特許 6096089 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】6096089

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3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 6/20 20160101AFI20170306BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/20

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-195335(P2013-195335)

(22)【出願日】2013年9月20日

(65)【公開番号】特開2015-61471(P2015-61471A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年3月7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】 森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開平７−３３７０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−８９３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１８７６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１７２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ６／００− ６／３４

Ｈ０２Ｐ １／００− １／５８

Ｈ０２Ｐ ２１／００−３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの回転状態を検出する回転検出手段と、
前記モータの駆動状態を検出する駆動検出手段と、
前記モータを起動させるための第１指令情報を取得する指令取得手段と、
前記指令取得手段により前記第１指令情報が取得されたとき、前記回転検出手段の検出結果と前記駆動検出手段の検出結果とに基づいて、前記モータがスロースタート可能な状態か否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段の判定結果と、前記指令取得手段により取得された前記第１指令情報とに基づいて、前記モータを回転させる速度に対応する第２指令情報を生成する制御手段と、
前記制御手段により生成された前記第２指令情報に対応する駆動信号を前記モータに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、
前記制御手段は、前記モータがスロースタート可能な状態であると判定されたとき、前記モータをスロースタートさせるように前記第２指令情報を出力する、モータ駆動制御装置。

【請求項2】

前記駆動検出手段は、前記制御手段により生成された前記第２指令情報に基づいて、前記モータの駆動状態を検出する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項3】

前記回転検出手段は、前記モータの回転速度が所定値より小さいことを検出し、
前記駆動検出手段は、前記モータの駆動が停止されていることを検出する、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項4】

前記状態判定手段は、前記駆動検出手段により前記モータの駆動が停止されていることが検出された場合において、前記回転検出手段により前記モータの回転速度が所定値より小さいことが検出されたとき、前記モータがスロースタート可能な状態であると判定する、請求項３に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項5】

前記状態判定手段は、前記駆動検出手段により前記モータの駆動が停止されていることが検出されないとき、前記モータがスロースタート可能な状態であると判定する、請求項３又は４に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項6】

前記駆動検出手段により前記モータの駆動が停止されていることが検出され、かつ、前記回転検出手段により前記モータの回転速度が所定値より小さいことが検出されないときに前記モータがショートブレーキ状態になるように前記モータ駆動手段を制御するショートブレーキ手段をさらに備える、請求項３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】

モータの回転状態を検出する回転検出手段と、
前記モータの駆動状態を検出する駆動検出手段と、
前記モータを起動させるための第１指令情報を取得する指令取得手段とを備えるモータ駆動制御装置の制御方法であって、
前記指令取得手段により前記第１指令情報が取得されたとき、前記回転検出手段の検出結果と前記駆動検出手段の検出結果とに基づいて、前記モータがスロースタート可能な状態か否かを判定する状態判定ステップと、
前記状態判定ステップの判定結果と、前記指令取得手段により取得された前記第１指令情報とに基づいて、前記モータを回転させる速度に対応する第２指令情報を生成する制御ステップと、
前記制御ステップにより生成された前記第２指令情報に対応する駆動信号を前記モータに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、
前記制御ステップは、前記モータがスロースタート可能な状態であると判定されたとき、前記モータをスロースタートさせるように前記第２指令情報を出力する、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、静かにモータを起動させるために、ＰＷＭ制御によってモータに供給する電力を徐々に上昇させることで、回転速度を徐々に上昇させる機能が用いられている（いわゆるスロースタート（ソフトスタート）機能）がある。

【0003】

このようなスロースタート機能を有する同期整流型のモータ駆動制御装置によりモータを駆動する場合において、モータが惰性により回転したり外乱により回転したりするとき、問題が発生する可能性がある。すなわち、モータが惰性により回転したり外乱により回転したりしているときにスロースタートすると、負電流（回生電流）が発生する。発生した負電流をモータ駆動制御装置の駆動回路の電源部に設けられているコンデンサなどで吸収しきれない場合、電源電圧が過大になって、駆動回路が損傷する可能性がある。

