特許 7593308 ラジエータファンモータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】ラジエータファンモータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/00 20160101AFI20241126BHJP

   H02P 23/18 20160101ALI20241126BHJP

   H02P 27/00 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H02P6/00

H02P23/18

H02P27/00

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021209525

(22)【出願日】2021-12-23

(65)【公開番号】P2023094198

(43)【公開日】2023-07-05

【審査請求日】2024-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】坂田 裕樹

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特許第５５１９０７２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平１０－２９０５９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ６／００

Ｈ０２Ｐ ２３／１８

Ｈ０２Ｐ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、
前記モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて、前記モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、
所定時間ごとに出力される前記検出信号の前回値と今回値とに基づいて、前記モータの動作状態に応じて前記モータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、
前記推定ステップでの推定結果に応じて、前記逆トルクの発生を抑制するように前記推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、
前記推定電気角に基づいて、前記モータを駆動制御するための通電波形を生成して、前記通電波形を前記モータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、
前記推定ステップでは、前記今回値がハイ、かつ、前記前回値がローの場合、前記モータが急加速したことで前記検出信号の立上りエッジが早まった前記動作状態である第１急加速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第１急加速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を０°に設定するラジエータファンモータ制御装置。

【請求項2】

前記推定ステップでは、前記今回値がロー、かつ、前記前回値がハイの場合、前記モータが急加速したことで前記検出信号の立下りエッジが早まった前記動作状態である第２急加速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第２急加速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を１８０°に設定する請求項１に記載のラジエータファンモータ制御装置。

【請求項3】

ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、
前記モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて、前記モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、
所定時間ごとに出力される前記検出信号の前回値と今回値とに基づいて、前記モータの動作状態に応じて前記モータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、
前記推定ステップでの推定結果に応じて、前記逆トルクの発生を抑制するように前記推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、
前記推定電気角に基づいて、前記モータを駆動制御するための通電波形を生成して、前記通電波形を前記モータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、
前記推定ステップでは、前記今回値がロー、かつ、前記前回値がハイの場合、前記モータが急加速したことで前記検出信号の立下りエッジが早まった前記動作状態である第２急加速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第２急加速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を１８０°に設定するラジエータファンモータ制御装置。

【請求項4】

前記推定ステップでは、前記今回値がハイ、前記前回値がハイ、かつ、前記算出ステップで算出した前記推定電気角が１８０°を超えている場合、前記モータが急減速したことで前記検出信号の立下りエッジが遅れた前記動作状態である第１急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第１急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を１８０°に設定する請求項１～３のいずれか１項に記載のラジエータファンモータ制御装置。

【請求項5】

ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、
前記モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて、前記モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、
所定時間ごとに出力される前記検出信号の前回値と今回値とに基づいて、前記モータの動作状態に応じて前記モータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、
前記推定ステップでの推定結果に応じて、前記逆トルクの発生を抑制するように前記推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、
前記推定電気角に基づいて、前記モータを駆動制御するための通電波形を生成して、前記通電波形を前記モータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、
前記推定ステップでは、前記今回値がハイ、前記前回値がハイ、かつ、前記算出ステップで算出した前記推定電気角が１８０°を超えている場合、前記モータが急減速したことで前記検出信号の立下りエッジが遅れた前記動作状態である第１急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第１急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を１８０°に設定するラジエータファンモータ制御装置。

【請求項6】

前記推定ステップでは、前記今回値がロー、前記前回値がロー、かつ、前記算出ステップで算出した前記推定電気角が３６０°を超えている場合、前記モータが急減速したことで前記検出信号の立上りエッジが遅れた前記動作状態である第２急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第２急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を３６０°に設定する請求項１～５のいずれか１項に記載のラジエータファンモータ制御装置。

【請求項7】

ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、
前記モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、前記検出信号に基づいて、前記モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、
所定時間ごとに出力される前記検出信号の前回値と今回値とに基づいて、前記モータの動作状態に応じて前記モータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、
前記推定ステップでの推定結果に応じて、前記逆トルクの発生を抑制するように前記推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、
前記推定電気角に基づいて、前記モータを駆動制御するための通電波形を生成して、前記通電波形を前記モータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、
前記推定ステップでは、前記今回値がロー、前記前回値がロー、かつ、前記算出ステップで算出した前記推定電気角が３６０°を超えている場合、前記モータが急減速したことで前記検出信号の立上りエッジが遅れた前記動作状態である第２急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定し、
前記設定ステップでは、前記第２急減速状態で、前記逆トルクが発生する可能性があると推定すると、前記推定電気角を３６０°に設定するラジエータファンモータ制御装置。

