CN106877752B - 马达驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种马达驱动控制装置，能够正常起动而实现低速旋转，并且在高速旋转中也不易失调。马达(20)的驱动控制装置(1)具备：一个霍尔传感器(Hw)，设置在霍尔信号(Sh)的上升沿或者下降沿的正时处于任意相的相位信号(S21、S22、S23)的过零正时的附近的位置；以及控制部(4)，在不足规定的旋转速度的情况下基于各相线圈的相位信号(S21、S22、S23)生成驱动控制信号(Sc)，并在达到规定的旋转速度以上的情况下基于从一个霍尔传感器(Hw)输出的霍尔信号(Sh)生成驱动控制信号(Sc)。

Description

马达驱动控制装置
技术领域
本发明涉及马达驱动控制装置。
背景技术
作为在DC无刷马达中使用的马达的驱动控制方式，使用霍尔传感器等的位置传感器的传感器驱动方式和依据在马达线圈产生的感应电压生成转子位置信息的无传感器驱动方式这两种方式被广泛使用。无位置传感器的马达驱动控制装置通过比较器比较在断开区间(非通电相)出现于马达端子的感应电压与基准电压(等价中性点电位)，并生成相位信号(脉冲信号)，进而以该相位信号为基础检测转子的旋转位置。
在专利文献1中记载了如下的马达驱动装置，其中，在起动马达时通过传感器驱动使转速升高，在转速升高后输出向无传感器驱动切换的驱动选择信号，驱动切换单元在无传感器驱动被选择后仍继续进行传感器驱动，避开由传感器信号沿和取而代之成为基准的过零信号沿之间定义的变换期间将励磁次序切换为无传感器驱动。
专利文献1：日本特开2008-301550号公报
然而，专利文献1所记载的马达控制装置在三相无传感器驱动中，存在如果过零基准电压与相电压处于不交叉的状态会导致失调的问题。例如，极有可能在每分钟3万转左右的高速旋转时产生。
该问题有时可通过降低过零基准电压而形成提前角来规避。然而，如果降低过零基准电压，会存在本次难以起动、无法维持低速旋转的问题。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供能够正常起动而实现低速旋转，并且即便在高速旋转中也不易产生失调的马达驱动控制装置。
为了解决上述的课题，提供一种马达驱动控制装置，对具备多相的线圈和被支承为能够相对于上述多相的线圈旋转的转子的马达进行驱动，其中，上述马达驱动控制装置具备：马达驱动部，基于驱动控制信号向上述马达的各相线圈输出驱动信号；一个位置传感器，被设置在转子位置信号的上升沿或者下降沿的正时处于任意相线圈的相位信号的过零正时的附近的位置；以及控制部，在上述马达的旋转速度不足规定的旋转速度的情况下，基于上述任意相线圈的相位信号生成上述驱动控制信号，另一方面，在上述马达的旋转速度为规定的旋转速度以上的情况下，基于从上述一个位置传感器输出的上述转子位置信号生成上述驱动控制信号。
对于其他的手段，在用于实施发明的实施方式中进行说明。
根据本发明，能够提供正常起动而实现低速旋转，并且即便在高速旋转中也不易产生失调的马达驱动控制装置。
附图说明
图1是表示本实施方式中的马达的驱动控制装置的电路结构的框图。
图2是本实施方式中的马达驱动控制装置的控制部的选择电路的电路结构图。
图3是表示第1实施方式中的马达驱动控制装置的各部的动作波形的时序图。
图4是表示根据第1实施方式中的马达驱动控制装置的旋转速度切换无传感器驱动的位置检测信号与一个霍尔传感器的霍尔信号的控制的流程图。
图5是表示第2本实施方式中的马达驱动控制装置的电路结构的框图。
图6是表示第2本实施方式中的马达驱动控制装置的选择电路的电路结构图。
图7是表示第2本实施方式中的马达驱动控制装置的各部的动作波形的时序图。
图8是表示依据第2本实施方式中的马达驱动控制装置的转子位置信息与相位信号的关联切换位置检测信号与霍尔信号的控制的流程图。
图9是表示与第2本实施方式中的马达驱动控制装置的从无传感器驱动向单传感器驱动的切换正时的判定相关的波形图。
具体实施方式
以下，参照各图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
图1是表示本实施方式中的马达20的驱动控制装置1的电路结构的框图。
