WO2024029456A1 - モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法 - Google Patents

モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法 Download PDF

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WO2024029456A1
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WO
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phase
motor
drive control
pwm
signal
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PCT/JP2023/027725
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English (en)
French (fr)
Inventor
政人 青木
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive control device, a motor unit, and a motor drive control method.
  • the motor when driving a motor, it is known that the motor can be driven efficiently by matching the phase of the induced voltage of the coil and the phase of the coil current (phase current) for each phase of the motor.
  • Patent Document 1 discloses a method of adjusting the phase of the coil drive voltage with respect to the phase of the motor coil current. Specifically, the motor drive control device disclosed in Patent Document 1 stops the drive voltage of the coil to determine the point at which the induced voltage generated in the coil of a predetermined phase of the motor becomes zero (voltage zero cross point). A detection interval is provided before and after the induced voltage, and by comparing the magnitude of the terminal voltage of the coil and the threshold voltage in the detection interval, the phase of the induced voltage of the coil is detected, and the phase of the drive voltage is detected. I'm trying to adjust it.
  • the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive control device, a motor unit, and a control method for a motor drive control device that can reduce fluctuations in rotational speed due to phase adjustment. shall be.
  • a motor drive control device includes a control circuit that generates a drive control signal that is a PWM signal for controlling the drive of a motor having at least one phase of coils; a motor drive unit that outputs a drive signal to the motor according to the control circuit, and the control circuit is configured to perform a control circuit based on a phase difference between an induced voltage in a coil of a predetermined phase of the motor and a coil current of the predetermined phase.
  • a phase adjustment control section for determining a phase adjustment amount by advance control or retardation control of the coil current; and for adjusting a PWM duty of the PWM signal according to the phase adjustment amount determined by the phase adjustment control section.
  • a PWM duty adjustment section that determines a PWM duty adjustment amount
  • a drive control signal generation section that generates the drive control signal based on an external drive command, the phase adjustment amount, and the PWM duty adjustment amount; , has.
  • a motor drive control device it is possible to provide a motor drive control device, a motor unit, and a control method for a motor drive control device that can reduce fluctuations in rotational speed due to phase adjustment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a motor unit 100 including a motor drive control device 1 according to the present embodiment.
  • 3 is a diagram for explaining an example of a method of calculating a PWM duty adjustment amount Sa in a PWM duty adjustment section 30.
  • FIG. FIG. 1 is a diagram showing a specific configuration example of a motor unit 100 including a motor drive control device 1 according to the present embodiment. It is a flowchart which shows an example of the flow of PWM duty adjustment in motor drive control device 1 concerning this embodiment.
  • a motor drive control device (1) generates a drive control signal (Sd ), and a motor drive unit (3) that outputs a drive signal to the motor in accordance with the drive control signal, and the control circuit is configured to generate a signal of a predetermined phase of the motor.
  • phase adjustment control unit (20) that determines a phase adjustment amount (S2) by advance angle control or retard angle control of the coil current based on a phase difference between the induced voltage of the coil and the coil current of the predetermined phase; a PWM duty adjustment section (30) that determines a PWM duty adjustment amount (Sa) for adjusting the PWM duty of the PWM signal according to the phase adjustment amount determined in the phase adjustment control section; Sc), and a drive control signal generation section (40) that generates the drive control signal based on the phase adjustment amount and the PWM duty adjustment amount.
  • the PWM duty adjustment section reduces the PWM duty of the PWM signal when the phase adjustment control section determines to perform advance angle control. If the phase adjustment control unit determines to perform retard control, the PWM duty adjustment amount may be determined to increase the PWM duty of the PWM signal.
  • the PWM duty adjustment section adjusts the PWM duty corresponding to the phase adjustment amount based on a unit adjustment amount of PWM duty per unit angle of phase adjustment. It is also possible to determine the amount of adjustment.
  • the drive control signal generation section may include a waveform table for generating the drive control signal.
  • a motor unit (100) according to a typical embodiment of the present invention includes the motor drive control device (1) according to any one of [1] to [4] above, and the motor (5). ).
  • a motor drive control method includes: a control circuit that generates a drive control signal that is a PWM signal for controlling the drive of a motor having at least one phase of coil;
  • a motor drive control method using a motor drive control device comprising: a motor drive section that outputs a drive signal to the motor in accordance with a drive control signal, the control circuit inducing a coil of a predetermined phase of the motor; a first step of determining a phase adjustment amount by advance angle control or retard angle control of the coil current based on a phase difference between the voltage and the coil current of the predetermined phase; and the phase determined in the first step.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a motor unit 100 including a motor drive control device 1 according to the present embodiment.
  • a motor unit 100 shown in FIG. 1 includes a motor 5, a position detector 6, and a motor drive control device 1.
  • the motor drive control device 1 includes a motor drive section 3 that outputs a drive signal to the motor 5, and a control circuit 2 that outputs a drive control signal Sd to the motor drive section 3. .
  • the drive control signal Sd is a PWM signal for controlling the drive of the motor 5.
  • the control circuit 2 includes a drive command analysis section 10, a phase adjustment control section 20, a PWM duty adjustment section 30, and a drive control signal generation section 40.
  • the drive command analysis unit 10 analyzes the target rotational speed specified by a drive command signal (an example of a drive command) Sc input from the outside. For example, when the drive command signal Sc is a PWM signal having a duty ratio corresponding to the target rotational speed, the drive command analysis section 10 analyzes the duty ratio of the drive command signal Sc, and calculates the rotational speed corresponding to the duty ratio. The information is output to the drive control signal generation section 40 as the target rotational speed S1.
  • the phase adjustment control unit 20 determines a phase adjustment amount S2 by advance angle control or retard angle control of the coil current based on the phase difference between the induced voltage of the coil of a predetermined phase of the motor 5 and the coil current of a predetermined phase. .
  • the motor drive control device 1 of this embodiment is designed to improve the driving efficiency of the motor 5 by adjusting the induced voltage of the coil of a predetermined phase of the motor 5 and the coil current of a predetermined phase of the motor 5. It has a function of adjusting the energization timing of the motor 5 so that the phases match with each other (hereinafter also referred to as "phase adjustment function").
  • the phase adjustment control unit 20 uses a phase adjustment function to determine a phase adjustment amount S2 by advance angle control or retard angle control of the coil current.
  • the PWM duty adjustment section 30 adjusts the on period (also referred to as "PWM duty” in this specification) of the drive control signal (PWM signal) Sd according to the phase adjustment amount S2 determined by the phase adjustment control section 20. Determine the PWM duty adjustment amount Sa.
  • the PWM duty adjustment section 30 suppresses the amount of increase in the rotational speed of the motor 5, and retards the coil current using the phase adjustment amount S2.
  • the PWM duty adjustment amount Sa is determined so as to suppress the amount of decrease in the rotational speed of the motor 5.
  • the PWM duty adjustment section 30 decreases the PWM duty of the PWM signal when the phase adjustment control section 20 determines to perform advance angle control, and decreases the PWM duty of the PWM signal when it is determined to perform retarded angle control.
  • a PWM duty adjustment amount Sa is determined to increase the PWM duty of the PWM signal.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a method for calculating the PWM duty adjustment amount Sa in the PWM duty adjustment section 30.
  • the PWM duty adjustment unit 30 sets the PWM duty adjustment amount Sa to "+ ⁇ " (degrees) when the phase adjustment amount S2 is “+ ⁇ ” (degrees). (- ⁇ ) ⁇ 0.25” (%).
  • the PWM duty adjustment unit 30 adjusts the PWM duty when the phase adjustment amount S2 is "- ⁇ " (degrees).
  • the amount Sa is determined as "(+ ⁇ ) ⁇ 0.25" (%). Note that "0.25" is an example of the unit adjustment amount of the PWM duty per unit angle (1 degree of electrical angle) of phase adjustment.
  • the unit adjustment amount of PWM duty per unit angle of phase adjustment is 0.25%, but the unit adjustment amount of PWM duty per unit angle of phase adjustment is 0.25%.
  • Different values can be used depending on the drive pattern generated by the drive control signal Sd.
  • the PWM duty unit adjustment amount of 0.25% per unit angle of phase adjustment shown in FIG. 2 is an example, and can be set to an appropriate value according to the specifications of the motor 5.
  • the PWM duty adjustment section 30 Upon receiving the phase adjustment amount S2 determined by the phase adjustment control section 20, the PWM duty adjustment section 30 determines whether the phase adjustment amount S2 is due to advance angle control or retard angle control, and performs the process as shown above. Using the calculation method described above, the PWM duty adjustment amount Sa (%) corresponding to the phase adjustment amount S2 is calculated and determined. The PWM duty adjustment section 30 outputs the determined PWM duty adjustment amount Sa to the drive control signal generation section 40.
  • the drive control signal generation unit 40 generates the drive control signal Sd based on the target rotational speed S1, the phase adjustment amount S2, and the PWM duty adjustment amount Sa.
  • the drive control signal generation unit 40 specifies the PWM cycle and PWM duty of the PWM signal so that the rotation speed of the motor 5 becomes the target rotation speed S1, and also adjusts the output timing of the PWM signal according to the phase adjustment amount S2.
  • the PWM duty of the PWM signal is adjusted according to the PWM duty adjustment amount Sa, and the PWM signal with the adjusted PWM duty is output to the motor drive section 3 as the drive control signal Sd at the adjusted output timing.
  • a position detector 6 is provided at a predetermined position of the motor 5 to generate a position detection signal Shu corresponding to the rotation of the rotor of the motor 5.
  • the position detection signal Shu is inputted from the position detector 6 to the drive control signal generation section 40 .
  • the drive control signal generation section 40 can implement a feedback control function using the position detection signal Shu input from the position detector 6.
  • the drive control signal generation unit 40 calculates the actual rotation speed of the motor 5 based on the position detection signal Shu, and calculates the actual rotation speed of the motor 5 based on the position detection signal Shu.
  • the drive control signal Sd for the motor 5 may be generated by performing feedback control (for example, PID (Proportional-Integral-Differential) control) so that the rotational speed Sd matches the target rotational speed S1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of a motor unit 100 including the motor drive control device 1 according to the present embodiment.
