JP6002631B2 - Control method of brushless motor for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載されたブラシレスモータの制御方法に関するものである。   The present invention relates to a method for controlling a brushless motor mounted on a vehicle.

車両に搭載されるモータ、例えば、空調装置に用いられるブロアファンを回転駆動するモータには、一般に、電機子コイルに流れる電流の方向を、半導体素子で構成されたスイッチング素子によって切り替えて、回転駆動力を生成するブラシレスモータが用いられている。   A motor mounted on a vehicle, for example, a motor that rotationally drives a blower fan used in an air conditioner, is generally driven by switching the direction of current flowing in an armature coil by a switching element composed of a semiconductor element. A brushless motor that generates force is used.

そして、特許文献1に記載された発明では、ブラシレスモータが高温になったときには、回転速度を低減して、発熱量を抑えるようにしていた。   In the invention described in Patent Document 1, when the brushless motor becomes high temperature, the rotational speed is reduced to suppress the heat generation amount.

特開2000−78880号公報JP 2000-78880 A

しかしながら、特許文献1に記載された発明にあっては、ブラシレスモータが高温になったときに回転速度を低減するため、風量が下がって、車両の乗員に対して不快な思いを与えてしまうという問題があった。   However, in the invention described in Patent Document 1, in order to reduce the rotation speed when the brushless motor becomes high temperature, the air volume is lowered, which gives an unpleasant feeling to the vehicle occupant. There was a problem.

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ブラシレスモータが高温になったときであっても、ブラシレスモータの回転速度を落とすことなく、かつ、さらなる温度上昇を防止することができる車両用ブラシレスモータの制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when the brushless motor is at a high temperature, the brushless motor for a vehicle that can prevent further increase in temperature without decreasing the rotational speed of the brushless motor. It is an object to provide a control method.

本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、ブラシレスモータの温度が高いと判断されたときに、ブラシレスモータを高効率で回転させる駆動モードで駆動するものである。   The control method for a brushless motor for a vehicle according to the present invention is to drive the brushless motor in a driving mode that rotates the brushless motor with high efficiency when it is determined that the temperature of the brushless motor is high.

すなわち、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第1の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、前記ブラシレスモータの駆動制御を行う駆動制御部の温度を検出して、前記温度が所定の温度しきい値を超えていると判断されたときには、ブラシレスモータを前記第2の駆動モードで駆動することを特徴とする。   That is, according to the control method for a brushless motor for a vehicle according to the present invention, when the brushless motor mounted on the vehicle is rotated at a predetermined rotation speed or less, the brushless motor is driven in the first drive mode for rotating with low noise, and the brushless motor is controlled. In a method for controlling a brushless motor for a vehicle that is driven in a second drive mode that rotates with high efficiency when the motor is rotated at a rotational speed higher than a predetermined rotational speed, a drive control unit that performs drive control of the brushless motor. When the temperature is detected and it is determined that the temperature exceeds a predetermined temperature threshold, the brushless motor is driven in the second drive mode.

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両用ブラシレスモータを、所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第1の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動するときに、ブラシレスモータの駆動制御部の温度が上昇して、所定の温度しきい値を超えたと判断されたときには、ブラシレスモータを、その回転数によらずに、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータを第1の駆動モードで駆動していた低回転領域であっても、駆動制御部の温度が上昇したときには、効率の高い第2の駆動モードで駆動されるため、回転数を低下させることなく運転を継続させることができる。そして、ブラシレスモータの運転効率が上がることによって、熱の発生が少なくなるため、駆動制御部のさらなる温度上昇を防止することができる。   According to the vehicular brushless motor control method configured as described above, when the vehicular brushless motor is rotated at a predetermined rotation speed or less, the vehicular brushless motor is driven in the first drive mode that rotates with low noise, When rotating at a higher rotational speed than the rotational speed, when driving in the second drive mode rotating at high efficiency, the temperature of the drive control unit of the brushless motor rises and exceeds a predetermined temperature threshold When the determination is made, the brushless motor is driven in the second drive mode in which the brushless motor is rotated with high efficiency regardless of the number of rotations thereof, so that the brushless motor is driven in the first rotation mode. However, when the temperature of the drive control unit rises, it is driven in the high-efficiency second drive mode, so that the operation can be continued without reducing the rotational speed. And since the generation | occurrence | production of a heat | fever decreases by the operating efficiency of a brushless motor rising, the further temperature rise of a drive control part can be prevented.

また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第1の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波として前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第2の駆動モードが、前記電圧波形を矩形波として前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。   Also, in the control method for a brushless motor for a vehicle according to the present invention, the brushless motor uses the voltage waveform applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle in the first drive mode as the sine wave. It is a drive mode for driving a motor, and the second drive mode is a drive mode for driving the brushless motor with the voltage waveform as a rectangular wave.

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第1の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧波形を正弦波としてブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第2の駆動モードを、電圧波形を矩形波としてブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの電機子コイルに印加する電圧波形を変更するという簡便な方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードを確実に切り替えることができる。   According to the control method for a brushless motor for a vehicle configured in this way, the first drive mode is applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle as a sine wave. Since the drive mode for driving is changed, the change in the magnetic flux generated in the armature coil becomes gentle, the brushless motor can be driven with low noise, and the second drive mode has a rectangular waveform as the voltage waveform. Since the drive mode for driving the brushless motor is adopted, the period during which the effective rotational torque is generated becomes longer, the efficiency of generating the torque is improved, and the efficiency of the brushless motor is improved. The first drive mode and the second drive mode can be reliably switched by a simple method of changing the voltage waveform applied to the armature coil of the brushless motor.

また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第1の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第2の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。   In the vehicle brushless motor control method according to the present invention, when the first drive mode switches the voltage applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle, A driving mode in which the brushless motor is driven by increasing the time for applying the voltage overlapping the armature coil that applied the voltage to the armature coil and the armature coil that applied the voltage after switching, When switching the voltage to be applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle, the driving mode is applied with the armature coil that has been applied with the voltage before switching and the voltage after the switching. And a drive mode in which the brushless motor is driven by reducing the time for applying the voltage overlapping with the armature coil. .

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第1の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによってブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第2の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによってブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの各相に印加する電圧波形のオーバーラップ時間を変更するという簡便な方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードとを確実に切り替えることができる。   According to the control method for a brushless motor for a vehicle configured as described above, when the voltage applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle is switched to the first drive mode, before switching. Since the armature coil that applied the voltage to the armature coil and the armature coil that applied the voltage after switching overlaps the time for applying the voltage by increasing the driving time to drive the brushless motor, the armature coil The change in the generated magnetic flux becomes gentle, and the brushless motor can be driven with low noise. The second drive mode is applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle. When switching the voltage, the voltage overlaps between the armature coil that applied the voltage before switching and the armature coil that applied the voltage after switching. Due to a driving mode for driving the brushless motor by reducing the time for applying, longer period resulting in effective rotational torque, thereby improving the efficiency of the brushless motor is improved efficiency of generating torque. The first drive mode and the second drive mode can be reliably switched by a simple method of changing the overlap time of the voltage waveform applied to each phase of the brushless motor.

また、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法は、前記第1の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、前記ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、前記第2の駆動モードが、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであることを特徴とする。   In the vehicular brushless motor control method according to the present invention, the switching timing of the switching element that controls the energization state of the brushless motor mounted in the vehicle is controlled by the first drive mode. A drive mode for driving the brushless motor by controlling the advance amount of the delay angle of the sensor magnet attached integrally with the rotor to the field permanent magnet attached to The second drive mode is such that the switching timing of the switching element that controls the energization state of the brushless motor mounted on the vehicle is such that the advance amount of the delay angle of the sensor magnet with respect to the field permanent magnet is increased. The driving mode is controlled to drive the brushless motor.

このように構成された車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第1の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、ブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、電機子コイルに発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータを低騒音で駆動することができ、また、第2の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、界磁用永久磁石に対するセンサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、ブラシレスモータを駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータの効率が向上する。そして、ブラシレスモータの遅れ角の進角量を変更するという簡便な方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードとを確実に切り替えることができる。   According to the control method for a brushless motor for a vehicle configured as described above, the switching timing of the switching element that controls the energization state of the brushless motor mounted on the vehicle is set in the first drive mode to the rotor of the brushless motor. Generated in the armature coil because the drive mode for driving the brushless motor is controlled by reducing the advance amount of the delay angle of the sensor magnet attached to the rotor with respect to the installed field permanent magnet. The change of the magnetic flux to be performed becomes gentle, and the brushless motor can be driven with low noise. The switching timing of the switching element for controlling the energization state to the brushless motor mounted on the vehicle in the second drive mode Is controlled so that the advance amount of the delay angle of the sensor magnet with respect to the permanent magnet for the field becomes large. To, due to the driving mode for driving the brushless motor, the period resulting in effective rotational torque longer, thereby improving the efficiency of the brushless motor is improved efficiency of generating torque. The first drive mode and the second drive mode can be reliably switched by a simple method of changing the advance amount of the delay angle of the brushless motor.

本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両に搭載されたブラシレスモータの駆動制御部の温度が上昇したときにはブラシレスモータを高効率で駆動するため、モータの回転数を落とすことなく、さらなる温度上昇を防止して運転を継続することができるという効果が得られる。   According to the control method for a brushless motor for a vehicle according to the present invention, the brushless motor is driven with high efficiency when the temperature of the drive control unit of the brushless motor mounted on the vehicle rises, so that the rotation speed of the motor is not reduced. Further, the effect that the operation can be continued while preventing further temperature rise is obtained.

(a)はロータ回転角が0°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。(b)はロータ回転角が0°のときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。(c)はロータ回転角が30°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。(d)はロータ回転角が30°のときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state of a brushless motor when a rotor rotation angle is 0 degree. (B) is a figure which shows the conduction | electrical_connection state of a switching element when a rotor rotation angle is 0 degree. (C) is a figure which shows the state of a brushless motor when a rotor rotation angle is 30 degrees. (D) is a figure which shows the conduction | electrical_connection state of a switching element when a rotor rotation angle is 30 degrees. (a)はブラシレスモータに印加する正弦波状の電圧波形の例を示す図である。(b)はブラシレスモータに印加する矩形波状の電圧波形の例を示す図である。(A) is a figure which shows the example of the voltage waveform of the sine wave shape applied to a brushless motor. (B) is a figure which shows the example of the rectangular waveform voltage waveform applied to a brushless motor. ブラシレスモータの回転数に対して駆動電圧波形を変更する際の制御目標の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control target at the time of changing a drive voltage waveform with respect to the rotation speed of a brushless motor. 実施例1におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the brushless motor control apparatus in Example 1. FIG. 実施例1の動作の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a flow of operation according to the first exemplary embodiment. 図1(a)に示したブラシレスモータのスイッチング動作を行う際に、隣り合う相の間でオーバーラップが生じているときのスイッチング素子の導通状態を示す図である。It is a figure which shows the conduction | electrical_connection state of a switching element when the overlap has arisen between adjacent phases, when performing the switching operation of the brushless motor shown to Fig.1 (a). オーバーラップ制御によってU相,V相,W相に印加される電圧波形のオーバーラップ状態を示す電圧波形図である。It is a voltage waveform diagram which shows the overlap state of the voltage waveform applied to U phase, V phase, and W phase by overlap control. ブラシレスモータの回転数に対する、オーバーラップ時間の制御目標の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control target of overlap time with respect to the rotation speed of a brushless motor. 実施例2におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the brushless motor control apparatus in Example 2. FIG. 実施例2の動作の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation flow of the second embodiment. (a)は遅れ角30°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。(b)は遅れ角42°のときのブラシレスモータの状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state of a brushless motor when the delay angle is 30 degrees. (B) is a figure which shows the state of a brushless motor when the delay angle is 42 degrees. ブラシレスモータの回転数に対する、遅れ角の進角量の制御目標の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control target of the advance amount of a delay angle with respect to the rotation speed of a brushless motor. 実施例3におけるブラシレスモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the brushless motor control apparatus in Example 3. FIG. (a)は磁気センサから出力されるセンサ信号のタイムチャートである。(b)はMOSFETをスイッチングするゲート信号のタイムチャートである。(a) is a time chart of the sensor signal output from a magnetic sensor. (B) is a time chart of a gate signal for switching the MOSFET. 実施例3の動作の流れを示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating the operation flow of the third embodiment.

