(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ相（Ｎは２以上の整数）の巻線を有するステータ及び永久磁石からなるロータとを有するファン用のブラシレスモータを複数駆動制御するブラシレスモータの駆動装置において、
前記複数のブラシレスモータのそれぞれに対して、
前記Ｎ相の巻線に通電するためのインバータ回路と、
このインバータ回路に直流電圧を印加する電源回路と、
前記電源回路の直流電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
この基準電圧生成手段の基準電圧と前記Ｎ相の巻線の誘起電圧とを比較した結果を出力する比較手段とを設けると共に、
前記複数のブラシレスモータに対して独立に動作するタイマを１ｃｈずつ有し、前記複数のブラシレスモータについてそれぞれ、前記比較手段の比較出力に基づいて誘起電圧のゼロクロス点を複数回毎に検出するように位置検出割込みを行うと共に、次回の位置検出割込みを開始するまでの間の前記Ｎ相の巻線への通電切替タイミングを前記タイマにより設定して順次割込みを行うことにより転流動作を行う制御手段とを設け、
前記制御手段は、前記通電切替タイミングからの予め設定された時間の経過を前記タイマにより検出し当該検出時間後に前記位置検出割込みの信号入力を許可することを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記誘起電圧のゼロクロス点の複数回毎の検出時間間隔を平均した値に基づいて前記位置検出割込みの開始タイミング及び前記通電切替タイミングを設定することを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ブラシレスモータに対して、オーバーラップ通電を行うことにより駆動制御することを特徴とする請求項１または２記載のブラシレスモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｎ相の巻線を有するステータ及び永久磁石からなるロータとを有するファン用のブラシレスモータの誘起電圧に基づいて転流動作を行うブラシレスモータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫などに用いられるファンモータは、冷蔵庫中において負荷がほぼ一定条件で回転し、略一定速度で運転されるものが一般的であり、インバータ回路により駆動するブラシレスモータが使用されている。このブラシレスモータを駆動するための駆動装置は、ロータの回転位置を検出する必要がある。
【０００３】
３相のブラシレスモータの駆動装置は、センサレスのタイプにおいては、ロータの回転位置を検出するため、コンパレータ等の比較回路を用いて３相巻線の各相の誘起電圧と基準電圧とを比較して両者の一致するタイミングを検出し、この信号の電気角６０°毎に各相から順次入力されるゼロクロス点の時間間隔を元に次の通電切替タイミングを決定し、転流動作を行っている。
【０００４】
図３は、従来例であるところの３相のブラシレスモータの駆動装置が進み角を０°としている場合において、電気角３０°のオーバーラップ通電を行うタイミングチャートを示している。
この例は、マイクロコンピュータ等で構成される駆動装置内部が１つのファンモータに対して３ｃｈ（チャンネル）の割込みを独立に処理できるように構成されており、位置検出割込みに伴う位置検出信号が入力されることにより、各種割込みを行う時間を決定している。
【０００５】
すなわち、過去にブラシレスモータのロータの回転した電気角６０°に到達した時間間隔（図３，▲１▼で示す電気角の時間）を検出すると、駆動装置は、ブラシレスモータのステータに対するロータの位置確認を行い、転流割込みをする際の３０°の通電切替タイミング（電気角３０°の時間）に対して（電気角６０°に到達した時間間隔）÷２の計算を行って代入することにより１ｃｈのタイマに設定する（図３，▲２▼で示す電気角の時間）。また同時に、駆動装置に対する位置検出信号の入力を許可する時間を（電気角３０°の時間）÷２＋（電気角３０°の時間）の計算を行い２ｃｈのタイマに設定する（図３，▲３▼で示す電気角の時間）。また同時にオーバーラップ通電を開始する。その後、１ｃｈのタイマで計算された時間が経過するとそのタイマ割込みにより、駆動装置は、通電する相の切替を行うことになる。その後、２ｃｈのタイマで計算された時間が経過するとそのタイマ割込みにより、駆動装置は位置検出割込みの許可を行う。その後、電気角１２０°において位置検出信号を入力する（図３，▲４▼で示す電気角の時間）ことにより、駆動装置は、再度ブラシレスモータのステータに対するロータの位置検出を行い、位置検出割込みの許可を禁止し、次の電気角６０°間の処理を順次繰り返し行うことによりブラシレスモータを駆動するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来構成においては次のような問題があった。