  • the motor unit 100 shown in FIG. 3 includes a motor 5, a position detector 6, and a motor drive control device 1.
  • FIG. 3 shows a more specific configuration example of the motor drive control device 1 and motor 5 shown in FIG. 1.
  • the motor 5 is a motor that has at least one coil.
  • the motor 5 is, as a specific example, a brushless DC motor having three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) coils (windings) Lu, Lv, and Lw.
  • the position detector 6 is a functional component that generates a position detection signal Shu in accordance with the rotation of the rotor of the motor 5.
  • the position detector 6 is, for example, a Hall element.
  • the Hall element detects the magnetic poles of the rotor, generates a Hall signal whose voltage changes according to the rotation of the rotor, and outputs it to the motor drive control device 1 as a position detection signal Shu.
  • one Hall element as the position detector 6 is arranged at a position corresponding to any one of the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw of the motor 5. . Therefore, the Hall signal output from the position detector 6 becomes a signal synchronized with the induced voltage of any one of the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw of the motor 5.
  • one Hall element as the position detector 6 is placed at a position corresponding to the U-phase coil Lu, as a specific example.
  • the position detection signal (Hall signal) Shu becomes a signal that is synchronized with the induced voltage of the U-phase coil Lu of the motor 5 and corresponds to the rotational position of the rotor of the motor 5.
  • the position detector 6 detects the rising edge of the output position detection signal (Hall signal) Shu from the zero cross point of the induced voltage of the U-phase coil Lu. It is placed at a position where it can be detected at a timing delayed by 30 electrical degrees.
  • the motor drive control device 1 uses a one-sensor drive method based on a position detection signal Shu from one position detector 6 (Hall element) provided at a position corresponding to the U-phase coil Lu.
  • the motor 5 is driven by a sine wave.
  • the motor drive control device 1 includes a control circuit 2, a motor drive section 3, and a phase voltage detection circuit 4.
  • the motor drive control device 1 receives DC voltage from an external DC power source (not shown).
  • the DC voltage is, for example, supplied to a power line (not shown) in the motor drive control device 1 via a protection circuit or the like, and is supplied to the control circuit 2 and motor drive unit 3 as power supply voltages Vdd1 and Vdd2 via the power line, respectively. is input.
  • the motor drive unit 3 is a circuit that drives the motor 5 based on a drive control signal Sd output from a control circuit 2, which will be described later.
  • the drive control signal Sd is a signal for controlling the drive of the motor 5.
  • the drive control signal Sd is a PWM signal for driving the motor 5 in a sine wave.
  • the motor drive unit 3 rotates the motor 5 by switching the connection of the coil of the motor 5 between the power supply voltage Vdd2 and the ground potential GND based on the drive control signal Sd, thereby switching the direction of the coil current.
  • the motor drive unit 3 includes high-side switches QuH, QvH, QwH and low-side switches QuL, QvL, which are provided corresponding to the coils Lu, Lu, and Lw of each phase of the motor 5 and are connected in series with each other. , QwL.
  • the motor drive section 3 turns on and off the high side switches QuH, QvH, QwH and the low side switches QuL, QvL, QwL according to the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl as the drive control signal Sd. to switch the current direction of each coil Lu, Lv, Lw.
  • the high-side switches QuH, QvH, and QwH are P-channel MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors), and the low-side switches QuL, QvL, and QwL are N-channel MOSFETs.
  • the high-side switches QuH, QvH, QwH and the low-side switches QuL, QvL, QwL may be other types of power transistors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
  • parasitic diodes are formed in each transistor as high-side switches QuH, QvH, QwH and low-side switches QuL, QvL, QwL, and these diodes are used to return the coil current to power supply voltage Vdd2 or ground potential GND. Functions as a diode.
  • the motor drive unit 3 may include a predrive circuit for driving the high-side switch and low-side switch of each phase based on the drive control signal Sd. Further, as shown in FIG. 3, a sense resistor for detecting the current of the motor 5 may be connected to the ground potential GND side of the motor drive unit 3.
  • the phase voltage detection circuit 4 is a circuit for detecting the drive voltage of the coil of a predetermined phase of the motor 5.
  • the phase voltage detection circuit 4 detects, for example, the drive voltage Vu of the U-phase coil Lu and inputs it to the control circuit 2.
  • the phase voltage detection circuit 4 is, for example, a resistive voltage divider circuit connected between one end of a coil Lu to which the U-phase high-side switch QuH and low-side switch QuL are connected and the ground potential GND.
  • FIG. 3 shows an example of a configuration in which the drive voltage Vu of the U-phase coil Lu is divided by a resistive voltage divider circuit as the phase voltage detection circuit 4 and inputted to the control circuit 2.
  • the drive voltage Vu of the U-phase coil Lu may be directly input to the control circuit 2 without providing the circuit 4.
  • the control circuit 2 is a circuit for controlling the operation of the motor drive control device 1 in an integrated manner.
  • the control circuit 2 includes, for example, a processor such as a CPU, various storage devices such as RAM, ROM, and flash memory, a counter (timer), an A/D conversion circuit, a D/A conversion circuit, and a clock.
  • a processor such as a CPU
  • various storage devices such as RAM, ROM, and flash memory
  • an A/D conversion circuit such as an input/output interface circuit
  • D/A conversion circuit a D/A conversion circuit
  • a clock a clock
  • This is a program processing device having a configuration in which a generation circuit and peripheral circuits such as an input/output interface circuit are connected to each other via a bus or a dedicated line.
  • the control circuit 2 is a microcontroller (MCU).
  • MCU microcontroller
  • control circuit 2 and the motor drive unit 3 may be configured to be packaged as a single semiconductor integrated circuit (IC), or may be packaged as individual integrated circuits and mounted on a circuit board. They may be mounted and electrically connected to each other on a circuit board.
  • IC semiconductor integrated circuit
  • the control circuit 2 has a basic function of controlling energization of the motor 5 by generating a drive control signal Sd and providing it to the motor drive unit 3. Specifically, the control circuit 2 causes the motor 5 to be driven based on a drive command signal (an example of a drive command) Sc that is input from the outside (for example, a host device) and instructs a target value regarding the drive of the motor 5.
  • a drive control signal Sd is generated and given to the motor drive unit 3 so as to achieve the drive state specified by the command signal Sc.
  • control circuit 2 has a phase adjustment function in order to improve the driving efficiency of the motor 5.
  • the control circuit 2 includes, for example, a drive command analysis section 10, a phase adjustment control section 20, a PWM duty adjustment section 30, and a drive control signal generation section as functional sections for realizing each of the above-mentioned functions. It has a section 40.
  • Each of the above-described functional units of the control circuit 2 is realized, for example, by program processing of an MCU as the control circuit 2. Specifically, each of the above-mentioned functional units is implemented by a processor that makes up the MCU as the control circuit 2, which performs various calculations according to programs stored in the memory and controls various peripheral circuits that make up the MCU. Realized.
  • the drive command analysis unit 10 receives, for example, a drive command signal Sc output from a host device (not shown).
  • the drive command signal Sc is, for example, a speed command signal that instructs the target rotational speed of the motor 5.
  • the drive command analysis unit 10 analyzes the target rotation speed specified by the drive command signal Sc. For example, when the drive command signal Sc is a PWM signal having a duty ratio corresponding to the target rotational speed, the drive command analysis section 10 analyzes the duty ratio of the drive command signal Sc, and calculates the rotational speed corresponding to the duty ratio. The information is output to the drive control signal generation section 40 as the target rotational speed S1.
  • the phase adjustment control section 20 generates a phase adjustment amount S2 and outputs it to the PWM duty adjustment section 30 and the drive control signal generation section 40.
  • generation of the phase adjustment amount S2 in the phase adjustment control section 20 will be explained.
  • the phase adjustment control section 20 is a functional section that realizes the phase adjustment function of the motor 5, and includes a target point determination section 12, a phase voltage input section 13, a current zero cross point estimation section 14, and a phase adjustment determination section 15. are doing.
  • the phase adjustment function is a function for improving the driving efficiency of the motor 5.
  • the drive efficiency of the motor increases. For example, when a phase shift occurs between the U-phase coil current Iu and the induced voltage, the drive efficiency of the motor 5 decreases.
  • the motor drive control device 1 detects the shift (phase difference) between the U-phase coil current Iu and the induced voltage, and adjusts the energization timing of the motor 5 so that the phase difference becomes small. Execute the phase adjustment function to adjust.
  • the position detection signal (Hall signal) Shu output from the position detector 6 (Hall element) provided corresponding to the U-phase coil Lu is Using synchronization with the induced voltage of the coil Lu, the zero-crossing point of the induced voltage is detected and set as the target zero-crossing point of the U-phase coil current Iu.
  • the position detector 6 is placed at a position where the rising edge of the position detection signal Shu of the position detector 6 can be detected at a timing delayed by 30 electrical degrees from the zero cross point of the induced voltage of the U-phase coil Lu. Place it in advance. Thereby, the motor drive control device 1 can detect (estimate) the zero-crossing point of the induced voltage of the coil Lu by detecting the rising edge or falling edge of the position detection signal Shu.
  • the position detector 6 may be installed at a location where the phase difference between the timing at which the rising edge of the position detection signal Shu is detected and the zero cross point of the induced voltage of the U-phase coil Lu is known, and as described above.
  • the example is not limited to.
  • the target point determination section 12 detects a rising edge or a falling edge of the position detection signal Shu, and estimates the zero-crossing point of the induced voltage from at least one of the detected edges.
  • the target point determination unit 12 determines the estimated zero-crossing point of the induced voltage as the target point of the zero-crossing of the U-phase coil current Iu.
  • the target point determining unit 12 After determining the zero-crossing target point of the U-phase coil current Iu, the target point determining unit 12 sends information on the determined zero-crossing target point of the U-phase coil current Iu to the phase adjustment determining unit 15 as a target point determination signal St. Output.
  • the current zero-crossing point estimating unit 14 determines the timing when the drive voltage (phase voltage) of the coil of a predetermined phase (in this embodiment, U phase) becomes high level, and the timing corresponding to the predetermined phase.