【0004】

図７は、従来のモータ駆動制御装置におけるスロースタート時の動作の一例を示すタイミングチャートである。

【0005】

図７においては、上段から、モータ駆動制御装置の電源電圧、駆動対象となるモータの回転数（回転速度）、モータのホール信号から得られるホール周期信号（モータの回転状態を示す信号）、モータを駆動するために生成される速度指令値（モータの駆動状態を示す信号）、モータの目標回転数（目標回転速度）に対応する目標値、モータ駆動制御装置の動作モードのそれぞれについて、時間の経過に伴う推移が示されている。

【0006】

モータの駆動が停止されており速度指令値がゼロである状態において、動作モードが駆動モードに設定され、モータの目標回転数がＶｏに設定された場合を想定する（時刻ｔ１５）。そうすると、時刻ｔ１５以降、速度指令値は、ゼロからＶｏになるまで緩やかに増大するように制御が行われ、徐々に大きい駆動電流がモータに流される。時刻ｔ１７になると、速度指令値がＶｏに到達し、モータの目標回転数に到達する。

【0007】

ここで、例えば外乱等によりモータが回転させられている状態において時刻ｔ１５が到来した場合には、モータが回転しているにもかかわらず、時刻ｔ１５から緩やかにモータに駆動電流が流される状態となる。そうすると、モータの回転に伴って生じた回生電流がモータ駆動制御装置に逆流し、電源電圧が一時的に激しく上昇する。このように電源電圧が過大になると、モータ駆動制御装置の電源部が破損する可能性がある。

【0008】

このような問題に関し、下記特許文献１には、ブラシレスモータの制御装置において、ブラシレスモータへ入力される交流電圧が遮断から復電した後の所定の期間、駆動手段に対して、指令電圧に代えて検出回転速度に応じた電圧を与える制御を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００１−２１１６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、上述の特許文献１に記載の装置には、停電を検出するための回路や、電圧を切り替えるための回路を設けることが必要となり、回路構成が複雑になり、製造コストが高くなるという問題がある。

【0011】

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、簡素な回路構成を有し、かつ、モータの回転状態や駆動状態にかかわらず電源電圧の上昇を抑制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】

【0012】

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動制御装置は、モータの回転状態を検出する回転検出手段と、モータの駆動状態を検出する駆動検出手段と、モータを起動させるための第１指令情報を取得する指令取得手段と、指令取得手段により第１指令情報が取得されたとき、回転検出手段の検出結果と駆動検出手段の検出結果とに基づいて、モータがスロースタート可能な状態か否かを判定する状態判定手段と、状態判定手段の判定結果と、指令取得手段により取得された第１指令情報とに基づいて、モータを回転させる速度に対応する第２指令情報を生成する制御手段と、制御手段により生成された第２指令情報に対応する駆動信号をモータに出力してモータを駆動させるモータ駆動手段とを備え、制御手段は、モータがスロースタート可能な状態であると判定されたとき、モータをスロースタートさせるように第２指令情報を出力する。

【0013】

好ましくは、駆動検出手段は、制御手段により生成された第２指令情報に基づいて、モータの駆動状態を検出する。

【0014】

好ましくは、回転検出手段は、モータの回転速度が所定値より小さいことを検出し、駆動検出手段は、モータの駆動が停止されていることを検出する。

【0015】

好ましくは、状態判定手段は、駆動検出手段によりモータの駆動が停止されていることが検出された場合において、回転検出手段によりモータの回転速度が所定値より小さいことが検出されたとき、モータがスロースタート可能な状態であると判定する。

【0016】

好ましくは、状態判定手段は、駆動検出手段によりモータの駆動が停止されていることが検出されないとき、モータがスロースタート可能な状態であると判定する。

【0017】

好ましくは、モータ駆動制御装置は、駆動検出手段によりモータの駆動が停止されていることが検出され、かつ、回転検出手段によりモータの回転速度が所定値より小さいことが検出されないときにモータがショートブレーキ状態になるようにモータ駆動手段を制御するショートブレーキ手段をさらに備える。