【請求項8】

前記モータは、三相モータであり、
前記算出ステップでは、前記検出信号として三相のうちの一相分のみに基づいて前記算出を行い、
前記推定ステップでは、前記検出信号として三相のうちの一相分のみに基づいて前記推定を行う請求項１～７のいずれか１項に記載のラジエータファンモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ラジエータファンモータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に開示されたモータ制御装置がある。モータ制御装置は、ラジエータファンの駆動に用いられるモータを制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－６７０７９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、ラジエータファンモータは、ホールＩＣを搭載したブラシレスモータを用いることが考えられる。この場合、ラジエータファンモータ制御装置は、ホールＩＣの出力をもとに、エッジからの経過時間から電気角を推定し、この推定電気角からブラシレスモータへの通電波形を算出する。

【0005】

しかしながら、推定電気角は、ブラシレスモータの急加速や急減速が起こった場合に、実電気角との差異が大きくなるこがある。この場合、推定電気角から算出した通電波形は、推定電気角と実電気角との差異がない状態の通電波形と逆方向となる。これによって、ブラシレスモータには、逆トルクが発生し、この逆トルクによってがたつきが生じるという問題がある。

【0006】

開示される一つの目的は、逆トルクの発生を抑制できるラジエータファンモータ制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここに開示されたラジエータファンモータ制御装置は、
ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するものであって、
モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、検出信号に基づいて、モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、
所定時間ごとに出力される検出信号の前回値と今回値とに基づいて、モータの動作状態に応じてモータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、
推定ステップでの推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、
推定電気角に基づいて、モータを駆動制御するための通電波形を生成して、通電波形をモータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、
推定ステップでは、今回値がハイ、かつ、前回値がローの場合、モータが急加速したことで検出信号の立上りエッジが早まった動作状態である第１急加速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定し、
設定ステップでは、第１急加速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角を０°に設定することを特徴とする。

【0008】

このように、ラジエータファンモータ制御装置は、所定時間ごとに出力される検出信号の前回値と今回値とに基づいて、モータの動作状態に応じてモータに逆トルクが発生する可能性を推定する。そして、ラジエータファンモータ制御装置は、推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角を設定する。このため、ラジエータファンモータ制御装置は、逆トルクの発生を抑制できる。また、ここに開示されたラジエータファンモータ制御装置は、ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、検出信号に基づいて、モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、所定時間ごとに出力される検出信号の前回値と今回値とに基づいて、モータの動作状態に応じてモータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、推定ステップでの推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、推定電気角に基づいて、モータを駆動制御するための通電波形を生成して、通電波形をモータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、推定ステップでは、今回値がロー、かつ、前回値がハイの場合、モータが急加速したことで検出信号の立下りエッジが早まった動作状態である第２急加速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定し、設定ステップでは、第２急加速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角を１８０°に設定することを特徴とする。また、ここに開示されたラジエータファンモータ制御装置は、ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、検出信号に基づいて、モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、所定時間ごとに出力される検出信号の前回値と今回値とに基づいて、モータの動作状態に応じてモータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、推定ステップでの推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、推定電気角に基づいて、モータを駆動制御するための通電波形を生成して、通電波形をモータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、推定ステップでは、今回値がハイ、前回値がハイ、かつ、算出ステップで算出した推定電気角が１８０°を超えている場合、モータが急減速したことで検出信号の立下りエッジが遅れた動作状態である第１急減速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定し、設定ステップでは、第１急減速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角を１８０°に設定することを特徴とする。また、ここに開示されたラジエータファンモータ制御装置は、ラジエータファンを回転させるモータ（３０）を駆動制御するラジエータファンモータ制御装置であって、モータのロータ回転位置を検出するホールセンサの検出信号を取得し、検出信号に基づいて、モータの電気角の推定値である推定電気角を算出する算出ステップ（Ｓ１０）と、所定時間ごとに出力される検出信号の前回値と今回値とに基づいて、モータの動作状態に応じてモータに逆トルクが発生する可能性を推定する推定ステップ（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、推定ステップでの推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角を設定する設定ステップ（Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８）と、推定電気角に基づいて、モータを駆動制御するための通電波形を生成して、通電波形をモータに出力する出力ステップ（Ｓ３２，Ｓ３４）と、を備え、推定ステップでは、今回値がロー、前回値がロー、かつ、算出ステップで算出した推定電気角が３６０°を超えている場合、モータが急減速したことで検出信号の立上りエッジが遅れた動作状態である第２急減速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定し、設定ステップでは、第２急減速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角を３６０°に設定することを特徴とする。

