JP2004187347A

JP2004187347A - ブラシレスモータの制御方法およびその制御装置

Info

Publication number: JP2004187347A
Application number: JP2002348293A
Authority: JP
Inventors: Munehisa Haitani; 宗久灰谷
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】ホール素子などのセンサを用いずにモータの回転数などを自己制御できるようにしたブラシレスモータの制御方法およびその制御装置を提供する。
【解決手段】第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１を第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に下げると、モータの出力信号Ｓ_Ｒが第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を越える時間が、区間ＴａやＴｂよりも短くなるため、モータの回転速度を高める制御が可能となる。また駆動信号Ｓ１，Ｓ２の切換え後から所定の時間（マスク時間）ｔ１が経過するまでの間出力信号Ｓ_Ｒにマスクをかけることにより、リップル出力Ｓｒを無視することが可能となるため、出力信号Ｓ_Ｒが第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を越えるのを防止できる。よって、モータを高い精度で制御することが可能となる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲームコントローラや携帯電話機などにおいて振動を生じさせるブラシレス型のモータに係わり、特にホール素子などのセンサを用いることなく、モータの回転速度などを自己制御できるようにしたブラシレスモータの制御方法およびその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブラシレス型のモータは、一般的に固定部となるステータと、回転部となるロータとで構成されている。前記ステータは、例えば両側方向に延びる腕部を備えた電機子コアと、この腕部にそれぞれ巻回された一対の巻き線コイルとで構成されている。またロータは、前記ステータの中心に設けられた回転軸に対し回転自在に支持されたハウジングと、このハウジングの内壁に固定された円柱形状の磁石とで構成されている。前記磁石は右半分の内面がＮ極に着磁され、左半分の内面がＳ極に着磁されており、それぞれ前記電機子コアの端面と所定の隙間を介して対向している。
【０００３】
前記ステータとロータとの間にはセンサとしてホール素子が設けられており、前記ホール素子がロータの回転数や停止位置などを検出することが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１６９４８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のブラシレスモータにおいては、転流タイミング検出用にホール素子などのセンサをハウジング内に配設しているために、モータの内部構成が複雑化しやすく、またモータ内容積の増大を伴うためにモータ自体を小形化し難いという問題がある。
【０００６】
一方、前記ブラシレスモータからセンサを取り除いて小形化した場合には、モータの起動に支障が生じたり、モータの回転制御を行うことができなくなるといった問題が発生する。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、ホール素子などのセンサを用いることなく、モータの回転数などを自己制御できるようにしたブラシレスモータの制御方法およびその制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の巻き線コイルを交互に通電することにより回転が生じるブラシレスモータの制御方法であって、
前記コイルから出力される出力信号から基準電圧を設定するとともに、前記個々のコイルから出力される各出力信号と前記基準電圧とを比較し、一方の出力信号が前記基準電圧を越えたときに前記一方のコイルへの通電を停止させると同時に他方のコイルへの通電を開始させる駆動信号に基づいて回転制御させられるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、ホール素子などのセンサを用いることなく、モータの回転を制御することができるため、モータを小型化することが可能となる。しかもモータ自身が自己制御で回転することができるようになる。
