特許 7537857 モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/17 20160101AFI20240814BHJP

   H02P 1/46 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H02P6/17

H02P1/46

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018189017

(22)【出願日】2018-10-04

(65)【公開番号】P2020058200

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2021-08-04

【審判番号】

【審判請求日】2023-04-12

(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】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】北野 高通

(72)【発明者】

【氏名】加藤 博之

【合議体】

【審判長】林 毅

【審判官】脇岡 剛

【審判官】山崎 慎一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１５１８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１４０９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０８８９９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータ駆動部に対して所定のＤｕｔｙ比の駆動制御信号を出力するモータ制御部と、
前記モータの回転位置を検出する回転位置検出部と、
前記回転位置に基づいて前記モータが拘束状態であるか否かを判定する拘束判定部と、を備え、
前記拘束判定部は、
前記モータの起動後における第１期間、及び回転速度が上昇した後の第２期間において、継続して前記拘束状態を判定し、
前記モータ制御部は、
前記第１期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させるために前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を上昇させ、
前記第１期間に前記モータが拘束状態でないと判定された場合において、回転速度が上昇した前記第２期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに関わらず前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を連続的に上昇させ、
前記第１期間に前記モータが拘束状態であると判定された場合、前記駆動制御信号の出力を停止し、
前記第２期間において、前記モータが拘束状態であると判定された場合、前記駆動制御信号の出力を停止する、
モータ駆動制御装置。

【請求項2】

前記モータ制御部は、
前記第１期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに応じて段階的に前記回転速度を上昇させるために前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を上昇させ、回転速度が上昇した後の前記第２期間にあっては外部から入力される速度指令に基づく目標速度まで前記回転速度を連続的に上昇させるために、前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を上昇させる、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項3】

前記拘束判定部は、
前記第１期間において、前記回転位置が所定の第３期間で検出されない場合、前記拘束状態であると判定する、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項4】

モータを駆動するモータ駆動工程と、
前記モータ駆動工程を実行するモータ駆動部に対して所定のＤｕｔｙ比の駆動制御信号を出力するモータ制御工程と、
前記モータの回転位置を検出する回転位置検出工程と、
前記回転位置に基づいて前記モータが拘束状態であるか否かを判定する拘束判定工程と、を含み、
前記拘束判定工程は、
前記モータの起動後における第１期間、及び回転速度が上昇した後の第２期間において、継続して前記拘束状態を判定し、
前記モータ制御工程は、
前記第１期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させるために前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を上昇させ、前記第１期間に前記モータが拘束状態でないと判定された場合において、回転速度が上昇した前記第２期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに関わらず前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を連続的に上昇させ、
前記第１期間に前記モータが拘束状態であると判定された場合、前記駆動制御信号の出力を停止し、
前記第２期間において、前記モータが拘束状態であると判定された場合、前記駆動制御信号の出力を停止する、モータ駆動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、対象となるシステムの発熱を抑えるファンに搭載されるモータと、かかるモータの駆動を制御するモータ駆動制御装置とが知られている。また、モータ駆動制御装置では、モータを起動してからモータの回転が検出された場合に、モータパワーを大きくし、一方で、モータの回転状態が一定時間以上固定された状態の場合、モータが拘束状態であると判定し、モータを停止させることで発熱を抑えるものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１２５１５４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、従来の技術では、例えば、羽根が重たい場合や、モータの起動トルクが大きい場合、起動時の回転速度の上昇が遅くなるため、起動から通常動作までのスタートアップの期間を早めることが難しい。この点に関し、仮に、モータの起動直後から回転の検出に関わらず急激に回転速度を上昇させると、拘束状態時においてもモータに対して速度上昇の指示を続けるため、モータの発熱が大きくなってしまう。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータの発熱を抑えつつ、スタートアップを急速に行うことができるモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るモータ駆動制御装置は、モータ駆動部と、モータ制御部と、回転位置検出部と、拘束判定部とを備える。前記モータ駆動部は、モータを駆動する。前記モータ制御部は、前記モータ駆動部に対して所定のＤｕｔｙ比の駆動制御信号を出力する。前記回転位置検出部は、前記モータの回転位置を検出する。前記拘束判定部は、前記回転位置に基づいて前記モータが拘束状態であるか否かを判定する。前記拘束判定部は、前記モータの起動後における第１期間、及び回転速度が上昇した後の第２期間において、継続して前記拘束状態を判定する。また、前記モータ制御部は、前記第１期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させるために前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を上昇させ、前記第１期間に前記モータが拘束状態でないと判定された場合において、回転速度が上昇した前記第２期間にあっては前記回転位置の検出タイミングに関わらず前記駆動制御信号のＤｕｔｙ比を連続的に上昇させる。また、前記モータ制御部は、前記第１期間に前記モータが拘束状態であると判定された場合、前記駆動制御信号の出力を停止し、前記第２期間において、前記モータが拘束状態であると判定された場合、前記駆動制御信号の出力を停止する。

