特許 7568199 モータ駆動装置

(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】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】モータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/08 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

H02P27/08

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021562520

(86)(22)【出願日】2020-11-07

(86)【国際出願番号】 JP2020041635

(87)【国際公開番号】W WO2021111808

(87)【国際公開日】2021-06-10

【審査請求日】2023-10-27

(31)【優先権主張番号】P 2019218220

(32)【優先日】2019-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000228730

【氏名又は名称】ニデックアドバンスドモータ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】水上 浩二

(72)【発明者】

【氏名】金子 純也

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－４１９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３４５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１５５１６０（ＷＯ，Ａ１）

(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】

モータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記モータを回転させる回転数を取得する回転数取得部と、
前記回転数取得部で取得した回転数に応じて、前記モータを駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部と、
前記デューティ比設定部で設定したデューティ比のＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力部と、
前記ＰＷＭ信号出力部が出力するＰＷＭ信号に基づき前記モータを駆動するドライバと、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、
を備え、
前記デューティ比設定部は、
前記電流検出部で検出した電流が第１閾値に達したときに、前記デューティ比を、前記モータを駆動開始する際の初期値よりも大きな所定値に設定する第１制御と、
前記電流検出部で検出した電流が前記第１閾値よりも大きな第２閾値に達したときに、前記デューティ比を、前記初期値に設定する第２制御と、を実行し、
前記デューティ比設定部は、前記第１閾値及び前記第２閾値の少なくともひとつを、前記回転数取得部で取得した回転数に応じて変更する、
モータ駆動装置。

【請求項2】

前記デューティ比設定部は、前記電流検出部で検出した電流が第３閾値に達したときに、所定時間の間、前記デューティ比を０パーセントに設定する第３制御をさらに有し、
前記第３閾値は、前記第２閾値よりも大きく、
前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい、
請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項3】

前記デューティ比設定部は、前記第１制御を第１周期で実行し、前記第２制御を前記第１周期よりも短い第２周期で実行する、
請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。

【請求項4】

前記デューティ比設定部は、
前記モータの回転数Ｎ１をＮ２に変更する場合に、
前記第１閾値Ｘ１を、
Ｘ２＝（Ｎ１／Ｎ２）＊Ｘ１（但し、／は除算の演算子であり、＊は乗算の演算子である。）
で表されるＸ２に変更する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

【請求項5】

前記Ｎ１は初期設定時のモータ回転数であり、
前記Ｘ１は初期設定時の前記第１閾値である、
請求項４に記載のモータ駆動装置。

【請求項6】

前記デューティ比設定部は、
前記モータの回転数Ｎ１をＮ２に変更する場合に、
前記第２閾値Ｙ１を、
Ｙ２＝（Ｎ１／Ｎ２）＊Ｙ１（但し、／は除算の演算子であり、＊は乗算の演算子である。）
で表されるＹ２に変更する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

【請求項7】

前記Ｎ１は初期設定時のモータ回転数であり、
前記Ｙ１は初期設定時の前記第２閾値である、
請求項６に記載のモータ駆動装置。

【請求項8】

前記モータを回転させる回転数を設定する回転数設定部を更に備え、
前記回転数取得部は、前記回転数設定部で設定された回転数を取得する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

【請求項9】

前記回転数設定部は、回路基板上のスイッチである、
請求項８に記載のモータ駆動装置。

【請求項10】

前記回転数取得部は、外部から通信によって前記モータを回転させる回転数を取得する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

【請求項11】

前記モータは軸流ファンを回転させるモータである、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータを所望の速度で回転させるための様々な駆動制御が実施されている。モータの駆動制御においては、外乱などの異常の場合であっても、モータに異常電流が流れるのを防ぎ、回路やモータの保護や安定した駆動を行うことが重要である。
例えば、ベクトル制御によるモータの駆動制御において、モータに流れる電流が閾値を超えたことを検出した場合に、ｄ軸電圧指令値又はｑ軸電圧指令値を補正することにより、制御を安定化するように構成したものが知られている。例えば特許文献１に開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６０９５５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来、モータに流れる電流を閾値と比較することで、モータを安定して駆動しようとしているが、閾値が適切でないとモータを効率よく駆動することが出来ず、非効率な運転になってしまうおそれがあった。

