(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ移動子の位置に応じた駆動が行われる駆動装置において、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接続され、前記モータ側に、モータ移動子の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号を前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手段とが設けられ、前記モータ駆動制御部側に、前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に前記結合手段により重畳された位置信号を再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆動手段とが設けられ、且つ、前記モータ駆動制御部は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、前記記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
モータ移動子の位置に応じた駆動が行われる駆動装置において、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接続され、前記モータ側に、モータ移動子の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号を前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手段と、前記位置検出手段用の駆動電力を前記モータ駆動用動力線の駆動電力から生成する電力生成手段とが設けられ、前記モータ駆動制御部側に、前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に前記結合手段により重畳された位置信号を再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆動手段とが設けられ、且つ、前記モータ駆動制御部は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、前記記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動することを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出されたモータ移動子の位置に応じて回転速度制御などが行われるブラシレス電動機などの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の駆動装置は、ブラシレス電動機の回転速度制御などに用いられ、ホール素子などの位置検出素子によってモータ移動子の位置を検出し、そのモータ移動子の位置に応じたモータ駆動が行われるようになっており、このような駆動装置を図８に示している。
【０００３】
図８は、従来の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【０００４】
図８において、偏差信号などの制御信号ａが入力されると共に位置信号ｂが入力される制御手段１は駆動回路２に接続され、三相信号などの駆動信号ｃを制御手段１から駆動回路２に出力するようになっている。これらの制御手段１および駆動回路２でモータ駆動手段３が構成されており、駆動回路２からはモータ４を駆動するモータ駆動出力ｄが供給可能になっている。また、これらの制御手段１および駆動回路２を有するドライバ５内には、制御手段１および駆動回路２に対して電力供給する電源６が配設されている。
【０００５】
また、このモータ４には、回転駆動可能な移動子７と、この移動子７の外周側に設けられ、上記駆動回路２からのモータ駆動出力ｄが巻線（図示せず）に供給されて移動子７を回転させ得る移動磁界ｐを発生させる固定子８と、この固定子８側に配設され、移動子７が所定の対向位置に来たときに位置信号ｂを出力するホール素子などから構成されて移動子７の位置を検出する位置検出手段９とが設けられている。この場合、位置検出手段９は、ドライバ５内の電源６から電力供給線１０を介して電力供給されていると共に、位置検出手段９から制御手段１に信号線１１を介して接続されており、移動子７の位置を示す位置信号ｂを位置検出手段９から制御手段１に出力可能になっている。このように、ドライバ５とモータ４の間には、モータ駆動出力ｄのための動力線１２と、位置検出手段９のための電力供給線１０と、位置信号ｂのための信号線１１とが設けられて、ドライバ５によってモータ４が所定速度で駆動制御可能に構成されている。
【０００６】
上記構成により、モータ４を回転駆動するに際して、まず、制御信号ａと、移動子７の位置を示す位置信号ｂとが制御手段１に入力され、制御手段１からは、位置信号ｂに基づいて移動子７の位置に応じた駆動信号ｃを駆動回路２に出力する。駆動回路２では、駆動信号ｃに基づいたモータ駆動出力ｄを固定子８の各巻線（図示せず）に供給する。このモータ駆動出力ｄによって、固定子８は移動磁界ｐを発生させて移動子７を、所定速度で回転駆動させる。このときにも、位置検出手段９は、ドライバ５側の電源６から電力供給線１０を介して電力供給をうけていると共に、信号線１１を介して制御手段１に位置信号ｂを出力している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の位置検出手段９は、信号線１１として、モータ４とドライバ５間を接続する位置信号ｂ用の多芯の信号線を必要とするというだけではなく、これらの信号線１１の配線作業に手間がかかるという問題があった。
