特許 6582212 センサレス・ブラシレスモータの駆動方法及び該駆動方法を用いたモータ制御装置

(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】6582212

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】センサレス・ブラシレスモータの駆動方法及び該駆動方法を用いたモータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/18 20160101AFI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/18

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-151232(P2015-151232)

(22)【出願日】2015年7月30日

(65)【公開番号】特開2017-34813(P2017-34813A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000240477

【氏名又は名称】アダマンド並木精密宝石株式会社

(72)【発明者】

【氏名】清水 隆雄

(72)【発明者】

【氏名】新井 一男

【審査官】 ▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０３３６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０６３３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ６／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数相のコイルについて通電相及び電流方向の組み合わせが異なる複数の駆動ステートを１サイクルとし、前記駆動ステートを順次に切り替えることでロータを回転させるようにしたセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法において、
前記ロータの静止状態で、前記１サイクル中の各駆動ステートにおける各通電相のコイルに、前記ロータが連続回転する電力よりも小さい検査電力を所定時間加えて、各通電相のコイルの逆起電力を検出し、この検出された逆起電力の大きさに応じて、前記１サイクル中の複数の駆動ステートの中から前記切り換えの始点となる起動駆動ステートを選定するようにし、
前記１サイクル中の複数の駆動ステートの中から、検出される逆起電力が最小となる駆動ステートを選定し、この選定された駆動ステートを基準にして前記起動駆動ステートを決定するようにし、
前記起動駆動ステートにて各通電相のコイルに駆動電力を所定時間加えて前記ロータの回転を開始した後、
現駆動ステートと回転方向順の次の駆動ステートとの双方について、各通電相のコイルに前記検査電力を所定時間加えて、これら二つの駆動ステートの逆起電力を比較する比較ステップと、何れか小さい方の逆起電力に対応する駆動ステートを回転駆動ステートとし、この回転駆動ステートにて各通電相のコイルに駆動電力を所定時間加える駆動ステップとの二つのステップを繰り返して、前記ロータを回転させるようにしたことを特徴とするセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法。

【請求項2】

各通電相における電圧波形の時間幅を前記逆起電力の大きさとして扱うようにしたことを特徴とする請求項１記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法。

【請求項3】

前記複数相のコイルが三相コイルであり、電気角１２０度毎に通電相を切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法。

【請求項4】

前記１サイクル中の複数の駆動ステートが、通電相及び電流方向の組み合わせが異なる６種類の駆動ステートであることを特徴とする請求項３記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法。

【請求項5】

請求項１〜４何れか１項記載のセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法を用いたモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置制御用サーボモータや、その他の電動モータ等として用いられるセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法及び該駆動方法を用いたモータ制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、センサレスのブラシレスモータでは、ロータの初期位置が把握できないため、三相コイルへの電流方向の切り換えのタイミングとロータの磁極の回転とを同期させることが難しかった。特に回転の初期段階に同期させることは困難であるため、初期段階の脱調に起因して、起動電流が増大したり、起動立上り時間が長くなる等して、起動時のモータ効率の低下をまねくおそれがある。

【0003】

そこで、例えば特許文献１に記載のブラシレスモータ装置では、三相コイルについて通電相及び電流方向の組み合わせが異なる６つの駆動ステートを１サイクルとし、各駆動ステートを順次に切り換える制御回路（３２）と、ロータの回転位置を検出する複数の磁気センサ（３１：ホール素子）とを備えている。そして、磁気センサによりロータの回転位置を検出し、この検出されたロータの回転位置を基準にして、６つの駆動ステートの中から起動駆動ステートを選定し、この起動駆動ステートを始点にして前記駆動ステートを順次に切り替えるようにしている。なお、括弧内の数値は、特許文献１中の符号を示す。
しかしながら、この従来技術では、複数の磁気センサを具備する必要があるため、より簡素な構成が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−８９５６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は上記従来事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、簡素な構造により起動時のモータ効率を向上することができるセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法及び該駆動方法を用いたモータ制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための一手段は、複数相のコイルについて通電相及び電流方向の組み合わせが異なる複数の駆動ステートを１サイクルとし、駆動ステートを順次に切り替えることでロータを回転させるようにしたセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法において、適切な起動駆動ステートを選定するようにした。具体的には、ロータの静止状態で、１サイクル中の各駆動ステートにおける各通電相のコイルに、ロータが連続回転する電力よりも小さい検査電力を所定時間加える。そして、各通電相のコイルの逆起電力を検出し、この検出された逆起電力の大きさに応じて、１サイクル中の複数の駆動ステートの中から切り換えの始点となる起動駆動ステートを選定するようにしたものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、以上説明したように構成されているので、簡素な構造により起動時のモータ効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る駆動方法を用いたモータ制御装置の一例を示す電気配線図である。