すなわち上記構成のものでは、ファンモータを１つ回転制御するために使用する駆動装置の構成として転流割込みに使用するタイマを１ｃｈ、位置検出開始割込みに使用するタイマを１ｃｈ、次回の位置検出割込み処理に対して１ｃｈをそれぞれ占有するため、駆動装置は、ファンモータ１つに対して合計３ｃｈの割込みに対応する処理をこなす必要がある。特に冷蔵庫内部に設置されるファンモータを制御する際には、駆動装置は、２０００ｒｐｍ程度で高速に制御する必要を生じると共に、冷凍室用のファンモータ，冷蔵室用のファンモータ，及びコンプレッサ冷却用のファンモータの合計３個分のファンモータを制御するため、（３個×３ｃｈ）＝９つの割込みを処理できる必要を生じ、これにより駆動装置のコストが上昇してしまうという問題を生じる。
【０００７】
また、特に冷蔵庫内のファンモータを駆動する装置としての用途で用いる場合に、現行で標準品として用いられている４極モータではコギング等に起因した騒音が大きいため、その騒音低減を目的に６極以上のブラシレスモータを使用する。その場合、極数が増せば電気角に対する機械角の割合が小さくなり、同一回転数でモータを回転した場合に極数が多いほど駆動装置内部で行う処理をすばやく行う必要性を生じる。すなわちそのような状況下においても処理可能な駆動装置を構成する必要があり、前述と同様にコストが上昇してしまうという問題を生じる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ファンモータの設置個数やその極数を増しても独立に動作する割込みの多数のｃｈ（チャンネル）を使用する必要をなくすと共に、ファンモータの騒音を抑え、安定して動作させることのできる安価なブラシレスモータの駆動装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置は、Ｎ相（Ｎは２以上の整数）の巻線を有するステータ及び永久磁石からなるロータとを有するファン用のブラシレスモータを複数駆動制御するブラシレスモータの駆動装置において、
前記複数のブラシレスモータのそれぞれに対して、
前記Ｎ相の巻線に通電するためのインバータ回路と、
このインバータ回路に直流電圧を印加する電源回路と、
前記電源回路の直流電圧から基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
この基準電圧生成手段の基準電圧と前記Ｎ相の巻線の誘起電圧とを比較した結果を出力する比較手段とを設けると共に、
前記複数のブラシレスモータのそれぞれに対してタイマを１ｃｈ有し、前記複数のブラシレスモータについてそれぞれ、前記比較手段の比較出力に基づいて誘起電圧のゼロクロス点を複数個毎に検出するように位置検出割込みを行うと共に、次回の位置検出割込みを開始するまでの間の前記Ｎ相の巻線への通電切替タイミングを前記タイマにより設定して順次割込みを行うことにより転流動作を行う制御手段とを設け、前記制御手段は、通電切替タイミングからの予め設定された時間の経過を前記タイマにより検出し当該検出時間後に前記位置検出割込みの信号入力を許可することに特徴を有する。
【００１０】
このような構成によれば、次のように作用する。インバータ回路により所定の通電パターンに従ってファン用のブラシレスモータの各相の巻線に２相通電すると、通電されていない巻線の端子には誘起電圧が発生する。比較手段は、その誘起電圧と電源回路を介して基準電圧生成手段で生成された基準電圧とを比較する。制御手段は、その比較出力における誘起電圧のゼロクロス点を割込み処理の負担を軽減するように複数個毎に検出し、次回の位置検出割込みを開始するまでの間の通電切替タイミングを決定して転流動作を行うことになる。例えば３相の巻線の誘起電圧のゼロクロス点は電気角６０°毎に検出されるが、制御手段は、複数回（例えば２回であれば電気角１２０°）毎に検出する。すなわち本駆動装置によれば、制御手段が処理する多数の割込み処理の競合する確率を低下させ、インバータ回路を駆動する際に制御手段の割込み処理に要する負担を軽減させることができる。したがって、特に負荷変動が少なく一定の回転数を保つ頻度の高いファン用のブラシレスモータを駆動するときは、複数のブラシレスモータや極数の多いブラシレスモータを同時に駆動させることができる。
【００１４】
さらに、制御手段は位置検出割込みの開始タイミングを計算により求める処理を行う必要がないため、制御手段が処理する割込み処理に要する負担を軽減させることができ、複数のファン用のブラシレスモータを同時回転制御する際に、特に割込み優先順位の低いファン用のブラシレスモータの位置検出割込みの開始タイミングが位置検出のタイミングに対して遅れることを防ぐことができ、また、より高速に制御することが可能である。
【００１５】
さらに、制御手段を、誘起電圧のゼロクロス点の複数回毎の検出時間間隔を平均した値に基づいて位置検出割込みの開始タイミング及び通電切替タイミングを設定するように構成することが望ましい（請求項２）。
【００１６】
