JP2011151957A

JP2011151957A - ブラシレスモータの駆動装置

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Publication number: JP2011151957A
Application number: JP2010011104A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Sunagawa; 千秋砂川; Seiichi Funakura; 清一舩倉
Original assignee: Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-08-04

Abstract

【課題】定常回転でも安定した回転が得られ、かつ処理時間を低減したブラシレスモータの駆動装置を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータの駆動装置１０は、回転速度検出部１９から供給される回転速度信号に基づいて第１駆動波形ＰＷＭ信号と第２駆動波形ＰＷＭ信号の切替の判定をし、いずれの信号を出力するかの指令信号を駆動切替部１４に供給する駆動切替判定部２０と、を備え、駆動切替判定部２０は、回転速度が加速または減速であるときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値とし、回転速度が定常であるときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、異なる値とし、回転速度が、第１のしきい値より大きいときは、第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、第２のしきい値より小さいときは、第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし駆動切替部１４に指令信号を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータの駆動装置に関し、特に、ホール素子等の位置センサからの位置信号に基づいてＰＷＭ制御するブラシレスモータの駆動装置に関するものである。

従来、ブラシレスモータの駆動装置としては、ブラシレスモータに三相の駆動電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路に正弦波のＰＷＭ信号を供給するＰＷＭ回路と、モータの回転位置を推定して位置信号を出力する位置推定回路と、外部から速度指令信号と位置信号に基づいてＰＷＭ回路に制御信号を出力するモータの駆動装置が種々提案されている。（例えば、特許文献１参照）

ブラシレスモータの駆動には、モータ効率を上げるためにモータの回転速度（例えば起動時／低速時と中速時／高速時など）に応じて駆動方式を切り替える場合がある。例えばモータ回転速度がしきい値未満の場合は第１波形で駆動し、しきい値以上では第２波形で駆動する。

しかしながら、モータ回転速度がしきい値に達したら、第１波形から第２波形に駆動波形を切り替えるようにすると、しきい値付近での定常回転ではモータの回転リップル（回転ムラ）の影響により駆動方式が安定しないという問題点がある。そこで、特許文献１では、モータ回転速度が低速側から高速側に増加するときの駆動波形の切り替えのためのしきい値と、高速側から低速側に減少するときの駆動波形の切り替えのしきい値を異なるように第１のしきい値と第２のしきい値というように２つのしきい値を設けている。

特開２００２−２３３１８３号公報

特許文献１でのように、モータ回転速度が低速側から高速側に増加するときの駆動波形の切り替えのためのしきい値と、高速側から低速側に減少するときの駆動波形の切り替えのしきい値を異なるように第１のしきい値と第２のしきい値というように２つのしきい値を設けた場合、定常回転でのモータの回転リップル（回転ムラ）の影響による駆動方式が安定しないという問題点は、解消されるが、しきい値を第１のしきい値と第２のしきい値というように２つ設けたために、モータ回転速度が第１のしきい値に達した判断をするためのステップと、第２のしきい値に達した判断をするためのステップというように、１つのしきい値を設けたものに比べて判断ステップが多くなるため、モータの駆動装置での処理時間が増加し、加減速時の駆動波形切替の応答が遅くなるという問題がある。また、加減速の回転数変化割合の大小により、切替回転数がばらつくなどの問題もある。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、定常回転でも安定した回転が得られ、かつ処理時間を低減したブラシレスモータの駆動装置を提供することにある。