【図2】センサレス・ブラシレスモータのコイル結線及び電流方向の一例を示す模式図である。

【図3】１サイクル中の通電パターンの一例を示すグラフである。

【図4】同駆動方法において起動駆動ステートを決める手順を示すフローチャートである。

【図5】同駆動方法において、起動後の初期段階の制御手順を示すフローチャートである。

【図6】１サイクル中における各駆動ステートの通電相に検査電力を加えた状態の電圧波形を示すグラフである。

【図7】図６の電圧波形の要部を拡大して示すグラフである。

【図8】起動後の初期状態の電合う波形を模式的に示すグラフである。

【図9】起動後の初期状態の電合う波形を模式的に示すグラフであり、図８に続く部分を示す。

【図10】起動駆動ステートから通常ドライブルーチンに行くまでの流れ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】

【0009】

本実施の形態の特徴の一つは、複数相のコイルについて通電相及び電流方向の組み合わせが異なる複数の駆動ステートを１サイクルとし、各駆動ステートを順次に切り替えることでロータを回転させるようにしたセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法にある。具体的には、ロータの静止状態で、１サイクル中の各駆動ステートにおける各通電相のコイルに、ロータが連続回転する電力よりも小さい検査電力を所定時間加えて、各通電相のコイルの逆起電力を検出する。そして、検出された逆起電力の大きさに応じて、１サイクル中の複数の駆動ステートの中から切り換えの始点となる起動駆動ステートを選定するようにした（図４及び図６参照）。ここで、「検査電力」は、好ましい一例としては、矩形波状の電圧波形の時間幅の調整により設定すればよいが、他例としては、矩形波状の電圧波形の高さの調整により設定することも可能である。
この構成によれば、起動時における脱調を防いで、起動立上り時間を短縮化するとともに始動電流を低減し、起動時のモータ効率を向上することができる。

【0010】

他の特徴としては、具体的な好ましい態様を得るために、１サイクル中の複数の駆動ステートの中から、検出される逆起電力が最小となる駆動ステートを選定し、この選定された駆動ステートを基準にして起動駆動ステートを決定するようにした。
ここで、「選定された駆動ステートを基準にして起動駆動ステートを決定する」という構成には、選定された駆動ステート自体を起動駆動ステートとする態様や、選定された駆動ステートを基準にして次の駆動ステートを起動駆動ステートとする態様等を含む。

【0011】

他の特徴としては、起動駆動ステートにて各通電相のコイルに駆動電力を所定時間加えてロータの回転を開始した後、現回転駆動ステートと回転方向順の次の回転駆動ステートとの双方について、各通電相のコイルに検査電力を所定時間加える。そして、これら二つの駆動ステートの逆起電力を比較して、何れか小さい方の逆起電力に対応する駆動ステートを回転駆動ステートとする。そして、逆起電力を比較する比較ステップと、回転駆動ステートにて各通電相のコイルに駆動電力を所定時間加える駆動ステップとの二つのステップを繰り返して、ロータを一方向へ回転させるようにした（図５、図８及び図９参照）。
この構成によれば、ロータ回転の初期段階において、トルク変動の小さい滑らかな回転運動を得ることができる。