このような構成によれば、ロータの位置検出時において、誘起電圧のゼロクロス点の本来検出されるべき時間からのノイズ等による突発的な誤差を生じた場合に、その誤差を吸収するように検出時間間隔を算出することができ、位置検出割込みの開始タイミング及び通電切替タイミングを精度良く設定することができる。
【００１７】
さらには制御手段を、ブラシレスモータに対して、オーバーラップ通電を行うことにより駆動制御するように構成することも可能である（請求項３）。
【００１８】
このような構成によれば、各相に対して除々に通電切替がなされるので、冷蔵庫内のファン用のブラシレスモータにより引き起こされる騒音を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態の電気的構成を示すものである。本実施形態においては、冷凍室用のファンモータであるブラシレスモータ１ａ，冷蔵室用のファンモータであるブラシレスモータ１ｂ，及びコンプレッサ冷却用のファンモータであるブラシレスモータ１ｃを回転する駆動装置について示し、これらブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃは、夫々U相，Ｖ相，Ｗ相のセンサレスのブラシレスモータの構造となっている。図１に示したブラシレスモータの駆動装置は、図示しない電源回路，制御手段としての制御回路２，ドライブ回路３ａ，３ｂ，３ｃ，インバータ回路４ａ，４ｂ，４ｃ，基準電圧生成手段としての分圧回路５ａ，５ｂ，５ｃ，比較手段としての比較回路６ａ，６ｂ，６ｃを主体として構成されている。
【００２０】
尚、ブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃの駆動装置を構成する制御回路２以外の構成は略同一のため、一つのブラシレスモータ１ａに対する駆動装置の構成について示し、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃの駆動装置を構成する回路の同一部分に付いては同一符号に異なる添え字を用いて同一図面に示し、その構成作用説明を省略する。異なる部分に付いてはその都度記述する。
【００２１】
この図１のブラシレスモータ１ａを駆動する部位において、電源回路は、図示しない整流回路等により構成され、約１５［Ｖ］の直流電圧Ｖdcを生成し、ドライブ回路３ａ，インバータ回路４ａ，および分圧回路５ａに直流電圧を供給するようになっている。また、電源回路は、約５［Ｖ］の直流電圧Ｖccをも生成し、制御回路２，ドライブ回路３ａ及び比較回路６ａに直流電圧Ｖccを供給するようになっている。尚、コンデンサ７ａ，７ｂは、直流電圧Ｖdcが与えられる電源線８とＧＮＤとの間に接続されている。
【００２２】
制御回路２は、マイクロコンピュータ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等より構成され、図示しない独立に動作するタイマを３ｃｈとＰＷＭ周波数生成回路とを備えている。ＰＷＭ周波数生成回路は、ブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃに対して夫々１つずつ構成されており、ＰＷＭデューティを変更することで後述するようにブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃの回転数を制御できるように構成されている。また、ブラシレスモータ１ａに対する制御端子として６つの出力端子と１つの入力端子を備えている。尚、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃに対する制御端子としても、同様に夫々６つの出力端子と１つの入力端子を備えている。
【００２３】
ブラシレスモータ１ａを駆動するための制御回路２の３つの出力端子は、それぞれ抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗを介してインバータ回路４ａの各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの各ゲート端子に夫々接続されている。また、その各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの各ゲート端子は、抵抗１１ｕ，１１ｖ，１１ｗを介して全て抵抗１２の一端に接続されている。尚、抵抗１２の他端は、ＧＮＤに接続されている。また、ブラシレスモータ１ａを駆動するための制御回路２の別の３つの出力端子は、夫々抵抗１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介して、ドライブ回路３ａを構成するＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのエミッタ端子に夫々接続されている。各ＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのコレクタ端子は、抵抗１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの一端に夫々接続されると共に、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗのゲート端子に夫々接続されている。抵抗１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの他端は、直流電圧Ｖdcが与えられる電源線８に全て接続されている。ＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのベース端子は、直流電圧Ｖccに接続されている。
