JP4386815B2 - モータの駆動装置および駆動方法 - Google Patents

モータの駆動装置および駆動方法 Download PDF

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Description

本発明はモータ駆動技術に関し、特に、巻線の非通電相に発生する逆起電圧のゼロクロスからロータ位置を検出する位置センサレス方式でモータを駆動する駆動装置及び駆動方法に関する。

近年、ハードディスクや光ディスク等のスピンドルモータ用として、あるいはエアコンのファンモータやコンプレッサ駆動用モータとして、ブラシレスモータが一般的に採用されている。ブラシレスモータは一般に、広範囲の可変速制御や電力消費量低減のため、インバータ装置を使ってPWM駆動される。

三相巻線を有するブラシレスモータ内部には、通常ロータの磁極位置検出のため、ホール素子等の位置センサが電気角120度毎に配置されている。これに対して、低コスト化や小型化を目的としたセンサレス技術が種々開発されている。センサレス駆動を実現する手段として、電気角120度通電を行い、電流非通電区間に発生する逆起電圧のゼロクロスを検出してロータ位置を求める方法がある。しかし、この方法ではモータが回転していなければ逆起電圧が発生しないため、起動開始時には逆起電圧を検出できず、ロータの初期位置によっては発振や脱調、逆回転等の起動失敗を起こす場合がある。

そこでステータに対するロータの相対位置をモータが停止している状態で確定する手段が提案されている。

例えば特許文献1には、ステータの巻線にロータが反応し動かない程度の短い時間に各端子間に電圧をかけ、最高の振幅値を持つ電流を発生する巻線を、通電を開始する巻線として決定する制御方式が提案されている。

また、特許文献2には、ロータが反応して動かない程度の短い電流パルスを各端子間で極性を変えて順次流し、その時の非通電相に発生する誘導電圧を検出し加算してロータの初期位置を判定する制御方式が提案されている。図19は特許文献2の示された制御方式を実現する構成を示した図である。図20(a)は、電流パルスによって非通電相に発生する誘導電圧の測定結果を示した図である。

図19において、モータ10は永久磁石による界磁部を有するロータ(図示せず)と、U相巻線11、V相巻線12、W相巻線13がY結線されたステータとで構成される。電流出力部20は例えば3相ブリッジ回路で構成され、電源とGND間に配置されており、各巻線の端子に電圧を印加して電流を流す。相切替制御部50は、電流パルスを流す巻線を決定し、電流出力部20に電流パルスを流す信号を、誘導電圧検出部110にどの巻線を選択しているかを示す信号を、それぞれ出力する。

誘導電圧検出部110は、相切替制御部50の信号に応じて、3相端子電圧Vu、Vv、Vwとモータ10の中性点電圧Vcから各相の誘導電圧を検出し、加算部120に誘導電圧の電圧値を出力する。加算部120では、ある相巻線に電流パルスを順向きに流した際の非通電相の誘導電圧と、電流パルスを逆向きに流した際の誘導電圧を加算する。

例えば、図20(a)において、実線111は、U相巻線11からV相巻線12へ電流パルスを流した際のW相巻線13に発生する誘導電圧を示し、破線112は、逆にV相巻線12からU相巻線11へ電流パルスを流した際のW相巻線に発生する誘導電圧を示す。縦軸は検出電圧(mV)を表わし、横軸ステータに対するロータの相対位置を電気角(度)で表わしている。加算部120では、誘導電圧検出部110で検出された図20(a)に示す誘導電圧111と誘導電圧112を加算して、図20(b)に示す誘導電圧和113を得る。

極性判定部130は、加算部120で得られた誘導電圧和113の極性を判定し、U相の誘導電圧和であればUDATA記憶部141に出力し、V相の誘導電圧和であればVDATA記憶部142に出力し、W相の誘導電圧和であればWDATA記憶部143に出力する。図20(b)はW相の誘導電圧和であるのでWDATA記憶部143に判定した極性が出力される。また、U相、V相についても同様に誘導電圧和を求め、それぞれUDATA記憶部141と、VDATA記憶部142に判定した極性を出力する。UDATA記憶部141と、VDATA記憶部142と、WDATA記憶部143は、極性判定部130から出力された誘導電圧和の極性を記憶する。

判別部150は、UDATA記憶部141と、VDATA記憶部142と、WDATA記憶部143とにそれぞれ記憶された極性の組み合わせから、ロータの初期位置を判別する。

タイミング生成部160は、相切替制御部50、誘導電圧検出部110、加算部120、UDATA記憶部141、VDATA記憶部142、WDATA記憶部143、判別部150にタイミング信号を出力し、それぞれでの処理のタイミングを制御する。
特許第2547778号 特開2001−275387号公報

特許文献1に提案されている制御方式では、最高振幅値がステータの巻線間の製造ばらつきに依存して変化するため、僅かな巻線ばらつきによって検出誤差が発生してしまう。そのため、発振や脱調、逆回転等の起動失敗を起こすことがある。

また、特許文献2に提案されている制御方式では、誘導電圧を保持し、加算する加算部120があり、構成として外付けの容量や、容量を充放電する回路が必要となる。また、各相巻線の誘導電圧の和の極性の組み合わせからロータの初期位置を判別するため、組み合わせに関するテーブル等を参照する必要があり、装置の構成が複雑になる。さらに、順方向と逆方向の電流パルスを1組として誘導電圧を検出し、それぞれの相巻線について誘導電圧を検出するため、常に合計6パターンの電流パルスを流す必要がある。このため、ロータの初期位置の判別に、6パターンの電流パルスを流す分の時間(1周期)が必ず必要となる。

本発明は上記問題を鑑みたもので、その目的とするところは起動失敗のない安定なセンサレス起動が可能な駆動方法および装置を提供することであり、ステータに対するロータの相対的な初期位置を判定する時間を短縮することが可能で、かつ構成が容易なモータ駆動装置および方法を提供することにある。

本発明に係るモータ駆動装置は、複数相の巻線とロータを有するモータをセンサレスで駆動する駆動装置である。モータ駆動装置は、非通電相のモータ巻線に発生した誘導電圧を所定の閾値と比較する比較手段と、閾値を制御する閾値制御手段と、比較手段の出力に基づいてロータ位置を判定する位置判定手段と、ロータ位置に応じて通電相を切替える相切替制御手段と、モータを駆動する電流を生成し、通電相に供給する電流出力手段とを備える。前記閾値制御手段は、前記電流パルスの通電相及び通電方向に応じて、前記比較手段の閾値の極性を変更する。相切替制御手段は、ロータの初期位置を判定するために、ロータ停止時にロータが動作反応しないように所定幅の電流パルスを所定相の巻線に対して発生させる。位置判定手段はその電流パルスによって非通電相に発生する誘導電圧と閾値との比較結果に基づいてロータの初期位置の判定を行う。相切替制御手段は、その判定された初期位置に応じた通電を行ってモータを始動させる。