在图1中，本实施方式的马达20为3相的无刷DC马达，具备各相的线圈Lu、Lv、Lw与转子(未图示)。这些线圈Lu、Lv、Lw的一端被进行Y形接线。线圈Lu的另一端与U相连接，线圈Lv的另一端与V相连接，线圈Lw的另一端与W相连接。马达20通过从逆变电路2向U相、V相、W相流入3相交流而旋转驱动。
在马达20设置有一个由磁传感器构成的霍尔传感器(位置传感器的一例)Hw，输出霍尔信号Sh(转子位置信号)。一个霍尔传感器Hw被设置在霍尔信号Sh(转子位置信号)的上升沿或者下降沿的正时处于任意相的相位信号的过零正时的附近的位置。由此，无传感器驱动与单传感器(one sensor)驱动(基于一个霍尔传感器Hw的霍尔信号Sh驱动马达20)能够以相同的固件的控制流程控制。
马达20的驱动控制装置1(马达驱动控制装置的一例)具备驱动马达20的逆变电路2以及前置驱动电路3(马达驱动部的一例)。驱动控制装置1还具备反向电压检测部7、以及将驱动控制信号Sc(后述)向马达驱动部输出的控制部4。
驱动控制装置1连接于直流电源Vd，通过U相布线、V相布线、W相布线的3相与马达20连接。驱动控制装置1向马达20施加驱动电压，对马达20的旋转进行控制。在U相施加端子间电压Vu。在V相施加端子间电压Vv。在W相施加端子间电压Vw。
马达驱动部由逆变电路2以及前置驱动电路3构成。直流电源Vd在马达驱动部施加电源电压Vcc，从而供给电力。马达驱动部接受来自直流电源Vd的电力供给，基于来自控制部4的驱动控制信号Sc，向马达20的U相、V相、W相的线圈Lu、Lv、Lw供给驱动电流，使得转子旋转。马达驱动部以正弦波驱动方式驱动马达20。
逆变电路2(马达驱动部的一部分)与直流电源Vd连接从而接受电力的供给。逆变电路2被连接于前置驱动电路3(马达驱动部的一部分)与马达20所具备的各相的线圈Lu、Lv、Lw。逆变电路2基于前置驱动电路3的驱动信号Vuu～Vwl对马达20的各相的线圈Lu、Lv、Lw通电。
逆变电路2具有：开关元件Q1、Q2串联连接的U相的开关桥臂(switching leg)、开关元件Q3、Q4串联连接的V相的开关桥臂、开关元件Q5、Q6串联连接的W相的开关桥臂。这些开关元件Q1～Q6例如为FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)。逆变电路2连接于直流电源Vd，进而连接于电阻R0。
U相的开关桥臂具备上臂侧的开关元件Q1、下臂侧的开关元件Q2。开关元件Q1的漏极端子连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q1的源极端子输出U相的交流信号，并且连接于开关元件Q2的漏极端子。开关元件Q2的源极端子经由电阻R0被接地连接(连接于直流电源Vd的负极)。开关元件Q1的栅极端子以及开关元件Q2的栅极端子分别连接于前置驱动电路3。
V相的开关桥臂具备上臂侧的开关元件Q3、下臂侧的开关元件Q4。开关元件Q3的漏极端子连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q3的源极端子输出V相的交流信号，并且连接于开关元件Q4的漏极端子。开关元件Q4的源极端子经由电阻R0被接地连接(连接于直流电源Vd的负极)。开关元件Q3的栅极端子以及开关元件Q4的栅极端子分别连接于前置驱动电路3。
W相的开关桥臂具备上臂侧的开关元件Q5、下臂侧的开关元件Q6。开关元件Q5的漏极端子连接于直流电源Vd的正极。开关元件Q5的源极端子输出W相的交流信号，并且连接于开关元件Q6的漏极端子。开关元件Q6的源极端子经由电阻R0被接地连接(连接于直流电源Vd的负极)。开关元件Q5的栅极端子以及开关元件Q6的栅极端子分别连接于前置驱动电路3。
即，逆变电路2具有连接于马达20的各线圈Lu、Lv、Lw的各相与直流电源Vd的一方的端子(正极端子)间的上臂侧开关元件Q1、Q3、Q5、以及经由电阻R0连接于各线圈Lu、Lv、Lw的各相与直流电源Vd的另一方的端子(负极端子)间的下臂侧开关元件Q2、Q4、Q6。
逆变电路2从直流电源Vd接受电力的供给，在被从前置驱动电路3输入驱动信号Vuu～Vwl后，使3相交流流过马达20的U相布线、V相布线、W相布线。