【0012】

他の特徴としては、逆起電力を簡単かつ高精度に検出するために、各通電相における電圧波形の時間幅を逆起電力の大きさとして扱うようにした（図６〜９参照）。

【0013】

他の特徴としては、好ましい具体的態様を得るために、複数相のコイルが三相コイルであり、電気角１２０度毎に通電相を切り替えるようにした。

【0014】

他の特徴としては、より好ましい具体的態様を得るために、１サイクル中の複数の駆動ステートを、通電相及び電流方向の組み合わせが異なる６種類の駆動ステートとした。

【0015】

また、他の特徴としては、上記センサレス・ブラシレスモータの駆動方法を用いてモータ制御装置を構成した。

【実施例】

【0016】

次に、上記特徴を有する好ましい実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。

【0017】

図１は、本発明に係るセンサレス・ブラシレスモータの駆動方法を用いたモータ制御装置の一例を示す。
このモータ制御装置Ａは、センサレス・ブラシレスモータ１０の起動、運転、停止、逆転等を制御するようにした電子回路であり、オンオフ回路２０、誘導起電力検出回路３０、制御部４０等によって構成される。

【0018】

センサレス・ブラシレスモータ１０は、マグネットのＮ極とＳ極を周方向へ交互に配置したロータ（図示せず）と、該ロータの周方向に沿って配設された三相コイル１１と、これら三相コイルを固定したハウジング（図示せず）とを備えた三相ブラシレスＤＣモータである。
このセンサレス・ブラシレスモータ１０は、例えば、周知の三相２極３スロットのブラシレスＤＣモータから、ロータ回転位置を検出するためのホール素子を省いた構成とすることができ、相数や極数、スロット数が異なるものを用いることも可能である。
また、図２に示す一例では、ｕ相のコイル１１ｕとｖ相のコイル１１ｖとｗ相のコイル１１ｗとからなるスター結線の三相コイル１１を構成しているが、この結線方法はデルタ結線とすることも可能である。
また、本実施例では、複数相のコイルが電気角１２０度毎に通電相を切り替わる三相コイルでの例で説明を進めるが、３相以上のコイル構造でもこの発明は有効である。

【0019】

オンオフ回路２０は、制御部４０から三相コイル１１へ検査電力Ｐ１や駆動電力Ｐ３等を印加するラインを、ＭＯＳＦＥＴを用いて開閉する回路である。
逆起電力検出回路３０は、センサレス・ブラシレスモータ１０の各相の電圧を検出し、制御部４０内の比較回路に入力するようにした電子回路である。
制御部４０は、記憶装置に記憶したプログラムによりＣＰＵを機能させるマイコンや、このマイコンの駆動指令に応じて位相を１２０°ずらした三相交流を出力するインバータ回路、逆起電力検出回路３０によって検出される各相の逆起電力（電圧）を比較する比較回路（コンパレータ）等を具備している。

【0020】

図１における逆起電力検出電圧：Ｖｔｈ（Threshold電圧）を決める抵抗比は電源電圧の２２：１を各コンパレータのマイナス入力端子に接続し、モータリードにつなげた抵抗比は各コンパレータのプラス入力端子に２１：１でつなげている。これにより、無回転、無電力時の各コンパレータ出力は＋側になるようにした回路構成例である。なお、これらは回路環境ノイズマージンによって決定されるべき抵抗比である。
これらの電子回路は、同様の機能を有するようにすれば、図示例以外の構成にすることが可能である。

【0021】

次に、上記モータ制御装置Ａを用いてセンサレス・ブラシレスモータ１０を制御する手順について説明する。
このモータ制御装置Ａは、三相コイル１１について通電相及び電流方向の組み合わせが異なる複数の駆動ステートを１サイクルとし、前記駆動ステートを順次に切り替えることで三相コイル１１の電磁力によりロータ（図示せず）を一方向へ回転させる。