【0007】

本発明の一態様によれば、モータの発熱を抑えつつ、スタートアップを急速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係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】図２は、監視部の構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、モータを通常起動させる場合の動作例を示すタイミングチャートである。

【図4】図４は、スタートアップ準備期間においてモータが拘束状態となった場合の動作例を示すタイミングチャートである。

【図5】図５は、スタートアップ処理期間においてモータが拘束状態となった場合の動作例を示すタイミングチャートである。

【図6】図６は、モータ駆動制御装置が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、モータ駆動制御装置が実行する処理の処理手順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】

以下、実施形態に係るモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0010】

（実施形態）
図１は、実施形態に係るモータ駆動制御装置１の回路構成を示すブロック図である。実施形態に係るモータ駆動制御装置１は、モータ駆動制御方法を実行する。具体的には、実施形態に係るモータ駆動制御方法では、モータ駆動制御装置１は、モータ２０の起動後におけるスタートアップ準備期間（第１期間に相当）にあってはモータ２０の回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させる駆動制御信号を出力する。また、モータ駆動制御装置１は、スタートアップ準備期間にモータ２０が拘束状態でないと判定された場合、スタートアップ準備期間後のスタートアップ処理期間（第２期間に相当）にあっては回転位置の検出タイミングに関わらず回転速度を連続的に上昇させる駆動制御信号を出力する。詳細は後述するが、モータ駆動制御装置１が実行するモータ駆動制御方法は、モータ２０を駆動するモータ駆動工程と、モータ駆動工程を実行するモータ駆動部２に対して駆動制御信号を出力するモータ制御工程と、モータ２０の回転位置を検出する回転位置検出工程と、回転位置に基づいてモータ２０が拘束状態であるか否かを判定する拘束判定工程と、を含み、モータ制御工程は、モータ２０の起動後におけるスタートアップ準備期間（第１期間に相当）にあっては回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させ、スタートアップ準備期間にモータ２０が拘束状態でないと判定された場合、スタートアップ準備期間後のスタートアップ処理期間（第２期間に相当）にあっては回転速度を連続的に上昇させる駆動制御信号を出力する。

【0011】

つまり、実施形態に係るモータ駆動制御方法では、スタートアップ準備期間では、モータ２０の回転に合わせて徐々に回転速度を上昇させながら、拘束状態の有無を判定するため、過剰な電流増加（回転速度の上昇）が抑えられ、モータ２０の発熱が抑制される。また、スタートアップ処理期間では、拘束状態でない場合に、モータ２０の回転に関わらず回転速度を連続的に上昇させるため、スタートアップを早めることができる。すなわち、実施形態に係るモータ駆動制御方法によれば、モータ２０の発熱を抑えつつ、スタートアップを急速に行うことができる。

【0012】

以下、上記したモータ駆動制御方法を実行するモータ駆動制御装置１について詳細に説明する。

【0013】

図１に示すように、モータ駆動制御装置１は、モータ２０を駆動するモータ駆動部２と、駆動制御部３と、回転位置検出部４とを備える。なお、モータ駆動制御装置１は、モータ駆動部２、駆動制御部３および回転位置検出部４の全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）であってもよく、モータ駆動部２、駆動制御部３および回転位置検出部４一部が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。

