JP6567815B2 - ブラシレスモータの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動シャッター装置等に用いられるブラシレスモータの制御方法に関するものである。

ブラシレスモータは、ロータマグネットを備えたロータ、複数の駆動コイルを備えたステータ、ロータマグネットの回転を検出する磁気センサ素子等を備えており、磁気センサ素子による検出結果に基づいて、駆動コイルに供給されるモータ電流が制御される。このようなブラシレスモータを電動シャッター装置等に用いた場合、ロータには、シャッターの自重や、シャッターの巻き取り軸に接続したバネの付勢力等といった負荷が外部から印加されることになる。このため、ロータを外部負荷が加わる方向に回転させる際、指定された速度より速い速度で回転するおそれがあり、ブラシレスモータが損傷する等の問題が発生する。

一方、シャッター巻き取り装置にエンコーダ等の位置センサやタコジェネレータ等の回転センサを設け、実際の回転数と、設定した回転数との比較結果に基づいてモータの駆動を制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−２８８９７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、エンコーダ等の位置センサやタコジェネレータ等の回転センサを設ける必要があるため、電動シャッター装置のコストが増大するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、エンコーダ等の位置センサやタコジェネレータ等の回転センサを追加しなくても、外部から負荷が加わるロータの回転を制御することのできるブラシレスモータの制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、ロータマグネットを備えたロータ、複数の駆動コイルを備えたステータ、および前記ロータマグネットの回転に対応する位置検出信号を生成する磁気センサ素子を備えたブラシレスモータの制御方法であって、外部から第１方向に回転させる負荷が加わっている前記ロータを前記第１方向に回転駆動する第１方向駆動工程では、前記駆動コイルへの給電を開始する前に、前記磁気センサ素子の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を検出する回転検出処理を行い、当該回転検出処理での検出結果において前記ロータの回転速度がしきい値未満である場合には、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給し、前記ロータの回転速度が前記しきい値以上である場合には、前記ロータに制動力を印加し、前記制動力は、前記複数の駆動コイルのうち、少なくとも１つの駆動コイルの両端を短絡させることにより発生させ、前記ロータに前記制動力を印加するにあたっては、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する際の指令速度と前記磁気センサ素子によって検出した前記ロータの回転速度とを比較し、前記指令速度と前記回転速度との比較結果に基づいて前記制動力の大きさを変更することを特徴とする。

また、本発明は、ロータマグネットを備えたロータ、複数の駆動コイルを備えたステータ、および前記ロータマグネットの回転に対応する位置検出信号を生成する磁気センサ素子を備えたブラシレスモータの制御方法であって、外部から第１方向に回転させる負荷が加わっている前記ロータを前記第１方向に回転駆動する第１方向駆動工程では、前記駆動コイルへの給電を開始する前に、前記磁気センサ素子の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を検出する回転検出処理を行い、当該回転検出処理での検出結果において前記ロータの回転速度がしきい値未満である場合には、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給し、前記ロータの回転速度が前記しきい値以上で
ある場合には、前記ロータに制動力を印加し、前記制動力は、前記複数の駆動コイルのうち、少なくとも１つの駆動コイルの両端を短絡させることにより発生させ、前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転駆動する第２方向駆動工程では、前記回転検出処理を行わずに、前記ロータを前記第２方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給することを特徴とする。

本発明では、外部から第１方向に回転させる負荷が加わっているロータを第１方向に回転駆動する際、駆動コイルへの給電を開始する前に、ロータの回転を検出する回転検出処理を行い、ロータの回転速度がしきい値以上である場合には、ロータに制動力を印加する。このため、ロータが目標速度以上の速度で回転することを抑制することができる。また、回転検出処理では、位置検出用信号生成用の磁気センサ素子を用いるため、エンコーダ等の位置センサやタコジェネレータ等の回転センサを設ける必要がない。それ故、コストの低減を図ることができる。また、本発明において、前記制動力は、前記複数の駆動コイルのうち、少なくとも１つの駆動コイルの両端を短絡させるため、駆動コイルに対する通電を制御することにより制動力を発生させることができる。

また、本発明において、前記ロータに前記制動力を印加するにあたっては、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する際の指令速度と前記磁気センサ素子によって検出した前記ロータの回転速度とを比較し、前記指令速度と前記回転速度との比較結果に基づいて前記制動力の大きさを変更するため、ロータに適正な制動力を印加することができる。

