特許 6082681 モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法

(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】6082681

(24)【登録日】2017年1月27日

(45)【発行日】2017年2月15日

(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20170206BHJP

【ＦＩ】

   H02P27/08

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-194403(P2013-194403)

(22)【出願日】2013年9月19日

(65)【公開番号】特開2015-61434(P2015-61434A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100143557

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 美保

(74)【代理人】

【識別番号】100124589

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 竜郎

(74)【代理人】

【識別番号】100166811

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 剛

(72)【発明者】

【氏名】西 秀平

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２３９１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１８７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１３３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３８４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４５９５２５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３３９０１３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力されたＰＷＭ信号に基づいてモータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置であって、
前記モータの回転数情報に基づく駆動制御を行う制御モードで動作するか否かを決定する決定手段と、
少なくとも前記決定手段で前記制御モードで動作しないと決定されたとき、前記ＰＷＭ信号に対応する第１速度指令情報を出力する第１指令手段と、
少なくとも前記決定手段で前記制御モードで動作すると決定されたとき、前記ＰＷＭ信号に対応するクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
少なくとも前記決定手段で前記制御モードで動作すると決定されたとき、前記クロック信号生成手段により生成されたクロック信号と、前記モータの回転数情報とに基づいて、第２速度指令情報を出力する第２指令手段と、
前記決定手段で前記制御モードで動作しないと決定されたとき前記第１速度指令情報に基づいて前記モータを駆動させるための駆動制御信号を生成すると共に、前記決定手段で前記制御モードで動作すると決定されたとき前記第２速度指令情報に基づいて前記駆動制御信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号生成手段により生成された駆動制御信号に基づいて、前記モータに駆動信号を出力して前記モータを駆動させるモータ駆動手段とを備え、
前記決定手段は、予め前記モータ駆動制御装置に設定された駆動制御の動作モードに関する設定情報又は外部から入力される駆動制御の動作モードに関する設定信号に応じて前記決定を行う、モータ駆動制御装置。

【請求項2】

前記第１速度指令情報は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた所定ビットの情報である、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項3】

前記クロック信号生成手段は、前記所定ビットの情報に基づいて前記クロック信号を生成する、請求項２に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項4】

前記クロック信号は、前記第１速度指令情報の、前記所定ビットの上位の複数ビットに基づいて生成される、請求項２又は３に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項5】

前記クロック信号は、前記第１速度指令情報の前記上位の複数ビットと、前記第１速度指令情報から所定値を減算した後の値の前記上位の複数ビットとの比較結果に応じて、前記第１速度指令情報の変化に対して前記クロック信号がヒステリシスを持って変化するように生成される、請求項４に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項6】

前記駆動制御の動作モードに関する設定情報を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記決定手段は、前記記憶手段に記憶された前記設定情報に基づいて、前記制御モードで動作するか否かを決定する、請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項7】

前記第１指令手段は、前記決定手段の決定結果にかかわらず、前記第１速度指令情報を出力し、
前記第２指令手段は、前記決定手段の決定結果にかかわらず、前記第２速度指令情報を出力する、請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項8】

前記モータ駆動制御装置は、その全部又は一部が集積回路装置としてパッケージ化されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項9】

入力されたＰＷＭ信号に基づいてモータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置の制御方法であって、
前記モータの回転数情報に基づく駆動制御を行う制御モードで動作するか否かを決定する決定ステップと、
少なくとも前記決定ステップで前記制御モードで動作しないと決定されたとき、前記ＰＷＭ信号に対応する第１速度指令情報を出力する第１指令ステップと、
少なくとも前記決定ステップで前記制御モードで動作すると決定されたとき、前記ＰＷＭ信号に対応するクロック信号を生成するクロック信号生成ステップと、
少なくとも前記決定ステップで前記制御モードで動作すると決定されたとき、前記クロック信号生成ステップにより生成されたクロック信号と、前記モータの回転数情報とに基づいて、第２速度指令情報を出力する第２指令ステップと、
前記決定ステップで前記制御モードで動作しないと決定されたとき前記第１速度指令情報に基づいて前記モータを駆動させるための駆動制御信号を生成すると共に、前記決定ステップで前記制御モードで動作すると決定されたとき前記第２速度指令情報に基づいて前記駆動制御信号を生成する駆動信号生成ステップと、
前記駆動信号生成ステップにより生成された駆動制御信号に基づいて、前記モータに駆動信号を出力して前記モータを駆動させるモータ駆動ステップとを備え、
前記決定ステップは、予め前記モータ駆動制御装置に設定された駆動制御の動作モードに関する設定情報又は外部から入力される駆動制御の動作モードに関する設定信号に応じて前記決定を行う、モータ駆動制御装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関し、特に、外部から入力された指令信号に応じてモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータ駆動制御装置によるモータ（例えば、ファンモータや扇風機用のモータとして使用されるブラシレスＤＣモータなど）の回転速度の制御方式として、外部から指令信号を入力し、モータの回転速度がその指令信号に応じたものになるように制御を行うものがある。指令信号としては、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号が挙げられ、ＰＷＭ信号のデューティ比などに応じて、モータの回転速度の制御が行われる。