【0014】

モータ２０は、例えば３相のブラシレスモータであり、例えばファンなどの図示しない回転体を回転させるファンモータである。回転位置検出部４は、モータ２０のロータの回転位置を検出して、ロータの回転位置信号を出力する（回転位置検出工程）。モータ駆動部２は、回転位置検出部４から出力されるロータの回転位置信号に基づいて、モータ２０の電機子のコイル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。なお、モータ２０の相数は、３相に限定されるものでなく、また、ブラシレスモータに限らず、ブラシ付きモータであってもよい。

【0015】

モータ駆動部２は、後述の駆動制御部３から出力される駆動制御信号に基づき生成した駆動信号をモータ２０へ出力することで、モータ２０を駆動する（モータ駆動工程）。具体的には、モータ駆動部２は、インバータ回路２１と、プリドライブ回路２２とを備える。

【0016】

インバータ回路２１は、後述のプリドライブ回路２２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が備える電機子のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに通電する。インバータ回路２１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（スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２の対、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４の対、およびスイッチ素子Ｑ５、Ｑ６の対）が、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗ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が出力端となり、その出力端に、モータ２０の各相のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗにつながる端子が接続されている。具体的には、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２同士の接続点が、Ｕ相のコイルＬｕの端子につながる出力端である。また、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４同士の接続点が、Ｖ相のコイルＬｖの端子につながる出力端である。また、スイッチ素子Ｑ５、Ｑ６同士の接続点が、Ｗ相のコイルＬｗの端子につながる出力端である。また、対のうち、一方のスイッチ素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６は、他方のスイッチ素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５の接続端とは反対側の端部が抵抗Ｒ１を介して接地される。

【0017】

プリドライブ回路２２は、駆動制御部３から出力される駆動制御信号に基づいて、インバータ回路２１を駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路２１に出力する。生成される出力信号としては、例えば、インバータ回路２１のスイッチ素子Ｑ１～Ｑ６のそれぞれに対応するＶｕｕ、Ｖｕｌ、Ｖｖｕ、Ｖｖｌ、ＶｗｕおよびＶｗｌである。具体的には、スイッチ素子Ｑ１には出力信号Ｖｕｕが出力され、スイッチ素子Ｑ２には出力信号Ｖｕｌが出力される。また、スイッチ素子Ｑ３には出力信号Ｖｖｕが出力され、スイッチ素子Ｑ４には出力信号Ｖｖｌが出力される。また、スイッチ素子Ｑ５には出力信号Ｖｗｕが出力され、スイッチ素子Ｑ６には出力信号Ｖｗｌが出力される。これらの出力信号に基づき、それぞれの出力信号に対応するスイッチ素子Ｑ１～Ｑ６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の各相のコイルに電力が供給される。モータ２０の回転を停止させるときには、スイッチ素子Ｑ１～Ｑ６はいずれもオフにされる。

【0018】

また、プリドライブ回路２２は、駆動制御部３に対してモータ回転数信号を出力する。モータ回転数信号は、回転位置検出部４から、プリドライブ回路２２を経由して駆動制御部３に入力される。モータ回転数信号は、例えば、モータ２０のロータの回転位置に対応するＦＧ信号である。すなわち、モータ回転数信号は、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。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回転位置検出部４として構成し、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２０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。

【0019】

駆動制御部３は、モータ制御部３１と、監視部３２と、拘束判定部３３と、スタートアップ判定部３４とを備える。駆動制御部３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。また、駆動制御部３は、モータ制御部３１、監視部３２、拘束判定部３３およびスタートアップ判定部３４での各種処理を制御する様々な設定値があらかじめ記憶された図示しない記憶部を有する。かかる記憶部は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの不揮発性メモリで構成される。また、駆動制御部３には、例えば、直流電源Ｖｃｃを抵抗Ｒ２で降圧して駆動電力である電源電圧が供給されている。

【0020】

モータ制御部３１は、外部端子等を経由してユーザから設定される速度指令信号（目標回転速度に応じた周波数のクロック信号）と、モータ回転数信号とに基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号である駆動制御信号を生成し、生成された駆動制御信号をプリドライブ回路２２に出力する（モータ制御工程）。すなわち、モータ制御部３１は、目標回転速度と、モータ２０の実際の回転数（回転速度）との比較でフィードバックをかけながら、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号をプリドライブ回路２２に出力し、モータ２０の回転制御を行う。なお、速度指令信号は、ＰＷＭ信号であってもよく、ＤＣ（直流）信号であってもよい。