【0022】

１サイクル中の複数の駆動ステートは、図示例によれば、駆動ステート１〜６の６種類の駆動ステートであり、ロータが約６０°回転する周期で順次に切り替えられる。
駆動ステート１は、図２及び図３に示すように、ｕ相のコイル１１ｕ及びｖ相のコイル１１ｖを通電相とし、ｕ相のコイル１１ｕからｖ相のコイル１１ｖへ電流を流すようにしている。
駆動ステート２は、ｕ相のコイル１１ｕ及びｗ相のコイル１１ｗを通電相とし、ｕ相のコイル１１ｕからｗ相のコイル１１ｗへ電流を流すようにしている。
駆動ステート３は、ｖ相のコイル１１ｖ及びｗ相のコイル１１ｗを通電相とし、ｖ相のコイル１１ｖからｗ相のコイル１１ｗへ電流を流すようにしている。
駆動ステート４は、ｖ相のコイル１１ｖ及びｕ相のコイル１１ｕを通電相とし、ｖ相のコイル１１ｖからｕ相のコイル１１ｕへ電流を流すようにしている。
駆動ステート５は、ｗ相のコイル１１ｗ及びｕ相のコイル１１ｕを通電相とし、ｗ相のコイル１１ｗからｕ相のコイル１１ｕへ電流を流すようにしている。
駆動ステート６は、ｗ相のコイル１１ｗ及びｖ相のコイル１１ｖを通電相とし、ｗ相のコイル１１ｗからｖ相のコイル１１ｖへ電流を流すようにしている。

【0023】

尚、本実施例では、三相駆動モーター 構造で１サイクル中の複数の駆動ステートを、説明では通電相及び電流方向の組み合わせが異なる６種類の台形駆動(trapezoidal drive)としたが、印加電力形態が重なるサイン波駆動でも起動時にはこの発明を適用できる。

【0024】

以下、制御部４０による処理を図４と図５に示すフローチャートに沿って順番に説明する。
また、このフローチャートに沿った説明の中で、図６〜図９を用いた例示により、具体的な処理の内容を説明する。
尚、本実施例の説明上の表記に対して、各図面上で対応する表記は、図示による全体像を捉え易くするために一部を簡略化して表記している。具体的には、例えば、本実施例の説明中の「現駆動ステート」を図中では「現ステート」、同説明中の「起動駆動ステート」を図中では「起動ステート」と表記するなどしている。

【0025】

先ず、制御部４０は、ロータの静止状態において、駆動ステート１における各通電相のコイルに、ロータが連続回転する電力よりも小さい検査電力Ｐ１を所定の時間幅ｔ１だけ加える（ステップ１）。
前記静止状態は、三相コイル１１に電圧を印加しないで、ロータが静止している状態である。
前記検査電力Ｐ１は、ロータが起動回転しない程度に印加される電力である。より具体的に説明すれば、この検査電力Ｐ１は、図６に示すように、所定の時間幅ｔ１を有する矩形波状の電圧である。時間幅ｔ１は、実験又は計算等により予め求められた値に固定されている。また、検査電力Ｐ１の電圧波形上において時間幅ｔ１に直交する方向の電圧レベル（矩形波の高さ）も、実験又は計算等により予め求められた値に固定されている。

【0026】

次に、制御部４０は、前記ステップ１で出力した検査電力Ｐ１をオフにするとともにオンオフ回路２０を開放状態し、その直後に、逆起電力検出回路３０を介して各通電相の逆起電力Ｐ２を検出し、この検出された逆起電力Ｐ２を図示しない記憶装置に記憶する（ステップ２）。
逆起電力Ｐ２は、検査電力Ｐ１をオフにした直後の電磁誘導により生じる電力である。なお、本明細書の図面中においては、この逆起電力Ｐ２を逆起電圧と表現する場合もある。

【0027】

制御部４０は、逆起電力検出回路３０及び制御部４０内の比較回路により、図７に示すように、各通電相の電圧の正負が反転した時点から、該電圧レベルが予め設定されたＶｔｈ（Threshold電圧）を超えた時点までの時間幅ｔ２を計測し、この時間幅ｔ２を、逆起電力Ｐ２の大きさとして扱うようにしている。

【0028】

次に、制御部４０は、駆動ステート２〜６の各々について、駆動ステート１と同様にして、検査電力Ｐ１の印加と、逆起電力Ｐ２の検出及び記憶とを行う（ステップ３〜１２）
なお、図６等に示されるように、同駆動ステート中の二つの通電相の検査電力Ｐ１及び逆起電力Ｐ２の電圧波形は、正負を反転した略同形状の波形となる。

