JP2015061469A - モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より広い駆動範囲で適切にモータの進角制御を行うことができるモータ駆動制御装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動制御装置は、モータ２０の進角に関する進角補正値情報Ｓ１０に基づいて駆動制御信号Ｓｄを出力する制御回路部４と、駆動制御信号Ｓｄに基づいてモータ２０を駆動させるモータ駆動部２とを有している。制御回路部４は、複数の補正値のうち進角補正値情報Ｓ１０を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定し、決定された補正値を用いて進角補正値情報Ｓ１０を生成する。複数の補正値には、制御回路部により電流検出回路６の検出結果に対応する情報に基づいて生成された電流進角補正値と、
モータ２０の回転数に関する回転数指令情報に対応する速度進角補正値とが含まれる。
【選択図】図２

Description

この発明は、モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関し、特に、モータの進角制御を行うモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関する。

モータ駆動制御装置によるモータ（例えば、ファンモータや扇風機用のモータとして使用されるブラシレスＤＣモータなど）の回転速度の制御方式として、外部から指令信号を入力し、モータの回転速度がその指令信号に応じたものになるように制御を行うものがある。指令信号としては、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号が挙げられ、ＰＷＭ信号のデューティ比などに応じて、モータの回転速度の制御が行われる。

このようなモータ駆動制御装置では、回転しているロータの位置に同期させて各相の電機子コイルを通電させる必要がある。そのため、モータ駆動制御装置は、ロータの回転を制御するとき、位置センサによる位置検出信号や電機子コイルに発生する逆起電圧に基づいてロータの位置を検出し、それに応じてモータの各相に通電するパターン（通電パターン）を設定する。

また、このようなモータ駆動制御装置は、モータの駆動にあたり、モータトルクを最大限に引き出すために、いわゆる進角制御を行う。進角制御では、モータの回転位相に対して、モータの駆動電流の位相の調整が行われる。

下記特許文献１には、モータに流れる電流を検出し、検出した電流値をもとに最適な進角値を決定するようにして進角制御を行うモータ駆動装置が開示されている。このモータ駆動装置は、検出電流のピーク値に応じて、最適な転流点まで転流パルスを遅延させるのに必要な電気角遅延量を決定する。

特開平１１−７５３９６号公報

上述のように、モータを高効率で駆動するために進角補正（進角制御）を行うことは一般的であるが、回転数（回転速度）や負荷条件などの駆動状況が変化すれば、最適な進角値は変化する。そのため、モータ駆動制御装置においては、回転数や負荷条件の駆動範囲が広い場合においても、適切に進角補正を行って高効率にモータを駆動させることができるようにすることが要求されている。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、広い駆動範囲で適切にモータの進角制御を行うことができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動制御装置は、モータの進角に関する進角補正値情報に基づいてモータを駆動させるための駆動制御信号を出力する制御回路部と、制御回路部から出力された駆動制御信号に基づいて、モータに駆動信号を出力してモータを駆動させるモータ駆動部と、モータの駆動電流を検出する電流検出回路とを備え、制御回路部は、電流検出回路の検出結果に対応する情報に基づいて第１補正値を生成する第１補正手段と、モータの回転数に関する回転数指令情報に対応する第２補正値を生成する第２補正手段と、少なくとも第１補正値及び第２補正値を含む複数の補正値のうち進角補正値情報を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定する決定手段と、複数の補正値のうちの決定手段により決定された補正値を用いて進角補正値情報を生成する補正値情報生成手段とを有する。

好ましくは、制御回路部は、予め指定された第３補正値を記憶する第３補正手段をさらに備え、決定手段は、少なくとも第１補正値、第２補正値、及び第３補正値のうち、進角補正値情報を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定する。

好ましくは、制御回路部は、電流検出回路の検出結果に対応するデジタル変換された情報を取り込む取り込み回路をさらに含み、第１補正手段は、取り込み回路により取り込まれた情報を平均化処理し、その結果に基づいて第１補正値を生成する。

好ましくは、第１補正手段は、取り込み回路により取り込まれた情報の平均化処理後の結果の変化に対して第１補正値がヒステリシスを持って変化するように、第１補正値を生成する。

好ましくは、制御回路部は、電流検出回路の検出結果を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路とをさらに備え、取り込み回路は、ピークホールド回路の出力をデジタル変換して取り込む。

