CN107040174B - 电机驱动控制装置及其电机驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

提供电机驱动控制装置(100)和方法。使改变驱动波形的无刷电机尽可能缩短启动时矩形波驱动的时间而缓和启动噪声的不快感。该装置包括生成与电机(10)转子(12)的旋转位置对应的位置检测信号(Pd)的旋转位置检测部件(16)、根据位置检测信号(Pd)从用于进行矩形波驱动的第1驱动控制信号(32)和用于进行与矩形波驱动比延长了重复通电期间的驱动的第2驱动控制信号(34)中选择输出驱动控制信号(30)的控制电路部(20)及根据该信号(30)向电机(10)定子线圈(14)输出驱动信号(42)的电机驱动部(40)。控制电路部(20)在启动时输出第1驱动控制信号(32)，基于位置检测信号(Pd)检测到处于旋转状态时输出第2驱动控制信号(34)。

Description

电机驱动控制装置及其电机驱动控制方法

技术领域

本发明涉及用于驱动电机的电机驱动控制装置及其电机驱动控制方法。

背景技术

以往，公知有驱动无刷电机的电机驱动控制装置。例如，专利文献1中记载了驱动无刷电机的电机驱动控制装置。在专利文献1所记载的电机驱动控制装置中，在使电机自停止状态启动时，利用作为第1驱动方式的矩形波驱动来驱动电机旋转，待转为稳定旋转时，切换为作为第2驱动方式的正弦波驱动来驱动电机旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－257429号公报

其中，矩形波驱动具有这样的特性，换流时几乎没有各相线圈的重复通电期间，所以线圈电流变化剧烈，故而振动、驱动声大，但另一方面输出转矩大，不易失步。另一方面，正弦波驱动具有这样的特性，虽然与矩形波驱动相比可能会失步，但与矩形波驱动相比，换流时各相线圈的重复通电期间长，所以线圈电流变化相对平缓，故而振动、驱动声小。因此，采用在转子开始旋转，旋转速度、转矩的变动大从而容易引起失步的启动之时，以矩形波驱动方式进行驱动，待趋于稳定旋转时，再切换为正弦波驱动方式，从而减小稳定旋转时的驱动声的方法。

但是，风扇、空气净化器、换气扇等扇类产品有很多概率在夜间等安静环境中也被使用，因此，有时启动时由矩形波驱动所导致的噪声也会让人产生不快感，于是对静音化的等级要求变得越来越高。

在这种背景之下我们分析了这些不快感，结果发现，不快感与启动时噪声的声压级及启动时噪声的持续时间相应地增加。因此，可以想到，为了缓和不快感，有效的途径是降低矩形波驱动时的噪声的声压级的途径和缩短矩形波驱动的持续时间的途径。

为了降低声压级，也可以想到提高电机的构成构件的刚度来抑制振动的方法、设置吸收(缓冲)电机振动的橡胶制构件的方法，但在该情况下，存在重量提高、成本提高或制造工序增加等问题。这样，从抑制重量提高、成本提高，且缓和启动噪声所带来的不快感的观点来看，现有的电机驱动控制装置还有改善的余地。另外，这样的课题不限于风扇产品，在其他用途的电机中也可能会产生。

发明内容

本发明是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于提供一种电机驱动控制装置及电机驱动控制方法，在能改变驱动波形的无刷电机中，能够尽可能地缩短启动时矩形波驱动的时间而缓和启动噪声带来的不快感。

为了解决上述课题，本发明的一技术方案的电机驱动控制装置包括：旋转位置检测部件，其生成与电机的转子的旋转位置对应的位置检测信号；控制电路部，其根据位置检测信号从第1驱动控制信号和第2驱动控制信号中作出选择而输出驱动控制信号，其中，第1驱动控制信号用于进行矩形波驱动，第2驱动控制信号用于进行与矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动；以及电机驱动部，其根据驱动控制信号将驱动信号输出到电机的定子线圈。控制电路部在启动时输出第1驱动控制信号，在基于位置检测信号检测到处于旋转状态时输出第2驱动控制信号。

根据该技术方案，在能改变驱动波形的无刷电机中，利用矩形波驱动进行启动，在检测到处于旋转状态时切换为延长了定子线圈的重复通电期间的驱动，由此，能够缩短矩形波驱动的时间而缓和启动噪声带来的不快感。

本发明的另一技术方案为电机驱动控制方法。该方法由电机驱动控制装置执行，所述电机驱动控制装置包括：旋转位置检测部件，其生成与电机的转子的旋转位置对应的位置检测信号；控制电路部，其根据位置检测信号从第1驱动控制信号和第2驱动控制信号中作出选择而输出驱动控制信号，其中，第1驱动控制信号用于进行矩形波驱动，第2驱动控制信号用于进行与矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动；以及电机驱动部，其根据驱动控制信号将驱动信号输出到电机的定子线圈，该方法包括：在启动时自控制电路部输出第1驱动控制信号；以及在检测到位置检测信号的极性变化时，自控制电路部输出第2驱动控制信号。

