(57)【要約】【課題】発生する振動を抑えることができるモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータ駆動制御装置１は、モータ２０の目標回転速度に対してモータ２０の回転速度を制御する。モータ駆動制御装置１は、モータ２０の目標回転速度にモータの回転速度を制御する信号をモータ２０に出力する制御部３と、信号に応じてモータ２０に電圧を印加するモータ駆動部２とを備える。制御部３は、電圧の位相を調整する位相調整部を有する。目標回転速度に向けてモータ２０の回転速度を上昇又は下降させる電圧の位相は、目標回転速度でモータ２０の回転速度を維持させる電圧の位相よりも遅れている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの目標回転速度に対してモータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置であって、
前記モータの目標回転速度にモータの回転速度を制御する信号をモータに出力する制御部と、
前記信号に応じて前記モータに電圧を印加するモータ駆動部とを備え、
前記制御部は、前記電圧の位相を調整する位相調整部を有し、
前記目標回転速度に向けて前記モータの回転速度を上昇又は下降させる前記電圧の位相は、前記目標回転速度で前記モータの回転速度を維持させる前記電圧の位相よりも遅れている、モータ駆動制御装置。
【請求項２】
目標回転速度とモータの回転速度とに応じて、前記モータが前記目標回転速度で回転するように信号を出力する制御部と、
前記信号に応じて前記モータに電圧を印加するモータ駆動部とを備え、
前記制御部は、前記電圧の位相を調整する位相調整部を有し、
前記位相調整部は、前記目標回転速度に応じて前記モータの回転速度を上昇又は下降させる場合に、前記目標回転速度に応じて前記モータの回転速度を維持させる場合よりも前記電圧の位相を遅らせる調整を行う、モータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記位相調整部は、前記目標回転速度と前記モータの回転速度との比較結果に基づいて、前記電圧の位相を遅らせる又は遅らせないかの調整を行う、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記目標回転速度の変更後に、当該変更された目標回転速度に応じた信号を出力し、
前記位相調整部は、前記変更された目標回転速度に応じて前記電圧の位相を遅らせる、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記位相調整部は、前記目標回転速度に応じて前記モータの回転速度を維持している期間において、前記モータのコイルの誘起電圧が小さくなる前記電圧の進角制御を行う、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記位相調整部は、前記電圧の位相を所定の設定値にして、前記電圧の位相を遅らせる、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記位相調整部は、前記モータのコイルに流れる巻線電流の大きさを小さくする前記電圧の位相を設定して、当該電圧の位相を遅らせる、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
モータと、
前記モータを駆動する、請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置と、
前記モータのロータと共に回転する羽根車とを備える、電子機器。
【請求項９】
モータの目標回転速度に対してモータの回転速度を制御するモータの制御方法であって、
前記モータの目標回転速度にモータの回転速度を制御する信号をモータに出力する、信号の出力ステップと、
前記目標回転速度に応じて前記モータの回転速度を維持させる前記電圧の位相を調整する第１の位相の調整ステップと、
前記目標回転速度に向けて前記モータの回転速度を上昇又は下降させる前記電圧の位相を、前記目標回転速度で前記モータの回転速度を維持させる前記電圧の位相に対して遅らせる、第２の電圧の位相の調整ステップとを有する、モータの制御方法。
【請求項１０】
目標回転速度とモータの回転速度とに応じて、前記モータが前記目標回転速度で回転するように信号を出力する制御部と、
前記信号に応じて前記モータに電圧を印加するモータ駆動部とを備えるモータ駆動制御装置を用いたモータの制御方法であって、
前記目標回転速度に応じて前記モータの回転速度を維持させる場合に前記電圧の進角制御を行う第１の進角制御ステップと、
前記目標回転速度に応じて前記モータの回転速度を上昇又は下降させる場合に、前記第１の進角制御ステップにより進角制御が行われているときよりも前記電圧の位相が遅れるように進角制御を行う第２の進角制御ステップとを有する、モータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ駆動制御装置、電子機器及びモータの制御方法に関し、特に、進角制御機能を有するモータ駆動制御装置、電子機器及びモータの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータを効率良く駆動するための進角制御機能を有するモータ駆動制御装置が用いられている。このようなモータ駆動制御装置は、例えば、空気清浄機、加湿機、除湿機、エアコンなどの送風機能を有する電子機器などに用いられるモータを駆動する用途のほか、広く用いられている。モータ駆動制御装置は、目標回転速度にモータの回転速度（回転数）が一致するようにしてモータを駆動させる。このとき、モータの回転速度に応じた量だけ位相を進めてモータのコイルに駆動電圧を印加する進角制御を行うことで、モータを効率良く駆動する。
【０００３】
なお、下記特許文献１には、モータ回転に同期した負荷脈動を有する負荷装置を駆動するモータについて、設定した目標回転速度に基づいてモータ回転速度を制御するモータ制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のようなモータを有する電子機器において、モータの固有振動数と電子機器を構成する部材の固有振動数との関係で、特定の回転速度において共振が発生し、大きな振動が発生することがある。そのため、例えばモータの回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度に変化させる場合において、共振が発生する回転速度をまたぐと、一時的に大きな振動が発生することがある。共振が発生する回転速度は、モータと電子機器を構成する部材との組み合わせ毎に異なる。
