JP2009183094A - モータ回転制御装置、およびモータ回転制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータが定常動作している際に、急激にモータの回転速度を増速させようとしても、突入電流値を抑えつつモータの応答速度を速くすることができるモータ回転制御装置、およびモータ回転制御方法を提供する。
【解決手段】モータ回転制御装置１の制御回路３０は、指令ｄｕｔｙ比が出力ｄｕｔｙ比に対してブラシレスモータ２の回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定部１１と、指令ｄｕｔｙ比が初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３と、所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブル１８とを有し、出力ｄｕｔｙ増加判定部１１によって、指令ｄｕｔｙ比がブラシレスモータ２を増速させる値だと判定したとき、所定の制御時間とΔｄｕｔｙテーブル１８とを参照してΔｄｕｔｙ比を求め、これによって求められたΔｄｕｔｙ比に基づいて出力ｄｕｔｙ比を変化させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、ブラシレスモータに用いられるモータ回転制御装置、およびモータ回転制御方法に関するものである。

従来から、ブラシレスモータの駆動を制御するための制御装置としては、ブラシレスモータを所望の速度で回転させるために、ブラシレスモータのコイルに流す電流の量をパルス幅変調信号、つまり、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）出力駆動信号の駆動ｄｕｔｙ比を変化させることで制御するものが知られている。
ここで、停止したブラシレスモータの駆動を開始する場合、いきなり目標の回転速度に応じた駆動ｄｕｔｙ比とすると、ブラシレスモータのコイルに急激に電流が流れる。このため、突入電流（ピーク電流）値が大きくなり、駆動回路が損傷するおそれがあるばかりか、モータ駆動の騒音が大きくなる。そこで、ブラシレスモータの起動開始直後にコイルに流れる電流を徐々に増加させる、所謂ソフトスタート制御を行うさまざまな技術が開示されている。

例えば、ソフトスタート制御を行うために、制御装置にソフトスタート用ＰＷＭデータマップを設けたものがある。このソフトスタート用ＰＷＭデータマップは、立ち上がりカウンタのカウンタ値と駆動ｄｕｔｙ比とを対応付けたマップであって、ブラシレスモータの起動開始からカウンタ値が大きくなるに従い駆動ｄｕｔｙ比が大きくなるように設定されている（例えば、特許文献１参照）。
また、制御装置に駆動制御出力値（トルク）と駆動電流とを対応付けたマップを設け、駆動制御出力値をモータ起動開始から所定の割合で徐々に増大させていくものがある。このようにすることで、突入電流値の低減を図っている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３５７４７３号公報 特開２００２−３４５２９４号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、起動時の突入電流の低減、およびモータ駆動による騒音の低減には優れているが、ブラシレスモータが定常動作している際にモータの回転速度を急激に増速させようとすると、突入電流が発生し、モータの動作がばたついてしまうおそれがあるという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、モータが定常動作している際に、急激にモータの回転速度を増速させようとしても、突入電流値を抑えつつモータの応答速度を速くすることができるモータ回転制御装置、およびモータ回転制御方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、外部制御機器からの指令信号に基づいて、モータの回転速度を制御するための出力信号を出力する制御回路を備えたモータ回転制御装置において、前記制御回路は、前記指令信号の指令ｄｕｔｙ比と前記出力信号の出力ｄｕｔｙ比の値を比較し、前記指令ｄｕｔｙ比が前記出力ｄｕｔｙ比に対して前記モータの回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定部と、前記出力ｄｕｔｙ比が予め定められた初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定部と、前記モータの所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルとを有し、前記出力ｄｕｔｙ増加判定部によって、前記指令ｄｕｔｙ比が前記モータを増速させる値だと判定したとき、前記所定の制御時間と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求め、これによって求められたΔｄｕｔｙ比に基づいて前記出力ｄｕｔｙ比を変化させる制御を行うことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、外部制御機器からの指令信号に基づいて、モータの回転速度を制御するための出力信号を出力する制御回路を備えたモータ回転制御装置において、前記制御回路は、前記指令信号の指令ｄｕｔｙ比と前記出力信号の出力ｄｕｔｙ比の値を比較し、前記指令ｄｕｔｙ比が前記出力ｄｕｔｙ比に対して前記モータの回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定部と、前記出力ｄｕｔｙ比が予め定められた初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定部と、前記モータの所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルと、前記所定の制御時間と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求めるΔｄｕｔｙ算出部と、前記Δｄｕｔｙ算出部により求められた前記Δｄｕｔｙ比に基づいて前記出力ｄｕｔｙ比の変化量を算出するΔｄｕｔｙ換算値算出部と、前記出力ｄｕｔｙ比に、前記Δｄｕｔｙ換算値算出部により算出された前記出力ｄｕｔｙ比の変化量を加算して前記出力ｄｕｔｙ比の値を更新する出力ｄｕｔｙ算出部とを有することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記制御回路は、前記出力ｄｕｔｙ算出部が出力ｄｕｔｙ比を更新するごとに計数するカウンタ部を有し、前記Δｄｕｔｙテーブルは、前記カウンタ部のカウンタ値と前記Δｄｕｔｙ比とを対応付けたテーブルであり、前記Δｄｕｔｙ算出部は、前記カウンタ部のカウンタ値と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求めることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記制御回路は、予め定められた最大出力ｄｕｔｙ比に前記初期出力ｄｕｔｙ比を減算して前記出力ｄｕｔｙ比の最大変化量を算出する出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部と、前記出力ｄｕｔｙ増加判定部によって、前記指令ｄｕｔｙ比が前記モータを増速させる値だと判定したとき、前記指令ｄｕｔｙ比に前記出力ｄｕｔｙ比を減算して出力ｄｕｔｙ増加量を算出する出力ｄｕｔｙ増加量算出部とを有し、前記Δｄｕｔｙ換算値算出部は、前記Δｄｕｔｙ算出部により求められた前記Δｄｕｔｙ比と、前記出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部により算出された前記出力ｄｕｔｙ比の最大変化量と、前記出力ｄｕｔｙ増加量算出部により算出された出力ｄｕｔｙ増加量とに基づいて前記出力ｄｕｔｙ比の変化量を算出することを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記制御回路は、前記出力ｄｕｔｙ比を増加前ｄｕｔｙ比として格納する記憶手段を有し、前記出力ｄｕｔｙ増加量算出部は、前記出力ｄｕｔｙ増加量を算出する際に前記出力ｄｕｔｙ比として前記記憶手段に格納された前記増加前ｄｕｔｙ比を用いることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、外部制御機器からの指令信号に基づいて、モータの回転速度を制御するための出力信号を出力する制御回路を備え、前記制御回路は、前記モータの所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルを有している制御装置のモータ回転制御方法であって、前記指令信号の指令ｄｕｔｙ比と前記出力信号の出力ｄｕｔｙ比の値を比較し、前記指令ｄｕｔｙ比が前記出力ｄｕｔｙ比に対して前記モータの回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定ステップと、前記指令ｄｕｔｙ比が予め定められた初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定ステップと、前記出力ｄｕｔｙ増加判定ステップによって、前記指令ｄｕｔｙ比が前記モータを増速させる値だと判定したとき、前記所定の制御時間と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求めるΔｄｕｔｙ算出ステップと、前記Δｄｕｔｙ算出ステップによって求められたΔｄｕｔｙ比に基づいて前記出力ｄｕｔｙ比を変化させる制御を行う出力ｄｕｔｙ算出ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、モータが定常動作している場合であっても、指令信号の指令ｄｕｔｙ比が出力信号の出力ｄｕｔｙ比に対してモータの回転速度を増速させる値だと判定すれば、所定の制御時間、つまり、指令信号が出力されてからの所定の経過時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルを用いて徐々に出力ｄｕｔｙ比を増大させることができる。このため、急激にモータの回転速度を増速させようとしてもモータのコイルに流れる突入電流の値を抑えつつモータの応答速度を速くすることが可能になる。

