JP2000184771A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標回転数以下でブラシレスモータのロータ
が回転してもブラシレスモータの電気部品の破壊及びコ
ンプレッサの誤動作を防止できるブラシレスモータを得
る。 【解決手段】 モータ本体部１のロータを回転させるた
めの出力ＰＷＭ信号を生成するマイコン４がセンサ信号
検出回路部３からのセンサ信号に基づく実回転数ｍｉが
指示回転数ｋｉ以下で所定回転以下を示しているとき、
モータ本体部１のロータがレアロック状態（回転が停止
していないで有る程度の回転数で回転している状態）と
判定して、直ちに出力ＰＷＭ信号の出力を停止させてロ
ータの回転を停止させるレアロック保護を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
に関し、特にブラシレスモータの回転が何らかの原因で
指示回転数より低回転で回転しているときに回転停止制
御するブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に搭載される空調装置の送
風機ファンのモータはブラシレスモータが用いられるよ
うになって来ている。

【０００３】このブラシレスモータは、電機子コイル、
ロータ、シリンダ、ホール素子等からなるモータ本体部
と、電機子コイルに異なる位相の駆動信号を供給するド
ライバ回路と、ホール素子の検出信号と入力されるＦＡ
Ｎ指示信号等からロータの回転数を制御モータするＰＷ
Ｍ出力信号を送出する制御演算部（マイコン）等から構
成されている。

【０００４】前述のドライバ回路には、スイッチング素
子等への大電流の流入を遮断してスイッチング素子等を
保護することでコンプレッサの故障を防止する保護ヒュ
ーズが設けられている。

【０００５】また、前述の演算制御部においては、ＦＡ
Ｎ指示信号が入力している間は各ホール素子の検出信号
の周期に基づいてロータの回転数を求め、この回転数
と、空調制御アンプ（図示せず）からのＦＡＮ指示信号
が示す指示回転数（デューティ比）とから目標回転数に
するデュティ比を求める。そして、このデュティ比のＰ
ＷＭ信号を出力ＰＷＭ信号とし、各相毎にタイミングを
ずらした複数の出力ＰＷＭ信号として同時に送出する。

【０００６】さらに、演算制御部は、ホール素子の検出
信号の周期が所定時間得られないときは、ロータがロッ
ク状態（完全に停止状態）として直ちに出力ＰＷＭ信号
の出力を停止（以下ロック保護という）する。

【０００７】すなわち、従来のブラシレスモータの演算
制御部は、ホール素子からの検出信号の周期が一定時間
得られないとき、出力ＰＷＭ信号の出力を停止するロッ
ク保護を行うようにしている。このため、ロック保護と
判定する間は、目標回転数の周期を得ようとしてデュテ
ィ比の大きな出力ＰＷＭ信号を送出し続けるので、大電
流が各スイッチング素子に流れることになる。

【０００８】このとき、ドライバ回路の各スイッチング
素子とアースの間には、保護ヒューズが設けられている
ため、この保護ヒューズが大電流によって熱破壊し、各
スイッチング素子等を保護していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異物等
がモータ本体部、ＦＡＮに混入したときはロータは完全
に停止しないで、目標回転数以下で回転している場合も
ある。

【００１０】ところが、従来のブラシレスモータの演算
制御部は、ホール素子からの検出信号の周期が一定時間
得られないときに、出力ＰＷＭ信号の出力を停止するロ
ック保護を行うようにしているので、目標回転数以下で
回転している場合は、この回転数に対応する周期が得ら
れることになるからロック保護の処理が行われないこと
になり、結果として誤動作の要因になるという課題があ
った。

【００１１】例えば、演算制御部は、目標回転数でロー
タが回転していないときは、目標回転数の周期を得よう
としてデュティ比の大きな出力ＰＷＭ信号をドライバ回
路に送出し続けるので、その間は保護ヒューズを介して
スイッチング素子に大電流が流れることになる。

【００１２】このとき、一定以上の大電流が流れると保
護ヒューズが切断するが、切断までのわずかな時間内に
スイッチング素子に大電流が流れ、その結果スイッチン
グ素子、スイッチング素子までの基板パターン等が熱破
壊を起こす場合がある。

【００１３】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、目標回転数以下でブラシレスモータのロ
ータが回転してもブラシレスモータの電気部品の破壊及
びコンプレッサの誤動作を防止できるブラシレスモータ
を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロータ（１
３）と一体となって回転するセンサマグネット（１５）
の周囲に所定角度間隔で電機子コイル（１１）を巻いた
複数の突極を形成したステータ（１０）を回転不変な状
態で取付け、かつ一定角度間隔で前記ステータ（１０）
の突極に磁気センサを取り付けたアウタロータ形のブラ
シレスのモータ本体部（１）と、モータ本体部（１）の
各電機子コイル（１１）に対して、互いに位相が異なる
所定デューティ比の駆動信号を、生成された各相毎の制
御信号に基づいて送出する駆動回路部（２）とを備え、
演算制御部（４）が磁気センサからの検出信号に基づく
実際の回転数がロータ（１３）を所望の回転速度で回転
させるための指示回転数以下で、かつロータの回転状態
が異常を示しているときは、ロータがレアロック状態と
して駆動回路部への各相毎の制御信号の送出を直ちに停
止させる。