  • the zero-crossing point of the coil current of a predetermined phase of the motor 5 is estimated based on the comparison result.
  • the phase voltage input unit 13 acquires the voltage value of a predetermined phase of the motor 5. For example, the phase voltage input unit 13 acquires the drive voltage Vu of the U-phase coil Lu detected by the phase voltage detection circuit 4, converts it into a digital value, and provides the digital value to the current zero-crossing point estimation unit 14.
  • the current zero cross point estimating unit 14 determines, for example, the timing at which the drive voltage Vu of the U-phase coil Lu applied from the phase voltage input unit 13 becomes high level, every cycle of the drive control signal Sd, which is a PWM signal.
  • the zero-crossing point of the U-phase coil current is estimated (detected) based on the fact that the order of the PWM signal Suu, which turns on and off the high-side switch QuH corresponding to the U-phase, becomes high level is switched.
  • the current zero-crossing point estimating section 14 uses the phase information of the zero-crossing point of the U-phase coil current Iu as a zero-crossing point detection signal Sct to output the phase adjustment determining section 15. Output to.
  • the phase adjustment determination unit 15 adjusts the estimated zero-crossing point of the U-phase coil current Iu to match the zero-crossing target point (the zero-crossing point of the induced voltage) of the U-phase coil current Iu. Then, the phase adjustment amount S2 of the U-phase coil current Iu is determined. Specifically, the timing of applying the drive voltage Vu to the U-phase coil Lu is adjusted (advanced angle control or retarded angle control is performed) so that the zero-crossing point of the U-phase coil current Iu coincides with the target point. The phase adjustment amount S2 required for this purpose is determined.
  • the phase adjustment determination unit 15 identifies the phase of the zero-crossing point of the U-phase coil current Iu based on the zero-crossing point detection signal Sct, and determines the zero-crossing target point of the U-phase coil current Iu based on the target point determination signal St. Identify the phase determined as .
  • the phase adjustment determining unit 15 determines the position between the zero-crossing target point of the U-phase coil current Iu determined by the target point determining unit 12 and the zero-crossing point of the U-phase coil current Iu estimated by the current zero-crossing point estimating unit 14. Based on the phase difference, it is determined whether phase adjustment of the U-phase coil current Iu is necessary.
  • the phase adjustment determining unit 15 estimates the current zero-crossing point from the phase of the zero-crossing target point of the U-phase coil current Iu (zero-crossing point of the induced voltage of the U-phase coil Lu) determined by the target point determining unit 12.
  • a phase difference is calculated by subtracting the phase of the zero cross point of the U-phase coil current Iu estimated by the unit 14.
  • the phase adjustment determination unit 15 instructs the drive control signal generation unit 40 to shift the output timing of the drive control signal Sd by a time corresponding to the phase difference.
  • the phase adjustment determination section 15 generates a phase adjustment amount S2 that instructs execution of desired advance angle control or retard angle control, and outputs it to the drive control signal generation section 40.
  • the phase adjustment determination unit 15 determines that the phase of the U-phase coil current Iu is set to the U-phase. It is determined that the phase of the induced voltage in the coil Lu is ahead of that of the U-phase coil current Iu, and the drive control signal generation unit 40 is instructed to perform retard control to delay the phase of the U-phase coil current Iu. For example, the phase adjustment determination unit 15 generates a phase adjustment amount S2 that is a signal instructing execution of retard control that retards the U-phase coil current Iu by a phase difference.
  • the phase adjustment determination unit 15 determines that the phase of the U-phase coil current Iu is induced in the U-phase coil Lu. It is determined that the phase of the U-phase coil current Iu lags behind the phase of the voltage, and the drive control signal generation unit 40 is instructed to execute advance control that advances the phase of the U-phase coil current Iu. For example, the phase adjustment determination unit 15 generates a phase adjustment amount S2, which is a signal instructing execution of advance control that advances the U-phase coil current Iu by a phase difference.
  • phase adjustment determination unit 15 determines that, for example, when the phase difference is within a predetermined range, the phase of the U-phase coil current Iu substantially matches the phase of the induced voltage of the U-phase coil Lu. Then, a phase adjustment amount S2 is generated, which is a signal instructing not to perform either advance angle control or retard angle control.
  • the phase adjustment determination section 15 outputs the generated phase adjustment amount S2 to the PWM duty adjustment section 30 and the drive control signal generation section 40.
  • the PWM duty adjustment section 30 Upon receiving the phase adjustment amount S2, the PWM duty adjustment section 30 generates a PWM duty adjustment amount Sa and outputs it to the drive control signal generation section 40.
  • a method of generating the PWM duty adjustment amount Sa in the PWM duty adjustment section 30 will be explained.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the flow of PWM duty adjustment.
  • the PWM duty adjustment unit 30 determines whether there is a phase adjustment by checking whether the phase adjustment amount S2 received from the phase adjustment control unit 20 is not zero (step S101). If the PWM duty adjustment unit 30 determines that there is no phase adjustment (step S101: NO), the process ends. In FIG. 4, when it is determined that there is no phase adjustment, the PWM duty adjustment unit 30 does not generate the PWM duty adjustment amount Sa, but may generate a PWM duty adjustment amount Sa indicating that the PWM duty is not adjusted. .
  • step S101 YES
  • the PWM duty adjustment unit 30 determines whether the phase adjustment specified by the phase adjustment amount S2 is advance angle control or retard angle control. (Step S102).
  • the PWM duty adjustment unit 30 adjusts the PWM duty of the drive control signal (PWM signal) Sd. If it is determined that the phase adjustment is retard control (step S102: retard control), it is determined to increase the PWM duty of the drive control signal (PWM signal) Sd. (Step S104). For example, in step 103, it is determined to reduce the PWM duty of the drive control signal Sd using the calculation method shown in the upper part of FIG. Decide to increase.
  • the PWM duty adjustment unit 30 uses the unit adjustment amount of PWM duty per unit angle of phase adjustment (0.25% in FIG. 2) to calculate the received phase adjustment amount. A value corresponding to S2 is calculated to generate a PWM duty adjustment amount Sa (step S105). The PWM duty adjustment section 30 outputs the generated PWM duty adjustment amount Sa to the drive control signal generation section 40 (step S106).
  • the drive control signal generation unit 40 calculates the operation amount S3 of the motor 5 so that the rotation speed of the motor 5 matches the target rotation speed S1, and also calculates the amount of operation S3 of the motor 5 so that the rotation speed of the motor 5 matches the target rotation speed S1, and also calculates the amount of PWM determined according to the amount of phase adjustment S2 and the amount of phase adjustment S2.
  • a manipulated variable S3 is generated based on the duty adjustment amount Sa, and a drive control signal Sd is generated based on the generated manipulated variable S3.
  • the drive control signal generation section 40 includes, for example, a PWM command section 17 and a PWM signal generation section 18.
  • the PWM command unit 17 outputs the target rotational speed S1 output from the drive command analysis unit 10, the phase adjustment amount S2 output from the phase adjustment control unit 20, and the PWM duty adjustment amount Sa output from the PWM duty adjustment unit 30. Based on this, the operation amount S3 of the motor 5 is generated.
  • the operation amount S3 includes information specifying the amount of drive of the motor 5 necessary to rotate the motor 5 at the target rotational speed S1.
  • the manipulated variable S3 is a value that specifies the period (PWM period) of the PWM signal as the drive control signal Sd, and a value that specifies the PWM duty of the PWM signal. It includes a value to specify and a value to specify the output timing of the PWM signal.
  • the PWM command unit 17 sets a value specifying the PWM period of the PWM signal output as the drive control signal Sd and a PWM duty of the PWM signal based on the target rotation speed S1 output from the drive command analysis unit 10. Calculate the specified value. Furthermore, the PWM command unit 17 adjusts the value specifying the output timing of the PWM signal based on the phase adjustment amount S2, and adjusts the PWM duty of the PWM signal based on the PWM duty adjustment amount Sa, thereby adjusting the operation amount S3. generate. The PWM command section 17 outputs the generated manipulated variable S3 to the PWM signal generation section 18. First, in the drive control signal generation section 40, the PWM command section 17 performs phase adjustment based on the phase adjustment amount S2.
  • the PWM command unit 17 determines, based on the phase adjustment amount S2 generated by the phase adjustment control unit 20, that the difference between the zero-crossing point of the U-phase coil current Iu and the zero-crossing target point of the U-phase coil current Iu is small. Adjust the value that specifies the output timing of the PWM signal so that Specifically, the PWM command unit 17 adjusts the manipulated variable S3 by adjusting the value specifying the output timing of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl based on the phase adjustment amount S2. do.
  • the value specifying the output timing of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl is the value specifying the output timing of the PWM signal Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl as the drive control signal Sd. This is a value that specifies the time deviation width (offset time) from the reference time.
  • the PWM command unit 17 outputs a time corresponding to the phase difference from the reference time.
  • a value that instructs to output the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl as soon as possible is calculated, and is used as a value that specifies the output timing of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl.
  • the PWM command unit 17 outputs a signal that corresponds to the phase difference from the reference time. Calculate a value that instructs to output the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl later by the time specified by do.
  • the PWM command unit 17 outputs the PWM signals Suu, Sul, and Svu. , Svl, Swu, and Swl are set to "0 (zero)".
  • the PWM command unit 17 further adjusts the PWM duty of the PWM signal included in the manipulated variable S3 based on the PWM duty adjustment amount Sa generated by the PWM duty adjustment unit 30.
  • the PWM command unit 17 sets the motor 5 as the target.
  • the PWM duty of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl calculated based on the driving amount of the motor 5 required to rotate at the rotational speed S1 is reduced by ⁇ % to obtain a new PWM duty. adjust.
  • the PWM duty adjustment unit 30 when the PWM duty adjustment unit 30 outputs a PWM duty adjustment amount Sa that instructs to execute a PWM duty adjustment that increases the PWM duty of the PWM signal by ⁇ %, the PWM command unit 17
  • the PWM duty of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl calculated based on the drive amount of the motor 5 required to rotate the motor at the target rotational speed S1 is increased by ⁇ % to generate a new PWM signal. Adjust to duty.
  • the PWM command section 17 does not adjust the PWM duty of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl. .
