JP4015427B2 - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータに供給する駆動電圧をデューティ制御して供給するブラシレスモータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電源供給回路とモータとの間にＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）を配設し、ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に電源供給回路からの駆動電圧を供給して、モータに駆動電圧を供給するようにしたモータ駆動回路が知られている。このようなモータ駆動回路は、例えば特開平９−２３６６８４号公報等にて知られている。
【０００３】
また、従来の他のモータ駆動回路では、モータに供給する駆動電圧のデューティ比を調整し、ＭＯＳＦＥＴをデューティ制御しながらモータを所望の回転数にするものが知られている。このようなモータ駆動回路では、デューティ比を設定するモータ駆動制御回路をＩＣ（Integrated Circuit）化し、このＩＣ外部回路においてＡＭ帯のノイズを低減するようにしていた。
【０００４】
具体的には、電源からの駆動電圧をＩＣに供給する前に配設されたコモンモードコイルのターン数の調整、フィルター内の電解コンデンサ容量の調整等を行っていた。更に、従来では、ＦＭ帯のノイズを低減するために、ＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間やゲート−ドレイン間にコンデンサを設けたりしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のデューティ比の制御をするモータ駆動装置では、駆動電圧のデューティ比を５０％付近にすると、ＡＭ帯のノイズが最大となり、これに対応するためにＩＣ外部回路の設計変更をすると、全デューティ比で回転数の影響が発生する。このように、デューティ比によって発生するＡＭ帯のノイズを低減しようとすると、デューティ比を１００％としても本来のモータトルクを得ることができずにモータ駆動の効率が低下してしまう。
【０００６】
モータ駆動の効率が低下すると、デューティ比を１００％とした全開状態時においてモータに多くの熱が発生してモータの性能向上をすることが困難となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、ＡＭ帯のノイズを低減して、モータ駆動の効率を向上させることができるブラシレスモータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に係るブラシレスモータの制御装置では、永久磁石を回転子とし、電機子巻き線を固定子として、整流機構を磁極センサとスイッチング素子としたブラシレスモータの制御をするブラシレスモータの制御装置において、上記回転子の回転数を指示する回転指示信号を入力し、上記回転子を回転させる目標となる回転数目標値とするデューティ比を算出するデューティ比算出手段と、上記スイッチング素子に供給する駆動電圧を補正する電圧補正手段と、上記デューティ比算出手段で算出されたデューティ比で、上記電圧補正手段により補正された駆動電圧をデューティ制御して上記スイッチング素子を駆動するデューティ制御手段とを備える。
【０００９】
このブラシレスモータの制御装置において、上記電圧補正手段は、上記デューティ比算出手段で算出されるデューティ比可変範囲のうち、所定の範囲における駆動電圧値を他の範囲における駆動電圧値よりも低くする補正し、上記デューティ比算出手段は、上記電圧補正手段により駆動電圧が低く補正された場合には、駆動電圧低下分の電力を上記ブラシレスモータに供給するように、上記回転子を回転させる目標となる回転数目標値を高くする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係るブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比を制御してブラシレスモータの駆動力を制御する場合であっても、予め設定した所定のデューティ比の範囲において駆動電圧を低くする補正をすることにより、スイッチング素子がオン状態になるときのオン抵抗を高くすることができ、スイッチング素子をスイッチングするときの振幅を小さくする。したがって、このブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯のノイズが発生しやすいデューティ比の範囲において駆動電圧を低くして、モータ駆動の効率を向上させることができる。
【００１１】
また、このブラシレスモータの制御装置によれば、モータ種類の相違等の使用形態に応じてＡＭ帯ノイズを低減するために外部のフィルター回路を変更することなく、ＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明は、例えば図１に示すように構成されたブラシレスモータの制御装置に適用される。
【００１４】
ブラシレスモータの制御装置は、バッテリ端子１１からバッテリ電源が供給されるモータ制御回路１２、センサマグネット１３、センサ信号検出回路１４を備える。
【００１５】
センサマグネット１３は、ロータの回転位置を示すために設けられ、ロータの回転中心に対し、Ｎ極とＳ極の対が２対均等角度に配置され、ロータと一体に回転するシャフトに取り付けられている。このセンサマグネット１３の周囲には、センサマグネット１３から発生する磁界の方向を検出する３つのホールＩＣ１３ａ〜１３ｃがステータの内周に１２０度間隔で均等配置されている。
【００１６】
センサ信号検出回路１４は、センサマグネット１３の磁界方向の変化による検出信号が各ホールＩＣ１３ａ〜１３ｃから入力され、各検出信号を用いて反転信号を生成し、非反転信号とともに、６本の信号をセンサ信号としてモータ制御回路１２に供給する。
【００１７】
モータ制御回路１２は、センサ信号検出回路１４からのセンサ信号を参照して送風ファンの回転数を算出し、算出した回転数と、回転指示信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）で指示された回転数との比較をして、送風ファンの回転数を制御する。
【００１８】
回転指示信号は、送風ファンの回転数を指定する信号であり、そのデューティ（Ｄｕｔｙ）比が制御されて、回転数を指定する。すなわち、回転動作信号は、Ｈレベルの信号時間とＬレベルの信号時間の比率（Ｄｕｔｙ比）を変化させることで、送風ファンの回転数を指定する。回転指示信号は、送風ファンを高回転数で駆動させるときには高いデューティ比の信号となり、送風ファンを低回転数で駆動させるときには低いデューティ比の信号となる。
【００１９】
モータ制御回路１２は、センサ信号に基づいてＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ６をオンとオフの間で制御し、オンとなるＭＯＳＦＥＴの組み合わせで電機子コイル１５ａ〜１５ｆを流れる電流の方向を切り替える。
【００２０】
つぎに、モータ制御回路１２の詳細な構成について図２を参照して説明する。
【００２１】
モータ制御回路１２は、電圧入力がされる第１フィルタ回路２１と、アナログ信号として回転指示信号が入力される第２フィルタ回路２２と、ＡＣＣ電圧算出回路２３とを備える。
【００２２】