このように構成することにより、ロータの初期位置の迅速な判定が可能となり、これによって起動が安定し、また、起動時に適切な相に早いタイミングで通電開始することができ、所望の回転速度までに達するのに要する時間を短縮できる。

本発明によればロータの初期位置を短時間で検出することができ、安定で起動失敗のないセンサレス起動が可能で、容易な構成を用いて、起動に要する時間の短縮化が可能となる。

以下、本発明に係るモータの駆動装置および方法の具体的な実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。

以下に説明するモータ駆動装置は、モータの1つの相の巻線の誘導電圧を検出し、その振幅値(大きさ)を閾値と比較して、ロータの初期位置を判定し、その初期位置に応じた通電相から通電を開始してモータを始動させる。以下、その詳細を説明する。

(実施の形態1)
図1に本発明に係る実施の形態1におけるセンサレスモータの駆動装置の構成を示す。本実施の形態のモータ駆動装置の制御対象であるモータ10は、永久磁石による界磁部を有するロータと、U相巻線11、V相巻線12、W相巻線13がY結線されたステータとで構成される。

センサレスモータの駆動装置は、電流出力部20と、電流検出部30と、スイッチング制御部40と、相切替制御部50と、通電制御合成部60と、比較器71、72、73と、位置判定部80と、判定/起動切替部90と、閾値制御部100とを備える。

ここで、本実施形態のモータ駆動装置内部で送受信される信号について説明する。
CLOCK: クロック信号(本実施形態では、ディーティ比=50%である。)
DMASK: 通電相の電圧変化による非通電相のリンギング期間と、3相ともハイインピーダンスとなっている期間をマスクするマスク信号。
INDET: 初期位置判定信号。ロータ位置の判定が成功したときにパルスが出力される。
INIST: 状態切替信号。動作状態を初期位置判定動作及び加速動作(モータ駆動動作)のいずれかに切り替えるための信号。
PDET: 相切替信号。この信号は通電相の切替えタイミングを与える。
PWM: PWM駆動におけるデューティ比を与える信号。
PWMMASK: PWM駆動による高周波スイッチングノイズの影響をマスクするマスク信号。
RGO: 起動/停止を指示するための外部指令。
UN、VN、WN: 比較出力信号。モータの各相の端子電圧と中性点電圧を閾値を持たせて比較した結果を示す。
UU、UL、VU、VL、WU、WL: 電流出力部のスイッチング素子をそれぞれ駆動するための駆動信号。
WIN1〜6: 初期位置判定動作または加速動作において、6つの通電パターンのうちのどのパターンを使用するのかを決定するための信号。ここで、モータ駆動装置は、図11に示すような通電相の組み合わせである通電パターンを6通り有しており、この6通りの通電パターンを所定の順序で切替えながら通電することによりモータを正回転駆動(加速)させる。また、初期位置判定動作時においても、モータ駆動装置はこの6種類の通電パターンを加速動作時と同じ順序で切替えながら通電することにより、初期位置の判定を行う。

図1に戻り、電流出力部20は直列接続された2つのスイッチング素子を各相に含む3相のブリッジ回路で構成される。電流出力部20は、電源1(Vm)とGND間に配置されており、各巻線の端子に電圧を印加して駆動電流を流す。上記駆動電流は通電制御合成部60からの出力信号UU、UL、VU、VL、WU、WL、によって制御される。

電流検出部30は電流出力部20とGND間に配置され、電源1からGNDに流れる電流を検出できるように構成されており、検出した電流検出信号CSはスイッチング制御部40に出力される。

判定/起動切替部90は、外部から停止/起動の指令信号RGOを受けて、加速動作か初期位置検出動作かを切替えるための信号(INIST)を生成し出力する。INIST信号は、初期位置検出動作のとき”L”レベルになり、加速動作のときは”H”レベルになる。

スイッチング制御部40は電流検出部30からの電流検出信号CSと外部指令信号ECに応じた電流のピーク値制御を行うPWM信号を通電制御合成部60に出力する。また、スイッチング制御部40はPWM駆動によって発生する高周波のスイッチングノイズの影響をマスクするPWMMASK信号を位置判定部80に出力する。なお、判定/起動切替部90からの状態切替信号(INIST信号)が“L”レベルの場合、スイッチング制御部40は動作せず、PWM信号とPWMMASK信号は“H”レベルとなり、これによりPWM駆動は実施されない。

相切替制御部50は各巻線の通電相を制御する。相切替制御部50は、位置判定部80からのPDET信号に応じて通電相を切替え、通電相の情報を持つ信号WIN1、WIN2、WIN3、WIN4、WIN5、WIN6を通電制御合成部60と位置判定部80に出力する。WIN1〜6信号は、電流出力部20に含まれるスイッチング素子の駆動パターンである6つのパターンに対応する。WIN1〜6信号の出力は、判定/起動切替部90からのINIST信号に応じて切替えられる。また、マスク信号DMASKは位置判定部80に出力され、通電相の電圧変化による非通電相のリンギング期間と、3相ともハイインピーダンスとなっている期間をマスクする。

図2に相切替制御部50の具体的な構成を、図3に相切替制御部50の動作を説明するための図を示す。

図2に示すように、相切替制御部50は、相切替回路51と、状態選択回路52と、マスク生成回路53とを含む。相切替回路51は、位置判定部80からの外部入力の一定周期信号(CLOCK)に同期した相切替信号(PDET)の立ち上がりのタイミングで、SEL1〜6信号を順次“H”レベルにする。状態選択回路52は、判定/起動切替部90からのINIST信号に応じて、入力信号SEL1〜6をそのままWIN1〜6信号に出力するか、またはCLOCK信号の立ち上がりのタイミングに同期させて、SEL1〜6信号の“H”レベルの区間の後半部分のみをWIN1〜6信号に出力するかを切替える。このようにSEL1〜6信号の“H”レベルの区間の後半部分のみからWIN1〜6信号を生成することにより、初期位置判定時において、図3に示すように、通電期間(P1)と、全ての相をハイインピーダンスにする期間(P2)とを交互に設けている。これは、前回の通電相(通電パターン)で生じたモータ電流が、次の通電相での位置判定動作に影響しないようにするためである。