本発明に係るブラシレスモータの駆動装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
第１のブラシレスモータの駆動装置（請求項１に対応）は、ブラシレスモータに駆動電流を供給するドライバ回路と、ドライバ回路を駆動するプリドライバ回路と、プリドライバ回路に第１駆動波形ＰＷＭ信号または第２駆動波形ＰＷＭ信号を切り替えて供給する駆動切替部と、第１駆動波形ＰＷＭ信号を形成し駆動切替部に供給する第１波形形成部と、第２駆動波形ＰＷＭ信号を形成し駆動切替部に供給する第２波形形成部と、ブラシレスモータの回転速度を検出し、回転速度信号を出力する回転速度検出部と、回転速度検出部から供給される回転速度信号に基づいて第１駆動波形ＰＷＭ信号と第２駆動波形ＰＷＭ信号の切替の判定をし、いずれの信号を出力するかの指令信号を駆動切替部に供給する駆動切替判定部と、を備え、駆動切替判定部は、回転速度が加速または減速であるときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値とし、回転速度が定常であるときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、異なる値とし、回転速度が、第１のしきい値より大きいときは、第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、第２のしきい値より小さいときは、第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし駆動切替部に指令信号を供給することを特徴とする。
第２のブラシレスモータの駆動装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、ブラシレスモータの回転速度が加速か減速か定常かを識別し、その識別結果を出力する加減速識別部と、を備え、駆動切替判定部は、加減速識別部から回転速度が加速または減速である結果を受けたときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値とし、加減速識別部から回転速度が定常である結果を受けたときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、異なる値とし、回転速度が、第１のしきい値より大きいときは、第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、第２のしきい値より小さいときは、第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし駆動切替部に指令信号を供給することを特徴とする。
第３のブラシレスモータの駆動装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、第１のしきい値は、第２のしきい値よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、定常回転でも安定した回転が得られ、かつ加速、減速時の駆動波形切替の処理時間を低減し、切替回転数のばらつきをなくしたブラシレスモータの駆動装置を提供することができる。

本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置の構成を示すブロック図である。本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置の第１波形形成部の構成を示すブロック図である。本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置の第２波形形成部の構成を示すブロック図である。駆動切替判定部の一例を示す回路図である。駆動切替判定部の別の一例を示す回路図である。本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置の動作を説明するフローチャートである。本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置の動作を説明するフローチャートである。本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置での駆動切替の様子を示す図である。本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置での駆動切替の様子を横軸を時間、縦軸を速度で示した図である。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置の構成を示すブロック図である。ブラシレスモータの駆動装置１０は、ドライバ回路１１、電源１２、プリドライバ回路１３、駆動切替部１４、第１波形形成部１５、第２波形形成部１６、基本波形形成部１７、位置検出部１８、回転速度検出部１９、駆動切替判定部２０、加減速識別部３１、３個のホールＩＣ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗより構成されている。また、ブラシレスモータの駆動装置１０は、異常検出部２２と保護停止部２３を備えている。

ドライバ回路１１は、スイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６と逆並列接続したダイオードＤ１〜Ｄ６よりなるスイッチング素子を６個用いて三相ブリッジ回路を構成したインバータ回路（図示せず）で、電源１２から供給される直流電圧によって駆動する。この６つのスイッチングトランジスタは、駆動切替部１４からプリドライバ回路１３を介して入力される第１駆動波形ＰＷＭ信号または第２駆動波形ＰＷＭ信号によってオン／オフすることにより、三相の固定子巻線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに三相の駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給する。

３個のホールＩＣ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、モータ２５の回転子のＳ極とＮ極の位置を検出し、位置検出部１８に位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。

位置検出部１８は、検出した位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを回転速度検出部１９と第１波形形成部１５と第２波形形成部１６に出力する。

回転速度検出部１９は、位置検出部１８からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて位置信号の変化タイミング間の時間をカウントし、それによって得られるカウンタ値からモータ回転周波数（回転速度）を求め、第１波形形成部１５と第２波形形成部１６と駆動切替判定部２０に出力する。

第１波形形成部１５は、図２に示すように、出力波形形成部１５ａとＰＷＭ回路１５ｂを備えている。そして、第１波形形成部１５は、外部からの速度指令信号Ａと位置検出部１８からの位置信号に基づいて、出力波形形成部１５ａが、例えば矩形波からなる第１変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗを形成し、その変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗをＰＷＭ回路１５ｂに出力する。

ＰＷＭ回路１５ｂは、出力波形形成部１５ａから出力された変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗと基本波形形成部１７から出力される三角波を比較して、変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗで変調された第１駆動波形ＰＷＭ信号を駆動切替部１４に出力する。