モータ制御回路１２は、図示しない電源回路から電源が供給され第１フィルタ回路２１によりフィルタ処理を施して、ＡＣＣ電圧算出回路２３に供給する。ＡＣＣ電圧算出回路２３では、供給された電源電圧を分圧して、分圧した電圧値を８ビットのデータＤaccとして電圧補正値算出回路３０に出力する。
【００２３】
モータ制御回路１２は、図示しない空調制御回路から、アナログ方式の回転指示信号が入力されたときには、第２フィルタ回路２２によりフィルタ処理をしてＡＣＣ電圧算出回路２３に供給し、ＡＣＣ電圧算出回路２３によりディジタル方式の回転指示信号を作成してファン速目標値算出回路２７に供給する。
【００２４】
また、モータ制御回路１２は、センサ信号検出回路１４からのセンサ信号が入力される波形変換回路２４を備える。
【００２５】
波形変換回路２４は、センサ信号検出回路１４からのセンサ信号を波形変換して、センサ信号SAH、SAL、SBH、SBL、SCH、SCLを生成して、センサ信号SAHを回転数検出回路３５に供給するとともに、全センサ信号をＬｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に供給する。
【００２６】
更に、モータ制御回路１２は、ディジタル信号の回転指示信号が入力されるディジタルフィルタ回路２５、デューティ比検出回路２６、ファン速目標値算出回路２７、ファン速変更目標値算出回路２８、駆動電圧可変制御回路２９を備える。
【００２７】
モータ制御回路１２は、図示しない空調制御回路からのディジタル方式の回転指示信号が入力されると、ディジタルフィルタ回路２５によりフィルタ処理をして、デューティ比検出回路２６に供給する。
【００２８】
デューティ比検出回路２６は、回転指示信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出することでパルス周期を検出する。デューティ比検出回路２６は、前パルスの立ち下がりから次パルスの立ち上がりまでの時間、すなわちＯＮ電圧レベル区間を検出し、パルス周期と、検出した時間との比率あるデューティ比Ｄdutyを検出する。ここで、デューティ比Ｄdutyは、送風モータの回転数を示す値となり、８ビットのデータで表現される。デューティ比検出回路２６は検出したデューティ比Ｄdutyをファン速目標値算出回路２７に供給する。
【００２９】
ファン速目標値算出回路２７は、デューティ比Ｄdutyを送風ファンの回転数に変換するための図３に示すテーブルを有し、変換した送風ファンの回転数を示すファン速目標値Ｄfanを算出する。このファン速目標値算出回路２７は、ファン速目標値Ｄfanを８ビット（０〜２５５）のデータで表現して、ファン速変更目標値算出回路２８に供給する。
【００３０】
このファン速目標値算出回路２７は、ファン速目標値Ｄfanを決定するに際して、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を補正する範囲におけるファン速目標値Ｄfanの値を補正する。すなわち、ファン速変更目標値算出回路２８は、駆動電圧可変制御回路２９によりＭＯＳＦＥＴＱに供給する駆動電圧値を下げる補正をするときには、そのときのデューティ比を高くするようにファン速目標値Ｄfanを決定する。これにより、ファン速変更目標値算出回路２８は、電機子コイル１５に一定の電力を供給する制御をする。
【００３１】
ファン速変更目標値算出回路２８は、送風ファンが停止ファン速目標値Ｄfanまでに達するまでのファン速変更目標値Ｄsfanと時間との関係を示した図４に示すようなテーブルを備えている。このファン速変更目標値算出回路２８は、テーブルを参照して時間に対するファン速変更目標値Ｄsfanを算出して、ファン速変更目標値Ｄsfanを駆動電圧可変制御回路２９に供給する。このファン速変更目標値算出回路２８は、オフ（０％）から立ち上がったときに、ファン速目標値Ｄfanまでファン速度を次第に高くするように勾配遅延を設定してソフトスタート制御をする。
【００３２】
駆動電圧可変制御回路２９は、ファン速変更目標値Ｄsfanを参照して、ファン速変更目標値Ｄsfanで設定されたデューティ比に応じてＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６のゲート端子に供給する駆動電圧を制御する駆動電圧制御信号をＬｏサイド出力回路３３に出力する。この駆動電圧可変制御回路２９は、ファン速目標値算出回路２７及びファン速変更目標値算出回路２８によるデューティ比可変範囲のうち、所定の範囲における駆動電圧値を他の範囲における駆動電圧値よりも低くする補正をする。具体的には、駆動電圧可変制御回路２９は、所定範囲での駆動電圧値を４Ｖにし、他の範囲の駆動電圧値を１２Ｖにする補正をする。なお、この駆動電圧可変制御回路２９による他の駆動電圧補正処理例については後述する。
【００３３】
更にまた、モータ制御回路１２は、電圧補正値算出回路３０、基準データ作成回路３１、ＰＷＭ出力回路３２、Ｌｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４を備える。
【００３４】
基準データ作成回路３１は、ブラシレスモータ自体の電源電圧の中心電圧の大きさを８ビットデータで表現する基準データＤrefを生成して電圧補正値算出回路３０に供給する。
【００３５】
電圧補正値算出回路３０は、基準データ作成回路３１からの基準データＤrefと電圧入力データＤaccとの比率を検出し、検出した比率から目標値Ｄfan'を補正し、８ビットデータで表現された補正値Ｄfan''を生成する。すなわち、電圧補正値算出回路３０は、
（Ｄref／Ｄacc）・Ｄfan'＝Ｄfan''
で表現される演算をして補正値Ｄfan''を算出する。
【００３６】
ＰＷＭ出力回路３２は、８ビットの周期で補正値Ｄfan''のデューティ比を、Ｌｏサイド出力回路３３及び図示しない外部のＰＷＭモニタに出力する。
【００３７】
更にまた、モータ制御回路１２は、回転数検出回路３５、オーバーラップ算出回路３６、進角量算出回路３７、ロック判定回路３８、ロック保護制御回路３９、出力判定回路４０、出力オン／オフタイマー回路４１を備える。
【００３８】
回転数検出回路３５は、センサマグネット１３の極数が２極であり、２周期分がロータの１周期となるため、２周期毎にカウントをしてロータ回転数の回転周期Ｔｒを検出する。この回転数検出回路３５は、検出したロータの回転周期Ｔｒをオーバーラップ算出回路３６、進角量算出回路３７、Ｌｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に供給する。
【００３９】
オーバーラップ算出回路３６は、回転周期Ｔｒに基づいて、オーバーラップ量Ｔｏを決定する。このオーバーラップ算出回路３６は、回転周期Ｔｒに対するオーバーラップ量Ｔｏとを対応づけたテーブルを有し、テーブルを参照してオーバーラップ量Ｔｏを決定する。オーバーラップ算出回路３６は、決定したオーバーラップ量ＴｏをＬｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に出力する。
【００４０】
進角量算出回路３７は、回転周期Ｔｒに基づいて、進角制御をするための進角時間Ｔｆを決定する。この進角量算出回路３７は、回転周期Ｔｒに対する進角時間Ｔｆとを対応づけたテーブルを有し、テーブルを参照して進角時間Ｔｆを決定する。進角量算出回路３７は、決定した進角時間ＴｆをＬｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に出力するとともに、外部の進角量切替入力端子に供給する。
【００４１】