  • the motor drive control device 1 when the position detection signal (Hall signal) Shu output from the position detector 6 is input to the drive control signal generation section 40, the motor drive control device 1 has a feedback control function. can be executed.
  • the PWM command unit 17 calculates the actual rotational speed of the motor 5 based on the position detection signal Shu, performs feedback control calculation so that the calculated actual rotational speed matches the target rotational speed S1, and
  • the operation amount S3 (PWM cycle and PWM duty) may be calculated.
  • the PWM signal generation unit 18 generates the drive control signal Sd based on the operation amount S3 generated by the PWM command unit 17. Specifically, the PWM signal generation unit 18 generates six types of PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl each having a PWM cycle and a PWM duty specified by the manipulated variable S3, and It is output to the motor drive section 3 as a drive control signal Sd at the output timing specified by.
  • the PWM signal generation section 18 stores a waveform table corresponding to the operation amount S3 of the motor 5.
  • the waveform table is a table that defines the PWM period and PWM duty of the PWM signal generated as the drive control signal Sd.
  • the PWM signal generation unit 18 generates a PWM signal having the PWM cycle and PWM duty specified by the manipulated variable S3 by referring to the waveform table, and outputs the drive control signal Sd at the output timing specified by the manipulated variable S3. It is output to the motor drive unit 3 as Note that the generation of the PWM signal in the PWM signal generation section 18 is not limited to the method of referring to a waveform table.
  • the PWM signal generation unit 18 may generate the PWM signal by timing with a timer.
  • the PWM signal generation unit 18 When the PWM signal generation unit 18 outputs the drive control signal Sd to the motor drive unit 3, the PWM signal generation unit 18 outputs the drive control signal Sd based on the value specifying the output timing of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl included in the manipulated variable S3. , the timing of outputting the drive control signal Sd is changed. For example, a reference time for outputting the drive control signal Sd is set in advance, and the PWM signal generation unit 18 generates a The drive control signal Sd is output to the motor drive unit 3 at a timing shifted by a specified time from the reference time.
  • the PWM signal generation unit 18 when the value specifying the output timing of the PWM signals Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, and Swl is "+ ⁇ t", the PWM signal generation unit 18 generates information on the PWM cycle and PWM duty included in the manipulated variable S3.
  • the drive control signal Sd generated based on the reference time is delayed by ⁇ t and output to the motor drive unit 3.
  • the PWM signal generation unit 18 adjusts the PWM cycle and PWM duty included in the manipulated variable S3.
  • the drive control signal Sd generated based on the information is output to the motor drive unit 3 earlier than the reference time by ⁇ t.
  • the PWM signal generation unit 18 generates a PWM cycle included in the manipulated variable S3.
  • the drive control signal Sd generated based on the PWM duty information is output to the motor drive section 3 at the reference time without shifting the output timing. Note that not shifting the output timing means that if phase adjustment (advanced angle control or retarded angle control) is being performed at that time, that phase adjustment is maintained.
  • the drive control signal Sd whose output timing is adjusted based on the phase adjustment amount S2 generated by the phase adjustment control section 20 is output. , advance angle control or retard angle control of the coil current is executed. Thereby, the motor drive control device 1 can improve the drive efficiency of the motor 5.
  • the PWM duty of the PWM signal that is the drive control signal Sd output is adjusted based on the PWM duty adjustment amount Sa generated by the PWM duty adjustment section 30. In this way, by adjusting the PWM duty of the PWM signal that is the drive control signal Sd, fluctuations in the rotational speed due to phase adjustment (advance control or retard control) of the coil current are suppressed. As a result, it becomes possible to suppress the generation of abnormal noise during phase adjustment.
  • the position detector 6 is arranged for the U-phase coil of the three phases (U-phase, V-phase, and W-phase) of the motor 5, and the position detector 6 is arranged for the U-phase coil Lu.
  • the position detector 6 may be arranged with respect to the V-phase coil Lv to drive the V-phase coil Lv.
  • the phase of the V-phase coil current Iv may be adjusted by detecting the zero-crossing point of the voltage Vv and the V-phase coil current Iv, or the position detector 6 may be arranged for the W-phase coil Lw to detect the W-phase coil current Iv.
  • the phase of the W-phase coil current Iw may be adjusted by detecting the zero-cross point of the drive voltage Vw of the phase coil Lw and the W-phase coil current Iw.
  • position detectors 6 are arranged for two or all of the U-phase, V-phase, and W-phase, and the zero-crossing point of the drive voltage and coil current of any phase is detected. The phases of the phase coil currents may be adjusted.
  • the current zero-crossing point estimation unit 14 uses the PWM signal Suu to switch on/off the U-phase high side switch QuH at the first timing when the drive voltage Vu of the U-phase coil Lu becomes high level.
  • the zero-crossing point (the zero-crossing point where the U-phase coil current Iu switches from positive to negative) is determined based on the fact that the second timing at which the current level becomes high level and the timing at which the matching state switches to the non-matching state are switched.
  • the zero-crossing point at which the U-phase coil current Iu switches from positive to negative, and the timing at which the first timing and the second timing switch from a state in which they do not match to a state in which they match (a zero-crossing point at which the U-phase coil current Iu switches from negative to positive). point) may be estimated.
  • the method for estimating the current zero-crossing point and the method for determining the phase adjustment amount S2 in the present invention are not limited to the methods described in this embodiment. That is, the method of phase adjustment (advance angle control, retard angle control) is not particularly limited.
  • the type of motor 5 is not limited to a brushless DC motor. Further, the motor 5 is not limited to a three-phase motor, and may be a single-phase brushless DC motor, for example. Further, the driving method of the motor 5 is not limited to sine wave driving, and may be, for example, rectangular wave driving such as 120-degree energization.
  • a Hall element is used as the position detector 6
  • the present invention is not limited to this.
  • a Hall IC, an encoder, a resolver, etc. may be provided as the position detector 6, and their detection signals may be input to the motor drive control device 1 as the position detection signal Shu.
  • a position sensorless method that does not use a position detector may be used.
  • the feedback function is realized by inputting the position detection signal Shu to the motor drive control device 1 by the position detector 6, but the present invention is not limited to this, and the feedback function is not necessary. In such a case, the position detector 6 may not be provided.
  • SYMBOLS 1 Motor drive control device, 2... Control circuit, 3... Motor drive unit, 4... Phase voltage detection circuit, 5... Motor, 6... Position detector, 10... Drive command analysis part, 12... Target point determination part, 13 ...Phase voltage input section, 14... Current zero cross point estimation section, 15... Phase adjustment determination section, 40... Drive control signal generation section, 17... PWM command section, 18... PWM signal generation section, 100... Motor unit, 20...
  • Phase Adjustment control unit 30...PWM duty adjustment unit, S1...target rotation speed, S2...phase adjustment amount, S3...operation amount, Sa...PWM duty adjustment amount, Sc...drive command signal (an example of drive command), Sct...zero cross Point detection signal, Shu...Position detection signal (Hall signal), St...Target point determination signal, Sd...Drive control signal, Suu, Sul, Svu, Svl, Swu, Swl...PWM signal, QuH, QvH, QwH...High side Switch, QuL, QvL, QwL...low side switch, Vu...drive voltage of coil Lu, Vv...drive voltage of coil Lv, Vw...drive voltage of coil Lw, Vdd1, Vdd2...power supply voltage.