【０００６】
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、発生する振動を抑えることができるモータ駆動制御装置、電子機器及びモータの制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動制御装置は、モータの目標回転速度に対してモータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置であって、モータの目標回転速度にモータの回転速度を制御する信号をモータに出力する制御部と、信号に応じてモータに電圧を印加するモータ駆動部とを備え、制御部は、電圧の位相を調整する位相調整部を有し、目標回転速度に向けてモータの回転速度を上昇又は下降させる電圧の位相は、目標回転速度でモータの回転速度を維持させる電圧の位相よりも遅れている。
【０００８】
この発明の他の局面に従うと、モータ駆動制御装置は、目標回転速度とモータの回転速度とに応じて、モータが目標回転速度で回転するように信号を出力する制御部と、信号に応じてモータに電圧を印加するモータ駆動部とを備え、制御部は、電圧の位相を調整する位相調整部を有し、位相調整部は、目標回転速度に応じてモータの回転速度を上昇又は下降させる場合に、目標回転速度に応じてモータの回転速度を維持させる場合よりも電圧の位相を遅らせる調整を行う。
【０００９】
好ましくは、位相調整部は、目標回転速度とモータの回転速度との比較結果に基づいて、電圧の位相を遅らせる又は遅らせないかの調整を行う。
【００１０】
好ましくは、制御部は、目標回転速度の変更後に、当該変更された目標回転速度に応じた信号を出力し、位相調整部は、変更された目標回転速度に応じて電圧の位相を遅らせる。
【００１１】
好ましくは、位相調整部は、目標回転速度に応じてモータの回転速度を維持している期間において、モータのコイルの誘起電圧が小さくなる電圧の進角制御を行う。
【００１２】
好ましくは、位相調整部は、電圧の位相を所定の設定値にして、電圧の位相を遅らせる。
【００１３】
好ましくは、位相調整部は、モータのコイルに流れる巻線電流の大きさを小さくする電圧の位相を設定して、当該電圧の位相を遅らせる。
【００１４】
この発明のさらに他の局面に従うと、電子機器は、モータと、モータを駆動する、上記に記載のモータ駆動制御装置と、モータのロータと共に回転する羽根車とを備える。
【００１５】
この発明のさらに他の局面に従うと、モータの制御方法は、モータの目標回転速度に対してモータの回転速度を制御するモータの制御方法であって、モータの目標回転速度にモータの回転速度を制御する信号をモータに出力する、信号の出力ステップと、目標回転速度に応じてモータの回転速度を維持させる電圧の位相を調整する第１の位相の調整ステップと、目標回転速度に向けてモータの回転速度を上昇又は下降させる電圧の位相を、目標回転速度でモータの回転速度を維持させる電圧の位相に対して遅らせる、第２の電圧の位相の調整ステップとを有する。
【００１６】
この発明のさらに他の局面に従うと、モータの制御方法は、目標回転速度とモータの回転速度とに応じて、モータが目標回転速度で回転するように信号を出力する制御部と、信号に応じてモータに電圧を印加するモータ駆動部とを備えるモータ駆動制御装置を用いたモータの制御方法であって、目標回転速度に応じてモータの回転速度を維持させる場合に電圧の進角制御を行う第１の進角制御ステップと、目標回転速度に応じてモータの回転速度を上昇又は下降させる場合に、第１の進角制御ステップにより進角制御が行われているときよりも電圧の位相が遅れるように進角制御を行う第２の進角制御ステップとを有する。
【００１７】
これらの発明に従うと、発生する振動を抑えることができるモータ駆動制御装置、電子機器及びモータの制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の１つに係る電子機器を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るモータ駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係るモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。
【図４】制御回路部の構成を示すブロック図である。
【図５】モータ駆動制御装置の動作の一例を説明する図である。
【図６】本実施の形態に係るモータ駆動制御装置の進角制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】進角制御切替処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態の第１の変形例に係るモータ駆動制御装置の進角制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本実施の形態の第２の変形例に係るモータ駆動制御装置の進角制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態の第３の変形例に係るモータ駆動制御装置の制御回路部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置を用いた電子機器について説明する。なお、回転速度は回転数（ｒｐｍ）を含む概念である。
【００２０】
［実施の形態］
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の１つに係る電子機器を示す斜視図である。
【００２２】
図１に示されるように、電子機器１０は、例えば、空気清浄機である。電子機器１０には、室内の空気を吸引するための吸引口１１と、吸引口１１から吸引した空気を排気するための排気口１２とが設けられている。すなわち、電子機器１０は、空気を吸引口１１から吸引し、排気口１２から排気する。吸引口１１は電子機器１０の接地面近くに配置されており、排気口１２は電子機器１０の上部に配置されている。
【００２３】
電子機器１０の内部には、例えば、フィルタ１３と、羽根車１４と、モータ２０と、モータ駆動制御装置１とが設けられている。
【００２４】
モータ２０は、モータ駆動制御装置１により駆動電力が供給されて駆動される。モータ２０のロータは、羽根車１４と共に回転する。
【００２５】
羽根車１４は、モータ２０のロータの回転に伴い回転することで、電子機器１０の外部の空気を吸引口１１から吸引し、吸引した空気を排気口１２から排気する。
【００２６】