【００１０】
例えば、前記基準電圧は、前記コイルへの通電を遮断した直後に前記出力信号に含まれるコイルの逆起電力に基づくリップル出力の最大値よりも大きく設定されているものが好ましい。
【００１１】
上記構成では、リップル出力のタイミングで駆動信号が切り換わることを防止することができるため、精度の高い回転制御が可能となる。しかも、基準電圧の設定をリップル出力の最大値に近づけて行くと、モータの回転を高速化することができるとともに、モータの回転効率を高めることができる。
【００１２】
さらには、前記コイルへの通電遮断時から所定の時間だけ前記出力信号にマスクをかけて前記リップル出力を無視できるようにしたものが好ましい。
【００１３】
本構成では、前記リップル出力やノイズなどが誤って検出されてしまうことを防止することができるため、さらに精度の高い回転制御が可能となる。
【００１４】
また上記においては、前記駆動信号の前記コイルへの通電を許容する区間内に、コイルへの通電を一次的に停止させる休止区間が設けられているものとすることができる。
【００１５】
本構成では、前記休止区間では、電気エネルギーの供給をカットすることができるため、モータの回転速度を遅くすることができる。
【００１６】
また本発明は、一対の巻き線コイルを備えたブラシレスモータの各コイルに流れる電流を出力信号として検出する検出部と、前記出力信号をフィードバックして前記各コイルの励磁状態を切り換えるスイッチング手段とを有するブラシレスモータの制御装置であって、
前記出力信号から基準電圧を設定する基準設定部と、前記基準電圧と前記出力信号とを比較し、一方のコイルから出力された出力信号が前記基準電圧を越えたときに前記一方のコイルへの通電を停止させ、同時に他方のコイルへの通電を開始させる駆動信号を生成する比較部が設けられており、この比較部から出力される駆動信号によって前記スイッチング手段が切り換えられることを特徴とするものである。
【００１７】
さらには、前記検出部と比較部との間には、前記比較部が前記スイッチング手段の信号切換え直後から所定時間内だけ前記検出信号に含まれるリップル出力を無視するマスク手段が設けられているものである。
例えば、前記スイッチング手段はトランジスタで構成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１はブラシレスモータを示す平面図、図２はモータの駆動手段を示し、Ａは駆動手段の全体ブロック図、Ｂは駆動手段の一部を詳細に示した回路構成図、図３はモータの出力信号を示す図である。
【００１９】
本発明のブラシレスモータ１は、例えばゲームコントローラや携帯電話機などにおいてバイブレーションを発生させる振動モータとして使用されるものである。
【００２０】
図１に示すように、このブラシレスモータ１は、内側に固定部として設けられたステータ２と、その外側に回転部として設けられたロータ３とで構成されたアウターロータ方式の２相２極型ブラシレスモータである。
【００２１】
前記ステータ２は、剛板などの磁性材料で形成され機構シャーシ上に固定された電機子コア５を有している。電機子コア５は、両側方向に突出する腕部５ａ，５ｂを有しており、前記腕部５ａ，５ｂには線材（エナメルまたはポリイミド被覆導線など）を巻き付けることによって形成された巻き線コイルＣ１，Ｃ２が設けられている。なお、以下においてはコイルＣ１をＡ相、コイルＣ２をＢ相として説明する。
【００２２】
前記ロータ３は円筒形状のハウジング３Ａを有しており、その中心には回転軸３Ｂが設けられている。前記回転軸３Ｂは前記電機子コア５の中心に設けられた孔５Ａに挿入され、且つその下端は機構シャーシに対し回転自在に支持されている。前記ハウジング３Ａの内面には、互いに極性の異なる断面円柱形状の磁石Ｍが前記ステータ２の電機子コア５に対向して設けられている。図１に示すものでは、磁石Ｍの右半分の内側はＮ極に着磁された磁石Ｍ１であり、磁石Ｍの左半分の内壁はＳ極に着磁された磁石Ｍ２である。なお、図１では磁石Ｍ１と磁石Ｍ２の一方の境界部分をＭａ、他方の境界部分をＭｂで示している。
【００２３】
前記磁石Ｍ１，Ｍ２と対向し且つ前記腕部５ａ，５ｂの中心を通るＸ軸から図示時計回りに角度θだけ回転した位置には、鉄板などからなる前記機構シャーシの一部を切り起こしたプレート８ａ，８ｂが軸対象に設けられている。このため、ロータ３は磁石Ｍ１，Ｍ２と腕部５ａ，５ｂとの間、および磁石Ｍ１，Ｍ２とプレート８ａ，８ｂとの間に作用する磁気吸引力によるコギングトルクがバランス的に釣り合う位置で停止することが可能となっている。よって図１に示すように、ロータ３は、前記一方の境界部分Ｍａと他方の境界部分Ｍｂとを結ぶ仮想線Ｌ−Ｌが前記Ｘ軸と垂直に交差するＹ軸に対し角度αだけ傾いた状態で停止する。すなわち、ロータ３は、前記磁石Ｍ１，Ｍ２の磁気中心点Ｍ１ａ，Ｍ２ａが、前記電機子コア５の腕部５ａ，５ｂの端面と対向する位置（デットポイント）から対向しない位置へずれた状態で停止している。よって、Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２に所定の駆動電流を与えることにより、ロータ３を回転させることが可能となっている。