また、Δｄｕｔｙ比に基づいて出力ｄｕｔｙ比の変化量を算出するΔｄｕｔｙ換算値算出部を設け、このΔｄｕｔｙ換算値算出部により算出された出力ｄｕｔｙ比の変化量に基づいて出力ｄｕｔｙ比を変化させている。つまり、現在の出力ｄｕｔｙ比にΔｄｕｔｙ換算値算出部により算出された出力ｄｕｔｙ比の変化量を加算して次回の出力ｄｕｔｙ比を決定し、これを出力信号として出力するように構成されている。このため、１つのΔｄｕｔｙテーブルを用いて恰も複数のテーブルを有しているかのようにモータの回転速度の増速加減をさまざまに調整することができる。

すなわち、本発明のように、予め定められた最大出力ｄｕｔｙ比、および初期出力ｄｕｔｙ比から出力ｄｕｔｙ最大増加量を算出すると共に、指令ｄｕｔｙ比に出力ｄｕｔｙ比を減算して出力ｄｕｔｙ増加量を算出し、これら算出された出力ｄｕｔｙ最大増加量、および出力ｄｕｔｙ増加量と、ΔｄｕｔｙテーブルのΔｄｕｔｙ比に基づいて所定の制御時間毎に出力ｄｕｔｙ比を更新すれば、モータの回転速度の増速加減をさまざまに調整することが可能になる。このため、モータの仕様毎にΔｄｕｔｙテーブルを設ける必要がなく、制御回路の汎用性を高めると共に、回路の簡略化を図ることが可能になる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、モータ回転制御装置１は、ブラシレスモータ（電動機）２の回転子の回転位置を回転子位置検出センサ３で検出した結果と、外部制御機器であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４から出力される回転指令信号とに基づいてＰＷＭ制御を行う制御回路３０を有し、インバータ回路５にＰＷＭ出力駆動信号を出力して、電源６からブラシレスモータ２に通電される電流を切り替えるものである。