【0003】

下記特許文献１には、ＰＷＭ入力信号に基づいてモータの制御を行う駆動回路において、ＰＷＭ入力信号のデューティ比を直接検出することは行わず、ＰＷＭ入力信号のデューティ比の５０％からの偏差に基づいてＰＷＭ駆動信号を出力する回路の構成が開示されている。

【0004】

下記特許文献２には、ファンモータについてＰＷＭ信号により速度制御を行う速度制御回路において、入力されるＰＷＭ信号のデューティサイクルなどを変換するＰＷＭバッファ回路を設けることで、入力されるＰＷＭ信号を応用可能な周波数範囲やデューティサイクル範囲を拡大する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−０３５６５３号公報

【特許文献2】特開２００５−００６４８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、モータ駆動制御装置を用いてモータを駆動する場合において、速度制御ループを用いない制御を行えばよい場合もあれば、速度制御ループを構成し、指定された回転数（回転速度）でモータが駆動するようにモータ駆動制御装置が制御を行う必要がある場合もある。ＰＷＭ信号を指令信号としてモータを駆動させるモータ駆動制御装置として、このような２通りの制御態様で制御可能となると便利である。

【0007】

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、ＰＷＭ信号に基づいてモータを駆動可能であって、広い用途に用いることができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、入力されたＰＷＭ信号に基づいてモータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置は、モータの回転数情報に基づく駆動制御を行う制御モードで動作するか否かを決定する決定手段と、少なくとも決定手段で制御モードで動作しないと決定されたとき、ＰＷＭ信号に対応する第１速度指令情報を出力する第１指令手段と、少なくとも決定手段で制御モードで動作すると決定されたとき、ＰＷＭ信号に対応するクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、少なくとも決定手段で制御モードで動作すると決定されたとき、クロック信号生成手段により生成されたクロック信号と、モータの回転数情報とに基づいて、第２速度指令情報を出力する第２指令手段と、決定手段で制御モードで動作しないと決定されたとき第１速度指令情報に基づいてモータを駆動させるための駆動制御信号を生成すると共に、決定手段で制御モードで動作すると決定されたとき第２速度指令情報に基づいて駆動制御信号を生成する駆動信号生成手段と、駆動信号生成手段により生成された駆動制御信号に基づいて、モータに駆動信号を出力してモータを駆動させるモータ駆動手段とを備え、決定手段は、予めモータ駆動制御装置に設定された駆動制御の動作モードに関する設定情報又は外部から入力される駆動制御の動作モードに関する設定信号に応じて決定を行う。

【0009】

好ましくは、第１速度指令情報は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた所定ビットの情報である。

【0010】

好ましくは、クロック信号生成手段は、所定ビットの情報に基づいてクロック信号を生成する。

【0011】

好ましくは、クロック信号は、第１速度指令情報の、所定ビットの上位の複数ビットに基づいて生成される。

【0012】

好ましくは、クロック信号は、第１速度指令情報の上位の複数ビットと、第１速度指令情報から所定値を減算した後の値の上位の複数ビットとの比較結果に応じて、第１速度指令情報の変化に対してクロック信号がヒステリシスを持って変化するように生成される。

【0013】

好ましくは、駆動制御の動作モードに関する設定情報を記憶する記憶手段をさらに有し、決定手段は、記憶手段に記憶された設定情報に基づいて、制御モードで動作するか否かを決定する。

【0014】

好ましくは、第１指令手段は、決定手段の決定結果にかかわらず、第１速度指令情報を出力し、第２指令手段は、決定手段の決定結果にかかわらず、第２速度指令情報を出力する。