【0021】

また、モータ制御部３１は、速度指令信号を受信した場合に、制御状態を停止状態からスタートアップ準備期間の状態へ遷移する。具体的には、モータ制御部３１は、スタートアップ準備期間へ遷移した場合、モータ２０の回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させる駆動制御信号を出力する。

【0022】

また、モータ制御部３１は、後述のスタートアップ判定部３４からスタートアップ処理期間への移行を示す判定結果を受信した場合、制御状態をスタートアップ準備期間の状態からスタートアップ処理期間の状態へ遷移する。具体的には、モータ制御部３１は、スタートアップ処理期間へ遷移した場合、モータ２０の回転速度を回転位置の検出タイミングに関わらず連続的に上昇させる駆動制御信号を出力する。

【0023】

また、モータ制御部３１は、スタートアップ準備期間およびスタートアップ処理期間のいずれの状態であった場合でも、後述の拘束判定部３３からモータ２０が拘束状態である旨の通知を受け付けた場合、駆動制御信号の出力を停止する。つまり、モータ制御部３１は、モータ２０を停止させる。

【0024】

監視部３２は、プリドライブ回路２２からモータ回転数信号を受信して、モータ２０の回転状態を監視する。具体的には、監視部３２は、電源電圧が供給された状態で、外部端子等を経由して速度指令信号を受信した場合に、モータ２０の回転状態を監視する。

【0025】

なお、図１において速度指令信号は外部からモータ制御部３１および監視部３２それぞれに入力されているが、これに限定されず、駆動制御部３の内部に入力された後に、モータ制御部３１および監視部３２それぞれに入力されてもよく、あるいは、モータ制御部３１および監視部３２のいずれか一方が速度指令信号を受信して、他方へ出力してもよい。

【0026】

ここで、図２を用いて、監視部３２の構成について具体的に説明する。図２は、監視部３２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、監視部３２は、起動判定部３２１と、拘束検知タイマー３２２と、スタートアップ準備タイマー３２３とを備える。

【0027】

起動判定部３２１は、電源電圧および速度指令信号が入力された場合に、モータ２０の起動があったと判定し、拘束検知タイマー３２２およびスタートアップ準備タイマー３２３をスタートさせる。

【0028】

拘束検知タイマー３２２は、モータ２０の拘束状態を検知するためのタイマーである。拘束検知タイマー３２２は、起動判定部３２１の起動判定によりタイマーをスタートさせる。また、拘束検知タイマー３２２は、起動判定によるスタート後において、モータ回転数信号が入力された場合、タイマーをリセットするとともに、タイマーを再スタートする。

【0029】

そして、拘束検知タイマー３２２は、モータ回転数信号が所定の拘束検知期間（第３期間に相当）以上入力されなかった場合、かかる旨を拘束判定部３３に通知する。換言すれば、拘束検知タイマー３２２は、モータ回転数信号の未入力の状態が継続し、拘束検知期間の満了を迎えた場合に、満了した旨を拘束判定部３３に通知する。

【0030】

スタートアップ準備タイマー３２３は、スタートアップ準備期間のタイマーである。具体的には、スタートアップ準備タイマー３２３は、起動判定によりタイマーをスタートさせ、タイマーが予め設定された時間に到達した場合に、タイマーを終了するとともに、終了した旨をスタートアップ判定部３４へ通知する。つまり、スタートアップ準備タイマー３２３のスタートは、スタートアップ準備期間の開始タイミングに対応し、スタートアップ準備タイマー３２３のエンドは、スタートアップ準備期間の終了タイミング、換言すれば、スタートアップ処理期間の開始タイミングに対応する。

【0031】

図１に戻って、拘束判定部３３について説明する。拘束判定部３３は、モータ２０の回転位置に基づいてモータ２０が拘束状態であるか否かを判定する（拘束判定工程）。具体的には、拘束判定部３３は、プリドライブ回路２２から出力されるモータ回転数信号により制御される拘束検知タイマー３２２から通知を受け付けた場合に、モータ２０が拘束状態であると判定する。つまり、拘束判定部３３は、モータ２０の回転位置が拘束検知期間以上検出されない場合、モータ２０が拘束状態であると判定する。