ここで、ブラシレスモータ２は、固定子と回転子とを主な構成要素とする。固定子には、例えば、３本の固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗが巻き回されてコイルが形成されている。固定子巻線Ｕ，Ｖ，Ｗは、所謂デルタ結線やスター結線で接続されている。回転子は、回転軸と、回転軸の周方向に沿って複数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が配置される永久磁石とから構成されている。なお、ブラシレスモータ２は、インナーロータ型であっても良いし、アウターロータ型であっても良い。

回転子位置検出センサ３は、例えば、ホール素子と電子回路を備えるホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられ、回転子の回転位置を検出可能な位置に配置されている。
インバータ回路５は、例えば、複数のスイッチング素子を電源６の正負両端子間にブリッジ接続して構成される回路であって、電源６から供給された直流電圧をモータ回転制御装置１から入力されたパルス幅変調波形信号（駆動信号）に基づく交流電圧に変換し、ブラシレスモータ２を駆動させる。

モータ回転制御装置１の制御回路３０には、回転子位置検出センサ３が出力するセンサ信号が位置情報取得部７に入力されると共に、ＥＣＵ４が出力する回転指令信号が指令ｄｕｔｙ算出部８に入力される。
位置情報取得部７は、回転子位置検出センサ３から入力されるセンサ信号に基づいてブラシレスモータ２の回転子の回転位置を決定し、この位置情報を駆動信号出力部９に出力する。

指令ｄｕｔｙ算出部８は、ＥＣＵ４から入力される回転指令信号に基づいて、つまり、ＥＣＵ４が要求するブラシレスモータ２の回転速度を満足するために必要な指令ｄｕｔｙ比を算出する。そして、この指令ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ算出部１０と出力ｄｕｔｙ増加判定部１１に出力する。
出力ｄｕｔｙ増加判定部１１は、指令ｄｕｔｙ算出部８によって算出された指令ｄｕｔｙ比と、実際にインバータ回路５に出力されるＰＷＭ出力駆動信号の出力ｄｕｔｙ比とを比較し、この時点での指令ｄｕｔｙ比がブラシレスモータ２の回転速度を増速させる値であるか否かを判定するものである。出力ｄｕｔｙ増加判定部１１による判定結果は、カウンタリセット部１２と初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３に出力される。

出力ｄｕｔｙ増加判定部１１による判定結果がブラシレスモータ２の回転速度を増速させる場合、初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３によって出力ｄｕｔｙ比が予め設定された初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値であるか否かを判定する。
ここで、初期出力ｄｕｔｙ比とは、ブラシレスモータ２の起動時点での出力ｄｕｔｙ比を示す値、つまり、ブラシレスモータ２を起動させるのに必要な出力ｄｕｔｙ比であって、ブラシレスモータ２の仕様に応じて設定される。

すなわち、初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３では、ブラシレスモータ２が駆動している状態か停止状態かを判定している。例えば、予め設定された初期出力ｄｕｔｙ比が１５％である場合、出力ｄｕｔｙ比が１５％よりも小さい値であればブラシレスモータ２は停止しているものと判定する。これに対し、出力ｄｕｔｙ比が１５％以上である場合には、ブラシレスモータ２は駆動しているものと判定する。

なお、この初期出力ｄｕｔｙ比は制御回路３０内に設けられている不図示のメモリに記憶されており、初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３は、メモリから初期出力ｄｕｔｙ比を読み込むようになっている。また、メモリには、ブラシレスモータ２の仕様に応じて設定される最大出力ｄｕｔｙ比も記憶されている。最大出力ｄｕｔｙ比とは出力ｄｕｔｙ比の最大値を示す。

初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３による判定結果は、出力ｄｕｔｙ算出部１０とカウンタ値判定部１４に出力される。
カウンタ値判定部１４は、出力ｄｕｔｙ比を指令ｄｕｔｙ比まで増大させる所定の制御時間に基づいて決定される周期毎にカウントアップされるカウンタ値を判定し、出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部１５に出力している。なお、カウンタ値は、後述するカウンタカウント部２０でカウントされている。

出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部１５は、出力ｄｕｔｙの最大増加量を算出するものである。出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部１５は、制御回路３０内に設けられた不図示のメモリに記憶されている最大出力ｄｕｔｙ比、および初期出力ｄｕｔｙ比の値を読み込み、出力ｄｕｔｙの最大増加量を算出している。具体的に、出力ｄｕｔｙの最大増加量は、
出力ｄｕｔｙの最大増加量＝最大出力ｄｕｔｙ比−初期出力ｄｕｔｙ比
によって算出されている。
出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部１５によって算出された出力ｄｕｔｙの最大増加量は出力ｄｕｔｙ増加量算出部１６に出力される。