【0005】

本発明の目的は、モータを効率よく駆動するモータ駆動装置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、モータを駆動するモータ駆動装置であって、前記モータを回転させる回転数を取得する回転数取得部と、前記回転数取得部で取得した回転数に応じて、前記モータを駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部と、前記デューティ比設定部で設定したデューティ比のＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力部と、前記ＰＷＭ信号出力部が出力するＰＷＭ信号に基づき前記モータを駆動するドライバと、前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、前記デューティ比設定部は、前記電流検出部で検出した電流が第１閾値に達したときに、前記デューティ比を、前記モータを駆動開始する際の初期値よりも大きな所定値に設定する第１制御と、前記電流検出部で検出した電流が前記第１閾値よりも大きな第２閾値に達したときに、前記デューティ比を、前記初期値に設定する第２制御と、を実行し、前記デューティ比設定部は、前記第１閾値及び前記第２閾値の少なくともひとつを、前記回転数取得部で取得した回転数に応じて変更する。

【発明の効果】

【0007】

本願の例示的な第１発明によれば、モータを効率よく駆動することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置によって駆動するモータを、Ｙ軸と直交し中心軸Ｊを通る面で切断して示す断面図である。

【図2】図１のモータ１０の斜視図である。

【図3】図２のモータ１０からモータハウジング２３を外して上から見た平面図である。

【図4】本発明の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5】モータ駆動装置１００によるモータ駆動処理を示すフローチャートである。

【図6】モータ駆動装置１００によるデューティ比設定処理を示すフローチャートである。

【図7】図６に示した第１制御を示すフローチャートである。

【図8】図６に示した第２制御を示すフローチャートである。

【図9】図６に示した第３制御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、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータ駆動装置について説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

【0010】

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、中心軸Ｊに対する径方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のいずれにおいても、図中に示す矢印が指す側を＋側、反対側を－側とする。

【0011】

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「フロント側」又は「一方側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「リア側」又は「他方側」と呼ぶ。なお、リア側（他方側）及びフロント側（一方側）とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。径方向において中心軸Ｊに近づく側を「径方向内側」と呼び、中心軸Ｊから遠ざかる側を「径方向外側」と呼ぶ。

【0012】

なお、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
また、本明細書において、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また「平行」とは、厳密に平行な場合に加えて、互いに成す角が４５°未満の範囲で傾いた場合も含む。

【0013】

なお、本明細書において、単に「回転数」という場合は、単位時間当たりの回転数をいい、例えば、回転数が１３００という場合には、１分間当たりの回転数が１３００回転、すなわち１３００［ｒｐｍ］であることを示す。

【0014】

［第１実施形態］
＜モータの構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置によって駆動するモータを、Ｙ軸と直交し中心軸Ｊを通る面で切断して示す断面図である。
図２は、図１のモータ１０の斜視図である。
本実施形態において、モータ１０は、ブラシレスＤＣモータである。モータ１０は、軸方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるモータシャフト４１を有するロータ５０と、ロータ５０と径方向に隙間を介して対向するステータ４０と、を備えるモータ部３０と、モータ部３０の駆動を行う駆動回路８１等を実装した回路基板８０とを収容するモータハウジング２１及び２３と、を備える。モータハウジング２１及び２３は、軸方向一方側から軸方向他方側に向けて回路基板８０及びロータ５０の順に配置して収容する。

【0015】

モータ１０は、ステータ４０を備え、ステータ４０は、ステータヨーク４２を備える。モータ１０は、ステータヨーク４２の軸方向一方側に回路基板８０を有する。回路基板８０は、軸方向に貫通する貫通孔８０ａを有する。モータシャフト４１は、貫通孔８０ａを貫通する。モータ１０は、軸受５５ａ及び５５ｂを備える。軸受５５ａは、モータハウジング２３の軸方向他方側に配置される。軸受５５ｂは、モータハウジング２１の軸方向一方側に配置される。また、軸受５５ａは、モータシャフト４１の軸方向一方側端部に配置される。軸受５５ｂは、モータシャフト４１の軸方向他方側端部に配置される。軸受５５ａ及び５５ｂは、モータシャフト４１を回転可能に支持する。軸受５５ａ及び５５ｂの形状、構造等は、特に限定されず、いかなる公知の軸受も用いることが出来る。