フィルタ１３は、例えば、浄化フィルタ、加湿フィルタ、脱臭フィルタなどである。フィルタ１３は、吸引口１１から吸引された空気が羽根車１４に到達するまでにフィルタ１３を通過するように、空気の導風経路内に配置されている。吸引口１１から吸引された空気は、電子機器１０の内部でフィルタ１３を通過することで清浄化された上で、排気口１２から排出される。
【００２７】
電子機器１０は、上位装置５０（図３に示す）と、操作パネル５１（図３に示す）とを備えている。ユーザが操作パネル５１を操作すると、それに応じて、上位装置５０がモータ駆動制御装置１を制御する。これにより、電子機器１０がユーザの操作に応じて動作する。ユーザは、操作パネル５１を操作することで、清浄化する空気の風量を段階的に設定することができる（低速、中速、高速など）。また、空気の汚れ等の状況に応じて、風量を自動的に変化させるように設定することができる。
【００２８】
本実施の形態においては、操作パネル５１で風量の段階（低速（小回転数）、中速（中回転数）、高速（高回転数）など）を選択する操作が行われると、選択された段階に対応して目標回転速度（目標回転数）が設定される。すなわち、上位装置５０は、設定された風量に応じた目標回転速度信号Ｓｃをモータ駆動制御装置１に出力する。モータ駆動制御装置１は、後述のように、入力された目標回転速度信号Ｓｃに応じた回転速度でモータ２０を駆動させる。すなわち、上位装置５０は、目標回転速度信号Ｓｃをモータ駆動制御装置１に出力することで、モータ駆動制御装置１を制御する。
【００２９】
図２は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の回路構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施の形態において、モータ２０は、例えば３相のブラシレスモータである。モータ駆動制御装置１は、モータ２０を例えば正弦波駆動方式により駆動させるように構成されている。モータ駆動制御装置１は、モータ２０に正弦波の駆動信号を出力してモータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに周期的に正弦波状（正弦波と正弦波とは異なる波形が合成された波）の駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。なお、モータ２０の駆動方式は、これに限られるものではない。
【００３１】
モータ駆動制御装置１は、インバータ回路２ａ及びプリドライブ回路２ｂを有するモータ駆動部２と、制御回路部（制御部の一例）３と、ＦＧ信号生成部４とを有している。なお、図２に示されている構成要素は、モータ駆動制御装置１の全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図２に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。
【００３２】
本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、ＦＧ信号生成部４を除き、その全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。すなわち、モータ駆動制御装置１において、モータ駆動部２が制御回路部３とともに集積化されている。なお、モータ駆動制御装置１の一部が１つの集積回路装置としてパッケージ化されていてもよいし、他の装置と一緒にモータ駆動制御装置１の全部又は一部がパッケージ化されて１つの集積回路装置が構成されていてもよい。
【００３３】
インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂとともに、モータ駆動部２を構成する。インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂから出力された出力信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌに基づいてモータ２０が備えるコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する。インバータ回路２ａは、例えば、電源Ｖｃｃの両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対が、コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対してそれぞれ配置されて構成されている。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ２０の各相の端子が接続されている。
【００３４】
プリドライブ回路２ｂは、制御回路部３による制御に基づいて、インバータ回路２ａを駆動するための、インバータ回路２ａの各スイッチ素子に対応する６種類の出力信号を生成し、インバータ回路２ａに出力する。プリドライブ回路２ｂは、制御回路部３から出力される駆動制御信号Ｓｄに基づいて、出力信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌを生成する。インバータ回路２ａでは、それぞれの出力信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌに対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行う。これにより、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電圧が印加される。
【００３５】
図３は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の回路構成を示す図である。
【００３６】
図３に示されるように、ＦＧ信号生成部４は、実回転速度信号Ｓｒを生成し、制御回路部３に出力する。実回転速度信号Ｓｒは、モータ２０の実際の回転速度（ロータの回転数；以下、実回転速度ということがある。）に対応する信号である。本実施の形態において、実回転速度信号Ｓｒは、ＦＧ信号である。すなわち、ＦＧ信号生成部４は、例えば、モータ２０のロータの近くに配置された基板上に形成されたコイルパターンであるＦＧパターン４ａを有している。ＦＧ信号生成部４は、ＦＧパターン４ａの誘起電圧に従って、実回転速度信号Ｓｒを生成して出力する。なお、実回転速度信号Ｓｒは、このようにして生成される信号に限られない。例えば、実回転速度信号Ｓｒは、ホール素子やホールＩＣの出力に基づいて生成されるＦＧ信号であってもよいし、エンコーダ等を利用して生成されるモータ２０の回転速度に対応する周波数等の特性を有する信号であってもよい。