出力ｄｕｔｙ増加量算出部１６は、指令ｄｕｔｙ比と、モータの回転速度を増速させる値としての指令ｄｕｔｙ比が供給されたときの出力ｄｕｔｙ比（以下、「増加前ｄｕｔｙ比」という）との差を算出し、この算出された値を出力ｄｕｔｙ増加量としてΔｄｕｔｙ算出部１７に出力している。
ここで、出力ｄｕｔｙ比は、カウンタカウント部２０によってカウンタ値がカウントアップされるごとに徐々に増大するようになっている。出力ｄｕｔｙ増加量は、
出力ｄｕｔｙ増加量＝指令ｄｕｔｙ比−増加前ｄｕｔｙ比
によって算出されている。

Δｄｕｔｙ算出部１７は、カウンタカウント部２０から出力されたカウンタ値を格納するカウンタ値保存部２１から入力されるカウンタ値とΔｄｕｔｙテーブル１８とを参照してΔｄｕｔｙ比を求め、求めたΔｄｕｔｙ比をΔｄｕｔｙ換算値算出部１９に出力している。
図２（ｂ）に示すように、Δｄｕｔｙテーブル１８は、カウンタカウント部２０のカウンタ値とΔｄｕｔｙ比とを対応付けたテーブルである。カウンタ値は、出力ｄｕｔｙ比を指令ｄｕｔｙ比まで増大させる所定の制御時間に基づいて設定されている。例えば、カウンタ値は０〜７０までの間で、かつ＋１ずつ繰上がりながら設定されており、Δｄｕｔｙ比はそれぞれのカウンタ値に対応して設定されている。

より詳しく、図２（ａ）も参照して説明する。図２（ａ）に示すように、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４から出力される回転指令信号に基づいてブラシレスモータ２を所望の回転速度まで増速させる時間、つまり、出力ｄｕｔｙ比を指令ｄｕｔｙ比まで増大させる制御時間を７００（ｍｓｅｃ）とし、回転速度を徐々に増速させる周期を１０（ｍｓｅｃ）とする。そして、１０（ｍｓｅｃ）毎に増加させるΔｄｕｔｙ比（％）を実験などから求める。

次に、図２（ａ）で求めた物理量を図２（ｂ）に示すように、プログラムデータに変換してΔｄｕｔｙテーブル１８に格納する。
すなわち、制御時間「０〜７００（ｍｓｅｃ）」を１０（ｍｓｅｃ）毎にカウンタ値に変換して「０〜７０」とし、制御時間の周期毎のΔｄｕｔｙ比（％）に基づいて決定した値をΔｄｕｔｙテーブル１８の各カウンタ値に格納している。

Δｄｕｔｙ換算値算出部１９は、出力ｄｕｔｙ比の増加前と増加後との変化量であるΔｄｕｔｙ換算値を算出するものである。Δｄｕｔｙ換算値算出部１９は、Δｄｕｔｙ算出部１７によって算出されたΔｄｕｔｙ比と、出力ｄｕｔｙ増加量算出部１６によって算出された出力ｄｕｔｙ増加量と、出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部１５によって算出された出力ｄｕｔｙ最大増加量に基づいてΔｄｕｔｙ換算値を算出している。
より具体的には、Δｄｕｔｙ換算値は、
Δｄｕｔｙ換算値＝Δｄｕｔｙ比×出力ｄｕｔｙ増加量／出力ｄｕｔｙ最大増加量
によって算出されている。

Δｄｕｔｙ換算値算出部１９によって算出されたΔｄｕｔｙ換算値は、出力ｄｕｔｙ算出部１０に入力される。
出力ｄｕｔｙ算出部１０は、出力ｄｕｔｙ比を算出するものであって、増加前ｄｕｔｙ比にΔｄｕｔｙ換算値を加算することで算出されている。より具体的には、出力ｄｕｔｙ比は、
出力ｄｕｔｙ比＝増加前ｄｕｔｙ比＋Δｄｕｔｙ換算値
によって算出されている。

出力ｄｕｔｙ算出部１０は、算出した出力ｄｕｔｙ比を駆動信号出力部９に出力している。
駆動信号出力部９は、出力ｄｕｔｙ算出部１０から入力された出力ｄｕｔｙ比と、位置情報取得部７から入力された位置情報に基づいてインバータ回路５にＰＷＭ出力駆動信号を出力している。

カウンタカウント部２０は、出力ｄｕｔｙ算出部１０に接続されており、出力ｄｕｔｙ算出部１０から出力ｄｕｔｙ比が変化するごとに＋１カウントアップし、カウンタ値をカウンタ値保存部２１、および出力ｄｕｔｙ増加判定部１１に出力する。
出力ｄｕｔｙ算出部１０はΔｄｕｔｙテーブルに格納されている値に基づいて出力ｄｕｔｙ比を変化させるので（図２参照）、カウンタカウント部２０によるカウンタ値のカウントアップは、１０（ｍｓｅｃ）毎に行われることになる。

カウンタ値保存部２１は、Δｄｕｔｙ算出部１７とカウンタ値判定部１４に接続されている。すなわち、カウンタ値保存部２１はカウンタカウント部２０から入力されたカウンタ値を格納した後Δｄｕｔｙ算出部１７に出力する他、カウンタ値判定部１４にも出力している。