【0016】

ロータ５０は、ロータマグネット５１を備える。ロータマグネット５１は、モータシャフト４１を軸周りに囲んで、モータシャフト４１に固定される。

【0017】

モータ１０は、有底筒状のモータハウジング２１を有する。モータハウジング２１の径方向内側にはモータ部３０が収容される。モータハウジング２１は、円筒形状でもよいし、角筒形状であってもよい。モータハウジング２１は、例えばアルミダイキャスト製である。モータ１０は、回路基板８０の軸方向一方側に、有底筒状のモータハウジング２３を有する。モータハウジング２３は、円筒形状でもよいし、角筒形状であってもよい。モータハウジング２３は、例えばアルミダイキャスト製である。モータハウジング２１は軸方向一方側に開口し、モータハウジング２３は軸方向他方側に開口する。モータハウジング２１の軸方向一方側の開口は、モータハウジング２３によって塞がれ、モータハウジング２３の軸方向他方側の開口は、モータハウジング２１によって塞がれる。

【0018】

モータハウジング２１は、軸方向一方側の端部に、径方向外側に延びるフランジ部２１ａを有する。フランジ部２１ａは、軸方向に貫通する貫通孔２１ａａを有する。モータハウジング２３は、軸方向他方側の端部に、径方向外側に延びるフランジ部２３ａを有する。フランジ部２３ａは、軸方向に貫通する貫通孔２３ａａを有する。貫通孔２１ａａと貫通孔２３ａａとは、軸方向位置及び周方向位置が一致し、貫通孔２１ａａと貫通孔２３ａａとが連続した貫通孔となる。貫通孔２１ａａと貫通孔２３ａａとに貫通するようにねじ止めを行うことで、モータハウジング２１とモータハウジング２３とを固定することが出来る。

【0019】

図３は、図２のモータ１０からモータハウジング２３を外して示す斜視図である。
回路基板８０は、モータハウジング２１の筒穴の形状に応じた形状である。本実施形態では、回路基板８０は円形である。駆動回路８１は、複数の電子部品で構成される。駆動回路８１は、例えば、ＩＧＢＴ、ブリッジダイオード、ＭＯＳＦＥＴ，ＩＰＭ、ＤＣ／ＤＣコンバータのうちの少なくとも一つを含む。ＩＧＢＴは、Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒの略称である。ＭＯＳＦＥＴは、ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒの略称である。ＩＰＭは、Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅの略称である。駆動回路８１は、コネクタ８２に接続された配線を介してモータ１０の外部と接続される。コネクタ８２に接続された配線は、モータハウジング２１及び２３に設けられた貫通孔８３を通る。

【0020】

＜モータ駆動装置の構成＞
図４は、本発明の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。
モータ駆動装置１００は、モータ３００を駆動する装置である。図１のモータ３０は、図４のモータ３００の一例である。モータ駆動装置１００は、マイコン１０１と、ドライバ１０２と、電流検出部１０３と、を備える。マイコン１０１は、モータ３００を回転させる回転数を取得する回転数取得部１０４と、回転数取得部１０４で取得した回転数に応じて、モータ３００を駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部１０５と、デューティ比設定部１０５で設定したデューティ比のＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力部１０６と、を有する。ドライバ１０２は、ＰＷＭ信号出力部１０６が出力するＰＷＭ信号に基づきモータ３００を駆動する。電流検出部１０３は、例えばシャント抵抗で構成され、モータ３００に流れる電流を検出する。本実施形態では、回転数取得部１０４、デューティ比設定部１０５及びＰＷＭ信号出力部１０６は、プログラムをマイコン１０１で実行することによって実現される。モータ駆動装置１００は、マイコン１０１で実行されるプログラムを記憶する記憶部を有する。回転数取得部１０４、デューティ比設定部１０５及びＰＷＭ信号出力部１０６は、ハードウェアで実現されるものであってもよい。図１の駆動回路８１は、図４のマイコン１０１、ドライバ１０２及び電流検出部１０３の一例である。図４のモータ駆動装置１００の構成の一部を、図１の駆動回路８１の外部に設けてもよい。