第２波形形成部１６は、図３に示すように、出力波形形成部１６ａとＰＷＭ回路１６ｂを備えている。そして、第２波形形成部１６は、外部からの速度指令信号Ａと位置検出部１８からの位置信号に基づいて、出力波形形成部１６ａが、例えば正弦波からなる第２変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗを形成し、その変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗをＰＷＭ回路１６ｂに出力する。

ＰＷＭ回路１６ｂは、出力波形形成部１６ａから出力された変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗと基本波形形成部１７から出力される三角波を比較して、変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗで変調された第２駆動波形ＰＷＭ信号を駆動切替部１４に出力する。

駆動切替部１４は、駆動切替判定部２０からの信号に基づいて、プリドライバ回路１３に第１駆動波形ＰＷＭ信号または第２駆動波形ＰＷＭ信号を切り替えて供給する。

駆動切替判定部２０は、回転速度検出部１９から供給される回転速度信号に基づいて第１駆動波形ＰＷＭ信号と第２駆動波形ＰＷＭ信号の切替の判定をし、いずれの信号を出力するかの指令信号を駆動切替部１４に供給する。

駆動切替判定部２０は、回転速度が増加するときは、第１のしきい値より小さいとき第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、第１のしきい値以上では、第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、駆動切替部１４に指令信号を供給する。また、回転速度が減少するときは、第２のしきい値より大きいとき第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、第２のしきい値以下になったときは、第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、駆動切替部１４に供給する。第１または第２のしきい値になったことは、回転速度検出部１９から入力された回転速度に基づき駆動切替判定部２０により判断する。ここで、第１のしきい値は、第２のしきい値よりも大きい。

例えば、図４を参照して後述するように、駆動切替判定部２０は、回転速度検出部１９から供給される回転速度をカウントする内蔵カウンタがフルカウントになると第１しきい値に達したと判定する。また、駆動切替判定部２０は、上記内蔵カウンタの最上位ビットが”０”から”１”、すなわちフルカウントの１／２になると第２しきい値に達したと判定する。さらに、後述の第３のしきい値は、上記第１のしきい値とするカウント値と上記第２のしきい値とするカウント値の間の所定のカウント値に設定する。

また、駆動切替判定部２０は、ラッチ回路を備えており、第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をしたときは、ラッチ回路を０にラッチし、第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力を判定したときは、ラッチ回路を１にラッチする。

プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第１駆動波形ＰＷＭ信号、または第２駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。

異常検出部２２は、ホール位置信号の異常、モータの逆回転、モータの過速度などを検出し、その信号を保護停止部２３に送る。

保護停止部２３は、異常検出部２２からモータ過速度などの異常検出したときの信号を受けた場合にモータの駆動を停止させる信号を駆動切替部１４に出力する。

加減速識別部３１は、回転速度検出部１９から出力される回転速度信号に基づいてブラシレスモータの回転速度の加減速を識別し、その識別結果を出力する。駆動切替判定部２０は、加減速識別部３１から回転速度が加速または減速である結果を受けたときであって、回転速度の変化が所定値より大のときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値（第３のしきい値）とし、加減速識別部３１から回転速度が定常回転であって、回転速度の変化が所定値より小である結果を受けたときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、異なる値とする。

加減速識別部３１は、回転速度検出部１９からのカウント値を２回分ラッチして先にラッチした値から後にラッチした値を引いた差分ΔＮを算出する（後にラッチした値から先にラッチした値を引いても、差分の正、負を逆として実施できる）ことでモータの回転状況（加速、減速、定常）を識別する。差分ΔＮが所定値以上の正であればモータは減速していると判断する。差分ΔＮが所定値以上の負であればモータは加速していると判断する。差分ΔＮが所定値未満であればモータは定常回転であると判断する。

上記のように、本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置１０においては、回転速度検出部１９から出力される回転速度信号に基づいてブラシレスモータの回転速度の加減速を識別し、その識別結果を出力する加減速識別部３１を設け、駆動切替判定部２０は、加減速識別部３１から回転速度が加速または減速である結果を受けたときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値とし、加減速識別部３１から回転速度が定常回転である結果を受けたときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、異なる値とすることを特徴とする。それにより、駆動方式が安定になることに加え、加減速時の駆動波形切替処理時間も低減され切替が安定する。

