特許 6577306 モータ駆動装置およびモータユニット

(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】6577306

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】モータ駆動装置およびモータユニット

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/16 20160101AFI20190909BHJP

   H02P 27/06 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/16

   H02P27/06

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-174848(P2015-174848)

(22)【出願日】2015年9月4日

(65)【公開番号】特開2017-51060(P2017-51060A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年8月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】398061810

【氏名又は名称】日本電産テクノモータ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】加藤 健一

(72)【発明者】

【氏名】宮本 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】吉田 洋

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０７７６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６８２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１７３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５８２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−７７６０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ６／１６

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位置検出素子を用いてモータの回転子の位置を検知し、モータを駆動させるモータ駆動装置であって、
前記位置検出素子に駆動電力を供給する位置検出用電源と、
前記位置検出用電源から前記位置検出素子への通電ライン上に設けられ、前記位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦする間欠駆動部と、
前記モータの駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、
前記駆動制御部は、
前記位置検出素子から位置検出信号が入力され、前記位置検出信号に基づいて前記回転子の位置を示す回転位置信号を出力する位置検出部と、
外部から入力される速度指令信号と、前記回転位置信号とに基づいて、スイッチング信号を生成する駆動信号生成部と、
前記スイッチング信号に応じて、前記モータの各相に対してモータ駆動電流を供給するインバータ部と、
を有し、
前記位置検出素子から出力される前記位置検出信号は、前記回転子の磁極の切り替わりに従って正負が切り替わる電圧信号であり、
前記間欠駆動部は、
前記駆動制御部から入力されるモータ駆動情報に基づいて、
所定の周波数で前記位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦする間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間と、
前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間の一つあたりのＯＮ期間よりも長く、連続して前記位置検出素子への通電をＯＮとする連続ＯＮ期間と、
の切り替えを行い、
前記位置検出信号の正負の切り替わり時点が前記連続ＯＮ期間に含まれるように、前記連続ＯＮ期間と前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間との切り替えを行う、モータ駆動装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
前記間欠駆動部は、前記回転子の磁極の切り替わり時点を含む期間に、前記位置検出素子への通電をＯＮにする、モータ駆動装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置であって、
前記駆動信号生成部は、
一定の周波数でキャリア波を出力するキャリア波発振回路と、
前記速度指令信号に基づく電圧信号と、前記キャリア波とを比較し、比較信号を出力する、比較器と、
を有し、
前記モータ駆動情報は、前記キャリア波発振回路から出力される前記キャリア波を含み、
前記間欠駆動部は、前記キャリア波発振回路から入力される前記キャリア波の周波数を基本周波数として、前記位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦする、モータ駆動装置。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
前記位置検出部は、
通電ＯＮ期間において、前記位置検出信号の値を出力し、通電ＯＦＦ期間において、直前の通電ＯＮ期間における前記位置検出信号の最新の値を保持して出力する、信号保持部を有する、モータ駆動装置。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
前記駆動制御部は、
前記位置検出部から前記回転位置信号および前記回転子の回転数の少なくとも一方が含まれる回転情報が入力される駆動調節部
をさらに有し、
前記駆動調節部は、前記回転情報に基づいて、前記連続ＯＮ期間と前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間との切替タイミングを決定し、前記間欠駆動部に切替指令信号を出力し、
前記間欠駆動部は、前記切替指令信号に基づいて、前記連続ＯＮ期間と前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間との切り替えを行う、モータ駆動装置。

【請求項6】

請求項５に記載のモータ駆動装置であって、
前記駆動調節部は、前記回転子の前記回転数に応じた前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間の長さが記されたデータテーブルを参照しつつ、前記回転情報に基づいて、前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間の長さを決定する、モータ駆動装置。

【請求項7】

請求項５または請求項６に記載のモータ駆動装置であって、
前記駆動調節部は、前記回転子の磁極が切り替わったと判断すると、前記間欠駆動部に対して前記連続ＯＮ期間から前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間へ切り替える前記切替指令信号を出力する、モータ駆動装置。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
前記インバータ部は、複数のスイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子は、前記スイッチング信号の電圧値のＨｉｇｈ−Ｌｏｗの切り替わりに従ってＯＮ−ＯＦＦし、
前記間欠駆動部は、前記スイッチング素子の切替時に、前記位置検出素子への通電をＯＦＦとする、モータ駆動装置。