【0029】

そして、制御部４０は、駆動ステート毎に対応するように記憶した１サイクル分の複数の逆起電力Ｐ２の中から、最小となる逆起電力Ｐ２を選定し、この最小の逆起電力Ｐ２に対応する駆動ステートを起動駆動ステートとする（ステップ１３）。
例えば、図６に示す一例によれば、一番左端の逆起電力Ｐ２が１サイクル中の最小の逆起電力となっており、この逆起電力Ｐ２に対応する駆動ステート１が起動駆動ステートに設定される。

【0030】

次に、制御部４０は、決定した起動駆動ステートについて、各通電相に駆動電力Ｐ３を所定の時間幅ｔ３だけ加えて、ロータの一方向への回転を開始する（ステップ１４）。例えば、図８に示す一例によれば、起動駆動ステートである駆動ステート１について、通電相であるｕ相とｖ相に駆動電力Ｐ３が印加され、ロータの一方向への回転が開始している。
なお、駆動電力Ｐ３は、少なくとも検査電力Ｐ１よりも時間幅の大きい矩形波状の電圧である。この矩形波の時間幅ｔ３及び該幅に直交する電圧レベル（矩形波の高さ）は、ロータを連続回転させることが可能な程度になるように、実験又は計算等により予め設定されている。

【0031】

上記、検査電力Ｐ１、逆起電力Ｐ２、駆動電力Ｐ３及び時間幅ｔ１、ｔ２、ｔ３は、このあとの説明で例示する図８、図９でも同じ意味で示している。

【0032】

起動駆動ステートでロータを始動した後、制御部４０は、現駆動ステート（最初は起動駆動ステートと同じ駆動ステート）について、各通電相のコイルに上述した検査電力Ｐ１を所定の時間幅ｔ１だけ加えて（ステップ２１）、この通電相の逆起電力Ｐ２を測定し記憶する（ステップ２２）。
例えば、図８に示す一例によれば、現駆動ステートである起動駆動ステート（ステート１）について、通電相であるｕ相とｖ相に検査電力Ｐ１が所定の時間幅ｔ１だけ加えられ、この通電相の逆起電力Ｐ２が測定され記憶される。

【0033】

さらに、制御部４０は、現駆動ステートに対する回転方向順の次の駆動ステートについて、各通電相のコイルに検査電力Ｐ１を所定の時間幅ｔ１だけ加えて（ステップ２３）、この通電相の逆起電力Ｐ２を記憶する（ステップ２４）。
例えば、図８に示す一例によれば、次の駆動ステート（駆動ステート２）について、通電相であるｕ相とｗ相に検査電力Ｐ１が所定の時間幅ｔ１だけ加えられ、この通電相の逆起電力Ｐ２が測定され記憶される。

【0034】

次に、制御部４０は、前記ステップ２２及び２４で記憶した二つの駆動ステートの逆起電力Ｐ２について大小関係を比較する（ステップ２５）。この比較は、具体的には、一方の逆起電力Ｐ２の時間幅ｔ２と、他方の逆起電力Ｐ２の時間幅ｔ２との比較により行う。

【0035】

次に、制御部４０は、比較の結果、何れか小さい方になった逆起電力Ｐ２に対応する駆動ステートを回転駆動ステートとし、この回転駆動ステートにて各通電相のコイルに駆動電力Ｐ３を所定の時間幅ｔ３だけ加える（ステップ２６）。そして、このステップ２６により、ロータは前記一方向へ回転を継続する。
ここで、「回転駆動ステート」とは、通電相に駆動電力Ｐ３を加える際の対象となる駆動ステートを意味する。

【0036】

例えば、図８に示す一例によれば、駆動ステート１と駆動ステート２について逆起電力Ｐ２の大小関係が比較され、小さい方の逆起電力Ｐ２に対応する駆動ステート１が回転駆動ステートとされ、この回転駆動ステートにて通電相となるｕ相とｖ相のコイルに、駆動電力Ｐ３が所定の時間幅ｔ３だけ加えられている。