図４は、駆動切替判定部２０の一例を示す回路図である。この実施形態における駆動切替判定部は、遅延回路５０と、カウンタ５１と、ラッチ回路５２と、ＡＮＤゲート５３と、反転回路５４と、ＡＮＤゲート５５と、ラッチ回路（ＲＳ−ＦＦ）５６と、スイッチ５７と、コンパレータ５８から構成されている。

回転速度検出部１９から出力される６０°間隔パルスは、ラッチ信号としてラッチ回路５２に入力される。また回転速度検出部１９から出力される６０°間隔パルスは、遅延回路５０によってクロック発生回路６０からのクロック信号ＣＬＫの１クロック分遅延され、カウンタ５１をリセットする。カウンタ５１は、リセット入力端子Ｒの信号が１のときクロック発生回路６０から出力されるクロック信号ＣＬＫをカウントし、そのカウンタ値を回転速度検出部１９からのラッチ信号が０になるとラッチ回路５２にラッチする。カウンタ５１はリセット入力端子Ｒの信号が０になると出力を０にクリアされる。したがって、ラッチ回路５２にはカウンタ５１のリセットされる直前のデータが記憶される。ラッチ回路５２からの信号は、ＡＮＤゲート５３に入力される。ＡＮＤゲート５３の出力は、第２のしきい値信号Ｔｈ２としてラッチ回路５６のセット信号Ｓ端子に入力される。また、ラッチ回路５２の最上位ビット信号は、反転回路５４に入力され、その反転回路５４からの出力として第１のしきい値信号Ｔｈ１が出力され、ラッチ回路５６のリセット信号Ｒ端子に入力される。ラッチ回路５６の出力Ｑは、スイッチ５７の端子ａに入力される。さらに、ラッチ回路５２の上位２ビットの信号は、ＡＮＤゲート５５に入力され、ＡＮＤゲート５５の出力は、第３のしきい値Ｔｈ３としてスイッチ５７のｂ端子に入力される。加減速識別部３１からの差分ΔＮの絶対値は、コンパレータ５８によって所定の値Ｔｈ４と比較され、その比較結果の信号が、スイッチ５７の端子ｄに切替信号として入力される。このような回路構成により、駆動切替判定部２０の機能が実現される。スイッチ５７の端子ｃは駆動切替部１４に出力される。

図５は、駆動切替判定部２０の別の一例を示す回路図である。この実施形態における駆動切替判定部は、コンパレータ６１と、コンパレータ６２と、コンパレータ６３と、ＡＮＤゲート６４と、ＮＯＲゲート６５と、ラッチ回路６６と、スイッチ６７と、コンパレータ６８から構成されている。

回転速度検出部１９には、符号７１で示すｎ逓倍にする例えばデジタルＰＬＬ回路によって位置検出部からの信号をｎ逓倍し、その出力周波数を電圧に変換して出力するＦ／Ｖ変換回路７０の機能が備えられているとする。回転速度検出部１９から出力される回転速度（周波数）に対応する電圧がコンパレータ６１，６２，６３に入力され、予め設定された第１のしきい値Ｔｈ１と第２のしきい値Ｔｈ２と第３のしきい値Ｔｈ３と比較して、コンパレータ６１，６２の出力がＡＮＤゲート６４とＮＯＲゲート６５に入力され、ＡＮＤゲート６４からの出力がラッチ回路（ＲＳ−ＦＦ）６６のセット信号Ｓ端子に入力され、ＮＯＲゲート６５からの出力がラッチ回路６６のリセット信号Ｒ端子に入力される。ラッチ回路６６からの出力Ｑは、スイッチ６７の端子ａに入力される。コンパレータ６３の出力は、スイッチ６７の端子ｂに入力される。加減速識別部３１からの差分ΔＮの絶対値は、コンパレータ６８によって所定の値Ｔｈ４と比較され、その比較結果の信号が、スイッチ６７の端子ｄに切替信号として入力される。このような回路構成により、駆動切替判定部２０の機能が実現される。スイッチ６７の端子ｃは駆動切替部１４に出力される。