以下、本発明に係る車両用ブラシレスモータの制御方法の具体的な実施例について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, specific examples of a control method for a brushless motor for a vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第1の実施形態である実施例1について、図1から図6を用いて説明する。   Example 1 which is the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

[ブラシレスモータの構造の説明]
まず、本発明のブラシレスモータの構造について、図1(a),(b)を用いて説明する。
[Description of brushless motor structure]
First, the structure of the brushless motor of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1(a)は、本発明のブラシレスモータ10を下側から見た下面図である。このブラシレスモータ10は、車両に搭載されて、車両用空調装置の送風機ファンの駆動に用いられ、三相2極巻線のアウタロータ形のブラシレスDCモータ(以後、単にブラシレスモータと呼ぶ)であり、内周側のステータ3に電機子コイル(4a〜4f)、外側のロータ1にメインマグネット(界磁用永久磁石)2を備えている。   Fig.1 (a) is the bottom view which looked at the brushless motor 10 of this invention from the lower side. This brushless motor 10 is mounted on a vehicle and used to drive a fan fan of a vehicle air conditioner, and is a three-phase two-pole winding outer rotor type brushless DC motor (hereinafter simply referred to as a brushless motor). An armature coil (4a to 4f) is provided on the stator 3 on the inner peripheral side, and a main magnet (field permanent magnet) 2 is provided on the outer rotor 1.

すなわち、図1(a)において、ステータ3には、各突出部(3a〜3f)をコアとして、突出部3a〜3fの外周部に、回転磁界を生成する三相(U,V,W)の電機子コイル4a〜4fが配置されている。また、ステータ3の外側には、90°間隔でメインマグネット(界磁用永久磁石)2を備えたロータ1が配置されている。このロータ1の回転位置を示すセンサマグネット5は、N極とS極とが2対、ロータ1の回転中心に対し均等角度に配置されて、ロータ1と一体に回転するシャフト6に取り付けられている。   That is, in FIG. 1A, the stator 3 has a three-phase (U, V, W) that generates a rotating magnetic field at the outer periphery of the protrusions 3a to 3f with each protrusion (3a to 3f) as a core. Armature coils 4a to 4f are arranged. In addition, a rotor 1 having main magnets (field permanent magnets) 2 is disposed outside the stator 3 at intervals of 90 °. The sensor magnet 5 that indicates the rotational position of the rotor 1 is attached to a shaft 6 that has two pairs of N poles and S poles arranged at an equal angle with respect to the rotation center of the rotor 1 and rotates integrally with the rotor 1. Yes.

そして、図1(a)のブラシレスモータ10は、ロータ1と、メインマグネット(界磁用永久磁石)2と、センサマグネット5と、シャフト6と、が一体となって、回転方向Rの向きに回転する。   The brushless motor 10 shown in FIG. 1A includes a rotor 1, a main magnet (field permanent magnet) 2, a sensor magnet 5, and a shaft 6 that are integrated in a rotational direction R. Rotate.

なお、センサマグネット5によって発生する磁界の方向を検出する磁気センサ(IC1〜IC3)が、ステータ3の内周側に120°間隔で均等に配置されている。磁気センサ(IC1〜IC3)には、例えば、電流に直角に磁場をかけると、電流と磁場の両方に直交する方向に起電力が生じる、いわゆるホール効果を利用して磁界を検出するホールICが用いられる。   Note that magnetic sensors (IC1 to IC3) for detecting the direction of the magnetic field generated by the sensor magnet 5 are evenly arranged on the inner peripheral side of the stator 3 at intervals of 120 °. In the magnetic sensors (IC1 to IC3), for example, there is a Hall IC that detects a magnetic field using a so-called Hall effect, in which an electromotive force is generated in a direction orthogonal to both the current and the magnetic field when a magnetic field is applied at right angles to the current. Used.

ブラシレスモータ10にあっては、電機子コイル(4a〜4f)に流す電流を切り替えるタイミング、すなわち、ロータ1とメインマグネット(界磁用永久磁石)2の位置関係に応じて、発生するトルクが変化する。ロータ1の回転位置を示すセンサマグネット5は、本実施例1では、メインマグネット2に対して遅れ角42°でシャフト6に取り付けられて、さらに電気的な進角制御を行っている。なお、図1(a)において、領域P1は電流経路が短く、他の電機子コイルに対して2倍の電流が流れているコイルを示す(詳しく後述する)。また、領域P2は電機子コイル4c(4f)とメインマグネット2との反発力による正回転トルク発生位置、そして、領域P3は電機子コイル4a(4d)とメインマグネット2との反発力による逆トルク発生位置を示す。   In the brushless motor 10, the generated torque changes according to the timing of switching the current flowing through the armature coils (4 a to 4 f), that is, the positional relationship between the rotor 1 and the main magnet (field permanent magnet) 2. To do. In the first embodiment, the sensor magnet 5 indicating the rotational position of the rotor 1 is attached to the shaft 6 with a delay angle of 42 ° with respect to the main magnet 2 and further performs electrical advance control. In FIG. 1A, a region P1 indicates a coil having a short current path and a current that is twice as large as that of other armature coils (described in detail later). In addition, the region P2 is a position where the forward rotation torque is generated by the repulsive force between the armature coil 4c (4f) and the main magnet 2, and the region P3 is the reverse torque due to the repulsive force between the armature coil 4a (4d) and the main magnet 2. Indicates the location of occurrence.

ブラシレスモータ10が図1(a)の状態にあるとき、各電機子コイル(4a〜4f)は、後述するMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)と、図1(b)に示すように接続されている。   When the brushless motor 10 is in the state of FIG. 1A, each armature coil (4a to 4f) is connected to a MOSFET (switching element) (Q1 to Q6), which will be described later, as shown in FIG. 1B. Has been.

すなわち、磁気センサ(IC3)から出力される信号を用いて、図1(b)に示すように、MOSFET(Q1),(Q5)がスイッチングされて導通状態となり、外部に設置した直流電源から、所定の直流電圧が、接続点Uaと接続点Vaの間に印加される。このとき、接続点Uaから接続点Vaに向けて、2つの電流経路に沿って電流が流れる。第1の電流経路は、接続点Uaから電機子コイル(4c,4f)を経て接続点Vaに至る経路であり、第2の電流経路は、接続点Uaから電機子コイル(4b,4e,4a,4d)を経て接続点Vaに至る経路である。   That is, using the signal output from the magnetic sensor (IC3), the MOSFETs (Q1) and (Q5) are switched and become conductive as shown in FIG. A predetermined DC voltage is applied between the connection point Ua and the connection point Va. At this time, current flows along the two current paths from the connection point Ua toward the connection point Va. The first current path is a path from the connection point Ua through the armature coils (4c, 4f) to the connection point Va, and the second current path is from the connection point Ua to the armature coils (4b, 4e, 4a). , 4d) to the connection point Va.

[ブラシレスモータの動作の説明]
次に、ブラシレスモータ10が回転する原理について、図1(a)〜(d)を用いて簡単に説明する。
[Description of operation of brushless motor]
Next, the principle of rotation of the brushless motor 10 will be briefly described with reference to FIGS.

図1(b)の接続状態にある場合、第1の電流経路の抵抗値は第2の電流経路の抵抗値の半分になるため、第1の電流経路には、第2の電流経路に対して2倍の電流が流れる。前述した領域P1(図1(a)参照)は、この2倍の電流が流れる電機子コイル(4c,4f)を示している。そして、この電流値が2倍となる電機子コイル(4c,4f)とメインマグネット2との間には、他の電機子コイル(4a,4b,4d,4e)と比べて、特に強い反発力が生じる。そして、この反発力によって、前記した逆トルクが打ち消されて、ロータ1は、回転方向Rの向きに回転する。   In the connection state of FIG. 1B, the resistance value of the first current path is half of the resistance value of the second current path. Twice as much current. The above-described region P1 (see FIG. 1A) shows the armature coils (4c, 4f) through which twice the current flows. The repulsive force is particularly strong between the armature coil (4c, 4f) and the main magnet 2 where the current value is doubled compared to the other armature coils (4a, 4b, 4d, 4e). Occurs. The repulsive force cancels the reverse torque described above, and the rotor 1 rotates in the direction of rotation R.

図1(c)は、このようにして、ロータ1が回転方向Rの向きに30°回転した状態を示している。そして、図1(d)は、このときのMOSFET(Q1〜Q6)の状態を示す。すなわち、この場合、磁気センサ(IC1)から出力される信号を用いて、MOSFET(Q3),(Q5)が導通して、所定の直流電圧が、接続点Waと接続点Vaの間に印加される。   FIG. 1C shows a state in which the rotor 1 is rotated 30 ° in the direction of the rotation direction R in this way. FIG. 1D shows the state of the MOSFETs (Q1 to Q6) at this time. That is, in this case, using the signal output from the magnetic sensor (IC1), the MOSFETs (Q3) and (Q5) are turned on, and a predetermined DC voltage is applied between the connection point Wa and the connection point Va. The

図1(c)の場合は、電機子コイル(4a,4d)とメインマグネット2との間に、他の電機子コイル(4b,4c,4e,4f)と比べて、特に強い反発力が生じ、ロータ1は、さらに回転方向Rの向きに回転する。以下、同様の動作を繰り返して、ブラシレスモータ10は回転方向Rの向きに回転を続ける。   In the case of FIG. 1C, a particularly strong repulsive force is generated between the armature coils (4a, 4d) and the main magnet 2 as compared with the other armature coils (4b, 4c, 4e, 4f). The rotor 1 further rotates in the direction of the rotation direction R. Thereafter, the same operation is repeated, and the brushless motor 10 continues to rotate in the direction of the rotation direction R.

なお、図1(a),(c)に示したブラシレスモータ10の構造によると、センサマグネット5は、N極とS極とが90°毎に配置されるため、磁気センサ(IC1〜IC3)からの磁界方向変化検出信号(以下、単にセンサ信号と呼ぶ)は、ロータ1が1回転する間に2周期変化する。これによって、ロータ1の回転を2倍細かくタイミング制御することができる。また、磁気センサ(IC1〜IC3)を均等間隔で3個配置したことによって、ロータ1の回転を3倍細かくタイミング制御することができる。この均等間隔で配置された磁気センサ(IC1〜IC3)からの磁界方向検出結果に基づき、ロータ1が1回転する間にMOSFET(Q1〜Q6)の導通/非導通を計12回スイッチングし、導通されたMOSFET(Q1〜Q6)の組み合わせによって、電機子コイル(4a〜4f)に電圧を印加する電源側接続点と接地側接続点とを順次切り替えることによって、電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流の方向を切り替える。その結果、回転磁界が生成されて、ロータ1が回転方向Rの向きに回転する駆動力が得られる。   According to the structure of the brushless motor 10 shown in FIGS. 1A and 1C, the sensor magnet 5 has N and S poles arranged every 90 °, so that the magnetic sensors (IC1 to IC3). The magnetic field direction change detection signal (hereinafter simply referred to as a sensor signal) from 2 changes for two periods while the rotor 1 makes one rotation. As a result, the rotation of the rotor 1 can be controlled twice as finely as possible. Further, by arranging three magnetic sensors (IC1 to IC3) at equal intervals, the timing of the rotation of the rotor 1 can be controlled three times finely. Based on the magnetic field direction detection results from the magnetic sensors (IC1 to IC3) arranged at equal intervals, the conduction (non-conduction) of the MOSFETs (Q1 to Q6) is switched a total of 12 times while the rotor 1 rotates once, and the conduction The power supply side connection point and the ground side connection point for applying a voltage to the armature coils (4a to 4f) are sequentially switched to the armature coils (4a to 4f) by combining the MOSFETs (Q1 to Q6). Switches the direction of the flowing current. As a result, a rotating magnetic field is generated, and a driving force for rotating the rotor 1 in the rotation direction R is obtained.

[ブラシレスモータの駆動モードの説明]
次に、ブラシレスモータ10の駆動モードについて、図1〜4を用いて説明する。
[Description of brushless motor drive mode]
Next, the drive mode of the brushless motor 10 will be described with reference to FIGS.

図2(a),(b)は、ブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)の例である。   2A and 2B are examples of the voltage waveform e (t) applied to the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10. FIG.

このうち、図2(a)は正弦波状の電圧波形e(t)を表わしており、図2(b)は矩形波状の電圧波形e(t)を表わしている。正弦波形状を有する電圧波形e(t)を用いてブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)に流す電流を切り替えると、電機子コイル(4a〜4f)に発生する磁束の変化が穏やかとなるため、相切り替え時の騒音を低減することができる。本実施例1においては、このように正弦波形状の電圧波形e(t)を用いてブラシレスモータ10を駆動するモードを第1の駆動モードとする。   Of these, FIG. 2 (a) represents a sinusoidal voltage waveform e (t), and FIG. 2 (b) represents a rectangular waveform voltage waveform e (t). When the current flowing through the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10 is switched using the voltage waveform e (t) having a sine wave shape, the change in magnetic flux generated in the armature coils (4a to 4f) is moderate. Therefore, noise during phase switching can be reduced. In the first embodiment, the mode in which the brushless motor 10 is driven using the voltage waveform e (t) having a sine wave shape as described above is set as a first drive mode.