【００２４】
図２Ａに示すように、前記ブラシレスモータ１のモータ駆動手段は、主としてモータ部１０、基準設定部１１、比較部１２、スイッチング手段１３、マスク手段１５および制御部２０などで構成されている。
【００２５】
図２Ｂに示すように、モータ部１０は前記ブラシレスモータ１のステータ２のＡ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２で構成されている。前記Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２の一方の端部は、ともに共通の電源Ｖｃｃに接続されている。
【００２６】
またスイッチング手段１３は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ１，Ｑ２で構成されており、このトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ端子には前記コイルＣ１，Ｃ２の他方の端部がそれぞれ接続されている。また前記トランジスタＱ１のエミッタ端子とトランジスタＱ２のエミッタ端子は共通の抵抗Ｒを介してグランドＧに接地されており、前記トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ端子の出力が検出部１４とされている。さらにトランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子には前記比較部１２が接続されている。
【００２７】
前記基準設定部１１は、図示しないピークホールド回路、Ａ／Ｄ変換回路、メモリ、Ｄ／Ａ変換回路などを有している。
【００２８】
マスク手段１５は、前記検出部１４から出力される出力信号Ｓ_Ｒに対し所定時間だけマスクをかけるものである。すなわち、トランジスタＱ１，Ｑ２の開閉を行うと、前記検出部１４から出力される出力信号Ｓ_Ｒには、コイルＣ１，Ｃ２の逆起電力によるリップル出力が生じるが、前記リップル出力が生じる所定の時間だけマスクを掛け、このリップル出力を無視することより、リップル出力が基準電位Ｖｒｅｆを越えないようにするものである。ただし、前記マスクをかけた区間以外の時間帯では前記出力信号Ｓ_Ｒが基準電位Ｖｒｅｆを越えることを可能としている。
【００２９】
比較部１２は、２種類のコンパレータ、すなわち通常はＬレベルにあり入力値が基準電位Ｖｒｅｆを越えたときにＨレベルを出力するコンパレータと、通常はＨレベルにあり入力値が基準電位Ｖｒｅｆを越えたときにＬレベルを出力するコンパレータとで構成されている。よって、前記比較部１２は、前記マスク手段１５でマスク後の出力信号Ｓ_Ｒと基準設定部１１で設定された基準電位Ｖｒｅｆとを比較し、前記マスク後の出力信号Ｓ_Ｒが基準電位Ｖｒｅｆを越えたときに、前記スイッチング手段１３のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子に対して互いに異なる信号（Ｈレベル信号とＬレベル信号）を出力する。すなわち、トランジスタＱ１にＨレベル信号を出力する場合には、トランジスタＱ２にＬレベル信号を出力し、その逆にトランジスタＱ１にＬレベル信号を出力する場合には、トランジスタＱ２にＨレベル信号を出力するように動作する。
【００３０】
制御部２０は、ＣＰＵを主体とした１チップＩＣであり、後述するように前記モータ部１０、基準設定部１１、比較部１２、スイッチング手段１３、マスク手段１５の各種制御を行う。
【００３１】
なお、前記スイッチング手段１３のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子にともにＨレベル信号を与えた状態で、ブラシレスモータ１のロータ部を一定の角速度で回転させると、図３に示すような正弦波信号Ｓａ，Ｓｂが検出部１４から出力信号Ｓ_Ｒとして出力される。図３に点線で示す正弦波信号ＳａはＡ相のコイルＣ１で生成されトランジスタＱ１を介して出力される信号であり、一点鎖線で示す正弦波信号ＳｂはＢ相のコイルＣ２で生成されトランジスタＱ２を介して出力される信号である。このとき、前記Ａ相の正弦波信号ＳａとＢ相の正弦波信号Ｓｂとは互いに１８０°位相が異なる。