【0021】

モータ駆動装置１００は、モータ３００の回転位置を検出するセンサを有してそのセンサによる検出結果に基づいてモータ３００の回転位置を検出するものであってもよい。モータ駆動装置１００は、モータ３００の回転位置を検出するセンサを有しないでセンサレス制御を行うものであってもよい。

【0022】

回転数設定部２００は、モータ駆動装置１００によってモータ３００を回転させる回転数を設定する。回転数取得部１０４は、回転数設定部２００で設定された、モータ３００を回転させる回転数を取得する。モータ駆動装置１００は、回転数設定部２００で設定された回転数でモータ３００を回転させる。モータ駆動装置１００は、回転数設定部２００を含むものであってもよい。回転数設定部２００は、例えば、回路基板８０に搭載されたディップスイッチである。回転数設定部２００がディップスイッチの場合、操作者は、ディップスイッチのオン／オフパターンでモータ３００の回転数を設定することが出来る。回転数設定部２００は、ディップスイッチやロータリースイッチの他、回路基板８０上に設けた抵抗、ジャンパー線、半田などでスイッチを構成し、モータ３００を回転させる回転数を設定するものであってもよい。また、回転数取得部１０４は、外部から通信によって前記モータを回転させる回転数を取得するものであってもよい。

【0023】

＜モータ駆動装置の動作＞
デューティ比設定部１０５は、電流検出部１０３で検出した電流が第１閾値に達したときに、デューティ比を、モータ３００を駆動開始する際の初期値よりも大きな所定値に設定する第１制御と、電流検出部１０３で検出した電流が前記第１閾値よりも大きな第２閾値に達したときに、デューティ比を、初期値に設定する第２制御と、を実行する。また、デューティ比設定部１０５は、第１閾値及び第２閾値の少なくともひとつを、回転数取得部１０４で取得した回転数に応じて変更する。また、デューティ比設定部１０５は、電流検出部１０３で検出した電流が第３閾値に達したときに、所定時間の間、デューティ比を０パーセントに設定する第３制御をさらに有する。第３閾値は、第２閾値よりも大きく、第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい。

【0024】

図５は、モータ駆動装置１００によるモータ駆動処理を示すフローチャートである。
モータ駆動装置１００は、ステップＳ５０１において、操作者によるモータ駆動開始の指示を待つ。モータ駆動開始の指示は、例えば電源投入やスイッチ操作である。モータ駆動装置１００は、操作者によるモータ駆動開始の指示を受け付けると（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０２の回転数取得処理、ステップＳ５０３のデューティ比設定処理、及びステップＳ５０４のＰＷＭ信号出力処理を、操作者によるモータ停止の指示（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）を受け付けるまで繰り返す。

【0025】

ステップＳ５０２の回転数取得処理は、回転数設定部２００によって設定された回転数を回転数取得部１０４が取得する処理である。回転数取得処理で取得した回転数は、デューティ比設定処理に引き渡される。ステップＳ５０３のデューティ比設定処理は、図６～図９を参照して後述するように、デューティ比設定部１０５によってデューティ比を設定する。デューティ比設定処理で設定したデューティ比は、ＰＷＭ信号出力処理に引き渡される。ステップＳ５０４のＰＷＭ信号出力処理は、デューティ比設定処理で設定したデューティ比のＰＷＭ信号を生成し、そのＰＷＭ信号をドライバ１０２に出力する。

【0026】

図６は、モータ駆動装置１００によるデューティ比設定処理を示すフローチャートである。
まず、デューティ比設定部１０５は、ステップＳ６０１において、デューティ比を初期値に設定する。この初期値は、駆動するモータ３００の特性に応じて予め定めた値であり、停止状態のモータ３００をスムーズかつ効率的に動き出させるためのデューティ比である。この初期値は、例えば１％である。