根据该技术方案，在能改变驱动波形的无刷电机中，利用矩形波驱动进行启动，在检测到位置检测信号的极性变化时，切换为延长了定子线圈的重复通电期间的驱动，由此，能够缩短矩形波驱动的时间而缓和启动噪声带来的不快感。

另外，任意组合以上构成要素所得的方案、将本发明的构成要素、表现在方法、装置等之间进行相互置换所得的方案也能作为本发明的有效方案。

根据本发明，能够提供在能改变驱动波形的无刷电机中能够缩短启动时矩形波驱动的时间而缓和启动噪声带来的不快感的电机驱动控制装置和电机驱动控制方法。

附图说明

图1是实施方式的电机驱动控制装置的框图。

图2是控制电路部的框图。

图3是说明矩形波驱动的时间图。

图4是说明正弦波驱动的时间图。

图5是说明控制电路部的动作的时间图。

图6是说明低速检测电路的动作的时间图。

图7是说明逆转检测电路的动作的时间图。

图8是说明电机驱动控制装置的驱动控制方法的流程图。

图9是现有技术的驱动波形的切换的时间图。

附图标记说明

100：电机驱动控制装置、10：电机(马达)、12：转子、14：定子线圈、16：旋转位置检测部件(单元)、19：非饱和信号、20：控制电路部、22：霍尔变化检测电路、22a：边缘检测部、22b：驱动判断部、22c：边缘信号、22d：模式信号、24：第1波形生成电路、26：第2波形生成电路、28：选择器、30：驱动控制信号、32：第1驱动控制信号、34：第2驱动控制信号、40：电机驱动部、40a：预驱动电路、40b：逆变器电路、42：驱动信号、44：逆转检测电路、46：低速检测电路、Pd：位置检测信号。

具体实施方式

首先，说明完成本发明的缘由。图9是现有技术的驱动波形的切换的时间图。控制信号SS是电机驱动的启动停止信号，在L电平下电机停止，在H电平下电机启动。HFG是基于霍尔传感器的输出生成的FG信号，用于判断(判定)稳定旋转的状态。例如，将HFG的频率高于规定频率的状态判断为稳定旋转状态，使控制信号90a由L电平变为H电平。在控制信号90a为L电平时，选择矩形波驱动，在控制信号90a为H电平时选择正弦波驱动。在现有技术中，启动时进行矩形波驱动，待转为稳定旋转时切换为正弦波驱动。驱动信号90b是定子的线圈的驱动信号的波形，在从启动到控制信号90a的切换点为止的阶段为矩形波驱动，在切换点以后为正弦波驱动。

在矩形波驱动中，换流时流过线圈的电流剧烈变化导致线圈产生电磁振动，该电磁振动产生驱动声。以下，将这样换流时产生的明显的驱动声记作切换声。在3相电机的情况下，当转子旋转360度(2π)的电角时，线圈进行6次换流。因此，若保持矩形波驱动地持续进行驱动，则由于每次换流时都会产生切换声，所以转子旋转360度(2π)的电角时会产生6次切换声。在图9的现有技术中，从启动开始到进入稳定旋转为止产生了15次(＝从启动开始到切换点为止的电平变化次数)由换流引起的切换声。

如前面所述那样，为了改善启动噪声所带来的不快感，缩短矩形波驱动的持续时间是有效的。即，即使是在相同声压级的情况下，也是其持续时间越短越不容易被人意识到噪声，若在短时间内就将声压级降下去，则能缓和不快感。在图9的现有技术中，启动时的矩形波驱动的持续时间大约为0.2秒～0.5秒左右，此时感到不快的概率很高。研究结果发现，通过使启动时矩形波驱动的持续时间为0.1秒以下，优选为0.05秒以下，能够大幅减小感到不快的概率。本发明是根据该发现，为了缩短启动时矩形波驱动的持续时间而完成的。

以下，参照附图基于优选的实施方式来说明本发明。对各附图中所示出的相同或等同的构成要素、构件标注了相同的附图标记，以适当省略重复说明。此外，为了便于理解，在制图时适当放大或缩小了各附图中的构件尺寸。此外，在各附图的图示中省略了一部分对于说明实施方式不那么重要的构件。

图1是实施方式的电机驱动控制装置100的框图。如图1所示，电机驱动控制装置100包括旋转位置检测部件16、控制电路部20和电机驱动部40。电机驱动控制装置100基于自外部装置(未图示)输入到控制电路部20的控制信号SS，来控制电机10的驱动开始和驱动停止。

(电机)