一方、矩形波形状を有する電圧波形e(t)を用いてブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)に流す電流を切り替えると、有効な回転トルクを生じる期間が長くなるため、高トルクを発生させることができる。本実施例1においては、このように矩形波形状の電圧波形e(t)を用いてブラシレスモータ10を駆動するモードを第2の駆動モードとする。   On the other hand, if the current flowing through the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10 is switched using the voltage waveform e (t) having a rectangular wave shape, the period during which effective rotational torque is generated becomes longer. Can be generated. In the first embodiment, the mode in which the brushless motor 10 is driven using the rectangular waveform voltage waveform e (t) is set as the second drive mode.

[実施例1における電圧波形制御の説明]
本実施例1では、具体的には、電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を、図3に示すように制御する。電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を正弦波とし、ブラシレスモータ10を低騒音で駆動する第1の駆動モードと、電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を矩形波とし、ブラシレスモータ10を高効率で駆動する第2の駆動モードを設定する。
[Description of Voltage Waveform Control in Example 1]
In the first embodiment, specifically, the voltage waveform e (t) applied to the armature coils (4a to 4f) is controlled as shown in FIG. The voltage waveform e (t) applied to the armature coils (4a to 4f) is a sine wave, the first drive mode for driving the brushless motor 10 with low noise, and the voltage applied to the armature coils (4a to 4f). The waveform e (t) is a rectangular wave, and a second drive mode for driving the brushless motor 10 with high efficiency is set.

そして、MOSFET(Q1〜Q6)を所定のタイミングでスイッチングする駆動制御部の温度が、予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えたときには、ブラシレスモータ10を、目標回転数によらずに第2の駆動モード、すなわち矩形波で駆動する。また、駆動制御部の温度が予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えていないときには、ブラシレスモータ10の目標回転数が低い(例えば1800rpm以下)ときには、ブラシレスモータ10を第1の駆動モード、すなわち正弦波で駆動して、ブラシレスモータ10の目標回転数が高い(例えば1800rpmよりも多い)ときには、ブラシレスモータ10を第2の駆動モード、すなわち矩形波で駆動する。なお、所定の温度しきい値Tは85℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ10の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。   When the temperature of the drive control unit that switches the MOSFETs (Q1 to Q6) at a predetermined timing exceeds a predetermined temperature threshold T (for example, 85 ° C.) set in advance, the brushless motor 10 is switched to the target rotational speed. Regardless of this, the second drive mode, that is, the rectangular wave is used for driving. Further, when the temperature of the drive control unit does not exceed a predetermined temperature threshold value T (for example, 85 ° C.) set in advance, when the target rotational speed of the brushless motor 10 is low (for example, 1800 rpm or less), the brushless motor 10 is turned on. When the target rotational speed of the brushless motor 10 is high (for example, more than 1800 rpm), the brushless motor 10 is driven in the second drive mode, that is, a rectangular wave. The predetermined temperature threshold value T is not limited to 85 ° C., and is set as appropriate according to the operating conditions of the brushless motor 10 and the environment where the drive control unit is placed.

[実施例1の構成の説明]
次に、実施例1の具体的な構成について、図4を用いて説明する。
[Description of Configuration of Embodiment 1]
Next, a specific configuration of the first embodiment will be described with reference to FIG.

図4は、本実施例1において、ブラシレスモータ10の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置100aの全体構成を示すブロック図である。すなわち、ブラシレスモータ制御装置100aは、ブラシレスモータ10と、センサ信号検出部12と、スイッチングタイミング演算部14aと、モータ駆動部20と、MOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)と、電源供給部22と、駆動電圧波形生成部23と、空調制御部24と、定電流回路26と、サーミスタ28と、温度検出部30と、からなる。   FIG. 4 is a block diagram illustrating the overall configuration of the brushless motor control device 100a that controls the rotation of the brushless motor 10 according to the first embodiment. That is, the brushless motor control device 100a includes a brushless motor 10, a sensor signal detection unit 12, a switching timing calculation unit 14a, a motor driving unit 20, MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6), and a power supply unit 22. And a drive voltage waveform generator 23, an air conditioning controller 24, a constant current circuit 26, a thermistor 28, and a temperature detector 30.

センサ信号検出部12は、磁気センサ(IC1〜IC3)から出力されるセンサ信号に基づいて、センサマグネット5の磁界方向が変化したことを検出する。そして、各々の磁気センサ(IC1〜IC3)のセンサ信号の反転信号を生成して、非反転信号と合わせて6種類の信号からなるセンサ信号としてスイッチングタイミング演算部14aに入力する。これは、後述するスイッチングタイミング演算部14aが、信号の立ち下がりエッジを検出して動作するため、立ち上がりエッジを立ち下がりエッジに変換して検出するためである。   The sensor signal detection unit 12 detects that the magnetic field direction of the sensor magnet 5 has changed based on sensor signals output from the magnetic sensors (IC1 to IC3). And the inversion signal of the sensor signal of each magnetic sensor (IC1-IC3) is produced | generated, and it inputs into the switching timing calculating part 14a as a sensor signal which consists of six types of signals with a non-inversion signal. This is because the switching timing calculation unit 14a described later operates by detecting the falling edge of the signal, so that the rising edge is converted to the falling edge and detected.

電源供給部22は、モータ駆動部20、およびMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)に対して、必要な直流電圧を供給する。   The power supply unit 22 supplies a necessary DC voltage to the motor drive unit 20 and the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6).

スイッチングタイミング演算部14aは、前記した駆動制御部に対応する。このスイッチングタイミング演算部14aはマイクロコンピュータで構成されており、MOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)を所定のタイミングでスイッチングする。スイッチングタイミング演算部14aは、さらに、駆動波形決定部18と、電流切り替えタイミング生成部17aと、からなる。   The switching timing calculation unit 14a corresponds to the drive control unit described above. The switching timing calculation unit 14a is constituted by a microcomputer, and switches MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6) at a predetermined timing. The switching timing calculation unit 14a further includes a drive waveform determination unit 18 and a current switching timing generation unit 17a.

駆動波形決定部18は、後述する温度検出部30が検出したスイッチングタイミング演算部14aの周囲温度に基づいて、ブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を決定する。具体的には、温度検出部30で検出された、マイクロコンピュータで構成されたスイッチングタイミング演算部14aの周囲温度が、所定の温度しきい値Tを超えているときには、電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を正弦波形として、ブラシレスモータ10を第1の駆動モードで駆動する。   The drive waveform determination unit 18 generates a voltage waveform e (t) to be applied to the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10 based on the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14a detected by the temperature detection unit 30 described later. decide. Specifically, when the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14a configured by the microcomputer detected by the temperature detection unit 30 exceeds a predetermined temperature threshold T, the armature coils (4a to 4f) The brushless motor 10 is driven in the first drive mode with the voltage waveform e (t) applied to) as a sine waveform.

一方、スイッチングタイミング演算部14aの周囲温度が、所定の温度しきい値T以下であるときには、電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を矩形波形として、ブラシレスモータ10を第2の駆動モードで駆動する。   On the other hand, when the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14a is equal to or lower than a predetermined temperature threshold value T, the voltage waveform e (t) applied to the armature coils (4a to 4f) is a rectangular waveform, and the brushless motor 10 is Drive in the second drive mode.

電流切り替えタイミング生成部17aは、空調制御部24から得た、ブラシレスモータ10の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相(U,V,W)に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ10の回転数として、所定値(例えば1800rpm)以上の値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部14aの周囲温度が所定の温度しきい値T以下であっても、ブラシレスモータ10を第2の駆動モード(矩形波)で駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ10の回転数として、所定値(例えば1800rpm)よりも小さい値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部14aの周囲温度が所定の温度しきい値Tを超えていたら、ブラシレスモータ10を第2の駆動モード(矩形波)で駆動して、スイッチングタイミング演算部14aの周囲温度が所定の温度しきい値T以下であると判断されたら、ブラシレスモータ10を第1の駆動モード(正弦波)で駆動する。   The current switching timing generation unit 17a determines the switching timing of the current to be passed through each phase (U, V, W) based on the air conditioning control signal indicating the target rotational speed of the brushless motor 10 obtained from the air conditioning control unit 24. . At this time, when the air conditioning control signal indicates a value equal to or higher than a predetermined value (for example, 1800 rpm) as the rotation speed of the brushless motor 10, the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14a is equal to or lower than the predetermined temperature threshold T. Even so, the brushless motor 10 is driven in the second drive mode (rectangular wave). When the air conditioning control signal indicates a value smaller than a predetermined value (for example, 1800 rpm) as the rotation speed of the brushless motor 10, the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14a exceeds the predetermined temperature threshold value T. When the brushless motor 10 is driven in the second drive mode (rectangular wave) and it is determined that the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14a is equal to or lower than the predetermined temperature threshold T, the brushless motor 10 is moved to the first mode. It is driven in the driving mode (sine wave).

温度検出部30は、スイッチングタイミング演算部14aの近傍に設置されて、マイクロコンピュータで構成されたスイッチングタイミング演算部14aの周囲の温度を検出する。すなわち、スイッチングタイミング演算部14aの温度が上昇すると、スイッチングタイミング演算部14aの近傍に設置されて、定電流回路26から定電流の供給を受けるサーミスタ28の内部抵抗値が変化して、サーミスタ28の両端に発生する電圧が変化するため、温度検出部30は、この電圧の変化を検出することによって、スイッチングタイミング演算部14aの周囲の温度を検出する。   The temperature detection unit 30 is installed in the vicinity of the switching timing calculation unit 14a and detects the temperature around the switching timing calculation unit 14a formed of a microcomputer. That is, when the temperature of the switching timing calculation unit 14a rises, the internal resistance value of the thermistor 28 installed near the switching timing calculation unit 14a and supplied with a constant current from the constant current circuit 26 changes. Since the voltage generated at both ends changes, the temperature detection unit 30 detects the temperature around the switching timing calculation unit 14a by detecting this change in voltage.

駆動電圧波形生成部23は、ブラシレスモータ10の駆動モードに応じた電圧波形e(t)を生成する。すなわち、電圧波形e(t)として正弦波が選択されたときには、当該正弦波を所定の高周波成分からなる変調波でパルス幅変調したPWM波形を生成する。そして、磁気センサ(IC1〜IC3)から出力される6つのセンサ信号の立ち下がりのタイミングで、生成したPWM波形をMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)のゲート信号として出力する。   The drive voltage waveform generator 23 generates a voltage waveform e (t) corresponding to the drive mode of the brushless motor 10. That is, when a sine wave is selected as the voltage waveform e (t), a PWM waveform is generated by pulse-modulating the sine wave with a modulation wave composed of a predetermined high frequency component. The generated PWM waveform is output as the gate signal of the MOSFET (switching element) (Q1 to Q6) at the falling timing of the six sensor signals output from the magnetic sensors (IC1 to IC3).

一方、電圧波形e(t)として矩形波が選択されたときには、駆動電圧波形生成部23において、電流切り替えタイミング生成部17cで生成された電流切り替えタイミングを有する矩形波を生成する。そして、磁気センサ(IC1〜IC3)から出力される6つのセンサ信号の立ち下がりのタイミングで、生成された矩形波をMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)のゲート信号として出力する。   On the other hand, when a rectangular wave is selected as the voltage waveform e (t), the drive voltage waveform generating unit 23 generates a rectangular wave having the current switching timing generated by the current switching timing generating unit 17c. Then, the generated rectangular wave is output as a gate signal of the MOSFET (switching element) (Q1 to Q6) at the falling timing of the six sensor signals output from the magnetic sensors (IC1 to IC3).

このようにして駆動電圧波形生成部23で生成された、正弦波に対応するPWM波形、または矩形波がモータ駆動部20に入力される。   The PWM waveform corresponding to the sine wave or the rectangular wave generated by the drive voltage waveform generation unit 23 in this way is input to the motor drive unit 20.

モータ駆動部20は、ブラシレスモータ10の各相(U,V,W)に印加する電圧を発生させるタイミング信号を、モータ駆動部20に接続されたMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)のゲートに印加する。   The motor drive unit 20 generates a timing signal for generating a voltage to be applied to each phase (U, V, W) of the brushless motor 10 and gates of MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6) connected to the motor drive unit 20. Apply to.

MOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)は、電源供給部22から供給される直流電圧を、前記タイミング信号で設定された所定のタイミングで断続して、ブラシレスモータ10の各相(U,V,W)の接続点(Ua,Va,Wa)に供給する。   The MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6) intermittently connect the DC voltage supplied from the power supply unit 22 at a predetermined timing set by the timing signal, and each phase (U, V, W) is supplied to connection points (Ua, Va, Wa).

このようにして各相(U,V,W)の接続点(Ua,Va,Wa)に供給された電圧信号が、電機子コイル(4a〜4f)に印加されることによって、ステータ3に回転磁界が発生し、この回転磁界と、ロータに設置されたメインマグネット(界磁用永久磁石)2との間で、磁力による吸引力と反発力が発生して、ブラシレスモータ10が所定の回転数で回転する。   In this way, the voltage signal supplied to the connection point (Ua, Va, Wa) of each phase (U, V, W) is applied to the armature coils (4a-4f), thereby rotating to the stator 3. A magnetic field is generated, and an attractive force and a repulsive force are generated between the rotating magnetic field and a main magnet (field permanent magnet) 2 installed on the rotor, so that the brushless motor 10 has a predetermined rotational speed. Rotate with.

[実施例1の処理の流れの説明]
次に、実施例1の具体的な処理の流れについて、図5のフローチャートを用いて説明する。
[Description of Process Flow of First Embodiment]
Next, a specific processing flow of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

(ステップS50)温度検出部30にて、スイッチングタイミング演算部14aの周囲温度を検出する。   (Step S50) The temperature detector 30 detects the ambient temperature of the switching timing calculator 14a.

(ステップ52)検出された温度が、所定の温度しきい値Tである85℃を超えているか否かを判断する。温度しきい値Tを超えているときはステップS54に進み、温度しきい値T以下であるときはステップS56に進む。   (Step 52) It is determined whether or not the detected temperature exceeds a predetermined temperature threshold value T of 85 ° C. When the temperature threshold T is exceeded, the process proceeds to step S54, and when the temperature threshold T or less, the process proceeds to step S56.

(ステップS54)ブラシレスモータ10を第2の駆動モード、すなわち矩形波で駆動する。なお、駆動時の目標回転数は、空調制御部24から出力された空調制御信号に基づいて電流切り替えタイミング生成部17aで決定される。   (Step S54) The brushless motor 10 is driven in the second drive mode, that is, a rectangular wave. The target rotational speed during driving is determined by the current switching timing generation unit 17a based on the air conditioning control signal output from the air conditioning control unit 24.

(ステップS56)ブラシレスモータ10の目標回転数が1800rpmよりも小さいか否かを判断する。この処理は、空調制御部24から出力された空調制御信号に基づいて行われる。算出された目標回転数が1800rpmよりも小さいときはステップS58に進み、算出された目標回転数が1800rpm以上であるときはステップS54に進む。   (Step S56) It is determined whether or not the target rotational speed of the brushless motor 10 is smaller than 1800 rpm. This process is performed based on the air conditioning control signal output from the air conditioning control unit 24. When the calculated target rotational speed is smaller than 1800 rpm, the process proceeds to step S58, and when the calculated target rotational speed is 1800 rpm or more, the process proceeds to step S54.

(ステップS58)ブラシレスモータ10を第1の駆動モード、すなわち正弦波で駆動する。   (Step S58) The brushless motor 10 is driven in the first drive mode, that is, a sine wave.

(ステップS59)ブラシレスモータ10の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図5の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップS50に戻る。   (Step S59) Generation of a stop command for the brushless motor 10 is detected. If there is a stop instruction, the processing of FIG. 5 is terminated, and if there is no stop instruction, the process returns to step S50.

次に、本発明の第2の実施形態である実施例2について、図1、および図6から図10を用いて説明する。本実施例2では、実施例1で用いた方法とは異なる方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードを実現する。   Next, Example 2 which is the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 6 to 10. In the second embodiment, the first drive mode and the second drive mode are realized by a method different from the method used in the first embodiment.

[実施例2における駆動モードの説明]
ブラシレスモータ10を低騒音の回転状態で駆動する第1の駆動モードと、高効率の回転状態で駆動する第2の駆動モードを作り出す方法は、実施例1で説明した方法に限定されるものではない。
[Description of Driving Mode in Embodiment 2]
The method of creating the first drive mode for driving the brushless motor 10 in a low noise rotation state and the second drive mode for driving in a high efficiency rotation state are not limited to the method described in the first embodiment. Absent.

図6は、本実施例2において行うオーバーラップ制御の説明図である。図1(b)に示す、接続点Uaと接続点Vaとの間に電圧を印加し、MOSFET(Q1),(Q5)を導通とする状態から、図1(d)に示す、接続点Waと接続点Vaとの間に電圧を印加し、MOSFET(Q3),(Q5)を導通とする状態への切り替えを行う際に、図6に示すように、接続点Uaと接続点Waを共に電源側に接続して、接続点Vaを接地側に接続する状態を作るものとする。このとき、接続点Uaと接続点Waにはともに等しい電圧が印加されており、この状態をオーバーラップ状態と呼ぶことにする。   FIG. 6 is an explanatory diagram of overlap control performed in the second embodiment. From the state where a voltage is applied between the connection point Ua and the connection point Va shown in FIG. 1B to turn on the MOSFETs (Q1) and (Q5), the connection point Wa shown in FIG. 6 and the connection point Va, when switching to a state in which the MOSFETs (Q3) and (Q5) are turned on, the connection point Ua and the connection point Wa are both connected as shown in FIG. It is assumed that the connection is made to the power supply side and the connection point Va is connected to the ground side. At this time, the same voltage is applied to both the connection point Ua and the connection point Wa, and this state is referred to as an overlap state.

オーバーラップ状態にあるときは、接続点Ua,接続点Waは同電位となって、接続点Ua,接続点Wa間には電流が流れない。このため、図1(b)の接続状態から図6に示すオーバーラップ状態を経て、図1(d)の接続状態に移行させることによって、電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流の変化が穏やかとなり、その結果、電機子コイル(4a〜4f)に発生する磁束の変化が穏やかとなる。このため、ロータ1のメインマグネット2と電機子コイル(4a〜4f)間の反発力の変化が穏やかとなって、反発力によって生じる固有振動音が小さくなる。また、その反面、有効な回転トルクを生じる期間が短くなるため、トルクの発生効率が低下する。   In the overlap state, the connection point Ua and the connection point Wa are at the same potential, and no current flows between the connection point Ua and the connection point Wa. For this reason, by changing from the connection state of FIG. 1B to the connection state of FIG. 1D through the overlap state shown in FIG. 6, the change of the current flowing through the armature coils (4a to 4f) is changed. As a result, the magnetic flux generated in the armature coils (4a to 4f) changes gently. For this reason, the change of the repulsive force between the main magnet 2 of the rotor 1 and the armature coils (4a to 4f) becomes gentle, and the natural vibration sound generated by the repulsive force is reduced. On the other hand, since the period during which effective rotational torque is generated is shortened, the efficiency of torque generation is reduced.

このオーバーラップ状態は、図7のタイミングチャートに示すように、電機子コイル(4a〜4f)の各相(U,V、W)に印加する電圧波形e(t)を切り替えるタイミングにおいて、切り替えタイミング前に電圧を印加していた相(U,V,Wのいずれか)と、切り替えタイミング後に電圧を印加する相(U,V,Wのいずれか)に、同時に電圧を印加することによって実現することができる。このとき、同時に電圧を印加する時間をオーバーラップ時間δと呼ぶことにする。   As shown in the timing chart of FIG. 7, this overlap state is a switching timing at the timing of switching the voltage waveform e (t) applied to each phase (U, V, W) of the armature coils (4a to 4f). This is realized by simultaneously applying a voltage to a phase to which a voltage has been applied before (either U, V, or W) and a phase to which a voltage is applied after switching timing (any of U, V, or W). be able to. At this time, the time for applying the voltage at the same time is called an overlap time δ.

[実施例2におけるオーバーラップ制御の説明]
本実施例2では、具体的には、オーバーラップ時間δを図8に示すように制御する。すなわち、オーバーラップ時間δを長く(例えば670μsec)設定した、ブラシレスモータ10を低騒音で駆動する第1の駆動モードと、オーバーラップ時間δを短く(例えば75μsec)設定した、ブラシレスモータ10を高効率で駆動する第2の駆動モードを設定する。
[Description of Overlap Control in Example 2]
In the second embodiment, specifically, the overlap time δ is controlled as shown in FIG. That is, the first drive mode in which the overlap time δ is set long (for example, 670 μsec) and the brushless motor 10 is driven with low noise, and the brushless motor 10 in which the overlap time δ is set short (for example, 75 μsec) is highly efficient. The second drive mode for driving is set.

そして、MOSFET(Q1〜Q6)を所定のタイミングでスイッチングする駆動制御部の温度が、予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えたときには、ブラシレスモータ10を、目標回転数によらずに第2の駆動モード、すなわち、オーバーラップ時間δを短く設定した状態で駆動する。また、駆動制御部の温度が予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えていないときには、ブラシレスモータ10の目標回転数が低い(例えば1125rpm以下)ときには、ブラシレスモータ10を第1の駆動モード、すなわち、オーバーラップ時間δを長く設定した状態で駆動して、ブラシレスモータ10の目標回転数が高い(例えば1800rpm以上)ときには、ブラシレスモータ10を第2の駆動モード、すなわち、オーバーラップ時間δを短く設定した状態で駆動する。なお、所定の温度しきい値Tは85℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ10の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。   When the temperature of the drive control unit that switches the MOSFETs (Q1 to Q6) at a predetermined timing exceeds a predetermined temperature threshold T (for example, 85 ° C.) set in advance, the brushless motor 10 is switched to the target rotational speed. Regardless of this, the driving is performed in the second driving mode, that is, in a state where the overlap time δ is set short. Further, when the temperature of the drive control unit does not exceed a predetermined temperature threshold value T (for example, 85 ° C.) set in advance, when the target rotational speed of the brushless motor 10 is low (for example, 1125 rpm or less), the brushless motor 10 is turned on. When the driving speed of the brushless motor 10 is high (for example, 1800 rpm or more) when the driving is performed in the first driving mode, that is, in a state where the overlap time δ is set long, the brushless motor 10 is moved to the second driving mode, that is, over Drive with the lap time δ set short. The predetermined temperature threshold value T is not limited to 85 ° C., and is set as appropriate according to the operating conditions of the brushless motor 10 and the environment where the drive control unit is placed.

さらに、ブラシレスモータ10の目標回転数が1125rpmと1800rpmの間にあるときには、目標回転数に応じてオーバーラップ時間δを緩やかに切り替える。これは、オーバーラップ時間を急激に変化させると、ブラシレスモータ10の回転トルクも急激に変化するため、モータの回転むらが発生するためである。   Furthermore, when the target rotational speed of the brushless motor 10 is between 1125 rpm and 1800 rpm, the overlap time δ is gradually switched according to the target rotational speed. This is because if the overlap time is changed suddenly, the rotational torque of the brushless motor 10 also changes suddenly, resulting in uneven rotation of the motor.

[実施例2の構成の説明]
次に、実施例2の具体的な構成について、図9を用いて説明する。
[Description of Configuration of Embodiment 2]
Next, a specific configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG.

図9は、本実施例2において、ブラシレスモータ10の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置100bの全体構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ制御装置100bの概略構成は、実施例1で説明したブラシレスモータ制御装置100a(図4参照)とほぼ等しいものであるため、ここでは、ブラシレスモータ制御装置100aとの差異のみ説明する。   FIG. 9 is a block diagram illustrating an overall configuration of a brushless motor control device 100b that performs rotation control of the brushless motor 10 according to the second embodiment. Since the schematic configuration of the brushless motor control device 100b is substantially the same as that of the brushless motor control device 100a (see FIG. 4) described in the first embodiment, only differences from the brushless motor control device 100a will be described here.

ブラシレスモータ制御装置100bは、ブラシレスモータ制御装置100aが有していたスイッチングタイミング演算部14a(図4参照)と駆動電圧波形生成部23(図4参照)の代わりに、スイッチングタイミング演算部14bを有する。   The brushless motor control device 100b includes a switching timing calculation unit 14b instead of the switching timing calculation unit 14a (see FIG. 4) and the drive voltage waveform generation unit 23 (see FIG. 4) included in the brushless motor control device 100a. .