【００２４】
インバータ回路４ａは、電源線８及び抵抗１２の間において、上流側にＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ、及び下流側にＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを配設し、これらの夫々に並列に還流ダイオード１７〜２２を接続した上で３相ブリッジ接続して構成されている。また、分圧回路５ａは、電源線８及び抵抗１２の間に抵抗２３，２４を直列接続して構成され、抵抗２３と抵抗２４との共通接続点に抵抗１２と共にＶdc／２なる電圧値を有する基準電圧Ｖｍを生成するようになっている。
【００２５】
尚、抵抗１２は、ドライブ回路３ａ，分圧回路５ａ，インバータ回路４ａ及びブラシレスモータ１ａを介して流れる電流を制限すると共に、ドライブ回路３ａ及び分圧回路５ａの調整用の抵抗として機能するように構成されている。
【００２６】
回転駆動される３相のブラシレスモータ１ａは、３相スター結線された巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗが巻かれたステータ（図示せず）と、永久磁石が配設されたロータ（図示せず）とから構成されている。巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの各端子は、インバータ回路４ａの各相の出力端子２６ｕ，２６ｖ，２６ｗにそれぞれ接続されている。
【００２７】
インバータ回路４ａから出力された駆動回路の出力端子２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、同一の抵抗値を有する抵抗２７ｕ，２７ｖ，２７ｗの一端に接続されている。それらの抵抗２７ｕ，２７ｖ，２７ｗの他端は、直列に抵抗２８の一端に接続され、その他端は、コンデンサ２９を介してＧＮＤに接続されると共に、コンパレータ３０の非反転入力端子に接続されている。これにより、各相で発生した誘起電圧が加算された後、適宜降圧されるようになっている。また、巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗにおいて発生した急峻な誘起電圧の変化をなまらせるように構成されている。コンパレータ３０の反転入力端子は、分圧回路５ａにおける抵抗２３と抵抗２４との共通接続点に接続されると共に、コンデンサ３１を介してＧＮＤに接続されている。コンデンサ３１は、コンパレータ３０に対して入力される電圧の突発的な変化による破壊から守るために設けられている。尚、比較回路６ａは、抵抗２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ、抵抗２８、コンデンサ２９、コンパレータ３０及びコンデンサ３１により構成されている。
【００２８】
また、コンパレータ３０の出力端子は、直流電圧Ｖccに対して並列に接続されたプルアップ抵抗３２を介して制御回路２の入力端子に接続されている。コンパレータ３０の電源入力端子は、直流電圧Ｖccに接続され、ＧＮＤ端子はＧＮＤに接続されており、電源回路が作動すると、コンパレータ３０も働くように構成されている。
【００２９】
尚、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃを夫々駆動するドライブ回路３ｂ，３ｃ、分圧回路５ｂ，５ｃ、インバータ回路４ｂ，４ｃ、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃおよび比較回路６ｂ，６ｃの構成は、ブラシレスモータ１ａを駆動する構成と同一であるので、その説明を省略し、また、各構成回路に対する直流電圧Ｖcc，Ｖdc及びＧＮＤへの接続は図面から省略して示している。
【００３０】
次に、本実施形態の作用について図２も参照して説明する。
図２は、本実施形態のタイミングチャートを示している。本タイミングチャートでは、進み角制御を行わない方式を用いており、すなわち進み角はこの場合０°で、３０°の区間オーバーラップ通電を行う方式の例を示している。駆動装置がブラシレスモータを駆動している場合に図２のＡのタイミングにおいて、ロータの位置検出を行っているものとする。
【００３１】
尚、説明の簡略化のため、インバータ回路４ａを構成する各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ，１０ｕ，１０ｖ，１０ｗがターンオンする場合とターンオフする場合とをまず説明し、その後、ブラシレスモータ１ａの位置検出をタイミングチャートに沿って説明する。