本实施方式的电机10为3相无刷电机，包括转子12、定子线圈14和旋转位置检测部件16。转子12具有环状的磁体12a，磁体12a在周向上交替设有N极磁极和S极磁极。磁体12a例如具有10个磁极。定子线圈14包括U相线圈14u、V相线圈14v和W相线圈14w。线圈14u、14v、14w构成3相Y形联结。定子线圈14以与磁体12a的磁极的磁通交链的方式配置。定子线圈14通过被输入3相的驱动信号42u、42v、42w而利用它与磁体12a的磁极之间的相互作用使磁体12a产生旋转驱动力。

(旋转位置检测部件)

旋转位置检测部件16与电机10的转子12的旋转位置对应地产生位置检测信号Pd。位置检测信号Pd可以包括彼此具有相位差的多个位置检测信号。位置检测信号Pd例如可以根据磁体12a的磁极的磁通密度而生成。在实施方式的电机驱动控制装置100中，旋转位置检测部件16包括彼此具有相位差的霍尔传感器16u、16v、16w。霍尔传感器16u、16v、16w彼此在周向上以120度(2π/3)电角的间隔配置。旋转位置检测部件16的霍尔传感器16u、16v、16w根据磁体12a的磁极的磁通密度输出霍尔信号Hs，霍尔信号Hs包括彼此具有120度(2π/3)的相位差的3个位置检测信号，即霍尔信号Hu、Hv、Hw。即，位置检测信号Pd包括3相的霍尔信号Hu、Hv、Hw。旋转位置检测部件16例如可以输出正弦波状、梯形波状或矩形波状的霍尔信号Hs。在电机驱动控制装置100中，旋转位置检测部件16输出正弦波状的霍尔信号Hs。

(控制电路部)

图2是控制电路部20的框图。如图2所示，控制电路部20根据位置检测信号Pd从第1驱动控制信号32和第2驱动控制信号34中作出选择而输出驱动控制信号30，其中，第1驱动控制信号32用于进行矩形波驱动，第2驱动控制信号34用于进行与矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动。与矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动包括正弦波驱动、梯形波驱动和三角波驱动。

(矩形波驱动)

接着，说明矩形波驱动。图3是实施方式的电机驱动控制装置100的矩形波驱动的时间图。矩形波驱动是指，向线圈14u、14v、14w输出3相的矩形波状的驱动信号的驱动方式。由于输出的是矩形波状的驱动信号，因此，在切换线圈的通电方向即换流时，几乎不产生向多相线圈重复通电的期间。因此，流过线圈14u、14v、14w的电流就会剧烈变化。如前面所述那样，在矩形波驱动中，每次换流都会产生切换声。在图3中，“N”表示产生切换声的时刻(定时)的一个例子。

(第1驱动控制信号)

在电机驱动控制装置100中，为了进行矩形波驱动，根据位置检测信号Pd生成第1驱动控制信号32。如图3所示，首先，生成饱和信号18，饱和信号18包括对正弦波状的霍尔信号Hu、Hv、Hw进行放大使之饱和而得到的信号18u、18v、18w。然后再通过规定的运算处理将该饱和信号18转换为包括驱动控制信号32u、32v、32w的第1驱动控制信号32。特别是，后述的第1波形生成电路24根据霍尔信号Hu、Hv、Hw输出第1驱动控制信号32。

(电机驱动部)

电机驱动部40根据驱动控制信号30向电机10的定子线圈14输出驱动信号42。电机驱动部40包括预驱动电路40a和逆变器电路40b。选择第1驱动控制信号32时，向预驱动电路40a输入作为第1驱动控制信号32的驱动控制信号30。预驱动电路40a基于驱动控制信号30输出20kHz～100kHz左右的PWM信号4。PWM信号4包括PWM信号4uh、4ul、4vh、4vl、4wh、4wl。PWM信号4被输入到构成3相的逆变器电路40b的各MOSFET(未图示)的门极。逆变器电路40b基于PWM信号4使MOSFET进行开关动作。自电源Vcc向电机驱动部40供给电力。电源Vcc可以也向控制电路部20供给电力。其结果是，从逆变器电路40b向各线圈14u、14v、14w输出包括驱动信号42u、42v、42w的驱动信号42。驱动信号42被输入到定子线圈14，由此利用定子线圈14和磁体12a的磁极之间的相互作用使磁体12a产生旋转驱动力。

(正弦波驱动)

接着，说明正弦波驱动。图4是实施方式的电机驱动控制装置100的正弦波驱动的时间图。正弦波驱动是指，向线圈14u、14v、14w输出3相的正弦波状的驱动信号的驱动方式。在正弦波驱动中，由于输出的是正弦波状的驱动信号，因此，在切换线圈的通电方向即换流时，向多相线圈重复通电的期间长。正弦波驱动的重复通电期间例如为60度(π/3)的电角。因此，流过线圈14u、线圈14v和线圈14w的电流平缓变化，因此，与矩形波驱动相比，正弦波驱动中换流时的线圈电流变化平缓，能够抑制定子线圈14的切换声的声压级而使切换声不明显。本发明涉及对矩形波驱动和与矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动进行切换的控制，与矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动不限定于正弦波驱动，也包括大致为正弦波状的驱动。例如，也包括梯形波驱动、三角波驱动。