好ましくは、補正値情報生成手段は、生成する進角補正値情報が変化するとき、進角が所定の変化率を超えて変化しないように徐々に変化させるカウンタ回路を有する。

好ましくは、モータ駆動制御装置は、その全部又は一部が集積回路装置としてパッケージ化されている。

この発明の他の局面に従うと、モータの進角に関する進角補正値情報に基づいてモータを駆動させるための駆動制御信号を出力する制御回路部と、制御回路部から出力された駆動制御信号に基づいて、モータに駆動信号を出力してモータを駆動させるモータ駆動部と、モータの駆動電流を検出する電流検出回路とを備えるモータ駆動制御装置の制御方法は、制御回路部に電流検出回路の検出結果に対応する情報に基づいて第１補正値を生成させる第１補正ステップと、制御回路部にモータの回転数に関する回転数指令情報に対応する第２補正値を生成させる第２補正ステップと、少なくとも第１補正値及び第２補正値を含む複数の補正値のうち進角補正値情報を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定する決定ステップと、制御回路部に複数の補正値のうちの決定ステップにより決定された補正値を用いて進角補正値情報を生成させる補正値情報生成ステップとを有する。

これらの発明に従うと、第１補正値及び第２補正値を含む複数の補正値のうち用いると決定された１つ以上の補正値を用いて進角補正値情報が生成される。したがって、より広い駆動範囲で適切にモータの進角制御を行うことができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。 制御回路部の構成を示すブロック図である。 設定情報と進角補正値情報との関係の一例を示す表である。 設定情報と進角補正値情報との関係の変形例を示す表である。 オフセット補正値の設定例について示す表である。 進角の変化動作を説明する図である。 電流進角補正値の生成時の動作を説明するフローチャートである。 電流進角補正値の生成時のＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳの設定動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御装置について説明する。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。

図１に示すように、モータ駆動制御装置１は、モータ２０を例えば正弦波駆動により駆動させるように構成されている。本実施の形態において、モータ２０は、例えば３相のブラシレスモータである。モータ駆動制御装置１は、ロータの回転位置信号に基づいて、モータ２０の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに正弦波状の駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。本実施の形態において、ロータの回転位置信号は、ホール（ＨＡＬＬ）素子の出力信号から、ロータの回転位置を推定した信号である（不図示）。

モータ駆動制御装置１は、インバータ回路２ａ及びプリドライブ回路２ｂを有するモータ駆動部２と、制御回路部４とを有している。また、モータ２０には、電流検出回路６が設けられている。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置１の構成要素は、全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。

本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、その全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。なお、モータ駆動制御装置１の一部が１つの集積回路装置としてパッケージ化されていてもよいし、他の装置と一緒にモータ駆動制御装置１の全部又は一部がパッケージ化されて１つの集積回路装置が構成されていてもよい。

インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂとともに、モータ駆動部２を構成する。インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂから出力された出力信号に基づいてモータ２０に駆動信号を出力し、モータ２０が備える電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する。インバータ回路２ａは、例えば、直流電源Ｖｃｃの両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対が、電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対してそれぞれ配置されて構成されている。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ２０の各相の端子が接続されている（不図示）。

プリドライブ回路２ｂは、制御回路部４による制御に基づいて、インバータ回路２ａを駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路２ａに出力する。出力信号としては、例えば、インバータ回路２ａの各スイッチ素子に対応するＶｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌの６種類が出力される。これらの出力信号が出力されることで、それぞれの出力信号に対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行い、モータ２０に駆動信号が出力されてモータ２０の各相に電力が供給される。

本実施の形態において、制御回路部４には、回転数信号Ｓｒと、回転速度指令信号（回転数指令情報の一例）Ｓｃと、スタート信号Ｓｓとが入力される。

回転数信号Ｓｒは、モータ２０から制御回路部４に入力される。回転数信号Ｓｒは、例えば、モータ２０のロータの回転に対応するＦＧ信号である。ＦＧ信号は、ロータの側にある基板に設けたコイルパターンを用いて生成される信号（パターンＦＧ）であってもよいし、モータ２０に配置されたホール（ＨＡＬＬ）素子の出力を用いて生成される信号（ホールＦＧ）であってもよい。なお、モータ２０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）に誘起する逆起電圧を検出する回転位置検出回路を設け、検出された逆起電圧に基づき、モータ２０のロータの回転位置と回転数とを検出するようにしてもよいし、モータの回転数や回転位置を検出するエンコーダなどのセンサ信号を用いてもよい。