【００３７】
本実施の形態において、制御回路部３は、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力してモータ駆動部２を制御することで、モータ２０の動作を制御する。
【００３８】
制御回路部３には、実回転速度信号Ｓｒと、目標回転速度信号Ｓｃと、巻線電流信号Ｓｉとが入力される。
【００３９】
目標回転速度信号Ｓｃは、例えば、上位装置５０のクロック端子から出力されたクロック信号である。目標回転速度信号Ｓｃは、モータ２０の目標回転速度に対応する周波数の信号である。換言すると、目標回転速度信号Ｓｃは、モータ２０を何Ｈｚ（ｒｐｍ）で回転させるかを指示するための、モータ２０の回転速度の目標値（目標回転速度）に対応する情報である。
【００４０】
巻線電流信号Ｓｉは、例えば、モータ２０の巻線電流の大きさを示す信号である。本実施の形態では、巻線電流信号Ｓｉは、モータ２０のＵ相のコイルＬｕに流れる巻線電流の大きさに対応する電圧の信号であるが、これに限られず、他の相の巻線電流の大きさに対応するものであってもよいし、３相すべての巻線電流の大きさに対応するものであってもよい。
【００４１】
制御回路部３は、実回転速度信号Ｓｒと、目標回転速度信号Ｓｃと、巻線電流信号Ｓｉとに基づいて、駆動制御信号Ｓｄを生成し、モータ駆動部２のプリドライブ回路２ｂに出力する。制御回路部３は、目標回転速度信号Ｓｃにより示される目標回転速度と、実回転速度信号Ｓｒにより示されるモータ２０の回転速度とに応じて、モータ２０が目標回転速度で回転するように駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力することで、モータ２０の回転制御を行う。モータ駆動部２は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に正弦波駆動信号を出力し、モータ２０を駆動させる。
【００４２】
制御回路部３は、モータ２０の実回転速度が目標回転速度信号Ｓｃに対応する目標回転速度に追従するように駆動制御信号Ｓｄを出力する。すなわち、目標回転速度が一定である場合、電子機器１０の周囲の環境の変動等に応じてモータ２０の負荷が変動しても、実回転速度が目標回転速度となるように駆動制御信号Ｓｄを出力し、モータ２０に印加する駆動電圧の大きさを調整する。目標回転速度が変更された場合（例えば操作パネル５１で「低速」から「中速」等に変更する操作が行われた場合）や、モータ２０が一時的にロック状態に陥った後にロック状態から復帰した場合などにおいては、目標回転速度と実回転速度とが比較的大きく乖離することになるため、実回転速度が目標回転速度に到達するように駆動制御信号Ｓｄを出力してモータ２０に印加する駆動電圧の大きさを調整することで、モータ２０を加速させたり減速させたりする。
【００４３】
本実施の形態において、制御回路部３は、速度制御回路３１と、正弦波駆動回路３２と、巻線電流検出回路４０とを含んでいる。
【００４４】
巻線電流検出回路４０は、入力された巻線電流信号Ｓｉに応じて巻線電流の大きさを示す巻線電流情報ＣＬを出力する。
【００４５】
速度制御回路３１には、目標回転速度信号Ｓｃと実回転速度信号Ｓｒとが入力される。速度制御回路３１は、目標回転速度信号Ｓｃと実回転速度信号Ｓｒとの比較結果に応じて、モータ２０を目標回転速度に追従するようにトルク指令信号Ｓ１を生成する。トルク指令信号Ｓ１は、モータ２０のトルクの大きさに対応する信号である。目標回転速度と実回転速度とにずれがある場合にはトルク指令信号Ｓ１の調整が行われる。すなわち、モータ２０の回転速度は、フィードバック制御により調整される。
【００４６】
正弦波駆動回路３２には、巻線電流情報ＣＬと、トルク指令信号Ｓ１とが入力される。正弦波駆動回路３２は、トルク指令信号Ｓ１に基づいて駆動制御信号Ｓｄを生成してモータ駆動部２に出力する。これにより、モータ２０がトルク指令信号Ｓ１に対応するトルクで回転するように、モータ２０の回転に応じたタイミングでモータ駆動部２からモータ２０の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電圧が印加される。なお、正弦波駆動回路３２は、後述のように、巻線電流情報ＣＬに応じて巻線電流が大きくなりすぎないようにモータ２０へ電力の供給を制御する保護機能を有している。
【００４７】
図４は、制御回路部３の構成を示すブロック図である。
【００４８】
以下、制御回路部３の構成及び動作についてより具体的に説明する。
【００４９】
本実施の形態において、制御回路部３は、モータ２０に印加する駆動電圧の位相を調整する。すなわち、制御回路部３は、モータ２０に印加する駆動電圧の進角制御を行う。進角制御は、制御回路部３の速度制御回路３１の一部と正弦波駆動回路３２の一部とで構成される位相調整部３３により行われる。
【００５０】
速度制御回路３１は、進角決定回路３４と、速度変更検出回路３５とを有している。進角決定回路３４と、速度変更検出回路３５とは、位相調整部３３に含まれる。
【００５１】
正弦波駆動回路３２は、正弦波生成回路３２ｂと、第１進角制御部３６と、第２進角制御部３７と、セレクタ３８と、ブレーキ回路３９とを有している。第１進角制御部３６と、第２進角制御部３７と、セレクタ３８とは、位相調整部３３に含まれる。
【００５２】
正弦波生成回路３２ｂは、トルク指令信号Ｓ１に基づいて、モータ２０の各相に対応する駆動制御信号Ｓｄを生成して出力する。正弦波生成回路３２ｂは、位相調整部３３の処理結果に応じた位相でモータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電圧が印加されるように、駆動制御信号Ｓｄを生成する。
【００５３】
ブレーキ回路３９には、巻線電流情報ＣＬが入力される。ブレーキ回路３９は、巻線電流情報ＣＬと所定の閾値とを比較し、巻線電流が大きくなりすぎる場合などに、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに印加される電流の大きさを制限する制御を行う。なお、ブレーキ回路３９は、巻線電流が大きくなりすぎる場合にモータ２０を停止させる制御を行うように構成されていてもよい。
【００５４】
上述のように、位相調整部３３は、速度制御回路３１の進角決定回路３４及び速度変更検出回路３５と、正弦波駆動回路３２の第１進角制御部３６、第２進角制御部３７、及びセレクタ３８とを含んでいる。
【００５５】