(第2驱动控制信号)

在电机驱动控制装置100中，为了进行正弦波驱动，根据位置检测信号Pd生成第2驱动控制信号34。如图4所示，生成非饱和信号19，非饱和信号19包括由正弦波状的霍尔信号Hu、Hv、Hw以非饱和状态放大而得到的信号19u、19v、19w。然后再通过规定的运算处理将该非饱和信号19转换为包括驱动控制信号34u、34v、34w的第2驱动控制信号34。特别是，后述的第2波形生成电路26根据霍尔信号Hu、Hv、Hw输出第2驱动控制信号34。

选择第2驱动控制信号34时，向预驱动电路40a输入作为第2驱动控制信号34的驱动控制信号30，与第2驱动控制信号34对应的PWM信号被输出到3相的逆变器电路40b。由此，自3相的逆变器电路40b输出与第2驱动控制信号34对应的3相的驱动信号42。驱动信号42被输入到定子线圈14，由此，利用定子线圈14和磁体12a的磁极之间的相互作用使磁体12a产生旋转驱动力。这些结构与矩形波驱动是一样的。

(控制电路部)

接着，说明控制电路部20选择驱动控制信号并输出驱动控制信号30的动作。如图2所示，控制电路部20包括霍尔变化检测电路22、第1波形生成电路24、第2波形生成电路26、选择器28、低速检测电路46和逆转检测电路44。霍尔变化检测电路22检测霍尔信号Hu、Hv、Hw的极性变化而输出模式信号22d。第1波形生成电路24根据霍尔信号Hu、Hv、Hw生成第1驱动控制信号32。第2波形生成电路26根据霍尔信号Hu、Hv、Hw生成第2驱动控制信号34。选择器28向电机驱动部40输出根据霍尔变化检测电路22的模式信号22d选择第1驱动控制信号32和第2驱动控制信号34中的任一信号而形成的驱动控制信号30。另外，低速检测电路46和逆转检测电路44稍后进行说明。

图5是说明控制电路部20的动作的时间图。如图1所示，控制信号SS是自外部装置输入到控制电路部20的电机驱动的启动停止信号，在L电平下电机停止，在H电平下电机旋转。边缘信号22c是边缘检测部22a的输出信号，模式信号22d是霍尔变化检测电路22的输出信号，驱动控制信号30是选择器28的输出信号且是与U相对应的信号。控制电路部20在启动时输出第1驱动控制信号32，在基于位置检测信号Pd检测到处于旋转状态时输出第2驱动控制信号34。即，控制电路部20通过自停止到启动之时选择输出第1驱动控制信号32，而进行不用顾虑失步的矩形波驱动。而且，不管旋转速度如何，在检测到处于旋转状态时之后便选择输出第2驱动控制信号34，切换为低噪声的正弦波驱动。即使是在稳定旋转以前的时刻，在检测到处于旋转状态时也切换为正弦波驱动，因此，能够减少矩形波驱动所引起的切换声的次数而缓和不快感。

(霍尔变化检测电路)

接着，说明霍尔变化检测电路22。控制电路部20的霍尔变化检测电路22根据霍尔信号Hs的极性变化来判断旋转状态，向选择器28输出与该判断结果相应的模式信号22d。霍尔变化检测电路22包括边缘检测部22a和驱动判断部22b。边缘检测部22a基于霍尔信号Hu、Hv、Hw中的任一信号的极性变化输出边缘信号22c。特别是，边缘检测部22a在将霍尔信号Hu、Hv、Hw转换为矩形波之后进行“异”门运算，生成边缘信号22c并向驱动判断部22b输出。驱动判断部22b基于边缘信号22c判断旋转状态后输出模式信号22d。作为一个例子，驱动判断部22b可以对边缘信号22c的上升边缘和下降边缘进行计数，待达到规定计数值时判断为旋转状态。用于判断何时为旋转状态的计数值可以根据静音化的需求来设定。

接着，说明计数值的设定。从缩短矩形波驱动的时间的观点考虑，可以如图5的设定例3所示那样将用于判断何时为旋转状态的计数值设定为3。在该情况下，也得到了也能将矩形波驱动时的换流所导致的切换声减少到3次～4次，且能将矩形波驱动的持续时间缩短到0.1秒以下这样的研究结果。图5中的“N”表示产生切换声的时刻的一个例子。此外，也可以如图5的设定例2所示那样，将用于判断为旋转状态的计数值设为2。在该情况下，能够减小矩形波驱动时的换流所导致的切换声的次数。此外，还可以如图5的设定例1所示那样，将用于判断为旋转状态的计数值设为1。在该情况下，也得到了也能进一步减小矩形波驱动时的换流导致的切换声的次数，且能将矩形波驱动的持续时间缩短到0.05秒以下这样的研究结果。通过缩短矩形波驱动的持续时间，能够减小对启动噪声感到不快的概率。在实施方式的电机驱动控制装置100中，将用于判断为旋转状态的计数值设为了1。通过这样构成，边缘检测部22a能够在从启动时起霍尔信号Hu、Hv、Hw中的至少一个信号的极性发生了变化时，判断为处于旋转状态。另外，作为参考，图5的设定例4示出了仅使用矩形波驱动的情况下的驱动控制信号30。