前置驱动电路3(马达驱动部的一部分)通过与连接的逆变电路2的组合构成马达驱动部，并连接于控制部4。前置驱动电路3例如具备6个栅极驱动电路，生成用于驱动逆变电路2的驱动信号Vuu～Vwl。
反向电压检测部7连接于各相线圈，由电阻分压电路构成，并且检测用于无传感器驱动的转子旋转位置。
控制部4在不足规定的旋转速度未满的情况下基于各相线圈的相位信号生成驱动控制信号Sc，在规定的旋转速度以上的情况下基于从一个霍尔传感器Hw输出的霍尔信号Sh(转子位置信号)生成驱动控制信号Sc。
控制部4具备：生成过零基准电压Vzs的提前角基准电压生成部6、通过过零基准电压Vzs与各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号S21～S23的反向电压比较部5、输入各相的相位信号S21～S23从而输出旋转速度信息S4的旋转速度判定部41、基于从选择电路43输出的选择信号S5生成驱动控制信号Sc的通电信号生成部42、以旋转速度信息S4为基础，在为规定旋转速度以上时将选择信号S5从位置检测信号Sp切换为霍尔信号Sh的选择电路43，控制部4被包含于微型计算机中。此外，各部可通过软件实现，是表示虚拟功能的部分。
反向电压比较部5通过过零基准电压Vzs与各相线圈的反向电压的交叉正时生成各相的相位信号。
反向电压比较部5具备各相的比较器51、52、53。U相的节点由反向电压检测部7的电阻R1、R2分压，并连接于比较器51的一方的输入端子。V相的节点由反向电压检测部7的电阻R3、R4分压，并连接于比较器52的一方的输入端子。W相的节点由反向电压检测部7的电阻R5、R6分压，并连接于比较器53的一方的输入端子。
在此，在马达20被用作风扇马达的情况等下，即便马达20的线圈Lu、Lv、Lw中未被通电，也存在因吹来的风等的外界扰动致使马达20旋转的情况。将此时在线圈Lu、Lv、Lw中产生的感应电压称为“反向电压”。
反向电压比较部5的比较器51具备非反转输入端子以及反转输入端子、输出端子。比较器51在非反转输入端子的施加电压低于反转输入端子的施加电压时，向输出端子输出低电平的电压。比较器51在非反转输入端子的施加电压超过反转输入端子的施加电压时，向输出端子输出高电平的电压。
在比较器51的非反转输入端子输入与线圈Lu的感应电压相当的端子间电压Vu被分压后的相电压V1。在比较器51的非反转输入端子输入过零基准电压Vzs。比较器51比较相电压V1与过零基准电压Vzs，生成相位信号S21。如果相电压V1与过零基准电压Vzs相比为负，则相位信号S21为低电平。如果相电压V1与过零基准电压Vzs相比为正，则相位信号S21为高电平。
在比较器52的非反转输入端子输入与线圈Lv的感应电压相当的端子间电压Vv被分压后的相电压V2。在比较器52的非反转输入端子输入过零基准电压Vzs。比较器52比较相电压V2与过零基准电压Vzs，生成相位信号S22。如果相电压V2与过零基准电压Vzs相比为负，则相位信号S22为低电平。如果相电压V2与过零基准电压Vzs相比为正，则相位信号S22为高电平。
在比较器53的非反转输入端子输入与线圈Lw的感应电压相当的端子间电压Vw被分压后的相电压V3。在比较器53的非反转输入端子输入过零基准电压Vzs。比较器53比较相电压V3与过零基准电压Vzs，生成相位信号S23。如果相电压V3与过零基准电压Vzs相比为负，则相位信号S23为低电平。如果相电压V3与过零基准电压Vzs相比为正，则相位信号S23为高电平。
如此设置，反向电压比较部5的比较器51～53能够将相电压V1～V3对应的端子间电压Vu、Vv、Vw与过零基准电压Vzs做比较。反向电压比较部5将生成的相位信号S21～S23向选择电路43输出。
提前角基准电压生成部6生成作为规定的恒定电压的过零基准电压Vzs。
旋转速度判定部41输入各相的相位信号，输出旋转速度信息S4。旋转速度判定部41在任一相的相电压V1～V3与过零基准电压Vzs过零时，判定马达20的旋转速度。
旋转速度判定部41依据各相线圈的相位信号求出实际转速。另外，旋转速度判定部41依据实际转速与由预先设定的相位信号切换为转子位置信号的转速的比较结果求出规定的旋转速度。
通电信号生成部42基于从外部输入的旋转速度指令信号Sin、来自旋转速度判定部41的旋转速度判定信号S1、来自选择电路43的选择信号S5生成驱动控制信号Sc。