【００３２】
インバータ回路４ａのＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの動作について説明する。制御回路２が、出力端子から直流電圧Ｖccの電圧を、抵抗１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介して出力する場合、ＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗはベース電流が流れないためターンオフし、抵抗１５ｕ，１５ｖ，１５ｗに電流を流すことはなく、Ｐチャネル型の各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗのゲート電圧は略Ｖdcとなる。すなわち、この場合には各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗはターンオフする。
【００３３】
また、制御回路２は、その出力端子からＧＮＤ電圧を、抵抗１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介して出力するとＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗはベース電流が流れることによりターンオンし、各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗのゲート電圧は略ＧＮＤ電圧に一致する。すなわち、この場合には各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗは、ターンオンする。
【００３４】
また、インバータ回路４ａのＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの動作について説明する。制御回路２は、出力端子から直流電圧Ｖccの電圧を、抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗを介して出力する場合、Ｎチャネル型の各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗのゲート電圧は、直流電圧Ｖccを抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗと抵抗１１ｕ，１１ｖ，１１ｗと抵抗１２とで分圧された電圧となる。この分圧された電圧により、Ｎチャネル型の各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗはターンオンするようになっている。
【００３５】
また、制御回路２は、出力端子からＧＮＤ電圧を、抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗを介して出力する場合、Ｎチャネル型の各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗのゲート電圧は略ＧＮＤ電圧に一致する。すなわち、各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗはターンオフする。すなわち、上流側のＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗはＬｏアクティブ、下流側のＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗはＨｉアクティブで駆動する回路構成となっている。
【００３６】
すなわち、制御回路２は、６つの出力端子にＰＷＭ信号を出力することによってＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ，１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、ターンオンとターンオフとを繰り返され、ＰＷＭ制御されることとなる。前述したように制御回路２内に形成された図示しないＰＷＭ周波数生成回路は、ＰＷＭデューティを変化してドライブ回路３ａ，インバータ回路４ａを介してブラシレスモータ１ａの巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗに通電する電流を変化させ、ブラシレスモータ１ａのロータの回転数を制御するようになっている。
【００３７】
この時、巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、誘起電圧を発生し、比較回路６ａは、各相で発生した誘起電圧を加算した後適宜降圧して、基準電圧Ｖmと比較して制御回路２の入力端子に出力する。これが後述する位置信号となる。
【００３８】