次に、本実施形態に係るブラシレスモータの駆動装置１０を、マイクロコンピュータを搭載した制御回路により、図１〜図５に記載したハードウェアも用いて、ソフトウェア的に実行させたときの動作について図６と図７のフローチャートと図８を参照して説明する。図８は、ブラシレスモータでの駆動切替の様子を示す図である。なお、図６〜図８の動作は、図４，図５のように駆動切替判定部２０をハードウェアのみで実行させる場合と基本的に同じ動作となる。

まず、モータ２５の回転が加速、減速または定常回転のときの動作について図６と図７を参照して説明する。
ステップＳ１１：まず、ブラシレスモータの回転状態を変化させるための速度指令信号Ａをブラシレスモータの駆動装置１０に入力する。
ステップＳ１２：速度を変化させるための速度指令信号Ａを受けた第１波形形成部１５は、内蔵の出力波形形成部が、例えば矩形波からなる第１変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗを形成し、その変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗを内蔵のＰＷＭ回路に出力する。
ステップＳ１３：第１波形形成部１５の内蔵のＰＷＭ回路は、出力波形形成部から出力された変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗと基本波形形成部１７から出力される三角波を比較して、変調波信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗで変調された第１駆動波形ＰＷＭ信号を駆動切替部１４に出力する。

ステップＳ１４：速度を変化させるための速度指令信号Ａを受けた第２波形形成部１６は、内蔵の出力波形形成部が、例えば矩形波からなる第２変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗを形成し、その変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗを内蔵のＰＷＭ回路に出力する。
ステップＳ１５：第２波形形成部１６の内蔵のＰＷＭ回路は、出力波形形成部から出力された変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗと基本波形形成部１７から出力される三角波を比較して、変調波信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗで変調された第２駆動波形ＰＷＭ信号を駆動切替部１４に出力する。

ステップＳ１６：加減速識別部３１は、モータ２５が加減速中か、モータ２５が定常回転かを識別し、識別結果信号を駆動切替判定部２０に出力する。

ステップＳ１７：ステップＳ１６でモータ２５が加減速中であると識別された場合は、駆動切替判定部２０は、第１しきい値と第２しきい値とを同一にし、そのしきい値を第３しきい値Ｖ３（Ｔｈ３に相当）とする。
ステップＳ１８：駆動切替判定部２０は、回転速度が第３しきい値Ｖ３以上か否か判断する。
ステップＳ１９：もし、回転速度が第３しきい値Ｖ３以上でなければ、駆動切替判定部２０は第１波形出力指令信号を出力する。

ステップＳ２０：第１波形出力指令信号を受けた駆動切替部１４は、プリドライバ回路１３に第１駆動波形ＰＷＭ信号を供給する。
ステップＳ２１：プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第１駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。そして、モータ２５は、第１駆動波形ＰＷＭ信号にしたがって回転する。この範囲での回転は、図８（ａ）の符号Ｌ２で示す速度範囲での回転である。
ステップＳ２２：駆動切替判定部２０は、ラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）を０にラッチして、リターンする。

ステップＳ２３：ステップＳ１８で回転速度が第３しきい値Ｖ３以上であると判断されたならば、駆動切替判定部２０は第２波形出力指令信号を出力する。
ステップＳ２４：第２波形出力指令信号を受けた駆動切替部１４は、プリドライバ回路１３に第２駆動波形ＰＷＭ信号を供給する。
ステップＳ２５：プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第２駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。そして、モータ２５は、第２駆動波形ＰＷＭ信号にしたがって回転する。この範囲での回転は、図８（ａ）の符号Ｈ２で示す速度範囲での回転である。
ステップＳ２６：駆動切替判定部２０は、ラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）を１にラッチして、リターンする。