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Abstract

位相調整に伴う回転速度の変動を低減すること。　モータ駆動制御装置（１）は、少なくとも１相のコイルを有するモータ（５）の駆動を制御するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する制御回路（２）と、駆動制御信号（Ｓｄ）に応じて、モータ（５）に駆動信号を出力するモータ駆動部（３）と、を備え、制御回路（２）は、モータ（５）の所定の相のコイルの誘起電圧と所定の相のコイル電流との位相差に基づいてコイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量（Ｓ２）を決定する位相調整制御部（２０）と、位相調整制御部（２０）において決定した位相調整量（Ｓ２）に応じてＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整するためのＰＷＭデューティ調整量（Ｓａ）を決定するＰＷＭデューティ調整部（３０）と、外部からの駆動指令信号（Ｓｃ）と、位相調整量（Ｓ２）と、ＰＷＭデューティ調整量（Ｓａ）とに基づいて、駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する駆動制御信号生成部（４０）を有する。

Description

モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法
　本発明は、モータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御方法に関する。
　一般に、モータを駆動する場合、モータの各相について、コイルの誘起電圧の位相とコイル電流（相電流）の位相とを合わせることで、モータを効率良く駆動させることができることが知られている。
　しかしながら、モータの回転速度の変化、モータの負荷変動、あるいは周囲温度の変動によるモータ特性の変化等により、誘起電圧の位相とコイル電流（相電流）の位相との間にずれが生じ、モータの駆動効率が悪化する場合がある。
　このような問題を解決するための技術として、例えば、モータのコイル電流の位相に対してコイルの駆動電圧の位相を調整する方法が特許文献１に開示されている。具体的には、特許文献１に開示されたモータ駆動制御装置は、当該コイルの駆動電圧を停止することにより、モータの所定の相のコイルに生ずる誘起電圧がゼロとなる点（電圧ゼロクロス点）の前後に、誘起電圧を検出するための検出区間を設け、その検出区間においてコイルの端子電圧と閾値電圧との大小比較を行うことにより、コイルの誘起電圧の位相を検出し、駆動電圧の位相を調整するようにしている。
特開２０１５－２３７３４号公報
　しかしながら、特許文献１に記載されたモータの駆動装置のように、モータの相電流を進角制御または遅角制御などにより位相調整を行う際には、モータの回転速度が変動する。進角制御の場合はモータの回転速度が加速し、遅角制御の場合はモータの回転速度が減速する。このように進角制御や遅角制御などにより位相調整を行うモータの駆動装置では、モータの回転速度が変動することに起因して、異音の発生があることが判明した。
　そこで、本願発明者は、位相調整時の異音の発生を抑制するためには、位相調整に伴う回転速度の変動を低減するための新たなモータ駆動制御技術が必要であると考えた。
　本発明は、上述した課題を解消するためのものであり、位相調整に伴う回転速度の変動を低減可能なモータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御装置の制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置は、少なくとも１相のコイルを有するモータの駆動を制御するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動部と、を備え、前記制御回路は、前記モータの所定の相のコイルの誘起電圧と前記所定の相のコイル電流との位相差に基づいて前記コイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量を決定する位相調整制御部と、前記位相調整制御部において決定した前記位相調整量に応じて前記ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整するためのＰＷＭデューティ調整量を決定するＰＷＭデューティ調整部と、外部からの駆動指令と、前記位相調整量と、前記ＰＷＭデューティ調整量とに基づいて、前記駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、を有する。
　本発明の一態様によれば、位相調整に伴う回転速度の変動を低減可能なモータ駆動制御装置、モータユニット、およびモータ駆動制御装置の制御方法を提供することができる。
本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１を備えたモータユニット１００の構成の概要を示すブロック図である。 ＰＷＭデューティ調整部３０におけるＰＷＭデューティ調整量Ｓａの算出手法の一例を説明するための図である。 本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１を備えたモータユニット１００の具体的な構成例を示す図である。 本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１におけるＰＷＭデューティ調整の流れの一例を示すフローチャートである。
１．実施の形態の概要
　先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
　〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御装置（１）は、少なくとも１相のコイルを有するモータ（５）の駆動を制御するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号（Ｓｄ）を生成する制御回路（２）と、前記駆動制御信号に応じて、前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動部（３）と、を備え、前記制御回路は、前記モータの所定の相のコイルの誘起電圧と前記所定の相のコイル電流との位相差に基づいて前記コイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量（Ｓ２）を決定する位相調整制御部（２０）と、前記位相調整制御部において決定した前記位相調整量に応じて前記ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整するためのＰＷＭデューティ調整量（Ｓａ）を決定するＰＷＭデューティ調整部（３０）と、外部からの駆動指令（Ｓｃ）と、前記位相調整量と、前記ＰＷＭデューティ調整量とに基づいて、前記駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部（４０）と、を有する。
　〔２〕上記〔１〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記ＰＷＭデューティ調整部は、前記位相調整制御部において進角制御することを決定した場合は、前記ＰＷＭ信号の前記ＰＷＭデューティを減少させ、前記位相調整制御部において遅角制御することを決定した場合は、前記ＰＷＭ信号の前記ＰＷＭデューティを増加させるように前記ＰＷＭデューティ調整量を決定することとしてもよい。
　〔３〕上記〔１〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記ＰＷＭデューティ調整部は、位相調整の単位角度あたりのＰＷＭデューティの単位調整量に基づいて、前記位相調整量に対応する前記ＰＷＭデューティ調整量を決定することとしてもよい。
　〔４〕上記〔１〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記駆動制御信号生成部は、前記駆動制御信号を生成するための波形テーブルを有することとしてもよい。
　〔５〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータユニット（１００）は、上記〔１〕乃至〔４〕のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置（１）と、前記モータ（５）と、を備えることを特徴とする。
　〔６〕本発明の代表的な実施の形態に係るモータ駆動制御方法は、少なくとも１相のコイルを有するモータの駆動を制御するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動部と、を備えるモータ駆動制御装置によるモータ駆動制御方法であって、前記制御回路が、前記モータの所定の相のコイルの誘起電圧と前記所定の相のコイル電流との位相差に基づいて前記コイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量を決定する第１のステップと、前記第１のステップにおいて決定した前記位相調整量に応じて前記ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整するためのＰＷＭデューティ調整量を決定する第２のステップと、外部からの駆動指令と、前記位相調整量と、前記ＰＷＭデューティ調整量とに基づいて、前記駆動制御信号を生成する第３のステップと、を含む、を含む。
２．実施の形態の具体例
　以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
　≪本実施の形態≫
　本実施の形態に係るモータユニット１００の構成の概要について説明する。
　図１は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１を備えたモータユニット１００の構成の概要を示すブロック図である。
　図１に示されるモータユニット１００は、モータ５と、位置検出器６と、モータ駆動制御装置１とを備えている。
　本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１は、モータ５に駆動信号を出力するモータ駆動部３と、モータ駆動部３に駆動制御信号Ｓｄを出力する制御回路２とを備えて構成されている。駆動制御信号Ｓｄはモータ５の駆動を制御するためのＰＷＭ信号である。
　制御回路２は、駆動指令解析部１０と、位相調整制御部２０と、ＰＷＭデューティ調整部３０と、駆動制御信号生成部４０と、を有している。
　駆動指令解析部１０は、外部から入力する駆動指令信号（駆動指令の一例）Ｓｃによって指定された目標回転速度を解析する。例えば、駆動指令信号Ｓｃが目標回転速度に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、駆動指令解析部１０は、駆動指令信号Ｓｃのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転速度の情報を目標回転速度Ｓ１として駆動制御信号生成部４０に出力する。
　位相調整制御部２０は、モータ５の所定の相のコイルの誘起電圧と所定の相のコイル電流との位相差に基づいてコイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量Ｓ２を決定する。本実施の形態のモータ駆動制御装置１は、詳細は後述するが、モータ５の駆動効率を向上させるために、モータ５の所定の相のコイルの誘起電圧と、所定の相のコイル電流との位相とが一致するようにモータ５の通電タイミングを調整する機能（以下、「位相調整機能」とも称する。）を有する。位相調整制御部２０は、位相調整機能により、コイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量Ｓ２を決定する。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整制御部２０において決定した位相調整量Ｓ２に応じて駆動制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓｄのオン期間（本明細書では、「ＰＷＭデューティ」ともいう。）を調整するためのＰＷＭデューティ調整量Ｓａを決定する。コイル電流の進角制御をした場合は、コイル電流の位相が進むため、モータ５の回転速度は増加する。一方で、コイル電流の遅角制御をした場合は、コイル電流の位相が遅れるため、モータ５の回転速度は低下する。したがって、ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整量Ｓ２によってコイル電流の進角制御をする場合は、モータ５の回転速度の増加量を抑制し、位相調整量Ｓ２によってコイル電流の遅角制御をする場合は、モータ５の回転速度の低下量を抑制するように、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａを決定する。
　また、駆動制御信号生成部４０において生成する駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号は、ＰＷＭデューティが減少するとモータ５の回転速度が減少し、ＰＷＭデューティが増加するとモータ５の回転速度が増加する。したがって、ＰＷＭデューティ調整部３０は、具体的には、位相調整制御部２０において、進角制御することを決定した場合はＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを減少させ、遅角制御することを決定した場合はＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを増加させるようにＰＷＭデューティ調整量Ｓａを決定する。
　図２は、ＰＷＭデューティ調整部３０におけるＰＷＭデューティ調整量Ｓａの算出手法の一例を説明するための図である。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、図２に示すように、位相調整方法が「進角制御」であるときは、位相調整量Ｓ２が「＋α」（度）に対して、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａを「（－α）×０．２５」（％）と決定する。同様に、ＰＷＭデューティ調整部３０は、図２に示すように、位相調整方法が「遅角制御」であるときは、位相調整量Ｓ２が「－α」（度）に対して、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａを「（＋α）×０．２５」（％）と決定する。なお、「０．２５」は、位相調整の単位角度（電気角１度）あたりのＰＷＭデューティの単位調整量の一例である。