【００１５】前述の回転状態の異常は、ロータ（１３）
の実際の回転数が予め定められている指示回転数に対し
て回転しなければならない最低回転数以下の所定の異常
回転数に到達したとき、ロータ（１３）の回転がレアロ
ック状態による異常と判定して、前記制御信号の送出を
停止させる第１のレアロック保護処理を行う。

【００１６】また、ロータ（１３）の実際の回転数と前
回の回転数とから回転数の変化率を求め、この変化率が
予め記憶されている指示回転数に対して許容できる回転
数の変化率を越えているときは、ロータ（１３）の回転
がレアロック状態による異常と判定して制御信号の送出
を停止させる第２のレアロック保護処理を行う。

【００１７】あるいは、磁気センサからの検出信号に基
づく実際の回転数がロータ（１３）を所望の回転速度で
回転させるための指示回転数以下の場合は、指示回転数
が低回転相当以上を示しているときに、第１のレアロッ
ク保護処理又は第２のレアロック保護処理を行わせる第
３のレアロック保護処理を行う。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、モータ本
体部に位相が異なる駆動信号を送出する駆動回路部に接
続された演算制御部が実際の回転数がロータを所望の回
転速度で回転させるための指示回転数以下で、かつロー
タの回転状態が異常を示しているときは、駆動回路部へ
の各相毎の制御信号の送出を直ちに停止させるようにし
たことにより、何らかの原因によって完全な回転停止で
はない所定回転数以上の回転であるときは、直ちに駆動
信号を停止するので、駆動回路部にスイッチング素子を
用いている場合は、スイッチング素子がオフ状態となる
からスイッチング素子、パターン等の熱破壊を防止でき
るという効果が得られている。

【００１９】また、スイッチング素子を保護するための
保護ヒューズを設けている場合は、何らかの原因によっ
て完全な回転停止ではない所定回転数以上の回転である
ときは、直ちに駆動信号を停止してスイッチング素子を
オフ状態とするので、保護ヒューズが動作する前にスイ
ッチング素子等を保護できるという効果が得られてい
る。つまり、保護ヒューズの熱破壊も保護できる。

【００２０】特に、第１のレアロック保護処理は、回転
数を用いてレアロック状態を判定しているので、処理が
容易である。

【００２１】また、第２のレアロック保護処理は、回転
数の変化率からレアロック状態を判定することにより、
この変化率の傾向からいずれはレアロック状態となるか
が推測できる。

【００２２】さらに、低回転相当以上のときに第１のレ
アロック保護処理又は第２のレアロック保護処理を行う
ことにより、低回転の不安定回転数ではレアロック判定
が行われないことになるので、レアロック判定の誤動作
を防止できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本実施の形態のブラシレス
モータの概念を説明する概略構成図である。図１に示す
ブラシレスモータは、アウトロータ型のブラシレスのＤ
Ｃモータを用いたモータ本体部１と、後述するマイコン
からの出力ＰＷＭ信号のデューティ比とＰＷＭ信号との
アンドをレベル変換した各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の駆動信
号をモータ本体部１に送出する駆動回路部２と、モータ
本体部１のセンサマグネットの回転速度に対応する複数
のセンサ検出信号を生成してマイコンに送出するセンサ
信号検出回路部３とを備えている。

【００２４】また、センサ信号検出回路部３からのセン
サ信号に基づくモータ本体部１の実際の回転数（以下実
回転数ｍｉという）と後述する空調制御部（エアコンア
ンプ）からのＦＡＮ指示とから指示回転数ｋｉと、セン
サ信号に基づくタイミングより、所定デュティ比の各相
の出力ＰＷＭ信号を生成して駆動回路部２に送出すると
共に、実回転数ｍｉが指示回転数ｋｉ以下で所定回転以
下を示しているとき、モータ本体部１のロータがレアロ
ック状態（回転が停止していないで有る程度の回転数で
回転している状態）と判定して、直ちに出力ＰＷＭ信号
の出力を停止させてロータの回転を停止させるレアロッ
ク保護を行う演算制御部４（マイコンともいう）とを備
えている。

【００２５】さらに、マイコン４には、電源の投入又は
オペレータの再起動指示によってレアロック保護を解除
させるリセット回路５と、レアロック保護が行われてい
る間は、空調制御部に異常信号を送出してコンプレッサ
の故障を防止させる警報回路６が接続されている。

【００２６】＜各部の構成＞モータ本体部１は図１及び
図２（ブラシレスモータを下側から見た下面図である）
に示すように、車両用空調装置の送風機ファンの駆動に
用いられ、三相２極巻線のアウタロータ形のブラシレス
ＤＣモータであり、内周側のステータに電機子コイル、
外側のロータに界磁用永久磁石を備えている。