また、本発明において、前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転駆動する第２方向駆動工程では、前記回転検出処理を行わずに、前記ロータを前記第２方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給するため、処理数を減らすことができるので、制御の負荷を軽減することができる。

本発明において、前記駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給した後、前記磁気センサ素子の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を検出し、前記ロータの回転速度が速度指示値より低い場合には、前記駆動電流を増大させ、前記ロータの回転速度が前記速度指示値より低い場合には、前記駆動電流を減小させることが好ましい。かかる構成によれば、実際の回転速度を駆動電流にフィードバックすることができるので、ロータの回転速度を速度指示値に近づけることができる。

本発明において、前記ロータは、減速輪列を介してシャッター巻き取り用の回転軸に連結されている構成を採用することができる。かかる構成の場合、ロータには、シャッターの自重や、シャッター巻き取り用の回転軸（巻き取り軸）に接続された付勢部材の付勢力が、ロータを第１方向に回転させる外部負荷として加わることになるが、その場合でも、ロータが目標速度以上の速度で回転することを抑制することができる。

本発明では、外部から第１方向に回転させる負荷が加わっているロータを第１方向に回転駆動する際、駆動コイルへの給電を開始する前に、ロータの回転を検出する回転検出処理を行い、ロータの回転速度がしきい値以上である場合には、複数の駆動コイルを短絡させてロータに制動力を印加する。このため、ロータが目標速度以上の速度で回転することを抑制することができる。また、回転検出処理では、ＦＧ信号生成用の磁気センサ素子を用いるため、エンコーダ等の位置センサやタコジェネレータ等の回転センサを設ける必要がない。それ故、コストの低減を図ることができる。

本発明を適用したチューブラモータの説明図である。 本発明を適用したブラシレスモータの制御方法のフローチャートである。 本発明を適用したブラシレスモータの制御方法において処理を終了するときの処理を示すフローチャートである。 本発明を適用したブラシレスモータの制御方法においてブラシレスモータの回転速度を制御するときの処理を示すフローチャートである。 本発明を適用したブラシレスモータの制御方法においてロータに印加する制動力の設定方法を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明を適用したブラシレスモータの制御方法を説明する。なお、以下の説明では、電動シャッター装置の駆動源として用いたブラシレスモータの制御方法を中心に説明する。

（電動シャッター装置の構成）
図１は、本発明を適用した電動シャッター装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、電動シャッター装置の構成を模式的に示す説明図、および電動シャッター装置の駆動源として用いたブラシレスモータに対する制御装置の構成を示すブロック図である。

図１（ａ）に示すように、電動シャッター装置１は、シャッター１１を巻き取る筒状の回転軸１２を有しており、回転軸１２は、ブラケット１３、１４を介して建屋等に固定されている。また、電動シャッター装置１は、ブラケット１３を介して建屋等に固定されたチューブラモータ１０と、シャッター１１の開閉動作を指示する操作盤１５とを有している。

チューブラモータ１０では、駆動制御部２０、電磁ブレーキユニット３０、ブラシレスモータ４０および減速歯車ユニット５０が順に配置されており、駆動制御部２０は、ブラシレスモータ４０の駆動および制御を行う。駆動制御部２０は、操作盤１５に構成された制御部１６に電気的に接続されており、操作盤１５で操作が行われると、駆動制御部２０は、操作内容に対応する駆動制御を行う。また、電磁ブレーキユニット３０は、操作盤１５に構成された制御部１６からの指令に基づいて作動する。

チューブラモータ１０は、出力軸５１が回転軸１２に連結されている。従って、ブラシレスモータ４０のモータ軸４１が回転した際、モータ軸４１の回転は減速歯車ユニット５０を介して出力軸５１に伝達されるので、回転軸１２が軸線Ｌ周りに回転する。