选择电路43基于旋转速度信息S4，在达到规定的旋转速度以上时，将选择信号S5由位置检测信号Sp切换为霍尔信号Sh。
图2为选择电路43的电路结构图。
如图2所示，选择电路43具备通电切换控制电路431、位置检测电路432。
通电切换控制电路431将来自位置检测电路432的位置检测信号Sp(各相的相位信号S21～S23)作为检测信号S3向旋转速度判定部41输出，从旋转速度判定部41取得旋转速度信息S4。通电切换控制电路431基于旋转速度信息S4，在达到规定的旋转速度以上时，将选择信号S5由位置检测信号Sp切换为霍尔传感器Hw的霍尔信号Sh，并作为选择信号S5输出。
以下，对于如上所述构成的马达20的驱动控制装置1的动作进行说明。
首先，对于本发明的基本的想法进行叙述。
在比较例中，在三相无传感器驱动中，如果处于过零基准电压Vzs与相电压不交叉的状态，则担心在高速旋转时发生失调。如果为了避免失调的发生而使过零基准电压Vzs下降形成提前角，则将难以起动或者无法维持低速旋转。
本发明在处于任意相的相位信号的过零正时的附近的位置设置一个霍尔传感器Hw，并且过零基准电压Vzs被设计成为容易通过无传感器起动的电压。此外，关于起动，通过无传感器驱动进行(使用依据过零检测正时计算的作为通电切换正时的位置检测信号Sp)，并且在转子达到恒定旋转速度后，切换为以一个霍尔传感器Hw的检测信号(霍尔信号Sh)为基础，驱动马达20(以下，称为单传感器驱动)。由此，得以正常起动，即便在高速旋转时也会避免失调的发生。以下，进行具体说明。
图3为表示驱动控制装置1的各部的动作波形的时序图。此外，图3为了便于说明，示出未进行提前角调整的过零基准电压Vzs时的动作。
图3的各曲线图由上开始分别示出驱动信号Vuu～Vwl、相电压V1～V3、相位信号S21～S23、位置检测信号Sp的各波形。
<驱动信号>
驱动信号Vuu将开关元件Q1在约30°接通(turn on)，在约150°关断(turn off)。
驱动信号Vul将开关元件Q2在约-30°关断，在约210°接通，在约330°关断。
通过约-30°的驱动信号Vul的关断，U相从地极断开。在相电压V1产生正方向的峰值电压。之后，相电压V1在电压上升且约0°时与过零基准电压Vzs一致，在约30°时饱和。
通过约30°的驱动信号Vuu的接通，在U相通电直流电源Vd的电源电压Vcc。相电压V1与电源电压Vcc一致。
通过约150°的驱动信号Vuu的关断，U相从直流电源Vd的正极断开。相电压V1产生负方向的峰值电压。之后，相电压V1在电压下降约为180°时与过零基准电压Vzs一致，在约210°时达到0V。
通过约210°的驱动信号Vul的接通，U相与地极导通。相电压V1为0[V]。
<相位信号>
相位信号S21通过相电压V1与过零基准电压Vzs的比较生成。
相位信号S21在约-30°时产生表示正方向的峰值电压的高电平的脉冲，在约0°时由低电平变化至高电平。相位信号S21进而在约150°时通过负方向的峰值电压在该期间形成低电平，随后在约180°时由高电平变化为低电平。
驱动信号Vvu将开关元件Q3在约150°接通，在约270°关断。
驱动信号Vvl将开关元件Q4在约90°关断，在约330°接通。
通过约90°的驱动信号Vvl的关断，V相被从地极断开。在相电压V2产生正方向的峰值电压。之后，相电压V2在电压上升且约为120°时与过零基准电压Vzs一致，在约150°时饱和。
通过约150°的驱动信号Vvu的接通，在V相通电直流电源Vd的电源电压Vcc。相电压V2成为电源电压Vcc。
通过约270°的驱动信号Vvu的关断，V相从直流电源Vd的正极断开。相电压V2产生负方向的峰值电压。之后，相电压V2在电压下降且为约300°时与过零基准电压Vzs一致，在约330°时达到0V。
通过约330°的驱动信号Vvl的接通，V相与地极导通。相电压V2成为0[V]。
相位信号S22通过相电压V2与过零基准电压Vzs的比较生成。
相位信号S22在约90°时产生表示正方向的峰值电压的高电平的脉冲，在约120°时从低电平变化至高电平。相位信号S22进而在约270°时通过负方向的峰值电压在该期间成为低电平，随后，在约300°时由高电平变化至低电平。
驱动信号Vwu将开关元件Q5在约30°关断，在约270°接通。