【請求項9】

請求項１ないし請求項８のいずれかのモータ駆動装置であって、
前記位置検出用電源と、前記間欠駆動部と、前記駆動制御部とは、１つのパッケージＩＣ内に備えられ、
前記パッケージＩＣには、前記パッケージＩＣの各部を駆動させるための制御電圧が入力され、
前記位置検出用電源は、前記制御電圧を降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータである、モータ駆動装置。

【請求項10】

請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のモータ駆動装置と、
前記モータと、
を有するモータユニットであって、
前記モータは、
前記モータ駆動電流の供給に従って磁界を発生させる電機子と、
前記電機子の生じる磁界により回転する前記回転子と、
前記回転子の位置を検出し、前記位置検出信号を出力する前記位置検出素子と、
を有する、モータユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動装置およびモータユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、位置検出素子を用いてモータの回転子の位置を検出し、検出した回転子の位置に基づいてモータの駆動制御を行うモータ駆動装置が知られている。位置検出素子としては、例えば、ホール素子やホールＩＣ等が用いられる。回転子の位置検出時には、位置検出素子に対して駆動電力が供給される。

【0003】

実開平０３−１０９４１７号公報には、自動車のドアの開閉状態を検出するためのホール素子への駆動電力の供給を、発信器の出力に伴って一定周期で間欠的に行う技術が記載されている。このように、ホール素子への電力供給を間欠的に行えば、ホール素子において消費される電力消費量を低減できる。

【特許文献1】実開平０３−１０９４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、実開平０３−１０９４１７号公報のように、単にホール素子への駆動電力の供給を一定周期で間欠的に行うと、回転子の位置検出に遅延が生じる虞がある。例えば、回転子の磁極が切り替わる瞬間にホール素子への電力供給が停止していると、磁極の切り替わりを検知するタイミングが遅れる。このため、モータの駆動状況によっては、モータ特性が低下する虞がある。

【0005】

本発明の目的は、回転子の位置検出用の電力を抑制しつつ、モータ特性の低下を抑制できる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願の例示的な第１発明は、位置検出素子を用いてモータの回転子の位置を検知し、モータを駆動させるモータ駆動装置であって、前記位置検出素子に駆動電力を供給する位置検出用電源と、前記位置検出用電源から前記位置検出素子への通電ライン上に設けられ、前記位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦする間欠駆動部と、前記モータの駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記位置検出素子から位置検出信号が入力され、前記位置検出信号に基づいて前記回転子の位置を示す回転位置信号を出力する位置検出部と、外部から入力される速度指令信号と、前記回転位置信号とに基づいて、スイッチング信号を生成する駆動信号生成部と、前記スイッチング信号に応じて、前記モータの各相に対してモータ駆動電流を供給するインバータ部と、を有し、前記位置検出素子から出力される前記位置検出信号は、前記回転子の磁極の切り替わりに従って正負が切り替わる電圧信号であり、前記間欠駆動部は、前記駆動制御部から入力されるモータ駆動情報に基づいて、所定の周波数で前記位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦする間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間と、前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間の一つあたりのＯＮ期間よりも長く、連続して前記位置検出素子への通電をＯＮとする連続ＯＮ期間と、の切り替えを行い、前記位置検出信号の正負の切り替わり時点が前記連続ＯＮ期間に含まれるように、前記連続ＯＮ期間と前記間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間との切り替えを行う。

【発明の効果】

【0007】

本願の例示的な第１発明によれば、モータ駆動情報に基づいてＯＮ−ＯＦＦタイミングを決定することにより、モータの駆動状況に合わせて位置検出信号を取得できる。これにより、位置検出用の電力を抑制しつつ、モータ特性の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るモータ駆動装置における各信号の波形の例を示す図である。

【図3】図３は、第２実施形態に係るモータユニットの構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係るモータ駆動装置における各信号の波形の例を示す図である。

【図5】図５は、第２実施形態に係るモータ駆動装置における各信号の波形の例を示す図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係るモータ駆動装置における各信号の波形の例を示す図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係るモータ駆動装置における各信号の波形の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0010】

＜１．第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係るモータ駆動装置１０Ａについて、図１および図２を参照しつつ説明する。図１は、モータ駆動装置１０Ａの構成を示すブロック図である。図２は、モータ駆動装置１０Ａにおける各信号の波形の例を示す図である。