かかる電動シャッター装置１において、操作盤１５で開ボタン１５１が押されると、その旨の信号が制御部１６から駆動制御部２０に出力され、駆動制御部２０は、モータ軸４１を一方方向に回転させる。このため、出力軸５１および回転軸１２が軸線Ｌ周りの時計回りＣＷに回転するので、シャッター１１は、回転軸１２に巻き取られ、開方向Ｏに移動する。これに対して、操作盤１５で閉ボタン１５２が押されると、その旨の信号が制御部１６から駆動制御部２０に出力され、駆動制御部２０は、モータ軸４１を他方方向に回転させる。このため、出力軸５１および回転軸１２が軸線Ｌ周りの反時計回りＣＣＷに回転するので、シャッター１１は、回転軸１２から繰り出され、閉方向Ｃに移動する。また、シャッター１１が開方向に移動中、あるいは閉方向に移動中、操作盤１５で停止ボタン１５３が押されると、その旨の信号が制御部１６から駆動制御部２０に出力され、駆動制御部２０は、モータ軸４１の回転を停止させ、シャッター１１を停止させる。また、操作盤１５で停止ボタン１５３が押されると、制御部１６は、電磁ブレーキユニット３０を作動させ、シャッター１１を停止させる。

ここで、回転軸１２には、シャッター１１の自重に抗する付勢力を発生させるコイルバネ等からなるアシストバネ１７が接続されており、回転軸１２はシャッター１１を巻き取る（開方向Ｏ）に付勢されている。このため、シャッター１１の移動に伴って、アシストバネ１７の付勢力がシャッター１１の自重より大となった場合、ブラシレスモータ４０のモータ軸４１には、一方方向に回転する負荷が印加される。例えば、シャッター１１が開方向Ｏの途中位置Ｐまでは、アシストバネ１７の付勢力がシャッター１１の自重以下であるため、ブラシレスモータ４０のモータ軸４１には、一方方向に回転する負荷が印加されないが、シャッター１１が途中位置Ｐよりさらに開方向Ｏに移動すると、アシストバネ１
７の付勢力がシャッター１１の自重を超えるため、ブラシレスモータ４０のモータ軸４１には、一方方向に回転する負荷が印加されることになる。

従って、以下の説明では、モータ軸４１の回転方向のうち、アシストバネ１７からの負荷が印加される一方方向（シャッター１１を開方向Ｏに駆動する方向）を本発明における「第１方向」とし、アシストバネ１７からの負荷が印加される側とは反対方向（他方方向の回転、シャッター１１を閉方向Ｃに駆動する方向）を本発明における「第２方向」として説明する。

（ブラシレスモータ４０に対する駆動制御系の電気的構成）
図１（ｂ）に示すように、ブラシレスモータ４０は、モータ軸４１およびロータマグネット４２を備えたロータ４３、複数の駆動コイル４５を備えたステータ４４、およびロータマグネット４２の回転に対応する位置検出信号（ＦＧ信号）を生成する磁気センサ素子４７を備えている、本形態において、ステータ４４は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つの駆動コイル４５を備えている。また、磁気センサ素子４７は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応して３つ設けられている。

また、駆動制御部２０は、コントローラ２１と、コントローラ２１の指令の下、ブラシレスモータ４０を駆動する駆動用ＩＣ２２とを備えている。駆動用ＩＣ２２は、駆動コイル４５とコネクタ２３を介して電気的に接続されており、駆動コイル４５に駆動電流を供給する。また、駆動用ＩＣ２２は、磁気センサ素子４７とコネクタ２４を介して電気的に接続されており、磁気センサ素子４７での検出結果が入力される。コントローラ２１と駆動用ＩＣ２２とは信号線を介して電気的に接続されており、コントローラ２１は、後述する速度指示周波数Ｔｓｊに対応する電圧Ｖｓや、ロータ４３の回転方向を指令する信号Ｆ／Ｒ等を駆動用ＩＣ２２に出力する。また、駆動用ＩＣ２２は、コントローラ２１に磁気センサ素子４７での検出結果ＦＧを出力する。

駆動制御部２０には、図１（ａ）に示す制御部１６から、シャッター１１の移動速度に対応するロータ４３の回転速度に対応する速度指示周波数Ｔｓｊ、およびロータ４３の回転方向を指令する回転方向指示信号Ｄｉｒが出力される。また、駆動制御部２０には、図１（ａ）に示す制御部１６から、負荷位置を指示する位置信号Ｓｐが出力される。かかる位置信号Ｓｐは、図１（ａ）に示す途中位置Ｐよりシャッター１１が開方向にあるか否を示す情報であり、シャッター１１に開方向Ｏの負荷が印加されているか否かの情報を含んでいる。また、コントローラ２１から制御部１６には磁気センサ素子４７での検出結果ＦＧが出力される。