【０００８】
また、移動子７の位置検出にはモータ４の逆起電圧を検出する位置検出回路を用いる方法もあるが、この位置検出回路では、上記のような多芯の信号線は必要としないものの、モータ起動時の移動子７が低速度回転時にはモータ４の逆起電圧がレベルが低く検出できないために、モータ起動当初から移動子７の位置に応じた回転駆動制御ができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、モータ起動当初から移動子の位置に応じた回転駆動制御を行うことができ、かつ、位置信号用の多芯信号線を不要とすることで、配線作業性の向上を図ることができる駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、モータ移動子の位置に応じた駆動が行われる駆動装置において、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接続され、前記モータ側に、モータ移動子の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号を前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手段とが設けられ、前記モータ駆動制御部側に、前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に前記結合手段により重畳された位置信号を再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆動手段とが設けられ、且つ、前記モータ駆動制御部は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、前記記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動することを特徴とする。
【００１１】
この構成により、モータ側の位置検出手段で検出した位置信号を、結合手段を介してモータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳し、モータ駆動制御部側の位置信号再生手段で、重畳された位置信号を再生し、この再生した位置信号に応じてモータを駆動するので、モータ起動当初から移動子の位置に応じた回転駆動制御を行うことが可能で、かつ従来のような位置信号用の多芯の信号線を必要とせず、その配線作業がなくなってその作業性の向上も可能となる。
【００１２】
また、本発明の駆動装置におけるモータ駆動制御部は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するように構成されているので、モータ起動直後から移動子の位置に応じた回転駆動制御ができる。
【００１３】
つまり、記憶手段は装置の電源がオフされても、例えば内部電源などによってモータ停止時の移動子の位置を位置信号再生手段からの位置信号として記憶しているので、モータ起動時に、モータ停止時の移動子の位置に応じた記憶手段からの位置信号でモータを起動することが可能となり、スムーズにモータを起動させることが可能となる。
【００１４】
次に、請求項２に記載の発明は、モータ移動子の位置に応じた駆動が行われる駆動装置において、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接続され、前記モータ側に、モータ移動子の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号を前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手段と、前記位置検出手段用の駆動電力を前記モータ駆動用動力線の駆動電力から生成する電力生成手段とが設けられ、前記モータ駆動制御部側に、前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に前記結合手段により重畳された位置信号を再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆動手段とが設けられ、且つ、前記モータ駆動制御部は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、前記記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、前記位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動することを特徴とする。
【００１５】
この構成により、位置検出手段用の駆動電力をモータ駆動用電力線の駆動電力から生成するので、従来例のようにモータとモータ駆動制御部との間に位置検出手段用の電力供給線が必要なくなって、その配線作業の作業性の向上も図られることになる。
【００１６】
また、本発明の駆動装置におけるモータ駆動制御部は、請求項１に記載の発明と同様に、モータ駆動制御部は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止治の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するように構成されているので、モータ起動時に移動子の位置に応じた回転駆動制御ができる。
【００１７】