【0009】

この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態におけるラジエータファンモータ制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】実施形態におけるラジエータファンモータ制御装置の処理動作を示すフローチャートである。

【図3】実施形態における急減速時のラジエータファンモータ制御装置の処理動作を示すタイムチャートである。

【図4】実施形態における急加速時のラジエータファンモータ制御装置の処理動作を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下において、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。本実施形態では、車両に搭載可能に構成されたラジエータファンモータ制御装置を採用する。

【0012】

ラジエータファンモータ制御装置は、図示を省略するエンジン、エンジンの冷却を行う熱交換器であるラジエータ、ラジエータを冷却するためのファンなどとともに車両に搭載される。ラジエータは、冷媒を冷却してエンジンに供給する。ファンは、後ほど説明するモータ３０と一体的に設けられている。ファンは、モータ３０が駆動することで回転し、ラジエータに空気を供給する。ファンは、ラジエータに空気を供給することで、ラジエータを冷却するためのラジエータファンである。

【0013】

ラジエータファンモータ制御装置は、モータ３０を駆動制御して、ファンを回転させるものである。本実施形態では、ラジエータファンモータ制御装置をマイコン１０に適用した例を採用する。しかしながら、本開示は、これに限定されず、ラジエータファンモータ制御装置を制御装置１００に適用することもできる。

【0014】

＜構成＞
図１を用いて、制御装置１００、および制御装置１００の周辺構成に関して説明する。制御装置１００は、少なくともマイコン１０を備えている。しかしながら、本実施形態では、一例として、マイコン１０に加えて、インバータ回路２０、分圧回路５０、電流センサ６０、チョークコイル７１などを備えた制御装置１００を採用している。制御装置１００は、これらの構成要素に加えて、逆接防止ＦＥＴなどを備えていてもよい。

【0015】

制御装置１００は、モータ３０、バッテリ２００、および上位ＥＣＵ３００と電気的に接続されている。制御装置１００は、モータ３０と一体的に構成されていてもよい。制御装置１００とモータ３０とが一体化された構造体は、モータユニットともいえる。モータユニットは、例えば、制御装置１００を収容するケースに、モータ３０が取り付けられている。しかしながら、制御装置１００は、これに限定されず、モータ３０と別体に設けられていてもよい。

【0016】

＜インバータ回路＞
インバータ回路２０は、モータ３０のステータ３１のコイルに供給する電力を生成する。例えば、スイッチング素子２１Ａ，２１ＤはＵ相のコイル３１Ｕに、スイッチング素子２１Ｂ，２１ＥはＶ相のコイル３１Ｖに、スイッチング素子２１Ｃ，２１ＦはＷ相のコイル３１Ｗに、各々供給する電力を生成する。

【0017】

スイッチング素子２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々のドレインは、ノイズ除去用のチョークコイル７１を介して車載のバッテリ２００の正極に接続されている。また、スイッチング素子２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆの各々のソースは、バッテリ２００の負極に接続されている。なお、逆接防止ＦＥＴは、スイッチング素子２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆの各々のソースと、バッテリ２００の負極との間に接続されていてもよい。

【0018】

＜モータ＞
モータ３０は、ステータ３１、ロータマグネット３２などを備えている。また、モータ３０は、これらの他に、ロータ、シャフトなどを備えている。モータ３０は、ブラシレス三相モータである。

【0019】

ステータ３１は、コア部材にコイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗが巻かれた電磁石であって、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の三相を構成している。ステータ３１のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各々は、制御装置１００の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることで回転磁界を発生する。

【0020】

ロータマグネット３２は、ロータの内側に設けられている。ロータマグネット３２は、ステータ３１で生じた回転磁界によりロータを回転させる。ロータには、シャフトが設けられている。シャフトは、ロータと一体になって回転する。また、シャフトは、ファンに連結されている。よって、モータ３０は、ロータが回転することで、シャフトを介してファンを回転させる。

