通信用マイコンは、前記駆動用マイコンと第１通信プロトコルで通信すると共に、外部デバイスと前記第１通信プロトコルを含む複数種類の通信プロトコルで通信可能であり、前記外部デバイスは、前記通信用マイコンを介して、前記駆動用マイコンと前記第１通信プロトコルで通信可能である。

【発明の効果】

【0009】

本願の例示的な第１発明によれば、外部デバイスとの通信について改善したモータユニットを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るモータユニットを示すブロック図である。

【図2】外部デバイス２００、通信用マイコン３０及び駆動用マイコン２０による通信の流れの一例を示すタイムチャートである。

【図3】通信用マイコン３０による通信プロトコルの切り替え処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータユニットについて説明する。

【0012】

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係るモータユニットを示すブロック図である。
モータユニット１００は、モータ１０と、モータ１０を駆動する駆動用マイコン２０と、駆動用マイコン２０と通信すると共に外部デバイス２００と通信を行う通信用マイコン３０と、を有する。

【0013】

モータ１０は、例えばブラシレスＤＣモータである。モータ１０は、駆動用マイコン２０によって駆動可能なモータであれば他の種類のモータであってもよい。また、モータ１０は、如何なるものを回転させるために用いるものであってもよいが、例えば、モータ１０によってインペラを回転させることで送風を行うファンに用いるものであってもよい。

【0014】

駆動用マイコン２０は、通信用マイコン３０を介して受信するコマンドに応じてモータ１０を駆動する。例えばモータ１０がブラシレスＤＣモータの場合には、モータ１０の各相に流れる電流の大きさやタイミング等を制御する事で、コマンドに応じた回転数やトルク等が出力される。

【0015】

通信用マイコン３０は、外部デバイス２００との間で、第１通信プロトコル及び第２通信プロトコルの２種類の通信プロトコルを切り替えて通信することが可能である。通信用マイコン３０は、外部デバイス２００との間で３種類以上の通信プロトコルを切り替えて通信するものであってもよい。

【0016】

外部デバイス２００は、例えば、モータユニット１００と通信するための通信Ｉ／Ｆ基板、及び通信Ｉ／Ｆ基板と通信するＰＣである。外部デバイス２００は、通信用マイコン３０と通信するデバイスであれば、他の如何なるデバイスであってもよい。外部デバイス２００は、通信用マイコン３０との間で、第１通信プロトコル及び第２通信プロトコルの２種類の通信プロトコルを切り替えて通信することが可能である。外部デバイス２００は、通信用マイコン３０との間で３種類以上の通信プロトコルを切り替えて通信するものであってもよい。

【0017】

通信用マイコン３０と駆動用マイコン２０とは、第１通信プロトコルで通信する。駆動用マイコン２０は、通信用マイコン３０を介して受信した外部デバイス２００からのコマンドに応じてモータ１０を駆動する。また、駆動用マイコン２０は、モータ１０の状態を検出し、検出した状態についての情報を、通信用マイコン３０を介して外部デバイス２００に送信するものであってもよい。

【0018】

外部デバイス２００と通信用マイコン３０との間の通信、及び通信用マイコン３０と駆動用マイコン２０との間の通信は、例えば、半二重のシリアル通信である。外部デバイス２００と通信用マイコン３０との間の通信、及び通信用マイコン３０と駆動用マイコン２０との間の通信は、他の通信方式を採用可能な場合がある。

【0019】

第１通信プロトコルは、例えば、モータ１０及び駆動用マイコン２０に固有の情報等の送受信に適した通信プロトコルである。第２通信プロトコルは、例えば、汎用的な通信プロトコルであって、モータ１０及び駆動用マイコン２０の汎用的な制御に適している。

【0020】

第２通信プロトコルは、汎用的な通信プロトコルであるため、モータ１０及び駆動用マイコン２０に固有の情報等の送受信には適さない場合がある。例えば、モータ固有のパラメータやシリアルナンバなどの情報は、第２通信プロトコルではアクセスできず、第１通信プロトコルで通信する。

【0021】

通信用マイコン３０と駆動用マイコン２０との間は第１通信プロトコルで通信するため、外部デバイス２００と通信用マイコン３０とが第２通信プロトコルで通信する場合には、通信用マイコン３０は、第１通信プロトコルと第２通信プロトコルとのプロトコル変換を行う。

【0022】

また、外部デバイス２００と通信用マイコン３０とが第１通信プロトコルで通信する場合には、通信用マイコン３０は、信号の中継を行う。これにより外部デバイス２００と駆動用マイコン２０とが直接に通信することが可能となる。

【0023】

本実施形態によれば、通信用マイコン３０が外部デバイス２００と第２通信プロトコルで通信可能であることで、汎用的な制御に対応することが出来る。また、本実施形態によれば、通信用マイコン３０が外部デバイス２００と第１通信プロトコルで通信可能であることで、モータ１０及び駆動用マイコン２０に固有の情報等の送受信に対応することが出来る。