【0027】

続いて、デューティ比設定部１０５は、ステップＳ６０２において、回転数に応じて閾値を変更する。ここで変更する閾値は、第１制御で用いる第１閾値、及び第２制御で用いる第２閾値である。デューティ比設定部１０５は、第１閾値、及び第２閾値のいずれか一方のみを変更してもよい。

【0028】

まず、第１閾値の変更について説明する。デューティ比設定部１０５は、モータ３００を回転させる回転数に応じた第１閾値を算出する。例えばモータ駆動装置１００の製造者や運用者は、モータ３００を回転させる回転数を初期設定時の回転数としてひとつ決め、その初期設定時の回転数でモータ３００を回転させたときにモータ３００を高効率で駆動出来る第１閾値を初期設定時の第１閾値として求める。この初期設定時の第１閾値は、例えばモータ３００を実際に駆動したときの効率を実測することで求めることが出来る。例えばモータ駆動装置１００の製造者や運用者は、初期設定時の回転数及びそれに対応した初期設定時の第１閾値をモータ駆動装置１００の記憶部に記憶しておく。デューティ比設定部１０５は、記憶部に記憶してある初期設定時の回転数及び初期設定時の第１閾値を用いて、回転数取得部１０４から引き渡された回転数が初期設定時の回転数と異なる場合の第１閾値を算出する。

【0029】

例えば、初期設定時の回転数をＮ１とし、初期設定時の第１閾値をＸ１とし、回転数取得部１０４から引き渡された回転数をＮ２としたとき、回転数取得部１０４から引き渡された回転数Ｎ２でモータ３００を駆動しているときに用いる第１閾値Ｘ２は式（１）で算
出される。
Ｘ２＝（Ｎ１／Ｎ２）＊Ｘ１（但し、／は除算の演算子であり、＊は乗算の演算子である。）・・・式（１）
すなわち、デューティ比設定部１０５は、モータ３００の回転数をＮ１からＮ２に変更する場合に、第１閾値をＸ１から、式（１）で算出したＸ２に変更する。

【0030】

デューティ比設定部１０５は、回転数取得部１０４から回転数を引き渡される都度、式（１）で第１閾値を算出してもよい。また、モータ３００を駆動し得る回転数ごとに、式（１）により第１閾値を予め算出しておき、これを例えばテーブル形式で対応付けて記憶し、回転数取得部１０４から引き渡された回転数に対応する第１閾値をテーブルから読み出して第１制御で用いるようにしてもよい。デューティ比設定部１０５は、例えば、回転数が１３００［ｒｐｍ］の場合は、第１閾値を０．６３Ａ（アンペア）にし、回転数が１５５０［ｒｐｍ］の場合は、第１閾値を０．５２Ａ（アンペア）にし、回転数が１８００［ｒｐｍ］の場合は、第１閾値を０．４５Ａ（アンペア）にする。

【0031】

第２閾値の変更について説明する。デューティ比設定部１０５は、モータ３００を回転させる回転数に応じた第２閾値を算出する。例えばモータ駆動装置１００の製造者や運用者は、モータ３００を回転させる回転数を初期設定時の回転数としてひとつ決め、その初期設定時の回転数でモータ３００を回転させたときにモータ３００を高効率で駆動出来る第２閾値を初期設定時の第２閾値として求める。この初期設定時の第２閾値は、例えばモータ３００を実際に駆動したときの効率を実測することで求めることが出来る。例えばモータ駆動装置１００の製造者や運用者は、初期設定時の回転数及びそれに対応した初期設定時の第２閾値をモータ駆動装置１００の記憶部に記憶しておく。デューティ比設定部１０５は、記憶部に記憶してある初期設定時の回転数及び初期設定時の第２閾値を用いて、回転数取得部１０４から引き渡された回転数が初期設定時の回転数と異なる場合の第２閾値を算出する。