【0015】

好ましくは、モータ駆動制御装置は、その全部又は一部が集積回路装置としてパッケージ化されている。

【0016】

この発明の他の局面に従うと、入力されたＰＷＭ信号に基づいてモータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置の制御方法は、モータの回転数情報に基づく駆動制御を行う制御モードで動作するか否かを決定する決定ステップと、少なくとも決定ステップで制御モードで動作しないと決定されたとき、ＰＷＭ信号に対応する第１速度指令情報を出力する第１指令ステップと、少なくとも決定ステップで制御モードで動作すると決定されたとき、ＰＷＭ信号に対応するクロック信号を生成するクロック信号生成ステップと、少なくとも決定ステップで制御モードで動作すると決定されたとき、クロック信号生成ステップにより生成されたクロック信号と、モータの回転数情報とに基づいて、第２速度指令情報を出力する第２指令ステップと、決定ステップで制御モードで動作しないと決定されたとき第１速度指令情報に基づいてモータを駆動させるための駆動制御信号を生成すると共に、決定ステップで制御モードで動作すると決定されたとき第２速度指令情報に基づいて駆動制御信号を生成する駆動信号生成ステップと、駆動信号生成ステップにより生成された駆動制御信号に基づいて、モータに駆動信号を出力してモータを駆動させるモータ駆動ステップとを備え、決定ステップは、予めモータ駆動制御装置に設定された駆動制御の動作モードに関する設定情報又は外部から入力される駆動制御の動作モードに関する設定信号に応じて決定を行う。

【発明の効果】

【0017】

これらの発明に従うと、制御モードで動作するか否かに応じて、第１速度指令情報又は第２速度指令情報に基づいて、駆動制御信号が生成される。したがって、ＰＷＭ信号に基づいてモータを駆動可能であって、広い用途に用いることができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。

【図2】制御回路部の構成を示すブロック図である。

【図3】設定情報と動作モードとの関係を示す図である。

【図4】モータ駆動制御装置の動作を説明するフローチャートである。

【図5】クロック信号の生成テーブルの一例について説明する図である。

【図6】デューティ処理回路の動作について説明する第１のフローチャートである。

【図7】デューティ処理回路の動作について説明する第２のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御装置について説明する。

【0020】

［実施の形態］

【0021】

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。

【0022】

図１に示すように、モータ駆動制御装置１は、モータ２０を例えば正弦波駆動により駆動させるように構成されている。本実施の形態において、モータ２０は、例えば３相のブラシレスモータである。モータ駆動制御装置１は、ロータの回転位置信号に基づいて、モータ２０の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに正弦波状の駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。本実施の形態において、ロータの回転位置信号は、ホール（ＨＡＬＬ）素子の出力信号から、ロータの回転位置を推定した信号である（不図示）。

【0023】

モータ駆動制御装置１は、インバータ回路２ａ及びプリドライブ回路２ｂを有するモータ駆動部（モータ駆動手段の一例）２と、制御回路部（決定手段の一例）４とを有している。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置１の構成要素は、全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。

【0024】

本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、その全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。なお、モータ駆動制御装置１の一部が１つの集積回路装置としてパッケージ化されていてもよいし、他の装置と一緒にモータ駆動制御装置１の全部又は一部がパッケージ化されて１つの集積回路装置が構成されていてもよい。

【0025】

インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂとともに、モータ駆動部２を構成する。インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂから出力された出力信号に基づいてモータ２０に駆動信号を出力し、モータ２０が備える電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する。インバータ回路２ａは、例えば、直流電源Ｖｃｃの両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対が、電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対してそれぞれ配置されて構成されている。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ２０の各相の端子が接続されている（不図示）。

【0026】

プリドライブ回路２ｂは、制御回路部４による制御に基づいて、インバータ回路２ａを駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路２ａに出力する。出力信号としては、例えば、インバータ回路２ａの各スイッチ素子に対応するＶｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌの６種類が出力される。これらの出力信号が出力されることで、それぞれの出力信号に対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行い、モータ２０に駆動信号が出力されてモータ２０の各相に電力が供給される。

【0027】

本実施の形態において、制御回路部４には、回転数信号（モータの回転数情報の一例）Ｓｒと、回転速度指令信号（ＰＷＭ信号の一例）Ｓｃと、スタート信号Ｓｓとが入力される。