(驱动判断部)

驱动判断部22b根据边缘检测部22a、低速检测电路46和逆转检测电路44的输出判断驱动模式，向选择器28输出与其判断结果相应的的模式信号22d。在启动时，驱动判断部22b复位，模式信号22d为第1模式(L电平)。驱动判断部22b在边缘检测部22a判断为处于旋转状态时，将模式信号22d切换为第2模式(H电平)并维持第2模式(H电平)。此外，驱动判断部22b在低速检测电路46检测到低速状态时复位，将模式信号22d切换为第1模式(L电平)。在该情况下，在低速状态持续期间维持第1模式。此外，驱动判断部22b在逆转检测电路44检测到逆转状态时复位，将模式信号22d切换为第1模式(L电平)。在该情况下，在逆转状态持续期间维持第1模式。

(选择器)

如前面所述那样，第1波形生成电路24通过对由正弦波状的霍尔信号Hs生成的饱和信号18进行规定的运算处理而将饱和信号18转换为第1驱动控制信号32，并向选择器28输出。第2波形生成电路26通过对由正弦波状的霍尔信号Hs生成的非饱和信号19进行规定的运算处理而将非饱和信号19转换为第2驱动控制信号34，并向选择器28输出。选择器28根据模式信号22d选择第1驱动控制信号32和第2驱动控制信号34中的任一信号作为驱动控制信号30向电机驱动部40输出。特别是，选择器28在模式信号22d为第1模式(L电平)时输出第1驱动控制信号32，在模式信号22d为第2模式(H电平)时输出第2驱动控制信号34。即，选择器28在启动时、低速状态时和逆转状态时输出第1驱动控制信号32，在判断为处于启动后旋转状态时输出第2驱动控制信号34。

(低速检测电路)

接着，说明低速检测电路46。图6是说明低速检测电路46的动作的一个例子的时间图。在启动后，有时例如会因为在外力作用下旋转受到阻碍而导致电机停止。在该情况下，在外力消除后进行重启时，期望以矩形波驱动进行启动。因此，在实施方式的电机驱动控制装置100中，控制电路部20构成为在基于位置检测信号Pd检测到规定的低速状态时输出第1驱动控制信号32。特别是，控制电路部20包括低速检测电路46，低速检测电路46在霍尔信号Hu、Hv、Hw的周期超出规定时间时判断为低速状态。

作为一个例子，在图6中说明使用对霍尔信号Hu、Hv、Hw进行放大使之饱和而合成出的合成信号HFG来判断低速状态的方法。作为一个例子，在电机驱动控制装置100中，在电机的旋转速度为1rpm以下时判断为低速状态。具体而言，低速检测电路46在合成信号HFG的半周期(边缘间隔)达到规定时间T46(例如10秒)的时刻判断为低速状态，将低速信号46a切换为H电平并向驱动判断部22b输出。驱动判断部22b基于低速信号46a而复位，模式信号22d切换为第1模式(L电平)。其结果是，选择器28输出第1驱动控制信号32，因此，重启时也能以矩形波驱动进行启动。然后，低速检测电路46在合成信号HFG的半周期变为小于规定时间T46时将低速信号46a切换为L电平并向驱动判断部22b输出。在该情况下，驱动判断部22b维持模式信号22d为第1模式(L电平)，在边缘检测部22a判断为处于旋转状态时将模式信号22d切换为第2模式(H电平)。

(逆转检测电路)

接着，说明逆转检测电路44。图7是说明逆转检测电路44的动作的一个例子的时间图。例如在风扇产品中，有时在外部气流的作用下，与风扇连接的电机会有一点点逆旋转。在逆旋转中电机也正在旋转的情况下，霍尔变化检测电路22有时会判断为旋转状态，因此，在逆旋转中进行启动时，可能不会进行矩形波驱动。因此，在实施方式的电机驱动控制装置100中，控制电路部20构成为在基于位置检测信号Pd检测到逆转状态时输出第1驱动控制信号32。