【0024】

本実施形態によれば、通信用マイコン３０が外部デバイス２００と第１通信プロトコルで通信することで、モータ固有パラメータ，プログラムやそのバージョン情報，シリアルナンバ，ロットナンバ等の読み出し、書き込み及び消去等を行うことが出来る。

【0025】

本実施形態によれば、通信用マイコン３０が外部デバイス２００と第１通信プロトコルで通信することで、モータ固有パラメータとシリアルナンバを紐付けし，この情報を外部デバイス２００に保存することでトレーサビリティ管理に利用することが出来る．

【0026】

また本実施形態によれば、通信用マイコン３０が外部デバイス２００と第１通信プロトコルで通信することで、モータユニット１００の量産時のパラメータ調整、出荷検査の作業を自動化することが出来る。また、モータユニット１００の出荷検査記録を外部デバイス２００に保存することが出来、これにより製品の信頼性を向上することが出来る。

【0027】

また本実施形態によれば、通信用マイコン３０が外部デバイス２００と第１通信プロトコルで通信することで、駆動用マイコン２０のファームウェアの更新機能を提供することが出来、ソフトウェアに不具合が発生した際のソフト改修を容易にすることが出来る。

【0028】

なお、第２通信プロトコルでの通信では、モータ固有ではないモータ操作、パラメータ読み出し等を行うことが出来る。第２通信プロトコルでの通信で実行可能なモータ操作、パラメータ読み出し等は、第１通信プロトコルでの通信でも行うことが出来る。

【0029】

図２は、外部デバイス２００、通信用マイコン３０及び駆動用マイコン２０による通信の流れの一例を示すタイムチャートである。
第１通信プロトコルでの通信は、常に外部デバイス２００から開始する。外部デバイス２００は、外部デバイス２００と通信用マイコン３０との間の通信が半二重のため、通信用マイコン３０からのレスポンス（ＡＣＫ（肯定応答）／ＮＡＫ（否定応答））があるか、又はタイムアウトになるかまで次の送信を行わない・

【0030】

図２の例では、まず外部デバイス２００は、通信用マイコン３０に対して、駆動用マイコン２０へのコマンドであるコマンド１を第１通信プロトコルで送信する。コマンド１を受信した通信用マイコン３０は、受信したコマンド１を駆動用マイコン２０に対して第１通信プロトコルで送信する。

【0031】

コマンド１を受信した駆動用マイコン２０は、コマンド１の内容に応じてモータ１０を駆動するとともに、通信用マイコン３０に対してレスポンス１を第１通信プロトコルで送信する。

【0032】

レスポンス１を受信した通信用マイコン３０は、受信したレスポンス１を外部デバイス２００に対して第１通信プロトコルで送信する。レスポンス１を受信した外部デバイス２００は、次のコマンドであるコマンド２を、通信用マイコン３０に対して第１通信プロトコルで送信する。以下、同様に進む。

【0033】

通信用マイコン３０は、外部デバイス２００と第１通信プロトコルで通信する第１通信モードと、外部デバイス２００と第２通信プロトコルで通信する第２通信モードと、を切り替え可能である。以下、図３を参照して、この通信モードの切り替えについて説明する。

【0034】

図３は、通信用マイコン３０による通信プロトコルの切り替え処理の一例を示すフローチャートである。
この例では、モータユニット１００の電源をＯＮしたとき（ステップＳ３０１）、通信用マイコン３０は、第２通信モードで外部デバイス２００と通信するように起動する（ステップＳ３０２）。外部デバイス２００は、モータユニット１００の通信用マイコン３０を第１通信モードで動作させたい場合には、通信用マイコン３０に対し切替信号を送信し、その後、通信用マイコン３０に対し切替要求信号を送信する。

【0035】

通信用マイコン３０は、第２通信モードでの動作を続け、切替信号の受信を待つ（ステップＳ３０３：Ｎｏ）。通信用マイコン３０は、切替信号を受信したならば（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、切替準備モードに遷移する。切替信号は、例えば、所定のパルス波形の信号であり、例えば、０Ｖと２４Ｖとを１００Ｈｚの周波数で１秒以上繰り返すパルス波形の信号である。ステップＳ３０３において、通信用マイコン３０は、切替信号を１秒以上継続して受信しなかった場合は、切替信号を受信していないと判定してもよい。このようにすることで、ノイズを切替信号と誤認してしまうことを防ぐことが出来る。切替準備モードでは、第１通信モードで通信を行うことが出来る。

【0036】

通信用マイコン３０は、切替準備モードにおいて、切替要求信号の受信を待つ（ステップＳ３０４）。通信用マイコン３０は、切替要求信号を受信しなければ（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、タイムアウトかを判定する。タイムアウトの場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）はステップＳ３０３に戻り、タイムアウトでなければ（ステップＳ３０５：Ｎｏ）ステップＳ３０４に戻る。切替要求信号は、第１通信モードで用いる信号であってもよい。