【0021】

モータ３０は、後ほど説明するマイコン１０によって推定電気角θに基づいて駆動制御される。そして、モータ３０は、無負荷時や負荷が小さい場合に急加速や急減速が起こると、実電気角と推定電気角θの差異が大きくなる。これによって、モータ３０は、モータ電流の向きが理想と逆方向となる場合がある。モータ３０は、モータ電流が逆方向になることで逆トルクが発生する可能性がある。

【0022】

なお、無負荷状態や負荷が小さい状態は、ファンに対する空気抵抗が小さい場合に起こりやすい。車両は、イグニッションスイッチがオンになった直後など停車している場合、ファンに走行風が印加されない。このため、ファンに対する空気抵抗が比較的小さい。また、制御装置１００にモータ３０が接続された構造体の検査時や製造時は、ファンが取り付けられていないこともあるため、無負荷状態や負荷が小さい状態が起こりやすい。一方、急減速や急加速は、上位ＥＣＵ３００からの指令信号（回転数）と、現在のモータ３０の回転数との差が大きい場合に起こりやすい。

【0023】

＜検出部＞
ホールＩＣ４１は、各相に対応したホール素子を有している。ホールＩＣ４１は、シャフトと同軸に設けられたロータマグネット３２の磁界をロータの回転位置を示す磁界として検出する。ホールＩＣ４１は、検出した検出信号（出力信号、ホール信号）をマイコン１０に出力する。ホールＩＣ４１は、ホール信号として、図３に示すような、ハイとロー（ＨＩとＬＯ）を繰り返す矩形波を出力する。ホールＩＣ４１は、ホールセンサに相当する。

【0024】

分圧回路５０は、サーミスタ５１Ａと抵抗５１Ｂとを有している。サーミスタ５１Ａは、回路の基板の温度に応じて抵抗値が変化するので、分圧回路５０が出力する信号の電圧は基板の温度に応じて変化する。電流センサ６０は、シャント抵抗６０Ａとシャント抵抗６０Ａの両端の電位差を増幅するアンプ６０Ｂとを有している。

【0025】

＜マイコン＞
マイコン１０は、ＣＰＵ（コア）１１、記憶装置１２などを備えている。さらに、マイコン１０は、ＣＰＵ１１、記憶装置１２に加えて、入出力インターフェース、およびこれらを接続するバス等を備えていてもよい。マイコン１０は、マイクロコンピュータともいえる。マイコン１０は、インバータ回路２０、ホールＩＣ４１、分圧回路５０、電流センサ６０、バッテリ２００、上位ＥＣＵ３００と電気的に接続されている。マイコン１０は、バッテリ２００から電力供給されて動作可能な状態となる。また、マイコン１０は、上位ＥＣＵ３００からの回転を指令する指令信号に応じて処理動作を行う。指令信号は、例えば、モータ３０の回転数を示す信号などを採用できる。

【0026】

記憶装置１２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリを含んでいる。不揮発性メモリは、ＣＰＵ１１によって実行される種々のプログラムなどを格納している。揮発性メモリは、ＣＰＵ１１の演算結果などの各種データが書き換え可能に記憶される。演算結果は、後ほど説明する推定電気角θなどが含まれる。

【0027】

ＣＰＵ１１は、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することで、揮発性メモリに記憶されたデータや入出力インターフェースで取得した信号を用いて演算を実行する。マイコン１０は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することで各種処理動作を行う。また、マイコン１０は、処理動作の一つとして、モータ３０を駆動制御する。この場合、マイコン１０は、モータ３０を一方向のみに回転させる。なお、モータ３０の回転は、モータ３０におけるロータの回転と同意である。同様に、モータ３０の回転角は、ロータの回転角と同意である。

【0028】

なお、揮発性メモリに記憶されたデータは、ホール信号などである。つまり、揮発性メモリには、ＨＩを示すホール信号およびＬＯを示すホール信号が記憶される。本実施形態では、三相のうちの一相のホール信号（Ｕ相ホール信号）のみを揮発性メモリに記憶する。入出力インターフェースで取得した信号は、ホール信号などである。

【0029】

マイコン１０は、ホールＩＣ４１から出力されたホール信号に基づいてロータの回転速度および位置（回転位置）を取得する。なお、ロータの回転速度や回転位置は、モータ３０の回転速度や回転位置ともいえる。

【0030】

また、マイコン１０は、ホール信号に基づいて、モータ３０の電気角の推定値である推定電気角θを算出する。このとき、マイコン１０は、ホール信号としてＵ相ホール信号のみに基づいて推定電気角θを算出する。そして、マイコン１０は、推定電気角θに基づいて、モータ３０を駆動制御するための通電波形を生成して、通電波形をモータ３０に出力する。また、マイコン１０は、今回取得したホール信号ではなく、ホール信号の前回周期の値に基づいて、推定電気角θを算出する。この点に関しては、後ほど詳しく説明する。