【0011】

図２中において、（ｐ）は位置検出素子９３Ａへの通電波形、（ｑ）は通電が連続して行われたと仮定した場合における位置検出素子９３Ａからの出力信号波形、（ｒ）は位置検出素子９３Ａからの位置検出信号Ｓ９３Ａの波形を示している。

【0012】

このモータ駆動装置１０Ａは、位置検出素子９３Ａを用いてモータ９Ａの回転子の位置を検知し、モータ９Ａを駆動させる。図１に示すように、モータ駆動装置１０Ａは、駆動制御部１１Ａと、位置検出用電源１２Ａと、間欠駆動部１３Ａとを有する。

【0013】

駆動制御部１１Ａは、モータ９Ａの駆動制御を行う。駆動制御部１１Ａは、駆動信号生成部２０Ａと、インバータ部３０Ａと、位置検出部４０Ａとを有する。

【0014】

駆動信号生成部２０Ａは、外部から入力される速度指令信号と、後述する回転位置信号Ｓ４２Ａとに基づいて、スイッチング信号Ｓ２０Ａを生成する。インバータ部３０Ａは、スイッチング信号Ｓ２０Ａに応じて、モータ９Ａの各相に対してモータ駆動電流Ｓ１０Ａを供給する。位置検出部４０Ａには、位置検出素子９３Ａから位置検出信号Ｓ９３Ａが入力される。位置検出部４０Ａは、位置検出信号Ｓ９３Ａに基づいて回転子の位置を示す回転位置信号Ｓ４２Ａを出力する。

【0015】

位置検出用電源１２Ａは、位置検出素子９３Ａに駆動電力Ｓ１２Ａを供給する。

【0016】

間欠駆動部１３Ａは、位置検出用電源１２Ａから位置検出素子９３Ａへの通電ライン上に設けられる。間欠駆動部１３Ａは、位置検出素子９３Ａへの通電をＯＮ−ＯＦＦする。間欠駆動部１３Ａは、駆動制御部１１Ａから入力されるモータ駆動情報Ｓ１１Ａに基づいて、位置検出素子９３Ａへの通電のＯＮ−ＯＦＦのタイミングを決定する。

【0017】

モータの駆動状況を考慮せず、単に位置検出素子への駆動電力の供給を間欠的に行うと、モータの駆動状況によっては、モータ特性が低下する虞がある。しかしながら、このモータ駆動装置１０Ａのように、モータ駆動情報Ｓ１１Ａに基づいて位置検出素子９３Ａへの通電のＯＮ−ＯＦＦのタイミングを決定することにより、モータ９Ａの駆動状況に合わせて位置検出信号Ｓ９３Ａを取得できる。これにより、位置検出用の電力を抑制しつつ、モータ特性の低下を抑制できる。

【0018】

本実施形態では、間欠駆動部１３Ａは、回転子の磁極の切り替わり時点を含む期間に、位置検出素子９３Ａへの通電をＯＮとする。したがって、図２に示すように、本実施形態の位置検出素子９３Ａは、回転子の磁極の切り替わりに従って正負が切り替わる電圧信号である位置検出信号Ｓ９３Ａを出力する。そして、図２（ｐ）に示す位置検出素子９３Ａへの通電がＯＮとなる通電ＯＮ期間が、図２（ｑ）に示す波形の正負の切り替わり時点と重なるように設定されている。これにより、図２（ｒ）に示すように、位置検出素子９３Ａが出力する位置検出信号Ｓ９３Ａは、波形の正負の切り替わり時点を含む。

【0019】

このように、回転子の磁極の切替時点付近で位置検出素子９３Ａへの通電をＯＮとすることにより、モータ９Ａの回転状況を遅延なく検出できる。したがって、モータ特性の低下をより抑制できる。

【0020】

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．モータユニットの構成＞
続いて、第２実施形態に係るモータユニット１の構成について、図３を参照しつつ、説明する。図３は、モータユニット１の構成を示すブロック図である。図４は、モータ駆動装置１０における各信号の波形の一例を示す図である。図４中において、（ａ）は三角波Ｓ２１、（ｂ）は速度指令電圧Ｖｓｐ、（ｃ）はＰＷＭ信号Ｓ２３を示している。

【0021】

図３に示すように、本実施形態のモータユニット１は、モータ９と、モータ駆動装置１０とを有する。このモータ９は、後述するモータ駆動電流Ｓ１０の供給に従って駆動する。本実施形態のモータ９は、３相ブラシレスＤＣモータである。