さらに、請求項１及び請求項２に記載の駆動装置におけるモータ駆動制御部は、モータを所定時間同期駆動する同期駆動手段を有し、モータ起動時には同期駆動手段の出力に応じてモータを同期駆動し、モータ起動後は位置信号再生手段の出力に応じてモータを起動することが好ましい。これにより、モータ起動時のモータ駆動をよりスムーズに行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る駆動装置の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、モータ２１とモータ駆動制御部としてのドライバ２２とがモータ駆動用動力線２３で接続されている。このモータ２１側には、所定の極数に着磁されており、その中心に回転軸が設けられて回転駆動可能な移動子（回転子）２４と、ドライバ２２からのモータ駆動出力ｄが供給されることで移動子２４を回転させるように作用する固定子２５と、この固定子２５側に配設されて移動子２４の回転位置を検出する位置検出手段２６と、この位置検出手段２６からの移動子２４の位置信号ｂをモータ駆動用動力線２３の駆動電力上に重畳する結合手段２７と、この位置検出手段２６に用いる駆動電力をモータ駆動用動力線２３の駆動電力から生成する電力生成手段２８とが設けられている。
【００２１】
また、ドライバ２２側には、モータ駆動用動力線２３の駆動電力上に結合手段２７により重畳された位置信号を再生する位置信号再生手段２９と、偏差信号などの制御信号ａが入力されると共に位置信号再生手段２９からの位置信号ｅが入力され、この位置信号ｅに応じた三相信号などの駆動信号ｃを出力する制御手段３０と、この制御手段３０に接続されており、制御手段３０からの駆動信号ｃが入力され、モータ駆動出力ｄをモータ駆動用動力線２３に出力する駆動回路３１と、これらの制御手段３０および駆動回路３１に対して所定電圧で電力供給する電源３２とが設けられている。これらの制御手段３０および駆動回路３１でモータ駆動手段３３が構成されており、この位置信号再生手段２９で再生した位置信号ｅに応じたモータ駆動出力ｄによってモータ２１の移動子２４を所定の速度制御で回転駆動するようになっている。
【００２２】
図２は、図１の駆動装置のモータ２１の具体的構成を示す回路図であり、図３は図１の駆動装置のドライバ２２の具体的構成を示す回路図である。
【００２３】
図２において、モータ駆動用動力線２３は、電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにより構成されており、これらの電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗはそれぞれ各極の巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗの各一端にそれぞれ接続されていると共に、各極の巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗの各他端はそれぞれ互いに接続されてスター結線されている。また、固定子２５は、移動子２４の外周側に設けられており、ドライバ２２からのモータ駆動出力ｄ１〜ｄ３が電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗをそれぞれ介して、スター結線された各極の巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ供給されることで移動子２４を回転させ得る移動磁界ｐを発生させるようになっている。この固定子２５側に配設され、移動子２４が所定の対向位置に来たときに所定出力の位置信号ｂ１〜ｂ３を出力する各ホール素子などから構成され、移動子２４の回転位置を検出する位置検出手段２６は、その各出力端がそれぞれ、結合手段２７の各結合コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗをそれぞれ介して各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにそれぞれ接続されており、位置検出手段２６からの各位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ、各結合コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗをそれぞれ通して各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力に重畳するようになっている。
【００２４】
また、電力生成手段２８は、同一の通電方向に接続された整流用ダイオード３５，３６の直列回路と、同一の通電方向に接続された整流用ダイオード３７，３８の直列回路と、同一の通電方向に接続された整流用ダイオード３９，４０の直列回路と、平滑用コンデンサ４１とが並列接続されて構成されている。また、これらの整流用ダイオード３５，３６の接続点と、整流用ダイオード３７，３８の接続点と、整流用ダイオード３９，４０の接続点とがそれぞれ、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにそれぞれ接続されて、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗからそれぞれ交流電力を入力するようになっている。さらに、整流用ダイオード３５，３７，３９のカソード側の接続点と、整流用ダイオード３６，３８，４０のアノード側の接続点とはそれぞれ、位置検出手段２６の両電力供給端にそれぞれ接続されて、位置検出手段２６に直流電力を供給するようになっている。
【００２５】