【0031】

なお、マイコン１０は、分圧回路５０から出力される信号の電圧の変化に基づいて、基板の温度を算出してもよい。本実施形態では、便宜上、分圧回路５０から出力される信号をサーミスタ５１Ａの検知結果に基づく信号とする。また、本実施形態では、サーミスタ５１Ａの検知結果に基づいて算出された基板の温度を、サーミスタ５１Ａが検知した基板の温度とする。マイコン１０は、アンプ６０Ｂが出力した信号に基づいて、インバータ回路２０の電流値を算出してもよい。

【0032】

マイコン１０が提供する手段および／または機能は、実体的な記憶装置１２に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコン１０を採用している制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

【0033】

＜処理動作＞
マイコン１０は、モータ３０における各相のコイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗへの通電を切り替えるためにインバータ回路２０をスイッチング制御（オンオフ制御）する。マイコン１０は、Ｕ相のコイル３１Ｕへの通電を切り替えるために、スイッチング素子２１Ａ，２１Ｄのスイッチング制御を行う。同様に、マイコン１０は、Ｖ相のコイル３１Ｖへの通電を切り替えるために、スイッチング素子２１Ｂ，２１Ｅのスイッチング制御を行う。また、マイコン１０は、Ｗ相のコイル３１Ｗへの通電を切り替えるために、スイッチング素子２１Ｃ，２１Ｆのスイッチング制御を行う。

【0034】

マイコン１０は、図３、図４に示すように、上位ＥＣＵ３００からの指令信号に応じて、推定電気角θを用いてモータ３０を駆動制御するための通電波形を生成して、通電波形をモータ３０に出力する。また、マイコン１０は、モータ３０における各相の相電圧を正弦波パルス幅変調方式（以下、正弦波ＰＷＭ）にて制御する。そのために、マイコン１０は、インバータ回路２０の各スイッチング素子におけるゲート信号としてのＰＷＭ制御信号を生成する。よって、マイコン１０は、通電波形となるように、インバータ回路２０の各スイッチング素子をＰＷＭ制御するといえる。

【0035】

ここで、図２，図３，図４を用いて、モータ３０への通電処理に関して説明する。マイコン１０は、ある時間周期に基づいて、図２に示すフローチャートを実行する。つまり、マイコン１０は、所定時間ごとに、図２に示すフローチャートを実行する。なお、図２のステップＳ１２～Ｓ３０に関しては、マイコン１０は、バッテリ２００から電力供給された起動時に１回だけ実行してもよい。この場合、マイコン１０は、所定時間ごとに、ステップＳ１０、Ｓ３２、Ｓ３４を行う。

【0036】

図３のタイムチャートは、タイミングｔ０～ｔ２まではモータ３０に加速も減速も生じておらず、タイミングｔ２よりも後に急減速が生じている状態を示している。図４のタイムチャートは、タイミングｔ１０～ｔ１２に達する前まではモータ３０に加速も減速も生じておらず、タイミングｔ１２以降に急加速が生じている状態を示している。

【0037】

なお、図３、図４の電気角は、実線で実電気角、破線で対策無の推定電気角、二点鎖線で対策有の推定電気角を示している。太い横線は、上限ガード値を示している。なお、対策有とは、後ほど説明する推定電気角θのガードやリセットを行った場合の推定電気角θや通電波形である。対策無とは、算出したままの推定電気角θや通電波形である。理想の通電波形は、推定電気角と実電気角との差異がない状態の通電波形である。

【0038】

また、図３、図４では、斜めハッチングで逆トルクが発生していることを示している。図３、図４では、ドットハッチングで逆トルクが発生しない領域を示している。

【0039】

ステップＳ１０では、推定電気角θを算出する（算出ステップ）。マイコン１０は、ホール信号として三相のうちの一相分（Ｕ相ホール信号）のみに基づいてステップＳ１０を行う。マイコン１０は、（Ｔｕｐ／Ｔｏｌｄ）×３６０°を演算することで推定電気角θを算出する。ここで算出した推定電気角θは、今回の推定電気角θである。Ｔｕｐは、立上りエッジからの経過時間である。Ｔｏｌｄは、前回のホール信号の周期である。ここでの周期は、Ｕ相ホール信号の周期である。なお、立上りエッジは、アップエッジともいえる。一方、後ほど説明する立下りエッジは、ダウンエッジともいえる。