【0032】

例えば、初期設定時の回転数をＮ１とし、初期設定時の第２閾値をＹ１とし、回転数取得部１０４から引き渡された回転数をＮ２としたとき、回転数取得部１０４から引き渡された回転数Ｎ２でモータ３００を駆動しているときに用いる第２閾値Ｙ２は式（２）で算出される。
Ｙ２＝（Ｎ１／Ｎ２）＊Ｙ１（但し、／は除算の演算子であり、＊は乗算の演算子である。）・・・式（２）
すなわち、デューティ比設定部１０５は、モータ３００の回転数をＮ１からＮ２に変更する場合に、第２閾値をＹ１から、式（２）で算出したＹ２に変更する。

【0033】

デューティ比設定部１０５は、回転数取得部１０４から回転数を引き渡される都度、式（２）で第２閾値を算出してもよい。また、モータ３００を駆動し得る回転数ごとに、式（２）により第２閾値を予め算出しておき、これを例えばテーブル形式で対応付けて記憶し、回転数取得部１０４から引き渡された回転数に対応する第２閾値をテーブルから読み出して第２制御で用いるようにしてもよい。デューティ比設定部１０５は、例えば、回転数が１３００［ｒｐｍ］の場合は、第２閾値を０．８０Ａ（アンペア）にし、回転数が１５５０［ｒｐｍ］の場合は、第２閾値を０．６７Ａ（アンペア）にし、回転数が１８００［ｒｐｍ］の場合は、第２閾値を０．５８Ａ（アンペア）にする。

【0034】

デューティ比設定部１０５は、ステップＳ６０３において第１制御を実行し、ステップＳ６０４において第２制御を実行し、ステップＳ６０５において第３制御を実行する。第１制御及び第２制御では、ステップＳ６０２で変更した第１閾値及び第２閾値を用いる。なお、第１制御、第２制御及び第３制御は、モータ駆動装置１００によるモータ３００の駆動中に、例えばタイマー割込みにより予め定めた周期で実行される。第１制御、第２制御及び第３制御の詳細については、図７、図８及び図９を参照して後述する。

【0035】

デューティ比設定部１０５は、モータ３００の駆動において、モータ３００の回転し始めにステップＳ６０１で設定した初期値のデューティ比から、回転数取得部１０４から引き渡された回転数に対応したデューティ比に達するまで、デューティ比を徐々に増加させて更新する。ステップＳ６０６及びステップＳ６０７では、このデューティ比を更新する処理を実行する。デューティ比設定部１０５は、ステップＳ６０６において、現在のデューティが、回転数取得部１０４から引き渡された回転数に対応したデューティ比であるかを判定する。デューティ比設定部１０５は、現在のデューティが、回転数取得部１０４から引き渡された回転数に対応したデューティ比である場合には（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ６０２に戻る。デューティ比設定部１０５は、現在のデューティが、回転数取得部１０４から引き渡された回転数に対応したデューティ比ではない場合には（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、ステップＳ６０７に進む。デューティ比設定部１０５は、ステップＳ６０７において、デューティ比を予め定めた量（例えば２％）だけ増加させて更新する。デューティ比設定部１０５は、ステップＳ６０７の後、ステップＳ６０２に戻る。

【0036】

図７は、図６に示した第１制御を示すフローチャートである。第１制御は、閾値をオーバーした後、所定時間（例えば０．１秒）の間にオーバー回数が所定回数（例えば３０回）に達したら、ステップＳ７０１の判定を実行する。第１制御は、例えば、約３５０マイクロ秒毎に実行される。
まず、デューティ比設定部１０５は、ステップＳ７０１において、電流検出部１０３で検出した電流が第１閾値に達したか、すなわち電流検出部１０３で検出した電流が第１閾値以上であるかを判定する。電流検出部１０３で検出した電流が第１閾値以上でなければ（ステップＳ７０１：Ｎｏ）、ステップＳ７０１に留まる。電流検出部１０３で検出した
電流が第１閾値以上の場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ７０２に進む。

【0037】

デューティ比設定部１０５は、ステップＳ７０２において、デューティ比を所定値に設定する。この所定値は、予め定めた一定値でもよいし、現在のデューティ比ごとに予め定めた値でもよいし、現在のデューティ比から予め定めた比率（例えば５％）を減算した値でもよい。例えば、デューティ比５０％でモータ３００を駆動していたときに、電流検出部１０３で検出した電流が第１閾値以上になった場合、デューティ比を４５％に設定する。このステップＳ７０２で設定する所定値は、ステップＳ６０１で設定したデューティ比の初期値よりも大きい値である。デューティ比設定部１０５は、ステップＳ７０２に続いて、ステップＳ７０１に戻る。なお、第１制御は一連の処理が終了したら、すなわちステップＳ７０１でＮｏの場合及びステップＳ７０２が終了したら、図６のＳ６０４へ進む。