また、チューブラモータ１０では、制御部１６から、コントローラ２１および駆動用ＩＣ２２の駆動電圧Ｖｃｃ、グランド電位ＧＮＤ、ブラシレスモータ４０の駆動に用いるモータ電源Ｖｍ、および電磁ブレーキユニット３０を制御するブレーキ駆動電圧Ｂｒ等が供給されている。

ここで、コントローラ２１は、ＣＰＵや各種メモリを有しており、メモリに格納されている動作プログラムに基づいて、図２〜図５を参照して以下に説明する処理を行う。

（ブラシレスモータ４０に対する制御方法）
図２は、本発明を適用したブラシレスモータ４０の制御方法のフローチャートである。図３は、本発明を適用したブラシレスモータ４０の制御方法において処理を終了するときの処理を示すフローチャートである。

図１を参照して説明した電動シャッター装置１において、操作盤１５に対して開ボタン
１５１および閉ボタン１５２のいずれかが押されると、図２に示すステップＳＴ１で処理がスタートし、ステップＳＴ２において、エラーポート（図示せず）のオフや回転方向の設定等の初期設定が行われる。次に、ステップＳＴ３において速度指令電圧Ｖｓを０Ｖに設定した後、ステップＳＴ４において電磁ブレーキユニット３０が解除されているか判断する。ステップＳＴ４において電磁ブレーキユニット３０が解除されていないと判断したときには、電磁ブレーキユニット３０が解除されるまで、ステップＳＴ３、４を行う。

ステップＳＴ４に電磁ブレーキユニット３０が解除されていると判断したときには、ステップＳＴ５において、回転方向の指令が開方向および閉方向の何れかを判断する。ステップＳＴ５において、回転方向の指令が第２方向（閉方向）である場合には、第２方向駆動工程を行う。

ここで、第２方向の駆動の場合には、ロータ４３に第２方向の外部負荷が印加されていないので、ステップＳＴ６において回転方向の指令を駆動用ＩＣ２２に出力する。その結果、コントローラ２１は、ステップＳＴ７において、図４を参照して後述するサーボ処理を行いながら、ロータ４３が第２方向に回転するようにブラシレスモータ４０を駆動する。かかる駆動の際、速度指令電圧Ｖｓが変更になるので、ステップＳＴ８では、新たなに設定された速度指令電圧Ｖｓを駆動用ＩＣ２２に出力する。その結果、ブラシレスモータ４０では、ロータ４３が第２方向に回転する。

そして、ステップＳＴ９において駆動電流が１Ａを超えているか否かを判断し、駆動電流が１Ａを超えていると判断した場合、図３に示す異常停止処理によって処理を停止する。すなわち、図３に示す異常停止処理では、まず、ステップＳＴ９１において速度指令電圧Ｖｓを０Ｖに設定した後、ステップＳＴ９２においてエラーポート（図示せず）をオンにして、異常が発生したことを制御部１６に出力し、ステップＳＴ９３において異常停止を行う。

ステップＳＴ９において駆動電流が１Ａを超えていないと判断した場合、ステップＳＴ１０において通電時間が４０秒を超えたか否かを判断する。ステップＳＴ１０において通電時間が４０秒を超えたと判断したときには、図３に示す異常停止処理を行う。これに対して、ステップＳＴ１０において通電時間が４０秒を超えていないと判断したときには、ステップＳＴ１１において電磁ブレーキユニット３０が解除された状態にあるか否かを判断する。ステップＳＴ１１において電磁ブレーキユニット３０が解除されている状態と判断したときには、再びステップＳＴ７に戻って前記した処理を行う。これに対して、ステップＳＴ１１において電磁ブレーキユニット３０が解除されていない状態（電磁ブレーキユニット３０が作動している状態）と判断したときには、シャッター１１の駆動を終了し、ステップＳＴ３に戻り、操作盤１５に対して開ボタン１５１および閉ボタン１５２が押されるまで待機する。