【0040】

ステップＳ１２では、Ｕ相ホール信号がＨＩであるか否かを判定する（推定ステップ）。マイコン１０は、今回のＵ相ホール信号がＨＩであると判定するとステップＳ１４へ進み、今回のＵ相ホール信号がＨＩであると判定しないとステップＳ２２へ進む。マイコン１０は、モータ３０（ロータ）の実位置を確認するためにステップＳ１２と行う。ＹＥＳ判定だった場合、実位置は、０°≦θ＜１８０°とみなす。ＮＯだった場合、実位置は、１８０°≦θ＜３６０°とみなす。今回のＵ相ホール信号は、今回値に相当する。

【0041】

ステップＳ１４では、前回Ｕ相ホール信号がＬＯであるか否かを判定する（推定ステップ）。マイコン１０は、記憶装置１２に記憶されている前回のＵ相ホール信号がＬＯであるか否かを判定する。前回のＵ相ホール信号は、前回値に相当する。

【0042】

マイコン１０は、前回のＵ相ホール信号がＬＯであると判定した場合、ステップＳ１６へ進む。マイコン１０は、今回のＵ相ホール信号がＨＩであるため、Ｕ相ホール信号の立上りエッジが出力されたことを検出する。この場合、マイコン１０は、モータ３０（ロータ）が急加速したことでホール信号の立上りエッジが早まった動作状態である第１急加速状態で、モータ３０に逆トルクが発生する可能性があると推定する。しかしながら、これは、あくまでも可能性を推定しているにすぎない。よって、実際は、第１急加速状態でない場合や、モータ３０に逆トルクが発生しない場合もありうる。以下で説明する推定結果もどうように、必ず推定した状態になるとは限らない。

【0043】

一方、マイコン１０は、前回のＵ相ホール信号がＬＯであると判定しなかった場合、ステップＳ１８へ進む。マイコン１０は、今回のＵ相ホール信号がＨＩであるため、Ｕ相ホール信号のＨＩが継続しているとみなす。

【0044】

このように、マイコン１０は、所定時間ごとに出力されるホール信号の前回値と今回値とに基づいて、モータ３０の動作状態に応じてモータ３０に逆トルクが発生する可能性を推定する（推定ステップ）。マイコン１０は、以下に説明する推定ステップでも同様に、ホール信号の前回値と今回値とに基づいて、逆トルクが発生する可能性を推定する。

【0045】

マイコン１０は、ホール信号として三相のうちの一相分のみに基づいてステップＳ１２を行う。言い換えると、マイコン１０は、ホール信号としてＵ相ホール信号のみに基づいて推定ステップを行う。その他の推定ステップも同様である。なお、マイコン１０は、Ｕ相ホール信号の立上りエッジを検出するためにステップＳ１２，Ｓ１４を行う。また、マイコン１０は、モータ３０の動作状態に応じてモータ３０に逆トルクが発生する可能性があるか否かを判定するともいえる。

【0046】

ステップＳ１６では、推定電気角θを０°に設定する（設定ステップ）。マイコン１０は、第１急加速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角θを０°に設定する。つまり、マイコン１０は、ステップＳ１０で算出した推定電気角θにかえて、推定電気角θとして０°を採用する。

【0047】

図４のタイミングｔ１４に示すように、マイコン１０は、立上りエッジが前回周期よりも早く来ているため、推定電気角θを０°にリセットする。なお、マイコン１０は、図４のタイミングｔ１０でも同様に推定電気角θを０°にリセットする。しかしながら、タイミングｔ１０では、立上りエッジが前回周期と同様のタイミングできているため、実電気角とリセット後の推定電気角θとが同じとなっている。このように、マイコン１０は、ステップＳ１２、Ｓ１４での推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角θを設定する。

【0048】

ステップＳ１８では、推定電気角θ＞１８０°であるか否かを判定する（推定ステップ）。マイコン１０は、推定電気角θが１８０°であると判定した場合、ステップＳ２０へ進み、推定電気角θが１８０°であると判定しなかった場合、ステップＳ３０へ進む。ここでの推定電気角θは、ステップＳ１０で算出した推定電気角θである。