【0038】

図８は、図６に示した第２制御を示すフローチャートである。第２制御は、閾値をオーバーしたら、即座にステップＳ８０１の判定を実行する。第２制御は、例えば、ＰＷＭ周期毎に数ナノ秒で実行される。
まず、デューティ比設定部１０５は、ステップＳ８０１において、電流検出部１０３で検出した電流が第２閾値に達したか、すなわち電流検出部１０３で検出した電流が第２閾値以上であるかを判定する。電流検出部１０３で検出した電流が第２閾値以上でなければ（ステップＳ８０１：Ｎｏ）、ステップＳ８０１に留まる。電流検出部１０３で検出した電流が第２閾値以上の場合（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ８０２に進む。

【0039】

デューティ比設定部１０５は、ステップＳ８０２において、デューティ比を初期値に設定する。この初期値は、ステップＳ６０１で設定したデューティ比の初期値である。この初期値は、例えば１％である。デューティ比設定部１０５は、ステップＳ８０２に続いて、ステップＳ８０１に戻る。なお、第２制御は一連の処理が終了したら、すなわちステップＳ８０１でＮｏの場合及びステップＳ８０２が終了したら、図６のＳ６０５へ進む。

【0040】

図９は、図６に示した第３制御を示すフローチャートである。第３制御は、閾値をオーバーしたら、即座にステップＳ９０１の判定を実行する。第３制御は、例えば、約３５０マイクロ秒毎に実行される。
まず、デューティ比設定部１０５は、ステップＳ９０１において、電流検出部１０３で検出した電流が第３閾値に達したか、すなわち電流検出部１０３で検出した電流が第３閾値以上であるかを判定する。電流検出部１０３で検出した電流が第３閾値以上でなければ（ステップＳ９０１：Ｎｏ）、ステップＳ９０１に留まる。なお、第３制御は、電流検出部１０３で検出した電流が第３閾値未満の場合、すなわちステップＳ９０１でＮｏの場合、図６のＳ６０６へ進む。電流検出部１０３で検出した電流が第３閾値以上の場合（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ９０２に進む。第３閾値は、モータ駆動装置１００やモータ３００を過電流による焼損等から保護するための閾値であり、回転数取得部１０４から引き渡された回転数によらずに一定の値であって、例えば１Ａ（アンペア）である。

【0041】

デューティ比設定部１０５は、ステップＳ９０２において、デューティ比を０％に設定する。すなわちモータ３００を停止させる。その後、デューティ比設定部１０５は、ステップＳ９０３において、所定時間（例えば６秒）の経過を待つ。所定時間が経過したならば（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、マイコン１０１は、処理をリセットし、ステップＳ５０１から処理を再スタートする。

【0042】

＜モータ駆動装置１００の作用・効果＞
次に、モータ駆動装置１００の作用・効果について説明する。

【0043】

上述の実施形態に係る発明においては、モータを駆動するモータ駆動装置であって、前記モータを回転させる回転数を取得する回転数取得部と、前記回転数取得部で取得した回転数に応じて、前記モータを駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部と、前記デューティ比設定部で設定したデューティ比のＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力部と、前記ＰＷＭ信号出力部が出力するＰＷＭ信号に基づき前記モータを駆動するドライバと、前記モータに流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、前記デューティ比設定部は、前記電流検出部で検出した電流が第１閾値に達したときに、前記デューティ比を、前記モータを駆動開始する際の初期値よりも大きな所定値に設定する第１制御と、前記電流検出部で検出した電流が前記第１閾値よりも大きな第２閾値に達したときに、前記デューティ比を、前記初期値に設定する第２制御と、を実行し、前記デューティ比設定部は、前記第１閾値及び前記第２閾値の少なくともひとつを、前記回転数取得部で取得した回転数に応じて変更する。
このため、モータを効率よく駆動することが出来る。
また、簡易な方法で、トルク制御が可能となり、モータの温度上昇を抑制することが出来る。