（第１方向駆動工程）
ステップＳＴ５において、回転方向の指令が第２方向（閉方向）である場合、第１方向駆動工程を行う。ここで、第１方向の駆動の場合には、ロータ４３に第１方向の外部負荷が印加されている場合があるので、ステップＳＴ２１において、位置信号Ｓｐに基づいて、シャッター１１の位置がロータ４３に第１方向の外部負荷が印加されている位置か否かを確認する。ステップＳＴ２１において、シャッター１１の位置がロータ４３に第１方向の外部負荷が印加されている位置でないと判断したときには、ステップＳＴ２２において、回転方向が第１方向である旨の信号を駆動用ＩＣ２２に出力した後、ステップＳＴ７においてサーボ処理を開始する。

これに対して、シャッター１１の位置がロータ４３に第１方向の外部負荷が印加されて
いる位置であると判断したときには、ステップＳＴ２３において、第１方向の駆動を開始せずに、０．２秒の間にロータ４３の回転を検出する回転検出処理を行う。かかる回転検出処理は、ステップＳＴ２４において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周波数が２０Ｈｚ（しきい値）未満か否かによって行われる。ステップＳＴ２４において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周波数が２０Ｈｚ（しきい値）未満である場合、外部負荷によってロータ４３が回転していないとして、ステップＳＴ２５において、０・２秒の待機時間を待ってから、ステップＳＴ２２において、回転方向が第１方向である旨の信号を駆動用ＩＣ２２に出力し、その後、ステップＳＴ７においてサーボ処理を開始する。

これに対して、ステップＳＴ２４において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周波数が２０Ｈｚ（しきい値）以上である場合、外部負荷によってロータ４３が第１方向に回転しているとして、ステップＳＴ４０において、ロータ４３に制動力を印加した後、指定された速度指令電圧Ｖｓを駆動用ＩＣ２２に出力し、ロータ４３の駆動を開始する。

本形態において、制動力の印加は、図５を参照して後述するように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つの駆動コイル４５の少なくとも１つの駆動コイルの端子を短絡させる。その際、３つの駆動コイル４５の２つの駆動コイルの端子を短絡させてもよいし、３つの駆動コイル４５の全ての駆動コイルの端子を短絡させてもよい。いずれも場合も、ロータ４３を外部負荷が第１方向に回転させようとするトルクに抗する制動力を発生させることができる。また、シャッター１１の自重、アシストバネ１７の付勢力、チューブラモータ１０のパワーに応じて、短絡させる駆動コイル４５の数を適正に設定すれば、ロータ４３を外部負荷が第１方向に回転させようとするトルクに抗する制動力を適正な大きさとすることができる。

このようにして制動力を印加した後、ステップＳＴ２７において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周波数が２０Ｈｚ未満か否かを判断する。ステップＳＴ２７において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周波数が２０Ｈｚ未満であると判断した場合、制動力を印加したため、外部負荷によってロータ４３が回転していないとして、ステップＳＴ２８において、速度指令電圧Ｖｓを０Ｖに設定した後、ステップＳＴ２９において１００ｍ秒待機し、その後、ステップＳＴ２２において、回転方向が第１方向である旨の信号を駆動用ＩＣ２２に出力した後、ステップＳＴ７においてサーボ処理を開始する。

これに対して、ステップＳＴ２７において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周波数が２０Ｈｚ以上であると判断した場合、ステップＳＴ３０において、通電中か否かを判断し、通電中であれば、図３に示す異常停止処理を行う。ステップＳＴ３０において、通電中でないと判断した場合、ステップＳＴ３１において、電磁ブレーキユニット３０が解除されているかを判断する。

ステップＳＴ３１において電磁ブレーキユニット３０が解除されていると判断したときには、再び、ステップＳＴ４０において、ロータ４３に制動力を印加する。これに対して、ステップＳＴ３１において電磁ブレーキユニット３０が解除されていないと判断したときには、シャッター１１の駆動を終了し、ステップＳＴ３に戻り、操作盤１５に対して開ボタン１５１および閉ボタン１５２が押されるまで待機する。

（ブラシレスモータ４０でのサーボ制御）
図４は、本発明を適用したブラシレスモータ４０の制御方法においてブラシレスモータ４０の回転速度を制御するときの処理を示すフローチャートである。