【００２７】ステータ１０には、各突出部１０ａ〜１０
ｆをコアとして、回転磁界を生成する電機子コイル１１
ａ〜１１ｆが三相に配置され、その外側には、９０度間
隔でメインマグネット（界磁用永久磁石）１２を備えた
ロータ１３が配置されている。

【００２８】このロータ１３の回転位置を示すセンサマ
グネット１５は、Ｎ極とＳ極とが２対、ロータ１３の回
転中心に対し均等角度に配置され、ロータ１３と一体に
回転するシャフト１６に取り付けられている。このセン
サマグネット１５による磁界の方向を検出するホールＩ
Ｃ１〜３（磁気センサ）が、ステータ１０の内周に１２
０度間隔で均等配置されている。

【００２９】ロータ１３の回転位置を示すセンサマグネ
ット１５は、本実施の形態では、メインマグネット１２
に対し遅れ角４２度でシャフト１６に取り付けられてい
る。

【００３０】なお、は電流経路が短く、他の電機子コ
イルに比べ２倍の電流が流れているコイルを示す。は
電機子コイル１０ｃ（１０ｆ）とメインマグネット１２
との反発力による正回転トルク発生位置、は電機子コ
イル１０ａ（１０ｄ）とメインマグネット１２との反発
力による逆トルク発生位置を示す。

【００３１】駆動回路部２は、ドライブ回路２０と、レ
ベル変換回路２１とからなる。ドライブ回路２０は、複
数のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ
５、Ｑ６）と複数の抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ６）と保護ヒューズ２３とからなり、スイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ４でＵ相の駆動電力を、スイッチング素
子Ｑ２、Ｑ５でＶ相の駆動電力を、スイッチング素子Ｑ
３、Ｑ６とでＷ相の駆動電力を生成している。また、保
護ヒューズ２３は、スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６
に一方を共通接続し、他方をアースに接続している。

【００３２】また、抵抗Ｒ１はスイッチング素子Ｑ１の
ゲート、抵抗Ｒ２はスイッチング素子Ｑ２のゲート、抵
抗Ｒ３はスイッチング素子Ｑ３のゲート、抵抗Ｒ４はス
イッチング素子Ｑ４のゲート、抵抗Ｒ５はスイッチング
素子Ｑ５のゲート、抵抗Ｒ６はスイッチング素子Ｑ６の
ゲートに、それぞれ接続されている。

【００３３】レベル変換回路２１は、演算制御部４から
の出力ＰＷＭ信号のデュティ比と演算制御部４からのＰ
ＷＭ信号とのアンドをレベル変換した各相毎の制御信号
を、それぞれの抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、
Ｒ６）に送出する。

【００３４】センサ信号検出回路部３は、各ホール素子
（ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３）からのセンサマグネット１
５の磁界方向変化を示す検出信号を反転及び非反転した
６個の検出信号を生成してマイコンに送出する。

【００３５】演算制御部４は、図１に示すように、実回
転数算出手段２５と、目標回転数算出手段２６と、出力
ＰＷＭ信号生成手段２７と、レアロック保護手段２８と
を備えている。

【００３６】実回転数算出手段２５は、センサ信号検出
回路部３からの検出信号の周期からロータ１３の実際の
回転数を求める。

【００３７】目標回転数算出手段２６は、ＦＡＮ指示信
号（デュティ比）の指示回転数ｋｉと実回転数ｍｉとに
基づいて目標回転数を算出する。

【００３８】出力ＰＷＭ信号生成手段２７は、目標回転
数算出手段２６で求められた目標回転数のデュティ比を
求め、このデュティ比を用いて、センサ信号検出回路部
３の検出信号とから各相毎に、タイミングをずらした６
個の出力ＰＷＭ信号を求めて駆動回路部２のレベル変換
回路２１に送出する。

【００３９】また、出力ＰＷＭ信号生成手段２７は、所
定周波数のＰＷＭ信号をレベル変換回路２１に送出して
いる。

【００４０】レアロック保護処理手段２８は、ＦＡＮ指
示信号の指示回転数ｋｉと実回転数ｍｉとを比較し、実
回転数ｍｉが指示回転数ｋｉ以下のとき、以下の第１、
２又は第３のレアロック保護処理を行う。

【００４１】１）第１のレアロック保護処理 実回転数ｍｉが図３の（ａ）に示すレアロック判定テー
ブル２９に予め記憶されている指示回転数ｋｉ（ｋ１、
ｋ２、…）の最低許容回転数範囲ｈｉ（ｈ１、ｈ２、
…）以下で、かつ指示回転数ｋｉに対応するエラー回転
数ｆｔ（ｆ１、ｆ２、…）となっているときにモータ本
体部２がレアロックと判定して、レアロック保護を行
う。