本実施の形態において、位相調整部３３は、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を上昇又は下降させる場合（モータ２０を加速又は減速させる場合）に、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を維持させる場合よりも駆動電圧の位相を遅らせる制御（進角を小さくする制御）を行う。換言すると、目標回転速度が変更されたり急激な負荷の変動があったりしてモータ２０の回転速度と目標回転速度との乖離が比較的大きいときには、目標回転速度が一定であってモータ２０の回転速度と目標回転速度との乖離が比較的小さいときよりも、駆動電圧の位相を遅らせる制御を行う。位相調整部３３は、目標回転速度とモータ２０の回転速度との比較結果に基づいて、そのような駆動電圧の位相を遅らせる制御を行うか否かを切り替える。すなわち、位相調整部３３は、目標回転速度とモータ２０の回転速度との比較結果に基づいて、駆動電圧の位相を遅らせる又は遅らせないかの調整を行う。目標回転速度に向けてモータ２０の回転速度を上昇又は下降させる駆動電圧の位相は、目標回転速度でモータ２０の回転速度を維持させる駆動電圧の位相よりも遅れている。
【００５６】
より具体的には、位相調整部３３は、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を維持させる場合には、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの誘起電圧が小さくなるように進角制御を行う。すなわち、位相調整部３３は、モータ２０を低い消費電力で効率良く駆動できるように、効率重視の進角制御を行う。他方、位相調整部３３は、目標回転速度が変更された場合において変更後の目標回転速度に追従するようにモータ２０の回転速度を上昇又は下降させる場合に、駆動電圧の位相を遅らせる制御を行う。すなわち、位相調整部３３は、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの誘起電圧が比較的大きくなることによりコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに流れる電流が比較的小さくなる状態で駆動する、巻線電流低減の進角制御を行う。制御回路部３は、目標回転速度の変更後に、当該変更された目標回転速度に応じた信号を出力し、位相調整部３３は、変更された目標回転速度に応じて駆動電圧の位相を遅らせる。
【００５７】
進角決定回路３４には、実回転速度信号Ｓｒが入力される。進角決定回路３４は、モータ２０の回転速度に応じて、予め設定された進角値（駆動電圧を印加する位相をロータの位相から進める量）を決定する。進角決定回路３４は、例えば、予め設定された、回転速度とそれに対応する進角値との組み合わせから、実回転速度に対応する進角値を選択することで、進角値を決定することができる。なお、進角決定回路３４は、予め設定された算出ルールに従って、実回転速度に対応する進角値を算出するようにしてもよい。進角決定回路３４は、決定した進角値に関する情報を、進角値信号Ｓ２として出力する。
【００５８】
速度変更検出回路３５には、目標回転速度信号Ｓｃが入力される。速度変更検出回路３５は、目標回転速度信号Ｓｃに基づいて、目標回転速度が変更されたことを検知して、検知結果に応じて選択信号Ｓ３を出力する。本実施の形態において、選択信号Ｓ３は、目標回転速度が変更された場合に、所定の電圧となる信号であるが、これに限られるものではない。
【００５９】
第１進角制御部３６には、進角値信号Ｓ２が入力される。第１進角制御部３６は、進角値信号Ｓ２に応じて、進角決定回路３４で決定された進角値だけ位相を進めるように正弦波生成回路３２ｂを制御するための第１進角制御信号Ｓ４を出力する。すなわち、第１進角制御部３６は、効率重視の進角制御を行うための第１進角制御信号Ｓ４を出力する。換言すると、第１進角制御部３６は、モータ２０のコイルの誘起電圧が小さくなるように進角制御を行う。
【００６０】
第２進角制御部３７は、所定の進角値だけ位相を進めるように正弦波生成回路３２ｂを制御するための第２進角制御信号Ｓ５を出力する。第２進角制御部３７は、第１進角制御部３６による効率重視の進角制御が行われる場合の進角値よりも少ない進角値で進角制御が行われるように、第２進角制御信号Ｓ５を出力する。すなわち、第２進角制御部３７は、巻線電流低減の進角制御を行うための第２進角制御信号Ｓ５を出力する。換言すると、第２進角制御部３７は、第１進角制御部３６により進角制御が行われているときよりも駆動電圧の位相が遅れるように進角制御を行う。
【００６１】
本実施の形態において、第２進角制御部３７は、予めメモリ３７ｂに記憶された情報に基づいて第２進角制御信号Ｓ５を出力する。例えば、第２進角制御部３７は、予めメモリ３７ｂに記憶されている進角値を適用して進角制御が行われるように、第２進角制御信号Ｓ５を出力する。すなわち、第２進角制御部３７は、メモリ３７ｂに記憶されている所定の設定値に基づいて駆動電圧の位相を設定する。駆動電圧の位相を遅らせる場合には、第２進角制御部３７は、駆動電圧の位相を所定の設定値にして、駆動電圧の位相を遅らせる。
【００６２】
セレクタ３８には、第１進角制御信号Ｓ４と、第２進角制御信号Ｓ５と、選択信号Ｓ３とが入力される。セレクタ３８は、選択信号Ｓ３に応じて、第１進角制御信号Ｓ４と、第２進角制御信号Ｓ５とのいずれか一方を正弦波生成回路３２ｂに出力する。換言すると、セレクタ３８は、第１進角制御部３６による進角制御を行うか第２進角制御部３７による進角制御を行うかを選択する。
【００６３】
本実施の形態において、セレクタ３８は、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を維持させる場合には第１進角制御部３６による進角制御が行われるようにし、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を上昇又は下降させる場合に第２進角制御部３７による進角制御が行われるようにする。換言すると、セレクタ３８は、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を維持している期間において第１進角制御部３６による進角制御が行われるようにし、目標回転速度に応じてモータ２０の回転速度を上昇又は下降させるしている期間において第２進角制御部３７による進角制御が行われるようにする。このようなセレクタ３８の動作は、速度変更検出回路３５から出力される選択信号Ｓ３に応じて行われる。
【００６４】
図５は、モータ駆動制御装置１の動作の一例を説明する図である。
【００６５】
図５においては、上段から、目標回転速度、モータ２０の回転速度、進角、及び巻線電流のそれぞれの推移が模式的に示されている。