【0018】

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。

【0019】

この発明の他の局面に従うと、モータの回転状態を検出する回転検出手段と、モータの駆動状態を検出する駆動検出手段と、モータを起動させるための第１指令情報を取得する指令取得手段とを備えるモータ駆動制御装置の制御方法は、指令取得手段により第１指令情報が取得されたとき、回転検出手段の検出結果と駆動検出手段の検出結果とに基づいて、モータがスロースタート可能な状態か否かを判定する状態判定ステップと、状態判定ステップの判定結果と、指令取得手段により取得された第１指令情報とに基づいて、モータを回転させる速度に対応する第２指令情報を生成する制御ステップと、制御ステップにより生成された第２指令情報に対応する駆動信号をモータに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、制御ステップは、モータがスロースタート可能な状態であると判定されたとき、モータをスロースタートさせるように第２指令情報を出力する。

【発明の効果】

【0020】

これらの発明に従うと、モータを起動させるための第１指令情報が取得されたとき、モータの回転状態と駆動状態との検出結果に基づいて、モータがスロースタート可能な状態か否かが判定される。したがって、簡素な回路構成を有し、かつ、モータの回転状態や駆動状態にかかわらず電源電圧の上昇を抑制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】

【0021】

【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】スロー制御回路の速度制御機能を説明する図である。

【図4】スロー制御回路の制御動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】本実施の形態に係るモータ駆動制御装置におけるスロースタート時の動作の一例を示すタイミングチャートである。

【図6】本実施の形態に係るモータ駆動制御装置におけるスロースタート時の動作の他の例を示すタイミングチャートである。

【図7】従来のモータ駆動制御装置におけるスロースタート時の動作の一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。

【0023】

［実施の形態］

【0024】

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。

【0025】

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）。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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）。

【0029】

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。

【0030】

本実施の形態において、制御回路部４は、外部から入力される、回転速度指令信号Ｓｃと、スタート信号Ｓｓとを取得し、それらに基づいてモータ２０の駆動制御を行う。回転速度指令信号Ｓｃと、スタート信号Ｓｓとは、モータを起動させるために入力される信号（第１指令情報の一例）である。

【0031】

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（パルス幅変調）信号である。換言すると、回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転速度の目標値に対応する情報である。なお、回転速度指令信号Ｓｃとして、クロック信号が入力されてもよい。

【0032】

スタート信号Ｓｓは、モータ駆動制御装置１の制御モードを設定する信号である。すなわち、スタート信号Ｓｓは、モータ２０の駆動制御を行う駆動モードとなるか、駆動制御を行わないスタンバイモードとなるかを設定するための信号である。なお、スタート信号Ｓｓと他の制御信号（ブレーキ信号など）とが入力され、両信号がそれぞれ所定値となったときに、制御モードが駆動モードとなるように構成されていてもよい。

【0033】

本実施の形態では、スタート信号Ｓｓに基づいて、制御モードが駆動モードである場合において、回転速度指令信号Ｓｃとして０でない（速度がゼロでない）値をとるものが入力されたときに、モータ２０は、回転速度指令信号Ｓｃに応じた速度で回転するように駆動される。制御モードが駆動モードでないときには、モータ２０は駆動されない。モータ２０の駆動が行われていない場合において、制御モードが駆動モードとなり、回転速度指令信号Ｓｃとして０でない値をとるものが入力されると、モータ２０が起動される（モータ２０の駆動が開始される。）。なお、制御モードが駆動モードであるとき、回転速度指令信号Ｓｃとして「０」（速度がゼロ）が入力されると、モータ２０は、ショートブレーキ状態になる。

【0034】

また、制御回路部４には、モータ２０から、３つのホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ（以下、３つのホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをまとめてホール信号Ｓｈということがある。）が入力される。ホール信号Ｓｈは、例えば、モータ２０に配置された３つのホール（ＨＡＬＬ）素子の出力である。制御回路部４は、ホール信号Ｓｈを用いて、モータ２０の回転位置や、回転数情報（ホールＦＧ信号）などの情報を得ることでモータ２０の回転状態を検出し、モータ２０の駆動を制御する。