【００４２】すなわち、レアロック保護処理手段２８
は、図３の（ｂ）に示すように、指示回転数ｋｉと、そ
の指示回転数ｋｉに対して有る程度満足できる最低許容
周波数範囲ｈｉと、エラー回転数ｆｉとを対応させたレ
アロック判定テーブル２９を備え、実回転数ｍｉがこの
レアロック判定テーブル２９の最低許容周波数範囲ｈｉ
の間は、そのまま回転を維持させ、エラー回転数ｆｉの
ときに出力ＰＷＭ信号を直ちに停止させて回転停止させ
る第１のレアロック保護を行う行うことによって、保護
ヒューズが作動する前のスイッチング素子への大電流の
流入を防止させている。

【００４３】２） 第２のレアロック保護処理、 実回転数ｍｉの変化率ｐｉが図４の（ａ）に示すレアロ
ック判定テーブル２９に予め記憶されている指示回転数
ｋｉ（ｋ１、ｋ２、…）の回転数許容変化率範囲Ｒｉ
（Ｒ１、Ｒ２、…）より大きく、かつ指示回転数ｋｉに
対応するエラー回転数変化率Ｆｔ（Ｆ１、Ｆ２、…）以
上のときにモータ本体部２がレアロックと判定して、第
２のレアロック保護を行う。

【００４４】すなわち、レアロック保護処理手段２８
は、図４の（ｂ）に示すように、指示回転数ｋｉと、そ
の指示回転数ｋｉに対して有る程度満足できる回転数の
変化の割合である回転数許容変化率範囲Ｒｉと、回転の
変化率からエラー回転数とするべきエラー回転数変化率
Ｆｉとを対応させたレアロック判定テーブル２９を備
え、実回転数ｍｉの変化率ｐｉがこのレアロック判定テ
ーブル２９の回転指示回転数ｋｉに対応する回転数許容
変化率範囲Ｒｉ内のときは、そのまま回転を維持させ、
エラー回転数変化率Ｆｉのときに出力ＰＷＭ信号を直ち
に停止させて回転停止させる第２のレアロック保護を行
う行うことによって、保護ヒューズが作動する前のスイ
ッチング素子への大電流の流入を防止させている。

【００４５】３） 第３のレアロック保護処理、 実回転数ｍｉが図５の（ａ）に示すレアロック判定テー
ブル２９に予め記憶されているロー相当以上（Ｌｏ相当
以上）のときに、実回転数ｍｉの変化率ｐｉが図５の
（ｂ）に示すレアロック判定テーブル２９に予め記憶さ
れている指示回転数ｋｉ（ｋ１、ｋ２、…）の回転数許
容変化率範囲Ｒｉ（Ｒ１、Ｒ２、…）より大きく、かつ
指示回転数ｋｉに対応するエラー回転数変化率Ｆｔ（Ｆ
１、Ｆ２、…）以上のときにモータ本体部２がレアロッ
クと判定して、第２のレアロック保護を行う。

【００４６】すなわち、レアロック保護処理手段２８
は、図５の（ａ）に示すように、実回転数ｍｉがロー相
当以上の回転数のとき、指示回転数ｋｉと、その指示回
転数ｋｉに対して有る程度満足できる回転数の変化の割
合である回転数許容変化率範囲Ｒｉと、回転の変化率か
らエラー回転数とするべきエラー回転数変化率Ｆｉとを
対応させたレアロック判定テーブル２９を備え、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉがこのレアロック判定テーブル２９
の回転指示回転数ｋｉに対応する回転数許容変化率範囲
Ｒｉ内のときは、そのまま回転を維持させ、エラー回転
数変化率Ｆｉのときに出力ＰＷＭ信号を直ちに停止させ
て回転停止させる第２のレアロック保護を行う行うこと
によって、保護ヒューズが作動する前のスイッチング素
子への大電流の流入を防止させている。

【００４７】このようなブラシレスモータは、図６に示
す自動車の空調装置に用いられ、図６に示すように、自
動車内の内気を取り入れるための内気導入用ダクト３２
と外気を取り入れる外気用ダクト３３との間に設けられ
たエアーインテークドア３４の近傍に設けられたＦＡＮ
３５付きのモータ本体部４と、このモータ本体部４に互
いに位相の異なる電力を供給する駆動回路部２と、マイ
コン４と７とから構成される。また、モータ本体部２の
近傍にはエバポレータＥが設けられている。

【００４８】前述のマイコン４には空調制御部４８（Ａ
Ｃアンプともいう）が接続され、この空調制御部４８が
図示しない水温センサ、温度センサ、外気センサ等から
の検出信号と車両のインストルメントパネルに組み付け
られた操作盤４９からの指示信号を入力し、この指示信
号と各種センサからの検出信号とから指示回転数を求
め、ＦＡＮ指示信号としてマイコン４に送出する。