【００３２】
以下、振動モータの制御方法について説明する。
図４はトランジスタを切り換えたときに出力部に現れる出力信号と駆動信号との関係を示す図である。図５中の実線が出力信号（電圧値）Ｓ_Ｒを、符号ＳａはＡ相のコイルＣ１による出力（電圧値）を、符号ＳｂはＢ相のコイルＣ２よる出力（電圧値）を、符号Ｓ１，Ｓ２が比較部から出力されトランジスタＱ１，Ｑ２に与えられる駆動信号をそれぞれ示している。また区間ＴａはトランジスタＱ１のみがＯＮ状態（コイルＣ１の励磁状態）、区間ＴｂはトランジスタＱ２のみがＯＮ状態（コイルＣ２の励磁状態）を示しており、区間Ｔａ＋区間Ｔｂがロータ３の一回転の周期に相当している。
【００３３】
また図５は基準電圧を第２の基準電圧に下げた場合の出力信号と駆動信号との関係を示す図、図６は休止区間を設定した場合の出力信号と駆動信号との関係を示ず図である。
【００３４】
（基準電位Ｖｒｅｆの設定）
先ず、ロータ３が回転していない状態で、制御部２０がスイッチング手段１３の例えば一方のトランジスタＱ１のベース端子のみにＨレベル信号を与えることにより、トランジスタＱ１をＯＮ状態に設定してブラシレスモータ１のＡ相のコイルＣ１のみを通電する。このとき、Ａ相のコイルＣ１の抵抗成分による電圧降下とトランジスタＱ１のコレクタ−エミッタ間電圧Ｖｅｃおよび抵抗Ｒによる電圧降下Ｖ_Ｒが生じる。このとき前記制御部２０は、前記基準設定部１１を動作させ、前記抵抗Ｒの電圧降下Ｖ_ＲをＡ／Ｄ変換してメモリにそのデータを記憶するとともに、このデータを再度Ｄ／Ａ変換して得た電圧を比較部１２に対し第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１として与える。なお、初期の基準電位Ｖｒｅｆ１はトランジスタＱ２側から求めるものであってもよい。
【００３５】
（初期起動制御）
次に、制御部２０はスイッチング手段１３のトランジスタＱ１，Ｑ２の各ベース端子に適当な周期からなる矩形波状の駆動信号Ｓ１，Ｓ２を交互に加えることにより、前記トランジスタＱ１，Ｑ２の動作状態を数回切換える。すると、Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２が励磁され、電機子コア５の腕部５ａ，５ｂから外周方向に磁界が発生する。これにより、磁石Ｍ１，Ｍ２と腕部５ａ，５ｂとの間、および磁石Ｍ１，Ｍ２とプレート８ａ，８ｂとの間のコギングトルクのバランスが崩れるため、ロータ３を回転始動させることが可能となる。
【００３６】
（通常制御）
前記ロータ３が回転し始めると、ロータ３の磁石Ｍ１，Ｍ２から生じた磁界が回転しながら、すなわち回転磁界となって前記Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２内を通過するため、前記Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２に正弦波状の電流が発生する。ただし、トランジスタＱ１，Ｑ２がＯＮ状態のときには、前記Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２に電源Ｖｃｃから所定の電流が供給されるため、前記Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２に流れる総電流は、前記電源Ｖｃｃから供給される電流に回転磁界によって発生した正弦波状の電流が加算されたものとなる。
【００３７】
そして、電源Ｖｃｃからの電流によって抵抗Ｒに生じる電圧降下Ｖ_Ｒは第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１であるため、図３に示すように前記検出部１４の出力信号Ｓ_Ｒは前記第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１をバイアス電圧とし、このバイアス電圧を中心とする正弦波信号Ｓａと正弦波信号Ｓｂの合成となる。
【００３８】
比較部１２は、出力信号Ｓ_Ｒ（正弦波信号Ｓａと正弦波信号Ｓｂ）が、前記第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１をマイナス側からプラス側に越えるタイミングで駆動信号Ｓ１，Ｓ２を生成し、これをスイッチング手段１３のトランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子に与えてその動作状態をスイッチングさせる。これにより、Ａ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２に流れる電流の切り換えが行われる。