【0049】

マイコン１０は、ステップＳ１４でＮＯ判定の場合、前回のＵ相ホール信号がＨＩ、かつ、今回のＵ相ホール信号がＨＩと判定したことになる。つまり、マイコン１０は、Ｕ相ホール信号がＨＩで継続していると判定する。そして、マイコン１０は、ステップＳ１８でＹＥＳ判定の場合、推定電気角θが１８０°を超えていることになる。この場合、マイコン１０は、モータ３０が急減速したことでホール信号の立下りエッジが遅れた動作状態である第１急減速状態で、モータ３０に逆トルクが発生する可能性があると推定する。ホール信号の立下りエッジが遅れた動作状態は、ホール信号の前回周期では来るはずのタイミングで立下りエッジが来ない状態である。

【0050】

ステップＳ２０では、推定電気角θを１８０°に設定する（設定ステップ）。マイコン１０は、第１急減速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角θを上限ガード値の一つである１８０°に設定する。言い換えると、マイコン１０は、推定電気角θを上限ガード値である１８０°でガードする。また、マイコン１０は、１８０°を超えないように推定電気角θを設定する。つまり、マイコン１０は、ステップＳ１０で算出した推定電気角θにかえて、推定電気角θを１８０°でガードする。

【0051】

急減速が発生していなければ、図３のタイミングｔ３に示すように、立下りエッジがくるはずである。しかしながら、図３のタイミングｔ４に示すように、マイコン１０は、第１急減速状態で、立下りエッジが前回周期よりも遅く来ているため、推定電気角θを１８０°でガードする。よって、図３の二点鎖線で示すように、推定電気角θは、タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間で１８０°となる。このように、マイコン１０は、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１８での推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角θを設定する。なお、対策無の場合、図３の破線で示すように、タイミングｔ３からタイミングｔ４の期間でも推定電気角θは大きくなる。

【0052】

ステップＳ２２では、前回Ｕ相ホール信号がＨＩであるか否かを判定する（推定ステップ）。マイコン１０は、記憶装置１２に記憶されている前回のＵ相ホール信号がＨＩであるか否かを判定する。

【0053】

マイコン１０は、前回のＵ相ホール信号がＨＩであると判定した場合、ステップＳ２４へ進む。マイコン１０は、今回のＵ相ホール信号がＬＯであるため、Ｕ相ホール信号の立下りエッジが出力されたことを検出する。この場合、マイコン１０は、モータ３０（ロータ）が急加速したことでホール信号の立下りエッジが早まった動作状態である第２急加速状態で、モータ３０に逆トルクが発生する可能性があると推定する。

【0054】

一方、マイコン１０は、前回のＵ相ホール信号がＨＩであると判定しなかった場合、ステップＳ２６へ進む。マイコン１０は、今回のＵ相ホール信号がＬＯであるため、Ｕ相ホール信号のＬＯが継続しているとみなす。

【0055】

なお、マイコン１０は、Ｕ相ホール信号の立下りエッジを検出するためにステップＳ２２，Ｓ２４を行う。また、マイコン１０は、モータ３０の動作状態に応じてモータ３０に逆トルクが発生する可能性があるか否かを判定するともいえる。

【0056】

ステップＳ２４では、推定電気角θを１８０°に設定する（設定ステップ）。マイコン１０は、第２急加速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角θを１８０°に設定する。つまり、マイコン１０は、ステップＳ１０で算出した推定電気角θにかえて、推定電気角θを１８０°を採用する。

【0057】

図４のタイミングｔ１３に示すように、マイコン１０は、立下りエッジが前回周期よりも早く来ているため、推定電気角θを１８０°にリセットする。なお、マイコン１０は、図４のタイミングｔ１１でも同様に推定電気角θを１８０°にリセットする。しかしながら、タイミングｔ１１では、立下りエッジが前回周期と同様のタイミングできているため、実電気角とリセット後の推定電気角θとが同じとなっている。マイコン１０は、ステップＳ２２、Ｓ２４での推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角θを設定する。

【0058】

ステップＳ２６では、推定電気角θ＞３６０°であるか否かを判定する（推定ステップ）。マイコン１０は、推定電気角θが３６０°であると判定した場合、ステップＳ２８へ進み、推定電気角θが３６０°であると判定しなかった場合、ステップＳ３０へ進む。ここでの推定電気角θは、ステップＳ１０で算出した推定電気角θである。