【００４９】上記のように構成されたブラシレスモータ
の動作を以下に説明する。本説明では、第１のレアロッ
ク保護処理を実施の形態１、第２のレアロック保護を実
施の形態２、第３のレアロック保護を実施の形態３とし
て説明する。

【００５０】＜実施の形態１＞図７は実施の形態１の第
１のレアロック保護処理を説明するフローチャートであ
る。

【００５１】演算制御部４の実回転数算出手段２５は、
入力ポート（図示せず）にホール素子からの検出信号が
書き込まれたかどうかを判定する（Ｓ７０１）。

【００５２】ステップＳ７０１において、検出信号が書
き込まれたと判定したときは、前回の検出信号が記憶さ
れているかどうかを判定する（Ｓ７０２）。

【００５３】ステップＳ７０２において、検出信号が書
き込まれていると判定したときは、今回の検出信号と前
回の検出信号の周期から実回転数ｍｉを求める（Ｓ７０
３）。

【００５４】次に、求めた実回転数ｍｉがＦＡＮ指示信
号の指示回転数ｋｉに一致しているかどうかを判定する
（Ｓ７０４）。

【００５５】ステップＳ７０４において、実回転数ｍｉ
と指示回転数ｋｉとが一致しているときは、終了かどう
かを判断し（Ｓ７０５）、終了でないときは、指示回転
数ｋｉをクリアして処理をステップＳ７０１に戻す。

【００５６】また、ステップＳ７０４において、実回転
数ｍｉと指示回転数ｋｉとが一致していないと判定した
ときは、演算制御部４のレアロック保護処理手段２８が
レアロック状態と判定してレアロック判定テーブル２９
から今回の指示回転数ｋｉに対応する最低許容回転数範
囲ｈｉとエラー回転数ｆｔとを読み込む（Ｓ７０７）。

【００５７】そして、実回転数ｍｉが読み込んだエラー
回転数ｆｔ以下かどうかを判定する（Ｓ７０８）。例え
ば、指示回転数ｋｉが６１０回転を示すときは、レアロ
ック判定テーブル２９の６１０回転の指示回転数ｋ１に
対応する最低許容回転数範囲ｈ１（６００〜６１０回
転）を読み、この回転数範囲に実回転数ｍｉが入ってい
るかどうかを判定する。

【００５８】次に、ステップＳ７０８において、実回転
数ｍｉが読み込んだエラー回転数ｆｔ以下と判定したと
きは、入力した指示回転数ｋｉをクリアして（Ｓ７０
９）、出力ＰＷＭ信号生成手段２７に出力ＰＷＭ信号の
出力停止を行ってＦＡＮ３５の回転を停止させ（Ｓ７１
０）、処理をステップＳ７０５に戻す。

【００５９】すなわち、指示回転数ｋｉ以下であっても
有る程度の実回転数となっているときは、そのまま回転
を継続させ、指示回転数から完全にエラー回転数となっ
たときに直ちに出力ＰＷＭ信号の出力を停止すること
で、スイッチング素子への大電流の流入を防止してい
る。

【００６０】また、ステップＳ７０８において、実回転
数ｍｉが読み込んだエラー回転数ｆｔ以下ではないと判
定したときは、実回転数ｍｉは最低許容回転数範囲ｈｉ
以内かどうかを判定する（Ｓ７１１）。

【００６１】例えば、指示回転数ｋｉが６１０回転のと
き、実回転数ｍｉが６１５回転の場合は、最低許容回転
数範囲ｈ１は、６００〜６２０回転となっているので、
実回転数ｍｉは指示回転数ｋｉの最低許容回転数範囲ｈ
ｉ以内と判定する。

【００６２】ステップＳ７１１において、実回転数ｍｉ
は指示回転数ｋｉの最低許容回転数範囲ｈｉ以内と判定
したときは、かどうかを判定する（Ｓ７１１）。

【００６３】ステップＳ７１１において、実回転数ｍｉ
がエラー回転数ｆｔ以下のときは、出力ＰＷＭ信号生成
手段２７に出力ＰＷＭ信号の出力停止指示を行わない
で、現在のデュティ比の回転数の出力ＰＷＭ信号を駆動
回路部２に送出させて（Ｓ７１２）、処理をステップＳ
７０１に戻す。

【００６４】すなわち、実施の形態１は、実回転数ｍｉ
が図３の（ａ）に示すレアロック判定テーブル２９に予
め記憶されている指示回転数ｋｉ（ｋ１、ｋ２、…）の
最低許容回転数範囲ｈｉ（ｈ１、ｈ２、…）以下で、か
つ指示回転数ｋｉに対応するエラー回転数ｆｔ（ｆ１、
ｆ２、…）となっているときにモータ本体部２がレアロ
ックと判定して、回転を停止させる第１のレアロック保
護を行う。