【0028】

回転数信号Ｓｒは、モータ２０から制御回路部４に入力される。回転数信号Ｓｒは、例えば、モータ２０のロータの回転に対応するＦＧ信号である。すなわち、回転数信号Ｓｒは、モータ２０の回転数の検出結果を示す回転数情報である。ＦＧ信号は、ロータの側にある基板に設けたコイルパターンを用いて生成される信号（パターンＦＧ）であってもよいし、モータ２０に配置されたホール（ＨＡＬＬ）素子の出力を用いて生成される信号（ホールＦＧ）であってもよい。なお、モータ２０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）に誘起する逆起電圧を検出する回転位置検出回路を設け、検出された逆起電圧に基づき、モータ２０のロータの回転位置と回転数とを検出するようにしてもよいし、モータの回転数や回転位置を検出するエンコーダなどのセンサ信号を用いてもよい。

【0029】

回転速度指令信号Ｓｃは、例えば、制御回路部４の外部から入力される。回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転数に関する信号であって、例えば、モータ２０の目標回転速度に対応するＰＷＭ信号である。換言すると、回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の目標回転速度を指定する情報である。

【0030】

スタート信号Ｓｓは、例えば、制御回路部４の外部から入力される。スタート信号Ｓｓは、モータ２０の駆動制御を行うか、駆動制御を行わないスタンバイ状態となるかを設定するための信号である。

【0031】

制御回路部４は、例えば、マイクロコンピュータやデジタル回路等で構成されている。制御回路部４は、回転数信号Ｓｒと、回転速度指令信号Ｓｃと、スタート信号Ｓｓと、回転位置信号とに基づいて、駆動制御信号Ｓｄをプリドライブ回路２ｂに出力する。制御回路部４は、駆動制御信号Ｓｄを出力することで、モータ２０が回転速度指令信号Ｓｃに対応する回転数で回転するようにモータ２０の回転制御を行う。すなわち、制御回路部４は、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力し、モータ２０の回転制御を行う。モータ駆動部２は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動信号を出力してモータ２０を駆動させる。

【0032】

［制御回路部４の説明］

【0033】

図２は、制御回路部４の構成を示すブロック図である。

【0034】

図２に示されるように、制御回路部４は、デューティ処理回路（第１指令手段の一例、クロック信号生成手段の一例）３１と、速度制御回路（第２指令手段の一例）３３と、正弦波駆動回路（駆動信号生成回路の一例）３５と、メモリ（記憶手段の一例）３７とを含む。各回路は、デジタル回路である。なお、図２において、各回路間での信号や情報等の送受は、駆動制御信号Ｓｄの生成に関する説明に係るものが示されている。

【0035】

メモリ３７は、制御回路部４の動作に用いられる種々の設定値などを記憶する。メモリ３７には、クロック生成情報３７ａと、設定情報３７ｂとが記憶されている。

【0036】

ここで、本実施の形態において制御回路部４は、２つの駆動制御の動作モードのうち、いずれか一方の動作モードで動作する。２つの動作モードとしては、「制御モード」と、「非制御モード」とがある。どちらの動作モードで動作するかは、制御回路部４が、例えば、メモリ３７に記憶されている１ビットの設定情報３７ｂに応じて決定する。制御回路部４は、メモリ３７に記憶されている設定情報３７ｂを設定情報Ｄ２として読み込み、設定情報Ｄ２に応じた動作モードで、予め設定された制御動作を行う。

【0037】

図３は、設定情報Ｄ２と動作モードとの関係を示す図である。

【0038】

図３を参照して、設定情報Ｄ２が例えば「０」のとき、制御回路部４は、制御モードで動作する。制御モードでは、モータ２０の回転数が、回転速度指令信号Ｓｃに対応する回転数になるように、モータ２０の回転数を用いたフィードバック制御が行われる。すなわち、制御回路部４は、後述のように、回転速度指令信号Ｓｃに基づいてデューティ処理回路３１により生成されたクロック信号Ｓ３と、モータ２０から入力された回転数信号Ｓｒとを比較し、クロック信号Ｓ３と回転数信号Ｓｒとが同じになるように速度指令情報（第２速度指令情報Ｓ２）を生成することで、モータ２０の制御を行う。