【００６６】
時刻ｔ１１以前において、目標回転速度が２００ｒｐｍ（回転／分）であるとき、実回転速度が２００ｒｐｍとなり、その状態で実回転速度を維持させる制御が行われる。このとき、第１進角制御部３６による効率重視の進角制御が行われ、２００ｒｐｍに対応する進角値として、例えば１０度の進角値となるようにしてモータ２０が駆動され、効率が改善される。
【００６７】
時刻ｔ１１において、操作パネル５１が操作されることにより、目標回転速度が２００ｒｐｍから１０００ｒｐｍに変更された場合を想定する。このとき、実回転速度は２００ｒｐｍであるので、モータ２０を加速させて実回転速度が１０００ｒｐｍになるように制御が行われる。このとき、徐々にモータ２０の実回転速度が大きくなるように、スロー加速制御が行われ、ある程度の時間が経過した時刻ｔ１２に実回転速度が１０００ｒｐｍに到達する。なお、スロー加速制御が行われないようにしてもよい。
【００６８】
本実施の形態において、このように時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までモータ２０が加速されるときには、選択信号Ｓ３に応じてセレクタ３８が動作することにより、静音を重視した第２進角制御部３７による進角制御が行われる。すなわち、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで、一時的に効率重視の進角制御が行われているよりも小さい進角値（例えば２度など）が適用されて、駆動電圧の位相が時刻ｔ１１以前よりも遅くなる。このため、第２進角制御部３７による進角制御が行われた場合における巻線電流の波形（実線）の振幅は効率重視の進角制御が行われている場合における巻線電流の波形（２点破線）の振幅より小さくなっており、巻線電流が低減されて、静音化がなされる。
【００６９】
実回転速度が目標回転速度である１０００ｒｐｍに到達した時刻ｔ１２以降は、目標回転速度のまま回転が維持されるように制御が行われる。実回転速度が速くなるので、巻線電流の大きさは時刻ｔ１１以前よりも大きくなる。このとき、第１進角制御部３６による効率重視の進角制御が行われ、１０００ｒｐｍに対応する進角値として、例えば２５度の進角値となるようにしてモータ２０が駆動され、効率が改善される。
【００７０】
図６は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の進角制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【００７１】
以上のように構成されているので、モータ駆動制御装置１は、図６に示されるように進角制御に関する動作を行う。
【００７２】
すなわち、ステップＳ１１において、速度変更検出回路３５は、目標回転速度信号Ｓｃが検知されたか否かを判断する。換言すると、モータ２０の駆動が停止している場合において、速度変更検出回路３５は、モータ２０を起動させる起動命令を検知したか否かを判断する。目標回転速度信号Ｓｃが検知されていなければ、検知されるまで待機する。目標回転速度信号Ｓｃが検知された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００７３】
ステップＳ１２において、位相調整部３３は、進角制御切替処理を行う。
【００７４】
図７は、進角制御切替処理の一例を示すフローチャートである。
【００７５】
図７に示されるように、ステップＳ３１において、速度変更検出回路３５は、目標回転速度信号Ｓｃと実回転速度信号Ｓｒとに基づいて、目標回転速度と実回転速度とを比較し、目標回転速度と実回転速度との差が所定値（例えば、目標回転速度の５パーセントの値）以上であるか否かを判断する。速度変更検出回路３５は、判断結果に応じて選択信号Ｓ３を出力する。すなわち、目標回転速度と実回転速度との差が所定値以上である場合には、ステップＳ３２に進み、そうでない場合には、進角制御切替処理を終了する。
【００７６】
ステップＳ３２において、位相調整部３３は、巻線電流低減の進角制御での駆動が行われるように制御する。すなわち、速度変更検出回路３５から出力される選択信号Ｓ３に応じて、セレクタ３８は、第２進角制御部３７から出力される第２進角制御信号Ｓ５を正弦波生成回路３２ｂに出力する。これにより、巻線電流低減の進角制御が行われ、モータ２０が目標回転速度で回転するように駆動される。
【００７７】
ステップＳ３３において、速度変更検出回路３５は、目標回転速度信号Ｓｃと実回転速度信号Ｓｒとに基づいて、目標回転速度と実回転速度とを比較し、目標回転速度と実回転速度との差が所定値（例えば、目標回転速度の５パーセントの値）未満であるか否かを判断する。速度変更検出回路３５は、判断結果に応じて選択信号Ｓ３を出力する。すなわち、目標回転速度と実回転速度との差が所定値未満ではない場合には、ステップＳ３２に戻り、巻線電流低減の進角制御が継続して行われる。目標回転速度と実回転速度との差が所定値未満である場合には、進角制御切替処理を終了する。
【００７８】
進角制御切替処理が行われると、図６に戻って、ステップＳ１３において、効率重視の進角制御での駆動が行われる。すなわち、速度変更検出回路３５から出力される選択信号Ｓ３に応じて、セレクタ３８は、第１進角制御部３６から出力される第１進角制御信号Ｓ４を正弦波生成回路３２ｂに出力する。これにより、効率重視の進角制御が行われ、モータ２０が目標回転速度で回転するように駆動される。
【００７９】
ステップＳ１４において、速度変更検出回路３５は、目標回転速度の変更を検知したか否かを判断する。すなわち、入力される目標回転速度信号Ｓｃが変更されたとき、速度変更検出回路３５は、目標回転速度の変更を検知したと判断し、ステップＳ１５に進む。そうでない場合には、ステップＳ１６に進む。
【００８０】
ステップＳ１５において、位相調整部３３は、進角制御切替処理を行う。進角制御切替処理は上述の通りに行われ、ステップＳ１５の処理が終了すると、ステップＳ１３に戻る。すなわち、目標回転速度が変更されると、変更後の目標回転速度と実回転速度との差が所定値未満となるまでの間（換言するとモータ２０の回転速度が上昇又は下降する間）、第２進角制御部３７による進角制御が行われる状態に切り替えられ、変更後の目標回転速度と実回転速度との差が所定値未満になると、第１進角制御部３６による進角制御が行われる状態に戻る。
【００８１】
ステップＳ１６において、速度変更検出回路３５は、目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されたことを検知したか否かを判断する。目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されたことが検知されると、ステップＳ１７に進む。そうでない場合には、ステップＳ１３に戻る。