マスク生成回路53は、CLOCK信号とPDET信号とINIST信号に応じて、マスク信号DMASKを出力する。DMASK信号が“L”レベルの期間は、位置判定部80において比較器71、72、73からの出力信号UN、VN、WNはマスクされる。マスク信号DMASKは、INIST信号が“L”レベルの時(すなわち、初期位置判定時)は、CLOCK信号の立ち上がりタイミングから所定時間Txだけ遅れて“L”レベルから“H”レベルへ立ち上がり、PDET信号の立ち上がりタイミングで“H”レベルから“L”レベルへ立ち下がる。一方、INIST信号が“H”レベルの時(すなわち、加速動作時)は、DMASK信号はPDET信号の立ち上がりのタイミングで立ち下がり、PDET信号の立ち上がりのタイミングから所定時間Txだけ遅れて立ち上がる。

通電制御合成部60はスイッチング制御部40からのPWM信号と相切替制御部50からの出力信号WIN1〜6を受けて合成し、信号UU、UL、VU、VL、WU、WLを電流出力部20に出力し、各相巻線のPWM駆動を含めた通電状態を決定する。

比較器71、72、73は、各相の端子電圧Vu、Vv、Vwを、モータ10の中性点電圧Vcと比較し、比較出力信号UN、VN、WNを位置判定部80に出力する。比較器71、72、73はオフセット電圧として作用する閾値を持っており、閾値制御部100からのNOFF信号を受けて、その閾値をゼロまたは所定の有限値に設定する。比較器71、72、73は、閾値が有限値である場合は、閾値制御部100からのOFFSET信号に応じて閾値の極性を切替え、閾値制御部100からのDECOFF信号に応じて閾値の絶対値を変化させる。

閾値制御部100は、相切替制御部50からのWIN1〜6信号を受けてOFFSET信号とDECOFF信号を比較器71、72、73に出力する。また、閾値制御部100は、判定/起動切替部90からのINIST信号と位置判定部80からのPDET信号を受けてNOFF信号を比較器71、72、73に出力する。

図4Aに閾値制御部100の具体的な構成を、図4Bに閾値制御部100の動作を説明するための図を示す。

図4Aに示すように、閾値制御部100は、回転速度検知回路101と、閾値切替回路102とを含む。

回転速度検知回路101はINIST信号が“L”レベルの場合(すなわち初期位置検出動作時の場合)、PDET信号の立ち上がりの周期に依らず、NOFF信号は“L”レベルになる。また、閾値切替回路102はWIN1〜6信号の中のどの信号が“H”レベルであるかに応じて、OFFSET信号が切替えられる。なお、WIN1、WIN3、WIN5信号が“H”レベルを出力している場合、OFFSET信号は“L”レベルを出力し、比較器71、72、73の閾値は負の極性を持つ。逆にWIN2、WIN4、WIN6信号が“H”レベルを出力している場合には、OFFSET信号は“H”レベルを出力し、比較器71、72、73の閾値は正の極性を持つ。WIN1〜6信号が全て“L”レベルであれば、前の状態を保持する。

INIST信号が“H”レベルの場合(すなわち、加速動作時の場合)は、PDET信号の立ち上がりの周期からロータの回転速度を検知し、回転速度が設定値を越えた時点でNOFF信号が“H”レベルを出力する。なお回転速度の設定値は所定の値でも良く、またゼロでも良い。その場合、OFFSET信号の出力に依らず比較器71、72、73は閾値がゼロとなる。図4Bでは回転速度の設定値がゼロである場合の動作を示している。図示していないが、DECOFF信号はWIN1〜6信号が“H”レベルになった回数などから、比較器71、72、73の閾値の絶対値を下げる指令を出力する。なお、加速動作時の閾値の絶対値は、初期位置検出動作時の閾値の絶対値と等しい必要はなく、絶対値が変化しても良い。

比較器71、72、73からのそれぞれの出力信号UN、VN、WNと、相切替制御部50のWIN1〜6信号からステータに対するロータの相対位置を判定する。

位置判定部80について説明する。図5は、位置判定部80の具体的な構成を示した図である。図6は、その動作を説明するための図である。図5に示すように、位置判定部80はマスク処理回路81と極性判定回路82を含む。

比較器71、72、73からの出力信号UN、VN、WNは、PWM駆動による高周波スイッチングノイズの影響や、通電相の電圧変化による非通電相のリンギングを含んでいる(図6ではノイズによる影響やリンギングは省略している)。マスク処理回路81は、スイッチング制御部40からのPWMMASK信号と相切替制御部50からのDMASK信号を受けて、これらの信号により比較器71、71、73からの出力信号UN、VN、WNをマスクし、マスクにより得られた信号UM、VM、WMを極性判定回路82に出力する。このように、マスク処理回路81では、PWM駆動による高周波のスイッチングノイズの影響をPWMMASK信号によってマスクし、非通電相のリンギング期間をDMASK信号によってマスクしている。

極性判定回路82は、比較器71〜73からの出力UN、VN、WNに基づきロータの初期位置の判定を行う。具体的には、極性判定回路82は、相切替制御部50からのWIN1〜6信号と、マスク処理回路81からのUM、VM、WM信号と、判定/起動切替部90からのINIST信号と、外部クロック信号CLOCKとを受けて、PDET信号を生成して相切替制御部50に出力し、また、初期位置判定信号INDETを生成して判定/起動切替部90に出力する。極性判定回路82では、INIST信号の“H”レベルまたは“L”レベルに依らず、WIN1〜6信号によってUM、VM、WM信号が選択され、選択された信号に対して判定用のレベルを設定する。図7にその設定の一例を示す。

図7に示す例では、WIN1信号が“H”レベルのときは、WM信号が選択され、その判定レベルとして“L”レベルが指定される。WIN2信号が“H”レベルのときは、VM信号が選択され、その判定レベルとして“H”レベルが指定される。WIN3信号が“H”レベルのときは、UM信号が選択され、その判定レベルとして“L”レベルが指定される。WIN4信号が“H”レベルのときは、WM信号が選択され、その判定レベルとして“H”レベルが指定される。WIN5信号が“H”レベルのときは、VM信号が選択され、その判定レベルとして“L”レベルが指定される。WIN6信号が“H”レベルのときは、UM信号が選択され、その判定レベルとして“H”レベルが指定される。

PDET信号は、加速動作時(INIST信号が“H”レベルのとき)においては、UM、VM、WM信号のレベルが、WIN1〜6信号によって指定されるレベルであった場合に“H”パルス信号が出力される。図6では(iv)、(v)、(vi)の期間に相当する。例えば期間(v)においては、WIN5信号が“H”レベルであり、図7より選択信号はVMであり、その時の判定レベルは“L”である。従ってVMの“L”レベルへの変化に応じてPDET信号が“H”レベルを出力する。

一方、初期位置判定時(INIST信号が“L”レベルのとき)においては、PDET信号は、UM、VM、WM信号のレベルがWIN1〜6信号によって指定されるレベルでなくても、クロック信号CLOCKの立下りのタイミングで“H”パルス信号が出力される。図6では(i)、(ii)、(iii)の期間に相当する。