さらに、図３において、ドライバ２２側の位置信号再生手段２９は以下のように回路構成となっており、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにそれぞれ重畳された各位置信号ｆ１〜ｆ３を再生して取り出すようになっている。比較器４２，４３の一方入力端は互いに接続されていると共に電力線２３ｕに接続されており、比較器４２の他方入力端には閾値ｇ１の基準電圧が入力され、また、比較器４３の他方入力端には閾値ｇ２の基準電圧が入力されている。また、比較器４２の出力端はアンドゲート４４の一方入力端に接続され、また、比較器４３の出力端はＤフリップフロップ４５のＲ端子、Ｄフリップフロップ４６のクロック端子およびフリップフロップ４７の入力端に接続されている。さらに、このＤフリップフロップ４５のＱ出力端子はアンドゲート４４の他方入力端に接続され、また、アンドゲート４４の出力端はフリップフロップ４７の入力端に接続されている。また同様に、比較器４８，４９の一方入力端は互いに接続されていると共に電力線２３ｖに接続されており、比較器４８の他方入力端には閾値ｇ１の基準電圧が入力され、また、比較器４９他方入力端には閾値ｇ２の基準電圧が入力されている。また、比較器４８の出力端はアンドゲート５０の一方入力端に接続され、また、比較器４９の出力端はＤフリップフロップ５１のＲ端子、Ｄフリップフロップ４５のクロック端子およびフリップフロップ４７の入力端に接続されている。さらに、Ｄフリップフロップ５１のＱ出力端子はアンドゲート５０の他方入力端に接続され、また、アンドゲート５０の出力端はフリップフロップ４７の入力端に接続されている。さらに同様に、比較器５２，５３の一方入力端は互いに接続されていると共に電力線２３ｗに接続されており、比較器５２の他方入力端には閾値ｇ１の基準電圧が入力され、また、比較器５３の他方入力端には閾値ｇ２の基準電圧が入力されている。また、比較器５２の出力端はアンドゲート５４の一方入力端に接続され、また、比較器５３の出力端はＤフリップフロップ４６のＲ端子、Ｄフリップフロップ５１のクロック端子およびフリップフロップ４７の入力端に接続されている。さらに、このＤフリップフロップ４６のＱ出力端子はアンドゲート５４の他方入力端に接続され、また、アンドゲート５４の出力端はフリップフロップ４７の入力端に接続されている。
【００２６】
また、制御手段３０は以下のような回路構成となっており、位置信号再生手段２９で再生された位置信号ｅ１〜ｅ３に応じた三相信号などの駆動信号ｃ１〜ｃ６をそれぞれ出力するようになっている。つまり、フリップフロップ４７の各出力端がそれぞれ接続されるマトリックス回路５５の一方の出力端はそれぞれ各アンドゲート５６，５７，５８の一方入力端にそれぞれ接続され、また、偏差信号などの制御信号ａが入力されるパルス幅制御部（ＰＷＭ）５９の出力端はアンドゲート５６，５７，５８の他方入力端に接続されて、各アンドゲート５６，５７，５８でそれぞれアンド処理されて、各駆動信号ｃ２，ｃ４，ｃ６をそれぞれ出力するようになっている。また、マトリックス回路５５の他方の出力端からは各駆動信号ｃ１，ｃ３，ｃ５をそれぞれ出力するようになっている。
【００２７】
さらに、駆動回路３１は以下のような回路構成となっており、制御手段３０からの駆動信号ｃ１〜ｃ６に基づいて駆動回路３１内の後述するスイッチング素子をスイッチング制御することで、スター結線の多相巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗに位相の異なる交流電力を供給するようになっている。つまり、駆動回路３１は、スイッチング素子としての駆動用トランジスタ６０，６１の直列回路とフライホイール・ダイオード６２，６３の直列回路とが並列接続されており、これらのフライホイール・ダイオード６２，６３の接続点は駆動用トランジスタ６０，６１の接続点に接続されると共に電力線２３ｕを介してモータ２１の巻線３４ｕの一方端に接続され、また、スイッチング素子としての駆動用トランジスタ６４，６５の直列回路とフライホイール・ダイオード６６，６７の直列回路とが並列接続されており、これらのフライホイール・ダイオード６６，６７の接続点は駆動用トランジスタ６４，６５の接続点に接続されると共に電力線２３ｖを介してモータ２１の巻線３４ｖの一方端に接続され、さらに、スイッチング素子としての駆動用トランジスタ６８，６９の直列回路とフライホイール・ダイオード７０，７１の直列回路とが並列接続されており、これらのフライホイール・ダイオード７０，７１の接続点は駆動用トランジスタ６８，６９の接続点に接続されると共に電力線２３ｗを介してモータ２１の巻線３４ｗの一方端に接続されて構成されている。これらのフライホイール・ダイオード６２，６３、フライホイール・ダイオード６６，６７およびフライホイール・ダイオード７０，７１は全て、直流電源としてのバッテリー７２の＋側から電流が流れ込んでくる方向に対して阻止する方向に接続（ダイオードのカソード側がバッテリー７２の＋側に接続）されていると共に、駆動用トランジスタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５および駆動用トランジスタ６８，６９のうちのオンしている素子がオフしたときに、駆動用トランジスタを保護すべく、多相巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗに流れる電流を循環させて逃がすように構成されている。
【００２８】
また、バッテリー７２の＋側端は位置信号再生手段２９の比較器４２，４８，５２に接続され、また、バッテリー７２の−側端は位置信号再生手段２９の比較器４３，４９，５３に接続されており、位置信号再生手段２９に直流電力を供給するようになっている。