図２に示すステップＳＴ７において、ロータ４３に対して回転速度を制御するには、図４に示すように、ステップＳＴ７１で処理を開始した後、まず、ステップＳＴ７２で周期計測を行って速度指示周波数Ｔｓｊを得た後、ステップＳＴ７３において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周期計測を行った周波数Ｔｆｇを得る。次に、ステップＳＴ７４において、速度指令電圧Ｖｓが０Ｖであるか否かを判断する。ステップＳＴ７４において、速度指令電圧Ｖｓが０Ｖであると判断した場合、ステップＳＴ７５において、速度指令電圧Ｖｓを初期値に設定し、ステップＳＴ７６において処理を終了する。

これに対して、ステップＳＴ７４において、速度指令電圧Ｖｓが０Ｖでないと判断した場合、ステップＳＴ８１において、速度指示周波数Ｔｓｊと信号ＦＧの周波数Ｔｆｇとを比較する。

ステップＳＴ８１において、速度指示周波数Ｔｓｊと信号ＦＧの周波数Ｔｆｇとが等しい場合、ステップＳＴ８２に速度指令電圧Ｖｓを現状の値のままにしてステップＳＴ７６において処理を終了する。

ステップＳＴ８１において、速度指示周波数Ｔｓｊより信号ＦＧの周波数Ｔｆｇが高い場合、ステップＳＴ８３において、速度指令電圧Ｖｓを所定の定数、低下させる。そして、ステップＳＴ８４において、変更した速度指令電圧Ｖｓが最小値未満であるか否かを判断し、最小値未満の場合、ステップＳＴ８５におい、速度指令電圧Ｖｓを最小値に設定し、ステップＳＴ７６において処理を終了する。これに対して、ステップＳＴ８４において、変更した速度指令電圧Ｖｓが最小値未満でないと判断した場合、ステップＳＴ７６において処理を終了する。

ステップＳＴ８１において、速度指示周波数Ｔｓｊより信号ＦＧの周波数Ｔｆｇが低い場合、ステップＳＴ８６において、速度指令電圧Ｖｓを所定の定数、増大させる。そして、ステップＳＴ８７において、変更した速度指令電圧Ｖｓが最大値を超えるか否かを判断し、最大値を超える場合、ステップＳＴ８８において、速度指令電圧Ｖｓを最大値に設定し、ステップＳＴ７６において処理を終了する。これに対して、ステップＳＴ８７において、変更した速度指令電圧Ｖｓが最大値を超えないと判断した場合、ステップＳＴ７６において処理を終了する。

（制動力の設定方法）
図５は、本発明を適用したブラシレスモータ４０の制御方法においてロータ４３に印加する制動力の設定方法を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、制動力を設定する処理を示すフローチャート、および制動力を印加する期間の説明図である。

図２に示すステップＳＴ４０において、ロータ４３に制動力を印加するにあたって、本形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つの駆動コイル４５の少なくとも１つの駆動コイルの端子を短絡させる。その際、３つの駆動コイル４５の２つの駆動コイルの端子を短絡させてもよいし、３つの駆動コイル４５の全ての駆動コイルの端子を短絡させてもよい。いれずれも場合も、本形態では、図５（ｂ）に示すように、制動力を一定周期をもって間欠的に印加するとともに、印加する期間（印加期間）Ｔａ１を変化さることによって制動力を調整する。

本形態では、図５（ａ）において、ステップＳＴ４１において処理を開始した後、ステップＳＴ４１において印加期間Ｔａ１を初期値に設定する。そして、ステップＳＴ４３では、周期計測を行って速度指示周波数Ｔｓｊを得た後、ステップＳＴ４４では、速度指示周波数Ｔｓｊが最小値未満であるか否かを判断し、速度指示周波数Ｔｓｊが最小値未満で
あると判断した場合、ステップＳＴ４５においては、速度指示周波数Ｔｓｊを最小値に設定する。これに対して、速度指示周波数Ｔｓｊが最小値未満でないと判断した場合、速度指示周波数Ｔｓｊを現在の値とする。次に、ステップＳＴ４６において、磁気センサ素子４７から出力される信号ＦＧの周期計測を行った周波数Ｔｆｇを得る。