スイッチングタイミング演算部14bはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、オーバーラップ時間算出部15bと、オーバーラップ制御部16bと電流切り替えタイミング生成部17bと、からなる。   The switching timing calculation unit 14b includes a microcomputer, and further includes an overlap time calculation unit 15b, an overlap control unit 16b, and a current switching timing generation unit 17b.

オーバーラップ時間算出部15bは、温度検出部30が検出したスイッチングタイミング演算部14bの周囲温度に基づいて、ブラシレスモータ10の駆動モードを決定して、電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前後の接続点(Ua,Va,Waのいずれか)に重複して電圧を印加する時間であるオーバーラップ時間δを算出する。   The overlap time calculation unit 15b determines the drive mode of the brushless motor 10 based on the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14b detected by the temperature detection unit 30, and the voltage applied to the armature coils (4a to 4f). When switching, the overlap time δ, which is the time for applying the voltage redundantly to the connection point (any one of Ua, Va, Wa) before and after switching, is calculated.

すなわち、温度検出部30で検出された、マイクロコンピュータで構成されたスイッチングタイミング演算部14bの周囲温度が、所定の温度しきい値Tを超えているときには、電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流の切り替えタイミングにおいて、切り替え前に電流を流していた(電圧を印加していた)電機子コイル(4a〜4fのいずれか)と、切り替え後に電流を流す(電圧を印加する)電機子コイル(4a〜4fのいずれか)と、に重複して電流を流す(電圧を印加する)時間を減らすことによってブラシレスモータ10を駆動する第2の駆動モードで駆動する。   That is, when the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14b configured by the microcomputer detected by the temperature detection unit 30 exceeds a predetermined temperature threshold value T, it flows to the armature coils (4a to 4f). At the current switching timing, an armature coil (any one of 4a to 4f) in which a current was passed before switching (a voltage was applied), and an armature coil (a voltage applied) that passed a current after switching (a voltage was applied) 4a to 4f), the brushless motor 10 is driven in the second drive mode by reducing the time during which current is applied (voltage is applied).

一方、スイッチングタイミング演算部14bの周囲温度が、所定の温度しきい値T以下であるときには、電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流の切り替えタイミングにおいて、切り替え前に電流を流していた(電圧を印加していた)電機子コイルと、切り替え後に電流を流す(電圧を印加する)電機子コイルと、に重複して電流を流す(電圧を印加する)時間を増やすことによってブラシレスモータ10を駆動する第1の駆動モードで駆動する。   On the other hand, when the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14b is equal to or lower than the predetermined temperature threshold T, a current is passed before switching at the switching timing of the current flowing through the armature coils (4a to 4f) (voltage The brushless motor 10 is driven by increasing the time for current to flow (apply voltage) to overlap with the armature coil that applied current (switches voltage) and the armature coil that flows current (applies voltage) after switching. Driving in the first driving mode.

オーバーラップ制御部16bは、オーバーラップ時間算出部15bで算出されたオーバーラップ時間δを実現するために必要な、電機子コイル(4a〜4f)に流す電流の切り替えタイミングを算出する。   The overlap control unit 16b calculates the switching timing of the current passed through the armature coils (4a to 4f) necessary for realizing the overlap time δ calculated by the overlap time calculation unit 15b.

電流切り替えタイミング生成部17bは、オーバーラップ制御部16bで算出された電流の切り替えタイミングと、空調制御部24から得た、ブラシレスモータ10の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相(U,V,W)に流す電流の切り替えタイミングを決定する。このとき、空調制御信号によって、ブラシレスモータ10の回転数として、所定値(例えば1800rpm)よりも大きい値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部14bの周囲温度が所定の温度しきい値T以下であっても、ブラシレスモータ10を、オーバーラップ時間δが短い第2の駆動モードで駆動する。また、空調制御信号によって、ブラシレスモータ10の回転数として、所定値(例えば1800rpm)以下の値が指示されたときには、スイッチングタイミング演算部14bの周囲温度が所定の温度しきい値Tを超えていたら、ブラシレスモータ10を、オーバーラップ時間δが短い第2の駆動モードで駆動して、スイッチングタイミング演算部14bの周囲温度が所定の温度しきい値T以下であると判断されたら、ブラシレスモータ10を、オーバーラップ時間δが長い第1の駆動モードで駆動する。   Based on the current switching timing calculated by the overlap controller 16b and the air conditioning control signal indicating the target rotation speed of the brushless motor 10 obtained from the air conditioning controller 24, the current switching timing generator 17b ( The switching timing of the current passed through U, V, W) is determined. At this time, when the air conditioning control signal indicates a value larger than a predetermined value (for example, 1800 rpm) as the rotation speed of the brushless motor 10, the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14b is equal to or lower than the predetermined temperature threshold T. Even in this case, the brushless motor 10 is driven in the second drive mode in which the overlap time δ is short. When the air conditioning control signal indicates a value equal to or lower than a predetermined value (for example, 1800 rpm) as the rotation speed of the brushless motor 10, if the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14b exceeds the predetermined temperature threshold T When the brushless motor 10 is driven in the second drive mode in which the overlap time δ is short and it is determined that the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14b is equal to or lower than the predetermined temperature threshold T, the brushless motor 10 is In the first drive mode, the overlap time δ is long.

[実施例2の処理の流れの説明]
次に、実施例2の具体的な処理の流れについて、図10のフローチャートを用いて説明する。
[Description of Process Flow of Example 2]
Next, a specific processing flow of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

(ステップS60)温度検出部30にて、スイッチングタイミング演算部14bの周囲温度を検出する。   (Step S60) The temperature detector 30 detects the ambient temperature of the switching timing calculator 14b.

(ステップ62)検出された温度が、所定の温度しきい値Tである85℃を超えているか否かを判断する。温度しきい値Tを超えているときはステップS70に進み、温度しきい値T以下であるときはステップS64に進む。   (Step 62) It is determined whether or not the detected temperature exceeds a predetermined temperature threshold value T of 85 ° C. When the temperature threshold T is exceeded, the process proceeds to step S70, and when the temperature threshold T or less, the process proceeds to step S64.

(ステップS64)ブラシレスモータ10の目標回転数が1800rpm以上であるか否かを判断する。この処理は、空調制御部24から出力された空調制御信号に基づいて行われる。目標回転数が1800rpm以上であるときはステップS70に進み、目標回転数が1800rpmよりも小さいときはステップS66に進む。   (Step S64) It is determined whether or not the target rotational speed of the brushless motor 10 is 1800 rpm or more. This process is performed based on the air conditioning control signal output from the air conditioning control unit 24. When the target rotational speed is 1800 rpm or more, the process proceeds to step S70, and when the target rotational speed is less than 1800 rpm, the process proceeds to step S66.

(ステップS66)ブラシレスモータ10の目標回転数が1125rpm以下であるか否かを判断する。この処理は、空調制御部24から出力された空調制御信号に基づいて行われる。目標回転数が1125rpm以下であるときはステップS68に進み、目標回転数が1125rpmよりも大きいときはステップS72に進む。   (Step S66) It is determined whether the target rotation speed of the brushless motor 10 is 1125 rpm or less. This process is performed based on the air conditioning control signal output from the air conditioning control unit 24. When the target rotational speed is 1125 rpm or less, the process proceeds to step S68, and when the target rotational speed is greater than 1125 rpm, the process proceeds to step S72.

(ステップS68)電流切り替えタイミング生成部17bにおいて、ブラシレスモータ10を第1の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部20においてMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)をスイッチングしてブラシレスモータ10を第1の駆動モードで駆動する。   (Step S68) The current switching timing generation unit 17b generates a current switching timing signal for driving the brushless motor 10 in the first drive mode, and the motor driving unit 20 switches the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6). Then, the brushless motor 10 is driven in the first drive mode.

(ステップS70)電流切り替えタイミング生成部17bにおいて、ブラシレスモータ10を第2の駆動モードで駆動する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部20においてMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)をスイッチングしてブラシレスモータ10を第2の駆動モードで駆動する。   (Step S70) The current switching timing generator 17b generates a current switching timing signal for driving the brushless motor 10 in the second drive mode, and the motor driver 20 switches the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6). Then, the brushless motor 10 is driven in the second drive mode.

(ステップS72)電流切り替えタイミング生成部17bにおいて、目標回転数に応じたオーバーラップ時間δを有する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部20においてMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)をスイッチングしてブラシレスモータ10を駆動する。   (Step S72) The current switching timing generation unit 17b generates a current switching timing signal having an overlap time δ according to the target rotational speed, and the motor driving unit 20 switches the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6). Then, the brushless motor 10 is driven.

(ステップS74)ブラシレスモータ10の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図10の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップS60に戻る。   (Step S74) Generation of a stop command for the brushless motor 10 is detected. If there is a stop instruction, the processing of FIG. 10 is terminated, and if there is no stop instruction, the process returns to step S60.

なお、本実施例2では、磁気センサ(IC1〜IC3)から出力される6つのセンサ信号の立ち下がりによって、MOSFET(Q1〜Q6)のゲート信号をタイミング制御する。この場合、各センサ信号の立ち下がりに対応して、次の立ち下がりに相当するタイミング(ロータ1の30°回転相当)を予測して、MOSFET(Q1〜Q6)のゲート信号をオン/オフ制御する。その際、センサ信号の立ち下がりエッジ間の時間からロータ1の回転数を算出し、その回転数に対応したオーバーラップ制御のためのオーバーラップ時間δを求める。そして、ハイサイド側(電源側)およびローサイド側(接地側)のMOSFET(Q1〜Q6)のゲート信号をオン/オフ制御する際、そのオーバーラップ時間δに応じたオーバーラップ制御を行う。なお、センサ信号の立ち上がりエッジを用いて同様の制御を行うこともできる。   In the second embodiment, the timing of the gate signals of the MOSFETs (Q1 to Q6) is controlled by the falling edges of the six sensor signals output from the magnetic sensors (IC1 to IC3). In this case, corresponding to the fall of each sensor signal, the timing corresponding to the next fall (equivalent to 30 ° rotation of the rotor 1) is predicted, and the gate signals of the MOSFETs (Q1 to Q6) are controlled on / off. To do. At that time, the rotation speed of the rotor 1 is calculated from the time between the falling edges of the sensor signal, and the overlap time δ for overlap control corresponding to the rotation speed is obtained. When the gate signals of the MOSFETs (Q1 to Q6) on the high side (power supply side) and the low side (ground side) are on / off controlled, overlap control is performed according to the overlap time δ. The same control can be performed using the rising edge of the sensor signal.

また、オーバーラップ制御を行う際に、ハイサイド側のMOSFET(Q1〜Q3)の出力のみ切り替えタイミングを制御して出力オフのタイミングを遅らせても、固有振動音を小さくする効果が得られるが、ローサイド側のMOSFET(Q4〜Q6)の出力の切り替えタイミングも遅らせることによって、電機子コイル(4a〜4f)の全ての電流切り替え時にオーバーラップ制御を行うことになり、よりいっそう固有振動音を小さくすることができる。   Moreover, when performing overlap control, controlling the switching timing of only the output of the high-side MOSFETs (Q1 to Q3) and delaying the output off timing can provide the effect of reducing the natural vibration noise. By delaying the output switching timing of the low-side MOSFETs (Q4 to Q6), overlap control is performed at the time of switching all the currents of the armature coils (4a to 4f), and the natural vibration noise is further reduced. be able to.

次に、本発明の第3の実施形態である実施例3について、図11から図15を用いて説明する。本実施例3では、実施例1,2で説明した方法とは異なる方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードを実現する。   Next, Example 3 which is the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 11-15. In the third embodiment, the first drive mode and the second drive mode are realized by a method different from the method described in the first and second embodiments.

[実施例3における駆動モードの説明]
図11(a)は、ブラシレスモータ10の状態を示す下面図である。ブラシレスモータ10自体は、実施例1で説明したものと全く同じであるが、図11(a)では、センサマグネット5が、メインマグネット2(界磁用永久磁石)に対して遅れ角30°になるように、シャフト6に取り付けられている。この配置のとき、最も発生トルクが大きくなって、効率がよくなる。本実施例3においては、図11(a)に示す状態でブラシレスモータ10を駆動するモードを第2の駆動モードとする。
[Description of Driving Mode in Embodiment 3]
FIG. 11A is a bottom view showing the state of the brushless motor 10. The brushless motor 10 itself is exactly the same as that described in the first embodiment. However, in FIG. 11A, the sensor magnet 5 has a delay angle of 30 ° with respect to the main magnet 2 (field permanent magnet). It is attached to the shaft 6 so that it may become. In this arrangement, the generated torque is the largest and the efficiency is improved. In the third embodiment, the mode in which the brushless motor 10 is driven in the state shown in FIG.