【0022】

モータ９は、電機子９１と、回転子９２と、位置検出素子９３とを有する。電機子９１は、駆動電力の供給に従って磁界を発生させる。回転子９２は、電機子９１から生じる磁界により回転する。位置検出素子９３は、回転子９２の位置を検出し、位置検出信号Ｓ９３を出力する。本実施形態の位置検出素子９３は、ホール素子であるが、ホールＩＣ等の他の素子を用いてもよい。また、本実施形態では、モータ９が位置検出素子９３を有するが、モータ駆動装置１０が位置検出素子９３を有していてもよいし、位置検出素子９３がモータ９およびモータ駆動装置１０のいずれにも属していなくてもよい。

【0023】

モータ駆動装置１０は、モータ９にモータ駆動電流Ｓ１０を供給することにより、モータ９の駆動制御を行う装置である。図１に示すように、モータ駆動装置１０は、駆動制御部１１と、位置検出用電源１２と、間欠駆動部１３とを有する。

【0024】

このモータ駆動装置１０は、パッケージＩＣにより構成される。すなわち、駆動制御部１１と、位置検出用電源１２と、間欠駆動部１３とは、１つのパッケージＩＣ内に備えられる。このパッケージＩＣには、パッケージＩＣ内の各部を駆動させるための制御電圧Ｖｃｃが入力される。

【0025】

駆動制御部１１は、駆動信号生成部２０と、インバータ部３０と、位置検出部４０と、駆動調節部５０とを有する。駆動信号生成部２０は、外部から入力される速度指令信号に基づく速度指令電圧Ｖｓｐに基づいて、スイッチング信号Ｓ２０を生成する。インバータ部３０は、スイッチング信号Ｓ２０に応じて、モータ９の電機子９１の各相に対してモータ駆動電流Ｓ１０を供給する。位置検出部４０には、位置検出素子９３から位置検出信号Ｓ９３が入力される。位置検出部４０は、位置検出信号Ｓ９３に基づいて回転子９２の位置を示す回転位置信号Ｓ４２を出力する。

【0026】

駆動信号生成部２０は、キャリア波発振回路２１と、コンパレータ２２と、ＰＷＭ信号生成部２３と、タイミング制御部２４と、スイッチング信号生成部２５とを有する。本実施形態の駆動信号生成部２０は、速度指令電圧Ｖｓｐと位置検出部４０から入力される回転位置信号Ｓ４２とに基づいて、回転子９２の磁極の切り替わり時点を考慮してスイッチング信号Ｓ２０を生成する。

【0027】

キャリア波発振回路２１は、図４の（ａ）に示すような一定の周波数でキャリア波である三角波Ｓ２１を出力する発振回路である。すなわち、キャリア波発振回路２１は、一定の周波数でキャリア波を出力するキャリア波発振回路である。なお、キャリア波発振回路２１に代えて、鋸波等の他のキャリア波を出力するキャリア波発振回路を用いてもよい。

【0028】

コンパレータ２２は、各相の速度指令電圧Ｖｓｐと三角波Ｓ２１とを比較し、比較信号Ｓ２２を出力する比較器である。図４の（ｂ）には、速度指令電圧Ｖｓｐが実線で、三角波Ｓ２１が破線で示されている。本実施形態のコンパレータ２２の出力する比較信号Ｓ２２は、速度指令電圧Ｖｓｐが三角波Ｓ２１の電圧値を超える場合に、ＯＮ信号となり、その他の場合にＯＦＦ信号となる。

【0029】

ＰＷＭ信号生成部２３は、比較信号Ｓ２２に基づいてＰＷＭ信号Ｓ２３を生成する。各相に対応するＰＷＭ信号Ｓ２３は、図４（ｃ）に示すように、比較信号Ｓ２２がＯＮ信号となる期間、すなわち、速度指令電圧Ｖｓｐが三角波Ｓ２１の電圧値を超える期間にＯＮとなり、速度指令電圧Ｖｓｐが三角波Ｓ２１の電圧値以下となる期間にＯＦＦとなる２値信号である。ＰＷＭ信号Ｓ２３は、速度指令電圧Ｖｓｐが大きいほどそのデューティが大きくなり、速度指令信号Ｖｓｐが小さいほどそのデューティが小さくなる。