次に、図２に示すタイミングチャートを用いて実際の駆動装置の動作について説明する。尚、図２のタイミングチャートは、ブラシレスモータ１ａを駆動する場合の概略的な波形図を示しており、実際に駆動されるＰＷＭ波形を省略して示している。
図２（ａ）〜（ｃ）は、ブラシレスモータ１ａの巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの夫々の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの時間に伴う変化を示している。また、図２（ｄ）〜（ｉ）は、制御回路からの出力信号に基づくＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗの状態を夫々示しており、「オン」のときにＰＷＭ駆動されていることを示している（このときを以下、「オン状態」という。逆に「オフ」のときはＰＷＭ駆動されていない。この場合「オフ状態」という）。尚、オン状態においては、制御回路２内のＰＷＭ周波数生成回路は、各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗを駆動するＰＷＭ信号を、同期するように生成している。また図２（ｊ）は、制御回路２の入力端子に入力する位置信号を示している。尚、本実施形態における３０°の区間オーバーラップ通電とは、例えば図２（ｄ）及び図２（ｆ）に示されるＭＯＳＦＥＴ１６ｕ及びＭＯＳＦＥＴ１６ｖのオン状態の区間が３０°重なっている通電方式のことを示しており、この３０°の区間において巻線２５ｕ，２５ｖから巻線２５ｗに対して通電していることを示している（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の相互についても同様）。
【００３９】
まず、ブラシレスモータ１ａの起動を行う際には、停止時において各巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは誘起電圧を発生していないため、図２（ｊ）の位置信号波形は現れない。制御回路２は、ブラシレスモータ１ａのロータが電気角のどの位置にあるか把握できていないことになる。制御回路２は、制御回路２内のＲＯＭにあらかじめ記録されている、ある任意の通電パターンを用いてある時間周期で強制的に転流動作を行う。これにより、図２の位置信号等の出力を得ることができる。
【００４０】
その後、制御回路２は、除々にブラシレスモータ１ａのロータを回転して誘起電圧が検出されると、その時点から検出時間間隔を求めて次回の転流動作及び位置検出のタイミングの決定に用いる。この時、制御回路２内のＰＷＭ周波数生成回路はＰＷＭデューティを単位時間あたり所定の割合で増加し、ブラシレスモータ１ａのロータの回転速度を増加させる。その後、図２のＡの直前の時点において、位置検出のための制御回路２の入力端子に対する信号の割込み入力は、制御回路２内において許可されているものとする。また、ドライブ回路３ａ及びインバータ回路４ａに対して転流を行う順序を示す通電パターンは、あらかじめ制御回路２内の図示しないＲＯＭに記憶されているものとする。
【００４１】
ブラシレスモータ１ａのロータが回転している場合において、端子電圧Ｖuの誘起電圧が徐々に増加し、直流電圧Ｖdc／２の電圧を超えることにより、制御回路２は、比較回路６ａが出力する位置信号のＰＷＭ波形を検出すると（図２（ｊ），Ａ）、各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗに通電している状態から、基準電圧Vmに達した端子電圧はU相の電圧であることを検出する。制御回路２はその内部において、位置検出のための入力端子に対する信号の割込み入力を禁止する。その後、内部に構成されている図示しないＰＷＭ周波数生成回路からＰＷＭ信号を生成し、制御回路２のＭＯＳＦＥＴ１６ｕに対応する出力端子の状態を変化させる（図２（ｄ），Ａ）。すなわちこの場合、ＭＯＳＦＥＴ１６ｕはオン状態となり、端子電圧Ｖuはそれに伴い最大電圧Ｖdcまでの振幅を伴うＰＷＭ波形が現れることになる。この時、前回の電気角１２０°の検出時間間隔Ｔw0が算出される。一方、制御回路２は、次回の通電切替タイミングを設定するための時間Ｔaを、
Ｔa  ←  Ｔw0  ÷  ４                    ・・・（１）
の代入式から制御回路２内のタイマに設定する。その後、図２のＡの時点からブラシレスモータ１ａのロータが電気角で約３０°回転すると、制御回路２は、タイマにより時間Ｔaが経過したことを検出する。その後、ＭＯＳＦＥＴ１６ｗをオン状態からオフ状態にする（図２（ｈ），Ｂ）。その後、制御回路２は、タイマをリセットし、その次の通電切替タイミングを設定するための時間Ｔbを、
Ｔb  ←  Ｔa                              ・・・（２）
の代入式から制御回路２内のタイマに設定する。同様に図２のＢの時点からブラシレスモータ１ａのロータが電気角で約３０°回転すると、制御回路２は、タイマにより時間Ｔbが経過したことを検出する。その後、ＭＯＳＦＥＴ１０ｗをオフ状態からオン状態にする（図２（ｉ），Ｃ）。同様にタイマをリセットし、その次の通電切替タイミングを設定するための時間Ｔcを、