また、初期位置判定信号INDETは、初期位置判定時では、UM、VM、WM信号のレベルがWIN1〜6信号によって指定されるレベルであった場合にのみ、クロック信号CLOCKの立下りのタイミングで“H”となる。このとき、ロータの初期位置が検出されたことになる。図6では(iv)の期間に相当する(この期間、WIN4信号が”H”であり、WM信号が”H”であるため、図7に示す条件を満たしている。)。

判定/起動切替部90は、駆動停止/駆動開始を指令する指令信号RGOと位置判定部80からの初期位置判定信号INDETとを受けて、INIST信号を生成し、スイッチング制御部40と、相切替制御部50と、位置判定部80と、閾値制御部100とに出力する。判定/起動切替部90はステータに対するロータの相対的な初期位置を判定する初期位置判定状態か、PWM駆動による加速起動か、を切替える。INIST信号は、位置判定部80の初期位置判定信号INDETの“H”レベルが検出された時点で、“L”レベルから“H”レベルに変化する。これらの信号の流れについての詳細は後述する。

上記のモータ駆動装置によるモータの起動方法について詳細な説明を行う。2相通電を行った際、非通電相に発生する電圧(巻線の端子と中性点の電位差)として、ロータが回転しロータの磁束がステータの相巻線を横切ることによって発生する電圧と、通電相の電流の時間変化によって発生する電圧がある。以下の説明において、前者の回転によって発生する電圧を「逆起電圧」と、後者の電流変化によって発生する電圧を「誘導電圧」と呼ぶことにする。

図8に本出願の発明者が行った誘導電圧の測定結果を示す。図8(a)の実線Aは、U相巻線11の端子にV相巻線12より高い電圧を、ロータが反応して動かないような極めて短い時間印加(以後、「U相巻線11からV相巻線12に電流パルスを流す」と表現する)した場合に、W相巻線13に発生した誘導電圧をステータに対するロータの相対位置でプロットしたものである。

また、図8(b)の実線Bは、V相巻線12の端子にU相巻線11より高い電圧を、ロータが反応して動かないような極めて短い時間印加(以後同様に「V相巻線12からU相巻線11に電流パルスを流す」と表現する)した場合に、W相巻線13に発生した誘導電圧をステータに対するロータの相対位置でプロットしたものである。

図8において、Vth+とVth−はそれぞれ正と負の極性を持つ所定の電圧である。縦軸は検出電圧(mV)、横軸はステータに対するロータの相対位置を電気角(度)で表している。また、角度の基準は、ロータの回転時にU相巻線11に発生する逆起電圧の立ち上がりのゼロクロスを0度としている。なお、図8では、U相巻線11からV相巻線に電流パルスを流すことをU→Vと表現し、V相巻線12からU相巻線11に電流パルスを流すことをV→Uと表現している。以後、図中ではある相巻線から別の相巻線に電流パルスを流すことを、電流の流れる向きを含めて、“→”で表現する。

図8(a)の実線Aについて、120度付近と180度付近に大きなピークがみられる。また、図8(b)の実線Bについて、300度付近と360度付近に大きなピークがみられる。なお、図示してはいないが、V相巻線12からW相巻線13に電流パルスを流した際のU相巻線11の誘導電圧と、W相巻線13からU相巻線11に電流パルスを流した際のV相巻線12の誘導電圧は、図8(a)のプロットがそれぞれ±120度移動した形になり、またW相巻線13からV相巻線12に電流パルスを流した際のU相巻線11の誘導電圧と、U相巻線11からW相巻線13に電流パルスを流した際のV相巻線12の誘導電圧は、図8(b)のプロットがそれぞれ±120度移動した形になる。

図9において、(1)、(2)はそれぞれ、比較器73において、図8(a)の実線Aで示す誘導電圧を所定値Vth+、Vth−のそれぞれと比較したときの出力を示す。図9において、(3)、(4)はそれぞれ、比較器73において、図8(b)の実線Bで示す誘導電圧を所定値Vth+、Vth−のそれぞれと比較したときの出力を示す。なお、Vth+は正の電圧であり、Vth−は負の電圧であり、絶対値はともに等しいとする。Vth+とVth−を比較器73の閾値とし、閾値に対して誘導電圧が上回ると“H”レベルが出力され、下回ると“L”レベルが出力される。

また、図9において、Tu、Tv、TwはそれぞれU相巻線11、V相巻線12、W相巻線13のトルク定数を表わす。ここで、上記トルク定数が正の値の時に、相巻線の端子から中性点に電流を流すと、正回転方向にトルクが発生しロータが加速する。また、トルク定数が負の値のときに、中性点から相巻線の端子に電流を流すと、正回転方向にトルクが発生しロータが加速する。

例えば、図9の(1)はU相巻線11からV相巻線12に電流パルスを流し閾値をVth+とした時の比較器73の出力であるが、“H”レベルが出力される範囲ではTvは正の値、Twは負の値であるので、V相巻線12からW相巻線13へ向かってロータが反応する程度の時間幅の、電流を流してやれば正回転方向にトルクが発生することがわかる。同様に図9の(2)は閾値をVth−とした時の比較器73の出力であり、“L”レベルが出力される範囲ではTuは正の値、Twは負の値であるので、U相巻線11からW相巻線13へ向かってロータが反応する程度の時間、電流を流してやれば正回転方向にトルクが発生する事がわかる。同様に考えると、図9の(3)においては“H”レベルが出力される範囲でW相巻線13からU相巻線11へ、図9の(4)においては“L”レベルが出力される範囲でW相巻線13からV相巻線12へ向かってロータが反応する程度の時間、電流を流してやれば正回転方向にトルクが発生する。ここで、ロータが停止時に、正回転方向にトルクが発生する通電相を「起動開始時の通電相」と呼ぶ。

図10は、図9から得られた電流パルスを流す向きと、比較器73の閾値の極性と、起動開始時の通電相との関係を示す。なお、図中、電流を流す通電相を“⇒”を用いて表現する。例えば、U相巻線からV相巻線に電流が流れる通電相は「U⇒V」と表現される。また、本実施形態では、ロータを正回転させるために通電相を、U⇒V、U⇒W、V⇒W、V⇒U、W⇒U、W⇒V、U⇒Vの順で切替えるとする。

図10の(1)から(4)はそれぞれ図9の(1)から(4)に対応する。図10の(2)と(3)に関し、誘導電圧検出時の電流パルスを流す向きと、起動開始時の通電相の関係は、ロータを正回転させる際の通電切替の順と一致していることがわかる。