【0035】

なお、制御回路部４は、このようなホール素子を用いて得られた情報と共に、又はその情報に代えて、モータ２０の回転状態に関する他の情報が入力されるようにしてもよい。例えば、モータ２０のロータの回転に対応するＦＧ信号として、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）が入力されるようにしてもよい。また、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。

【0036】

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、ホール信号Ｓｈ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に出力してモータ駆動部２を制御することで、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。

【0037】

［制御回路部４の説明］

【0038】

図２は、制御回路部４の構成を示すブロック図である。

【0039】

図２に示されるように、制御回路部４は、指令信号処理回路３１と、ホール信号周期検出回路３２と、スロー制御回路（回転検出手段、駆動検出手段、指令取得手段、状態判定手段、制御手段、ショートブレーキ手段の一例）３３と、正弦波駆動回路３５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、後述の第２指令情報Ｓ３の生成に関する説明に係るものが示されている。

【0040】

指令信号処理回路３１には、回転速度指令信号Ｓｃが入力される。指令信号処理回路３１は、回転速度指令信号Ｓｃに基づいて、モータ２０の回転数が、目標回転数となるように、速度指令情報Ｓ１を出力する。具体的には、例えば、指令信号処理回路３１は、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Ｓ１であってもよいし、速度フィードバック制御によってモータ２０の目標回転数に対応するクロック信号(回転速度指令信号として)とモータ回転速度情報との比較に基づいて得られる速度指令情報Ｓ１を出力してもよい。速度指令情報Ｓ１は、回転速度指令信号Ｓｃに基づく、モータ２０の目標回転速度に対応する目標値である。速度指令情報Ｓ１は、スロー制御回路３３に入力される。

【0041】

ホール信号周期検出回路３２には、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ（ホール信号Ｓｈ）が入力される。ホール信号周期検出回路３２は、入力されたホール信号Ｓｈの３相合成信号を生成し、その周期に対応する信号をホール周期信号Ｓ２として出力する。ホール周期信号Ｓ２は、モータ２０の回転速度に対応する、モータの回転状態を示す情報である。ホール周期信号Ｓ２は、スロー制御回路３３に入力される。

【0042】

スロー制御回路３３には、上述のようにして出力された、速度指令情報Ｓ１とホール周期信号Ｓ２とが入力される。また、スロー制御回路３３には、スタート信号Ｓｓが入力される。スロー制御回路３３は、スタート信号Ｓｓに基づいて、制御モードが駆動モードであるか否かを判断する。駆動モードであるとき、スロー制御回路３３は、入力された信号に基づいて、第２指令情報Ｓ３を出力する。第２指令情報Ｓ３は、モータを回転させる速度に対応する、速度指令である。

【0043】

正弦波駆動回路３５には、スタート信号Ｓｓと、第２指令情報Ｓ３とが入力される。正弦波駆動回路３５は、スタート信号Ｓｓに基づいて、制御モードが駆動モードであるか否かを判断する。駆動モードであるとき、第２指令情報Ｓ３に基づいて、モータ駆動部２を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄを生成する。駆動制御信号Ｓｄがモータ駆動部２に出力されることで、モータ駆動部２からモータ２０に駆動信号が出力され、モータ２０が駆動される。すなわち、駆動信号は、第２指令情報Ｓ３に対応する、モータを回転させる速度に対応する信号である。

【0044】

［スロー制御回路３３の動作の説明］

【0045】

本実施の形態において、スロー制御回路３３は、モータ２０の回転数の目標値が変更されるとき、実際のモータ２０の回転数が緩やかに変化するように制御する速度制御機能を有している。これにより、モータ駆動制御装置１は、スロースタート機能、スローストップ機能、スロー加速機能、スロー減速機能などの動作を実行可能である。

【0046】

図３は、スロー制御回路３３の速度制御機能を説明する図である。

【0047】

図３において、破線は回転数の目標値すなわち速度指令情報Ｓ１に対応し、実線は指令値すなわち第２指令情報Ｓ３に対応する。スロー制御回路３３は、目標値が変化すると、目標値に向けて、カウンタ回路により定められた一定の傾きで、指令値を変化させる。