【００６５】＜実施の形態２＞図８は実施の形態２の第
２のレアロック保護処理を説明するフローチャートであ
る。

【００６６】演算制御部４の実回転数算出手段２５は、
入力ポート（図示せず）にホール素子からの検出信号が
書き込まれたかどうかを判定する（Ｓ８０１）。

【００６７】ステップＳ８０１において、検出信号が書
き込まれたと判定したときは、前回の検出信号が記憶さ
れているかどうかを判定する（Ｓ８０２）。

【００６８】ステップＳ８０２において、検出信号が書
き込まれていると判定したときは、今回の検出信号と前
回の検出信号の周期から実回転数ｍｉを求める（Ｓ８０
３）。

【００６９】次に、求めた実回転数ｍｉがＦＡＮ指示信
号の指示回転数ｋｉに一致しているかどうかを判定する
（Ｓ８０４）。

【００７０】ステップＳ８０４において、実回転数ｍｉ
と指示回転数ｋｉとが一致しているときは、終了かどう
かを判断し（Ｓ８０５）、終了でないときは、指示回転
数ｋｉをクリアして処理をステップＳ８０１に戻す。

【００７１】また、ステップＳ８０４において、実回転
数ｍｉと指示回転数ｋｉとが一致していないと判定した
ときは、演算制御部４のレアロック保護処理手段２８が
レアロック状態としてレアロック判定テーブル２９から
今回の指示回転数ｋｉに対応する回転数許容変化率範囲
Ｒｉとエラー回転数変化率Ｆｉとを読み込む（Ｓ８０
７）。

【００７２】そして、ステップＳ８０３において求めた
今回の実回転数ｍｉと前回の実回転数ｍｉとから実回転
数の変化率ｐｉを求める（Ｓ８０８）。

【００７３】次に、実回転数ｍｉの変化率ｐｉが読み込
んだエラー回転数変化率Ｆｉ以下かどうかを判定する
（Ｓ８０９）。例えば、指示回転数ｋｉが７００回転を
示すときは、レアロック判定テーブル２９の７００回転
の指示回転数ｋ１に対応するエラー回転数変化率Ｆ１
（１．５）を読み、今回の回転変化率ｐｉがこのエラー
回転数変化率Ｆｉ以上かどうかを判定する。

【００７４】次に、ステップＳ８０９において、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉが読み込んだエラー回転数変化率Ｆ
ｉより大きいと判定したときは、入力した指示回転数ｋ
ｉをクリアして（Ｓ８１０）、出力ＰＷＭ信号生成手段
２７に出力ＰＷＭ信号の出力停止を行ってＦＡＮ３５の
回転を停止させ（Ｓ８１１）、処理をステップＳ８０５
に戻す。

【００７５】また、ステップＳ８０９において、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉが読み込んだエラー回転数変化率Ｆ
ｉより小さいと判定したときは、実回転数ｍｉの変化率
ｐｉは回転数許容変化率範囲Ｒｉ以内かどうかを判定す
る（Ｓ８１２）。

【００７６】例えば、指示回転数ｋｉが７００回転のと
き、実回転数ｍｉの変化率が１．１の場合は、回転数許
容変化率範囲Ｒ１は、１．１となっているので、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉは指示回転数ｋｉの回転数許容変化
率範囲Ｒｉ以内と判定する。

【００７７】ステップＳ８１２において、実回転数ｍｉ
の変化率ｐｉは指示回転数ｋｉの回転数許容変化率範囲
Ｒｉ以内と判定したときは、出力ＰＷＭ信号生成手段２
７に出力ＰＷＭ信号の出力停止指示を行わないで、現在
のデュティ比の回転数の出力ＰＷＭ信号を駆動回路部２
に送出させて（Ｓ８１３）、処理をステップＳ８０１に
戻す。

【００７８】すなわち、実施の形態２は、レアロック保
護処理手段２８が図４の（ｂ）に示すように、指示回転
数ｋｉと、その指示回転数ｋｉに対して有る程度満足で
きる回転数の変化の割合である回転数許容変化率範囲Ｒ
ｉと、回転の変化率からエラー回転数とするべきエラー
回転数変化率Ｆｉとを対応させたレアロック判定テーブ
ル２９を備え、実回転数ｍｉがこのレアロック判定テー
ブル２９のどれかを判定し、エラー回転数変化率Ｆｉの
ときに第２のレアロック保護を行う。

【００７９】＜実施の形態３＞図９は実施の形態３の第
３のレアロック保護処理を説明するフローチャートであ
る。

【００８０】演算制御部４の実回転数算出手段２５は、
入力ポート（図示せず）にホール素子からの検出信号が
書き込まれたかどうかを判定する（Ｓ９０１）。

【００８１】ステップＳ９０１において、検出信号が書
き込まれたと判定したときは、前回の検出信号が記憶さ
れているかどうかを判定する（Ｓ９０２）。

【００８２】ステップＳ９０２において、検出信号が書
き込まれていると判定したときは、今回の検出信号と前
回の検出信号の周期から実回転数ｍｉを求める（Ｓ９０
３）。