図11は、初期位置判定時における、電流パルスを流す向き(通電相及び通電方向の組み合わせ)と、誘導電圧を検出する巻線の相と、位置判定のための閾値の極性と、初期位置判定終了後の起動開始時の通電相との関係を示した図である。同図に示すように、電流パルスを流す向きとして6通りのパターンがある。これらの6つの通電パターンは、<1>→<2>→<3>→<4>→<5>→<6>→<1>→…の順序で切り替えられる。これらの通電パターン及びその切替順序は、初期位置判定後のモータ加速動作時に印加される通電パターンと一致する。つまり、ロータを正回転させる際の通電パターンと一致する。これにより、初期位置判定後の起動開始時の通電相を、初期位置判定時の通電相から正方向に回転する場合の順序に一つ進めて切替えた相に決定することが可能であり、装置の構成をより容易にすることが可能となる。電流パルスを流す向きに対して、誘導電圧を検出する相巻線と閾値の極性の組み合わせは一対一の関係となっており、電流パルスの通電方向と閾値の極性を指定することによって起動開始時の通電相が一つだけ決定され、重複して求められることはない。

図12は、電流パルスを流す向きと起動開始時の通電相の関係が図11の関係を満たす場合のモータ駆動装置の起動方法を示すフローチャートである。

モータ駆動装置に起動を指示する指令信号RGOが入力されるとステータに対するロータの相対的な初期位置を判定するための動作を開始する。その際、初期位置判定動作を行っていることを示すINIST信号が“L”レベルとなる。

次に、電流パルスを流す向きをU相巻線11からV相巻線12への向きに設定する(S1)。比較器の閾値の極性を決定する(S2)。設定されている向きにロータが反応して動かないような極めて短い電流パルスを流す(S3)。図11の電流パルスを流す向きによって決定される誘導電圧の検出相と閾値の極性とに基づいて誘導電圧を検出する(S4)。誘導電圧が閾値より大きいかを判定し(S5)、大きければステップS10へ、小さければステップS6へ移行する。ここで、誘導電圧が閾値より大きいとは、閾値の極性と誘導電圧の極性が等しく、且つ、絶対値において閾値より誘導電圧が大きいことを意味する。

ステップS6においては、モータの3相巻線の端子を全てハイインピーダンスにする。電流パルスを流す向きの設定を、図11に示される正回転の切替順において一つ次のパターンに切替える(S7)。6通りの電流パルスを流したかを判定し、6通りの電流パルスを流したときは、比較器の閾値の絶対値を下げる(S9)。これは、誘導電圧が閾値を越える角度範囲を広げステータに対するロータの相対的な初期位置が判定しやすくするためである。

その後、ステップS2に戻り、ステップS5でYES判定が出るまでステップS2〜S9を繰り返す。

また、ステップS5で誘導電圧が閾値より大きい場合、図11に示すパターンで正回転方向に一つ次のパターンに切替えて得られる通電相を、起動開始時の通電相に決定する(S10)。例えば、現状の電流パルスを流す向きの設定がV相巻線からW相巻線の場合(パターン<3>)、起動開始時の通電相はV⇒Uとなる。起動開始時の通電相の設定とともに、INIST信号が“L”レベルから“H”レベルに変化し、初期位置判定動作を終了する。そして、回転速度の設定値がゼロである場合には、比較器の閾値をキャンセルしてゼロにし(S11)、PWM駆動に制御を替えて(S12)、ロータが十分動作する程度の電流を流して加速起動させる。なお、図示していないが、回転速度の設定値が所定の値である場合には、PWM駆動に制御を替えて(S12)、ロータが十分動作する程度の電流を流して加速起動させた後、比較器の閾値をキャンセルしてゼロにする(S11)。

なお、図12では、起動開始時に電流パルスを流す向きの設定を、U相巻線11からV相巻線12への向き(パターン<1>)としているが、この向きに限らず、他のパターンから起動を開始してもよい。さらにステップS12ではPWM駆動をさせる必要もなく、リニア駆動させることも可能である。さらに、ステップS9では比較器71、72、73の閾値の絶対値を下げる動作を行ったが、いずれかの相巻線に通電を行いステータに対するロータの相対的な初期位置をずらすことによって誘導電圧を検出しやすくすることも可能であり、または、電流パルスの幅を僅かに広げることによっても誘導電圧を検出しやすくすることも可能であり、これらを組み合わせた動作を行うことも可能である。

初期位置判定時の動作と加速起動への動作について図13及び図14を用いて説明する。なお、ここでは回転速度の設定値をゼロとしている。図13において、CLOCKは外部クロック信号、RGOは指令信号である。Vu、Vv、VwはそれぞれU相巻線11の端子電圧、V相巻線12の端子電圧、W相巻線13の端子電圧であり、Vcはモータ10の中性点電圧である(図13では、スイッチングノイズの影響とリンギングは省略している)。Iu、Iv、Iwはそれぞれ、U相巻線11、V相巻線12、W相巻線13に流れる電流であり、巻線の端子から中性点へ流れる場合を正とする。INIST信号は判定/起動切替部90の出力、PDET信号と初期位置判定信号INDETは位置判定部80の出力、WIN1〜6信号は相切替制御部50の出力、OFFSET信号とNOFF信号は閾値制御部100の出力、DMASK信号は相切替制御部50の出力である。

図14は、図13の(I)から(VII)の期間について信号波形を拡大した図である。クロック信号CLOCK、指令信号RGO、Vu、Vv、Vw、Vcは図13と同じである。Vu−Vc、Vv−Vc、Vw−Vcはそれぞれ、U相巻線11の端子電圧から中性点電圧を引いた電圧値、V相巻線12の端子電圧から中性点電圧を引いた電圧値、W相巻線13の端子電圧から中性点電圧を引いた電圧値であり、相巻線に電流が流れていない間の電圧は、U相巻線11の誘導電圧、V相巻線12の誘導電圧、W相巻線13の誘導電圧を表す。UN、VN、WN信号は比較器71、72、73の出力である。

期間(I)では、起動を指示するため指令信号RGOが“H”レベルに変化し、全ての回路が動作を開始する。INIST信号は“L”レベルを出力し、初期位置判定動作を行う。この際スイッチング制御部40は動作しない。また、NOFF信号は“L”レベルを保持する。

期間(II)では、CLOCK信号の立ち上がりのタイミングでWIN1信号が“H”レベルに変化し、同時にU相巻線11からV相巻線12に電流パルスを流す(図11の<1>に相当する)。また、OFFSET信号は“L”レベルを出力し、比較器71、72、73の閾値の極性を負に設定する。DMASK信号が“H”レベルに変化することによって、VwとVcの差電圧、つまりW相巻線13に発生する誘導電圧の判定が可能となる。WIN1信号が“H”レベルの場合、位置判定部80のWN信号が“L”レベルを出力している場合に誘導電圧が検出された判定となる(図7参照)。W相巻線13の誘導電圧(Vw−Vcの値)の極性は負であるが、閾値を超えないためWN信号は“H”レベルとなり、誘導電圧が検出されなかった判定となる。