ロック判定回路３８は、回転周期Ｔｒが所定時間以上の場合に、Ｈｉ信号をロック判定信号としてロック保護制御回路３９に出力し、所定時間以下の場合にＬｏ信号を出力する。
【００４２】
出力判定回路４０は、電圧補正値算出回路３０からの目標値Ｄfan''が入力され、目標値Ｄfan''が「０」であるときにはＬｏ信号を出力判定信号としてロック保護制御回路３９に出力し、目標値Ｄfan''が「０」以外であるときにはＨｉ信号を出力する。
【００４３】
出力オン／オフタイマー回路４１は、ファン速目標値算出回路２７からのファン速目標値Ｄfanが入力され、ファン速目標値Ｄfanが「０」から立ち上がったらカウントを開始して所定時間以上経過したらＨｉ信号を出力オン／オフタイマー信号としてロック保護制御回路３９に出力する。
【００４４】
ロック保護制御回路３９は、ロック判定回路３８からのロック判定信号及び出力判定回路４０からの出力判定信号に従って論理演算を行い、ロック保護制御信号を生成して出力する。このようなロック保護制御回路３９では、ロック保護をしているときに、出力判定信号がローとなっても安定してロック保護を保持する。
【００４５】
Ｌｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４は、波形変換回路２４からのセンサ信号、オーバーラップ量Ｌｏ、回転周期Ｔｒ及びロック保護制御信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴＱ１〜ＭＯＳＦＥＴＱ６を開閉動作させる。
【００４６】
また、Ｌｏサイド出力回路３３には、ＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６をデューティ制御するためのＰＷＭ信号がＰＷＭ出力回路３２から入力される。このＬｏサイド出力回路３３は、ＰＷＭ信号に従ってＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６をオンオフするタイミングを制御する駆動電圧を各ゲート端子に供給する。このとき、Ｌｏサイド出力回路３３は、駆動電圧可変制御回路２９からの駆動電圧制御信号を入力して、予め設定された所定の駆動電圧にしてＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６をオン状態にする。ここで、設定された所定の駆動電圧は、駆動電圧制御信号に応じて例えば４［Ｖ]と１２［Ｖ］とがある。
【００４７】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を１２Ｖから４Ｖにすることにより、ゲートがオン状態になるときのオン抵抗を高くすることができ、ＭＯＳＦＥＴＱがスイッチングするときの振幅を小さくする。
【００４８】
以上詳細に説明したように、ブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比を制御してブラシレスモータの駆動力を制御する場合であっても、駆動電圧可変制御回路２９により予め設定した所定のデューティ比の範囲において駆動電圧を低くする補正をすることにより、ＭＯＳＦＥＴＱのゲートがオン状態になるときのオン抵抗を高くすることができ、ＭＯＳＦＥＴＱをスイッチングするときの振幅を小さくする。したがって、このブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯のノイズが発生しやすいデューティ比の範囲において駆動電圧を低くして、モータ駆動の効率を向上させることができる。
【００４９】
また、このブラシレスモータの制御装置によれば、モータ種類の相違等の使用形態に応じてＡＭ帯ノイズを低減するために外部のフィルター回路を変更することなく、ＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００５０】
［駆動電圧補正処理］
つぎに、上述したブラシレスモータの制御装置において、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を補正する第１処理〜第５処理について説明する。
【００５１】
第１処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図５に示すように、ファン速変更目標値Ｄsfanにより示されるデューティ比が最大出力近傍範囲外における駆動電圧値を、デューティ比の最大出力近傍範囲の駆動電圧値よりも低くする補正をする。すなわち、駆動電圧可変制御回路２９は、最大出力近傍範囲では駆動電圧を１２Ｖにし、最大出力近傍範囲外では駆動電圧を４Ｖにする。
【００５２】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により最大出力近傍範囲外の駆動電圧を４Ｖに低下させる補正を行うときには、駆動電圧の低下分の電力をブラシレスモータに供給するように、図３の最大出力近傍範囲外におけるファン速目標値Ｄfanを高くするテーブルをファン速目標値算出回路２７にて使用する。
【００５３】
このような第１処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯ノイズ（５００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）が高くなるデューティ比５０％（２０ｋＨｚ）付近におけるＭＯＳＦＥＴＱのオン抵抗を高くすることができ、デューティ比５０％付近におけるＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００５４】
更に、このブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯ノイズを低減すると共に最大出力近傍範囲における駆動電圧を高くするので、最大回転数を発生させるときの回転数の不足を解消し、例えば空調用ブラシレスモータを駆動するに際しての風量不足を解消することができる。
【００５５】
第２処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図６に示すように、デューティ比の最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外における駆動電圧値を、デューティ比の最大出力近傍範囲及び最小出力近傍範囲の駆動電圧値よりも低くする補正をする。すなわち、駆動電圧可変制御回路２９は、最大出力近傍範囲及び最小出力近傍範囲では駆動電圧を１２Ｖにし、最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外では駆動電圧を４Ｖにする。
【００５６】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外の駆動電圧を４Ｖに低下させる補正を行うときには、駆動電圧の低下分の電力をブラシレスモータに供給するように、図３の最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外におけるファン速目標値Ｄfanを高くするテーブルをファン速目標値算出回路２７にて使用する。
【００５７】
このような第２処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比が低い低回転域において駆動電圧を高くしてブラシレスモータのトルクを稼ぐことができるので、第１処理による効果に加えて、モータ停止から駆動開始するときの駆動性を改善することができ、ブラシレスモータの回転不良を防止することができる。