【0032】

そして、拘束判定部３３は、モータ２０が拘束状態であると判定した場合、モータ制御部３１へ通知する。

【0033】

なお、モータ２０の拘束状態は、モータ２０が完全に固定され、回転が止まった状態（完全拘束状態）以外にも、例えばモータ２０がゆっくりとした回転（回転速度が所定値以下）または回転速度が安定しない不安定な回転等の状態（不完全拘束状態）を含んでもよい。つまり、監視部３２は、回転速度が所定値以下である場合、拘束検知タイマー３２２をリセットしないようにする。

【0034】

スタートアップ判定部３４は、スタートアップ準備期間からスタートアップ処理期間へ移行するか否かを判定する。具体的には、スタートアップ判定部３４は、スタートアップ準備タイマー３２３からタイマーの終了の通知を受け付けた場合、スタートアップ処理期間へ移行すると判定する。

【0035】

スタートアップ判定部３４は、スタートアップ処理期間へ移行すると判定した場合、判定結果をモータ制御部３１へ通知する。

【0036】

次に、図３～図５を用いて、モータ駆動制御装置１の動作例について具体的に説明する。図３は、モータ２０を通常起動させる場合の動作例を示すタイミングチャートである。図４は、スタートアップ準備期間においてモータ２０が拘束状態となった場合の動作例を示すタイミングチャートである。図５は、スタートアップ処理期間においてモータ２０が拘束状態となった場合の動作例を示すタイミングチャートである。

【0037】

まず、図３を用いて、モータ２０を通常起動させる場合の動作例について説明する。なお、図３～図５それぞれには、モータ状態（制御状態）、スタートアップ準備タイマー３２３、拘束検知タイマー３２２、速度指令信号、目標Ｄｕｔｙ（目標回転速度）、駆動制御信号Ｄｕｔｙおよびモータ回転数信号の項目を含むタイミングチャートを示す。

【0038】

図３に示すように、まず、時刻ｔ１において、モータ制御部３１は、速度指令信号を受信した場合、起動処理を行い、モータ状態を停止からスタートアップ準備期間へ遷移する。そして、モータ制御部３１は、スタートアップ準備期間へ遷移するとともに、所定のＤｕｔｙ比の駆動制御信号を出力する。また、監視部３２は、速度指令信号を受信した場合、スタートアップ準備タイマー３２３および拘束検知タイマー３２２をスタートする。

【0039】

そして、時刻ｔ１ａにおいて、監視部３２は、モータ２０の回転に伴いプリドライブ回路２２から２回目のモータ回転数信号を受信した場合、拘束検知タイマー３２２をリセットするとともに、再スタートする。なお、図３では、１回目のモータ回転数信号を受信した場合については、拘束検知タイマー３２２のリセットしない場合を示したが、リセットしてもよい。また、時刻ｔ１ａにおいて、モータ制御部３１は、モータ回転数信号を受信した場合、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を１段上昇させる。つまり、モータ制御部３１は、スタートアップ準備期間にあってはモータ２０の回転位置の検出タイミングに応じて段階的に回転速度を上昇させる。そして、時刻ｔ１ａから時刻ｔ２の期間において、モータ制御部３１は、モータ回転数信号を１回受信する毎に、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を１段上昇させる処理を繰り返し行う。

【0040】

そして、時刻ｔ２において、監視部３２は、スタートアップ準備タイマー３２３が予め設定された時間に到達した場合（満了した場合）、スタートアップ判定部３４へ通知し、スタートアップ判定部３４は、その通知をもとに、スタートアップ処理期間へ移行すると判定する。そして、モータ制御部３１は、スタートアップ判定部３４から判定結果を受け付けた場合、モータ状態をスタートアップ準備期間からスタートアップ処理期間へ遷移する。

【0041】

そして、モータ制御部３１は、スタートアップ処理期間中においては、駆動制御信号のＤｕｔｙ比をモータ回転数信号に関わらず目標Ｄｕｔｙまで連続的に上昇させる。つまり、モータ制御部３１は、スタートアップ処理期間にあってはモータ２０の回転速度を連続的に上昇させる駆動制御信号を出力する。なお、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を連続的に上昇させる目標値は、目標Ｄｕｔｙに限定されず、例えば、目標回転数であってもよい。