【0030】

タイミング制御部２４は、ＰＷＭ信号Ｓ２３に基づいて、モータの各相に対する相指令電圧Ｓ２４を算出する。相指令電圧Ｓ２４は、モータ９に供給する駆動電流Ｓ１０の振幅および周期を示す電圧信号である。なお、本実施形態ではタイミング制御部２４は、Ａ／Ｄ変換部４２から入力される回転位置信号Ｓ４２と、ＰＷＭ信号Ｓ２３とに基づいて、相指令電圧Ｓ２４を算出する。

【0031】

スイッチング信号生成部２５は、相指令電圧Ｓ２４に基づいて、スイッチング信号Ｓ２０を生成する。スイッチング信号Ｓ２０は、ＯＮ信号とＯＦＦ信号からなる２値信号である。

【0032】

インバータ部３０は、図３に示すように、６個のスイッチング素子３１を有する。このインバータ部３０は、いわゆる３相電圧型インバータである。６個のスイッチング素子３１は、３相各相に対応する３対のスイッチング素子３１からなる。スイッチング素子３１は、それぞれ、トランジスタおよびダイオードにより構成されている。スイッチング素子３１には、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）が用いられる。なお、スイッチング素子３１には、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などの他の種類のスイッチング素子が用いられてもよい。

【0033】

モータ９の駆動時には、３対のスイッチング素子３１に対し、それぞれ３相に対応する３対のスイッチング信号Ｓ２０が入力される。これにより、各スイッチング素子３１の駆動タイミングが切り替わり、３相に対応するモータ駆動電流Ｓ１０がモータ９の各相へと出力される。

【0034】

位置検出部４０は、信号保持部４１およびＡ／Ｄ変換部４２を有する。信号保持部４１には、位置検出素子９３から位置検出信号Ｓ９３が入力される。本実施形態の位置検出素子９３は、アナログのホール素子である。このため、回転子９２が一定速度で回転している場合、位置検出信号Ｓ９３は正弦波状の電圧信号となる。

【0035】

また、位置検出部４０は、駆動調節部５０に位置検出信号Ｓ９３に基づく回転位置信号Ｓ４２を出力する。本実施形態では、位置検出部４０の出力する位置検出信号Ｓ９３は、回転子９２の磁極の切り替わりに従って正負が切り替わる電圧信号である。また、本実施形態では、回転位置信号Ｓ４２が、位置検出部４０から駆動調節部５０に出力される回転情報Ｓ４０となる。

【0036】

なお、位置検出部４０が回転位置信号Ｓ４２に基づいて回転子９２の回転数を算出する回転数算出部をさらに有していてもよい。その場合、位置検出部４０は、回転情報Ｓ４０として、当該回転数を駆動調節部５０へと出力してもよい。すなわち、回転情報Ｓ４０には、回転位置信号Ｓ４２および回転子９２の回転数の少なくとも一方が含まれていればよい。位置検出部４０の各部の動作については、後述する。

【0037】

駆動調節部５０は、位置検出部４０から入力された回転情報Ｓ４０に基づいて、間欠駆動部１３に切替指令信号Ｓ５０を出力する。本実施形態では、モータ駆動情報Ｓ１１は、この切替指令信号Ｓ５０を含む。

【0038】

位置検出用電源１２は、位置検出素子９３に駆動電力Ｓ１２を供給するための電源である。本実施形態の位置検出用電源１２は、パッケージＩＣに入力された制御電圧Ｖｃｃを降圧させるＤＣ／ＤＣコンバータである。

【0039】

間欠駆動部１３は、位置検出用電源１２から位置検出素子９３への通電ライン上に設けられ、位置検出素子９３への通電をＯＮ−ＯＦＦする。間欠駆動部１３は、駆動制御部１１から入力されるモータ駆動情報Ｓ１１に基づいて、位置検出素子９３への通電のＯＮ−ＯＦＦのタイミングを決定する。間欠駆動部１３における当該タイミングの決定方法については、後述する。

【0040】

モータ９側の状態を考慮せずに、単に位置検出素子９３への通電をＯＮ−ＯＦＦすると、位置検出素子９３による回転子９２の磁極の切り替わりの検出が遅延し、モータ特性が低下する虞がある。本実施形態では、このように、モータ駆動情報Ｓ１１に基づいてＯＮ−ＯＦＦのタイミングを決定することにより、モータ９の駆動状況に合わせて位置検出信号Ｓ９３を取得できる。したがって、位置検出用の電力を抑制しつつ、モータ特性の低下を抑制できる。