期間(III)では、期間(II)で誘導電圧が検出されなかったという判定であったため、CLOCK信号の立下りのタイミングでPDET信号が“H”パルスを出力する。PDET信号の“H”パルスを受けてWIN1信号が“L”レベルに変化し、U相巻線11からV相巻線12に流れる電流をゼロにするために、全相をハイインピーダンスにする。また、DMASK信号もPDET信号の“H”パルスを受けて、“L”レベルに変化する。

期間(IV)では、CLOCK信号の立ち上がりのタイミングでWIN2信号が“H”レベルに変化し、同時にU相巻線11からW相巻線13に電流パルスを流す(図11の<2>に相当する)。また、OFFSET信号は“H”レベルを出力し、比較器71、72、73の閾値の極性を正に設定する。DMASK信号が“H”レベルの状態変化することによって、V相巻線13に発生する誘導電圧の判定が可能となる。WIN2信号が“H”レベルの場合、位置判定部80のVN信号が“H”レベルを出力している場合に誘導電圧が検出された判定となる(図7参照)。V相巻線12の誘導電圧(Vv−Vcの値)の極性が負であるため、VN信号は“L”レベルとなり、誘導電圧が検出されなかったという判定となる。

期間(V)では、期間(IV)で誘導電圧が検出されなかった判定であったため、CLOCK信号の立下りのタイミングでPDET信号が“H”パルスを出力する。PDET信号の“H”パルスを受けてWIN2信号が“L”レベルに変化し、U相巻線11からW相巻線13に流れる電流をゼロにするために、全相をハイインピーダンスにする。また、DMASK信号もPDET信号の“H”パルスを受けて、“L”レベルに変化する。

期間(VI)では、CLOCK信号の立ち上がりのタイミングで、WIN3信号が“H”レベルに変化し、同時にV相巻線12からW相巻線13に電流パルスを流す(図11の<3>に相当する)。また、OFFSET信号は“L”レベルを出力し、比較器71、72、73の閾値の極性は負となる。DMASK信号が“H”レベルに変化することによって、U相巻線11に発生する誘導電圧の判定が可能となる。WIN3が“H”レベルなので、位置判定部にUN信号が“L”レベルを出力している場合に誘導電圧が検出された判定となる(図7参照)。U相巻線11の誘導電圧(Vu−Vcの値)の極性が負であり、また閾値を超えたのでUN信号は“L”レベルとなり、誘導電圧が検出されたという判定となる。

期間(VII)では、期間(VI)で誘導電圧が検出された判定であったため、CLOCK信号の立下りのタイミングでPDET信号と初期位置判定信号INDETに“H”パルスが出力され、初期位置判定動作が終了する。ここから、モータ起動動作を開始する。初期位置判定信号INDETの“H”パルスを受けて、INIST信号が“L”レベルから“H”レベルに変化するため、スイッチング制御部40と、相切替制御部50と、位置判定部80と、閾値制御部100の動作が切替わる。つまり、比較器71、72、73の閾値がゼロになり、PMW駆動して逆起電圧のゼロクロスを検出する通常のセンサレス制御となる。具体的には、スイッチング制御部40は動作を開始し、PWM駆動に制御が切替わる。相切替制御部50では、WIN1〜6信号がCLOCK信号に同期しないで出力され、DMASK信号も出力制御が切替わる。位置判定部80では、PDET信号の“H”パルスはCLOCK信号に同期せず、また初期位置判定信号INDETの“H”パルスは発生しない。閾値制御部100では、NOFF信号が“L”レベルから“H”レベルに状態変化し、比較器71、72、73の閾値はゼロになる。さらに、PDET信号の“H”パルスを受けて、WIN3信号は“L”レベルに、WIN4信号は“H”レベルに変化する。

期間(VIII)では、WIN4信号が“H”レベルなので、V相巻線12からU相巻線11へPWM制御された電流が流れ、ロータは正回転方向に回転する。比較器71、72、73の閾値がゼロになるため、PDET信号は逆起電圧のゼロクロスのタイミングで“H”パルスを出力する制御となる。

これ以後は、通常のセンサレス制御を行い、通電相と逆起電圧の検出極性をロータの正回転にしたがい順に切替えていくことで、モータは加速起動する。

図13に示す例では、初期位置判定のための誘導電圧検出動作は3回行ったが、最小の場合は1回の検出動作で初期位置を検出できる。また、位置判定のための電流パルスのパターンが6通りある場合、最大で6回の検出動作で誘導電圧を検出でき、起動を開始することができる。特開2001−275387号公報に示されている従来の方法では、検出動作のために6通りの電流パターン全てを印加する期間が必要であった、すなわち、検出動作のために必ず一周期の時間を要した。これに対し、本実施形態の方法であれば、検出動作の試行回数は最大で6回であることから、平均すると、検出動作に要する時間をより短縮でき、早期の起動開始が実現できる。

以上のように、本実施の形態では、ロータが反応して動かない程度の電流パルスをステータの所定相の巻線に通電した際に非通電相に発生する誘導電圧を、閾値と比較することにより検出する。このような検出方法により、ステータに対するロータの相対的な初期位置の判定にかかる時間を短縮することができ、起動時間の短縮が可能となる。また、初期位置を確定させてから起動させるので、安定した起動が可能である。また、本実施の形態では、位置判定時に電流パルスを流す向きを、ロータを正回転させる際に流す電流パルスと同じ順序で切り替え、その際、電流パルスを流す向きによって比較器71、72、73の閾値の極性を選択する。これによって、容易な構成ステータに対するロータの相対的な初期位置を判定することができる。

なお、本実施の形態では、閾値が制御可能な比較器を用いて説明したが、閾値がゼロである比較器と、正の閾値を持つ比較器と、負の閾値を持つ比較器とを並列して用い、比較器の出力をセレクタによって選択するようにしても良い。また、ロータの巻線の相毎に3つの比較器71、72、73を用いているが、1つの比較器のみを用いてもよい。この場合は、各相の端子電圧Vu、Vv、Vwをセレクタによって選択し、1つの比較器において、選択した電圧と中性点電圧Vcとを比較するようにする。さらに、起動開始後は2相通電を例に取り上げたが、3相通電されるスロープのついた通電を行っても起動できることは言うまでもなく、本実施の形態は起動後の制御を制限するものではない。さらに、電流パルスの幅をモータ定数によって変更できることは言うまでもない。