【0037】

次のステップ２７では、ロータの回転数が予め設定された規定値以上になったか否かを判断し、規定値以上になっていれば処理をステップ２８へ進め、そうでなければ処理をステップ２１へ戻す。
このステップ２７の判断は、現駆動ステートの逆起電力Ｐ２に応じた判断とすることが可能である。すなわち、ロータの回転数が上昇すると、検査電力Ｐ１を印加した際の逆起電力Ｐ２も上昇するため、例えば、逆起電力Ｐ２が所定の閾値を超えたことを条件に、処理をステップ２８へ進めればよい。

【0038】

したがって、ロータの回転数がある程度上昇するまでは、上記ステップ２１〜２６の処理が繰り返されることになる。

【0039】

図８及び図９に示す一例では、駆動ステート１を回転駆動ステートとする初期段階の駆動を繰り返した後（図８参照）、駆動ステート１と駆動ステート２の大小関係が入れ替わって駆動ステート２を回転駆動ステートとした駆動に切り替わっている（図９参照）。この後は、同様にして、前後の駆動ステートの大小関係の比較する比較ステップと、何れか小さい方の駆動ステートを回転駆動ステートして駆動電力Ｐ３を印加する駆動ステップとの二つのステップが繰り返されて、回転駆動ステートが徐々に回転方向順の後の駆動ステートに移行してゆく。そして、このような回転駆動ステートの移行により、ロータの回転運動が前後の駆動ステート間において滑らかに行われる。

【0040】

また、ロータの回転数が上昇して、ステップ２８へ処理が進んだ場合、このステップ２８では、センサレスモータの通常運転を行う。この通常運転は、センサレスモータについてのゼロクロス制御やＢＥＭＦ（back electromotive force）電圧検知による周知の制御方法による運転等とすればよい。

【0041】

よって、モータ制御装置Ａを用いた上記駆動方法によれば、ロータが静止状態から起動回転する際に、センサレス・ブラシレスモータ１０の起動電流を低減することができる。

【0042】

すなわち、通常、起動電流の大きさはロータの磁極とコイルとの位置関係等により変化する。上記駆動方法により決定した起動駆動ステートでは、ロータが、他の駆動ステートの場合よりも起動し易い位置にあり、検査電力Ｐ１を加えた際に、外部からの回転力でわずかな検査電力Ｐ１でも回転してしまう場合や外部からの回転力で軸が勝手に回転している場合もある。

【0043】

したがって、再度、起動駆動ステート検出ソフトウエアルーチンを使い、起動駆動ステートを再確認し、起動駆動ステートが変動せず、複数回、安定して連続に検出できる場合までを起動駆動ステート検出ソフトウエアルーチンとする。

【0044】

このようにすれば、軸回転数に対して、ＣＰＵは十分に高速に起動駆動ステート検出ソフトウエアルーチンは起動駆動ステートをサンプル検出できるため、正常に起動する。このため、起動駆動ステートからロータを起動すれば、他の駆動ステートから起動する場合に比べて、常に起動電流が小さくなる。

【0045】

そして、ロータを起動した後には、上記ステップ２１〜２７により、ロータの回転運動の加速が滑らかに行われる。
よって、本実施例のモータ制御装置Ａ及び駆動方法によれば、簡素な構造により起動時のモータ効率を向上すことができる上、起動中もロータを滑らかに回転させることができる。

【0046】

特に、本実施例のモータ制御装置Ａをラジコン模型や産業機器等の位置制御用サーボモータとして構成し、任意の位置や回転角度での発停を繰り返す場合等に、上記作用効果を効果的に発揮することができる。

【0047】

なお、上記ステップ１〜１３において、複数の逆起電力Ｐ２の差が小さくて比較の精度が低下する場合等には、逆起電力を増加するために、検査電力Ｐ１の時間幅ｔ１を大きくするなど、センサレス・ブラシレスモータ１０のＬ分（インダクタンス）などに応じて、パラメータを適宜に変更して、これらのステップをやり直すようにしてもよい。

【0048】

また、上記ステップ２１〜２５において、ロータが戻されるような力が作用してコギングが比較的大きい場合等には、ステップ２２とステップ２３との間に、駆動電力Ｐ３によるＰＷＭ駆動を行うステップを加えるようにしてもよい。
このようにした場合、ロータ及びコイルの構造等によりコギングが比較的大きい場合に、現駆動ステートから次の駆動ステートに切り替わる際、ロータ回転を戻すコギングがあっても起動できる。