【0042】

なお、監視部３２は、スタートアップ準備期間からスタートアップ処理期間へ遷移した場合において、拘束検知タイマー３２２を継続して動作させるとともに、モータ回転数信号が入力される毎にリセットおよび再スタートを行う。つまり、拘束判定部３３は、スタートアップ準備期間およびスタートアップ処理期間において、継続して拘束状態を判定する。

【0043】

そして、時刻ｔ３において、モータ制御部３１は、駆動制御信号のＤｕｔｙ比が目標Ｄｕｔｙに到達した場合、スタートアップ処理期間を終了し、通常動作へ遷移することで、スタートアップの処理を終了する。

【0044】

次に、図４を用いて、スタートアップ準備期間においてモータ２０が拘束状態となった場合の動作例について説明する。

【0045】

図４に示すように、まず、時刻ｔ１において、モータ制御部３１は、速度指令信号を受信した場合、起動処理を行い、モータ状態を停止からスタートアップ準備期間へ遷移する。そして、モータ制御部３１は、スタートアップ準備期間へ遷移するとともに、所定のＤｕｔｙ比の駆動制御信号を出力する。また、監視部３２は、速度指令信号を受信した場合、スタートアップ準備タイマー３２３および拘束検知タイマー３２２をスタートする。

【0046】

ここで、モータ２０は、拘束状態であるため、駆動制御信号が出力されても、プリドライブ回路２２からモータ回転数信号が入力されない。そして、スタートアップ準備期間の満了時刻ｔ２になる前の時刻ｔ１ｂにおいて、拘束判定部３３は、拘束検知タイマー３２２が満了した旨を監視部３２から受け付けた場合、モータ２０が拘束状態であると判定する。そして、時刻ｔ１ｂにおいて、モータ制御部３１は、拘束判定部３３によってモータ２０が拘束状態であると判定された場合に拘束判定部３３から通知される判定結果に基づいて、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を０％にする、すなわち、駆動制御信号の出力を停止する。

【0047】

これにより、スタートアップ処理期間に入る前にモータ２０を停止できるため、モータ２０の発熱を抑えることができる。

【0048】

次に、図５を用いて、スタートアップ処理備期間においてモータ２０が拘束状態となった場合の動作例について説明する。

【0049】

図５に示すように、まず、時刻ｔ１において、モータ制御部３１は、速度指令信号を受信した場合、起動処理を行い、モータ状態を停止からスタートアップ準備期間へ遷移する。そして、モータ制御部３１は、スタートアップ準備期間へ遷移するとともに、所定のＤｕｔｙ比の駆動制御信号を出力する。また、監視部３２は、速度指令信号を受信した場合、スタートアップ準備タイマー３２３および拘束検知タイマー３２２をスタートする。

【0050】

そして、時刻ｔ１ａにおいて、監視部３２は、モータ２０の回転に伴いプリドライブ回路２２から２回目のモータ回転数信号を受信した場合、拘束検知タイマー３２２をリセットするとともに、再スタートする。また、時刻ｔ１ａにおいて、モータ制御部３１は、モータ回転数信号を受信した場合、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を１段上昇させる。

【0051】

そして、時刻ｔ２において、すなわち、スタートアップ準備タイマー３２３が満了した場合、監視部３２は、スタートアップ準備タイマー３２３が満了した旨をスタートアップ判定部３４へ通知し、スタートアップ判定部３４は、スタートアップ処理期間へ移行すると判定する。そして、モータ制御部３１は、スタートアップ判定部３４から判定結果を受け付けた場合、モータ状態をスタートアップ準備期間からスタートアップ処理期間へ遷移する。

【0052】

そして、モータ制御部３１は、スタートアップ処理期間中においては、駆動制御信号のＤｕｔｙ比をモータ回転数信号に関わらず目標Ｄｕｔｙまで連続的に上昇させる。つまり、モータ制御部３１は、スタートアップ処理期間にあってはモータ２０の回転速度を連続的に上昇させる駆動制御信号を出力する。