　図２に示す例では、位相調整の単位角度あたりのＰＷＭデューティの単位調整量を０．２５％としているが、位相調整の単位角度あたりのＰＷＭデューティの単位調整量は、駆動制御信号生成部４０において生成する駆動制御信号Ｓｄによる駆動パターンに応じて異なる値を用いることができる。図２に示した位相調整の単位角度あたりのＰＷＭデューティの単位調整量０．２５％は、一例であって、モータ５の仕様に応じて、適切な値に設定することができる。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整制御部２０において決定した位相調整量Ｓ２を受け取ると、位相調整量Ｓ２が進角制御によるものなのか遅角制御によるものなのかを判定して、上記に示した算出手法を用いて、位相調整量Ｓ２に対応するＰＷＭデューティ調整量Ｓａ（％）を算出し、決定する。ＰＷＭデューティ調整部３０は、決定したＰＷＭデューティ調整量Ｓａを駆動制御信号生成部４０に出力する。
　駆動制御信号生成部４０は、目標回転速度Ｓ１と、位相調整量Ｓ２と、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａとに基づいて駆動制御信号Ｓｄを生成する。駆動制御信号生成部４０は、モータ５の回転速度が目標回転速度Ｓ１になるようにＰＷＭ信号のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを指定するとともに、位相調整量Ｓ２に応じてＰＷＭ信号の出力タイミングを調整し、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａに応じてＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整し、調整した出力タイミングで調整したＰＷＭデューティのＰＷＭ信号を駆動制御信号Ｓｄとしてモータ駆動部３に出力する。
　本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１では、モータ５の所定の位置には、モータ５の回転子（ロータ）の回転に応じた位置検出信号Ｓｈｕを生成する位置検出器６が設けられている。駆動制御信号生成部４０には、この位置検出器６から位置検出信号Ｓｈｕが入力される。駆動制御信号生成部４０は、位置検出器６から入力される位置検出信号Ｓｈｕによってフィードバック制御機能を実現することができる。
　モータ駆動制御装置１がフィードバック制御機能を有している場合には、例えば、駆動制御信号生成部４０は、位置検出信号Ｓｈｕに基づいてモータ５の実回転速度を算出し、算出した実回転速度が目標回転速度Ｓ１に一致するようにフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御）を行って、モータ５の駆動制御信号Ｓｄを生成するようにしてもよい。
　上述した本実施の形態に係るモータユニット１００の具体的な構成例についてさらに説明する。
　図３は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１を備えたモータユニット１００の具体的な構成例を示す図である。
　図３に示されるモータユニット１００は、モータ５と、位置検出器６と、モータ駆動制御装置１とを備えている。図３では、図１に示したモータ駆動制御装置１およびモータ５について、より具体的な構成例を示している。
　モータ５は、少なくとも１つのコイルを有するモータである。図３では、モータ５は、具体例として、３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のコイル（巻線）Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有するブラシレスＤＣモータである。
　位置検出器６は、モータ５の回転子（ロータ）の回転に応じた位置検出信号Ｓｈｕを生成する機能部品である。位置検出器６は、例えば、ホール（ＨＡＬＬ）素子である。ホール素子は、ロータの磁極を検出し、ロータの回転に応じて電圧が変化するホール信号を生成し、位置検出信号Ｓｈｕとしてモータ駆動制御装置１に出力する。
　モータユニット１００において、位置検出器６としての一つのホール素子が、モータ５のＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの何れか一つに対応する位置に配置されている。このため、位置検出器６から出力されるホール信号は、モータ５のＵ相、Ｖ相、およびＷ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの何れか一つの誘起電圧に同期する信号となる。
　図３に示すモータ駆動制御装置１では、位置検出器６としての一つのホール素子は、具体例として、Ｕ相のコイルＬｕに対応する位置に配置されている。これにより、位置検出信号（ホール信号）Ｓｈｕは、モータ５のＵ相のコイルＬｕの誘起電圧に同期し、且つモータ５のロータの回転位置に対応する信号となる。
　なお、詳細は後述するが、本実施の形態では、具体例として、位置検出器６は、出力する位置検出信号（ホール信号）Ｓｈｕの立ち上がりエッジがＵ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点から電気角３０度遅れたタイミングで検出できる位置に配置されている。
　本実施の形態では、モータ駆動制御装置１は、Ｕ相のコイルＬｕに対応する位置に設けられた１つの位置検出器６（ホール素子）からの位置検出信号Ｓｈｕに基づく１センサ駆動方式により、モータ５の正弦波駆動を行う。
　具体的には、モータ駆動制御装置１は、制御回路２と、モータ駆動部３と、相電圧検出回路４とを備えている。モータ駆動制御装置１は、外部の直流電源（不図示）から直流電圧の供給を受ける。直流電圧は、例えば、保護回路等を介してモータ駆動制御装置１内の電源ライン（不図示）に供給され、電源ラインを介して制御回路２およびモータ駆動部３に電源電圧Ｖｄｄ１、Ｖｄｄ２としてそれぞれ入力される。
　モータ駆動部３は、後述する制御回路２から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ５を駆動する回路である。駆動制御信号Ｓｄは、モータ５の駆動を制御するための信号である。例えば、駆動制御信号Ｓｄは、モータ５を正弦波駆動するためのＰＷＭ信号である。
　モータ駆動部３は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて電源電圧Ｖｄｄ２とグラウンド電位ＧＮＤとの間でモータ５のコイルの接続先を切り替えることにより、コイル電流の向きを切り替えてモータ５を回転させる。具体的には、モータ駆動部３は、モータ５の各相のコイルＬｕ，Ｌｕ，Ｌｗに対応して設けられ、互いに直列に接続されたハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨおよびローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬを含む。モータ駆動部３は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌに応じて、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨとローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬをオン・オフさせて、各コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの通電方向を切り替える。
　例えば、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨは、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。
　なお、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨ、およびローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬは、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の他の種類のパワートランジスタであってもよい。
　なお、ハイサイドスイッチＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨおよびローサイドスイッチＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬとしての各トランジスタには寄生ダイオードが形成されており、これらのダイオードは、コイル電流を電源電圧Ｖｄｄ２またはグラウンド電位ＧＮＤに戻す還流ダイオードとして機能する。
　なお、モータ駆動部３は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて各相のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するためのプリドライブ回路を有していてもよい。また、図３に示すように、モータ駆動部３のグラウンド電位ＧＮＤ側には、モータ５の電流を検出するためのセンス抵抗が接続されていてもよい。
　相電圧検出回路４は、モータ５の所定の相のコイルの駆動電圧を検出するための回路である。本実施の形態において、相電圧検出回路４は、例えば、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを検出して、制御回路２に入力する。相電圧検出回路４は、例えば、Ｕ相のハイサイドスイッチＱｕＨおよびローサイドスイッチＱｕＬが接続されるコイルＬｕの一端とグラウンド電位ＧＮＤとの間に接続された抵抗分圧回路である。
　なお、図３には、相電圧検出回路４としての抵抗分圧回路によってＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを分圧して制御回路２に入力する構成を一例として示しているが、相電圧検出回路４を設けることなく、制御回路２にＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを直接入力してもよい。
　制御回路２は、モータ駆動制御装置１の動作を統括的に制御するための回路である。本実施の形態において、制御回路２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマー）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力インターフェース回路等の周辺回路とがバスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置である。例えば、制御回路２は、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｎｉｔ）である。
　なお、制御回路２とモータ駆動部３とは、一つの半導体集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）としてパッケージ化された構成であってもよいし、個別の集積回路として夫々パッケージ化されて回路基板に実装され、回路基板上で互いに電気的に接続された構成であってもよい。
　制御回路２は、駆動制御信号Ｓｄを生成してモータ駆動部３に与えることにより、モータ５の通電制御を行う基本機能を有している。具体的には、制御回路２は、外部（例えば、上位装置）から入力された、モータ５の駆動に関する目標値を指示する駆動指令信号（駆動指令の一例）Ｓｃに基づいて、モータ５が駆動指令信号Ｓｃで指定された駆動状態となるように駆動制御信号Ｓｄを生成してモータ駆動部３に与える。
　また、制御回路２は、上記基本機能に加えて、モータ５の駆動効率を向上させるために、位相調整機能を有する。
　図３に示すように、制御回路２は、上述した各機能を実現するための機能部として、例えば、駆動指令解析部１０、位相調整制御部２０、ＰＷＭデューティ調整部３０、および駆動制御信号生成部４０を有している。
　制御回路２の上述した各機能部は、例えば、制御回路２としてのＭＣＵのプログラム処理によって実現される。具体的には、制御回路２としてのＭＣＵを構成するプロセッサが、メモリに格納されたプログラムにしたがって各種の演算を行ってＭＣＵを構成する各種周辺回路を制御することにより、上述した各機能部が実現される。
　駆動指令解析部１０は、例えば、上位装置（不図示）から出力された駆動指令信号Ｓｃを受信する。駆動指令信号Ｓｃは、例えば、モータ５の目標回転速度を指示する速度指令信号である。
　駆動指令解析部１０は、駆動指令信号Ｓｃによって指定された目標回転速度を解析する。例えば、駆動指令信号Ｓｃが目標回転速度に対応するデューティ比を有するＰＷＭ信号である場合、駆動指令解析部１０は、駆動指令信号Ｓｃのデューティ比を解析し、そのデューティ比に対応する回転速度の情報を目標回転速度Ｓ１として駆動制御信号生成部４０に出力する。
　位相調整制御部２０は、位相調整量Ｓ２を生成して、ＰＷＭデューティ調整部３０と駆動制御信号生成部４０とに出力する。ここで、位相調整制御部２０における位相調整量Ｓ２の生成について説明する。
　位相調整制御部２０は、モータ５の位相調整機能を実現する機能部であり、目標点決定部１２と、相電圧入力部１３と、電流ゼロクロス点推定部１４と、位相調整判定部１５を有している。位相調整機能は、モータ５の駆動効率を向上させるための機能である。一般に、モータの誘起電圧の位相とコイル電流の位相とが一致している場合に、モータの駆動効率が高くなることが知られている。例えば、Ｕ相のコイル電流Ｉｕと誘起電圧の間に位相のずれが生じた場合、モータ５の駆動効率が低下する。そこで、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕと誘起電圧の間のずれ（位相差）を検出し、その位相差が小さくなるように、モータ５の通電タイミングを調整する位相調整機能を実行する。
　具体的には、先ず、モータ駆動制御装置１では、Ｕ相のコイルＬｕに対応して設けられた位置検出器６（ホール素子）から出力される位置検出信号（ホール信号）ＳｈｕがＵ相のコイルＬｕの誘起電圧と同期することを利用して、誘起電圧のゼロクロス点を検出し、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点とする。
　本実施の形態では、例えば、位置検出器６の位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジがＵ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点から電気角３０度遅れたタイミングで検出できる位置に位置検出器６を予め配置しておく。これにより、モータ駆動制御装置１は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出することにより、コイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点を検出（推定）することができる。
　なお、位置検出器６の設置場所は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジが検出されるタイミングとＵ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点との位相差が分かっている位置であればよく、上述の例に限定されない。