また、本実施の形態では、誘導電圧の検出時にスイッチング制御部40を動作させず、電流パルスを通電した際に発生する誘導電圧を検出するが、電流のピークを制御するためのPWM駆動を実行し、PWMのオン期間に誘導電圧を検出することによって、本実施の形態と同じ構成ステータに対するロータの相対的な初期位置を判定することが可能である。また、電流のピークを制御するためのPWM駆動を実行し、PWMのオフ期間に誘導電圧を検出することよって、ロータの初期位置を判定することも可能である。

(実施の形態2)
実施の形態1では、図18Aに示すように、各相のWIN1〜6信号のオン期間の間に全相ハイインピーダンスにする期間を設けている。これは、通電により生じたステータ巻線の電流を一旦にゼロにし、次の検出動作において正確に検出できるようにするためである。しかし、図18Aからもわかるように、全相ハイインピーダンス期間において比較的早い段階で巻線の残留電流はゼロになっている。残留電流がゼロになった以降は全相ハイインピーダンスにする必要はなく、また、全相ハイインピーダンス期間は短い方が全体としての処理時間が短縮される。そこで、本実施形態では、実施の形態1と比べて全相ハイインピーダンス期間を短縮し、位置判定に要する時間を短縮するための構成を説明する。

図15に本発明に係る実施の形態2のセンサレスモータの駆動装置の構成を示す。実施の形態1とは位置判定部80Aの内部構成が異なる。それ以外の構成、動作は実施の形態1で説明したものと同様である。

図16に、本実施形態の位置判定部80Aの具体的な構成を示す。図17は位置判定部80Aの動作を説明するためのタイミングチャートである。

本実施形態の位置判定部80Aは、実施の形態1の位置判定部80の構成に加え、さらに時間計測回路83を備える。位置判定部80Aは、クロック信号CLOCKを時間計測回路83を介して極性判定回路82に入力する。

マスク処理回路81は、比較器71、72、73のUN、VN、WN信号に含まれる、PWM駆動による高周波なスイッチングノイズの影響や通電相の電圧変化による非通電相のリンギング期間を、スイッチング制御部40のPWMMASK信号と相切替制御部50のDMASK信号を受けてマスクし、UM、VM、WM信号を極性判定回路82に出力する。

極性判定回路82は相切替制御部50からのWIN1〜6信号と、マスク処理回路81からのUM、VM、WM信号と、判定/起動切替部90からのINIST信号と、時間計測回路83からのFORSIG信号とを受けて、PDET信号を相切替制御部50に、また初期位置判定信号INDETを判定/起動切替部90に、それぞれ出力する。

時間計測回路83は、CLOCK信号を受けFORSIG信号を極性判定回路82に出力する。FORSIG信号は、CLOCK信号の立ち上がりのタイミングから所定時間Tyだけ遅らせて出力されるパルス信号である。所定時間TyはCLOCK信号のパルス幅よりも大きな値とする。

INIST信号の“H”レベルまたは“L”レベルに関わらず、UM、VM、WM信号のレベルがWIN1〜6信号によって指定されるレベルであった場合に、PDET信号において“H”パルス信号が出力される。特に、INIST信号が“L”レベルの際には、UM、VM、WM信号のレベルがWIN1〜6信号によって指定されるレベルでない場合でも、PDET信号において、FORSIG信号の立ち上がりのタイミングで“H”パルス信号が出力される。INIST信号が“L”レベルでかつUM、VM、WM信号のレベルがWIN1〜6信号によって指定されるレベルであった場合にのみ、初期位置判定信号INDETにおいて、FORSIG信号の立ち上がりのタイミングで“H”パルス信号が出力される。

以上のように本実施の形態では、ロータの初期位置を判定している間(INIST信号が“L”レベルから“H”レベルに変化するまでの間)において、WIN1〜6信号のパルス幅をCLOCK信号よりも長くすることにより、CLOCK信号の一周期に対して電流パルスを流す時間を長くする。これによって、全相をハイインピーダンスにする時間を短縮することができる。なお、全相ハイインピーダンスにする時間が短くなることによって誘導電圧を検出する相巻線にまだ電流が残留しているために、キックバックノイズが発生し誘導電圧の誤検出が起こる可能性があるが、DMASK信号によってキックバックノイズをマスクすることが可能である。

図18A、18Bに起動開始前のロータの初期位置判定時の動作を示す。図18Aは実施の形態1の駆動装置の場合であり、図18Bは実施の形態2の駆動装置の場合である。両図において、CLOCK信号は一定周期の外部入力信号であり、WIN1〜3信号は相切替制御部50の出力である。Iu、Iv、Iwは、それぞれU相巻線11、V相巻線12、W相巻線13に流れる電流であり、巻線の端子から中性点に流れる方向を正としている。両図の比較のため、電流パルスを流す時間を等しくしている。

図18Bに示すように本実施形態によれば、図18Aに示す実施の形態1の場合に比して全相ハイインピーダンスの時間を短縮できるため、CLOCK信号の周期を短くすることができステータに対するロータの相対的な初期位置を実施の形態1より早く判定することが可能となる。また、範囲CではV相巻線12からW相巻線13へ流れる電流がゼロに落ちきらないうちにV相巻線12からU相巻線11へ電流が流れ始めているが、DMASK信号によってマスクするため誘導電圧の誤検出は起こらない。

以上より、本実施の形態では、初期位置判定時の全相ハイインピーダンスの時間を制御することによってステータに対するロータの相対的な初期位置の判定にかかる時間を短縮することが可能となる。

本発明のモータ駆動装置及び駆動方法は、安定したセンサレス起動の実現、かつ、初期位置判定にかかる時間の短縮によるセンサレスモータの起動時間の短縮化ができるという効果を有し、PWMセンサレス駆動を行うモータの駆動装置等に有用である。