【００２９】
上記構成により、以下、その動作を説明する。
【００３０】
図４および図５は、図１〜図３の駆動装置の各要部の信号波形を示すタイムチャートである。この場合、図４および図５のタイムタクトも同一であり、例えば図４の位置信号ｂ１の時点ｘと図５の信号ｉ１の時点ｙとは同時点である。
【００３１】
モータ２１の移動子を回転駆動するに際して、まず、制御手段３０に偏差信号などの制御信号ａと位置信号ｅ１〜ｅ３が入力されると、制御手段３０は位置信号ｅ１〜ｅ３に応じた各三相信号の各駆動信号ｃ１〜ｃ６を駆動回路３１に出力する。駆動回路３１に各駆動信号ｃ１〜ｃ６が入力されると、駆動回路３１は、モータ駆動用動力線２３の各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにそれぞれ各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３をそれぞれ出力する。これらの各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３のうち例えば、図４のモータ駆動出力ｄ１の波形Ａ１は、駆動用トランジスタ６０がオンで駆動用トランジスタ６１がオフしている状態であり、また、図４のモータ駆動出力ｄ１の波形Ｂ１は、駆動用トランジスタ６０がオフで駆動用トランジスタ６１がオンしている状態であり、さらに、図４のモータ駆動出力ｄ１の波形Ｃ１は、駆動用トランジスタ６１がオンからオフして、フライホイール・ダイオード６２に固定子２５の巻線３４ｕから循環電流が流れている状態であり、さらに、図４のモータ駆動出力ｄ１の波形Ｄ１は、駆動用トランジスタ６０，６１が共にオフしている状態である。また、モータ駆動出力ｄ２の波形Ａ２〜Ｄ２およびモータ駆動出力ｄ３の波形Ａ３〜Ｄ３についても上記モータ駆動出力ｄ１の波形Ａ１〜Ｄ１と同様に作用している。このとき、波形Ｄ１部の電圧レベルが漸増または漸減しているのは、複数の極からなる磁石などから構成された移動子が固定子内を移動すると、各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗには逆起電力が発生するため、直流電源であるバッテリー７２の電極電位を基準とした各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗの合成された逆起電力波形がモータ駆動出力ｄ１〜ｄ３にそれぞれ現れるからである。なお、図４に示すモータ駆動出力ｄ１〜ｄ３における波形ｚの高さの略中間位置が閾値ｇ１または閾値ｇ２となっている。
【００３２】
次に、駆動回路３１からの各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３がそれぞれ、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗをそれぞれ介して固定子２５の各極の各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ入力されると、固定子２５の各極は移動子２４の移動磁界ｐを発生させ、これにより、移動子２４は移動して回転駆動することになる。移動子２４が移動すると、固定子２５側に配設されたホール素子などの位置検出手段２６と対向することになって、位置検出手段２６から図４に示すような位置信号ｂ１〜ｂ３がそれぞれ出力されることになる。位置検出手段２６からの位置信号ｂ１〜ｂ３はそれぞれ、結合手段２７の各結合コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗをそれぞれ通して各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力に重畳されることになる。言い替えると、各結合コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗはそれぞれ、位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ入力して微分し、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力に位置信号ｆ１〜ｆ３をそれぞれ重畳することになる。
【００３３】
このとき、位置検出手段２６は、モータ駆動用動力線２３の各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗから取り出される駆動交流電力を電力生成手段２８で整流、平滑して生成した駆動用直流電力の供給を受けており、図示していない電源回路で、その供給された駆動用直流電圧を所定の電圧に降圧、安定化させて内部電源として利用している。
【００３４】