驱动信号Vwl将开关元件Q5在约90°接通，在约210°关断。
通过约30°的驱动信号Vwu的关断，W相被从直流电源Vd的正极断开。相电压V3产生负方向的峰值电压。之后，相电压V3在电压下降且为约60°时与过零基准电压Vzs一致，在约90°时达到0V。
通过约90°的驱动信号Vwl的接通，W相与地极导通。相电压V3为0[V]。
通过约210°的驱动信号Vwl的关断，W相被从地极断开。在相电压V3产生正方向的峰值电压。之后，相电压V3在电压上升且为约240°时与过零基准电压Vzs一致，在约270°时饱和。
通过约270°的驱动信号Vwu的接通，在W相通电直流电源Vd的电源电压Vcc。相电压V3与电源电压Vcc一致。
相位信号S23通过相电压V3与过零基准电压Vzs的比较生成。
相位信号S23在约30°时产生表示负方向的峰值电压的低电平的脉冲，在约60°时从高电平变化至低电平。相位信号S23进而在约210°时通过正方向的峰值电压使该期间成为高电平，随后，在约240°时从低电平变化至高电平。
<位置检测信号>
如图3所示，位置检测信号Sp在约0°时、约120°时、约240°时、约360°时，产生正方向的高电平的脉冲。当在相电压V1、V2、V3产生正方向的峰值电压后，如果电压上升并超过过零基准电压Vzs，则在位置检测信号Sp产生正方向的高电平的脉冲。
<位置检测信号的选择>
选择电路43的通电切换控制电路431以旋转速度信息S4为基础，在达到规定的旋转速度以上时，将选择信号S5由无传感器驱动的位置检测信号Sp切换为霍尔信号Sh并输出。
在此，提前测定过零正时与霍尔信号Sh的上升沿成为相同的正时的旋转速度，在该旋转速度从无传感器驱动切换为单传感器驱动。
图4为表示根据旋转速度切换无传感器驱动的位置检测信号Sp与一个霍尔传感器Hw的霍尔信号Sh(转子位置信号)的控制的流程图。图4所示的控制由驱动控制装置1的控制部4执行。
在步骤S30中，控制部4的旋转速度判定部41(参照图1)基于相电压检测转子的旋转速度。
在步骤S31中，旋转速度判定部41判定检测到的旋转速度是否比规定阈值大。旋转速度判定部41在检测到的旋转速度为规定阈值以下时(否的情况)，前进至步骤S32。在检测到的旋转速度比规定阈值大时(是的情况)，前进至步骤S33。
在检测到的旋转速度为规定阈值以下的情况(步骤S31中否的情况)下，为通常运转时(低速旋转时)。在这种情况下，在步骤S32中，控制部4基于位置检测信号Sp进行无传感器驱动，结束图4的处理。具体地说，控制部4的选择电路43选择位置检测信号Sp，将该位置检测信号Sp作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
在检测到的旋转速度比规定阈值大的情况(步骤S31中是的情况)下，为高速旋转时。在这种情况下，在步骤S33中，控制部4基于从一个霍尔传感器Hw输出的霍尔信号Sh(转子位置信号)生成驱动控制信号Sc，结束图4的处理。具体地说，控制部4的选择电路43选择霍尔信号Sh，将该位置检测信号Sp作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
通过如此控制，马达20的驱动控制装置1能够控制为根据旋转速度取得与成为最佳的提前角的相的同步，因此即便在高速旋转时也不会失调。
如上所述，本实施方式的马达20的驱动控制装置1具备：设置在转子位置信号的上升沿或者下降沿的正时处于任意相的相位信号的过零正时的附近的位置的一个霍尔传感器Hw、在不足规定的旋转速度的情况下基于各相线圈的相位信号S21～S23生成驱动控制信号Sc且在规定的旋转速度以上的情况下基于从一个霍尔传感器Hw输出的转子位置信号生成驱动控制信号Sc的控制部4。
根据该结构，驱动控制装置1在实际转速(依据相位信号求得)达到预先通过实验等求得并存储的转速(规定的转速)后，切换为单传感器驱动。因此，在为规定的旋转速度以上的情况下，在过零基准电压Vzs与相电压V1～V3处于不交叉的状态前，从无传感器驱动切换为单传感器驱动，因此不会失调。根据本发明人的实证实验，能够确认原本在低于每分钟3万转的情况下发生失调的装置在达到3万转以上的情况下不再失调。