ステップＳ３１：ステップＳ１６でモータが定常回転していると識別されたときは、駆動切替判定部２０は、第１しきい値Ｖ１（Ｔｈ１に相当）と第２しきい値Ｖ２（Ｔｈ２に相当）とを異なる値で設定する（図５参照）。
ステップＳ３２：駆動切替判定部２０は、モータ２５の回転速度が第１しきい値Ｖ１以上か否か判断する。

ステップＳ３３：ステップＳ３２でモータ２５の回転速度が第１しきい値Ｖ１以上ならば、駆動切替判定部２０は第２波形出力指令信号を出力する。
ステップＳ３４：第２波形出力指令信号を受けた駆動切替部１４は、プリドライバ回路１３に第２駆動波形ＰＷＭ信号を供給する。
ステップＳ３５：プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第２駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。そして、モータ２５は、第２駆動波形ＰＷＭ信号にしたがって回転する。この範囲での回転は、図８（ｂ）の符号Ｈ１で示す速度範囲での回転である。
ステップＳ３６：駆動切替判定部２０は、ラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）を１にラッチして、リターンする。

ステップＳ３７：もし、回転速度が第１しきい値Ｖ１以上でなければ、回転速度が第２しきい値Ｖ２以下か否か判断する。
ステップＳ３８：ステップＳ３７で回転速度が第２しきい値Ｖ２以下であれば、駆動切替判定部２０は第１波形出力指令信号を出力する。
ステップＳ３９：第１波形出力指令信号を受けた駆動切替部１４は、プリドライバ回路１３に第１駆動波形ＰＷＭ信号を供給する。
ステップＳ４０：プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第１駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。そして、モータ２５は、第１駆動波形ＰＷＭ信号にしたがって回転する。この範囲での回転は、図８（ｂ）の符号Ｌ１で示す速度範囲での回転である。図８（ｂ）の符号Ｖ１で示すモータ回転速度は、第１のしきい値である。
ステップＳ４１：駆動切替判定部２０は、ラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）を０にラッチして、リターンする。

ステップＳ４２：ステップＳ３７でモータ２５の回転速度が第２しきい値Ｖ２以下でないならば、駆動切替判定部２０は、ラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）が０にラッチされているか否か判断する。
ステップＳ４３：ステップＳ４２でラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）が０にラッチされていれば、駆動切替判定部２０は第１波形出力指令信号を出力する。
ステップＳ４４：第１波形出力指令信号を受けた駆動切替部１４は、プリドライバ回路１３に第１駆動波形ＰＷＭ信号を供給する。
ステップＳ４５：プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第１駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。そして、モータ２５は、第１駆動波形ＰＷＭ信号にしたがって回転する。この範囲での回転は、図８（ｂ）の符号Ｍで示す速度範囲、すなわち、第１のしきい値Ｖ１と第２のしきい値の間の回転速度での回転である。

ステップＳ４７：ステップＳ４２でラッチ回路５６（またはラッチ回路６６）が０ではなく１にラッチされていれば、駆動切替判定部２０は第２波形出力指令信号を出力する。
ステップＳ４８：第２波形出力指令信号を受けた駆動切替部１４は、プリドライバ回路１３に第２駆動波形ＰＷＭ信号を供給する。
ステップＳ４９：プリドライバ回路１３は、駆動切替部１４からの入力された第２駆動波形ＰＷＭ信号に従って、ドライバ回路１１のスイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動する信号を出力する。そして、モータ２５は、第２駆動波形ＰＷＭ信号にしたがって回転する。この範囲での回転は、図８（ｂ）の符号Ｍで示す速度範囲、すなわち、第１のしきい値Ｖ１と第２のしきい値Ｖ２の間の回転速度での回転である。
図８（ｂ）の符号Ｍで示す速度範囲では、モータの回転は、ステップＳ４２からのステップに入る直前の駆動波形を保持してモータの駆動がなされる。