次に、ステップＳＴ４７において、速度指示周波数Ｔｓｊと信号ＦＧの周波数Ｔｆｇとを比較する。

ステップＳＴ４７において、速度指示周波数Ｔｓｊと信号ＦＧの周波数Ｔｆｇとが等しい場合、ステップＳＴ４８において、印加期間Ｔａ１を現状の値のままにして、ステップＳＴ４９において、速度指令電圧Ｖｓを出力した後、ステップＳＴ５０において処理を終了する。

ステップＳＴ４７において、速度指示周波数Ｔｓｊより信号ＦＧの周波数Ｔｆｇが高い場合、ステップＳＴ５１において、印加期間Ｔａ１を所定の定数、延長する。そして、ステップＳＴ５２において、変更した印加期間Ｔａ１が最大値を超えるか否かを判断し、最大値を超える場合、ステップＳＴ５３において、印加期間Ｔａ１を最大値に設定し、最大値を超えない場合、印加期間Ｔａ１を現状の値のままにする。そして、ステップＳＴ４９において、速度指令電圧Ｖｓを出力した後、ステップＳＴ５０において処理を終了する。

ステップＳＴ４７において、速度指示周波数Ｔｓｊより信号ＦＧの周波数Ｔｆｇが低い場合、ステップＳＴ５５において、印加期間Ｔａ１を所定の定数、短縮させる。そして、ステップＳＴ５６において、変更した印加期間Ｔａ１が最小値未満である否かを判断し、最小値未満であると判断した場合、ステップＳＴ５７において、印加期間Ｔａ１を最小値に設定し、最小値未満でない場合、印加期間Ｔａ１を現状の値のままにする。そして、ステップＳＴ４９において、速度指令電圧Ｖｓを出力した後、ステップＳＴ５０において処理を終了する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、外部から第１方向に回転させる負荷が加わっているロータ４３を第１方向に回転駆動する際、駆動コイル４５への給電を開始する前に、ロータ４３の回転を検出する回転検出処理を行い、ロータ４３の回転速度がしきい値以上である場合には、ロータに制動力を印加する。このため、ロータ４３が目標速度以上の速度で回転することを抑制することができる。また、回転検出処理では、位置検出用信号生成用の磁気センサ素子４７を用いるため、エンコーダ等の位置センサやタコジェネレータ等の回転センサを設ける必要がない。それ故、コストの低減を図ることができる。

また、本形態において、制動力は、複数の駆動コイル４５のうち、少なくとも１つの駆動コイル４５の両端を短絡させることにより発生させる。このため、駆動コイル４５に対する通電を制御することにより制動力を発生させることができるという利点がある。

また、本形態において、ロータ４３に制動力を印加するにあたっては、ロータ４３を第１方向に回転駆動する際の指令速度と磁気センサ素子４７によって検出したロータ４３の回転速度とを比較し、指令速度と回転速度との比較結果に基づいて制動力の大きさを変更する。このため、ロータ４３に適正な制動力を印加することができる。

また、ロータ４３を第１方向とは反対の第２方向に回転駆動する第２方向駆動工程では、回転検出処理を行わずに、ロータ４３を第２方向に回転駆動する駆動電流を複数の駆動コイル４５に供給する。このため、処理数を減らすことができるので、制御の負荷を軽減することができる。

また、本形態では、駆動電流を複数の駆動コイル４５に供給した後、磁気センサ素子４７の検出結果に基づいて、ロータ４３の回転を検出し、ロータ４３の回転速度が速度指示値より低い場合には、駆動電流を増大させ、ロータ４３の回転速度が速度指示値より低い場合には、駆動電流を減小させる。このため、実際の回転速度を駆動電流にフィードバックすることができるので、ロータ４３の回転速度を速度指示値に近づけることができる。

また、本形態において、ロータ４３は、電動シャッター装置１において減速歯車ユニット５０（減速輪列）を介してシャッター巻き取り用の回転軸１２に連結されている。かかる構成の場合、ロータ４３には、シャッター１１の自重や、シャッター巻き取り用の回転軸（巻き取り軸）に接続されたアシストバネ１７（付勢部材）の付勢力が、ロータ４３を第１方向に回転させる外部負荷として加わることになるが、その場合でも、ロータ４３が目標速度以上の速度で回転することを抑制することができる。