【0039】

他方、設定情報Ｄ２が例えば「１」のとき、制御回路部４は、非制御モードで動作する。非制御モードでは、制御モードとは異なり、モータ２０の回転数を考慮したフィードバック制御は行われない。すなわち、非制御モードでは、制御回路部４は、モータ２０の回転数に依存せず、回転速度指令信号Ｓｃのデューティ比に基づいた一義的な速度指令情報（第１速度指令情報Ｓ１）を生成することで、モータ２０の制御を行う。

【0040】

図４は、モータ駆動制御装置１の動作を説明するフローチャートである。

【0041】

図４に示されるように、ステップＳ３１１において、制御回路部４に、回転速度指令信号Ｓｃ（ＰＷＭＤＵＴＹ）が入力される。回転速度指令信号Ｓｃは、デューティ処理回路３１に入力される。

【0042】

ステップＳ３１２において、デューティ処理回路３１は、回転速度指令信号Ｓｃのデューティ比に応じた所定ビットの情報（所定ビット数の値）を生成する。本実施の形態では、所定ビット数の値として、１０ビット値が生成される。１０ビット値は、例えば、回転速度指令信号Ｓｃの１周期のカウント数とＨ区間（オンデューティ区間）のカウント数とに基づいてシフト演算や加算を行うことにより生成される。

【0043】

ステップＳ３１３において、制御回路部４は、動作モードが非制御モードであるか否かを決定する。上述のように、制御回路部４は、設定情報３７ｂに応じて、動作モードが制御モードであるか非制御モードであるかを判断する。

【0044】

ステップＳ３１３で動作モードが非制御モードであれば（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３１４において、生成された１０ビット値が、デューティ処理回路３１から第１速度指令情報Ｓ１として出力される。そして、出力された第１速度指令情報Ｓ１に基づいた駆動制御信号Ｓｄが正弦波駆動回路３５から出力される。

【0045】

ステップＳ３１３で動作モードが非制御モードでないときすなわち制御モードであるとき（ＮＯの場合）、ステップＳ３１５において、デューティ処理回路３１が１０ビット値から速度基準クロック（クロック信号Ｓ３）を生成し、速度制御回路３３に出力する。このとき、後述のように、ヒステリシス動作が行われる。

【0046】

ステップＳ３１６において、速度制御回路３３は、クロック信号Ｓ３と回転数信号Ｓｒとを比較して、モータ２０の回転速度（回転数）がクロック信号Ｓ３に対応する回転速度すなわち回転速度指令信号Ｓｃに対応する回転速度になるように、第２速度指令情報Ｓ２を生成する。第２速度指令情報Ｓ２は、速度制御回路３３から出力される。そして、出力された第２速度指令情報Ｓ２に基づいた駆動制御信号Ｓｄが正弦波駆動回路３５から出力される。

【0047】

ステップＳ３１４で第１速度指令情報Ｓ１に基づいて駆動制御信号Ｓｄが出力されるか、ステップＳ３１６で第２速度指令情報Ｓ２に基づいて駆動制御信号Ｓｄが出力されると、ステップＳ３１７の処理が行われる。すなわち、モータ駆動部２は、正弦波駆動回路３５から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動信号を出力してモータ２０を駆動させる。

【0048】

本実施の形態においては、動作モードにかかわらず、モータ２０の駆動時において、正弦波駆動回路３５には、第１速度指令情報Ｓ１と第２速度指令情報Ｓ２との両方ともが正弦波駆動回路３５に入力される。すなわち、動作モードにかかわらず、デューティ処理回路３１は第１速度指令情報Ｓ１及びクロック信号Ｓ３を出力し、速度制御回路３３は、第２速度指令情報Ｓ２を出力する。そして、正弦波駆動回路３５には、切替回路３５ｂが設けられている。切替回路３５ｂは、設定情報Ｄ２に応じて、第１速度指令情報Ｓ１と第２速度指令情報Ｓ２とのうち、正弦波駆動回路３５で駆動制御信号Ｓｄの生成に用いるものを切り替える。換言すると、設定情報Ｄ２に応じて切替回路３５ｂで選択された速度指令情報に基づいて、正弦波駆動回路３５が駆動制御信号Ｓｄを生成する。なお、回転数信号Ｓｒが入力されないときには、速度制御回路３３は、例えばクロック信号Ｓ３に対応する第２速度指令情報Ｓ２を出力するように構成されていればよい。