一方、カウンタリセット部１２は、出力ｄｕｔｙ算出部１０に接続されており、カウンタ値が所定回数に達するとカウンタ値を「０」リセットしてカウンタ値保存部２１と記憶手段としての増加前ｄｕｔｙ保存部２２に「０」リセット信号を出力する。
この実施形態においては、Δｄｕｔｙテーブルのカウンタ値が最大「７０」であるから、カウンタ値が「７１」にカウントアップされる時点で「０」リセットされることになる。

増加前ｄｕｔｙ保存部２２は、カウンタリセット部１２からの「０」リセット信号が入力される他、出力ｄｕｔｙ算出部１０から出力された出力ｄｕｔｙ比がカウンタリセット部１２を介して入力される。そして、出力ｄｕｔｙ比を増加前ｄｕｔｙ比として保存し、この増加前ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ増加判定部１１に出力している。

このような構成のもと、モータ回転制御装置１の制御回路３０は、ＥＣＵ４から回転指令信号が出力されると増加前ｄｕｔｙ比にΔｄｕｔｙ換算値算出部によって算出されたΔｄｕｔｙ換算値を加算しながら徐々に出力ｄｕｔｙ比を増大していく。
図３は、縦軸を出力ｄｕｔｙ比（％）とし、横軸を制御時間（ｍｓｅｃ）とした場合であって、Δｄｕｔｙ比と出力ｄｕｔｙ算出部１０の出力ｄｕｔｙ比の変化を示すグラフである。
同図に示すように、Δｄｕｔｙ比は、制御時間が０（ｍｓｅｃ）〜７００（ｍｓｅｃ）に至るまでの間に０（％）〜８５（％）まで徐々に変化する。一方、出力ｄｕｔｙ比は、制御時間が０（ｍｓｅｃ）〜７００（ｍｓｅｃ）に至るまでの間に１５（％）〜１００（％）まで徐々に変化する。

ここで、この図３においては、出力ｄｕｔｙ比を１５（％）〜１００（％）に至るまで、つまり、出力ｄｕｔｙ比を８５（％）増加させたい場合について説明した。しかしながら、例えば、出力ｄｕｔｙ比を５０（％）〜１００（％）に至るまでの５０（％）増加させたい場合や、３０（％）〜７０（％）に至るまでの４０（％）増加させたい場合などにあっては、出力ｄｕｔｙ比の変化の度合いが変化してくる。

すなわち、増加前ｄｕｔｙ比に加算されるΔｄｕｔｙ換算値は、制御回路３０のΔｄｕｔｙ換算値算出部１９によって、
Δｄｕｔｙ換算値＝Δｄｕｔｙ比×出力ｄｕｔｙ増加量／出力ｄｕｔｙ最大増加量
によって算出される。このため、Δｄｕｔｙテーブル１８に格納されているΔｄｕｔｙ比がカウンタ値毎に決められた値であったとしても、出力ｄｕｔｙ増加量、および出力ｄｕｔｙ最大増加量が変わるので、この結果、出力ｄｕｔｙ比の変化の度合いとして８５（％）増加させたい場合と、５０（％）または４０（％）増加させたい場合とで変化の度合いが異なる。したがって、ＥＣＵ４から回転指令信号が出力され、この回転指令信号がブラシレスモータ２を増速させる信号である場合、指令ｄｕｔｙ比に到達する所定の制御時間の間、つまり、この実施形態においては７００（ｍｓｅｃ）の間で徐々にブラシレスモータ２が増速していくことになる。

次に、図１、図４に基づいて、モータ回転制御方法の具体例を説明する。
図４に示すように、まず、ブラシレスモータ２の電源が入力されたか否かを判断する（ＳＴ１）。
ブラシレスモータ２の電源が入力されていない場合、つまり、ＳＴ１における判断が「Ｎｏ」である場合、再びＳＴ１の判断を行う。
一方、ブラシレスモータ２の電源が入力された場合、つまり、ＳＴ１における判断が「Ｙｅｓ」である場合、モータ回転制御装置１の制御回路３０にＥＣＵ４から回転指令信号が入力されたか否かを判断する（ＳＴ２）。

回転指令信号が入力されていない場合、つまり、ＳＴ２における判断が「Ｎｏ」である場合、再びＳＴ２の判断を行う。
一方、ＥＣＵ４から回転指令信号が入力された場合、つまり、ＳＴ２における判断が「Ｙｅｓ」である場合、指令ｄｕｔｙ算出部８によって算出された指令ｄｕｔｙ比と、実際にインバータ回路５に出力されている出力ｄｕｔｙ比とを比較し、この時点での指令ｄｕｔｙ比がブラシレスモータ２の回転速度を増速させる値であるか否かを判定する。つまり、指令ｄｕｔｙ比が出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判断する（出力ｄｕｔｙ増加判定ステップ、ＳＴ３）。