Ｔc  ←  Ｔb                              ・・・（３）
の式から制御回路２内のタイマに設定する。同様に図２のＣの時点からブラシレスモータ１ａのロータが電気角で約３０°回転すると、制御回路２は、タイマにより時間Ｔcが経過したことを検出する。制御回路２は、ＭＯＳＦＥＴ１０ｖをオン状態からオフ状態にする（図２（ｇ），Ｄ）。その後、タイマをリセットし、制御回路２の入力端子に入力する位置検出割込みの許可を開始するまでの時間Ｔdを、
Ｔd  ←  Ｔc  ÷  ２                      ・・・（４）
の式から制御回路２内のタイマに設定する。図２のＤの時点からブラシレスモータ１ａのロータが電気角で約１５°回転すると、制御回路２は、タイマにより時間Ｔdが経過したことを検出する。その後、制御回路２は、位置検出のための入力端子に対する信号の割込み入力を許可し、時間測定を開始する（図２，Ｅ）。その後、制御回路２は、比較回路５から制御回路２の入力端子へ位置信号が入力したことを検出すると（図２（ｊ），Ｆ）、前述した時間測定を停止し、その間の時間Ｔeを記憶する。この時、制御回路２は、各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗに通電している状態から、基準電圧Vmに達した端子電圧はＶ相の電圧であることを検出する。制御回路２は、位置検出のための割込み入力の許可を禁止し、その後検出時間間隔Ｔwを、
Ｔw  ←  Ｔa  ＋  Ｔb  ＋  Ｔc  ＋  Ｔd  ＋  Ｔe    ・・・（５）
の式から算出して新たに代入する。次の電気角１２０°の検出時間間隔Ｔw（図２，Ｆ→Ｇ）においては、制御回路２は、この検出時間間隔Ｔwを用いて通電切替タイミングを設定するための時間Ｔa2，Ｔb2，Ｔc2及び位置検出割込みの許可を開始するまでの時間Ｔd2を算出して、上述と同様にして順次ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ（時間Ｔa2経過後オン状態からオフ状態）、ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ（時間Ｔb2経過後オフ状態からオン状態）、ＭＯＳＦＥＴ１０ｗ（時間Ｔc2経過後オン状態からオフ状態）に対して転流を繰り返して図２のＧにおける時点でブラシレスモータのロータの位置検出を行うことになる。同様に、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃに関しても別の図示しない制御回路２内に夫々設けられたタイマによって、転流動作を行うことができる。
【００４２】
このように上述した実施形態によれば、前回の検出時間間隔Ｔw0から通電切替タイミングを設定するための時間Ｔa，Ｔb，Ｔcと、位置検出割込みの許可を開始するまでの時間Ｔdとを決定して順次割込みを行っているので、ブラシレスモータ１ａを駆動する制御回路２内のタイマとして１ｃｈのみの割込みを使用するだけですむことから、３つのブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃを駆動制御するためには、３ｃｈのタイマを使用することで実現することができる。したがって、ファンモータの設置個数やその極数を増しても独立に動作する割込みの多数のｃｈ（チャンネル）を使用する必要がない。また、各相に対して除々に通電切替がなされるため、ファン用のブラシレスモータのコギング等により引き起こされる騒音を低減することができ、安定して動作させることができる。
【００４３】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張又は変更が可能である。
上述した実施形態において、図２のＡ，Ｆ及びＧの時点で位置検出を行うように構成されていたが、ブラシレスモータ１ａの始動時、例えば６００ｒｐｍ以下の比較的低域の回転数までは、図２のＣの時点でも位置検出を行ってもよい。すなわち、制御回路２は、図２のＢの時点において図２のＢ及びＣの間に位置検出割込みの開始タイミングを設定し、比較回路５から制御回路２の入力端子へＰＷＭ信号が入力している状態から無入力となる時点（図２（ｊ），Ｃ）を検出する。これは、ブラシレスモータ１ａの始動時には、ブラシレスモータ１ａのロータの回転数が低いため、図２のＡの時点から電気角６０°の時点でブラシレスモータ１ａの位置検出を行うことを示している。ロータの回転数が低いため、それに伴い検出時間間隔Ｔwが長くなる。電気角６０°ごとに誘起電圧のゼロクロス点を毎回検出することになるため、割込みによる制御回路２の負担を大きくすることはない。これにより、上述した実施形態の効果を損なうことなく、始動時の位置検出精度を向上することができる。
【００４４】