【0048】

例えば、時刻ｔ１０１以前は第１の値Ｒ１であった目標値が、時刻ｔ１０１に第１の値Ｒ１より大きい第２の値Ｒ２に変化し、その後、時刻ｔ１０２に、第１の値Ｒ１より大きく第２の値Ｒ２より小さい第３の値Ｒ３に変化した場合を想定する。時刻ｔ１０１において指令値が第１の値Ｒ１であったとき、時刻ｔ１０１以後は、指令値は、第２の値Ｒ２に向けて変化する。このとき、指令値は時間の経過と共に一定量ずつ変化するので、徐々に上昇する。指令値が第３の値Ｒ３より大きくなったとき、時刻ｔ１０２において目標値が第３の値Ｒ３に変化すると、その時点から、指令値は、第３の値Ｒ３に向けて下降を開始する。指令値は、下降時も、上昇時と同様に徐々に変化する。指令値が目標値に一致すると、指令値はその値のままとなる。

【0049】

このように指令値が徐々に変化することで、モータ２０の回転数が指令値に確実に追従して変化し、モータ２０の動作が急激に変化することがなくなる。これにより、モータ２０の起動時等に異音、振動等が発生することが抑制される。なお、指令値が徐々に増減する程度は、例えば制御回路部４内に設けられているメモリ等に記憶されている設定値に応じて定められるようにすればよい。

【0050】

ここで、スロー制御回路３３は、モータ２０の回転状態と駆動状態とを、入力された信号に基づいて検出する。そして、それらの検出結果や、速度指令情報Ｓ１及びスタート信号Ｓｓに基づいて、第２指令情報Ｓ３を生成し、出力する。

【0051】

すなわち、モータ２０の回転状態としては、スロー制御回路３３は、モータ２０の回転速度が所定値より小さいか否かを、ホール周期信号Ｓ２に基づいて検出する。本実施の形態において、スロー制御回路３３は、ホール周期信号Ｓ２がＬ（ロー）であるとき、モータ２０の回転速度が所定値より小さいと判断する。

【0052】

なお、ホール周期信号Ｓ２は、例えば、ホール周期が２７ミリ秒以上でＬ（ロー）となり、ホール周期が２７ミリ秒未満である状態でホール信号の立下りエッジが４回カウントされたときにＨ（ハイ）となる信号である。

【0053】

また、モータ２０の駆動状態としては、スロー制御回路３３は、モータ２０の駆動が停止されているか否かを、生成した第２指令情報Ｓ３に基づいて検出する。

【0054】

本実施の形態において、スロー制御回路３３は、モータ２０の駆動を開始する起動時において、次のように制御を行う。スロー制御回路３３は、速度指令情報Ｓ１すなわち回転速度指令信号Ｓｃと、モータ２０の回転状態及び駆動状態とに基づいて、モータ２０がスロースタート可能な状態か否かを判定する。そして、スロースタート可能か否かの判定結果と、回転速度指令信号Ｓｃに基づく速度指令情報Ｓ１とに基づいて、第２指令情報Ｓ３が生成される。

【0055】

本実施の形態において、スロー制御回路３３は、モータ２０の駆動が停止されている場合において、ホール周期信号Ｓ２がＬであるとき、モータ２０がスロースタート可能な状態であると判定する。また、スロー制御回路３３は、モータ２０の駆動が停止されていないとき、モータ２０がスロースタート可能な状態であると判定する。

【0056】

図４は、スロー制御回路の制御動作の一例を示すフローチャートである。

【0057】

図４に示されるように、ステップＳ１０１において、スロー制御回路３３は、モータ２０の起動指令が行われたことを検知する。例えば、スロー制御回路３３は、スタート信号Ｓｓの所定の値などが入力されて制御モードが駆動モードになっている場合において、回転速度指令信号Ｓｃに基づいて指令信号処理回路３１からスロー制御回路３３にモータ２０を回転させるための速度指令情報Ｓ１（速度がゼロでない目標値）が入力されたとき、起動指令が行われたと検知する。