指令ｄｕｔｙ比が出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値である場合、つまり、ＳＴ３における判断が「Ｙｅｓ」である場合、初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３によって出力ｄｕｔｙ比が予め設定された初期出力ｄｕｔｙ比よりも小さい値であるか否かを判断する。つまり、ブラシレスモータ２が駆動している状態か停止状態かを判断する（初期出力ｄｕｔｙ出力判定ステップ、ＳＴ４）。

出力ｄｕｔｙ比が初期出力ｄｕｔｙ比よりも小さく、ブラシレスモータ２が停止状態である場合、つまり、ＳＴ４における判断が「Ｙｅｓ」である場合、初期出力ｄｕｔｙ出力判定部１３から初期出力ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ算出部１０に出力する。そして、出力ｄｕｔｙ算出部１０において、初期出力ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ比とし、駆動信号出力部９に出力する（ＳＴ５）。
次に、カウンタカウント部２０によって、カウンタ値が「１」にカウントアップされる（ＳＴ６）。

続いて、記憶手段としての増加前ｄｕｔｙ保存部２２に、カウンタリセット部１２を介して入力された出力ｄｕｔｙ比を増加前ｄｕｔｙ比として保存する。そして、この増加前ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ増加判定部１１に出力する（ＳＴ７）。
次に、初期出力ｄｕｔｙ比が入力された駆動信号出力部９から初期出力ｄｕｔｙ比に基づくＰＷＭ出力駆動信号をインバータ回路５に出力する（ＳＴ８）。

ＰＷＭ出力駆動信号をインバータ回路５に出力した後、制御フローは上述のＳＴ２とＳＴ３の間にリターンされ、再度ＳＴ３からのフローを繰り返す。
一方、指令ｄｕｔｙ比が出力ｄｕｔｙ比よりも小さい値である場合、つまり、ＳＴ３における判断が「Ｎｏ」である場合、カウンタリセット部１２でカウンタ値が「０」リセットされる（ＳＴ１０）。
次に、出力ｄｕｔｙ算出部１０において、初期出力ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ比とし、駆動信号出力部９に出力すると共に、増加前ｄｕｔｙ保存部２２に、カウンタリセット部１２を介して入力された出力ｄｕｔｙ比を増加前ｄｕｔｙ比として保存する。そして、この増加前ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ増加判定部１１に出力する（ＳＴ１１）。この後、ＳＴ８に進む。

また、出力ｄｕｔｙ比が初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きく、ブラシレスモータ２が駆動している状態である場合、つまり、ＳＴ４における判断が「Ｎｏ」である場合、カウンタ値判定部１４によってカウンタ値が所定値（この実施形態においては「７０」）に到達したか否かを判断する（ＳＴ１２）。
カウンタ値が所定値に到達していない場合、つまり、ＳＴ１２における判断が「Ｎｏ」である場合、出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部１５において出力ｄｕｔｙ最大増加量を算出する（ＳＴ１３）。

次に、出力ｄｕｔｙ増加量算出部１６において出力ｄｕｔｙ増加量を算出する（ＳＴ１４）。
続いて、Δｄｕｔｙ算出部１７において、カウンタ値保存部２１のカウンタ値とΔｄｕｔｙテーブル１８とを参照してΔｄｕｔｙ比を求める（Δｄｕｔｙ算出ステップ、ＳＴ１５）。
そして、Δｄｕｔｙ換算値算出部１９において、出力ｄｕｔｙ最大増加量、出力ｄｕｔｙ増加量、およびΔｄｕｔｙ比に基づいてΔｄｕｔｙ換算値を算出する（ＳＴ１６）。

次に、出力ｄｕｔｙ算出部１０において、増加前ｄｕｔｙにΔｄｕｔｙ換算値を加算して出力ｄｕｔｙ比を算出し、この出力ｄｕｔｙ比を駆動信号出力部に出力する（出力ｄｕｔｙ算出ステップ、ＳＴ１７）。
続いて、カウンタカウント部２０においてカウンタ値が＋１カウントアップされる（ＳＴ１８）。この後、ＳＴ８へと進む。
すなわち、ＳＴ８においては、ブラシレスモータ２が停止時にあっては、初期出力ｄｕｔｙ比に基づくＰＷＭ出力駆動信号を出力してブラシレスモータ２を起動し、ブラシレスモータ２が駆動時にあっては、出力ｄｕｔｙ比をカウントアップ毎に更新してこの更新された出力ｄｕｔｙ比に基づくＰＷＭ出力駆動信号を出力することになる。

一方、カウンタ値判定部１４における判定でカウンタ値が所定値に到達した場合、つまり、ＳＴ１２における判断が「Ｙｅｓ」である場合、出力ｄｕｔｙ算出部１０では、指令ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ比とし、ＥＣＵ４からの回転指令信号の要求値にまで出力ｄｕｔｙ比を増大する（ＳＴ１９）。すなわち、所定の制御時間に到達すると所望の出力ｄｕｔｙ比まで増大されたことになる。
次に、カウンタリセット部１２でカウンタ値が「０」リセットされる（ＳＴ２０）。
続いて、出力ｄｕｔｙ算出部１０において、初期出力ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ比とし、駆動信号出力部９に出力すると共に、増加前ｄｕｔｙ保存部２２に、カウンタリセット部１２を介して入力された出力ｄｕｔｙ比を増加前ｄｕｔｙ比として保存する。そして、この増加前ｄｕｔｙ比を出力ｄｕｔｙ増加判定部１１に出力する（ＳＴ２１）。この後、ＳＴ８に進む。