【0041】

この間欠駆動部１３には、キャリア波発振回路２１から三角波Ｓ２１が入力される。図４の（ｅ）には、後述する間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間において基準となる基本間欠通電波形の一例が示されている。図４（ｅ）に示すように、間欠駆動部１３は、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間において、三角波Ｓ２１の周波数を基本周波数として、位置検出素子９３への通電をＯＮ−ＯＦＦする。このように、間欠駆動部１３が間欠駆動を行うタイミングをとるために駆動制御部１１の有するキャリア波発振回路２１を用いることにより、別途クロック回路を設けなくてよい。

【0042】

＜２−２．位置検出素子への通電について＞
続いて、モータ駆動装置１０の位置検出素子９３への通電動作について図５および図６を参照しつつ説明する。図５および図６は、モータ駆動装置１０における各信号の波形の一例を示す図である。

【0043】

図５および図６中において、（ｄ）は間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間における基本間欠通電波形、（ｅ）は位置検出素子９３への通電波形、（ｆ）は通電が連続して行われたと仮定した場合における位置検出素子９３からの出力信号波形、（ｇ）は位置検出素子９３からの位置検出信号Ｓ９３の波形、（ｈ）は後述する補正位置検出信号Ｓ４１の波形を示している。

【0044】

なお、図５と図６では、モータ９の回転子９２の回転速度および回転数が異なる。そのため、（ｆ）〜（ｈ）に示す、回転子９２の動作を示す信号の波形の周期が異なる。以下では、図５を用いて位置検出素子９３への通電に関連する動作ついて説明する。

【0045】

本実施形態の間欠駆動部１３は、モータ駆動情報Ｓ１１に基づいて、連続ＯＮ期間Ｐ１と、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２との切り替えを行う。本実施形態において、モータ駆動情報Ｓ１１は、キャリア波発振回路２１から出力される三角波Ｓ２１と、駆動調節部５０から出力される切替指令信号Ｓ５０を含む。図５（ｅ）に示すように、連続ＯＮ期間Ｐ１においては、間欠駆動部１３は、連続して位置検出素子９３への通電をＯＮとする。一方、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２においては、所定の周波数で位置検出素子９３への通電をＯＮ−ＯＦＦする。

【0046】

上記の通り、間欠駆動部１３には、キャリア波発振回路２１から三角波Ｓ２１が入力される。ここでは、間欠駆動部１３は、三角波Ｓ２１に基づいて、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２において、図５（ｄ）に示すタイミングで位置検出用電源１２から位置検出素子９３への通電をＯＮ−ＯＦＦするものとして説明する。

【0047】

図５（ｄ），（ｅ）に示すように、連続ＯＮ期間Ｐ１は、通電ＯＮ期間Ｐｏｎのみから構成される。一方、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２においては、通電ＯＮ期間Ｐｏｎと通電ＯＦＦ期間Ｐｏｆｆとが所定の周期で交互に現れる。

【0048】

図５（ｇ）に示すように、位置検出素子９３から出力される位置検出信号Ｓ９３は、回転子９２の磁極の切り替わりに従って正負が切り替わる電圧信号である。位置検出素子９３への通電が図５（ｅ）に示すように行われると、位置検出素子９３から出力される位置検出信号Ｓ９３は、図５（ｇ）に示すような波形となる。すなわち、位置検出信号Ｓ９３は、通電ＯＮ期間Ｐｏｎにおいては、回転子９２の極性を示す波形となり、通電ＯＦＦ期間Ｐｏｆｆにおいては、無検出となる。

【0049】

位置検出部４０の信号保持部４１は、この位置検出信号Ｓ９３に対し、信号値保持処理を行い、補正位置検出信号Ｓ４１として出力する。信号値保持処理において、信号保持部４１は、通電ＯＮ期間Ｐｏｎにおいては、位置検出信号Ｓ９３の値をそのまま出力する。一方、信号値保持処理において、信号保持部４１は、通電ＯＦＦ期間Ｐｏｆｆにおいては、直前の通電ＯＮ期間Ｐｏｎにおける位置検出信号Ｓ９３の最新の値を保持して出力する。