【0049】

図１０は、図４に示したステップ１〜１４及び図５に示したステップ２１〜２８の起動駆動ステートから通常運転に移行するまでの一連の流れを、より分かり易く示すために、主要ルーチンごとにまとめたフローチャートである。本実施例でのモータの制御フローのまとめとして、この図１０を用いて、以下に説明する。

【0050】

まず、起動駆動ステート検出ルーチンにおいて、６駆動ステートの逆起電力を比較して、起動駆動ステートを検出する。（図４のステップ１〜１３が対応）

【0051】

次に、ステートドライブタイマールーチンにおいて、起動駆動ステートで設定駆動電圧を印加する。このとき、基本的に、モータの起動時には回転速度がゼロであることから大きな電流がコイル流れ込むことを防ぐために、ＰＷＭドライブすることなどで、予め設定した値に起動電流を制限する。（図４のステップ１４が対応）

【0052】

次に、現ステート逆起電力計測ルーチンにおいて、現駆動ステートの逆起電力を計測し、記憶する。（図５のステップ２１、２２が対応）

【0053】

次に、次ステート逆起電力計測ルーチンにおいて、現駆動ステートの次の駆動ステートの逆起電力を計測し、記憶する。（図５のステップ２３、２４が対応）

【0054】

次に、逆起電力比較ルーチンにおいて、先に記憶した現駆動ステートの逆起電力と次駆動ステートの逆起電力とを比較する。（図５のステップ２５が対応）

【0055】

逆起電力比較ルーチンでの比較の結果、現駆動ステートの逆起電力の方が、次駆動ステートの逆起電力よりも小さい場合には、ステートドライブタイマールーチンに戻り、起動駆動ステートで駆動電圧を印加する。（図５のステップ２６が対応）

【0056】

逆起電力比較ルーチンでの比較の結果、次駆動ステートの逆起電力の方が、次駆動ステートの逆起電力よりも小さい場合には、駆動ステート書き換えルーチンにおいて、次駆動ステートを現駆動ステートに書き換える。（図５のステップ２６が対応）

【0057】

次駆動ステートを現駆動ステートに書き換えたあと、回転数確認ルーチンにおいて、回転数が規定値に達しているかを確認する。回転数の規定値は、ＢＥＭＦ誘起電圧によるゼロクロス点を検出したりして、脱調を起こすことなく、安定して運転可能な回転速度に達したところにより定められる。（図５のステップ２７が対応）

【0058】

回転数確認ルーチンでの確認の結果、回転数が規定値に達していないと判断した場合には、ステートドライブタイマールーチンに戻り、再度、起動駆動ステートを検出して起動駆動する。（図５のステップ２６が対応）

【0059】

回転数確認ルーチンでの確認の結果、回転数が規定値に達していると判断した場合には、一般的なセンサレスタイプのセンサレス・ブラシレスモータの通常運転であるドライブモードに移行する。（図５のステップ２８が対応）

【0060】

ここまで説明したように、本実施例では、モータコイルへの逆起電圧がない回転速度ゼロからのセンサレス・ブラシレスモータの起動方法を示している。一般に、センサレスタイプのブラシレスモータを初速度ゼロから同期運転するには、強制転流モードで駆動させて、ロータの位置が検出可能になってから通常のセンサレス制御による同期運転を行う。本実施例による方法では、これまでの起動制御方法とは異なり、この方法は完全に起動から同期するため、素早くスムースに低電力で起動できる。

【0061】

尚、上記実施例では、ロータを一回転以上回転させるようにしたセンサレス・ブラシレスモータについて上記制御方法を適用したが、他例としては、ロータを３６０以内の所定角度内で発停されるブラシレスモータ（例えば特許文献１参照）について上記制御方法を適用することも可能である。

【符号の説明】

【0062】

１０：センサレス・ブラシレスモータ
１１：三相コイル
１１ｕ：ｕ相のコイル
１１ｖ：ｖ相のコイル
１１ｗ：ｗ相のコイル
２０：オンオフ回路
３０：逆起電力検出回路
４０：制御部
Ａ：モータ制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】