【００５８】
第３処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図７及び図８に示すように、デューティ比の変化に対して駆動電圧値の変化を直線的又は曲線的とするように補正する。駆動電圧可変制御回路２９は、図７及び図８に示すように、第２処理と同様にデューティ比０％〜デューティ比１０％までの範囲の駆動電圧を１２Ｖとすると共にデューティ比１００％付近の駆動電圧を１２Ｖとし、ＡＭ帯ノイズが高くなるデューティ比６０％付近の駆動電圧を４Ｖとする。
【００５９】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を低下させる補正を行うときには、駆動電圧の低下分の電力をブラシレスモータに供給するように、図３におけるファン速目標値Ｄfanを高くするテーブルをファン速目標値算出回路２７にて使用する。
【００６０】
この駆動電圧可変制御回路２９は、図７に示すように、デューティ比が１０％〜６０％に変化したときには駆動電圧を直線的に低下させる補正をし、デューティ比６０％において駆動電圧を４Ｖにする。また、駆動電圧可変制御回路２９は、デューティ比が６０％〜１００％に変化したときには駆動電圧を直線的に上昇させる補正をし、デューティ比１００％において駆動電圧を１２Ｖにする。また、駆動電圧可変制御回路２９は、図８に示すように、デューティ比が１０％〜６０％に変化したときには駆動電圧を曲線的に低下させる補正をし、デューティ比６０％において駆動電圧を４Ｖにする。また、駆動電圧可変制御回路２９は、デューティ比が６０％〜１００％に変化したときには駆動電圧を曲線的に上昇させる補正をし、デューティ比１００％において駆動電圧を１２Ｖにする。
【００６１】
このような第３処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比の変化に応じて駆動電圧を直線的又は曲線的に変化させるので、急激にＭＯＳＦＥＴＱ４〜Ｑ６に供給する駆動電圧が変化することなく、第２処理の効果に加えて、急激に駆動電圧が変化することにより発生する騒音の発生を抑制することができる。また、このブラシレスモータの制御装置によれば、駆動電圧が急激に変化しないので、空調用のブラシレスモータの急速なファン速の変動を防止することができる。
【００６２】
第４処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図７及び図８に示すようにデューティ比の変化に応じて直線的又は曲線的に駆動電圧を変化させるときに、駆動電圧の目標値を、駆動電圧補正前に算出されたファン速変更目標値Ｄsfanに基づいて駆動電圧を変化させる。このように駆動電圧補正前のファン速変更目標値Ｄsfanから駆動電圧の目標値を決定すると、デューティ比を１００％にしようとしても前回のファン速変更目標値Ｄsfanがデューティ比１００％以下なので、全開時でも電源電圧が高い時にはデューティ比が全開とはならないが、全開時のファン速変更目標値Ｄsfanが電源電圧に拘わらず全開となっているので、全開時に駆動電圧の制限がかかることを防止することができる。
【００６３】
第５処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、デューティ比を次第に高くする処理を行った結果であるファン速変更目標値算出回路２８からのファン速変更目標値Ｄsfanにて示されるデューティ比に基づいて駆動電圧を変化させる。このような第５処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、ソフトスタート制御を行ってファン速変更目標値Ｄsfanのデューティ比が５０％であるときに、ファン速目標値Ｄfanが例えば１００％となって駆動電圧を低くする補正が解除することを防止することができる。したがって、このブラシレスモータの制御装置によれば、ソフトスタート制御によるファン速変更目標値Ｄsfanに応じて確実にＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したブラシレスモータの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したブラシレスモータに備えられるモータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ファン速目標値算出回路においてファン速目標値Ｄfanを決定するときに使用するテーブルについて説明するための図である。
【図４】ファン速変更目標値算出回路において時間に対するファン速変更目標値Ｄsfanを設定する一例を示す図である。
【図５】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第１処理におけるデューティ比と駆動電圧との関係を示す図である。
【図６】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第２処理におけるデューティ比と駆動電圧との関係を示す図である。
【図７】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第３処理において、デューティ比の変化に対して駆動電圧を直線的に変化させることを示す図である。
【図８】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第３処理において、デューティ比の変化に対して駆動電圧を曲線的に変化させることを示す図である。
【符号の説明】
１１ バッテリ端子
１２ モータ制御回路
１３ センサマグネット
１４ センサ信号検出回路
１５ 電機子コイル
２１ 第１フィルタ回路
２２ 第２フィルタ回路
２３ ＡＣＣ電圧算出回路
２４ 波形変換回路
２５ ディジタルフィルタ回路
２６ デューティ比検出回路
２７ ファン速目標値算出回路
２８ ファン速変更目標値算出回路
２９ 駆動電圧可変制御回路
３０ 電圧補正値算出回路
３１ 基準データ作成回路
３２ ＰＷＭ出力回路
３３ Ｌｏサイド出力回路
３４ Ｈｉサイド出力回路
３５ 回転数検出回路
３６ オーバーラップ算出回路
３７ 進角量算出回路
３８ ロック判定回路
３９ ロック保護制御回路
４０ 出力判定回路
４１ 出力オン／オフタイマー回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータに供給する駆動電圧をデューティ制御して供給するブラシレスモータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電源供給回路とモータとの間にＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）を配設し、ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に電源供給回路からの駆動電圧を供給して、モータに駆動電圧を供給するようにしたモータ駆動回路が知られている。このようなモータ駆動回路は、例えば特開平９−２３６６８４号公報等にて知られている。
【０００３】
また、従来の他のモータ駆動回路では、モータに供給する駆動電圧のデューティ比を調整し、ＭＯＳＦＥＴをデューティ制御しながらモータを所望の回転数にするものが知られている。このようなモータ駆動回路では、デューティ比を設定するモータ駆動制御回路をＩＣ（Integrated Circuit）化し、このＩＣ外部回路においてＡＭ帯のノイズを低減するようにしていた。