回転速度指令信号Ｓｃは、例えば、制御回路部４の外部から入力される。回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転数に関する信号であって、例えば、モータ２０の目標回転速度に対応するクロック信号である。

スタート信号Ｓｓは、例えば、制御回路部４の外部から入力される。スタート信号Ｓｓは、モータ２０の駆動制御を行うか、駆動制御を行わないスタンバイ状態となるかを設定するための信号である。

制御回路部４は、例えば、マイクロコンピュータやデジタル回路等で構成されている。制御回路部４は、回転数信号Ｓｒと、回転速度指令信号Ｓｃと、スタート信号Ｓｓと、回転位置信号とに基づいて駆動制御信号Ｓｄをプリドライブ回路２ｂに出力する。制御回路部４は、駆動制御信号Ｓｄを出力することで、モータ２０が回転速度指令信号Ｓｃに対応する回転数で回転するようにモータ２０の回転制御を行う。すなわち、制御回路部４は、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力し、モータ２０の回転制御を行う。

電流検出回路６は、モータ駆動部２からモータ２０に流れる電流を検出する。例えば、モータ２０に流れた電流はインバータ回路２ａを通り、電流検出抵抗を通って、ＧＮＤへ流れるので、電流検出回路６は、電流検出抵抗の両端の電圧からモータ２０に流れる電流を検出することができる。これにより、電流検出回路６は、モータ２０に流れる駆動電流を電圧として検出する。電流検出回路６は、検出結果である検出電圧信号Ｖｄを出力する。検出電圧信号Ｖｄは、制御回路部４に入力される。

［制御回路部４の説明］

ここで、制御回路部４は、モータ２０の進角に関する進角補正値情報に基づいて、駆動制御信号Ｓｄを出力する。すなわち、モータ２０の駆動電流について、進角制御を行う。このとき、制御回路部４は、所定の方法で得られた補正値を用いて、進角補正値情報を生成する。

図２は、制御回路部４の構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、制御回路部４は、速度制御回路３１と、進角補正回路（決定手段、補正値情報生成手段の一例）３３と、正弦波駆動回路３５と、メモリ３７と、電流帰還回路４１とを含む。速度制御回路３１と、進角補正回路３３と、正弦波駆動回路３５とは、それぞれデジタル回路である。なお、図２において、各回路間での信号や情報等の送受は後述の進角補正値情報Ｓ１０の生成に関する説明に係るものが示されている。

電流帰還回路４１には、電流検出回路６の検出電圧信号Ｖｄが、電流検出抵抗を用いて入力される。電流帰還回路４１は、検出電圧信号Ｖｄが入力される非反転増幅回路（増幅回路の一例）４３と、ピークホールド回路４５と、取り込み回路４７とを含んでいる。非反転増幅回路４３とピークホールド回路４５とはアナログ回路である。取り込み回路４７は、ピークホールド回路４５の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、そのデジタル信号を進角補正回路３３に取り込むためのロジック回路とを有している。ＡＤコンバータは、例えば、分解能５ビット、変換速度１００ｋＨｚのデジタル信号を出力する。

電流帰還回路４１に入力された検出電圧信号Ｖｄは、非反転増幅回路４３で増幅され、そのピーク値がピークホールド回路４５で保持され、ピーク値の推移を示す信号が取り込み回路４７に出力される。取り込み回路４７は、ピークホールド回路４５の出力をデジタル変換して取り込む。取り込み回路４７で取り込まれた情報は、電流検出回路６の検出結果に対応する電流値Ｓ３として進角補正回路３３に入力される。

制御回路部４において、進角補正回路３３は、後述のようにして進角補正値情報Ｓ１０を生成し、正弦波駆動回路３５に出力する。そうすると、正弦波駆動回路３５は、入力された進角補正値情報Ｓ１０とロータの回転位置信号に基づいて、正弦波駆動を行うための波形の駆動制御信号Ｓｄを生成し、モータ駆動部２に出力する。すなわち、駆動制御信号Ｓｄは、ロータの回転位置信号と、進角補正値情報Ｓ１０と、回転速度指令信号Ｓｃとに基づいて生成される。