したがって、上述の実施形態によれば、ブラシレスモータ２が駆動した状態、つまり、定常動作している状態であっても、ＥＣＵ４の回転指令信号に基づく指令ｄｕｔｙ比が出力ｄｕｔｙ算出部１０から出力される出力ｄｕｔｙ比に対してモータの回転速度を増速させる値だと判定すれば、所定の制御時間、つまり、回転指令信号が出力されてからの所定の経過時間（カウンタ値保存部２１のカウンタ値）とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブル１８を用いて徐々に出力ｄｕｔｙ比を増大させることができる。このため、急激にブラシレスモータ２の回転速度を増速させようとしても固定子の固定子巻線に流れる突入電流の値を抑えつつブラシレスモータ２の応答速度を速くすることが可能になる。

また、Δｄｕｔｙ比に基づいてΔｄｕｔｙ換算値、つまり、出力ｄｕｔｙ比の変化量を算出するΔｄｕｔｙ換算値算出部１９を設け、このΔｄｕｔｙ換算値算出部１９により算出されたΔｄｕｔｙ換算値に基づいて出力ｄｕｔｙ比を変化（更新）させている。つまり、現在の出力ｄｕｔｙ比である増加前ｄｕｔｙ比にΔｄｕｔｙ換算値算出部により算出されたΔｄｕｔｙ換算値を加算して次回の出力ｄｕｔｙ比を決定し、これをＰＷＭ出力駆動信号として駆動信号出力部９から出力するように構成されている。このため、例えば、出力ｄｕｔｙ比の変化の度合いとして８５（％）増加させたい場合と、５０（％）または４０（％）増加させたい場合とで変化の度合いが異なる。よって、１つのΔｄｕｔｙテーブルを用いて恰も複数のテーブルを有しているかのようにモータの回転速度の増速加減をさまざまに調整することができ、ブラシレスモータ２の仕様毎にΔｄｕｔｙテーブル１８を設ける必要がなく、モータ回転制御装置１の制御回路３０の汎用性を高めると共に、回路の簡略化を図ることが可能になる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、ＳＴ１３において出力ｄｕｔｙ最大増加量を最大出力ｄｕｔｙ比と初期出力ｄｕｔｙ比の値から演算して求めているが、これに限らず予めメモリ等に出力ｄｕｔｙ最大増加量を定数として記憶していても構わない。
また、上述の実施形態では、ブラシレスモータ２がＵ，Ｖ，Ｗ相の３相モータである場合について説明したが、これに限られるものではなく、複数相のモータであればよい。

さらに、上述の実施形態では、制御回路３０の各部の接続構成が図１に示すように構成されている場合について説明した。しかしながら、図１に示す各部を有し、これら各部のうち、Δｄｕｔｙ換算値算出部１９でΔｄｕｔｙ換算値を算出可能、かつ出力ｄｕｔｙ算出部１０でカウンタ値のカウントアップ毎に出力ｄｕｔｙ比を変化（更新）可能に各部が接続されていれば、図１に示す接続構成に限られるものではない。

本発明の実施形態におけるモータ回転制御装置のブロック図である。 本発明の実施形態におけるΔｄｕｔｙテーブルを示し、（ａ）は制御時間とΔｄｕｔｙ比（％）との対応関係を示すテーブル、（ｂ）はカウンタ値とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すテーブルである。 本発明の実施形態におけるΔｄｕｔｙ比と出力ｄｕｔｙ比の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるモータ回転制御方法のフローチャートである。

符号の説明

１ モータ回転制御装置
２ ブラシレスモータ
４ ＥＣＵ（外部制御機器）
８ 指令ｄｕｔｙ算出部
９ 駆動信号出力部
１０ 出力ｄｕｔｙ算出部
１１ 出力ｄｕｔｙ増加判定部
１２ カウンタリセット部
１３ 初期出力ｄｕｔｙ出力判定部
１４ カウンタ値判定部
１５ 出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部
１６ 出力ｄｕｔｙ増加量算出部
１７ Δｄｕｔｙ算出部
１８ Δｄｕｔｙテーブル
１９ Δｄｕｔｙ換算値算出部
２０ カウンタカウント部（カウンタ部）
２１ カウンタ値保存部
２２ 増加前ｄｕｔｙ保存部（記憶手段）３０ 制御回路

Claims (6)