【００３９】
このような切り換えを行うことにより、図４に示すように、トランジスタＱ１がＯＮ状態にあり、且つトランジスタＱ２がＯＦＦ状態にある区間Ｔａでは、出力信号Ｓ_Ｒは前記正弦波信号Ｓａに従うものとなる。またトランジスタＱ２がＯＮにあり、且つトランジスタＱ２がＯＦＦ状態にある区間Ｔｂでは、出力信号Ｓ_Ｒは前記正弦波信号Ｓｂに従うものとなる。よって、この切り換え動作を連続的に行うことにより、ブラシレスモータ１を継続して回転させることができる。
【００４０】
なお、前記区間Ｔａから区間Ｔｂへ移行した直後では、比較部１２は出力信号Ｓ_Ｒが前記第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１をマイナス側からプラス側に越えるタイミングでトランジスタＱ１をＯＦＦ状態に切り換え、且つトランジスタＱ２をＯＮ状態に切り換えるような駆動信号Ｓ１，Ｓ２を生成して前記スイッチング手段１３のトランジスタＱ１，Ｑ２の各ベース端子に出力するが、このとき通電状態にあったＡ相のコイルＣ１には逆起電力が発生するため、前記出力信号Ｓ_Ｒには前記逆起電力の影響を受けたリップル出力Ｓｒが発生する。同様に区間Ｔｂから区間Ｔａへ移行した直後にも前記出力信号Ｓ_ＲにＢ相のコイルＣ２で発生した逆起電力の影響を受けたリップル出力Ｓｒが発生する。
【００４１】
ただし、前記第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１のピーク値をリップル出力Ｓｒの電圧値よりも十分な余裕を持って大きく設定されているため、リップル出力ＳｒによってトランジスタＱ１，Ｑ２がスイッチング動作するようなことはない。
【００４２】
なお、ブラシレスモータ１の通常制御のときには、前記マスク手段１５のマスク時間は設定されておらず、検出部１４から出力される出力信号Ｓ_Ｒがそのまま比較部１２に出力される。
【００４３】
すなわち、ブラシレスモータ１の始動前で、ロータ３とステータ２との間に磁石Ｍ１，Ｍ２が回転することによる回転磁界が発生していない間は、制御部２０が開ループ制御でＡ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２を強制的に励磁してロータ３に回転を与えるが、ロータ３が一定時間加速された後は、閉ループ制御に移行し、トランジスタＱ１，Ｑ２の切り換えを行うことで通常の回転制御を行っている。
【００４４】
（高効率制御）
次に、通常制御で駆動されているブラシレスモータ１の回転効率を高めるため高効率制御について説明する。
【００４５】
上述の通常制御においては、トランジスタＱ１，Ｑ２の切換えが、ロータ３の１回転（３６０°）に対し半周（１８０°）ごとに行われるが、この切換えのタイミングを早めると、大きな回転トルクを得ることができ、高い効率でブラシレスモータ１を駆動することが可能である。
【００４６】
例えば、図１においてロータ３が反時計回り方向に回転しているとする。ここで、上記通常制御では磁石Ｍ１，Ｍ２の磁気中心点Ｍ１ａ，Ｍ２ａがそれぞれＹ軸を横切るときに前記トランジスタＱ１，Ｑ２の切り換えが行われていることになる。
【００４７】
これに対し、高効率制御では磁石Ｍ１，Ｍ２の磁気中心点Ｍ１ａ，Ｍ２ａがそれよりも早い図１のＬ−Ｌ線に達したタイミングで前記トランジスタＱ１，Ｑ２の切り換えが行われるようになる。
【００４８】
この例では、通常制御における磁石Ｍ１，Ｍ２の磁気中心点Ｍ１ａ，Ｍ２ａとプレート８ａ，８ｂ間の距離に対し、高効率制御における磁石Ｍ１，Ｍ２の磁気中心点Ｍ１ａ，Ｍ２ａとプレート８ａ，８ｂ間の距離の方を長く設定できる。従って、反時計回りに回転する場合において、磁石Ｍ１，Ｍ２の磁気中心点Ｍ１ａ，Ｍ２ａがプレート８ａ，８ｂに対向するまでの間に磁気吸引力が作用する時間は高効率制御の方が通常制御に比べて長く設定することができ、その分だけロータ３を加速させることが可能となり、よって回転速度を高めるとともに高い効率でロータ３を回転させることが可能となる。
【００４９】
高効率制御を行う場合には、制御部２０が前記基準設定部１１を駆動し、基準設定部１１が第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも低い第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を設定するようにする。すると、図５に示すように、出力信号Ｓ_Ｒが前記第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２をマイナス側からプラス側に越えるタイミングが早まり、区間Ｔａおよび区間Ｔｂの時間間隔が短くなる。よって、通常制御の場合に比べて早いタイミングでトランジスタＱ１，Ｑ２が切り換えられるため、ロータ３の回転速度が高まるとともに高い効率で回転させることができる。