特别是，控制电路部20包括逆转检测电路44，逆转检测电路44根据霍尔信号Hu、Hv、Hw各自的极性反转的时刻判断逆转状态。作为一个例子，说明使用对霍尔信号Hu、Hv、Hw进行放大使之饱和而得到的信号18v、信号18w进行判断的方法。如图7所示，逆转检测电路44于在信号18v的上升边缘的时刻信号18w为L电平时判断为正转，维持输出信号44a为L电平(图7的左半部分)。逆转检测电路44于在信号18v的上升边缘的时刻信号18w为H电平时判断为逆转，使输出信号44a变为H电平并维持在H电平(图7的右半部分)。通过使输出信号44a变为H电平，驱动判断部22b复位，模式信号22d切换为第1模式(L电平)。其结果是，选择器28输出第1驱动控制信号32，因此，在逆旋转中的启动时也能以矩形波驱动进行启动。然后，逆转检测电路44判断为正转，将输出信号44a切换为L电平并向驱动判断部22b输出。在该情况下，驱动判断部22b维持模式信号22d为第1模式(L电平)，在边缘检测部22a判断为处于旋转状态时将模式信号22d切换为第2模式(H电平)。

接着，说明实施方式的电机驱动控制装置100的动作。图8是说明电机驱动控制装置100的动作的流程图。步骤80为转子12停止的待机状态。在步骤80中，霍尔信号Hs无变化，因此，模式信号22d为第1模式(L电平)，低速信号46a为H电平。其结果是，选择器28选择输出第1驱动控制信号32，因此，成为矩形波驱动。当在步骤81中输入了启动命令时，转子12以矩形波驱动开始旋转(步骤82)。当转子12旋转时，霍尔信号Hs的极性发生变化(步骤83)。当霍尔信号Hs的极性发生变化时，低速信号46a变为L电平，当霍尔信号Hs的极性变化达到规定的计数值时，模式信号22d变为第2模式(H电平)，切换为正弦波驱动(步骤84)。其结果是，转子12以正弦波驱动持续旋转(步骤85)。

接着，当在步骤86中输入了停止命令时，转子12以正弦波驱动进行减速(步骤87)。当转子12减速到规定速度以下时，低速信号46a变为H电平，驱动判断部22b复位，模式信号22d变为第1模式(L电平)。其结果是，选择器28选择输出第1驱动控制信号32，因此，切换为矩形波驱动(步骤88)。然后，转子12在维持矩形波驱动的状态下停止(步骤89)，返回到步骤80的待机状态。

接着，说明霍尔信号Hs的极性变化与低速信号46a之间的关系。

(条件1)霍尔信号Hs的极性不变，低速信号46a为非低速状态(L电平)，这种组合是不可能出现的条件，但模式信号22d为第1模式(L电平)，成为矩形波驱动。

(条件2)在霍尔信号Hs的极性不变，低速信号46a为低速状态(H电平)的情况下，驱动判断部22b复位，模式信号22d为第1模式(L电平)，成为矩形波驱动。

(条件3)在霍尔信号Hs的极性发生变化，低速信号46a为非低速状态(L电平)的情况下，驱动判断部22b的模式信号22d变为第2模式(H电平)，成为正弦波驱动。

(条件4)在霍尔信号Hs的极性发生变化，低速信号46a为低速状态(H电平)的情况下，驱动判断部22b复位，模式信号22d为第1模式(L电平)，成为矩形波驱动。

对以上内容进行整理可以发现，在电机驱动控制装置100中，仅在条件3下成为正弦波驱动，在包括不可能出现的条件在内的条件1、2、4下成为矩形波驱动。其结果是，就算转子在外因作用下稍稍动了一下而导致霍尔信号Hs的极性变化，只要低速信号46a为低速状态(H电平)就维持矩形波驱动，而不采用正弦波驱动，从而能够以失步顾虑小的矩形波驱动进行启动。

接着，说明这样构成的电机驱动控制装置100所执行的电机驱动控制方法。该电机驱动控制方法包括：在启动时由控制电路部20输出第1驱动控制信号32；在检测到位置检测信号Pd的极性变化时由控制电路部20输出第2驱动控制信号34。

接着，说明实施方式的电机驱动控制装置100的特征。

在电机驱动控制装置100中，控制电路部20在启动时输出第1驱动控制信号32，在基于位置检测信号Pd检测到处于旋转状态时输出第2驱动控制信号34。因此，与为了检测旋转状态而另行设置特殊构件的情况相比，不需要用于配置特殊构件的空间，有利于小型化，能够避免由特殊构件导致的成本提高。此外，与在电机和风扇之间设置用于吸收振动的橡胶制构件的情况相比，能够省去组装橡胶制构件的制造工序，能够避免由橡胶制构件导致的成本提高。

在电机驱动控制装置100中，旋转位置检测部件16生成彼此具有相位差的3个作为位置检测信号的霍尔信号Hu、Hv、Hw，控制电路部20在检测到3个霍尔信号Hu、Hv、Hw中的任一信号的极性变化时输出第2驱动控制信号34。因此，与使用单独的位置检测信号的情况相比，能够更早地检测出旋转状态，从而能够进一步缩短启动时矩形波驱动的时间。