【0053】

ここで、時刻ｔ２以降、すなわち、スタートアップ処理期間において、モータ２０が拘束状態になった場合、監視部３２では、時刻ｔ２以降、モータ回転数信号が受信されなくなる。そして、時刻ｔ２ａにおいて、拘束判定部３３は、拘束検知タイマー３２２が満了した旨を監視部３２から受け付けた場合、モータ２０が拘束状態であると判定する。そして、時刻ｔ２ａにおいて、モータ制御部３１は、拘束判定部３３によってモータ２０が拘束状態であると判定された場合、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を０％にする、すなわち、駆動制御信号の出力を停止する。

【0054】

このように、スタートアップ処理期間において、スタートアップ準備期間から継続して拘束状態を判定し、スタートアップ処理期間の満了時刻ｔ３になる前に拘束状態が発生した場合、モータ２０を停止する。これにより、スタートアップ処理期間において、拘束状態が発生した場合であっても、より早くモータ２０を停止できるため、モータ２０の発熱を抑えることができる。

【0055】

なお、スタートアップ準備期間における駆動制御信号のＤｕｔｙ比の上昇度合（１段毎のＤｕｔｙ比の上昇度合）は、例えば、モータ回転数信号が１回入力される毎に最小変化幅（クロック信号に基づく最小分解能）だけ上昇させることができる。あるいは、モータ回転数信号が複数回入力される毎に最小変化幅だけ上昇させてもよい。

【0056】

また、モータ回転数信号を１回受信する毎に拘束検知タイマー３２２をリセットする場合に限らず、モータ回転数信号を複数回受信する毎に拘束検知タイマー３２２をリセットしてもよい。また、スタートアップ準備期間およびスタートアップ処理期間それぞれで、拘束検知タイマー３２２をリセットするためのモータ回転数信号の受信回数を異ならせてもよい。

【0057】

また、スタートアップ準備期間、すなわち、スタートアップ準備タイマー３２３の時間は、予め設定された固定の時間であってもよく、目標Ｄｕｔｙに応じて動的に変更してもよい。あるいは、スタートアップ準備期間は、モータ２０の仕様に合わせて適宜設定されてもよい。例えば、負荷の大きさ（羽根の重さ）に応じてスタートアップ準備期間における駆動制御信号のＤｕｔｙ比を設定し、かかるＤｕｔｙ比に基づいてスタートアップ準備期間の長さを設定してもよい。

【0058】

また、スタートアップ処理期間についても、予め設定された固定の時間であってもよく、目標Ｄｕｔｙに応じて動的に変更してもよい。あるいは、駆動制御信号のＤｕｔｙ比の上昇傾きを予め設定し、かかる上昇傾きに応じてスタートアップ処理期間の長さを設定してもよい。

【0059】

また、拘束検知タイマー３２２の時間である拘束検知期間（第３期間）は、スタートアップ準備期間以下で設定されることが好ましい。これにより、起動時からモータ２０が拘束状態であった場合、いち早く拘束状態を検出できるため、モータ２０の発熱を抑えることができる。

【0060】

また、拘束検知期間（第３期間）は、スタートアップ準備期間と、スタートアップ処理期間と、通常動作時とで長さを変えてもよい。例えば、拘束検知期間は、スタートアップ準備期間を最長として、スタートアップ処理期間および通常動作時の順に長さを徐々に短くしてもよい。これにより、モータ２０がより高速回転するほど、拘束検知期間を短くできるため、拘束状態となった場合におけるモータ２０の発熱を抑えることができる。

【0061】

次に、図６および図７を用いて、実施形態に係るモータ駆動制御装置１が実行する処理の処理手順について説明する。図６および図７は、モータ駆動制御装置１が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。図６では、スタートアップ準備期間における処理手順を示し、図７では、スタートアップ処理期間における処理手順を示す。

【0062】

図６に示すように、駆動制御部３は、速度指令信号の入力があったか否かを判定し（ステップＳ１０１）、入力がなかった場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、再度ステップＳ１０１を実行する。なお、本図の処理をスタートさせる条件として、駆動制御部３に印加される電源電圧が動作範囲内であることが必要である。