　位相調整制御部２０において、目標点決定部１２は、位置検出信号Ｓｈｕの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出し、検出した少なくとも一方のエッジから誘起電圧のゼロクロス点を推定する。目標点決定部１２は、推定した誘起電圧のゼロクロス点をＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点として決定する。
　目標点決定部１２は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点を決定すると、決定したＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点の情報を目標点決定信号Ｓｔとして位相調整判定部１５に出力する。
　位相調整制御部２０において、電流ゼロクロス点推定部１４は、所定の相（本実施の形態では、Ｕ相）のコイルの駆動電圧（相電圧）がハイレベルになるタイミングと、所定の相に対応するハイサイドスイッチをオン・オフするためのＰＷＭ信号がハイレベルになるタイミングとを比較し、その比較結果に基づいて、モータ５の所定の相のコイル電流のゼロクロス点を推定する。
　相電圧入力部１３は、モータ５の所定の相の電圧の値を取得する。例えば、相電圧入力部１３は、相電圧検出回路４によって検出されたＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを取得し、デジタル値に変換して電流ゼロクロス点推定部１４に与える。
　電流ゼロクロス点推定部１４は、例えば、ＰＷＭ信号である駆動制御信号Ｓｄの１周期毎に、相電圧入力部１３から与えられたＵ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルになるタイミングと、Ｕ相に対応するハイサイドスイッチＱｕＨをオン・オフさせるＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルになるタイミングとの順番が入れ替わったことに基づいて、Ｕ相のコイル電流のゼロクロス点を推定（検出）する。
　電流ゼロクロス点推定部１４は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点が存在することを検出すると、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点の位相の情報をゼロクロス点検出信号Ｓｃｔとして位相調整判定部１５に出力する。
　そして、位相調整制御部２０において、位相調整判定部１５は、推定したＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点がＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点（誘起電圧のゼロクロス点）に一致するように、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相調整量Ｓ２を決定する。具体的には、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点が目標点に一致するように、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕを印加するタイミングを調整する（進角制御または遅角制御を行う）ために必要な位相調整量Ｓ２を決定する。
　位相調整判定部１５は、ゼロクロス点検出信号Ｓｃｔに基づいて、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点の位相を特定し、目標点決定信号Ｓｔに基づいてＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点として決定された位相を特定する。位相調整判定部１５は、目標点決定部１２によって決定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点と電流ゼロクロス点推定部１４によって推定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点との位相差に基づいて、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相調整の要否を判定する。
　例えば、位相調整判定部１５は、目標点決定部１２によって決定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点（Ｕ相のコイルＬｕの誘起電圧のゼロクロス点）の位相から、電流ゼロクロス点推定部１４によって推定されたＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点の位相を減算した位相差を算出する。
　位相調整判定部１５は、駆動制御信号Ｓｄの出力タイミングを、位相差に応じた時間だけずらすように、駆動制御信号生成部４０に指示する。位相調整判定部１５は、所望の進角制御または遅角制御の実行を指示する位相調整量Ｓ２を生成して駆動制御信号生成部４０に出力する。
　具体的には、位相調整判定部１５は、位相差が正（＋）の値である場合、例えば、位相差が所定値以上である場合には、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相がＵ相のコイルＬｕの誘起電圧の位相より進んでいると判定し、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相を遅らせる遅角制御を駆動制御信号生成部４０に指示する。例えば、位相調整判定部１５は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕを位相差だけ遅角させる遅角制御の実行を指示する信号である位相調整量Ｓ２を生成する。
　位相差が負（－）の値である場合、例えば、位相差が所定値以下である場合には、位相調整判定部１５は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相がＵ相のコイルＬｕの誘起電圧の位相より遅れていると判定し、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相を進める進角制御の実行を駆動制御信号生成部４０に指示する。例えば、位相調整判定部１５は、Ｕ相のコイル電流Ｉｕを位相差だけ進角させる進角制御の実行を指示する信号である位相調整量Ｓ２を生成する。
　また、位相調整判定部１５は、例えば、位相差が所定の範囲内である場合には、Ｕ相のコイル電流Ｉｕの位相がＵ相のコイルＬｕの誘起電圧の位相と略一致していると判定し、進角制御および遅角制御のいずれも実行しないことを指示する信号である位相調整量Ｓ２を生成する。
　位相調整制御部２０において、位相調整判定部１５は、生成した位相調整量Ｓ２をＰＷＭデューティ調整部３０と駆動制御信号生成部４０とに出力する。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整量Ｓ２を受け取ると、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａを生成して、駆動制御信号生成部４０に出力する。ここで、ＰＷＭデューティ調整部３０におけるＰＷＭデューティ調整量Ｓａの生成方法について説明する。
　図４は、ＰＷＭデューティ調整の流れの一例を示すフローチャートである。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整制御部２０から位相調整量Ｓ２を受け取ると、図４の処理を開始する。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整制御部２０から受け取った位相調整量Ｓ２がゼロでないか否かを確認することにより、位相調整があるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整がないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）は、処理を終了する。図４では、位相調整がないと判定した場合は、ＰＷＭデューティ調整部３０は、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａを生成しないが、ＰＷＭデューティの調整をしない旨のＰＷＭデューティ調整量Ｓａを生成してもよい。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整があると判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）は、位相調整量Ｓ２で指定されている位相調整が進角制御であるのか遅角制御であるのかを判定する（ステップＳ１０２）。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、位相調整量Ｓ２で指定されている位相調整が進角制御であると判定した場合（ステップＳ１０２：進角制御）は、駆動制御信号（ＰＷＭ信号）ＳｄのＰＷＭデューティを減少させることを決定し（ステップＳ１０３）、位相調整が遅角制御であると判定した場合（ステップＳ１０２：遅角制御）は、駆動制御信号（ＰＷＭ信号）ＳｄのＰＷＭデューティを増加させることを決定する（ステップＳ１０４）。例えば、ステップ１０３では、図２の上段に示す算出手法で駆動制御信号ＳｄのＰＷＭデューティを減少させることを決定し、ステップ１０４では、図２の上段に示す算出手法で駆動制御信号ＳｄのＰＷＭデューティを増加させることを決定する。
　ＰＷＭデューティ調整部３０は、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４において算出手法を決定すると、位相調整の単位角度あたりのＰＷＭデューティの単位調整量（図２では０．２５％）を用いて、受け取った位相調整量Ｓ２に対応する値を算出して、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａを生成する（ステップＳ１０５）。ＰＷＭデューティ調整部３０は、生成したＰＷＭデューティ調整量Ｓａを駆動制御信号生成部４０に出力する（ステップＳ１０６）。
　駆動制御信号生成部４０は、モータ５の回転速度が目標回転速度Ｓ１に一致するようにモータ５の操作量Ｓ３を算出するとともに、位相調整量Ｓ２および位相調整量Ｓ２に応じて決定されたＰＷＭデューティ調整量Ｓａに基づいて操作量Ｓ３を生成し、生成した操作量Ｓ３に基づいて駆動制御信号Ｓｄを生成する。
　駆動制御信号生成部４０は、例えば、ＰＷＭ指令部１７およびＰＷＭ信号生成部１８を有する。ＰＷＭ指令部１７は、駆動指令解析部１０から出力された目標回転速度Ｓ１と、位相調整制御部２０から出力された位相調整量Ｓ２と、ＰＷＭデューティ調整部３０から出力されたＰＷＭデューティ調整量Ｓａとに基づいて、モータ５の操作量Ｓ３を生成する。
　操作量Ｓ３は、モータ５を目標回転速度Ｓ１で回転させるために必要なモータ５の駆動量を指定する情報を含む。例えば、本実施の形態のようにモータ５をＰＷＭ駆動する場合には、操作量Ｓ３は、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号の周期（ＰＷＭ周期）を指定する値と、ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを指定する値と、ＰＷＭ信号の出力タイミングを指定する値とを含んでいる。
　例えば、ＰＷＭ指令部１７は、駆動指令解析部１０から出力された目標回転速度Ｓ１に基づいて、駆動制御信号Ｓｄとして出力されるＰＷＭ信号のＰＷＭ周期を指定する値と、ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを指定する値とを算出する。さらに、ＰＷＭ指令部１７は、位相調整量Ｓ２に基づいてＰＷＭ信号の出力タイミングを指定する値を調整し、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａに基づいてＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整することにより操作量Ｓ３を生成する。ＰＷＭ指令部１７は、生成された操作量Ｓ３をＰＷＭ信号生成部１８に出力する。
　まず、駆動制御信号生成部４０においてＰＷＭ指令部１７は、位相調整量Ｓ２に基づいて位相調整する。すなわち、ＰＷＭ指令部１７は、位相調整制御部２０が生成した位相調整量Ｓ２に基づいて、Ｕ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点とＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロスの目標点との差が小さくなるようにＰＷＭ信号の出力タイミングを指定する値を調整する。具体的には、ＰＷＭ指令部１７が、位相調整量Ｓ２に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値を調整することにより、操作量Ｓ３を調整する。
　ここで、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値とは、駆動制御信号ＳｄとしてのＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌを出力するための基準時刻に対する時間的なずれ幅（オフセット時間）を指定する値である。
　例えば、位相差だけ進角させる進角制御の実行を指示する位相調整量Ｓ２が位相調整制御部２０から出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、基準時刻よりも位相差に相当する時間だけ早くＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌを出力させることを指示する値を算出し、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値とする。
　また、例えば、位相差だけ遅角させる遅角制御の実行を指示する位相調整量Ｓ２が位相調整制御部２０から出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、基準時刻よりも位相差に相当する時間だけ遅くＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌを出力させることを指示する値を算出し、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値とする。
　また、例えば、位相調整制御部２０から、進角制御および遅角制御のいずれの実行も指示しない位相調整量Ｓ２が出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値を“０（ゼロ）”とする。
　ＰＷＭ指令部１７は、さらに、ＰＷＭデューティ調整部３０で生成されたＰＷＭデューティ調整量Ｓａに基づいて、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整する。