さらに、ドライバ２２側の位置信号再生手段２９では、電力線２３ｕの駆動電力に重畳された位置信号ｆ１は比較器４２，４３の各一方入力端に入力され、また、電力線２３ｖの駆動電力に重畳された位置信号ｆ２は比較器４８，４９の各一方入力端に入力され、さらに、電力線２３ｗの駆動電力に重畳された位置信号ｆ３は比較器５２，５３の各一方入力端に入力される。これらの比較器４２，４８，５２は閾値ｇ１を基準とし、また、比較器４３，４９，５３は閾値ｇ２を基準として、比較器４２，４３、比較器４８，４９および比較器５２，５３はそれぞれ比較信号ｈ１〜ｈ６をそれぞれ出力する。これらの比較信号ｈ１〜ｈ６のうち比較信号ｈ１，ｈ３，ｈ５はそれぞれ各アンドゲート４４，５０，５４の一方入力端にそれぞれ入力される。また、比較信号ｈ２，ｈ４，ｈ６はそれぞれ各Ｄフリップフロップ４５，５１，４６にそれぞれ入力される。各Ｄフリップフロップ４５，５１，４６の各出力端子からの信号はそれぞれ各アンドゲート４４，５０，５４の他方入力端にそれぞれ入力された後、その各出力端子からはそれぞれ、図５に示すような信号ｉ１〜ｉ３がそれぞれ出力されることになる。このようにして、これらの信号ｉ１〜ｉ３および比較信号ｈ２，ｈ４，ｈ６がそれぞれフリップフロップ４７に入力されることになる。このフリップフロップ４７からは、位置検出手段２６から出力された各位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ再生して制御手段３０のマトリックス回路５５にそれぞれ出力する。
【００３５】
さらに、制御手段３０では、マトリックス回路５５に各位置信号ｅ１〜ｅ３がそれぞれ入力されると、マトリックス回路５５は、駆動回路３１の駆動用トランジスタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５および駆動用トランジスタ６８，６９を駆動するためのデューティサイクル１００パーセントの三相信号ｃ１，ｃ３，ｃ５および三相信号ｊ１〜ｊ３をそれぞれ出力する。一方、制御手段３０のパルス幅変調回路５９は、偏差信号などの制御信号ａが入力されて各アンドゲート５６，５７，５８の他方入力端子にパルス幅変調信号ｋを出力する。これらのパルス幅変調信号ｋと三相信号ｊ１〜ｊ３がそれぞれ、各アンドゲート５６，５７，５８にそれぞれ入力されることになる。各アンドゲート５６，５７，５８の出力端子からそれぞれ出力される三相信号ｃ２，ｃ４，ｃ６はそれぞれ、駆動回路３１の下アームの駆動用トランジスタ６１，６５，６９の各ベースにそれぞれ入力され、また、マトリックス回路５５からの三相信号ｃ１，ｃ３，ｃ５はそれぞれ、駆動回路３１の上アームの駆動用トランジスタ６０，６４，６８の各ベースにそれぞれ入力される。このようにして、制御手段３０からの三相信号ｃ１〜ｃ６がそれぞれ駆動用トランジスタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５および駆動用トランジスタ６８，６９の各ベースにそれぞれ入力されると、これらの駆動用トランジスタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５および駆動用トランジスタ６８，６９がそれぞれスイッチング制御されてバッテリー７２からの直流電力が位相の異なるモータ駆動用交流電力に変換されて、各位置信号ｂ１〜ｂ３にそれぞれ応じた各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３をそれぞれ出力することで、固定子２５の各極に移動磁界を発生させて、モータ２１の移動子２４は所定の方向に所定の速度で移動して回転駆動することになる。
【００３６】
したがって、モータ２１側の位置検出手段２６で検出した位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ、結合手段２７を介してモータ駆動用の各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力上にそれぞれ重畳し、ドライバ２２側の位置信号再生手段２９で、重畳された各位置信号ｆ１〜ｆ３（ｂ１〜ｂ３）を再生し、この再生した位置信号ｅ１〜ｅ３に応じてモータ２１を駆動するため、従来の逆起電圧による位置信号の生成の場合のように、移動子２４の位置に応じた回転駆動制御が可能な回転速度範囲に制限があるということがなく、かつ従来のような位置信号用の多芯信号線を必要としないことから、その配線作業がなくなってその作業性を大幅に向上させることができる。
【００３７】
また、位置検出手段２６に用いる直流駆動電力をモータ駆動用の電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの交流電力から整流、平滑して生成するため、従来のように、モータ２１とドライバ２２との間に位置検出手段２６用の電力供給線が必要なくなって、配線作業の作業性をいっそう向上させることができる。
【００３８】
（実施形態２）
本実施形態２では、上記実施形態１に加えて、モータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を設け、モータ起動時に記憶情報を用いて起動させる場合である。
【００３９】
図６は、本発明の実施形態２のモータ駆動装置の構成を示すブロック図であり、図１の実施形態１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００４０】
図６において、ドライバ２２ａ側の位置信号再生手段２９の出力端には、少なくともモータ停止時に再生された位置信号ｅ１〜ｅ３に応じた移動子の位置を記憶する記憶手段８０を介して制御手段３０に接続されており、モータ起動時には、記憶手段８０からの出力に応じてモータを起動させ、モータ起動後は、位置信号再生手段２９で再生した位置信号ｅ１〜ｅ３にそれぞれ応じてモータを駆動させるようになっている。また、ドライバ２２ａ内には、この記憶手段８０に対して所定電圧で電力供給可能な内部電源８１が設けられている。
【００４１】