【0059】

マイコン１０は、ステップＳ２２でＮＯ判定の場合、前回のＵ相ホール信号がＬＯ、かつ、今回のＵ相ホール信号がＬＯと判定したことになる。つまり、マイコン１０は、Ｕ相ホール信号がＬＯで継続していると判定する。そして、マイコン１０は、ステップＳ２６でＹＥＳ判定の場合、推定電気角θが３６０°を超えていることになる。この場合、マイコン１０は、モータ３０が急減速したことでホール信号の立上りエッジが遅れた動作状態である第２急減速状態で、モータ３０に逆トルクが発生する可能性があると推定する。ホール信号の立上りエッジが遅れた動作状態は、ホール信号の前回周期では来るはずのタイミングで立上りエッジが来ない状態である。

【0060】

ステップＳ２８では、推定電気角θを３６０°に設定する（設定ステップ）。マイコン１０は、第２急減速状態で、逆トルクが発生する可能性があると推定すると、推定電気角θを３６０°に設定する。言い換えると、マイコン１０は、推定電気角θを上限ガード値である３６０°でガードする。また、マイコン１０は、３６０°を超えないように推定電気角θを設定する。つまり、マイコン１０は、ステップＳ１０で算出した推定電気角θにかえて、推定電気角θを３６０°でガードする。

【0061】

急減速が発生していなければ、図３のタイミングｔ５に示すように、立上りエッジがくるはずである。しかしながら、図３のタイミングｔ６に示すように、マイコン１０は、第２急減速状態で、立上りエッジが前回周期よりも遅く来ているため、推定電気角θを上限ガード値の一つである３６０°でガードする。よって、図３の二点鎖線で示すように、推定電気角θは、タイミングｔ５からタイミングｔ６の期間で３６０°となる。このように、マイコン１０は、ステップＳ１２、Ｓ２２、Ｓ２６での推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角θを設定する。なお、対策無の場合、図３の破線で示すように、タイミングｔ５からタイミングｔ６の期間でも推定電気角θは大きくなる。

【0062】

ステップＳ３０では、Ｕ相ホール信号を記憶する。マイコン１０は、次のタイミングで用いるために、Ｕ相ホール信号を記憶装置１２に記憶する。

【0063】

ステップＳ３２では、推定電気角θに基づき通電波形を生成する（出力ステップ）。そして、ステップＳ３４では、通電波形をモータ３０に出力する（出力ステップ）。このように、マイコン１０は、推定電気角θに基づいて、モータ３０を駆動制御するための通電波形を生成して、生成した通電波形をモータ３０に出力する。

【0064】

＜効果＞
このように、マイコン１０は、所定時間ごとに出力されるホール信号の前回値と今回値とに基づいて、モータ３０の動作状態に応じてモータ３０に逆トルクが発生する可能性を推定する。そして、マイコン１０は、推定結果に応じて、逆トルクの発生を抑制するように推定電気角θを設定する。このため、マイコン１０は、逆トルクの発生を抑制できる。つまり、マイコン１０は、モータ３０におけるロータが急加速した場合や、急減速した場合であっても、ロータに逆トルクが発生することを抑制できる。

【0065】

しかしながら、マイコン１０は、逆トルクの発生を完全に防止するものではない。図３，図４の斜めに示すように、マイコン１０が上記のような処理動作を行っても、一部で逆トルクが発生する。つまり、マイコン１０は、推定電気角θのガードやリセットを行わない場合よりも逆トルクが発生することを抑制できることを目的としている。これによって、マイコン１０は、車両におけるイグニッションスイッチオン時など、モータ３０の駆動制御を開始した際に、逆トルクが発生することを抑制できる。これによって、マイコン１０は、逆トルクが発生して、モータ３０の駆動制御が開始できなくなることを抑制できる。

【0066】

また、マイコン１０は、ホール信号として、三相のうちの一相分のホール信号のみを用いて逆トルクの発生を抑制している。このため、マイコン１０は、三相分のホール信号を用いる場合よりも処理を簡素化できる。

【0067】

以上、本開示の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

【0068】

本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0069】

１０…マイコン、１１…ＣＰＵ、１２…記憶装置、２０…インバータ回路、２１Ａ～２１Ｆ…スイッチング素子、３０…モータ、３１…ステータ、３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ…コイル、３２…ロータマグネット、４０…ホールＩＣ、５０…分圧回路、５１Ａ…サーミスタ、５１Ｂ…抵抗、６０…電流センサ、６０Ａ…シャント抵抗、６０Ｂ…アンプ、７１…チョークコイル、１００…制御装置、２００…バッテリ、３００…上位ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】