【0063】

また、駆動制御部３は、速度指令信号の入力があった場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、スタートアップ準備タイマー３２３をスタートする（ステップＳ１０２）とともに、拘束検知タイマー３２２をスタートし（ステップＳ１０３）、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を１段階上げる（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４は処理順序が入れ替わってもよい。

【0064】

つづいて、駆動制御部３は、プリドライブ回路２２から出力されるモータ回転数信号を検知したか否かを判定し（ステップＳ１０５）、検知した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、拘束検知タイマー３２２をリセットし、再スタートする（ステップＳ１０６）とともに、駆動制御信号のＤｕｔｙ比を１段階上げる（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０６およびステップＳ１０７は処理順序が入れ替わってもよい。

【0065】

つづいて、駆動制御部３は、スタートアップ準備タイマー３２３が満了したか否かを判定し（ステップＳ１０８）、スタートアップ準備タイマー３２３が満了しなかった場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０５に戻る。また、駆動制御部３は、スタートアップ準備タイマー３２３が満了した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、スタートアップ処理期間へ移行し（ステップＳ１０９）、スタートアップ準備期間の処理を終了する。

【0066】

一方、ステップＳ１０５において、駆動制御部３は、モータ回転数信号を検知しなかった場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、拘束検知タイマー３２２が満了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

【0067】

駆動制御部３は、拘束検知タイマー３２２が満了しなかった場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ステップＳ１０５に戻り、拘束検知タイマー３２２が満了した場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、駆動制御信号の出力を停止、すなわち、モータ２０を停止し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

【0068】

次に、図７を用いて、スタートアップ処理期間における処理手順について説明する。図７に示すように、駆動制御部３は、スタートアップ処理期間において、モータ２０の回転位置の検出タイミングに関わらず駆動制御信号のＤｕｔｙ比を連続的に上げる（ステップＳ２０１）。

【0069】

つづいて、駆動制御部３は、駆動制御信号のＤｕｔｙ比が目標Ｄｕｔｙに到達したか否かを判定し（ステップＳ２０２）、到達した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、モータ状態を通常動作へ移行し（ステップＳ２０３）、スタートアップ処理期間の処理を終了する。

【0070】

一方、駆動制御部３は、駆動制御信号のＤｕｔｙ比が目標Ｄｕｔｙに到達していない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、モータ回転数信号を検知したか否かを判定し（ステップＳ２０４）、検知しなかった場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、拘束検知タイマー３２２が満了したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

【0071】

駆動制御部３は、拘束検知タイマー３２２が満了した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、駆動制御信号の出力を停止、すなわち、モータ２０を停止し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。一方、駆動制御部３は、拘束検知タイマー３２２が満了しなかった場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻る。

【0072】

一方、駆動制御部３は、モータ回転数信号を検知した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、拘束検知タイマー３２２をリセットするとともに、再スタートし（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０１に戻る。

【0073】

上述してきたように、実施形態に係るモータ駆動制御装置１は、モータ２０を駆動するモータ駆動部２と、モータ駆動部２に対して駆動制御信号を出力するモータ制御部３１と、モータ２０の回転位置を検出する回転位置検出部４と、モータ２０の回転位置に基づいてモータ２０が拘束状態であるか否かを判定する拘束判定部３３と、を備え、モータ制御部３１は、モータ２０の起動後におけるスタートアップ準備期間（第１期間に相当）にあっては回転位置の検出タイミングに応じて回転速度を上昇させ、スタートアップ準備期間にモータ２０が拘束状態でないと判定された場合、スタートアップ準備期間後のスタットアップ処理期間（第２期間に相当）にあっては回転位置の検出タイミングに関わらず回転速度を連続的に上昇させる駆動制御信号を出力する。これにより、モータ２０の発熱を抑えつつ、スタートアップを急速に行うことができる。

【0074】

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0075】

１ モータ駆動制御装置、２ モータ駆動部、３ 駆動制御部、４ 回転位置検出部、２０ モータ、２１ インバータ回路、２２ プリドライブ回路、３１ モータ制御部、３２ 監視部、３３ 拘束判定部、３４ スタートアップ判定部、３２１ 起動判定部、３２２ 拘束検知タイマー、３２３ スタートアップ準備タイマー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】