上記構成により、ドライバ２２ａの電源がオフされたときにも、少なくともモータ停止時の移動子２４の位置を、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶手段８０により記憶させておき、モータ起動時に、その記憶手段８０からの出力に基づいた所定の相から固定子２５を励磁して移動子２４を移動させると共に、電力生成手段２８を介して位置検出手段２６に電力を供給して位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ出力させ、モータの起動後は、位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ再生する位置信号再生手段２９からの位置信号ｅ１〜ｅ３に基づいてモータ２１を回転駆動する。
【００４２】
つまり、記憶手段８０はドライバ２２の電源がオフされると、ドライバ２２ａの内部電源８１がオフするまでに、位置信号再生手段から位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ入力してモータ停止時の位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ記憶する。モータ起動時に、ドライバ２２ａの電源がオンされると、記憶手段８０はモータ停止時に記憶した位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ制御手段３０にそれぞれ出力する。また、モータ起動時に、偏差信号などの制御信号ａが制御手段３０に入力されると、制御手段３０は駆動回路３１に各三相信号の駆動信号ｃ１〜ｃ６をそれぞれ出力する。この駆動回路３１に各駆動信号ｃ１〜ｃ６がそれぞれ入力されると、駆動回路３１から各駆動出力ｄ１〜ｄ３がそれぞれ各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗをそれぞれ介して固定子２５の各極の各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ入力することで、移動子２４が移動し始めることになる。このようにして、移動子２４が移動すると、位置信号再生手段２９は位置検出手段２６からの位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ再生して記憶手段８０に入力する。この記憶手段８０は、記憶した位置信号ｅ１〜ｅ３と、再生された位置信号ｅ１〜ｅ３とを比較し、その比較結果に差があれば、移動子２４が移動したと判断して、その後は、記憶していた位置信号ｅ１〜ｅ３に代えて、再生された位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３０に出力するようにしたため、上記実施形態１と同様に、図４および図５に従ってモータ駆動されることになる。なお、このとき、上記比較結果に差があれば、記憶していた位置信号ｅ１〜ｅ３に代えて、再生された位置信号ｅ１〜ｅ３を記憶手段８０に記憶させると共に、その記憶した再生位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３０に出力するようにしてもよい。
【００４３】
したがって、記憶手段８０は装置の電源がオフされても、例えば内部電源８１などによってモータ停止時の移動子２４の位置を位置信号再生手段２９からの位置信号ｅ１〜ｅ３として記憶しているため、モータ起動時に、モータ停止時の移動子の位置に応じた記憶手段８０からの出力でモータ２１をよりスムーズに起動させることができる。
【００４４】
（実施形態３）
本実施形態３では、モータ起動時は同期駆動手段からの同期駆動出力に応じてモータを同期駆動し、モータ起動後は位置信号再生手段の出力に応じてモータ駆動する場合である。
【００４５】
図７は、本発明の実施形態３のモータ駆動装置の構成を示すブロック図であり、図１の実施形態１と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００４６】
図７において、位置信号再生手段２９と制御手段３０との間に、モータ２１を所定時間同期駆動する同期駆動手段８２が配設されており、制御手段３０は駆動回路３１を介して、モータ起動時は同期駆動手段８２からの出力に応じて所定時間同期駆動させ、モータ起動後は位置信号再生手段２９の出力に応じてモータ駆動させるようになっている。
【００４７】
上記構成により、モータ起動時に、同期駆動手段８２は、起動信号ｌが入力されると、モータの自起動周波数以下の位置信号ｍを制御手段３０に所定時間だけ出力する。また、モータ起動時に、偏差信号などの制御信号ａが制御手段３０に入力されると、制御手段３０は駆動回路３１に、位置信号ｍと同じ周波数の各三相信号の駆動信号ｃ１〜ｃ６を出力する。駆動回路３１に駆動信号ｃ１〜ｃ６が入力されると、駆動回路３１から駆動出力ｄ１〜ｄ３がそれぞれ各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗをそれぞれ介して固定子２５の各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ入力することで、移動子２４が移動し始めることになる。このようにして、移動子２４が位置信号ｍに同期して連続的に移動すると、位置信号再生手段２９は位置検出手段２６からの各位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ再生し、これらの各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ同期駆動手段８２を介して制御手段３０にそれぞれ入力することになる。
【００４８】