【００８３】次に、求めた実回転数ｍｉがＦＡＮ指示信
号の指示回転数ｋｉに一致しているかどうかを判定する
（Ｓ９０４）。

【００８４】ステップＳ９０４において、実回転数ｍｉ
と指示回転数ｋｉとが一致しているときは、終了かどう
かを判断し（Ｓ９０５）、終了でないときは、指示回転
数ｋｉをクリアして（Ｓ９０６）、処理をステップＳ８
０１に戻す。

【００８５】また、ステップＳ９０４において、実回転
数ｍｉと指示回転数ｋｉとが一致していないと判定した
ときは、演算制御部４のレアロック保護処理手段２８が
求めた実回転数ｍｉがＬｏ相当以上かどうかを判定する
（Ｓ９０７）。

【００８６】次に、実回転数ｍｉがＬｏ相当以上と判定
したときは、レアロック判定テーブル２９から今回の指
示回転数ｋｉに対応する回転数許容変化率範囲Ｒｉとエ
ラー回転数変化率Ｆｉとを読み込む（Ｓ９０８）。

【００８７】そして、ステップＳ９０３において求めた
今回の実回転数ｍｉと前回の実回転数ｍｉとから実回転
数の変化率ｐｉを求める（Ｓ９０９）。

【００８８】次に、実回転数ｍｉの変化率ｐｉが読み込
んだエラー回転数変化率Ｆｉ以下かどうかを判定する
（Ｓ９１０）。例えば、指示回転数ｋｉが７００回転を
示すときは、レアロック判定テーブル２９の７００回転
の指示回転数ｋ１に対応するエラー回転数変化率Ｆ１
（１．５）を読み、今回の回転変化率ｐｉがこのエラー
回転数変化率Ｆｉ以上かどうかを判定する。

【００８９】次に、ステップＳ９１０において、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉが読み込んだエラー回転数変化率Ｆ
ｉより大きいと判定したときは、入力した指示回転数ｋ
ｉをクリアして（Ｓ９１１）、出力ＰＷＭ信号生成手段
２７に出力ＰＷＭ信号の出力停止を行ってＦＡＮ３５の
回転を停止させ（Ｓ９１２）、処理をステップＳ９０５
に戻す。

【００９０】また、ステップＳ８１０において、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉが読み込んだエラー回転数変化率Ｆ
ｉより小さいと判定したときは、実回転数ｍｉの変化率
ｐｉは回転数許容変化率範囲Ｒｉ以内かどうかを判定す
る（Ｓ９１３）。

【００９１】例えば、指示回転数ｋｉが７００回転のと
き、実回転数ｍｉの変化率が１．１の場合は、回転数許
容変化率範囲Ｒ１は、１．１となっているので、実回転
数ｍｉの変化率ｐｉは指示回転数ｋｉの回転数許容変化
率範囲Ｒｉ以内と判定する。

【００９２】また、ステップＳ９０７において、実回転
数ｍｉがＬｏ相当以上ではないと判定したとき、或いは
ステップＳ９１３において、実回転数ｍｉの変化率ｐｉ
は指示回転数ｋｉの回転数許容変化率範囲Ｒｉ以内と判
定したときは、出力ＰＷＭ信号生成手段２７に出力ＰＷ
Ｍ信号の出力停止指示を行わないで、現在のデュティ比
の回転数の出力ＰＷＭ信号を駆動回路部２に送出させて
（Ｓ９１４）、処理をステップＳ９０５に戻す。

【００９３】すなわち、実施の形態３は、レアロック保
護処理手段２８が図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、
実回転数がレアロック判定テーブル２９に予め記憶され
ているＬｏ相当以上のときに、第２のレアロック保護処
理を行う。

【００９４】つまり、指示回転数ｋｉと、その指示回転
数ｋｉに対して有る程度満足できる回転数の変化の割合
である回転数許容変化率範囲Ｒｉと、エラー回転数変化
率Ｆｉとを対応させたレアロック判定テーブル２９を備
え、実回転数ｍｉがこのレアロック判定テーブル２９の
どれかを判定し、エラー回転数変化率Ｆｉのときに第３
のレアロック保護を行う。

【００９５】なお、本実施の形態では、車両用空調装置
の送風機ファンの駆動用ブラシレスモータとして説明し
たが、例えば、車両用エンジンのラジエータ冷却ファン
にも同様に適用でき、さらに室内用空調装置の送風機フ
ァンなどにも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のブラシレスモータの概念を示す
概略構成図である。