【００５０】
ここで、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２は、前記第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも小さく、且つ前記出力信号Ｓ_Ｒのリップル出力Ｓｒのピーク値よりも大きい範囲であり、好ましくは前記ピーク値よりもわずかに大きい値である。前記制御部２０が、前記基準設定部１１のピークホールド回路とＤ／Ａ変換回路とによってサンプル取得した出力信号Ｓ_Ｒと前記メモリが記憶している第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１のデータとを比較することによって、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を出力信号Ｓ_Ｒのリップル出力Ｓｒのピーク値よりもわずかに大きい値に設定し、前記Ａ／Ｄ変換回路でアナログ量に変換して比較部１２に出力することが可能である。
【００５１】
ただし、前記第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２をリップル出力Ｓｒのピーク値に接近させていくと、リップル出力Ｓｒのピーク値や、ノイズなどによって比較部１２が誤動作するおそれが懸念される。そこで、出力信号Ｓ_Ｒにマスクをかけるようにする。
【００５２】
すなわち、制御部２０からの指令を受けたマスク手段１５が、駆動信号Ｓ１，Ｓ２の切り換えの直後から所定の時間（マスク時間）ｔ１を計測し、このマスク時間ｔ１が経過するまでの間は前記比較部１２が動作しないように前記出力信号Ｓ_Ｒにマスクをかけることにより、前記のような誤動作を防止することが可能である。
【００５３】
前記マスクの方法は、例えばマスク手段１５から前記マスク時間ｔ１だけ、比較部１２が動作しないような停止信号を送出するもの、あるいはマスク手段１５から出力される出力信号Ｓ_Ｒから前記リップル出力Ｓｒのみを除去した信号を生成して比較部１２に送出するものなどである。これらは、公知のソフトウエアまたはハードウエア的な手段を用いて比較的容易に生成することが可能である。
【００５４】
なお、第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２を第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも高く設定すると、前記区間Ｔａ，Ｔｂが延びるため、ロータ３の回転速度を低速化することも可能である。
【００５５】
（遅延速度制御）
次に、ロータ３の回転速度を遅くする遅延速度制御について説明する。
【００５６】
図６に示すように、例えば高効率制御の状態において、マスク時間ｔ１の経過直後から出力信号Ｓ_Ｒが前記第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に達する直前までの間（休止区間ｔ２）、前記駆動信号Ｓ１，Ｓ２を強制的にＯＦＦ状態に設定する。特に、前記駆動信号Ｓ１，Ｓ２のＨレベル信号の期間、すなわちコイルＣ１，Ｃ２に電流が供給される区間を休止区間ｔ２とする。
【００５７】
このように、駆動信号Ｓ１，Ｓ２に休止区間ｔ２を設けると、その間はトランジスタＱ１，Ｑ２がＯＦＦ状態となってＡ相のコイルＣ１およびＢ相のコイルＣ２を電流が流れなくなる。よって、ロータ３の回転に供給される電気的エネルギーが少なくなるため、ロータ３の回転速度を低速化することができる。しかも、休止区間ｔ２経過後に、出力信号Ｓ_Ｒが前記第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に達する時間も徐々に延びるようになるため、よりロータ３の回転数を下げることが可能となる。
【００５８】
なお、休止区間ｔ２の設定は、前記比較部１２が前記制御部２０の指令を受けて行うようにすればよい。あるいは制御部２０の指令を受けたマスク手段１５が行うものであってもよい。
【００５９】
（再起動制御）
ところで、ロータ３の回転速度は、制御部２０が前記区間Ｔａおよび区間Ｔｂを検知することにより監視することができる。
【００６０】
したがって、ロータ３の回転速度が所定の速度以内、すなわち前記区間Ｔａおよび区間Ｔｂが所定の時間ｔａ以下（ｔａ≧Ｔａ，Ｔｂ）であるときには、前記区間Ｔａ，ＴｂのタイミングでトランジスタＱ１，Ｑ２のＯＮおよびＯＦＦを繰り返すとともに、前記休止区間ｔ２の幅を狭めたり、あるいは休止区間ｔ２を無くすことにより、ロータ３の速度を早めて元の回転速度まで復帰させることが可能である。