【００８２】
ステップＳ１７において、位相調整部３３は、進角制御切替処理を行う。進角制御切替処理は上述の通りに行われ、ステップＳ１７の処理が終了すると、ステップＳ１８に進むすなわち、目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されると、目標回転速度すなわち０ｒｐｍと実回転速度との差が所定値未満となるまでの間（換言するとモータ２０の回転速度が下降する間）、第２進角制御部３７による進角制御が行われる状態に切り替えられる。
【００８３】
ステップＳ１８において、正弦波駆動回路３２は、フリーラン停止動作を開始させる。すなわち、モータ２０の各相に供給する電力をオフとして、モータ２０を停止させる。ステップＳ１８の動作が終了すると、一連の動作が終了する。
【００８４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、目標回転速度が変更されてモータ２０が加速したり減速したりしている間には、第１進角制御部３６による進角制御から第２進角制御部３７による進角制御が行われるため、巻線電流が比較的小さくなり、モータ２０の回転に伴い発生する振動の大きさが小さくなる。そのため、モータ２０が加速したり減速したりしている間において、モータ２０の固有振動数と電子機器１０を構成する部材の固有振動数との関係で共振が発生する回転速度をまたいで駆動されるような場合であっても、共振が発生する回転速度で発生する振動の大きさが比較的小さくなる。そのため、電子機器１０で発生する振動を抑えることができる。ベクトル制御方式など複雑な制御方式を用いることなく、振動を低減させることができ、モータ駆動制御装置１や電子機器１０の製造コストを低く抑えることができる。
【００８５】
例えば、上述の図５に示される例において、共振が発生する回転速度が５００ｒｐｍである場合には、回転速度が２００ｒｐｍから１０００ｒｐｍに上昇する間に、共振が発生する回転速度をまたいでモータ２０が駆動される。しかしながら、第２進角制御部３７による進角制御が行われている状態で共振が発生する回転速度をまたぐため、回転速度が５００ｒｐｍになったときに発生する振動を比較的小さく押さえられる。したがって、電子機器１０のユーザが振動を不快に感じにくくなる。
【００８６】
以下、本実施の形態の変形例について説明する。以下の説明において、本実施の形態に係る構成と同様の構成には同一の符号を付しており、同様の構成や動作についての説明を省略することがある。
【００８７】
［第１の変形例の説明］
【００８８】
モータ２０を停止させる場合には、単に第２進角制御部３７による進角制御が適用されるようにしてもよい。
【００８９】
図８は、本実施の形態の第１の変形例に係るモータ駆動制御装置１の進角制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【００９０】
図８において、ステップＳ１１１からステップＳ１１６の処理、及びステップＳ１１８の処理は、図６に示されるステップＳ１１からステップＳ１６の処理、及びステップＳ１８の処理と同じである。
【００９１】
本変形例においては、ステップＳ１１６で目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されたことが検知されると、ステップＳ１１７において、位相調整部３３は、進角制御切替処理ではなく、単に巻線電流低減の進角制御での駆動を行うように制御する。すなわち、目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されたことが検知されると、速度変更検出回路３５から出力される選択信号Ｓ３に応じて、セレクタ３８は、第２進角制御部３７から出力される第２進角制御信号Ｓ５を正弦波生成回路３２ｂに出力する。その後、ステップＳ１１８の処理が行われる。
【００９２】
第１の変形例においても、上述の実施の形態と同様の利点を得ることができる。
【００９３】
［第２の変形例の説明］
【００９４】
進角制御切替処理は、目標回転速度の変更時のみならず、モータ２０の起動時に常に行われるようにしてもよい。
【００９５】
図９は、本実施の形態の第２の変形例に係るモータ駆動制御装置１の進角制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【００９６】
図９において、ステップＳ２１１からステップＳ２１３の処理は、図６に示されるステップＳ１１からステップＳ１３の処理と同じである。また、ステップＳ２１５の処理及びステップＳ２１６の処理は、図６に示されるステップＳ１７の処理及びステップＳ１８の処理と同じである。
【００９７】
第２の変形例において、ステップＳ２１３で効率重視の進角制御での駆動が行われているとき、図６に示されるステップＳ１４の処理は行われない。すなわち、ステップＳ２１４において、ステップＳ１６の処理と同様に、速度変更検出回路３５が目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されたことを検知したか否かを判断する。目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されたことが検知されると、ステップＳ２１５に進むが、そうでない場合には、ステップＳ２１２に戻り、進角制御切替処理が行われる。
【００９８】
すなわち、第２の変形例において、位相調整部３３は、効率重視の進角制御での駆動が行われており（ステップＳ２１３）、目標回転速度信号Ｓｃの入力が停止されない場合において（ステップＳ２１４においてＮＯ）、目標回転速度と実回転速度との差が所定値以上になれば（図７に示されるステップＳ３１においてＹＥＳ）、巻線電流低減の進角制御での駆動に切り替えられる（図７に示されるステップＳ３２）。そして、目標回転速度と実回転速度との差が所定値未満になれば（図７に示されるステップＳ３３においてＹＥＳ）、巻線電流低減の進角制御での駆動から効率重視の進角制御での駆動に切り替えられる（ステップＳ２１３）。
【００９９】
このような動作が行われるので、例えば、モータ２０に急に大きな負荷が加わって実回転速度が低下して目標回転速度と実回転速度との差が所定値以上になった場合において、再び目標回転速度までモータ２０の回転速度を上昇させる過程においても、巻線電流低減の進角制御での駆動が行われるようになる。したがって、このような場合においても、共振が発生する回転速度で発生する振動の大きさを比較的小さくすることができ、電子機器１０で発生する振動を抑えることができる。