【0049】

これに対し、制御回路部４は、設定情報３７ｂに基づいて、次のように動作するようにしてもよい。すなわち、非制御モードで動作するか制御モードで動作するかを、デューティ処理回路３１、速度制御回路３３、正弦波駆動回路３５のすべてがそれぞれ判断（決定）するようにしてもよいし、それらのうち一部が判断し、それに応じて他の回路が動作するようにしてもよい。

【0050】

例えば、デューティ処理回路３１は、非制御モードで動作するときに、第１速度指令情報Ｓ１を出力し、制御モードで動作するときには、第１速度指令情報Ｓ１を出力しないようにしてもよい。また、非制御モードで動作するときにはクロック信号Ｓ３を出力せず、動作モードで動作するときにはクロック信号Ｓ３を出力するようにしてもよい。

【0051】

また、速度制御回路３３は、非制御モードで動作するときには第２速度指令情報Ｓ２を出力せず、制御モードで動作するときには第２速度指令情報Ｓ２を出力するようにしてもよい。また、回転数情報Ｓｒが入力されているか否かやその値に応じて第２速度指令情報Ｓ２を出力するかどうか否かを切り替えてもよいし、クロック信号Ｓ３が入力されているか否かに応じて第２速度指令情報Ｓ２を出力するかどうかを切り替えてもよい。

【0052】

このように動作モードに応じて第１速度指令情報Ｓ１が出力されるか第２速度指令情報Ｓ２が出力されるかが切り替わるような構成では、正弦波駆動回路３５は、特に両速度指令情報Ｓ１，Ｓ２を切り替えるような回路は用いずに、入力された情報に応じて駆動制御信号Ｓｄを生成するようにしてもよいし、上述と同様に、切替回路を用いるようにしてもよい。

【0053】

［クロック信号Ｓ３の生成について］

【0054】

ここで、クロック信号Ｓ３は、第１速度指令情報Ｓ１の、所定ビットの上位の複数ビットに基づいて生成される。本実施の形態において、クロック信号Ｓ３は、１０ビット値である第１速度指令情報Ｓ１のうち、上位の５ビットで表されるテーブル値に基づいて生成される。なお、クロック信号Ｓ３は、第１速度指令情報Ｓ１のうち上位５ビットに限られず、１０ビットのうち上位の複数ビットが用いられて生成されるようにしてもよい。

【0055】

クロック信号Ｓ３は、例えば、メモリ３７に記憶されているクロック生成情報３７ａに基づいて表される生成テーブルに基づいて生成される。生成テーブルは、デューティ処理回路３１がメモリ３７からクロック生成情報３７ａをクロック生成情報Ｄ１として読み取ることで生成される。

【0056】

図５は、クロック信号Ｓ３の生成テーブルの一例について説明する図である。

【0057】

図５に示される生成テーブルにおいては、「入力Ｎｏ」、「デューティ比（ＤＵＴＹ）」、及び「内部生成ＣＬＫ（クロック）」が互いに関連付けられて示されている。本実施の形態では、上述のテーブル値に基づいてクロック信号Ｓ３が生成されるところ、テーブル値（３２段階の値）は「入力Ｎｏ」に対応し、それに応じて生成されるクロック信号Ｓ３は「内部生成ＣＬＫ」に対応する。「デューティ比」は、テーブル値のそれぞれの値に対応するものが示されている。例えば、デューティ比が４５％の回転速度指令信号Ｓｃが入力されたとき、テーブル値は「１４」となり、それに対応するクロック信号Ｓ３は、「４４０Ｈｚ」となる。

【0058】

クロック生成情報３７ａとしては、例えば、出力がある場合の最小のクロック信号Ｓ３の周波数の値（最小周波数）ｆｍｉｎと、テーブル値の増加に対するクロック信号Ｓ３の周波数の変化量の値（変動周波数）ｄｆとが記憶されている。図５に示される例は、例えば、ｆｍｉｎとして「５０Ｈｚ」が、ｄｆとして「３０Ｈｚ」が、それぞれ設定されている場合のものである。すなわち、出力が一番低い（ゼロではない）、テーブル値が「１」となるとき、クロック信号Ｓ３は「５０Ｈｚ」となる。それから、テーブル値が「２」、「３」と増えるにつれ、クロック信号Ｓ３は「８０Ｈｚ」、「１１０Ｈｚ」とｄｆの値分ずつ増加する。なお、クロック信号Ｓ３の範囲は、０Ｈｚ〜９８０Ｈｚであるが、これに限られるものではない。