［進角補正値情報Ｓ１０の生成に関する説明］

ここで、本実施の形態において、進角補正回路３３は、互いに由来が異なる３種類の進角に関する補正値のうち１つ以上を用いて、進角補正値情報Ｓ１０を生成する。すなわち、補正値としては、回転速度指令信号Ｓｃに対応する速度進角補正値（第２補正値）Ｓ１がある。また、予め設定された、オフセット補正値（第３補正値）Ｓ２がある。さらにまた、電流検出回路６の検出結果に対応する情報に基づいて生成される電流進角補正値（第１補正値）がある。各補正値は、デジタル信号である。

速度進角補正値Ｓ１は、速度制御回路３１において生成される。速度制御回路３１には、回転速度指令信号Ｓｃと、回転数信号Ｓｒとが入力される。速度制御回路３１は、例えば、回転速度指令信号Ｓｃに対応する目標回転数（目標回転速度）の大きさに速度進角補正値Ｓ１が比例するように、速度進角補正値Ｓ１を生成し、進角補正回路３３に出力する。なお、速度進角補正値Ｓ１がモータ２０の回転速度すなわち回転数信号Ｓｒに応じた大きさになるように、速度進角補正値Ｓ１が生成されるようにしてもよい。

オフセット補正値Ｓ２は、例えば、メモリ３７に進角補正値３７ａとして予め記憶されている、予め指定された固定値である。進角補正回路３３は、メモリ３７内の進角補正値３７ａの情報を読み取ることで、オフセット補正値Ｓ２を用いることができる。

電流進角補正値は、上述のようにして電流帰還回路４１から進角補正回路３３に入力される電流値Ｓ３を用いて生成される。換言すると、進角補正回路３３は、電流検出回路６の検出結果に対応する情報に基づいて、電流進角補正値を生成する。本実施の形態において、進角補正回路３３は、電流値Ｓ３の大きさと電流進角補正値とが比例するように、電流進角補正値を生成する。

進角補正回路３３は、これらの速度進角補正値Ｓ１、オフセット補正値Ｓ２、及び電流進角補正値の３つの補正値のうち、進角補正値情報Ｓ１０を生成するために用いる補正値を決定する（補正値を選択する）。そして、進角補正回路３３は、用いると決定した補正値を用いて、進角補正値情報Ｓ１０を生成する。生成は、用いると決定した補正値同士を加算することで行われる。すなわち、用いると決定された補正値同士を加算した結果が、進角補正値情報Ｓ１０として出力される。

本実施の形態では、進角補正回路３３は、メモリ３７を参照して、メモリ３７に予め記憶された設定情報３７ｂを設定情報Ｄ１として読み取る。そして、読み取った設定情報Ｄ１の値に応じて、いずれの補正値を用いるかを決定する。なお、進角補正回路３３に外部から設定情報Ｄ１に相当する信号が入力されるようにして、進角補正回路３３がそれに応じて用いる補正値を決定するようにしてもよい。

図３は、設定情報Ｄ１と進角補正値情報Ｓ１０との関係の一例を示す表である。

図３に示されるように、本実施の形態では、設定情報Ｄ１として「０」か「１」のいずれかが設定されており、それに応じて、進角補正値情報Ｓ１０が２通りの方法で生成される。

具体的には、設定情報Ｄ１が「０」のとき、進角補正回路３３は、３つの補正値のすべてを用いると決定する。すなわち、進角補正回路３３は、速度進角補正値Ｓ１と、オフセット補正値Ｓ２と、生成した電流進角補正値とを加算して、進角補正値情報Ｓ１０を生成する。

他方、設定情報Ｄ１が「１」のとき、進角補正回路３３は、３つの補正値のうち、速度進角補正値Ｓ１とオフセット補正値Ｓ２との２つを用いると決定する。すなわち、進角補正回路３３は、速度進角補正値Ｓ１とオフセット補正値Ｓ２とを加算して、進角補正値情報Ｓ１０を生成する。このとき、電流進角補正値は生成されなくてもよいし、生成されてもよい（電流進角補正値が生成された場合であっても、他の補正値に加算はされない。）。