図９は、ブラシレスモータでの本発明による実施形態による駆動切替の様子を横軸を時間、縦軸を速度で表した図である。速度が、所定の速度変化率以上で増加するとき（時間範囲Ｔ１）、点Ａで示す第３のしきい値以下では、第１波形で回転し、点Ａで示す第３のしきい値より大きいときは、第２波形で回転する。速度が、所定の速度変化率以上で減少するとき（時間範囲Ｔ２）、点Ａで示す第３のしきい値より大きいときは、第２波形で回転し、点Ａで示す第３のしきい値以下のときは、第１波形で回転する。速度が、所定の速度変化率以下で増加、減少するとき（時間範囲Ｔ３）、点Ｃで示す第１のしきい値以上では、第２波形で回転し、点Ｄで示す第２のしきい値より小さいときは、第１波形で回転する。

以上のように、本実施形態によれば、加減速識別部３１は、回転速度検出部１９から出力される回転速度信号に基づいてブラシレスモータの回転速度の加減速を識別し、その識別結果を出力する。駆動切替判定部２０は、加減速識別部３１から回転速度が加速または減速である結果を受けたときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値とし、加減速識別部３１から回転速度が定常回転である結果を受けたときは、第１のしきい値Ｔｈ１と第２のしきい値Ｔｈ２は、異なる値とするため、加減速時には、素早く駆動方式を切り替えることができ、定常回転の時は、駆動方式の切り替えを安定させることができる。

なお、本実施形態では、第１波形形成部１５が形成する第１波形を矩形波、第２波形形成部１６が形成する第２波形を正弦波として、説明したが、それに限らず、第１波形形成部１５が形成する第１波形を正弦波、第２波形形成部１６が形成する第２波形を矩形波としても良い。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明に係るブラシレスモータの駆動装置は、ファン装置、ポンプ、洗濯機、食器乾燥機等の駆動源として利用される。

１０ブラシレスモータの駆動装置
１１ドライバ回路
１２電源
１３プリドライバ回路
１４駆動切替部
１５第１波形形成部
１６第２波形形成部
１７基本波形形成部
１８位置検出部
１９回転速度検出部
２０駆動切替判定部
２１ｕ，２１ｖ，２１ｗホールＩＣ
２２異常検出部
２３保護停止部
２４ｕ，２４ｖ，２４ｗ固定子巻線
２５モータ
３１加減速識別部

Claims

ブラシレスモータに駆動電流を供給するドライバ回路と、
前記ドライバ回路を駆動するプリドライバ回路と、
前記プリドライバ回路に第１駆動波形ＰＷＭ信号または第２駆動波形ＰＷＭ信号を切り替えて供給する駆動切替部と、
前記第１駆動波形ＰＷＭ信号を形成し前記駆動切替部に供給する第１波形形成部と、
前記第２駆動波形ＰＷＭ信号を形成し前記駆動切替部に供給する第２波形形成部と、
前記ブラシレスモータの回転速度を検出し、回転速度信号を出力する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部から供給される前記回転速度信号に基づいて前記第１駆動波形ＰＷＭ信号と前記第２駆動波形ＰＷＭ信号の切替の判定をし、いずれの信号を出力するかの指令信号を前記駆動切替部に供給する駆動切替判定部と、を備え、
前記駆動切替判定部は、前記回転速度が加速または減速であるときは、第１のしきい値と第２のしきい値は、同一の値とし、前記回転速度が定常であるときは、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値は、異なる値とし、
前記回転速度が、前記第１のしきい値より大きいときは、前記第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、前記第２のしきい値より小さいときは、前記第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし前記駆動切替部に前記指令信号を供給することを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
前記ブラシレスモータの回転速度が加速か減速か定常かを識別し、その識別結果を出力する加減速識別部と、を備え、
前記駆動切替判定部は、前記加減速識別部から前記回転速度が加速または減速である結果を受けたときは、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値は、同一の値とし、前記加減速識別部から前記回転速度が定常である結果を受けたときは、前記第１のしきい値と前記第２のしきい値は、異なる値とし、
前記回転速度が、前記第１のしきい値より大きいときは、前記第２駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし、前記第２のしきい値より小さいときは、前記第１駆動波形ＰＷＭ信号を出力する判定をし前記駆動切替部に前記指令信号を供給することを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置。
前記第１のしきい値は、前記第２のしきい値よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載のブラシレスモータの駆動装置。