【0058】

ステップＳ１０２において、スロー制御回路３３は、第２指令情報Ｓ３の速度指令がゼロであるか否か、すなわち、モータ２０の駆動が停止されているか（第２指令情報Ｓ３がゼロ（０）であるか）そうでないか（第２指令情報Ｓ３がゼロ（０）でない値であるか）を判断する。

【0059】

ステップＳ１０２で第２指令情報Ｓ３がゼロであれば（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０３以降の処理が行われる。すなわち、スロー制御回路３３は、ホール周期信号Ｓ２がＬであるか、すなわちホール信号の周期が２７ミリ秒以上であるか確認する。周期が２７ミリ秒以上であれば、スロースタート可能な状態であると判定される。

【0060】

ここで、周期が２７ミリ以上でなければ、周期が２７ミリ秒以上になるまで（ホール周期信号Ｓ２がＬになるまで）、モータ２０がショートブレーキ状態になるように第２指令情報Ｓ３をゼロとする。換言すると、スロースタート可能な状態でなければ、スロースタート可能な状態になるまで、第２指令情報Ｓ３をゼロとする制御が行われる。このとき、第２指令情報Ｓ３は、速度指令情報Ｓ１にかかわらず、周期が２７ミリ秒以上になるまで、０に維持される。第２指令情報Ｓ３がゼロとされることで、モータ２０はショートブレーキ状態となり、モータ２０が減速される。周期が２７ミリ秒以上になると、すなわちスロースタート可能な状態になると、ステップＳ１０４の処理に進む。

【0061】

ステップＳ１０４において、スロー制御回路３３は、スロースタートを開始する。すなわち、速度指令情報Ｓ１（目標値）に到達するまで、第２指令情報Ｓ３を徐々に大きくする制御を行う。これにより、モータ２０のスロースタートが行われ、一連の処理が終了する。

【0062】

他方、ステップＳ１０２で第２指令情報Ｓ３がゼロでなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ１０５の処理が行われる。すなわち、スロー制御回路３３は、モータ２０の駆動が停止されていないとき、スローストップ動作中であってモータ２０がスロースタート可能な状態であると判定する。このとき、スロー制御回路３３は、現在の第２指令情報Ｓ３の値から目標値に向けてスロースタートを開始させ、モータ２０をスロースタートさせるように第２指令情報Ｓ３を出力する。これにより、モータ２０のスロースタートが行われ、一連の処理が終了する。

【0063】

図５は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１におけるスロースタート時の動作の一例を示すタイミングチャートである。

【0064】

図５においては、上段から、モータ駆動制御装置１のモータ駆動部２の電源電圧、モータ２０の回転数、モータ２０のホール信号Ｓｈから得られるホール周期信号Ｓ２、第２指令情報Ｓ３の速度指令の値、速度指令情報Ｓ１の値（目標値）、及びモータ駆動制御装置１の動作モードのそれぞれについて、時間の経過に伴う推移が示されている。

【0065】

図５に示されるように、時刻ｔ２３以前においては、モータ２０の駆動が停止されており（速度指令値がゼロであり）、動作モードがスタンバイモードである。このとき、モータ２０は、惰性又は外乱により回転しており、ホール周期信号Ｓ２はＨとなっている。

【0066】

このような状況下において、動作モードが駆動モードに設定され、モータの目標回転数がＶｏに設定された場合を想定する（時刻ｔ２３）。そうすると、モータ２０の駆動は停止されており、ホール周期信号Ｓ２はＨであるので、スロースタートは開始されず、ショートブレーキ状態になるように制御される。

【0067】

時刻ｔ２５において、モータ２０の回転数が下がると、ホール周期信号Ｓ２がＬになる。そうすると、スロー制御回路３３は、スロースタート可能であると判定する。時刻ｔ２５以降、スロー制御回路３３により、第２指令情報Ｓ３が、ゼロから目標値であるＶｏになるまで緩やかに増大するように制御が行われ、徐々に大きい駆動電流がモータ２０に流される。時刻ｔ２７になると、第２指令情報Ｓ３がＶｏに到達し、モータの目標回転数に到達する。