【０００４】
具体的には、電源からの駆動電圧をＩＣに供給する前に配設されたコモンモードコイルのターン数の調整、フィルター内の電解コンデンサ容量の調整等を行っていた。更に、従来では、ＦＭ帯のノイズを低減するために、ＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間やゲート−ドレイン間にコンデンサを設けたりしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のデューティ比の制御をするモータ駆動装置では、駆動電圧のデューティ比を５０％付近にすると、ＡＭ帯のノイズが最大となり、これに対応するためにＩＣ外部回路の設計変更をすると、全デューティ比で回転数の影響が発生する。このように、デューティ比によって発生するＡＭ帯のノイズを低減しようとすると、デューティ比を１００％としても本来のモータトルクを得ることができずにモータ駆動の効率が低下してしまう。
【０００６】
モータ駆動の効率が低下すると、デューティ比を１００％とした全開状態時においてモータに多くの熱が発生してモータの性能向上をすることが困難となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、ＡＭ帯のノイズを低減して、モータ駆動の効率を向上させることができるブラシレスモータの制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に係るブラシレスモータの制御装置では、永久磁石を回転子とし、電機子巻き線を固定子として、整流機構を磁極センサとスイッチング素子としたブラシレスモータの制御をするブラシレスモータの制御装置において、上記回転子の回転数を指示する回転指示信号を入力し、上記回転子を回転させる目標となる回転数目標値とするデューティ比を算出するデューティ比算出手段と、上記スイッチング素子に供給する駆動電圧を補正する電圧補正手段と、上記デューティ比算出手段で算出されたデューティ比で、上記電圧補正手段により補正された駆動電圧をデューティ制御して上記スイッチング素子を駆動するデューティ制御手段とを備える。
【０００９】
このブラシレスモータの制御装置において、上記電圧補正手段は、上記デューティ比算出手段で算出されるデューティ比可変範囲のうち、所定の範囲における駆動電圧値を他の範囲における駆動電圧値よりも低くする補正し、上記デューティ比算出手段は、上記電圧補正手段により駆動電圧が低く補正された場合には、駆動電圧低下分の電力を上記ブラシレスモータに供給するように、上記回転子を回転させる目標となる回転数目標値を高くする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係るブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比を制御してブラシレスモータの駆動力を制御する場合であっても、予め設定した所定のデューティ比の範囲において駆動電圧を低くする補正をすることにより、スイッチング素子がオン状態になるときのオン抵抗を高くすることができ、スイッチング素子をスイッチングするときの振幅を小さくする。したがって、このブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯のノイズが発生しやすいデューティ比の範囲において駆動電圧を低くして、モータ駆動の効率を向上させることができる。
【００１１】
また、このブラシレスモータの制御装置によれば、モータ種類の相違等の使用形態に応じてＡＭ帯ノイズを低減するために外部のフィルター回路を変更することなく、ＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
本発明は、例えば図１に示すように構成されたブラシレスモータの制御装置に適用される。
【００１４】
ブラシレスモータの制御装置は、バッテリ端子１１からバッテリ電源が供給されるモータ制御回路１２、センサマグネット１３、センサ信号検出回路１４を備える。
【００１５】
センサマグネット１３は、ロータの回転位置を示すために設けられ、ロータの回転中心に対し、Ｎ極とＳ極の対が２対均等角度に配置され、ロータと一体に回転するシャフトに取り付けられている。このセンサマグネット１３の周囲には、センサマグネット１３から発生する磁界の方向を検出する３つのホールＩＣ１３ａ〜１３ｃがステータの内周に１２０度間隔で均等配置されている。
【００１６】
センサ信号検出回路１４は、センサマグネット１３の磁界方向の変化による検出信号が各ホールＩＣ１３ａ〜１３ｃから入力され、各検出信号を用いて反転信号を生成し、非反転信号とともに、６本の信号をセンサ信号としてモータ制御回路１２に供給する。
【００１７】
モータ制御回路１２は、センサ信号検出回路１４からのセンサ信号を参照して送風ファンの回転数を算出し、算出した回転数と、回転指示信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）で指示された回転数との比較をして、送風ファンの回転数を制御する。
【００１８】
回転指示信号は、送風ファンの回転数を指定する信号であり、そのデューティ（Ｄｕｔｙ）比が制御されて、回転数を指定する。すなわち、回転動作信号は、Ｈレベルの信号時間とＬレベルの信号時間の比率（Ｄｕｔｙ比）を変化させることで、送風ファンの回転数を指定する。回転指示信号は、送風ファンを高回転数で駆動させるときには高いデューティ比の信号となり、送風ファンを低回転数で駆動させるときには低いデューティ比の信号となる。
【００１９】
モータ制御回路１２は、センサ信号に基づいてＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ６をオンとオフの間で制御し、オンとなるＭＯＳＦＥＴの組み合わせで電機子コイル１５ａ〜１５ｆを流れる電流の方向を切り替える。
【００２０】
つぎに、モータ制御回路１２の詳細な構成について図２を参照して説明する。
【００２１】
モータ制御回路１２は、電圧入力がされる第１フィルタ回路２１と、アナログ信号として回転指示信号が入力される第２フィルタ回路２２と、ＡＣＣ電圧算出回路２３とを備える。
【００２２】
モータ制御回路１２は、図示しない電源回路から電源が供給され第１フィルタ回路２１によりフィルタ処理を施して、ＡＣＣ電圧算出回路２３に供給する。ＡＣＣ電圧算出回路２３では、供給された電源電圧を分圧して、分圧した電圧値を８ビットのデータＤaccとして電圧補正値算出回路３０に出力する。
【００２３】
モータ制御回路１２は、図示しない空調制御回路から、アナログ方式の回転指示信号が入力されたときには、第２フィルタ回路２２によりフィルタ処理をしてＡＣＣ電圧算出回路２３に供給し、ＡＣＣ電圧算出回路２３によりディジタル方式の回転指示信号を作成してファン速目標値算出回路２７に供給する。
【００２４】
また、モータ制御回路１２は、センサ信号検出回路１４からのセンサ信号が入力される波形変換回路２４を備える。
【００２５】
波形変換回路２４は、センサ信号検出回路１４からのセンサ信号を波形変換して、センサ信号SAH、SAL、SBH、SBL、SCH、SCLを生成して、センサ信号SAHを回転数検出回路３５に供給するとともに、全センサ信号をＬｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に供給する。
【００２６】