このように構成されていることで、例えばモータ２０の用途などに応じて、進角補正値情報Ｓ１０の生成方法（どの補正値を用いて生成するか）を変更することができる。また、回転数、負荷電流に応じて進角に補正することで、モータ２０を、広い回転数域や、広い負荷の範囲で、適切にモータ２０を駆動させることができる。

すなわち、３種類の補正値は、それぞれ異なる点に着目して、進角を補正するためのものである。具体的には、モータ２０の回転数域が変化する場合には、適切な進角値が回転数域に応じて変化する。このような場合に、速度進角補正値Ｓ１に基づいて進角制御を行うと、有効である。また、モータ２０において、ロータの回転位置の検出精度には誤差がある場合がある。このような問題について、予め進角値をオフセットさせるオフセット補正値Ｓ２に基づいて進角制御を行うことで、このような誤差があっても遅れ位相（遅角）で駆動電流が流れることがないようにすることができる。また、定速での駆動時にモータ２０の負荷が変動する場合にも、それに応じて適切な進角値が負荷に応じて変化する。このような場合に、負荷の大小に応じて変化する電流値Ｓ３に応じた電流進角補正値に基づいて進角制御を行うと、有効である。

ここで、例えば、モータ２０を所定の間隔で用紙を搬送する装置の動力源として用いる場合などには、負荷変動が大きくなることがある。このような用途では回転ムラが小さいことが重要になるところ、電流値Ｓ３の変動が大きいと電流進角補正値の変動が大きくなり、モータ２０の適正な回転に影響が及ぶ場合がある。本実施の形態では、このような場合において、設定情報３７ｂを設定することで、電流進角補正値を用いて進角補正値情報Ｓ１０を生成するかどうか（負荷変動に注目した進角制御を行うか否か）を指定することができる。したがって、回転数域や負荷の大きさやそれらの変動などが様々な使用場面において、モータ２０の進角制御を適正に行って、適正にモータ２０を駆動させることができる。

なお、進角補正値情報Ｓ１０の生成に用いる補正値の決定方法はこれに限られるものではない。進角補正値情報Ｓ１０の生成に用いる補正値は、３つの補正値のうちいずれか１つ以上であればよい。

図４は、設定情報Ｄ１と進角補正値情報Ｓ１０との関係の変形例を示す表である。

例えば、図４に示されるように、２ビットの値を設定情報Ｄ１として用いて、進角補正値情報Ｓ１０の生成に用いる補正値が決定されるようにしてもよい。具体的には、例えば、次のようにすればよい。設定情報Ｄ１が「００」のとき、オフセット補正値Ｓ２のみを用いる。設定情報Ｄ１が「０１」のとき、速度進角補正値Ｓ１とオフセット補正値Ｓ２とを用いる。設定情報Ｄ１が「１０」のとき、速度進角補正値Ｓ１とオフセット補正値Ｓ２と電流進角補正値とを用いる。設定情報Ｄ１が「１１」のとき、オフセット補正値Ｓ２と電流進角補正値とを用いる。なお、オフセット補正値Ｓ２として「０」を設定することにより、実質的にはオフセット補正値Ｓ２による進角のオフセットを行わないようにすることができる。

ここで、オフセット補正値Ｓ２としては、所定の値が当初からメモリ３７に記憶されていてもよいし、ユーザが設定情報Ｄ１と同様にメモリ３７に設定値を指定することにより、その設定値に応じた値がオフセット補正値Ｓ２として用いられるようにしてもよい。

図５は、オフセット補正値Ｓ２の設定例について示す表である。

本実施の形態において、正弦波生成の分解能によって進角の最小ステップ幅が決まる。例えば、電気角３６０°を１４４分割した信号を得れば、２．５°ステップで進角を変化させることができる。図５に示されるように、「０」〜「７」までの設定値とそれに対応するオフセット補正値Ｓ２とが設定されている。これにより、例えば、設定値を「０」に設定したときにはオフセット補正値Ｓ２が「０度（オフセットさせない）」、設定値を「１」に設定したときにはオフセット補正値Ｓ２が「２．５度」、設定値を「２」に設定したときにはオフセット補正値Ｓ２が「５度」、…、設定値を「７」に設定したときにはオフセット補正値Ｓ２が「１７．５度」などとなるように、適宜適切なオフセット補正値Ｓ２を容易に指定することができるようになる。