（他の実施の形態）
上記実施の形態では、駆動コイル４５の両端を短絡させることにより制動力を発生させたが、電磁ブレーキユニット３０を利用して制動力を印加してもよい。

上記実施の形態では、アシストバネ１７（付勢部材）の付勢力が、ロータ４３を第１方向に回転させる外部負荷として加わる電動シャッター装置１に本発明を適用したが、シャッター１１の自重が、ロータ４３を第１方向に回転させる外部負荷として加わる電動シャッター装置１に本発明を適用してもよい。この場合、第１方向はシャッター１１の閉方向となる。

１・・電動シャッター装置、１０・・チューブラモータ、１１・・シャッター、１２・・回転軸、１５・・操作盤、１６・・制御部、１７・・アシストバネ、２０・・駆動制御部、２１・・コントローラ、３０・・電磁ブレーキユニット、４０・・ブラシレスモータ、４２・・ロータマグネット、４３・・ロータ、４４・・ステータ、４５・・駆動コイル、４７・・磁気センサ素子、５０・・減速歯車ユニット、Ｃ・・閉方向（第２方向）、Ｏ・・開方向（第１方向）、Ｄｉｒ・・回転方向指示信号、ＦＧ・・磁気センサ素子で検出された信号、Ｓｐ・・位置信号、Ｔａ１・・印加期間、Ｔｆｇ・・磁気センサ素子で検出された信号の周波数、Ｔｓｊ・・速度指示周波数、Ｖｓ・・速度指令電圧

Claims (5)

1. ロータマグネットを備えたロータ、複数の駆動コイルを備えたステータ、および前記ロータマグネットの回転に対応する位置検出信号を生成する磁気センサ素子を備えたブラシレスモータの制御方法であって、
   外部から第１方向に回転させる負荷が加わっている前記ロータを前記第１方向に回転駆動する第１方向駆動工程では、前記駆動コイルへの給電を開始する前に、前記磁気センサ素子の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を検出する回転検出処理を行い、当該回転検出処理での検出結果において前記ロータの回転速度がしきい値未満である場合には、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給し、前記ロータの回転速度が前記しきい値以上である場合には、前記ロータに制動力を印加し、
   前記制動力は、前記複数の駆動コイルのうち、少なくとも１つの駆動コイルの両端を短絡させることにより発生させ、
   前記ロータに前記制動力を印加するにあたっては、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する際の指令速度と前記磁気センサ素子によって検出した前記ロータの回転速度とを比較し、前記指令速度と前記回転速度との比較結果に基づいて前記制動力の大きさを変更することを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
2. 前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転駆動する第２方向駆動工程では、前記回転検出処理を行わずに、前記ロータを前記第２方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御方法。
3. 前記駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給した後、前記磁気センサ素子の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を検出し、
   前記ロータの回転速度が速度指示値より低い場合には、前記駆動電流を増大させ、
   前記ロータの回転速度が前記速度指示値より低い場合には、前記駆動電流を減小させることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータの制御方法。
4. 前記ロータは、減速輪列を介してシャッター巻き取り用の回転軸に連結されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のブラシレスモータの制御方法。
5. ロータマグネットを備えたロータ、複数の駆動コイルを備えたステータ、および前記ロータマグネットの回転に対応する位置検出信号を生成する磁気センサ素子を備えたブラシレスモータの制御方法であって、
   外部から第１方向に回転させる負荷が加わっている前記ロータを前記第１方向に回転駆動する第１方向駆動工程では、前記駆動コイルへの給電を開始する前に、前記磁気センサ素子の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を検出する回転検出処理を行い、当該回転検出処理での検出結果において前記ロータの回転速度がしきい値未満である場合には、前記ロータを前記第１方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給し、前記ロータの回転速度が前記しきい値以上である場合には、前記ロータに制動力を印加し、
   前記制動力は、前記複数の駆動コイルのうち、少なくとも１つの駆動コイルの両端を短絡させることにより発生させ、
   前記ロータを前記第１方向とは反対の第２方向に回転駆動する第２方向駆動工程では、前記回転検出処理を行わずに、前記ロータを前記第２方向に回転駆動する駆動電流を前記複数の駆動コイルに供給することを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
   

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