【0044】

また、前記デューティ比設定部は、前記電流検出部で検出した電流が第３閾値に達したときに、所定時間の間、前記デューティ比を０パーセントに設定する第３制御をさらに有し、前記第３閾値は、前記第２閾値よりも大きく、前記第２閾値は、前記第１閾値よりも
大きい。
このため、電流検出部で検出した電流を第１閾値で制限出来ずに、電流がさらに上昇した場合であっても第２閾値に達したことにより電流を制限することが出来、モータを安定して駆動することが出来る。また、電流検出部で検出した電流が第３閾値に達してモータを停止することになる前に、電流が第２閾値に達したことにより制限することが出来、モータを安定して駆動することが出来る。

【0045】

また、前記デューティ比設定部は、前記第１制御を第１周期で実行し、前記第２制御を前記第１周期よりも短い第２周期で実行する。
このため、電流検出部で検出した電流を第１閾値と比較する第１制御を実行する頻度よりも、第２閾値と比較する第２制御を実行する頻度が高いことで、電流が第２閾値に達した場合をより確実に検出することが出来、モータを安定して駆動することが出来る。

【0046】

また、前記デューティ比設定部は、前記モータの回転数Ｎ１をＮ２に変更する場合に、前記第１閾値Ｘ１を、Ｘ２＝（Ｎ１／Ｎ２）＊Ｘ１（但し、／は除算の演算子であり、＊は乗算の演算子である。）で表されるＸ２に変更する。
このため、簡単な数式によって変更後の第１閾値を求めることが出来る。

【0047】

また、前記Ｎ１は初期設定時のモータ回転数であり、前記Ｘ１は初期設定時の前記第１閾値である。
このため、変更後の第１閾値は、信頼の高い初期設定値に基づいて求めるので信頼できる値を求めることが出来る。

【0048】

また、前記デューティ比設定部は、前記モータの回転数Ｎ１をＮ２に変更する場合に、前記第２閾値Ｙ１を、Ｙ２＝（Ｎ１／Ｎ２）＊Ｙ１（但し、／は除算の演算子であり、＊
は乗算の演算子である。）で表されるＹ２に変更する。
このため、簡単な数式によって変更後の第２閾値を求めることが出来る。

【0049】

また、前記Ｎ１は初期設定時のモータ回転数であり、前記Ｙ１は初期設定時の前記第２閾値である。
このため、変更後の第２閾値は、信頼の高い初期設定値に基づいて求めるので信頼できる値を求めることが出来る。

【0050】

また、前記モータを回転させる回転数を設定する回転数設定部を更に備え、前記回転数取得部は、前記回転数設定部で設定された回転数を取得する。
このため、回転数設定部によってモータの回転数を設定することが出来る。

【0051】

また、前記回転数設定部は、回路基板上のスイッチである。
このため、回路基板上のスイッチによりモータの回転数を簡単に設定することが出来る。

【0052】

また、前記回転数取得部は、外部から通信によって前記モータを回転させる回転数を取得する。
このため、外部から通信によってモータの回転数を簡単に設定することが出来る。

【0053】

また、前記モータは軸流ファンを回転させるモータである。
このため、軸流ファン用のモータにおいて、回転数に応じた適切な閾値を設定することが出来、モータの温度上昇を抑制することができる。

【0054】

上述した実施形態のモータ駆動装置で駆動するモータの用途は、特に限定されない。上述した実施形態のモータは、例えば、軸流ファンを回転させるモータである。また、上述した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることが出来る。

【0055】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１０ モータ
２１ モータハウジング
３０ モータ部
４０ ステータ
５０ ロータ
８０ 回路基板
８１ 駆動回路
１００ モータ駆動装置
１０１ マイコン
１０２ ドライバ
１０３ 電流検出部
１０４ 回転数取得部
１０５ デューティ比設定部
１０６ ＰＷＭ信号出力部
２００ 回転数設定部
３００ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】