更に、モータ制御回路１２は、ディジタル信号の回転指示信号が入力されるディジタルフィルタ回路２５、デューティ比検出回路２６、ファン速目標値算出回路２７、ファン速変更目標値算出回路２８、駆動電圧可変制御回路２９を備える。
【００２７】
モータ制御回路１２は、図示しない空調制御回路からのディジタル方式の回転指示信号が入力されると、ディジタルフィルタ回路２５によりフィルタ処理をして、デューティ比検出回路２６に供給する。
【００２８】
デューティ比検出回路２６は、回転指示信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出することでパルス周期を検出する。デューティ比検出回路２６は、前パルスの立ち下がりから次パルスの立ち上がりまでの時間、すなわちＯＮ電圧レベル区間を検出し、パルス周期と、検出した時間との比率あるデューティ比Ｄdutyを検出する。ここで、デューティ比Ｄdutyは、送風モータの回転数を示す値となり、８ビットのデータで表現される。デューティ比検出回路２６は検出したデューティ比Ｄdutyをファン速目標値算出回路２７に供給する。
【００２９】
ファン速目標値算出回路２７は、デューティ比Ｄdutyを送風ファンの回転数に変換するための図３に示すテーブルを有し、変換した送風ファンの回転数を示すファン速目標値Ｄfanを算出する。このファン速目標値算出回路２７は、ファン速目標値Ｄfanを８ビット（０〜２５５）のデータで表現して、ファン速変更目標値算出回路２８に供給する。
【００３０】
このファン速目標値算出回路２７は、ファン速目標値Ｄfanを決定するに際して、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を補正する範囲におけるファン速目標値Ｄfanの値を補正する。すなわち、ファン速変更目標値算出回路２８は、駆動電圧可変制御回路２９によりＭＯＳＦＥＴＱに供給する駆動電圧値を下げる補正をするときには、そのときのデューティ比を高くするようにファン速目標値Ｄfanを決定する。これにより、ファン速変更目標値算出回路２８は、電機子コイル１５に一定の電力を供給する制御をする。
【００３１】
ファン速変更目標値算出回路２８は、送風ファンが停止ファン速目標値Ｄfanまでに達するまでのファン速変更目標値Ｄsfanと時間との関係を示した図４に示すようなテーブルを備えている。このファン速変更目標値算出回路２８は、テーブルを参照して時間に対するファン速変更目標値Ｄsfanを算出して、ファン速変更目標値Ｄsfanを駆動電圧可変制御回路２９に供給する。このファン速変更目標値算出回路２８は、オフ（０％）から立ち上がったときに、ファン速目標値Ｄfanまでファン速度を次第に高くするように勾配遅延を設定してソフトスタート制御をする。
【００３２】
駆動電圧可変制御回路２９は、ファン速変更目標値Ｄsfanを参照して、ファン速変更目標値Ｄsfanで設定されたデューティ比に応じてＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６のゲート端子に供給する駆動電圧を制御する駆動電圧制御信号をＬｏサイド出力回路３３に出力する。この駆動電圧可変制御回路２９は、ファン速目標値算出回路２７及びファン速変更目標値算出回路２８によるデューティ比可変範囲のうち、所定の範囲における駆動電圧値を他の範囲における駆動電圧値よりも低くする補正をする。具体的には、駆動電圧可変制御回路２９は、所定範囲での駆動電圧値を４Ｖにし、他の範囲の駆動電圧値を１２Ｖにする補正をする。なお、この駆動電圧可変制御回路２９による他の駆動電圧補正処理例については後述する。
【００３３】
更にまた、モータ制御回路１２は、電圧補正値算出回路３０、基準データ作成回路３１、ＰＷＭ出力回路３２、Ｌｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４を備える。
【００３４】
基準データ作成回路３１は、ブラシレスモータ自体の電源電圧の中心電圧の大きさを８ビットデータで表現する基準データＤrefを生成して電圧補正値算出回路３０に供給する。
【００３５】
電圧補正値算出回路３０は、基準データ作成回路３１からの基準データＤrefと電圧入力データＤaccとの比率を検出し、検出した比率から目標値Ｄfan'を補正し、８ビットデータで表現された補正値Ｄfan''を生成する。すなわち、電圧補正値算出回路３０は、
（Ｄref／Ｄacc）・Ｄfan'＝Ｄfan''
で表現される演算をして補正値Ｄfan''を算出する。
【００３６】
ＰＷＭ出力回路３２は、８ビットの周期で補正値Ｄfan''のデューティ比を、Ｌｏサイド出力回路３３及び図示しない外部のＰＷＭモニタに出力する。
【００３７】
更にまた、モータ制御回路１２は、回転数検出回路３５、オーバーラップ算出回路３６、進角量算出回路３７、ロック判定回路３８、ロック保護制御回路３９、出力判定回路４０、出力オン／オフタイマー回路４１を備える。
【００３８】
回転数検出回路３５は、センサマグネット１３の極数が２極であり、２周期分がロータの１周期となるため、２周期毎にカウントをしてロータ回転数の回転周期Ｔｒを検出する。この回転数検出回路３５は、検出したロータの回転周期Ｔｒをオーバーラップ算出回路３６、進角量算出回路３７、Ｌｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に供給する。
【００３９】
オーバーラップ算出回路３６は、回転周期Ｔｒに基づいて、オーバーラップ量Ｔｏを決定する。このオーバーラップ算出回路３６は、回転周期Ｔｒに対するオーバーラップ量Ｔｏとを対応づけたテーブルを有し、テーブルを参照してオーバーラップ量Ｔｏを決定する。オーバーラップ算出回路３６は、決定したオーバーラップ量ＴｏをＬｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に出力する。
【００４０】
進角量算出回路３７は、回転周期Ｔｒに基づいて、進角制御をするための進角時間Ｔｆを決定する。この進角量算出回路３７は、回転周期Ｔｒに対する進角時間Ｔｆとを対応づけたテーブルを有し、テーブルを参照して進角時間Ｔｆを決定する。進角量算出回路３７は、決定した進角時間ＴｆをＬｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４に出力するとともに、外部の進角量切替入力端子に供給する。
【００４１】
ロック判定回路３８は、回転周期Ｔｒが所定時間以上の場合に、Ｈｉ信号をロック判定信号としてロック保護制御回路３９に出力し、所定時間以下の場合にＬｏ信号を出力する。
【００４２】
出力判定回路４０は、電圧補正値算出回路３０からの目標値Ｄfan''が入力され、目標値Ｄfan''が「０」であるときにはＬｏ信号を出力判定信号としてロック保護制御回路３９に出力し、目標値Ｄfan''が「０」以外であるときにはＨｉ信号を出力する。
【００４３】
出力オン／オフタイマー回路４１は、ファン速目標値算出回路２７からのファン速目標値Ｄfanが入力され、ファン速目標値Ｄfanが「０」から立ち上がったらカウントを開始して所定時間以上経過したらＨｉ信号を出力オン／オフタイマー信号としてロック保護制御回路３９に出力する。
【００４４】
ロック保護制御回路３９は、ロック判定回路３８からのロック判定信号及び出力判定回路４０からの出力判定信号に従って論理演算を行い、ロック保護制御信号を生成して出力する。このようなロック保護制御回路３９では、ロック保護をしているときに、出力判定信号がローとなっても安定してロック保護を保持する。
【００４５】