なお、本実施の形態では、進角補正値情報Ｓ１０は、進角が第１の値から第２の値まで変化すべきときでも、徐々に進角が変化するようにして出力される。進角補正回路３３は、例えばアップカウンタ回路やダウンカウンタ回路などのカウンタ回路を有しており、進角が第１の値から第２の値まで変化すべきときに、目標値となる第２の値に進角が到達するまで、単位時間あたりに所定の量ずつ進角を変化させる制御を行う。換言すると、進角補正回路３３は、カウンタ回路により進角が所定の変化率を超えて変化しないようにして、進角補正値情報Ｓ１０を出力する。

図６は、進角の変化動作を説明する図である。

図６において、破線は進角の目標値であり、実線は進角である。時間が経過するにつれ、モータ２０の目標回転数が変更されたり電流値Ｓ３が変化したりすることで、進角の大きさが変化すると、進角は、目標値に向けて、カウンタ回路により定められた一定の傾きで変化する。

例えば、時刻ｔ１以前は第１の値Ｖ１であった目標値が、時刻ｔ１に第１の値Ｖ１より大きい第２の値Ｖ２に変化し、その後、時刻ｔ２に、第１の値Ｖ１より大きく第２の値Ｖ２より小さい第３の値Ｖ３に変化した場合を想定する。時刻ｔ１において進角が第１の値Ｖ１であったとき、時刻ｔ１以後は、進角は、第２の値Ｖ２に向けて変化する。このとき、進角は時間の経過と共に一定量ずつ変化するので、徐々に上昇する。進角が第３の値Ｖ３より大きくなったとき、時刻ｔ２において目標値が第３の値Ｖ３に変化すると、その時点から、進角は、第３の値Ｖ３に向けて下降を開始する。進角は、下降時も、上昇時と同様に徐々に変化する。進角が目標値にまで一致すると、その値のままとなる。

このように進角は徐々に変化するので、進角制御の影響でモータ２０の動作が急激に変化することがなくなり、回転ムラの発生を抑えることができる。

［電流進角補正値の生成に関する説明］

本実施の形態において、進角補正回路３３は、取り込み回路４７により取り込まれた電流値Ｓ３を平均化処理し、その結果に基づいて、電流進角補正値を生成する。このとき、進角補正回路３３は、電流値Ｓ３の平均化処理後の結果の変化に対して、電流進角補正値がヒステリシスを持って変化するようにして、電流進角補正値を生成する（ヒステリシス動作ということがある。）。

図７は、電流進角補正値の生成時の動作を説明するフローチャートである。

図７に示されるように、電流進角補正値の生成は、現在の電流進角補正値をもとにして行われる（ステップＳ１１１）。電流進角補正値の初期値は、「０」である。

ステップＳ１１２において、ヒステリシスを考慮した補正値の候補値ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳの設定を行う。

図８は、電流進角補正値の生成時のＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳの設定動作を示すフローチャートである。

図８に示されるように、ステップＳ１３１において、取り込み回路４７より取り込まれる電流値Ｓ３の所定の期間分のデータを足し算した値（取り込み周期毎に所定の回数だけ足し算した値）を生成する（平均化処理）。本実施の形態では、ＰＷＭ周期（例えば５０ｕｓｅｃ）毎に、取り込み回路４７により取り込まれる５ビットの電流検出データ（電流値Ｓ３）を、４０９５回加算する。これにより、候補値ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５が生成される。そして、ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５が、所定値（ここでは４０９５）よりも大きいかどうかを判定する。

ステップＳ１３１においてＣＵＲＲＥＮＴ４０９５が４０９５よりも大きければ、ステップＳ１３２の処理が行われる。すなわち、ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５から４０９５を引いた値を、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳとして設定する。

他方、ステップＳ１３１においてＣＵＲＲＥＮＴ４０９５が４０９５よりも大きくなければ、ステップＳ１３３の処理が行われる。すなわち、「０」がＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳとして設定される。

ステップＳ１３２又はステップＳ１３３の処理が行われることで、負の値でないＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳが設定される。その後、図７のステップ１１３の処理に戻る。

ステップＳ１１３において、ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５［１６：１４］（ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５の上位３ビット）の値が、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］（ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳの上位３ビット）の値と等しいか否か判断する。

ステップＳ１１３において、ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５［１６：１４］とＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］とが等しければ（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１１４において、ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５［１６：１４］を電流進角補正値として設定する。