【図２】本実施の形態のブラシレスモータの下面図であ
る。

【図３】本実施の形態１のレアロック保護及び第１のレ
アロック保護のレアロック判定テーブルの構成を説明す
る説明図である。

【図４】本実施の形態２のレアロック保護及び第２のレ
アロック保護のレアロック判定テーブルの構成を説明す
る説明図である。

【図５】本実施の形態３のレアロック保護及び第３のレ
アロック保護のレアロック判定テーブルの構成を説明す
る説明図である。

【図６】本実施の形態のブラシレスモータを用いる空調
装置の概略構成図である。

【図７】本実施の形態１の第１のレアロック保護処理を
説明するフローチャートである。

【図８】本実施の形態２の第２のレアロック保護処理を
説明するフローチャートである。

【図９】本実施の形態３の第３のレアロック保護処理を
説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ モータ本体部 ２ 駆動回路部 ３ センサ信号検出回路部 ４ 演算制御部（マイコン） ２０ ドライブ回路 ２１ レベル変換回路 ２３ 保護ヒューズ ２５ 実回転数算出手段 ２６ 目標回転数算出手段 ２７ 出力ＰＷＭ信号生成手段 ２８ レアロック保護手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 剛 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内 Ｆターム(参考） 5H560 AA01 AA02 BB04 BB12 DA02 DA19 EB01 GG04 JJ00 JJ02 JJ07 UA06 XA04 XA05 XA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ（１３）と一体となって回転する
   センサマグネット（１５）の周囲に所定角度間隔で電機
   子コイル（１１）を巻いた複数の突極を形成したステー
   タ（１０）を回転不変な状態で取付け、かつ一定角度間
   隔で前記ステータ（１０）の突極に磁気センサ（ＩＣ
   １、ＩＣ２、ＩＣ３）を取り付けたアウタロータ形のブ
   ラシレスのモータ本体部（１）と、 前記モータ本体部（１９の各電機子コイル（１１）に対
   して、互いに位相が異なる所定デューティ比の駆動信号
   を、生成された各相毎の制御信号に基づいて送出する駆
   動回路部（２）と、 前記磁気センサからの検出信号に基づく実際の回転数が
   前記ロータ（１３）を所望の回転速度で回転させるため
   の指示回転数以下で、かつ前記ロータ（１３）の回転状
   態が異常を示しているときは前記ロータの回転がレアロ
   ック状態として、前記駆動回路部（２）への前記各相毎
   の制御信号の送出を直ちに停止させる演算制御部（４）
   とを有することを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 前記駆動回路部（４）は、 複数のスイッチング素子及びこれらのスイッチング素子
   に接続された保護ヒューズ（２３）を備えて、前記各相
   毎の制御信号に従って前記各スイッチング素子をオンオ
   フ動作させることを特徴とする請求項１記載のブラシレ
   スモータ。
3. 【請求項３】 前記演算制御部（４）は、 前記ロータ（１３）の実際の回転数が予め定められてい
   る前記指示回転数に対して回転しなければならない最低
   回転数以下の所定の異常回転数に到達したとき、前記ロ
   ータ（１３）の回転がレアロック状態による異常と判定
   して前記制御信号の送出を停止させる第１のレアロック
   保護処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の
   ブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 前記演算制御部（４）は、 前記ロータ（１３）の実際の回転数と前回の回転数とか
   ら回転数の変化率を求め、この変化率が予め記憶されて
   いる前記指示回転数に対して許容できる回転数の変化率
   を越えているときは、前記ロータの回転がレアロック状
   態による異常と判定して前記制御信号の送出を停止させ
   る第２のレアロック保護処理を行うことを特徴とする請
   求項１記載のブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 前記演算制御部（４）は、 前記磁気センサからの検出信号に基づく実際の回転数が
   前記ロータを所望の回転速度で回転させるための指示回
   転数以下の場合は、前記指示回転数が低回転相当以上を
   示しているときに、前記第１のレアロック保護処理又は
   第２のレアロック保護処理を行わせる第３のレアロック
   保護処理を備えることを特徴とする請求項１記載のブラ
   シレスモータ。
6. 【請求項６】 前記演算制御部（４）は、 前記磁気センサからの検出信号の周期に基づいて前記ロ
   ータの実際の回転数を求める実回転数算出手段（２５）
   と、 前記指示回転数と前記実際の回転数とから今回の目標回
   転数を求める目標回転数算出手段（２６）と、 停止指示が入力するまでは、前記目標回転数に基づくデ
   ュティ比のそれぞれ位相が異なる前記各相毎の前記制御
   信号を生成して前記駆動回路部（２）に送出する出力信
   号生成手段（２７）と、 前記指示回転数毎に、該指示回転数に対して回転しなけ
   ればならない所定の最低回転数範囲又は許容できる回転
   数の最低変化率と、前記指示回転数に対して、回転が回
   転停止していない回転数とされるレアロック状態の回転
   数又は前記レアロック状態とされる回転数の変化率とが
   対応させられて記憶されたレアロック判定テーブル（２
   ９）と、 前記実際の回転数が前記指示回転数以下で、かつ前記ロ
   ータの回転状態が異常を示しているときは、前記駆動回
   路部（２）への前記各相毎の制御信号の送出を直ちに停
   止させる指示を前記出力信号生成手段（２７）に送出す
   るレアロック保護処理手段（２８）とを有することを特
   徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のブラシレス
   モータ。