在电机驱动控制装置100中，控制电路部20在基于位置检测信号Pd检测到规定的低速状态时输出第1驱动控制信号32，因此，在因受到外力等的影响而停止后再进行重启的情况下，也是以矩形波驱动进行启动，因此，能够缓和重启时失步的顾虑。此外，由于是基于位置检测信号Pd来检测低速状态的，因此，与为了检测低速状态而另行设置特殊构件的情况相比，有利于小型化，能够避免成本提高。

在电机驱动控制装置100中，控制电路部20在基于位置检测信号Pd检测到逆转状态时输出第1驱动控制信号32，因此，在从因外部气流等而发生逆转的状态进行启动的情况下，也是以矩形波驱动进行启动，因此，能够缓和逆转中启动失步的顾虑。此外，由于是基于位置检测信号Pd来检测逆转状态的，因此，与为了检测逆转状态而另行设置特殊构件的情况相比，有利于小型化，能够避免成本提高。

在电机驱动控制装置100中，旋转位置检测部件16包括霍尔传感器16u、16v、16w，位置检测信号Pd是由霍尔传感器16u、16v、16w输出的霍尔信号Hs，因此，能够以非接触方式检测转子的旋转位置，与设置旋转编码器的情况相比，有利于小型化和轻量化。

在电机驱动控制装置100中，包括根据霍尔变化检测电路22的输出选择第1驱动控制信号32和第2驱动控制信号34中的任一信号来进行输出的选择器28，因此，能够流畅且简单地切换第1驱动控制信号32下的矩形波驱动和第2驱动控制信号34下的正弦波驱动，并将驱动信号输出到电机驱动部40。此外，由于是根据霍尔变化检测电路22的输出来进行切换的，因此，就算不设置其他传感器也能实现旋转状态的检测，有利于小型化、成本降低。

以上，基于本发明的实施方式进行了说明。这些实施方式是例示，在本发明的权利要求书的保护范围内能够进行各种变形和变更，而且这样得到的变形例和变更也包含在本发明的权利要求书的保护范围内，本领域技术人员应能理解这一点。因此，本说明书中的记载和附图不具有限定性，应视为例证。用来说明实施方式的各图表示的是结构的一个例子，并不限定于这些图。此外，流程图所示的步骤、时间图所示的波形表示的是一个例子，并不限定于这些步骤、波形。例如，也可以在各步骤间插入其他处理、使处理并行化、变更处理的顺序、去掉部分处理。

(变形例1)

在实施方式的电机驱动控制装置100中，说明了霍尔变化检测电路22基于由3个霍尔信号Hu、Hv、Hw合成的边缘信号22c判断旋转状态的例子，但不限定于此。霍尔变化检测电路也可以构成为基于任一霍尔信号来判断旋转状态。

(变形例2)

在实施方式的电机驱动控制装置100中，说明了霍尔变化检测电路22对边缘信号22c的边缘(边沿)进行计数并根据该计数来判断何时为旋转状态的例子，但不限定于此。霍尔变化检测电路也可以构成为，针对霍尔信号或其3相合成信号检测特定时间(例如，周期或半周期的时间)，只要特定时间小于规定时间(例如27ms)就判断为旋转状态。在该情况下，可以构成为在特定时间为规定时间以上时采用矩形波驱动。

(变形例3)

在实施方式的说明中，说明了电机为3相无刷电机的例子，但不限定于此。电机例如也可以是单相、2相或4相以上的无刷电机。

(变形例4)

在实施方式的说明中，说明了电机驱动控制装置100的各构成要素主要进行由硬件进行的处理的例子，但不限定于此。电机驱动控制装置的至少一部分也可以包括进行由软件进行的处理的构成要素。由软件进行的处理例如可以通过使用MCU(Micro ControlUnit，微控制器)来实现。

(变形例5)

在实施方式的电机驱动控制装置100中，说明了旋转位置检测部件包括霍尔传感器的例子，但不限定于此。旋转位置检测部件也可以是基于其他机理检测转子位置的部件，例如也可以是根据定子线圈所感应出的反电动势来检测转子位置的部件。此外，旋转位置检测部件也可以包括旋转编码器。

(变形例6)

在实施方式的电机驱动控制装置100中，说明了第1驱动控制信号32和第2驱动控制信号34先以模拟信号的状态输入到预驱动电路40a再于预驱动电路40a中转换为PWM信号的例子，但不限定于此。例如，第1驱动控制信号32和第2驱动控制信号34也可以先在第1波形生成电路24和第2波形生成电路26中各自转换为PWM信号，再以PWM信号的状态输入到预驱动电路40a。在该情况下，图3～5中的驱动控制信号32u、32v、32w、34u、34v、34、30显示与各PWM信号对应的模拟波形。

(变形例7)