【0050】

これにより、補正位置検出信号Ｓ４１は、図５（ｈ）に示す様な波形となる。図５（ｈ）に示すように、信号値保持処理により、補正位置検出信号Ｓ４１は、通電ＯＦＦ期間Ｐｏｆｆにおいて、図５（ｇ）に示す連続通電時の位置検出信号Ｓ９３と近似した波形となる。

【0051】

そして、Ａ／Ｄ変換部４２は、補正位置検出信号Ｓ４１をアナログ／デジタル変換したものを、回転位置信号Ｓ４２として駆動信号生成部２０および駆動調節部５０へと出力する。Ａ／Ｄ変換部４２は、補正位置検出信号Ｓ４１が正の電圧値である場合にＨｉｇｈ信号となり、負の電圧値である場合にＬｏｗ信号となる２値信号である。

【0052】

駆動信号生成部２０では、回転位置信号Ｓ４２の正負の切り替わり時点を回転子９２の磁極の切り替わり時点として検出する。このため、位置検出信号Ｓ９３を単にアナログ／デジタル変換した信号では、回転子９２の位置を連続的に把握できない。そこで、本実施形態発明では、位置検出部４０が信号保持部４１を有することにより、回転位置信号Ｓ４２が通電ＯＦＦ期間Ｐｏｆｆにおいて検出不能となる細切れの信号でなく、連続して認識可能な信号となる。

【0053】

駆動調節部５０は、回転情報Ｓ４０である回転位置信号Ｓ４２に基づいて、連続ＯＮ期間Ｐ１と間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２との切替タイミングを決定し、間欠駆動部１３に切替指令信号Ｓ５０を出力する。具体的には、駆動調節部５０は、回転位置信号Ｓ４２に基づいて、回転子９２の回転数を算出する。そして、駆動調節部５０は、回転子９２の回転数に応じた間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２の長さが記されたデータテーブル（図示省略）を参照しつつ、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２の長さを決定する。

【0054】

図６には、図５と比べて回転子９２の回転数が小さい、すなわち、回転周期が長い場合の各信号が示されている。図５および図６に示すように、回転子９２の回転数が大きいほど、すなわち、回転周期が短いほど、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２の期間が短い。また、回転子９２の回転数が小さいほど、すなわち、回転周期が長いほど、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２の期間が長い。

【0055】

駆動調節部５０は、回転位置信号Ｓ４２の正負が切り替わった、すなわち回転子９２の磁極が切り替わったと判断すると、間欠駆動部１３に対して連続ＯＮ期間Ｐ１から間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２へ切り替える切替指令信号Ｓ５０を出力する。すなわち、連続ＯＮ期間Ｐ１の終了時点を、回転位置信号Ｓ４２の正負の切り替わりを基準に決定する。これにより、回転位置信号Ｓ４２の正負の切り替わり後まもなく、データテーブルに基づいて決定した期間、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２となる。

【0056】

当該期間の終了後、駆動調節部５０は、間欠駆動部１３に対して間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２から連続ＯＮ期間Ｐ１へ切り替える切替指令信号Ｓ５０を出力する。

【0057】

このように、駆動調節部５０は、回転子９２の磁極の周期の長さに応じた間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２の長さを設定している。これにより、回転位置信号Ｓ４２の次の正負の切り替わりが生じる時点を予測し、次の切り替わりの時点よりも前に連続ＯＮ期間Ｐ１を開始できる。すなわち、間欠駆動部１３は、位置検出信号Ｓ９２の正負の切り替わり時点が連続ＯＮ期間Ｐ１に含まれるように、連続ＯＮ期間Ｐ１と間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２との切替を行う。

【0058】

このため、間欠駆動部１３は、回転子９２の磁極の切り替わり時点を含む期間に、位置検出素子９３への通電をＯＮとできる。したがって、回転子９２の磁極の切り替わりを遅延なく検出できる。その結果、モータ９の回転状況を遅延なく把握でき、モータ特性の低下を抑制できる。

【0059】

続いて、インバータ部３０のスイッチング素子３１の切替タイミングと、位置検出素子９３への通電タイミングとの関係について説明する。図７は、モータ駆動装置１０における信号の波形の一例を示す図である。図７中において、（ｉ）はスイッチング信号Ｓ２０、（ｊ）は通電が連続して行われたと仮定した場合における位置検出素子９３からの出力信号波形、（ｋ）は間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間における基本間欠通電は系を示している。