ステップＳ１１３において、ＣＵＲＲＥＮＴ４０９５［１６：１４］とＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］とが等しくなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ１１５において、現在の補正値が、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］の値と２以上の差があるか否かを判断する。

ステップＳ１１５において、現在の補正値とＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］の値とに２以上の差があれば（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１１６において、ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］を電流進角補正値として設定する。

ステップＳ１１５において、現在の補正値とＣＵＲＲＥＮＴ＿ＨＩＳ［１６：１４］の値とに２以上の差がなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ１１７において、現在の電流進角補正値を保持する。

以上の処理が行われることで、電流進角補正値が生成される。進角補正回路３３はデジタル回路であるので、これらの処理は比較的容易に行うことができる。

このように、電流進角補正値は、ヒステリシスを考慮した処理により生成される。したがって、軽微な負荷変動などが生じて、ヒステリシス動作が行われない場合にある補正値とその次の段階の補正値とが切り替わるような電流値Ｓ３の変化があったときでも、本実施形態においては、補正値が切り替わりにくくなる。したがって、電流進角補正値がある補正値と次の段階の補正値との間で頻繁に切り替わるような進角のばたつきを軽減させることができ、モータ２０の駆動を安定させることができる。

［実施の形態における効果］

以上説明したように、本実施の形態では、速度進角補正値と、電流進角補正値と、オフセット補正値とを用いて進角補正値情報を生成することで、モータの回転数指令値及び電流値にそれぞれ比例した進角補正を行ってモータを駆動させることができる。したがって、どのような回転数、負荷条件下においても、その条件に適した進角制御を行うことができる。そのため、広範囲な回転領域や用途において、モータを高効率に駆動させることができる。これらの補正値の中から進角補正値情報の生成に用いるものを適切に選択できるので、より使用条件等に即した進角制御を行うことができる。

電流進角補正値の生成時には、ヒステリシス動作が行われる。したがって、進角補正値が変わる閾値が近い状態で電流変動があっても、進角補正値が頻繁に変動することを防止でき、モータを安定的に駆動させることができる。

進角補正値情報の生成は、デジタル回路を用いて行われる。したがって、比較的小規模な回路を構成して補正値を生成する演算を行うことができる。従来見られるような、モータの電気子コイル各相に電流検出抵抗を設けたりモータ端子電圧の積分波形を生成する回路を設けたりすることは必要なく、回転位置を検出するホール素子などのセンサを用いたモータ用のモータ駆動制御装置であっても、比較的安価に製造することができる。

［その他］

制御回路部は、図２に示されるような回路構成に限定されない。本発明の目的にあうように構成された、様々な回路構成が適用できる。

進角補正回路が生成する電流進角補正値と電流値との関係や、速度制御回路が生成する速度進角補正値と目標回転数等との関係は、メモリの設定情報などに基づいて変更可能であってもよい。オフセット補正値は、任意の値に変更可能であってもよい。

進角補正回路は、メモリに記憶されている設定情報に応じて、進角補正値情報の生成動作や電流進角補正値の生成動作の態様を変更するものに限られず、制御回路部の外部から入力された設定信号に応じてこれらの動作を変更したり、モータの動作に関する種々の検出結果等にあわせてこれらの動作を変更したりするようにしてもよい。

電流帰還回路では、非反転増幅回路やピークホールド回路に限られず、種々のアナログフィルタ回路を用いることができる。例えば、ピークホールド回路に代えて、サンプルホールド回路などを用いるようにしてもよい。取り込み回路は、これらのアナログフィルタ回路を経由してＡＤコンバータを用いて変換された、電流検出回路の検出電圧信号Ｖｄに対応するデジタル変換された情報を取り込むように構成されていればよい。

制御回路部には、回転速度指令信号が入力されなくてもよい。この場合、例えば、所定の目標回転数に応じて正弦波駆動回路が駆動制御信号を出力するようにしたりその所定の目標回転数に応じた進角の補正値が生成されて進角補正回路に送られるようにしたりしてもよい。

モータ駆動制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウェアによる処理であってもよい。

本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、３相のブラシレスモータに限られず、他の種類のモータであってもよい。