在实施方式的电机驱动控制装置100中，说明了使用由霍尔信号Hu、Hv、Hw放大而成的作为模拟信号的信号19u、19v、19w来生成第2驱动控制信号34的例子，但不限定于此。例如，也可基于在AD转换器的作用下由霍尔信号Hu、Hv、Hw转换成的数字信号来生成第2驱动控制信号34。同样地，也可以基于在AD转换器的作用下由霍尔信号Hu、Hv、Hw转换成的数字信号来生成第1驱动控制信号32。此外，例如还可以基于由霍尔信号Hu、Hv、Hw饱和放大而成的饱和信号18通过数字处理来生成第2驱动控制信号34。在该情况下，图3、4中的信号18u、18v、18w、19u、19v、19w显示与各自的数字信号对应的模拟波形。通过这样构成，由于模拟电路的比例小，因此有利于电路集成化。

(变形例8)

在实施方式的电机驱动控制装置100中，说明了当输入停止命令时转子12以正弦波驱动进行减速的例子，但不限定于此。例如，在输入停止命令的情况下，也可以通过停止向定子线圈14通电来进行减速，还可以将定子线圈14感应出的反电动势短路来进行减速(短接制动)。

(变形例9)

根据需要，也可以将电机驱动控制装置100的各构成要素的至少一部分集成电路化。

Claims (8)

1.一种电机驱动控制装置，其特征在于，

该电机驱动控制装置包括：

旋转位置检测部件，其生成与电机的转子的旋转位置对应的位置检测信号；

控制电路部，其根据所述位置检测信号从第1驱动控制信号和第2驱动控制信号中作出选择而输出驱动控制信号，其中，第1驱动控制信号用于进行矩形波驱动，第2驱动控制信号用于进行与所述矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动；以及

电机驱动部，其根据所述驱动控制信号向所述电机的定子线圈输出驱动信号，

所述控制电路部在启动时输出所述第1驱动控制信号，在基于所述位置检测信号检测到处于旋转状态时输出所述第2驱动控制信号，

所述旋转位置检测部件生成彼此具有相位差的多个位置检测信号，

所述控制电路部在所述第1驱动控制信号的输出过程中，当检测到1次～3次中任一次数的所述多个位置检测信号中任一信号的极性变化时，不管所述电机的旋转速度如何，将所述驱动控制信号从所述第1驱动控制信号切换成所述第2驱动控制信号。

2.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置，其特征在于，

所述电机为3相无刷电机，

所述旋转位置检测部件包括分别设于各相的3个霍尔传感器，所述多个位置检测信号是分别由所述3个霍尔传感器生成的具有相位差的位置检测信号。

3.根据权利要求2所述的电机驱动控制装置，其特征在于，

所述控制电路部在检测到1次所述多个位置检测信号的极性变化时输出所述第2驱动控制信号。

4.根据权利要求1所述的电机驱动控制装置，其特征在于，

所述旋转位置检测部件包括霍尔传感器，所述位置检测信号为由所述霍尔传感器输出的霍尔信号。

5.根据权利要求4所述的电机驱动控制装置，其特征在于，

所述控制电路部包括：

霍尔变化检测电路，其检测所述霍尔信号的极性变化；

第1波形生成电路，其根据所述霍尔信号生成所述第1驱动控制信号；

第2波形生成电路，其根据所述霍尔信号生成所述第2驱动控制信号；以及

选择器，其根据所述霍尔变化检测电路的输出选择所述第1驱动控制信号和所述第2驱动控制信号中的任一信号进行输出。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电机驱动控制装置，其特征在于，

所述控制电路部在基于所述位置检测信号检测到规定低速状态时输出所述第1驱动控制信号。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的电机驱动控制装置，其特征在于，

所述控制电路部在基于所述位置检测信号检测到逆转状态时输出所述第1驱动控制信号。

8.一种电机驱动控制方法，其由电机驱动控制装置执行，

所述电机驱动控制装置包括：

旋转位置检测部件，其生成与电机的转子的旋转位置对应的位置检测信号；

控制电路部，其根据所述位置检测信号从第1驱动控制信号和第2驱动控制信号中作出选择而输出驱动控制信号，其中，第1驱动控制信号用于进行矩形波驱动，第2驱动控制信号用于进行与所述矩形波驱动相比延长了重复通电期间的驱动；以及

电机驱动部，其根据所述驱动控制信号向所述电机的定子线圈输出驱动信号；

所述电机驱动控制方法的特征在于，包括：

在启动时自所述控制电路部输出所述第1驱动控制信号；

所述旋转位置检测部件生成彼此具有相位差的多个位置检测信号，以及

在所述第1驱动控制信号的输出过程中，当检测到1次～3次中任一次数的所述多个位置检测信号中任一信号的极性变化时，不管所述电机的旋转速度如何，所述控制电路部将所述驱动控制信号从所述第1驱动控制信号切换成所述第2驱动控制信号。

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