【００６１】
しかし、ロータ３の回転速度が所定の速度よりも低くなって回転が停止しかかっているようなとき、すなわち前記区間Ｔａおよび区間Ｔｂが前記所定の時間ｔａを越えてしまった場合（ｔａ＜Ｔａ，Ｔｂ）には、上記の第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１の設定、および初期起動制御からやり直すことにより、ロータ３の回転速度を元の速度に復帰させることが可能である。
【００６２】
すなわち、制御部２０が前記コイルＣ１，Ｃ２の励磁切換え間隔（駆動信号Ｓ１，Ｓ２の前記区間Ｔａおよび区間Ｔｂ）を監視し、ロータ３の回転速度が所定の速度以内であるときには通常通りトランジスタＱ１，Ｑ２のＯＮおよびＯＦＦを繰り返すことで速度制御を行い、回転速度が所定の速度よりも遅くなったときには、再起動することで回転を再開することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明では、モータの回転数などを制御するときに、モータのハウジング内にホール素子などのセンサを設ける必要がなくなるため、モータの小型化を推進することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はブラシレスモータを示す平面図、
【図２】モータの駆動手段を示し、Ａは駆動手段の全体ブロック図、Ｂは駆動手段の一部を詳細に示した回路構成図、
【図３】モータの出力信号を示す図、
【図４】トランジスタを切り換えたときに出力部に現れる出力信号と駆動信号との関係を示す図、
【図５】基準電圧を第２の基準電圧に下げた場合の出力信号と駆動信号との関係を示す図、
【図６】休止区間を設定した場合の出力信号と駆動信号との関係を示ず図、
【符号の説明】
１ブラシレスモータ
２ステータ
３ロータ
５電機子コア
１０モータ部
１１基準設定
１２比較部
１３スイッチング部
１４検出部
１５マスク手段
２０制御部
Ｃ１Ａ相のコイル
Ｃ２Ｂ相のコイル
Ｍ１，Ｍ２磁石
Ｑ１，Ｑ２トランジスタ
Ｒ抵抗
Ｓ_Ｒ出力信号
Ｓｒリップル出力
Ｓ１，Ｓ２駆動信号
Ｖｒｅｆ１第１の基準電圧
Ｖｒｅｆ２第２の基準電圧

Claims

一対の巻き線コイルを交互に通電することにより回転が生じるブラシレスモータの制御方法であって、
前記コイルから出力される出力信号から基準電圧を設定するとともに、前記個々のコイルから出力される各出力信号と前記基準電圧とを比較し、一方の出力信号が前記基準電圧を越えたときに前記一方のコイルへの通電を停止させると同時に他方のコイルへの通電を開始させる駆動信号に基づいて回転制御させられるようにしたことを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
前記基準電圧は、前記コイルへの通電を遮断した直後に前記出力信号に含まれるコイルの逆起電力に基づくリップル出力の最大値よりも大きく設定されている請求項１記載のブラシレスモータの制御方法。
前記コイルへの通電遮断時から所定の時間だけ前記出力信号にマスクをかけて前記リップル出力を無視できるようにした請求項１または２記載のブラシレスモータの制御方法。
前記駆動信号の前記コイルへの通電を許容する区間内に、コイルへの通電を一次的に停止させる休止区間が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のブラシレスモータの制御方法。
一対の巻き線コイルを備えたブラシレスモータの各コイルに流れる電流を出力信号として検出する検出部と、前記出力信号をフィードバックして前記各コイルの励磁状態を切り換えるスイッチング手段とを有するブラシレスモータの制御装置であって、
前記出力信号から基準電圧を設定する基準設定部と、前記基準電圧と前記出力信号とを比較し、一方のコイルから出力された出力信号が前記基準電圧を越えたときに前記一方のコイルへの通電を停止させ、同時に他方のコイルへの通電を開始させる駆動信号を生成する比較部が設けられており、この比較部から出力される駆動信号によって前記スイッチング手段が切り換えられることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
前記検出部と比較部との間には、前記比較部が前記スイッチング手段の信号切換え直後から所定時間内だけ前記検出信号に含まれるリップル出力を無視するマスク手段が設けられている請求項５記載のブラシレスモータの制御装置。
前記スイッチング手段はトランジスタである請求項５または６記載のブラシレスモータの制御装置。