【0059】

クロック信号Ｓ３の周波数が生成テーブルに基づいて定まると、その周波数の値が繰り返し加算され、加算結果が所定値に達するまでの加算回数を求めることで、所定の周波数の分周回路における分周比が生成される。クロック信号Ｓ３は、その分周比に基づいて波形として出力される。

【0060】

ここで、本実施の形態では、クロック信号Ｓ３の生成時には、ヒステリシス動作が行われる。すなわち、出力するクロック信号Ｓ３を求めるためのテーブル値は、第１速度指令情報Ｓ１の変化に対してヒステリシスを持って変化するようにして決定される。これにより、クロック信号Ｓ３は、第１速度指令情報Ｓ１の変化（すなわち回転速度指令信号Ｓｃの変化）に対してヒステリシスを持って変化するようにして生成される。

【0061】

具体的には、テーブル値は、第１速度指令情報Ｓ１の値の上位５ビットの第１比較値と、第１速度指令情報Ｓ１から所定値を減算した後の値の上位の５ビットで表される第２比較値との比較結果に応じて決定される。

【0062】

図６は、デューティ処理回路３１の動作について説明する第１のフローチャートである。

【0063】

テーブル値の初期値は、例えば「０」に設定されている。テーブル値は、５ビットの値に対応し、例えば「０」から「３２」までの値をとりうる。図６に示される処理は、常時繰り返して行われる。

【0064】

図６に示されるように、ステップＳ３３１において、デューティ処理回路３１は、回転速度指令信号Ｓｃ（ＰＷＭＤＵＴＹ）のＬ区間（オフデューティ区間）の計測カウンタがオーバーフローしていないか否かを判断する。すなわち、回転速度指令信号Ｓｃのデューティ比が０％でないかどうかを判断する。

【0065】

ステップＳ３３１においてデューティ比が０％であれば（ＮＯの場合）、ステップＳ３３２において、テーブル値が「０」に更新される。

【0066】

ステップＳ３３１においてデューティ比が０％でなければ（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３３３において、デューティ処理回路３１は、回転速度指令信号ＳｃのＨ区間（オンデューティ期間）の計測カウンタがオーバーフローしていないか否かを判断する。すなわち、回転速度指令信号Ｓｃのデューティ比が１００％でないかどうかを判断する。

【0067】

ステップＳ３３３においてデューティ比が１００％であれば（ＮＯの場合）、ステップＳ３３４において、テーブル値が上限の「３２」に更新される。

【0068】

ステップＳ３３３においてデューティ比が１００％でなければ（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３３５において、第２比較値の基となる値ＶＳＰ＿ＨＩＳの設定処理が行われる。

【0069】

図７は、デューティ処理回路３１の動作について説明する第２のフローチャートである。

【0070】

図７に示されるように、ステップＳ３５１において、回転速度指令信号Ｓｃに対応する１０ビット値ＶＳＰ＿ＤＵＴＹの値が、所定値である「５」以上であるか否かが判断される。

【0071】

ステップＳ３５１において所定値以上であれば（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３５２において、ＶＳＰ＿ＤＵＴＹから所定値「５」を減算された値が、第２比較値の基となる値ＶＳＰ＿ＨＩＳとして設定される。

【0072】

ステップＳ３５１において所定値以上でなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ３５３において、第２比較値の基となる値ＶＳＰ＿ＨＩＳが「０」に設定される。このような処理が行われることにより、第２比較値の基となる値ＶＳＰ＿ＨＩＳが、負ではない値に設定される。

【0073】

図６に戻って、ステップＳ３３６において、第１比較値ＶＳＰ＿ＤＵＴＹ［９：５］と、第２比較値ＶＳＰ＿ＨＩＳ［９：５］とが等しいか否かを判断する。ここで、第１比較値ＶＳＰ＿ＤＵＴＹ［９：５］（以下単に第１比較値という）は、回転速度指令信号Ｓｃに対応する１０ビット値ＶＳＰ＿ＤＵＴＹの上位５ビットの値である。また、第２比較値ＶＳＰ＿ＨＩＳ［９：５］（以下単に第２比較値という）は、上述のようにして減算を行って設定された１０ビット値ＶＳＰ＿ＨＩＳの上位５ビットの値である。