【0037】

通信用マイコン３０は、切替要求信号を受信したならば（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、第２通信モードから第１通信モードへと切り替える（ステップＳ３０６）。また、このとき、通信用マイコン３０は、駆動用マイコン２０に切替要求信号を送信し、切替要求信号に対する駆動用マイコン２０からのレスポンスを待つ。通信用マイコン３０は、駆動用マイコン２０からレスポンスを受信したなら、切替要求信号に対するレスポンスを外部デバイス２００に送信する。外部デバイス２００は、このレスポンスを受信することで、第１通信プロトコルで通信するモードを確立するようにしてもよい。この場合、外部デバイス２００は、切替要求信号に対するレスポンスを所定時間内に受信しなかった場合は、第２通信プロトコルで通信するモードにしてもよい。通信用マイコン３０は、切替要求信号を駆動用マイコン２０に送信し、駆動用マイコン２０からのレスポンスを外部デバイス２００に送信することで、第１通信モードを確立するものであってもよい。

【0038】

＜モータユニット１００及びファンの作用・効果＞
次に、モータユニット１００及びファンの作用・効果について説明する。

【0039】

上述の実施形態に係る発明においては、モータユニットであって、モータと、前記モータを駆動する駆動用マイコンと、前記駆動用マイコンと通信すると共に外部デバイスと通信を行う通信用マイコンと、を有し、前記駆動用マイコンは、前記通信用マイコンと第１通信プロトコルで通信し、前記通信用マイコンは、前記駆動用マイコンと第１通信プロトコルで通信すると共に、前記外部デバイスと前記第１通信プロトコルを含む複数種類の通信プロトコルで通信可能であり、前記外部デバイスは、前記通信用マイコンを介して、前記駆動用マイコンと前記第１通信プロトコルで通信可能である。
外部デバイスと駆動用マイコンとが第１通信プロトコルで通信可能であることで、モータ固有の情報等に関する通信を第１通信プロトコルで行うことが出来る。
また、外部デバイスとの通信について改善したモータユニットを提供することが出来る。

【0040】

また、前記通信用マイコンは、前記外部デバイスと第２通信プロトコルで通信可能であり、前記通信用マイコンは、前記外部デバイスとの通信の前記第２通信プロトコルと、前記駆動用マイコンとの通信の前記第１通信プロトコルと、のプロトコル変換を行う。
プロトコル変換を行うことで、外部デバイスとの第２通信プロトコルでの通信も可能となり、汎用性を向上することが出来る。

【0041】

また、前記通信用マイコンは、前記外部デバイスと前記第１通信プロトコルで通信する第１通信モードと、前記外部デバイスと第２通信プロトコルで通信する第２通信モードと、を切り替え可能である。
通信プロトコルを切り替え可能であることで、外部デバイスとの第１通信プロトコルでの通信及び第２通信プロトコルでの通信が可能となり、汎用性を向上することが出来る。

【0042】

また、前記通信用マイコンは、電源投入時には前記第２通信モードで起動する。
このため、電源投入時に汎用性の高い通信プロトコルで通信することが出来る。

【0043】

また、前記通信用マイコンは、前記外部デバイスから切替信号を受信したことに応じて前記第２通信モードから前記第１通信モードに切り替える。
このため、容易な方法で通信プロトコルを切り替えることが出来る。

【0044】

また、前記切替信号は、所定のパルス波形である。
このため、容易な方法で通信プロトコルを切り替えることが出来る。

【0045】

また、前記通信用マイコンは、前記切替信号を受信したことで切替準備モードに遷移し、前記通信用マイコンは、前記切替準備モードのときに、切替要求信号を受信したことに応じて前記第２通信モードから前記第１通信モードに切り替える。
このため、ノイズ等を切替信号と誤認しての通信プロトコル切り替えを防ぐことが出来る。

【0046】

また、前記切替要求信号は、前記第１通信モードで用いる信号であり、前記通信用マイコンは、前記切替信号を前記駆動用マイコンに送信し、前記駆動用マイコンからの応答を前記外部デバイスに送信することで、前記第１通信モードを確立する。
このため、第１通信プロトコルで通信可能であることを確認した上で、プロトコルの切り替えを行うことが出来る。

【0047】

また、前記モータは、ブラシレスＤＣモータである。
このため、ブラシレスＤＣモータにおいて、モータ固有の制御に関する通信を第１通信プロトコルで行うことが出来る。

【0048】

また、ファンであって、前記モータユニットと、前記モータによって回転するインペラと、を有する。
このため、ファンにおいて、モータ固有の制御に関する通信を第１通信プロトコルで行うことが出来る。

【0049】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0050】

１０ モータ
２０ 駆動用マイコン
３０ 通信用マイコン
１００ モータユニット
２００ 外部デバイス

【図1】

【図2】

【図3】