また、上述した実施形態において、位置検出割込みの許可を開始するまでの時間Ｔdを（４）式より求めていたが、この時間Ｔdをあらかじめ制御回路２内のＲＯＭやＲＡＭに設定された時間、例えば２００μsという一定時間後に設定することもできる。これは、制御回路２が図２のＤの時点における割込み処理の負担を少なくするものである。この一定時間とは、制御回路２が駆動する全てのファン用のブラシレスモータの割込みで遅れる時間（例えば１回の割込みが３０μｓとする）及び転流動作を行う時間をもあらかじめ考慮しておき求めることが望ましい。また、図２のＡからＦの位置検出における周期において、ブラシレスモータ１ａの最大使用回転数にて図２のＤの時点における転流動作後、電気角として例えば２０°までの範囲で位置検出を開始する開始タイミングを一定のタイミングとして設定することが望ましい。これにより、制御回路２が処理する割込み処理に要する負担を軽減させることができ、複数のファン用のブラシレスモータを同時回転制御する際に、特に割込み優先順位の低いファン用のブラシレスモータの位置検出割込みの開始タイミングが位置検出のタイミングに対して遅れることを極力低減することができ、また、より高速に制御することが可能である。
【００４５】
さらには、上述した実施形態の説明中において、検出時間間隔Ｔwを（５）式のように求めていたのと同様に、検出時間間隔Ｔw2を図２中のＧの時点において、
Ｔw2  ←  Ｔa2  ＋  Ｔb2  ＋  Ｔc2  ＋  Ｔd2  ＋  Ｔe2  ・・・（６）
のように求めて、制御回路２内の図示しないＲＡＭに記憶しておき、検出時間間隔Ｔwzを、
Ｔwz  ←  （Ｔw  ＋  Ｔw2）÷２                    ・・・（７）
のように平均した値を使用し、図２の中のＧからＨの間の通電切替タイミング及び位置検出割込みの開始タイミングを検出時間間隔Ｔwzを用いて計算することも可能である。すなわち、突発したノイズ等により検出時間間隔Ｔw2が本来検出されるべき時間からの誤差が生じた場合に、検出時間間隔Ｔwzを算出することでＴw2の誤差を吸収することができる。これにより、位置検出割込みの開始タイミング及び通電切替タイミングを精度良く設定することができる。
【００４６】
ファン用のブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃは、冷蔵庫用のファンモータに限らず、一般的に用いられるファンモータに適用することができる。また、駆動装置より駆動するブラシレスモータは、３個に限らず、２個でもよいし、４個以上でもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のブラシレスモータの駆動装置によれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、請求項１記載の発明によれば、制御手段が処理する多数の割込み処理が競合する確率を低下させ、インバータ回路を駆動する際に制御手段の割込み処理に要する負担を軽減させることができる。したがって、特に負荷変動が少なく一定の回転数を保つ頻度の高いファン用のブラシレスモータを駆動するときは、ファンモータの設置個数やその極数を増しても独立に動作する割込みの多数のｃｈ（チャンネル）を使用する必要がなく、安定して動作させることのできる安価なブラシレスモータの駆動装置を提供することができる。
【００４９】
さらに、制御手段は、位置検出割込みの開始タイミングを計算により求める処理を行う必要がないため、制御手段が処理する割込み処理に要する負担を軽減させることができ、複数のファン用のブラシレスモータを同時回転制御する際に、特に割込み優先順位の低いファン用のブラシレスモータの位置検出割込みの開始タイミングが位置検出のタイミングに対しての遅れを防ぐことができ、また、より高速に制御することが可能である。
【００５０】
請求項２記載の発明によれば、ロータの位置検出時において、誘起電圧のゼロクロス点の本来検出されるべき時間からのノイズ等による突発的な誤差を生じた場合に、その誤差を吸収するように検出時間間隔を算出することができ、位置検出割込みの開始タイミング及び通電切替タイミングを精度良く設定することができる。
請求項３記載の発明によれば、各相に対して除々に通電切替がなされるので、冷蔵庫内のファン用のブラシレスモータに対する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す電気的構成図
【図２】ブラシレスモータの駆動に伴う各信号の変化を示すタイミングチャート
【図３】従来技術を示す図２相当図
【符号の説明】
２は制御回路（制御手段）、４ａ，４ｂ，４ｃはインバータ回路、５ａ，５ｂ，５ｃは分圧回路（基準電圧生成手段）、６ａ，６ｂ，６ｃは比較回路（比較手段）、２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは巻線である。
【図１】
0003696068.tif 000002
【図２】
0003696068.tif 000003
【図３】
0003696068.tif 000004