【０１００】
［第３の変形例の説明］
【０１０１】
位相調整部３３は、駆動電圧の位相を遅らせる制御を行う場合すなわち第２進角制御部３７による駆動制御を行う場合に、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに流れる巻線電流の大きさに基づいて駆動電圧の位相を設定するようにしてもよい。すなわち、位相調整部３３は、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに流れる巻線電流の大きさを小さくする駆動電圧の位相を設定して、当該駆動電圧の位相を遅らせてもよい。
【０１０２】
図１０は、本実施の形態の第３の変形例に係るモータ駆動制御装置１の制御回路部３の構成を示すブロック図である。
【０１０３】
図１０に示されている第３の変形例においては、上述の実施の形態における第２進角制御部３７に代えて、それとは若干異なる動作を行って第２進角制御信号Ｓ５を生成する第２進角制御部２３７が設けられている。
【０１０４】
第２進角制御部２３７には、巻線電流検出回路４０から出力された巻線電流情報ＣＬが入力される。第２進角制御部２３７は、巻線電流情報ＣＬに基づいて、巻線電流の大きさが所定の閾値よりも小さくなるように進角値を設定する。すなわち、巻線電流の大きさが所定の閾値よりも大きいとき、進角値を小さく設定することにより巻線電流が小さくなるようにする。これにより、位相調整部３３が、第２進角制御部２３７による進角制御を行っている場合において、フィードバック制御により巻線電流の大きさが所定の閾値に一致する程度になるように駆動電圧の位相が調整される。このような構成により、第２進角制御部２３７による進角制御が行われている間に、確実に巻線電流を低減させて、電子機器１０で発生する振動を抑えることができる。
【０１０５】
［その他］
【０１０６】
モータ駆動制御装置やそれを用いた電子機器は、上述の実施の形態やその変形例に示されるような回路構成に限定されない。本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。上記の実施の形態や変形例の特徴点が部分的に組み合わされてモータが構成されていてもよい。上記の実施の形態や変形例において、いくつかの構成要素が設けられていなかったり、いくつかの構成要素が他の態様で構成されていてもよい。
【０１０７】
電子機器は、空気清浄機に限られない。電子機器は、羽根車をモータで回転させるような構成を有する種々のものであってもよい。例えば、電子機器は、扇風機やエアコンなどであってもよいし、冷却用途や換気用途のためのファンを備える機器等であってもよい。
【０１０８】
モータの駆動方式は、通常の正弦波駆動に限定されず、矩形波による駆動方式や、台形波による駆動方式や、正弦波に特殊な変調をかけた駆動方式などであってもよい。
【０１０９】
目標回転速度の変更が検知されたときに、進角制御切替処理において、目標回転速度と実回転速度とを比較する処理を行わなくてもよい。例えば、目標回転速度の変更が検知されたときに、すぐに巻線電流低減の進角制御による駆動が行われるようにしてもよい。また、巻線電流低減の進角制御による駆動が開始された後で、目標回転速度と実回転速度とを比較する処理を行わなくてもよい。例えば、巻線電流低減の進角制御による駆動が開始されてから所定時間後に効率重視の進角制御での駆動に切り替えられるようにしてもよい。
【０１１０】
目標回転速度信号として、設定された風量に応じたデューティ比のパルス幅変調信号が上位装置から出力され、モータ駆動制御装置がそれに応じてモータを駆動させるようにしてもよい。また、モータ駆動制御装置は、予め設定された目標回転速度でモータを駆動するように構成された、外部の上位装置等から目標回転速度信号が入力されないものであってもよい。
【０１１１】
ロータの位置を検出するために、ホール素子を用いたり、ホールＩＣをモータのロータの位置検出器として用いるようにしてもよい。
【０１１２】
上述のフローチャートなどは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフロー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もよいし、処理を並列化してもよい。
【０１１３】
本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、３相のブラシレスモータに限定されず、他の相数のブラシレスモータであってもよい。また、モータの種類も特に限定されない。
【０１１４】
上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウェアによって行われるようにしても、ハードウェア回路を用いて行われるようにしてもよい。モータ駆動制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウェアによる処理ではなく、ソフトウェアによる処理であってもよい。
【０１１５】
モータ駆動制御装置が、モータの構成要素としてモータ内に設けられていてもよい。この場合には、モータはモータ制御装置を備えることになる。
【０１１６】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１７】
１  モータ駆動制御装置
２  モータ駆動部
３  制御回路部（制御部の一例）
１０  電子機器
１４  羽根車
２０  モータ
３１  速度制御回路
３２  正弦波駆動回路
３３  位相調整部
３６  第１進角制御部
３７，２３７  第２進角制御部
３７ｂ  メモリ
３８  セレクタ
５０  上位装置
ＣＬ  巻線電流情報
Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ  コイル
Ｓｃ  目標回転速度信号
Ｓｄ  駆動制御信号
Ｓｒ  実回転速度信号
Ｓｉ  巻線電流信号
Ｓ４  第１進角制御信号
Ｓ５  第２進角制御信号
【図１】
2020078161.tif 000003
【図２】
2020078161.tif 000004
【図３】
2020078161.tif 000005
【図４】
2020078161.tif 000006
【図５】
2020078161.tif 000007
【図６】
2020078161.tif 000008
【図７】
2020078161.tif 000009
【図８】
2020078161.tif 000010
【図９】
2020078161.tif 000011
【図１０】
2020078161.tif 000012