【0060】

図４（ｄ）に示すように、スイッチング信号Ｓ２０のＯＮ／ＯＦＦの切替時、すなわち、スイッチング素子３１の切替時には、位置検出素子９３から出力される位置検出信号Ｓ９３には、スイッチングノイズが生じる。このため、通電ＯＮ期間Ｐｏｎを、スイッチングノイズが付加されない期間に設けることが好ましい。

【0061】

図４の例では、通電ＯＮ期間Ｐｏｎの長さは、ＯＮ−ＯＦＦの周期の約５分の１の長さである。また、通電ＯＮ期間Ｐｏｎをスイッチング信号Ｓ２０のパルスの中心と重なるように設定している。これにより、スイッチング信号Ｓ２０のＯＮ期間が通電ＯＮ期間Ｐｏｎよりも長い場合、通電ＯＮ期間Ｐｏｎとスイッチングノイズが生じるタイミングとが重なりにくい。

【0062】

このように、図７の例では、間欠駆動部１３は、スイッチング素子３１の切替時に、位置検出素子９３への通電をＯＦＦとするように、間欠ＯＮ−ＯＦＦ期間Ｐ２における通電ＯＮ期間Ｐｏｎを設定している。これにより、取得される回転位置信号Ｓ４２が、スイッチングノイズの影響を受けにくい。その結果、回転子９２の位置情報をより正確に把握し、モータ特性の低下をより抑制できる。

【0063】

なお、図７の例であっても、スイッチング信号Ｓ２０のＯＮ期間が通電ＯＮ期間Ｐｏｎと略同一、または、通電ＯＮ期間Ｐｏｎよりも短い場合、通電ＯＮ期間Ｐｏｎとスイッチングノイズが生じるタイミングとが重なってしまう。当該問題を解決するために、スイッチング信号生成部２５が、スイッチング信号Ｓ２０のＯＮタイミングをずらしたり、間欠駆動部１３が通電ＯＮ期間Ｐｏｎのタイミングをずらしたりしてもよい。このようにすれば、回転位置信号Ｓ４２が、スイッチングノイズの影響をさらに受けにくい。したがって、回転子９２の位置情報をさらに正確に把握し、モータ特性の低下をさらに抑制できる。

【0064】

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

【0065】

上記の実施形態では、間欠駆動部１３は、ＰＷＭ信号の生成のために用いるキャリア波である三角波Ｓ２１の周波数を基本周波数として、位置検出素子９３への通電をＯＮ−ＯＦＦしたが、本発明はこの限りではない。間欠駆動部は、駆動信号生成部の有する他の用途のキャリア波発振回路から出力されるキャリア波の周波数を基本周波数として、位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦするものであってもよい。

【0066】

例えば、スイッチング信号生成部が、キャリア波発振回路から出力されるキャリア波と、速度指令信号Ｖｓｐに基づいて生成される相指令電圧等の電圧信号とを比較器により比較することにより、スイッチング信号を生成するものであってもよい。この場合に、間欠駆動部スイッチング信号の生成に用いられるキャリア波の周波数を基本周波数として、位置検出素子への通電をＯＮ−ＯＦＦしてもよい。

【0067】

モータ駆動装置の各部を実現するための具体的な構成については、上記の実施形態に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、モータ駆動装置およびモータユニットに利用できる。

【符号の説明】

【0069】

１ モータユニット
９，９Ａ モータ
１０，１０Ａ モータ駆動装置
１１，１１Ａ 駆動制御部
１２，１２Ａ 位置検出用電源
１３，１３Ａ 間欠駆動部
２０，２０Ａ 駆動信号生成部
２１ キャリア波発振回路
２５ スイッチング信号生成部２５
３０，３０Ａ インバータ部
３１ スイッチング素子
４０，４０Ａ 位置検出部
４１ 信号保持部
５０ 駆動調節部
９２ 回転子
９３，９３Ａ 位置検出素子
Ｓ１０ モータ駆動電流
Ｓ１１，Ｓ１１Ａ モータ駆動情報
Ｓ１２，Ｓ１２Ａ 駆動電力
Ｓ２１ 三角波
Ｓ４０ 回転情報
Ｓ４２，Ｓ４２Ａ 回転位置信号
Ｓ５０ 切替指令信号
Ｓ９３，Ｓ９３Ａ 位置検出信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】