另外，在本实施方式中，将一个霍尔传感器Hw设置在处于任意相的相位信号的过零正时的附近的位置(即，与任意相的下降时或者上升时的过零检测正时的沿同步的位置)。由此，能够以相同的固件的控制流程控制无传感器驱动与单传感器驱动，因此能够较小地抑制编码大小(程序大小)。
作为补充说明，由于在无传感器驱动的控制中，依据过零检测正时计算通电切换正时，因此该计算消耗大量编码量。当未将一个霍尔传感器Hw设置在上述位置的情况下，需要新的用于计算通电切换正时的编码以供该霍尔传感器Hw用，致使该编码量增加。因此，在廉价的个人计算机中闪存变得不足。
与此相对，在本实施方式中，通过在上述位置设置一个霍尔传感器Hw，该霍尔传感器Hw输出的上升沿或者下降沿与过零正时一致。因此，无传感器驱动时的计算方法与单传感器驱动时的计算方法相同，能够通过相同的计算方法形成通电切换正时。
(第2实施方式)
在第1实施方式中，设定为容易通过无传感器起动的过零基准电压Vzs，并且在达到规定的旋转速度以上时，进行从无传感器驱动向单传感器驱动切换的控制，由此实现了正常起动实现低速旋转，并且在高速旋转时也不易失调的驱动控制装置。
第2实施方式不只依据旋转速度，还依据转子位置信息与相位信号的关联(转子位置信息的上升沿或者下降沿的正时进入反向电压的断开期间内的规定期间时)求出从无传感器驱动向单传感器驱动的切换判定。
图5为表示第2实施方式中的马达20的驱动控制装置1a的电路结构的框图。对于与图1相同构成部分标注相同附图标记并省略对重复部分的说明。
马达20的驱动控制装置1a(马达驱动控制装置的一例)具备：驱动马达20的逆变电路2以及前置驱动电路3、反向电压检测部7、将驱动控制信号Sc向马达驱动部输出的控制部4。
第2实施方式中的驱动控制装置1a的控制部4在霍尔信号Sh(转子位置信号)的上升沿或者下降沿的正时进入到反向电压的断开期间的规定范围后，将用于生成驱动控制信号Sc的信号由相位信号切换为霍尔信号Sh。作为具体例，控制部4在霍尔信号Sh的上升沿或者下降沿的正时与反向电压的断开期间的中央大致一致后，将用于生成驱动控制信号Sc的信号由相位信号切换为霍尔信号Sh的上升沿。另外，作为其他的具体例，控制部4在霍尔信号Sh的上升沿的正时与反向电压的过零正时大致一致后，将用于生成驱动控制信号Sc的信号由相位信号切换为霍尔信号Sh。此外，也可以在霍尔信号Sh的下降沿进行切换。
控制部4具备生成过零基准电压Vzs的提前角基准电压生成部6、通过过零基准电压Vzs与各相线圈的反向电压的交叉正时(过零正时)生成各相的相位信号的反向电压比较部5、输入各相的相位信号并输出旋转速度信息S4的旋转速度判定部41、基于从选择电路43a输出的相位信号S5生成驱动控制信号Sc的通电信号生成部42、依据霍尔信号Sh(转子位置信息)与相位信号的关联切换位置检测信号Sp与霍尔信号Sh的选择电路43a。
选择电路43a将检测信号S3(位置检测信号Sp或者霍尔信号Sh)向旋转速度判定部41输出。选择电路43a根据来自通电信号生成部42的通电切换正时信息S6(断开期间等的信息)选择位置检测信号Sp或者霍尔信号Sh的任意信号，并且附加通电切换信息后作为选择信号S7输出。
图6为选择电路43a的电路结构图。对与图2相同的结构部分标注相同附图标记并省略对重复部分的说明。
如图6所示，选择电路43a具备通电切换控制电路431a、位置检测电路432。
通电切换控制电路431a以位置检测信号Sp、霍尔信号Sh和通电切换正时信息S6(断开期间Tm等的信息)为基础，决定从无传感器驱动向单传感器驱动的切换正时，输出选择信息S7。选择信息S7由检测信号与通电切换信息与构成。
图7为表示驱动控制装置1a的各部的动作波形的时序图。对与图3的时序图相同的部分标注相同附图标记。
测定断开期间(上述的测定期间)的时间和霍尔信号Sh的上升沿与位置检测信号Sp的时间差。以两者的关系为基础，决定从无传感器驱动向单传感器驱动切换的正时。具体地说，通电切换控制电路431a在霍尔信号Sh的上升沿(参照图7的霍尔信号Sh)与位置检测信号Sp的时间差比断开期间(参照图7的Tm)小的情况下，在霍尔信号Sh的上升沿与相电压V1的过零正时一致时切换为单传感器驱动。
在霍尔信号Sh的上升沿与位置检测信号Sp的时间差比断开期间大的情况下，在霍尔信号Sh于考虑该差分而预先设定的相电压V1的断开期间(图7的Tm参照)的规定时刻迎来上升沿时切换为单传感器驱动。