【0074】

ステップＳ３３６において第１比較値と第２比較値とが等しければ（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３３７の処理が行われる。すなわち、ステップＳ３３７において、第１比較値がテーブル値として、テーブル値が更新される。

【0075】

ステップＳ３３６において第１比較値と第２比較値とが等しくなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ３３８の処理が行われる。ステップＳ３３８において、現在選択されているテーブル値と、第２比較値との間に、２以上の差があるか否かが判断される。

【0076】

ステップＳ３３８において２以上の差があれば（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３３９の処理が行われる。すなわち、ステップＳ３３９において、第２比較値がテーブル値として、テーブル値が更新される。

【0077】

他方、ステップＳ３３８において２以上の差がなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ３４０の処理が行われる。すなわち、ステップＳ３４０において、現在選択されているテーブル値が保持される（テーブル値が変更されない）。

【0078】

［実施の形態における効果］

【0079】

以上説明したように、本実施の形態においては、モータ駆動制御装置１は、動作モードが非制御モードであるか制御モードであるかに応じて、回転速度指令信号Ｓｃに基づいて、２つの異なる制御態様でモータ２０を駆動できる。すなわち、モータ２０からの回転数信号Ｓｒを入力しないような態様であっても、モータ２０の回転速度のフィードバック制御を行う場合であっても、同一のモータ駆動制御装置１を用いてモータ２０を駆動させることができ、モータ駆動制御装置１を広い用途に用いることができる。動作モードはメモリ３７の設定情報３７ｂに基づいて決定されるので、設定情報３７ｂを適宜設定することにより、容易に動作モードを設定することができる。

【0080】

制御モードのときに必要となる第２速度指令情報Ｓ２は、第１速度指令情報Ｓ１に基づいて生成される。すなわち、制御モードで利用する回路の一部を利用して非制御モードでモータ２０を駆動させることができる。また、デジタル回路を利用して、デジタル情報の演算を行って効率良くモータ２０を駆動させるための信号を生成することができる。したがって、モータ駆動制御装置１の回路規模をコンパクトにすることができる。

【0081】

制御モードにおいて、第２速度指令情報Ｓ２の生成に用いられるクロック信号Ｓ３の生成時にはヒステリシス動作が行われるので、回転速度指令信号Ｓｃのデューティ比がテーブル値の閾値をまたぐような幅で高頻度に変更されても、クロック信号Ｓ３が乱れることがなくなる。したがって、モータ２０の回転動作を安定させることができる。

【0082】

［その他］

【0083】

制御回路部は、図２に示されるような回路構成に限定されない。本発明の目的にあうように構成された、様々な回路構成が適用できる。

【0084】

動作モードは、メモリに記憶されている設定情報に応じて決定されるものに限られず、制御回路部の外部から入力された設定信号に応じて動作モードが決定されるようにしてもよいし、モータの動作に関する種々の検出結果等にあわせて動作モードが決定されるようにしてもよい。

【0085】

モータ駆動制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウェアによる処理であってもよい。

【0086】

本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、３相のブラシレスモータに限られず、他の種類のモータであってもよい。

【0087】

本発明は、正弦波駆動方式によりモータを駆動するモータ駆動制御装置に限られず、例えば矩形波駆動方式によりモータを駆動するモータ駆動制御装置に適用してもよい。

【0088】

上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウェアによって行われるようにしても、ハードウェア回路を用いて行われるようにしてもよい。

【0089】

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0090】

１ モータ駆動制御装置
２ モータ駆動部（モータ駆動手段の一例）
４ 制御回路部（決定手段の一例）
２０ モータ
３１ デューティ処理回路（第１指令手段の一例、クロック信号生成手段の一例）
３３ 速度制御回路（第２指令手段の一例）
３５ 正弦波駆動回路（駆動信号生成回路の一例）
３５ｂ 切替回路
３７ メモリ（記憶手段の一例）
３７ａ クロック生成情報
３７ｂ 設定情報
Ｓｃ 回転速度指令信号（ＰＷＭ信号の一例）
Ｓｄ 駆動制御信号
Ｓｒ 回転数信号（モータの回転数情報の一例）
Ｓ１ 第１速度指令情報
Ｓ２ 第２速度指令情報
Ｓ３ クロック信号
Ｓｓ スタート信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】