Ｌｏサイド出力回路３３及びＨｉサイド出力回路３４は、波形変換回路２４からのセンサ信号、オーバーラップ量Ｌｏ、回転周期Ｔｒ及びロック保護制御信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴＱ１〜ＭＯＳＦＥＴＱ６を開閉動作させる。
【００４６】
また、Ｌｏサイド出力回路３３には、ＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６をデューティ制御するためのＰＷＭ信号がＰＷＭ出力回路３２から入力される。このＬｏサイド出力回路３３は、ＰＷＭ信号に従ってＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６をオンオフするタイミングを制御する駆動電圧を各ゲート端子に供給する。このとき、Ｌｏサイド出力回路３３は、駆動電圧可変制御回路２９からの駆動電圧制御信号を入力して、予め設定された所定の駆動電圧にしてＭＯＳＦＥＴＱ４〜ＭＯＳＦＥＴＱ６をオン状態にする。ここで、設定された所定の駆動電圧は、駆動電圧制御信号に応じて例えば４［Ｖ]と１２［Ｖ］とがある。
【００４７】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を１２Ｖから４Ｖにすることにより、ゲートがオン状態になるときのオン抵抗を高くすることができ、ＭＯＳＦＥＴＱがスイッチングするときの振幅を小さくする。
【００４８】
以上詳細に説明したように、ブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比を制御してブラシレスモータの駆動力を制御する場合であっても、駆動電圧可変制御回路２９により予め設定した所定のデューティ比の範囲において駆動電圧を低くする補正をすることにより、ＭＯＳＦＥＴＱのゲートがオン状態になるときのオン抵抗を高くすることができ、ＭＯＳＦＥＴＱをスイッチングするときの振幅を小さくする。したがって、このブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯のノイズが発生しやすいデューティ比の範囲において駆動電圧を低くして、モータ駆動の効率を向上させることができる。
【００４９】
また、このブラシレスモータの制御装置によれば、モータ種類の相違等の使用形態に応じてＡＭ帯ノイズを低減するために外部のフィルター回路を変更することなく、ＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００５０】
［駆動電圧補正処理］
つぎに、上述したブラシレスモータの制御装置において、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を補正する第１処理〜第５処理について説明する。
【００５１】
第１処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図５に示すように、ファン速変更目標値Ｄsfanにより示されるデューティ比が最大出力近傍範囲外における駆動電圧値を、デューティ比の最大出力近傍範囲の駆動電圧値よりも低くする補正をする。すなわち、駆動電圧可変制御回路２９は、最大出力近傍範囲では駆動電圧を１２Ｖにし、最大出力近傍範囲外では駆動電圧を４Ｖにする。
【００５２】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により最大出力近傍範囲外の駆動電圧を４Ｖに低下させる補正を行うときには、駆動電圧の低下分の電力をブラシレスモータに供給するように、図３の最大出力近傍範囲外におけるファン速目標値Ｄfanを高くするテーブルをファン速目標値算出回路２７にて使用する。
【００５３】
このような第１処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯ノイズ（５００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）が高くなるデューティ比５０％（２０ｋＨｚ）付近におけるＭＯＳＦＥＴＱのオン抵抗を高くすることができ、デューティ比５０％付近におけるＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００５４】
更に、このブラシレスモータの制御装置によれば、ＡＭ帯ノイズを低減すると共に最大出力近傍範囲における駆動電圧を高くするので、最大回転数を発生させるときの回転数の不足を解消し、例えば空調用ブラシレスモータを駆動するに際しての風量不足を解消することができる。
【００５５】
第２処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図６に示すように、デューティ比の最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外における駆動電圧値を、デューティ比の最大出力近傍範囲及び最小出力近傍範囲の駆動電圧値よりも低くする補正をする。すなわち、駆動電圧可変制御回路２９は、最大出力近傍範囲及び最小出力近傍範囲では駆動電圧を１２Ｖにし、最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外では駆動電圧を４Ｖにする。
【００５６】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外の駆動電圧を４Ｖに低下させる補正を行うときには、駆動電圧の低下分の電力をブラシレスモータに供給するように、図３の最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外におけるファン速目標値Ｄfanを高くするテーブルをファン速目標値算出回路２７にて使用する。
【００５７】
このような第２処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比が低い低回転域において駆動電圧を高くしてブラシレスモータのトルクを稼ぐことができるので、第１処理による効果に加えて、モータ停止から駆動開始するときの駆動性を改善することができ、ブラシレスモータの回転不良を防止することができる。
【００５８】
第３処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図７及び図８に示すように、デューティ比の変化に対して駆動電圧値の変化を直線的又は曲線的とするように補正する。駆動電圧可変制御回路２９は、図７及び図８に示すように、第２処理と同様にデューティ比０％〜デューティ比１０％までの範囲の駆動電圧を１２Ｖとすると共にデューティ比１００％付近の駆動電圧を１２Ｖとし、ＡＭ帯ノイズが高くなるデューティ比６０％付近の駆動電圧を４Ｖとする。
【００５９】
このように、駆動電圧可変制御回路２９により駆動電圧を低下させる補正を行うときには、駆動電圧の低下分の電力をブラシレスモータに供給するように、図３におけるファン速目標値Ｄfanを高くするテーブルをファン速目標値算出回路２７にて使用する。
【００６０】
この駆動電圧可変制御回路２９は、図７に示すように、デューティ比が１０％〜６０％に変化したときには駆動電圧を直線的に低下させる補正をし、デューティ比６０％において駆動電圧を４Ｖにする。また、駆動電圧可変制御回路２９は、デューティ比が６０％〜１００％に変化したときには駆動電圧を直線的に上昇させる補正をし、デューティ比１００％において駆動電圧を１２Ｖにする。また、駆動電圧可変制御回路２９は、図８に示すように、デューティ比が１０％〜６０％に変化したときには駆動電圧を曲線的に低下させる補正をし、デューティ比６０％において駆動電圧を４Ｖにする。また、駆動電圧可変制御回路２９は、デューティ比が６０％〜１００％に変化したときには駆動電圧を曲線的に上昇させる補正をし、デューティ比１００％において駆動電圧を１２Ｖにする。