一方、図11(b)は、同じブラシレスモータ10のセンサマグネット5を、遅れ角42°でシャフト6に取り付けた状態を示す図である。この配置のとき、ブラシレスモータ10の振動周波数とブラシレスモータを収納する収納ケースの固有振動周波数との共鳴によるうなり音が最も小さくなる。本実施例3においては、図11(b)に示す状態でブラシレスモータ10を駆動するモードを第1の駆動モードとする。   On the other hand, FIG. 11B is a diagram showing a state where the sensor magnet 5 of the same brushless motor 10 is attached to the shaft 6 with a delay angle of 42 °. In this arrangement, the beat sound due to resonance between the vibration frequency of the brushless motor 10 and the natural vibration frequency of the storage case storing the brushless motor is minimized. In the third embodiment, the mode in which the brushless motor 10 is driven in the state shown in FIG.

なお、図11(a),(b)のブラシレスモータ10も、電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流を切り替えることによって回転方向Rの向きに回転する。その動作原理は、実施例1で説明した通りである。   Note that the brushless motor 10 of FIGS. 11A and 11B also rotates in the direction of the rotation direction R by switching the current flowing through the armature coils (4a to 4f). The operation principle is as described in the first embodiment.

そして、この電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流を切り替えるタイミングを制御することによって、センサマグネット5の、メインマグネット2(界磁用永久磁石)に対する遅れ角を制御することができる。すなわち、ブラシレスモータ10を、図11(b)に示す状態(遅れ角42°)に設計しておき、電機子コイル(4a〜4f)に流れる電流を切り替えるタイミングを制御することによって、図11(a)に示す状態(遅れ角30°)とすることができる。   And the delay angle with respect to the main magnet 2 (field permanent magnet) of the sensor magnet 5 is controllable by controlling the timing which switches the electric current which flows into this armature coil (4a-4f). In other words, the brushless motor 10 is designed in the state shown in FIG. 11B (delay angle 42 °), and the timing for switching the current flowing through the armature coils (4a to 4f) is controlled, so that FIG. The state shown in a) (delay angle 30 °) can be obtained.

この制御は、遅れ角を42°から30°に進める制御であるため、遅れ角の進角制御と呼ぶ。そして、この場合、遅れ角の進角量dは12°となる。   Since this control is a control for advancing the delay angle from 42 ° to 30 °, it is referred to as a delay angle advance control. In this case, the advance amount d of the delay angle is 12 °.

すなわち、ブラシレスモータ10の回転数が少ない(回転速度が遅い)ときには、遅れ角の進角量dを0°(図11(b)の状態)として駆動し(第1の駆動モード)、ブラシレスモータ10の回転数が多い(回転速度が速い)ときには、遅れ角の進角量dを12°(図11(a)の状態)として駆動する(第2の駆動モード)ことによって、ブラシレスモータ10が低速で回転しているときは低騒音で駆動して、ブラシレスモータ10が高速で回転しているときは高効率で駆動することができる。   That is, when the rotation speed of the brushless motor 10 is small (rotation speed is low), the delay angle advance amount d is driven at 0 ° (state of FIG. 11B) (first drive mode), and the brushless motor is driven. When the number of rotations 10 is large (the rotation speed is fast), the brushless motor 10 is driven by driving the delay angle advance amount d as 12 ° (the state shown in FIG. 11A) (second drive mode). It can be driven with low noise when rotating at a low speed, and can be driven with high efficiency when the brushless motor 10 is rotating at a high speed.

なお、ブラシレスモータ10の機械的な誤差などによって、うなり音が最も小さくなる遅れ角には幅があるため、余裕をみて、例えば遅れ角44°で取り付けておいて、誤差分を進角制御で補うようにする。本実際例3では、遅れ角の進角量dを8°(すなわち、第2の駆動モードにおける遅れ角は36°)とする進角制御を行って、駆動モード1を駆動モード2に切り替える例をあげて説明する。   The delay angle at which the beat noise is minimized due to a mechanical error of the brushless motor 10 has a width. Therefore, with a margin, for example, it is attached at a delay angle of 44 °, and the error is controlled by the advance angle control. Make up. In this actual example 3, an advance angle control is performed in which the advance amount d of the delay angle is 8 ° (that is, the delay angle in the second drive mode is 36 °), and the drive mode 1 is switched to the drive mode 2. I will explain.

[実施例3における進角制御の説明]
本実施例3では、具体的には、遅れ角の進角量dを図12に示すように制御する。すなわち、遅れ角の進角量dを0°に設定した、ブラシレスモータ10を低騒音で駆動する第1の駆動モードと、遅れ角の進角量dを8°に設定した、ブラシレスモータ10を高効率で駆動する第2の駆動モードを設定する。
[Description of advance angle control in Embodiment 3]
In the third embodiment, specifically, the advance amount d of the delay angle is controlled as shown in FIG. That is, the first driving mode in which the delay angle advance amount d is set to 0 ° and the brushless motor 10 is driven with low noise, and the brushless motor 10 in which the delay angle advance amount d is set to 8 °. A second drive mode for driving with high efficiency is set.

そして、MOSFET(Q1〜Q6)を所定のタイミングでスイッチングする駆動制御部の温度が、予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えたときには、ブラシレスモータ10を、目標回転数によらずに第2の駆動モード、すなわち、遅れ角の進角量dを大きく設定した状態(d=8°)で駆動する。また、駆動制御部の温度が予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えていないときには、ブラシレスモータ10の目標回転数が低い(例えば1800rpm以下)ときには、ブラシレスモータ10を第1の駆動モード、すなわち、遅れ角の進角量dを小さく設定した状態(d=0°)で駆動して、ブラシレスモータ10の目標回転数が高い(例えば2500rpm以上)ときには、ブラシレスモータ10を第2の駆動モード、すなわち、遅れ角の進角量dを大きく設定した状態(d=8°)で駆動する。なお、所定の温度しきい値Tは85℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ10の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。   When the temperature of the drive control unit that switches the MOSFETs (Q1 to Q6) at a predetermined timing exceeds a predetermined temperature threshold T (for example, 85 ° C.) set in advance, the brushless motor 10 is switched to the target rotational speed. Regardless of this, the driving is performed in the second driving mode, that is, in a state where the advance amount d of the delay angle is set large (d = 8 °). Further, when the temperature of the drive control unit does not exceed a predetermined temperature threshold value T (for example, 85 ° C.) set in advance, when the target rotational speed of the brushless motor 10 is low (for example, 1800 rpm or less), the brushless motor 10 is turned on. When the driving speed of the brushless motor 10 is high (for example, 2500 rpm or more) when the driving speed is 1 (ie, in a state in which the advance amount d of the delay angle is set small) (d = 0 °) and the target rotational speed of the brushless motor 10 is high (eg, 2500 rpm or more) Driving is performed in the second driving mode, that is, in a state where the advance amount d of the delay angle is set large (d = 8 °). The predetermined temperature threshold value T is not limited to 85 ° C., and is set as appropriate according to the operating conditions of the brushless motor 10 and the environment where the drive control unit is placed.

さらに、ブラシレスモータ10の目標回転数が1800rpmと2500rpmの間にあるときには、ブラシレスモータ10の目標回転数に応じて遅れ角の進角量dを緩やかに切り替える。これは、遅れ角の進角量dを急激に変化させると、ブラシレスモータ10の回転トルクも急激に変化するため、モータの回転むらが発生するためである。   Further, when the target rotational speed of the brushless motor 10 is between 1800 rpm and 2500 rpm, the advance amount d of the delay angle is gradually switched according to the target rotational speed of the brushless motor 10. This is because if the advance amount d of the delay angle is suddenly changed, the rotational torque of the brushless motor 10 is also suddenly changed, resulting in uneven rotation of the motor.

なお、ブラシレスモータ10の目標回転数のしきい値が、実施例2に記載した値(図8参照)と異なっているが、このしきい値は、個々のブラシレスモータ10の特性や、空調制御部24の仕様に基づいて設定される値であって、特定の値に限定されるものではない。   Note that the threshold value of the target rotational speed of the brushless motor 10 is different from the value described in the second embodiment (see FIG. 8). This threshold value depends on the characteristics of the individual brushless motors 10 and the air conditioning control. The value is set based on the specification of the unit 24 and is not limited to a specific value.

[実施例3の構成の説明]
次に、実施例3の具体的な構成について、図13,図14を用いて説明する。
[Description of Configuration of Embodiment 3]
Next, a specific configuration of the third embodiment will be described with reference to FIGS.

図13は、本実施例3において、ブラシレスモータ10の回転制御を行うブラシレスモータ制御装置100cの全体構成を示すブロック図である。ブラシレスモータ制御装置100cの概略構成は、実施例1で説明したブラシレスモータ制御装置100a(図4参照)とほぼ等しいものであるため、ここでは、ブラシレスモータ制御装置100aとの差異のみ説明する。   FIG. 13 is a block diagram illustrating an overall configuration of a brushless motor control device 100c that performs rotation control of the brushless motor 10 according to the third embodiment. Since the schematic configuration of the brushless motor control device 100c is substantially the same as the brushless motor control device 100a (see FIG. 4) described in the first embodiment, only differences from the brushless motor control device 100a will be described here.

ブラシレスモータ制御装置100cは、ブラシレスモータ制御装置100aが有していたスイッチングタイミング演算部14a(図4参照)と駆動電圧波形生成部23(図4参照)の代わりに、スイッチングタイミング演算部14cを有する。   The brushless motor control device 100c includes a switching timing calculation unit 14c instead of the switching timing calculation unit 14a (see FIG. 4) and the drive voltage waveform generation unit 23 (see FIG. 4) that the brushless motor control device 100a has. .

スイッチングタイミング演算部14cはマイクロコンピュータで構成されており、さらに、進角量算出部15cと、進角制御部16cと電流切り替えタイミング生成部17cと、からなる。   The switching timing calculation unit 14c is configured by a microcomputer, and further includes an advance angle calculation unit 15c, an advance angle control unit 16c, and a current switching timing generation unit 17c.

進角量算出部15cは、温度検出部30が検出したスイッチングタイミング演算部14cの周囲温度に基づいて、ブラシレスモータ10の駆動モードを決定する。そして、スイッチングタイミング演算部14cの周囲温度所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えたときには、ブラシレスモータ10を、目標回転数によらずに第2の駆動モード、すなわち、ロータ1に取り付けられた界磁用永久磁石2に対する、ロータ1と一体に取り付けられたセンサマグネット5の遅れ角の進角量dを大きく設定した状態で駆動する。   The advance amount calculation unit 15c determines the drive mode of the brushless motor 10 based on the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14c detected by the temperature detection unit 30. When the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14c exceeds a predetermined temperature threshold T (for example, 85 ° C.), the brushless motor 10 is switched to the second drive mode, that is, the rotor 1 regardless of the target rotational speed. Driving is performed with the advance amount d of the delay angle of the sensor magnet 5 attached integrally with the rotor 1 with respect to the attached field permanent magnet 2 set large.

一方、進角量算出部15cは、スイッチングタイミング演算部14cの周囲温度が予め設定した所定の温度しきい値T(例えば85℃)を超えていないときには、ブラシレスモータ10の目標回転数が低い(例えば1800rpm以下)ときには、ブラシレスモータ10を第1の駆動モード、すなわち遅れ角の進角量dを小さく設定した状態で駆動して、ブラシレスモータ10の目標回転数が高い(例えば1800rpmよりも多い)ときには、ブラシレスモータ10を第2の駆動モード、すなわち遅れ角の進角量dを大きく設定した状態で駆動する。なお、所定の温度しきい値Tは85℃に限定されるものではなく、ブラシレスモータ10の運転条件や駆動制御部が置かれている環境に応じて適宜設定される。   On the other hand, when the ambient temperature of the switching timing calculation unit 14c does not exceed a predetermined temperature threshold T (for example, 85 ° C.) set in advance, the advance amount calculation unit 15c has a low target rotation speed of the brushless motor 10 ( For example, when the brushless motor 10 is driven in the first drive mode, that is, in a state in which the advance amount d of the delay angle is set small, the target rotational speed of the brushless motor 10 is high (for example, more than 1800 rpm). Sometimes, the brushless motor 10 is driven in the second drive mode, that is, in a state where the advance amount d of the delay angle is set large. The predetermined temperature threshold value T is not limited to 85 ° C., and is set as appropriate according to the operating conditions of the brushless motor 10 and the environment where the drive control unit is placed.