此外，图7的实线所示的位置检测信号Sp为通过相电压V1与过零基准电压Vzs的比较生成的位置检测信号。图7的虚线所示的位置检测信号Sp为V相与W相)的位置检测信号Sp的估算位置。
图8为表示依据转子位置信息与相位信号的关联切换位置检测信号Sp与霍尔信号Sh的控制的流程图。图8所示的控制由驱动控制装置1a的控制部4执行。
在步骤S40中，控制部4的通电信号生成部42(参照图5)判定在断开期间(参照图7的Tm)内是否存在霍尔信号Sh的上升沿。
如果在断开期间(参照图7的Tm)内没有霍尔信号Sh的上升沿(否的情况)，则前进至步骤S41，如果在断开期间内存在霍尔信号Sh的上升沿(是的情况)，则前进至步骤S42。
如果在断开期间内没有转子位置信号(步骤S40中否的情况)，则为通常运转时(非高速旋转时)。在这种情况下，在步骤S41中，控制部4基于位置检测信号Sp进行无传感器驱动，结束图8的处理。具体地说，控制部4的选择电路43选择位置检测信号Sp，将该位置检测信号Sp作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
如果在断开期间内存在转子位置信号(步骤S40中是的情况)，则为产生预先设定的反向电压的运转时。在这种情况下，在步骤S42中，控制部4基于从一个霍尔传感器Hw输出的霍尔信号Sh(转子位置信号)的上升沿生成驱动控制信号，结束图8的处理。具体地说，控制部4的选择电路43选择霍尔信号Sh，将该位置检测信号Sp作为选择信号S5向通电信号生成部42输出。
通过如此控制，马达20的驱动控制装置1能够控制为根据旋转速度取得与成为最佳的提前角的相的同步，不会失调。
图9为从无传感器驱动向单传感器驱动的切换正时的判定所涉及的波形图，示出在传感器信号的上升沿进行判定的例子。
如图9所示，通电切换控制电路431a当在V相的相电压V1的断开期间的规定的期间内测定霍尔信号Sh的沿的上升时，切换为使用一个霍尔传感器Hw的传感器驱动(传感器模式)。
在图9的例子中，在霍尔信号Sh的沿的上升处于断开期间的中央的正时进行切换。在图9的虚线包围部分A，示出尚未切换至传感器模式的状态，在图9的虚线包围部分B，示出正向传感器模式切换的状态。
这样，本实施方式中的驱动控制装置1a的控制部4依据转子位置信号与各相线圈的相位信号的关联性求取规定的转速。具体地说，控制部4在霍尔信号Sh的上升沿或者下降沿的正时在反向电压的断开期间(参照图7的Tm)的规定范围内时，判断为马达20的转速达到规定转速，将用于生成驱动控制信号Sc的信号从相位信号切换为霍尔信号Sh(转子位置信号)。更具体地说，控制部4可以在霍尔信号Sh(转子位置信号)的上升沿或者下降沿的正时与反向电压的断开期间的中央大致一致时，将用于生成驱动控制信号Sc的信号从相位信号切换为霍尔信号Sh。通过将霍尔信号Sh的上升沿或者下降沿的正时处于反向电压的断开期间的中央的情况作为切换条件，能够减小上述相位信号的偏差，平滑地切换。
另外，控制部4也可以在霍尔信号Sh的上升沿或者下降沿的正时与反向电压的过零正时大致一致时，将用于生成驱动控制信号Sc的信号从相位信号切换为霍尔信号Sh。
如上所述，控制部4在霍尔信号Sh的上升沿或者下降沿的正时处于反向电压的断开期间(参照图7的Tm)的规定范围内时，将用于生成驱动控制信号Sc的信号从相位信号切换为霍尔信号Sh(转子位置信号)，由此能够实现不依赖于旋转速度，可实现低速旋转，并且在高速旋转中也不易失调的驱动控制装置。
(变形例)
本发明并不局限于上述各实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内实施变更，例如，可实施如下的(a)～(i)的变更。
(a)在上述各实施方式中，在起动时，可以为单传感器驱动或无传感器驱动的任一方。在依靠无传感器的起动的情况下，过零基准电压设计成为容易通过无传感器起动的电压，在通过无传感器起动后，在高速旋转时使用单传感器驱动进行驱动。
(b)在上述各实施方式中，取得同步的相的切换并不局限于实际旋转速度，也可以是基于绕线电压、绕线电流、或者它们的组合等的判定。由此，能够在最佳的正时切换。
(c)驱动控制装置1、1a的各结构要素至少一部分可以不是基于硬件的处理，而是基于软件的处理。