本発明は、正弦波駆動方式によりモータを駆動するモータ駆動制御装置に限られず、例えば矩形波駆動方式によりモータを駆動するモータ駆動制御装置に適用してもよい。

上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウェアによって行われるようにしても、ハードウェア回路を用いて行われるようにしてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ モータ駆動制御装置
２ モータ駆動部
４ 制御回路部
６ 電流検出回路
２０ モータ
３１ 速度制御回路
３３ 進角補正回路（決定手段、補正値情報生成手段の一例）
３５ 正弦波駆動回路
３７ メモリ
４１ 電流帰還回路
４３ 非反転増幅回路（増幅回路の一例）
４５ ピークホールド回路
４７ 取り込み回路
Ｄ１ 設定情報
Ｓｃ 回転速度指令信号（回転数指令情報の一例）
Ｓｄ 駆動制御信号
Ｓｒ 回転数信号
Ｓ１ 速度進角補正値（第２補正値）
Ｓ２ オフセット補正値（第３補正値）
Ｓ３ 電流値
Ｓ１０ 進角補正値情報
Ｓｓ スタート信号
Ｖｄ 検出電圧信号

Claims (8)

1. モータの進角に関する進角補正値情報に基づいて前記モータを駆動させるための駆動制御信号を出力する制御回路部と、
   前記制御回路部から出力された駆動制御信号に基づいて、前記モータに駆動信号を出力して前記モータを駆動させるモータ駆動部と、
   前記モータの駆動電流を検出する電流検出回路とを備え、
   前記制御回路部は、
   前記電流検出回路の検出結果に対応する情報に基づいて第１補正値を生成する第１補正手段と、
   前記モータの回転数に関する回転数指令情報に対応する第２補正値を生成する第２補正手段と、
   少なくとも前記第１補正値及び前記第２補正値を含む複数の補正値のうち前記進角補正値情報を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定する決定手段と、
   前記複数の補正値のうちの前記決定手段により決定された補正値を用いて前記進角補正値情報を生成する補正値情報生成手段とを有する、モータ駆動制御装置。
2. 前記制御回路部は、予め指定された第３補正値を記憶する第３補正手段をさらに備え、
   前記決定手段は、少なくとも前記第１補正値、前記第２補正値、及び前記第３補正値のうち、前記進角補正値情報を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記制御回路部は、
   前記電流検出回路の検出結果に対応するデジタル変換された情報を取り込む取り込み回路をさらに含み、
   前記第１補正手段は、前記取り込み回路により取り込まれた情報を平均化処理し、その結果に基づいて前記第１補正値を生成する、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記第１補正手段は、前記取り込み回路により取り込まれた情報の平均化処理後の結果の変化に対して前記第１補正値がヒステリシスを持って変化するように、前記第１補正値を生成する、請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記制御回路部は、
   前記電流検出回路の検出結果を増幅する増幅回路と、
   前記増幅回路の出力のピーク値を保持するピークホールド回路とをさらに備え、
   前記取り込み回路は、前記ピークホールド回路の出力をデジタル変換して取り込む、請求項３又は４に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記補正値情報生成手段は、生成する進角補正値情報が変化するとき、進角が所定の変化率を超えて変化しないように徐々に変化させるカウンタ回路を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記モータ駆動制御装置は、その全部又は一部が集積回路装置としてパッケージ化されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。
8. モータの進角に関する進角補正値情報に基づいて前記モータを駆動させるための駆動制御信号を出力する制御回路部と、
   前記制御回路部から出力された駆動制御信号に基づいて、前記モータに駆動信号を出力して前記モータを駆動させるモータ駆動部と、
   前記モータの駆動電流を検出する電流検出回路とを備えるモータ駆動制御装置の制御方法であって、
   前記制御回路部に前記電流検出回路の検出結果に対応する情報に基づいて第１補正値を生成させる第１補正ステップと、
   前記制御回路部に前記モータの回転数に関する回転数指令情報に対応する第２補正値を生成させる第２補正ステップと、
   少なくとも前記第１補正値及び前記第２補正値を含む複数の補正値のうち前記進角補正値情報を生成するために用いる１つ以上の補正値を決定する決定ステップと、
   前記制御回路部に前記複数の補正値のうちの前記決定ステップにより決定された補正値を用いて前記進角補正値情報を生成させる補正値情報生成ステップとを有する、モータ駆動制御装置の制御方法。

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