【0068】

このように、モータ２０の起動指令が行われた場合において、モータ２０が惰性や外乱により回転しているときには、スロースタートは開始されない。このとき、いったんモータ２０をショートブレーキ状態とさせる制御が行われることで、モータ２０の回転数が十分に下げられた後で、スロースタートが開始される。したがって、スロースタートの開始時に、大きな回生電流が発生することが防止され、電源電圧が上昇することがない。

【0069】

図６は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１におけるスロースタート時の動作の他の例を示すタイミングチャートである。

【0070】

図６も、図５と同様に、各部の動作が示されている。図６においては、モータ２０を停止させる制御が行われたとき（時刻ｔ３１）、スローストップにより完全にモータ２０の回転が止まる前に、モータ２０の起動指令が行われた場合の動作の例が示されている。

【0071】

すなわち、第２指令情報Ｓ３がＶｏとなるようにしてモータ２０が駆動されているとき、時刻ｔ３１において、モータ２０を停止させる制御が行われる。このとき、目標値が「０」とされ、動作モードが非駆動モード（スタンバイモード）となる。そうすると、スローストップ動作が開始され、第２指令情報Ｓ３は、目標値に向かって徐々に小さくなる。

【0072】

第２指令情報Ｓ３がまだ目標値の「０」より大きい時刻３３において、モータ２０の起動指令が行われると、動作モードが駆動モードとなり、目標値がＶｏとなる。このとき、第２指令情報Ｓ３の値が「０」ではなく、モータ２０の駆動は停止されていないので、ホール周期信号Ｓ２がＨの状態であっても、スロースタートが開始される。すなわち、その時の第２指令情報Ｓ３の値から、目標値であるＶｏに向けて、第２指令情報Ｓ３が徐々に大きくなるように制御が行われる。なお、第２指令情報Ｓ３の値が目標値Ｖｏよりも大きい場合は、目標値Ｖｏに向けて、第２指令情報Ｓ３が徐々に小さくなるように制御が行われる。時刻ｔ３５に第２指令情報Ｓ３が目標値に達すると、以後、そのまま駆動が継続される。

【0073】

このように、モータ２０の起動指令が行われた場合において、モータ２０の制御が行われているときには、スロースタートがすぐに行われる。すなわち、このようなときには、モータ２０の回転数は、スロースタートの開始前後で第２指令情報Ｓ３に対応する駆動信号に従っている状態であるため、スロースタートを開始しても、回生電流が逆流することはない。そのため、起動指令に応じてすぐにスロースタートを開始することで、速やかに目標となる回転速度でモータ２０を駆動させることができる。

【0074】

［実施の形態における効果］

【0075】

本実施の形態では、モータ２０の起動指令が行われたとき、モータ２０の回転状態や駆動状態に合わせて、スロースタート動作が開始される。したがって、モータ２０の回転状態や駆動状態がどのような状態であっても、モータ駆動制御装置１における電源電圧の上昇を抑制することができ、モータ駆動制御装置１が損傷するのを防止することができる。回転状態や駆動状態に基づいて、簡素な回路でスロースタート可能か否かを判定することができ、モータ駆動制御装置１の製造コストを低減することができる。

【0076】

起動指令が行われた場合において、スロースタート可能でないときには、モータ２０がショートブレーキ状態にされる。したがって、速やかにモータ２０の回転数を低下させてから、スロースタート動作を開始させることができる。

【0077】

［その他］

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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】

【0084】

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
２０ モータ
３１ 速度制御回路
３２ ホール信号周期検出回路
３３ スロー制御回路（回転検出手段、駆動検出手段、指令取得手段、状態判定手段、制御手段、ショートブレーキ手段の一例）
３５ 正弦波駆動回路
Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ，Ｓｈ ホール信号
Ｓｃ 回転速度指令信号（第１指令情報の一例）
Ｓｄ 駆動制御信号
Ｓｒ 回転数信号
Ｓｓ スタート信号（第１指令情報の一例）
Ｓ１ 速度指令情報
Ｓ２ ホール周期信号
Ｓ３ 第２指令情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】