1. 外部制御機器からの指令信号に基づいて、モータの回転速度を制御するための出力信号を出力する制御回路を備えたモータ回転制御装置において、
   前記制御回路は、
   前記指令信号の指令ｄｕｔｙ比と前記出力信号の出力ｄｕｔｙ比の値を比較し、前記指令ｄｕｔｙ比が前記出力ｄｕｔｙ比に対して前記モータの回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定部と、
   前記出力ｄｕｔｙ比が予め定められた初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定部と、
   前記モータの所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルとを有し、
   前記出力ｄｕｔｙ増加判定部によって、前記指令ｄｕｔｙ比が前記モータを増速させる値だと判定したとき、前記所定の制御時間と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求め、これによって求められたΔｄｕｔｙ比に基づいて前記出力ｄｕｔｙ比を変化させる制御を行うことを特徴とするモータ回転制御装置。
2. 外部制御機器からの指令信号に基づいて、モータの回転速度を制御するための出力信号を出力する制御回路を備えたモータ回転制御装置において、
   前記制御回路は、
   前記指令信号の指令ｄｕｔｙ比と前記出力信号の出力ｄｕｔｙ比の値を比較し、前記指令ｄｕｔｙ比が前記出力ｄｕｔｙ比に対して前記モータの回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定部と、
   前記出力ｄｕｔｙ比が予め定められた初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定部と、
   前記モータの所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルと、
   前記所定の制御時間と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求めるΔｄｕｔｙ算出部と、
   前記Δｄｕｔｙ算出部により求められた前記Δｄｕｔｙ比に基づいて前記出力ｄｕｔｙ比の変化量を算出するΔｄｕｔｙ換算値算出部と、
   前記出力ｄｕｔｙ比に、前記Δｄｕｔｙ換算値算出部により算出された前記出力ｄｕｔｙ比の変化量を加算して前記出力ｄｕｔｙ比の値を更新する出力ｄｕｔｙ算出部とを有することを特徴とするモータ回転制御装置。
3. 前記制御回路は、
   前記出力ｄｕｔｙ算出部が出力ｄｕｔｙ比を更新するごとに計数するカウンタ部を有し、
   前記Δｄｕｔｙテーブルは、
   前記カウンタ部のカウンタ値と前記Δｄｕｔｙ比とを対応付けたテーブルであり、
   前記Δｄｕｔｙ算出部は、
   前記カウンタ部のカウンタ値と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求めることを特徴とする請求項２に記載のモータ回転制御装置。
4. 前記制御回路は、
   予め定められた最大出力ｄｕｔｙ比に前記初期出力ｄｕｔｙ比を減算して前記出力ｄｕｔｙ比の最大変化量を算出する出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部と、
   前記出力ｄｕｔｙ増加判定部によって、前記指令ｄｕｔｙ比が前記モータを増速させる値だと判定したとき、前記指令ｄｕｔｙ比に前記出力ｄｕｔｙ比を減算して出力ｄｕｔｙ増加量を算出する出力ｄｕｔｙ増加量算出部とを有し、
   前記Δｄｕｔｙ換算値算出部は、
   前記Δｄｕｔｙ算出部により求められた前記Δｄｕｔｙ比と、前記出力ｄｕｔｙ最大増加量算出部により算出された前記出力ｄｕｔｙ比の最大変化量と、前記出力ｄｕｔｙ増加量算出部により算出された出力ｄｕｔｙ増加量とに基づいて前記出力ｄｕｔｙ比の変化量を算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のモータ回転制御装置。
5. 前記制御回路は、
   前記出力ｄｕｔｙ比を増加前ｄｕｔｙ比として格納する記憶手段を有し、
   前記出力ｄｕｔｙ増加量算出部は、前記出力ｄｕｔｙ増加量を算出する際に前記出力ｄｕｔｙ比として前記記憶手段に格納された前記増加前ｄｕｔｙ比を用いることを特徴とする請求項４に記載のモータ回転制御装置。
6. 外部制御機器からの指令信号に基づいて、モータの回転速度を制御するための出力信号を出力する制御回路を備え、
   前記制御回路は、前記モータの所定の制御時間とΔｄｕｔｙ比との対応関係を示すΔｄｕｔｙテーブルを有している制御装置のモータ回転制御方法であって、
   前記指令信号の指令ｄｕｔｙ比と前記出力信号の出力ｄｕｔｙ比の値を比較し、前記指令ｄｕｔｙ比が前記出力ｄｕｔｙ比に対して前記モータの回転速度を増速させる値か否かを判定する出力ｄｕｔｙ増加判定ステップと、
   前記出力ｄｕｔｙ比が予め定められた初期出力ｄｕｔｙ比よりも大きい値か否かを判定する初期出力ｄｕｔｙ出力判定ステップと、
   前記出力ｄｕｔｙ増加判定ステップによって、前記指令ｄｕｔｙ比が前記モータを増速させる値だと判定したとき、前記所定の制御時間と前記Δｄｕｔｙテーブルとを参照して前記Δｄｕｔｙ比を求めるΔｄｕｔｙ算出ステップと、
   前記Δｄｕｔｙ算出ステップによって求められたΔｄｕｔｙ比に基づいて前記出力ｄｕｔｙ比を変化させる制御を行う出力ｄｕｔｙ算出ステップとを有することを特徴とするモータ回転制御方法。
   
   
   

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