(d)马达20可以不局限于3相的无刷马达，也可以是其他种类的马达。另外，马达20的相数并不局限于3相。
(e)马达20的驱动方式并不局限于正弦波驱动方式，例如，也可以是矩形波驱动方式。
(f)驱动控制装置1可以将至少一部分形成为集成电路(IC：IntegratedCircuit)。
(g)图2所示的选择电路43以及图6所示的选择电路43a的电路结构框图为具体例，并不局限于此。
(h)图4以及图8所示的控制次序为一例，并不局限于这些步骤的处理，例如，也可以在各步骤间插入其他处理。
(i)与马达20的各旋转速度对应的规定的过零基准电压Vzs可以以理论以及实测结果等为基础设定适当的值，并存储于存储部(图示略)。另外，也可以将与马达20的各旋转速度对应的过零基准电压Vzs的值存储于存储部。
其中，附图标记说明如下：
1、1a：驱动控制装置(马达驱动控制装置的一例)；2：逆变电路(马达驱动部的一部分)；3：前置驱动电路(马达驱动部的一部分)；4：控制部：41：旋转速度判定部；42：通电信号生成部；43、43a：选择电路；431、431a：通电切换控制电路；432：位置检测电路；5：反向电压比较部；51～53：比较器；6：提前角基准电压生成部；7：反向电压检测部；20：马达(3相无刷DC马达)；S1：旋转速度判定信号；S3：检测信号；S4：旋转速度信息；S5：选择信号；S6：通电切换正时信息；S7：选择信息；S21、S22、S23：相位信号；Sin：旋转速度指令信号；Sp：位置检测信号；Sh：霍尔信号(转子位置信号)；Sc：驱动控制信号；Lu、Lv、Lw：电机子线圈；V1、V2、V3：相电压(与反向电力对应)；Vcc：电源电压；Vd：直流电源；Vu、Vv、Vw：端子间电压；Vuu、Vul、Vvu、Vvl、Vwu、Vwl：驱动信号；Vzs：过零基准电压；Q1～Q6：开关元件；Hw：霍尔传感器(位置传感器的一例)。

Claims (6)

1.一种马达驱动控制装置，对具备多相的线圈和被支承为能够相对于所述多相的线圈旋转的转子的马达进行驱动，其中，
所述马达驱动控制装置具备：
马达驱动部，基于驱动控制信号向所述马达的各相线圈输出驱动信号；
一个位置传感器，被设置在转子位置信号的上升沿或者下降沿的正时与任意相的下降时或者上升时的过零检测正时的沿同步的位置；以及
控制部，在所述马达的旋转速度不足规定的旋转速度的情况下，基于所述任意相线圈的相位信号生成所述驱动控制信号，另一方面，在所述马达的旋转速度为规定的旋转速度以上的情况下，基于从所述一个位置传感器输出的所述转子位置信号生成所述驱动控制信号。
2.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部根据所述各相线圈的相位信号求取所述马达的实际转速，
所述控制部具备旋转速度判定部，该旋转速度判定部依据从预先设定的相位信号向所述转子位置信号切换的预先通过实验等求得并存储的转速与所述实际转速的比较结果求取所述规定的旋转速度，若所述实际转速成为所述转速，则判定为达到了所述规定的旋转速度。
3.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部具备旋转速度判定部，该旋转速度判定部依据所述转子位置信号与所述各相线圈的相位信号的关联性求取所述规定的旋转速度。
4.根据权利要求3所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部在所述转子位置信号的上升沿或者下降沿的正时落入反向电压的断开期间的规定范围内时，将用于生成所述驱动控制信号的信号由所述相位信号切换为所述转子位置信号。
5.根据权利要求4所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部在所述转子位置信号的上升沿或者下降沿的正时与反向电压的断开期间的中央一致时，将用于生成所述驱动控制信号的信号由所述相位信号切换为所述转子位置信号。
6.根据权利要求4所述的马达驱动控制装置，其中，
所述控制部在所述转子位置信号的上升沿或者下降沿的正时与反向电压的过零正时一致时，将用于生成所述驱动控制信号的信号由所述相位信号切换为所述转子位置信号。
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