　例えば、ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティをβ％だけ減少させるＰＷＭデューティ調整の実行を指示するＰＷＭデューティ調整量ＳａがＰＷＭデューティ調整部３０から出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、モータ５を目標回転速度Ｓ１で回転させるために必要なモータ５の駆動量に基づいて算出されたＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，ＳｗｌのＰＷＭデューティをβ％だけ減少させて、新たなＰＷＭデューティに調整する。
　また、例えば、ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティをβ％だけ増加させるＰＷＭデューティ調整の実行を指示するＰＷＭデューティ調整量ＳａがＰＷＭデューティ調整部３０から出力された場合には、ＰＷＭ指令部１７は、モータ５を目標回転速度Ｓ１で回転させるために必要なモータ５の駆動量に基づいて算出されたＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，ＳｗｌのＰＷＭデューティをβ％だけ増加させて、新たなＰＷＭデューティに調整する。
　また、例えば、ＰＷＭデューティ調整部３０から、ＰＷＭデューティ調整量Ｓａが出力されなかった場合には、ＰＷＭ指令部１７は、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，ＳｗｌのＰＷＭデューティを調整しない。
　また、図３に示すように、位置検出器６から出力される位置検出信号（ホール信号）Ｓｈｕが駆動制御信号生成部４０に入力される構成のときは、モータ駆動制御装置１がフィードバック制御機能を実行することができる。例えば、ＰＷＭ指令部１７は、位置検出信号Ｓｈｕに基づいてモータ５の実回転速度を算出し、算出した実回転速度が目標回転速度Ｓ１に一致するようにフィードバック制御演算を行って、モータ５の操作量Ｓ３（ＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティ）を算出してもよい。
　ＰＷＭ信号生成部１８は、ＰＷＭ指令部１７によって生成された操作量Ｓ３に基づいて、駆動制御信号Ｓｄを生成する。具体的には、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３によって指定されたＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを有する６種類のＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌをそれぞれ生成し、操作量Ｓ３によって指定された出力タイミングで駆動制御信号Ｓｄとしてモータ駆動部３に出力する。
　駆動制御信号生成部４０において、ＰＷＭ信号生成部１８は、モータ５の操作量Ｓ３に対応した波形テーブルを格納している。波形テーブルは、駆動制御信号Ｓｄとして生成されるＰＷＭ信号のＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを定義するテーブルである。ＰＷＭ信号生成部１８は、波形テーブルを参照することによって、操作量Ｓ３で指定されたＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティを有するＰＷＭ信号を生成して、操作量Ｓ３で指定された出力タイミングで駆動制御信号Ｓｄとしてモータ駆動部３に出力する。なお、ＰＷＭ信号生成部１８におけるＰＷＭ信号の生成は、波形テーブルを参照する手法に限定されない。例えば、ＰＷＭ信号生成部１８は、タイマーで計時することによって、ＰＷＭ信号を生成してもよい。
　ＰＷＭ信号生成部１８は、駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部３に出力するとき、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値に基づいて、駆動制御信号Ｓｄを出力するタイミングを変化させる。例えば、駆動制御信号Ｓｄを出力するための基準時刻が予め設定されており、ＰＷＭ信号生成部１８は、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値に基づき、基準時刻から指定された時間だけずらしたタイミングで、駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部３に出力する。
　例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値が“＋Δｔ”である場合、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティの情報に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄを、基準時刻よりもΔｔだけ遅らせてモータ駆動部３に出力する。
　例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値が“－Δｔ”である場合、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティの情報に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄを、基準時刻よりもΔｔだけ早くモータ駆動部３に出力する。
　また、例えば、ＰＷＭ信号Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌの出力タイミングを指定する値が“０（ゼロ）”である場合、ＰＷＭ信号生成部１８は、操作量Ｓ３に含まれるＰＷＭ周期およびＰＷＭデューティの情報に基づいて生成した駆動制御信号Ｓｄを、出力タイミングをずらすことなく、基準時刻に、モータ駆動部３に出力する。なお、出力タイミングをずらさないということは、その時点で位相調整（進角制御または遅角制御）が行われていれば、その位相調整を維持することを意味する。
　以上のように、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１では、位相調整制御部２０によって生成された位相調整量Ｓ２に基づいて出力タイミングが調整された駆動制御信号Ｓｄが出力されることにより、コイル電流の進角制御または遅角制御が実行される。これにより、モータ駆動制御装置１は、モータ５の駆動効率を向上させることが可能となる。一方で、ＰＷＭデューティ調整部３０によって生成されたＰＷＭデューティ調整量Ｓａに基づいて出力される駆動制御信号ＳｄであるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティが調整される。このように、駆動制御信号ＳｄであるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティが調整されることによって、コイル電流の位相調整（進角制御または遅角制御）に伴う回転速度の変動が抑制される。その結果、位相調整時の異音の発生を抑制することが可能となる。
　≪実施の形態の拡張≫
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
　例えば、上記の実施の形態では、モータ５の３相（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のうちＵ相のコイルに対して位置検出器６を配置するとともに、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧ＶｕおよびＵ相のコイル電流Ｉｕのゼロクロス点を検出する場合を例示したが、これに限られず、Ｖ相のコイルＬｖに対して位置検出器６を配置して、Ｖ相のコイルＬｖの駆動電圧ＶｖおよびＶ相のコイル電流Ｉｖのゼロクロス点を検出してＶ相のコイル電流Ｉｖの位相調整を行ってもよいし、Ｗ相のコイルＬｗに対して位置検出器６を配置して、Ｗ相のコイルＬｗの駆動電圧ＶｗおよびＷ相のコイル電流Ｉｗのゼロクロス点を検出してＷ相のコイル電流Ｉｗの位相調整を行ってもよい。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうちの２つの相あるいは全ての相に対して位置検出器６を配置し、いずれかの相の駆動電圧およびコイル電流のゼロクロス点を検出し、検出した相のコイル電流の位相調整を行ってもよい。
　また上記実施の形態では、電流ゼロクロス点推定部１４が、Ｕ相のコイルＬｕの駆動電圧Ｖｕがハイレベルとなる第１のタイミングとＵ相のハイサイドスイッチＱｕＨのオン・オフを切り替えるＰＷＭ信号Ｓｕｕがハイレベルとなる第２のタイミングとが一致する状態から一致しない状態に切り替わるタイミングとの順番が入れ替わったことに基づいてゼロクロス点（Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正から負に切り替わるゼロクロス点）を推定する場合を例に挙げて説明したが、これに限定しない。Ｕ相のコイル電流Ｉｕが正から負に切り替わるゼロクロス点と第１のタイミングと第２のタイミングとが一致しない状態から一致する状態に切り替わるタイミング（Ｕ相のコイル電流Ｉｕが負から正に切り替わるゼロクロス点）との両方を推定してもよい。
　なお、本発明における電流ゼロクロス点の推定方法および位相調整量Ｓ２の決定方法は、本実施の形態で記載した方法に限定されない。すなわち、位相調整（進角制御、遅角制御）の方法は、特に問わない。
　上記実施の形態において、モータ５の種類は、ブラシレスＤＣモータに限定されない。また、モータ５は、３相に限られず、例えば単相のブラシレスＤＣモータであってもよい。また、モータ５の駆動方式も、正弦波駆動に限られず、例えば１２０度通電などの矩形波駆動であってもよい。
　上記実施の形態において、位置検出器６としてホール素子を用いる場合を例示したが、これに限られない。例えば、位置検出器６として、ホールＩＣ、エンコーダ、レゾルバなどを設け、それらの検出信号を位置検出信号Ｓｈｕとしてモータ駆動制御装置１に入力してもよい。また、位相調整の方法によっては、位置検出器を用いない位置センサレス方式であってもよい。
　また、上記実施の形態においては、位置検出器６によって位置検出信号Ｓｈｕをモータ駆動制御装置１に入力することによりフィードバック機能を実現する場合を例示したが、これに限定されず、フィードバック機能が不要な場合は、位置検出器６を設けなくてもよい。
　また、上述のフローチャートは一例であって、これらに限定されるものではなく、例えば、各ステップ間に他の処理が挿入されていてもよいし、処理が並列化されていてもよい。
　１…モータ駆動制御装置、２…制御回路、３…モータ駆動部、４…相電圧検出回路、５…モータ、６…位置検出器、１０…駆動指令解析部、１２…目標点決定部、１３…相電圧入力部、１４…電流ゼロクロス点推定部、１５…位相調整判定部、４０…駆動制御信号生成部、１７…ＰＷＭ指令部、１８…ＰＷＭ信号生成部、１００…モータユニット、２０…位相調整制御部、３０…ＰＷＭデューティ調整部、Ｓ１…目標回転速度、Ｓ２…位相調整量、Ｓ３…操作量、Ｓａ…ＰＷＭデューティ調整量、Ｓｃ…駆動指令信号（駆動指令の一例）、Ｓｃｔ…ゼロクロス点検出信号、Ｓｈｕ…位置検出信号（ホール信号）、Ｓｔ…目標点決定信号、Ｓｄ…駆動制御信号、Ｓｕｕ，Ｓｕｌ，Ｓｖｕ，Ｓｖｌ，Ｓｗｕ，Ｓｗｌ…ＰＷＭ信号、ＱｕＨ，ＱｖＨ，ＱｗＨ…ハイサイドスイッチ、ＱｕＬ，ＱｖＬ，ＱｗＬ…ローサイドスイッチ、Ｖｕ…コイルＬｕの駆動電圧、Ｖｖ…コイルＬｖの駆動電圧、Ｖｗ…コイルＬｗの駆動電圧、Ｖｄｄ１，Ｖｄｄ２…電源電圧。

Claims (6)

  1. 　少なくとも１相のコイルを有するモータの駆動を制御するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、
    　前記駆動制御信号に応じて、前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動部と、を備え、
    　前記制御回路は、
    　前記モータの所定の相のコイルの誘起電圧と前記所定の相のコイル電流との位相差に基づいて前記コイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量を決定する位相調整制御部と、
    　前記位相調整制御部において決定した前記位相調整量に応じて前記ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整するためのＰＷＭデューティ調整量を決定するＰＷＭデューティ調整部と、
    　外部からの駆動指令と、前記位相調整量と、前記ＰＷＭデューティ調整量とに基づいて、前記駆動制御信号を生成する駆動制御信号生成部と、を有する、
    　モータ駆動制御装置。
  2. 　請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記ＰＷＭデューティ調整部は、前記位相調整制御部において進角制御することを決定した場合は、前記ＰＷＭ信号の前記ＰＷＭデューティを減少させ、前記位相調整制御部において遅角制御することを決定した場合は、前記ＰＷＭ信号の前記ＰＷＭデューティを増加させるように前記ＰＷＭデューティ調整量を決定する、
    　モータ駆動制御装置。
  3. 　請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記ＰＷＭデューティ調整部は、位相調整の単位角度あたりのＰＷＭデューティの単位調整量に基づいて、前記位相調整量に対応する前記ＰＷＭデューティ調整量を決定する、
    　モータ駆動制御装置。
  4. 　請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
    　前記駆動制御信号生成部は、前記駆動制御信号を生成するための波形テーブルを有する、
    　モータ駆動制御装置。
  5. 　請求項１乃至４の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
    　前記モータと、を備える、
    　モータユニット。
  6. 　少なくとも１相のコイルを有するモータの駆動を制御するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号を生成する制御回路と、前記駆動制御信号に応じて、前記モータに駆動信号を出力するモータ駆動部と、を備えるモータ駆動制御装置によるモータ駆動制御方法であって、
    　前記制御回路が、前記モータの所定の相のコイルの誘起電圧と前記所定の相のコイル電流との位相差に基づいて前記コイル電流の進角制御または遅角制御による位相調整量を決定する第１のステップと、
    　前記第１のステップにおいて決定した前記位相調整量に応じて前記ＰＷＭ信号のＰＷＭデューティを調整するためのＰＷＭデューティ調整量を決定する第２のステップと、
    　外部からの駆動指令と、前記位相調整量と、前記ＰＷＭデューティ調整量とに基づいて、前記駆動制御信号を生成する第３のステップと、を含む、
    　モータ駆動制御方法。
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