【００６１】
このような第３処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、デューティ比の変化に応じて駆動電圧を直線的又は曲線的に変化させるので、急激にＭＯＳＦＥＴＱ４〜Ｑ６に供給する駆動電圧が変化することなく、第２処理の効果に加えて、急激に駆動電圧が変化することにより発生する騒音の発生を抑制することができる。また、このブラシレスモータの制御装置によれば、駆動電圧が急激に変化しないので、空調用のブラシレスモータの急速なファン速の変動を防止することができる。
【００６２】
第４処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、図７及び図８に示すようにデューティ比の変化に応じて直線的又は曲線的に駆動電圧を変化させるときに、駆動電圧の目標値を、駆動電圧補正前に算出されたファン速変更目標値Ｄsfanに基づいて駆動電圧を変化させる。このように駆動電圧補正前のファン速変更目標値Ｄsfanから駆動電圧の目標値を決定すると、デューティ比を１００％にしようとしても前回のファン速変更目標値Ｄsfanがデューティ比１００％以下なので、全開時でも電源電圧が高い時にはデューティ比が全開とはならないが、全開時のファン速変更目標値Ｄsfanが電源電圧に拘わらず全開となっているので、全開時に駆動電圧の制限がかかることを防止することができる。
【００６３】
第５処理では、駆動電圧可変制御回路２９は、デューティ比を次第に高くする処理を行った結果であるファン速変更目標値算出回路２８からのファン速変更目標値Ｄsfanにて示されるデューティ比に基づいて駆動電圧を変化させる。このような第５処理をする駆動電圧可変制御回路２９を備えたブラシレスモータの制御装置によれば、ソフトスタート制御を行ってファン速変更目標値Ｄsfanのデューティ比が５０％であるときに、ファン速目標値Ｄfanが例えば１００％となって駆動電圧を低くする補正が解除することを防止することができる。したがって、このブラシレスモータの制御装置によれば、ソフトスタート制御によるファン速変更目標値Ｄsfanに応じて確実にＡＭ帯ノイズを低減することができる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したブラシレスモータの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したブラシレスモータに備えられるモータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ファン速目標値算出回路においてファン速目標値Ｄfanを決定するときに使用するテーブルについて説明するための図である。
【図４】ファン速変更目標値算出回路において時間に対するファン速変更目標値Ｄsfanを設定する一例を示す図である。
【図５】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第１処理におけるデューティ比と駆動電圧との関係を示す図である。
【図６】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第２処理におけるデューティ比と駆動電圧との関係を示す図である。
【図７】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第３処理において、デューティ比の変化に対して駆動電圧を直線的に変化させることを示す図である。
【図８】駆動電圧可変制御回路により駆動電圧を補正する第３処理において、デューティ比の変化に対して駆動電圧を曲線的に変化させることを示す図である。
【符号の説明】
１１ バッテリ端子
１２ モータ制御回路
１３ センサマグネット
１４ センサ信号検出回路
１５ 電機子コイル
２１ 第１フィルタ回路
２２ 第２フィルタ回路
２３ ＡＣＣ電圧算出回路
２４ 波形変換回路
２５ ディジタルフィルタ回路
２６ デューティ比検出回路
２７ ファン速目標値算出回路
２８ ファン速変更目標値算出回路
２９ 駆動電圧可変制御回路
３０ 電圧補正値算出回路
３１ 基準データ作成回路
３２ ＰＷＭ出力回路
３３ Ｌｏサイド出力回路
３４ Ｈｉサイド出力回路
３５ 回転数検出回路
３６ オーバーラップ算出回路
３７ 進角量算出回路
３８ ロック判定回路
３９ ロック保護制御回路
４０ 出力判定回路
４１ 出力オン／オフタイマー回路
Claims (7)
- 永久磁石を回転子とし、電機子巻き線を固定子として、整流機構を磁極センサとスイッチング素子としたブラシレスモータの制御をするブラシレスモータの制御装置において、
上記回転子の回転数を指示する回転指示信号を入力し、上記回転子を回転させる目標となる回転数目標値とするデューティ比を算出するデューティ比算出手段と、
上記スイッチング素子に供給する駆動電圧を補正する電圧補正手段と、
上記デューティ比算出手段で算出されたデューティ比で、上記電圧補正手段により補正された駆動電圧をデューティ制御して上記スイッチング素子を駆動するデューティ制御手段とを備え、
上記電圧補正手段は、上記デューティ比算出手段で算出されるデューティ比可変範囲のうち、所定の範囲における駆動電圧値を他の範囲における駆動電圧値よりも低くする補正をし、
上記デューティ比算出手段は、上記電圧補正手段により駆動電圧が低く補正された場合には、駆動電圧低下分の電力を上記ブラシレスモータに供給するように、上記回転子を回転させる目標となる回転数目標値を高くすることを特徴とするブラシレスモータの制御装置。 - 上記電圧補正手段は、デューティ比の最大出力近傍範囲外における駆動電圧値を、デューティ比の最大出力近傍範囲の駆動電圧値よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
- 上記電圧補正手段は、デューティ比の最大出力近傍範囲外及び最小出力近傍範囲外における駆動電圧値を、デューティ比の最大出力近傍範囲及び最小出力近傍範囲の駆動電圧値よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
- 上記電圧補正手段は、デューティ比の変化に対して駆動電圧値の変化を直線的又は曲線的とするように補正することを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータの制御装置。
- 上記電圧補正手段は、駆動電圧補正前に上記デューティ比算出手段により算出されたデューティ比に基づいて駆動電圧を変化させることを特徴とする請求項４に記載のブラシレスモータの制御装置。
- 上記電圧補正手段は、上記デューティ比算出手段で算出されてデューティ比を次第に高くする処理を行った結果のデューティ比に基づいて駆動電圧を変化させることを特徴とする請求項５に記載のブラシレスモータの制御装置。
- 上記デューティ比算出手段は、上記電圧補正手段により駆動電圧値を低くする所定範囲におけるデューティ比を高くする補正をすることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
Priority Applications (1)
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