進角制御部16cは、進角量算出部15cで算出された遅れ角の進角量dを実現するために必要な、電機子コイル(4a〜4f)に流す電流の切り替えタイミングを算出する。   The advance angle control unit 16c calculates the switching timing of the current flowing through the armature coils (4a to 4f) necessary for realizing the advance amount d of the delay angle calculated by the advance amount calculation unit 15c.

電流切り替えタイミング生成部17cは、進角制御部16cで算出された電流の切り替えタイミングと、空調制御部24から得た、ブラシレスモータ10の目標回転数を示す空調制御信号に基づいて、各相(U,V,W)に流す電流の切り替えタイミングを、図12に示す制御目標に基づいて決定する。   Based on the current switching timing calculated by the advance angle control unit 16c and the air conditioning control signal indicating the target rotational speed of the brushless motor 10 obtained from the air conditioning control unit 24, the current switching timing generation unit 17c ( The switching timing of the current passed through U, V, W) is determined based on the control target shown in FIG.

次に、各相(U,V,W)に流す電流の切り替えタイミングを決定する方法について、図14(a),(b)を用いて説明する。図14(a),(b)は、磁気センサ(IC1〜IC3)から出力されるセンサ信号と、電機子コイル(4a〜4f)に流す電流を切り替えるためにMOSFET(Q1〜Q6)をスイッチングするゲート信号との関係を示すタイムチャートである。   Next, a method for determining the switching timing of the current flowing through each phase (U, V, W) will be described with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b). 14A and 14B switch the MOSFETs (Q1 to Q6) in order to switch the sensor signal output from the magnetic sensors (IC1 to IC3) and the current flowing through the armature coils (4a to 4f). It is a time chart which shows the relationship with a gate signal.

図14(a)に示すセンサ信号(SAH,SAL)は、それぞれ磁気センサIC1から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示す。同様にセンサ信号(SBH,SBL)は、それぞれ磁気センサIC2から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示し、センサ信号(SCH,SCL)は、それぞれ磁気センサIC3から出力されるセンサ信号、およびその反転信号を示す。以上の6信号によって、ロータ1が30°回転するごとに、電機子コイル(4a〜4f)に流す電流切り替えタイミングをきめ細かく制御することができる。   The sensor signals (SAH, SAL) shown in FIG. 14A indicate the sensor signal output from the magnetic sensor IC1 and its inverted signal. Similarly, sensor signals (SBH, SBL) indicate sensor signals output from the magnetic sensor IC2 and their inverted signals, respectively, and sensor signals (SCH, SCL) indicate sensor signals output from the magnetic sensor IC3, and The inverted signal is shown. With the above six signals, each time the rotor 1 rotates 30 °, the current switching timing to be passed through the armature coils (4a to 4f) can be finely controlled.

図14(b)は、進角制御を行った際に、MOSFET(Q1〜Q6)に印加するゲート信号を示し、ゲート信号(AT,BT,CT)はハイサイド側(電源側)のMOSFET(Q1〜Q3)、ゲート信号(AB,BB,CB)はローサイド側(接地側)のMOSFET(Q4〜Q6)に対するゲート信号を示す。   FIG. 14B shows gate signals applied to the MOSFETs (Q1 to Q6) when the advance angle control is performed, and the gate signals (AT, BT, CT) are MOSFETs on the high side (power supply side) ( Q1 to Q3) and gate signals (AB, BB, CB) indicate gate signals for the MOSFETs (Q4 to Q6) on the low side (ground side).

本実施例3では、前記した6つのセンサ信号(SAH,SAL,SBH,SBL,SCH,SCL)の立ち下がりによって、MOSFET(Q1〜Q6)のゲート信号をタイミング制御する。この場合、各センサ信号(SAH,SAL,SBH,SBL,SCH,SCL)の立ち下がりに対応して、次の立ち下がりに相当するタイミング(ロータ1の30°回転相当)を予測して、MOSFET(Q1〜Q6)のゲート信号をオン/オフ制御する。その際、センサ信号(SAH,SAL,SBH,SBL,SCH,SCL)の立ち下がりエッジ間の時間からロータ1の回転速度を算出し、その回転速度に対応した進角制御のための遅れ角の進角量dを求める。そして、MOSFET(Q1〜Q6)のゲート信号(AT,BT,CT,AB,BB,CB)をオン/オフ制御する際、その遅れ角の進角量dに応じた制御を行い、タイミング制御する。なお、センサ信号(SAH,SAL,SBH,SBL,SCH,SCL)の立ち上がりエッジを用いて同様の制御を行うこともできる。   In the third embodiment, the timing of the gate signals of the MOSFETs (Q1 to Q6) is controlled by the fall of the six sensor signals (SAH, SAL, SBH, SBL, SCH, SCL). In this case, the timing corresponding to the next fall (corresponding to 30 ° rotation of the rotor 1) is predicted corresponding to the fall of each sensor signal (SAH, SAL, SBH, SBL, SCH, SCL), and the MOSFET The gate signals (Q1 to Q6) are turned on / off. At that time, the rotational speed of the rotor 1 is calculated from the time between the falling edges of the sensor signals (SAH, SAL, SBH, SBL, SCH, SCL), and the delay angle for the advance control corresponding to the rotational speed is calculated. The advance amount d is obtained. When the gate signals (AT, BT, CT, AB, BB, CB) of the MOSFETs (Q1 to Q6) are on / off controlled, the timing is controlled by performing control according to the advance amount d of the delay angle. . The same control can be performed using the rising edges of the sensor signals (SAH, SAL, SBH, SBL, SCH, SCL).

[実施例3の処理の流れの説明]
次に、実施例3の具体的な処理の流れについて、図15のフローチャートを用いて説明する。
[Description of Process Flow of Embodiment 3]
Next, a specific processing flow of the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

(ステップS80)温度検出部30にて、スイッチングタイミング演算部14cの周囲温度を検出する。   (Step S80) The temperature detector 30 detects the ambient temperature of the switching timing calculator 14c.

(ステップS82)検出された温度が、所定の温度しきい値Tである85℃を超えているか否かを判断する。温度しきい値Tを超えているときはステップS90に進み、温度しきい値T以下であるときはステップS84に進む。   (Step S82) It is determined whether or not the detected temperature exceeds a predetermined temperature threshold value T of 85 ° C. When the temperature threshold T is exceeded, the process proceeds to step S90, and when the temperature threshold T or less, the process proceeds to step S84.

(ステップS84)進角量算出部15cにおいて、ブラシレスモータ10の目標回転数が2500rpm以上か否かを判断する。もし、目標回転数が2500rpm以上ならばステップS90に進み、それ以外のときはステップS86に進む。   (Step S84) In the advance amount calculation unit 15c, it is determined whether or not the target rotational speed of the brushless motor 10 is 2500 rpm or more. If the target rotational speed is 2500 rpm or more, the process proceeds to step S90, and otherwise, the process proceeds to step S86.

(ステップS86)進角量算出部15cにおいて、ブラシレスモータ10の目標回転数が1800rpm以下か否かを判断する。もし、目標回転数が1800rpm以下ならばステップS88に進み、それ以外のときはステップS92に進む。   (Step S86) In the advance amount calculation unit 15c, it is determined whether or not the target rotational speed of the brushless motor 10 is 1800 rpm or less. If the target rotational speed is 1800 rpm or less, the process proceeds to step S88. Otherwise, the process proceeds to step S92.

(ステップS88)電流切り替えタイミング生成部17bにおいて、ブラシレスモータ10を第1の駆動モードで駆動するように遅れ角の進角量dを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部20においてMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)をスイッチングしてブラシレスモータ10を第1の駆動モードで駆動する。   (Step S88) The current switching timing generator 17b generates a current switching timing signal for setting the advance amount d of the delay angle so as to drive the brushless motor 10 in the first drive mode. The brushless motor 10 is driven in the first drive mode by switching the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6).

(ステップS90)電流切り替えタイミング生成部17bにおいて、ブラシレスモータ10を第2の駆動モードで駆動するように遅れ角の進角量dを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部20においてMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)をスイッチングしてブラシレスモータ10を第2の駆動モードで駆動する。   (Step S90) The current switching timing generation unit 17b generates a current switching timing signal that sets the advance amount d of the delay angle so as to drive the brushless motor 10 in the second drive mode. The brushless motor 10 is driven in the second drive mode by switching the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6).

(ステップS92)電流切り替えタイミング生成部17bにおいて、目標回転数に応じた進角制御を行う。具体的には、目標回転数に応じた遅れ角の進角量dを設定する電流切り替えタイミング信号を生成して、モータ駆動部20においてMOSFET(スイッチング素子)(Q1〜Q6)をスイッチングしてブラシレスモータ10を駆動する。   (Step S92) The current switching timing generator 17b performs advance angle control according to the target rotational speed. Specifically, a current switching timing signal for setting the advance amount d of the delay angle corresponding to the target rotational speed is generated, and the motor driving unit 20 switches the MOSFETs (switching elements) (Q1 to Q6) to perform brushless. The motor 10 is driven.

(ステップS94)ブラシレスモータ10の停止命令の発生を検出する。もし停止命令があったときは、図15の処理を終了し、停止命令がないときは、ステップS80に戻る。   (Step S94) The generation of a stop command for the brushless motor 10 is detected. If there is a stop instruction, the processing of FIG. 15 is terminated, and if there is no stop instruction, the process returns to step S80.

以上、説明したように、実施例1に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、車両用ブラシレスモータ10を、所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第1の駆動モードで駆動して、所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動するときに、ブラシレスモータ10のスイッチングタイミング演算部14a(駆動制御部)の温度が上昇して、所定の温度しきい値Tを超えたと判断されたときには、ブラシレスモータ10を、その回転数によらずに、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動するため、ブラシレスモータ10を第1の駆動モードで駆動していた低回転領域であっても、スイッチングタイミング演算部14a(駆動制御部)の温度が上昇したときには、効率の高い第2の駆動モードで駆動されるため、回転数を低下させることなく運転を継続させることができる。そして、ブラシレスモータ10の運転効率が上がることによって、熱の発生が少なくなるため、スイッチングタイミング演算部14a(駆動制御部)のさらなる温度上昇を防止することができる。   As described above, according to the control method for a vehicle brushless motor according to the first embodiment, when the vehicle brushless motor 10 is rotated at a predetermined rotation speed or less, the first drive mode is rotated with low noise. When driving in the second drive mode that rotates with high efficiency, the switching timing calculation unit 14a (drive control unit) of the brushless motor 10 is driven. When it is determined that the temperature rises and exceeds a predetermined temperature threshold value T, the brushless motor 10 is driven in the second drive mode in which the brushless motor 10 is rotated with high efficiency regardless of the number of rotations thereof. Even in the low rotation range where the motor 10 was driven in the first drive mode, the temperature of the switching timing calculation unit 14a (drive control unit) increased. Kiniwa, since they are driven by efficient second drive mode, it is possible to continue operation without reducing the speed. And since the generation | occurrence | production of a heat | fever decreases by the operating efficiency of the brushless motor 10 increasing, the further temperature rise of the switching timing calculating part 14a (drive control part) can be prevented.

また、実施例1に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第1の駆動モードを、ブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)の各接続点(Ua,Va,Wa)に印加する電圧波形e(t)を正弦波としてブラシレスモータ10を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル(4a〜4f)に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ10を低騒音で駆動することができ、第2の駆動モードを、電圧波形e(t)を矩形波としてブラシレスモータ10を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ10の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)に印加する電圧波形e(t)を変更するという簡便な方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードを確実に切り替えることができる。   Further, according to the control method for a brushless motor for a vehicle according to the first embodiment, the first drive mode is applied to each connection point (Ua, Va, Wa) of the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10. Since the voltage waveform e (t) to be driven is a sine wave and the drive mode is driven to drive the brushless motor 10, the change in magnetic flux generated in the armature coils (4a to 4f) becomes gentle, and the brushless motor 10 is driven with low noise. Since the second driving mode is a driving mode in which the brushless motor 10 is driven with the voltage waveform e (t) as a rectangular wave, the period during which the effective rotational torque is generated is lengthened, and the torque generation efficiency is increased. The efficiency of the brushless motor 10 is improved. The first drive mode and the second drive mode can be switched reliably by a simple method of changing the voltage waveform e (t) applied to the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10. .