本発明の実施の形態1におけるセンサレスモータの駆動装置の構成を示す図である。 相切替制御部の具体的な構成を示す図である。 相切替制御部の動作を説明するための信号波形図である。 閾値制御部の具体的な構成を示す図である。 閾値制御部の動作を説明するための信号波形図である。 位置判定部の具体的な構成を示す図である。 位置判定部の動作を説明するための信号波形図である。 極性判定回路で指定される、初期位置判定に用いられる信号とその判定レベルを示す図である。 本願の発明者が行った誘導電圧の測定結果を示す図である。 図8に示す誘導電圧と閾値(Vth+、Vth−)との比較結果出力と、トルク係数の関係を示す図である。 図9より得られる電流パルスの通電方向と、起動開始時の通電方向との関係を示した図である。 初期位置判定時における、電流パルスを流す向き(通電相及び通電方向の組み合わせ)と、誘導電圧を検出する巻線の相と、位置判定のための閾値の極性と、初期位置判定終了後の起動開始時の通電相との関係を示した図である。 ステータに対するロータの相対的な初期位置の判定動作を示すフローチャートである。 図1のセンサレスモータの駆動装置の動作を説明するための信号波形図である。 図13に示す信号波形の一部を拡大した図である。 本発明の実施の形態2におけるセンサレスモータの駆動装置の構成を示す図である。 実施の形態2の位置判定部の具体的な構成を示す図である。 実施の形態2の位置判定部の動作を説明するための信号波形図である。 実施の形態1のセンサレスモータの駆動装置における、通電期間と全相ハイインピーダンス期間の関係を説明するための図である。 実施の形態2のセンサレスモータの駆動装置における、通電期間と全相ハイインピーダンス期間の関係を説明するための図である。 従来のモータ駆動装置の構成を示す図である。 従来のモータ駆動装置において巻線に発生する、(a)誘導電圧の波形と、(b)誘導電圧和をそれぞれ示す図である。

符号の説明

1:電源
10:センサレスモータ
11、12、13:巻線
20:電流出力部
30:電流検出部
40:スイッチング制御部
50:相切替制御部
60:通電制御合成部
71、72、73:比較器
80、80A:位置判定部
90:判定/起動切替部
100:閾値制御部

Claims (16)

  1. 複数相の巻線とロータを有するモータをセンサレスで駆動する駆動装置であって、
    非通電相のモータ巻線に発生した誘導電圧を所定の閾値と比較する比較手段と、
    前記閾値を制御する閾値制御手段と、
    該比較手段の出力に基づいて前記ロータ位置を判定する位置判定手段と、
    前記ロータ位置に応じて通電相を切替える相切替制御手段と、
    モータを駆動する電流を生成し、前記通電相に供給する電流出力手段とを備え、
    前記閾値制御手段は、前記電流パルスの通電相及び通電方向に応じて、前記比較手段の閾値の極性を変更し、
    前記相切替制御手段は、前記ロータの初期位置を判定するために、前記ロータ停止時にロータが動作反応しないように所定幅の電流パルスを所定相の巻線に対して発生させ、前記位置判定手段は、該電流パルスによって非通電相に発生する誘導電圧と前記閾値との比較結果に基づいて前記ロータの初期位置の判定を行い、前記相切替制御手段は、その判定された初期位置に応じた通電を行ってモータを始動させる、ことを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 前記相切替手段は、前記電流パルスの通電相及び通電方向を、前記ロータを正回転させるために設定される通電相及び通電方向の順にしたがい、切替えることを特徴とする、請求項1記載のモータ駆動装置。
  3. 前記位置判定手段は、前記ロータの初期位置を判定するために、モータ電流が減少する期間またはモータ電流が増加する期間のいずれか一方においてのみ前記誘導電圧を検出する、ことを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。
  4. 前記相切替手段は、前記ロータの初期位置を判定できた場合に、前記ロータを正回転させるために設定される通電相の順にしたがい、その判定時点における電流パルスの通電相の次の通電相を前記ロータの駆動に適切な通電相として設定する、ことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載のモータ駆動装置。
  5. 前記閾値制御手段は、前記ロータの初期位置判定終了後、前記閾値をゼロに設定することを特徴とする、請求項1ないしのいずれか1つに記載のモータ駆動装置。
  6. 前記閾値制御手段は、前記モータが始動し所定の回転速度に達したことを検知して、前記閾値をゼロに設定することを特徴とする、請求項1ないしのいずれか1つに記載のモータ駆動装置。
  7. 前記電流パルスの通電相及び通電方向の組み合わせである通電パターンを複数設けておき、前記通電パターンは、前記モータを正回転させるために所定の順序で切り替えられ、
    前記閾値制御手段は、前記複数の通電パターンで通電を行ったにもかかわらず、前記ロータの初期位置が判定されなかった場合、前記比較手段の閾値の絶対値を下げる、ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載のモータ駆動装置。
  8. 前記電流パルスの通電相を切替える際に、前記電流パルスの通電期間の後にモータ電流をゼロにするための期間を設け、該モータ電流をゼロにするための期間は前記通電期間よりも短い、ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載のモータ駆動装置。
  9. 複数相の巻線とロータを有するモータをセンサレスで駆動する駆動方法であって、
    前記ロータの停止時にその初期位置を判定するために、前記ロータが動作反応しないように所定幅の電流パルスを所定相の巻線に対して発生させ、
    該電流パルスによって非通電相に発生する誘導電圧を、前記電流パルスの通電相及び通電方向に応じて前記閾値の極性を変更した所定の閾値と比較して、前記ロータの初期位置を判定し、
    その判定された初期位置に応じた通電を行ってモータを始動させる
    ことを特徴とするモータ駆動方法。
  10. 前記電流パルスの通電相及び通電方向を、前記ロータを正回転させるために設定される通電相及び通電方向の順にしたがい、切替えることを特徴とする、請求項記載のモータ駆動方法。
  11. 前記ロータの初期位置を判定するために、モータ電流が減少する期間またはモータ電流が増加する期間のいずれか一方においてのみ前記誘導電圧を検出する、ことを特徴とする請求項記載のモータ駆動方法。
  12. 前記ロータの初期位置を判定できた場合に、前記ロータを正回転させるために設定される通電相の順にしたがい、その判定時点における電流パルスの通電相の次の通電相を前記ロータの駆動に適切な通電相として設定する、ことを特徴とする請求項ないし11のいずれか1つに記載のモータ駆動方法。
  13. 前記ロータの初期位置判定終了後、前記閾値をゼロに設定することを特徴とする、請求項ないし12のいずれか1つに記載のモータ駆動方法。
  14. 前記モータが始動し所定の回転速度に達したことを検知して、前記閾値をゼロに設定することを特徴とする、請求項ないし12のいずれか1つに記載のモータ駆動方法。
  15. 前記電流パルスの通電相及び通電方向の組み合わせである通電パターンを複数設けておき、前記通電パターンは前記モータを正回転させるために所定の順序で切り替えられ、
    前記複数の通電パターンで通電を行ったにもかかわらず、前記ロータの初期位置が判定されなかった場合、前記閾値の絶対値を小さくする、ことを特徴とする請求項ないし14のいずれか1つに記載のモータ駆動方法。
  16. 前記電流パルスの通電相を切替える際に、前記電流パルスの通電期間の後にモータ電流をゼロにするための期間を設け、該モータ電流をゼロにするための期間は前記通電期間よりも短い、ことを特徴とする請求項ないし15のいずれか1つに記載のモータ駆動方法。
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