また、実施例2に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第1の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)の各接続点(Ua,Va,Wa)に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイル(4a〜4fのいずれか)と、切り替え後に電圧を印加する電機子コイル(4a〜4fのいずれか)と、に重複して電圧を印加する時間(オーバーラップ時間δ)を増やすことによってブラシレスモータ10を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル(4a〜4f)に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ10を低騒音で駆動することができ、第2の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ10の電機子コイル(4a〜4f)の各接続点(Ua,Va,Wa)に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイル(4a〜4fのいずれか)と、切り替え後に電圧を印加する電機子コイル(4a〜4fのいずれか)と、に重複して電圧を印加する時間(オーバーラップ時間δ)を減らすことによってブラシレスモータ10を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ10の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ10の各相(U,V,W)に印加する電圧波形のオーバーラップ時間δを変更するという簡便な方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードとを確実に切り替えることができる。   Further, according to the control method for a brushless motor for a vehicle according to the second embodiment, the first drive mode is set such that each connection point (Ua, Va) of the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10 mounted on the vehicle. , Wa) When switching the voltage applied to the armature coil (any one of 4a to 4f) to which the voltage was applied before switching, and any one of the armature coil (4a to 4f) to which the voltage is applied after switching ) And the drive mode in which the brushless motor 10 is driven by increasing the time during which the voltage is applied (overlap time δ), the change in the magnetic flux generated in the armature coils (4a to 4f) is moderate. Thus, the brushless motor 10 can be driven with low noise, and the second drive mode is set to the armature coils (4a to 4f) of the brushless motor 10 mounted on the vehicle. When switching the voltage to be applied to each connection point (Ua, Va, Wa), the armature coil (any one of 4a to 4f) to which the voltage was applied before switching, and the armature coil to which the voltage is applied after switching Since the drive mode for driving the brushless motor 10 is reduced by reducing the time (overlap time δ) during which voltage is applied redundantly (any one of 4a to 4f), the period during which effective rotational torque is generated becomes longer. Thus, the efficiency of generating the torque is improved and the efficiency of the brushless motor 10 is improved. Then, the first drive mode and the second drive mode are reliably switched by a simple method of changing the overlap time δ of the voltage waveform applied to each phase (U, V, W) of the brushless motor 10. be able to.

また、実施例3に係る車両用ブラシレスモータの制御方法によれば、第1の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ10への通電状態を制御するMOSFET(Q1〜Q6)(スイッチング素子)の切り替えタイミングを、ブラシレスモータ10のロータ1に取り付けられたメインマグネット2(界磁用永久磁石)に対する、ロータ1と一体に取り付けられたセンサマグネット5の遅れ角の進角量dが大きくなるように制御して、ブラシレスモータ10を駆動する駆動モードとしたため、電機子コイル(4a〜4f)に発生する磁束の変化が穏やかとなって、ブラシレスモータ10を低騒音で駆動することができ、第2の駆動モードを、車両に搭載されたブラシレスモータ10への通電状態を制御するMOSFET(Q1〜Q6)(スイッチング素子)の切り替えタイミングを、メインマグネット2(界磁用永久磁石)に対するセンサマグネット5の遅れ角の進角量dが小さくなるように制御して、ブラシレスモータ10を駆動する駆動モードとしたため、有効な回転トルクを生じる期間が長くなって、トルクの発生効率が向上してブラシレスモータ10の効率が向上する。そして、ブラシレスモータ10の遅れ角の進角量dを変更するという簡便な方法によって、第1の駆動モードと第2の駆動モードとを確実に切り替えることができる。   Further, according to the control method for a brushless motor for a vehicle according to the third embodiment, the first drive mode is a MOSFET (Q1 to Q6) (switching element) that controls the energization state to the brushless motor 10 mounted on the vehicle. The timing advance amount d of the sensor magnet 5 attached integrally with the rotor 1 with respect to the main magnet 2 (field permanent magnet) attached to the rotor 1 of the brushless motor 10 is increased. Therefore, the change in the magnetic flux generated in the armature coils (4a to 4f) becomes gentle, and the brushless motor 10 can be driven with low noise. MOSFET (Q1 to Q6) for controlling the energization state to the brushless motor 10 mounted on the vehicle with the two drive modes Since the switching timing of the switching element is controlled so as to reduce the advance amount d of the delay angle of the sensor magnet 5 with respect to the main magnet 2 (field permanent magnet), the driving mode for driving the brushless motor 10 is set. The period during which effective rotational torque is generated becomes longer, the torque generation efficiency is improved, and the efficiency of the brushless motor 10 is improved. The first drive mode and the second drive mode can be switched reliably by a simple method of changing the advance amount d of the delay angle of the brushless motor 10.

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the configurations of the embodiments. Needless to say, design changes and the like within a range not departing from the gist of the invention are included in the present invention.

100a ブラシレスモータ制御装置
1 ロータ
2 メインマグネット(界磁用永久磁石)
4a,4b,4c,4d,4e,4f 電機子コイル
5 センサマグネット
10 ブラシレスモータ
12 センサ信号検出部
14a スイッチングタイミング演算部
17a 電流切り替えタイミング生成部
18 駆動波形決定部
20 モータ駆動部
22 電源供給部
23 駆動電圧波形生成部
24 空調制御部
26 定電流回路
28 サーミスタ
30 温度検出部
IC1,IC2,IC3 磁気センサ
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6 MOSFET(スイッチング素子)
U,V,W 相
Ua,Va,Wa 接続点
100a Brushless motor control device 1 Rotor 2 Main magnet (field permanent magnet)
4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f Armature coil 5 Sensor magnet 10 Brushless motor 12 Sensor signal detection unit 14a Switching timing calculation unit 17a Current switching timing generation unit 18 Drive waveform determination unit 20 Motor drive unit 22 Power supply unit 23 Drive voltage waveform generator 24 Air conditioning controller 26 Constant current circuit 28 Thermistor 30 Temperature detectors IC1, IC2, IC3 Magnetic sensors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 MOSFET (switching element)
U, V, W Phase Ua, Va, Wa Connection point

Claims (4)

車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第1の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、
前記第1の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を増やすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記第2の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を減らすことによって前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記ブラシレスモータの駆動制御を行う駆動制御部の温度を検出して、前記温度が所定の温度しきい値を超えていると判断されたときには、ブラシレスモータを前記第1の駆動モードよりトルクの発生効率が良い前記第2の駆動モードで駆動する
ことを特徴とする車両用ブラシレスモータの制御方法。
When rotating a brushless motor mounted on a vehicle at a predetermined rotational speed or less, when driving in a first drive mode that rotates with low noise and rotating the brushless motor at a rotational speed higher than the predetermined rotational speed In a control method of a brushless motor for a vehicle that is driven in a second drive mode that rotates with high efficiency,
The first drive mode includes an armature coil to which a voltage is applied before switching when switching a voltage applied to each connection point of an armature coil of a brushless motor mounted on the vehicle, and a voltage after switching. And an armature coil for applying the voltage to the brushless motor by increasing the time for applying the voltage redundantly,
In the second drive mode, when switching the voltage applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle, the armature coil to which the voltage was applied before switching, and the voltage after switching And an armature coil for applying the voltage to the brushless motor by reducing the time for applying the voltage redundantly,
When the temperature of a drive control unit that performs drive control of the brushless motor is detected and it is determined that the temperature exceeds a predetermined temperature threshold, the brushless motor generates torque from the first drive mode. It drives in said 2nd drive mode with high efficiency . The control method of the brushless motor for vehicles characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法において、In the control method of the brushless motor for vehicles according to claim 1,
前記所定の回転数として、第1所定の回転数より高い第2所定の回転数を設定し、As the predetermined rotational speed, a second predetermined rotational speed higher than the first predetermined rotational speed is set,
前記ブラシレスモータを前記第1所定の回転数以下で回転させるときには、前記第1の駆動モードで駆動し、When rotating the brushless motor at the first predetermined number of rotations or less, driving in the first drive mode,
前記ブラシレスモータを前記第2所定の回転数以上で回転させるときには、前記第2の駆動モードで駆動し、When rotating the brushless motor at the second predetermined number of revolutions or more, drive in the second drive mode,
前記ブラシレスモータを前記第1所定の回転数より高く前記第2所定の回転数未満の目標回転数で回転させるときには、前記車両に搭載されたブラシレスモータの電機子コイルの各接続点に印加する電圧を切り替える際に、切り替え前に電圧を印加していた電機子コイルと、切り替え後に電圧を印加する電機子コイルと、に重複して電圧を印加する時間を、前記目標回転数に応じた時間によって前記ブラシレスモータを駆動するWhen rotating the brushless motor at a target rotational speed that is higher than the first predetermined rotational speed and lower than the second predetermined rotational speed, a voltage applied to each connection point of the armature coil of the brushless motor mounted on the vehicle When switching, the time for applying the voltage to the armature coil that has been applied with the voltage before switching and the armature coil that is to be applied with the voltage after switching is set according to the time according to the target rotational speed. Drive the brushless motor
ことを特徴とする車両用ブラシレスモータの制御方法。A control method for a brushless motor for a vehicle.
車両に搭載されたブラシレスモータを所定の回転数以下で回転させるときには、低騒音で回転させる第1の駆動モードで駆動して、前記ブラシレスモータを所定の回転数よりも高い回転数で回転させるときには、高効率で回転させる第2の駆動モードで駆動する車両用ブラシレスモータの制御方法において、
前記第1の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記ブラシレスモータのロータに取り付けられた界磁用永久磁石に対する、前記ロータと一体に取り付けられたセンサマグネットの遅れ角の進角量が小さくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記第2の駆動モードは、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が大きくなるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動する駆動モードであり、
前記ブラシレスモータの駆動制御を行う駆動制御部の温度を検出して、前記温度が所定の温度しきい値を超えていると判断されたときには、ブラシレスモータを前記第1の駆動モードよりトルクの発生効率が良い前記第2の駆動モードで駆動する
ことを特徴とする車両用ブラシレスモータの制御方法。
When rotating a brushless motor mounted on a vehicle at a predetermined rotational speed or less, when driving in a first drive mode that rotates with low noise and rotating the brushless motor at a rotational speed higher than the predetermined rotational speed In a control method of a brushless motor for a vehicle that is driven in a second drive mode that rotates with high efficiency,
In the first drive mode, the switching timing of the switching element for controlling the energization state of the brushless motor mounted on the vehicle is integrated with the rotor for the field permanent magnet attached to the rotor of the brushless motor. Is a drive mode for driving the brushless motor by controlling so that the advance amount of the delay angle of the sensor magnet attached to is small,
In the second drive mode, the switching timing of the switching element that controls the energization state of the brushless motor mounted on the vehicle increases the advance amount of the delay angle of the sensor magnet with respect to the field permanent magnet. controlled to, Ri Oh in drive mode for driving the brushless motor,
When the temperature of a drive control unit that performs drive control of the brushless motor is detected and it is determined that the temperature exceeds a predetermined temperature threshold, the brushless motor generates torque from the first drive mode. A method for controlling a brushless motor for a vehicle, wherein the driving is performed in the second driving mode with high efficiency .
請求項3に記載の車両用ブラシレスモータの制御方法において、In the control method of the brushless motor for vehicles according to claim 3,
前記所定の回転数として、第1所定の回転数より高い第2所定の回転数を設定し、As the predetermined rotational speed, a second predetermined rotational speed higher than the first predetermined rotational speed is set,
前記ブラシレスモータを前記第1所定の回転数以下で回転させるときには、前記第1の駆動モードで駆動し、When rotating the brushless motor at the first predetermined number of rotations or less, driving in the first drive mode,
前記ブラシレスモータを前記第2所定の回転数以上で回転させるときには、前記第2の駆動モードで駆動し、When rotating the brushless motor at the second predetermined number of revolutions or more, drive in the second drive mode,
前記ブラシレスモータを前記第1所定の回転数より高く前記第2所定の回転数未満の目標回転数で回転させるときには、前記車両に搭載されたブラシレスモータへの通電状態を制御するスイッチング素子の切り替えタイミングを、前記界磁用永久磁石に対する前記センサマグネットの遅れ角の進角量が、前記目標回転数に応じた遅れ角の進角量になるように制御して、前記ブラシレスモータを駆動するWhen the brushless motor is rotated at a target rotational speed that is higher than the first predetermined rotational speed and lower than the second predetermined rotational speed, switching timing of a switching element that controls the energization state of the brushless motor mounted on the vehicle The brushless motor is driven by controlling the advance amount of the delay angle of the sensor magnet with respect to the field permanent magnet to be the advance amount of the delay angle corresponding to the target rotational speed.
ことを特徴とする車両用ブラシレスモータの制御方法。A control method for a brushless motor for a vehicle.
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