さらに、この同期駆動手段８２は一定時間が経過すると、上記位置信号ｍに代えて、位置信号再生手段２９で再生された位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３０に出力するため、上記実施形態１と同様に図４および図５のタイムチャートに従ってモータ２１の移動子２４を回転駆動させることができる。
【００４９】
したがって、モータ起動時の所定時間だけ同期駆動手段８２の出力に応じてモータ２１を同期駆動するため、よりスムーズにモータ起動を行うことができて、その後は、移動子２４の位置信号ｅ１〜ｅ３に応じたモータ駆動を効率良く行うことができる。
【００５０】
なお、上記実施形態３では、モータ起動時に、同期駆動手段８２からモータ２１の自起動周波数以下の位置信号ｍを制御手段３０に一定時間出力し、その後は、位置信号再生手段２９が、位置検出手段２６からの各位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ再生して制御手段３０に出力するように構成したが、その一定時間が経過する前に、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗからの逆起電圧の値が、予め定められた値になると、同期駆動手段８２は上記位置信号ｍに代えて、再生された各位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３０に出力するようにすることもできる。また、この同期駆動手段８２を制御手段３０と駆動回路３１との間に接続して設け、制御手段３０は、モータ起動時には、同期駆動手段８２によって駆動回路３１を同期駆動させ、モータ起動後には、位置信号再生手段２９からの各位置信号ｅ１〜ｅ３に基づいてモータ２１を回転駆動させるようにすることもできる。
【００５１】
また、上記実施形態１〜３では、モータ２１内の電力生成手段２８は結合手段２７の接続位置によりもドライバ２２側に接続する構成としたが、結合手段２７の接続位置によりも固定子２５側に接続することもできる。また、上記実施形態１〜３では、電力生成手段２８の整流部は三相ブリッジに代えて単相ブリッジとすることもできる。さらに、上記実施形態１〜３では、駆動回路３１の下アームの駆動用トランジスタ６１，６５，６９がパルス幅変調されたが、駆動回路３１の上アームの駆動用トランジスタ６０，６４，６８をパルス幅変調することで制御することもできる。さらに、上記実施形態１〜３では、位置検出手段２６はブラシレス・ＤＣモータの位置検出手段として説明したが、インバータで駆動されるモータの速度検出手段として用いることもできる。
【００５２】
さらに、上記実施形態１〜３では、制御手段３０と位置信号再生手段２９とはハード構成としたが、これらの制御手段３０と位置信号再生手段２９の一部はソフト構成とすることもできる。
【００５３】
この場合、制御手段３０はマイクロコンピュータで構成し、位置信号ｅ１〜ｅ３がマイクロコンピュータに入力されると、マイクロコンピュータは位置信号ｅ１〜ｅ３の割込み処理を行い、駆動回路３１の駆動用トランジスタ６０，６４，６８のベースに対して、デューティサイクル１００パーセントの三相信号ｃ１，ｃ３，ｃ５を出力するようになっている。また、このマイクロコンピュータは偏差信号などの制御信号ａを入力してＡ／Ｄ変換し、制御信号ａの値に基づいたパルス幅変調信号ｋと、位置信号ｅ１〜ｅ３の割込み処理で得られた三相信号ｊ１〜ｊ３とのアンド処理を行って、駆動回路３１の駆動用トランジスタ６１，６５，６９の各ベースに対してそれぞれ、パルス幅変調された各三相信号ｃ２，ｃ４，ｃ６をそれぞれ出力するようになっている。
【００５４】
また、位置信号再生手段２９は、比較器４２，４３、比較器４８，４９および比較器５２，５３以外はマイクロコンピュータで構成し、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力にそれぞれ重畳された位置信号ｆ１〜ｆ３はそれぞれ、比較器４２，４３の入力端子、比較器４８，４９の入力端子および比較器５２，５３の入力端子にそれぞれ入力される。これらの比較器４２，４８，５２はそれぞれ閾値ｇ１を基準とし、比較器４３，４９，５３はそれぞれ閾値ｇ２を基準として比較信号ｈ１〜ｈ６をそれぞれ出力するようになっている。これらの比較信号ｈ１〜ｈ６がそれぞれマイクロコンピュータに入力されると、マイクロコンピュータはこれらの比較信号ｈ１〜ｈ６の割込み処理とアンド処理などの論理処理を行って、位置検出手段２６から出力された各位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ再生するようになっている。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように請求項１によれば、位置検出手段で検出した移動子の位置信号をモータ駆動用動力線を利用して電送するため、モータとモータ駆動制御部との間の多芯信号線を必要とせず、その作業工数がなくなってその作業性を向上させることができ、モータ起動当初から移動子の位置に応じた回転駆動制御を行うことができる。
【００５６】
また、請求項１に記載の駆動装置によれば、モータ駆動制御部が、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するように構成されているので、モータ起動時に移動子の位置に応じた回転駆動制御ができる。
【００５７】
また、請求項２に記載の駆動装置によれば、位置検出手段用の駆動電力をモータ駆動用電力線の駆動電力から生成するので、従来例のようにモータとモータ駆動制御部との間に位置検出手段用の電力供給線が必要なくなって、その配線作業の作業性の向上も図られることになる。
【００５８】
また、請求項２に記載の駆動装置によれば、請求項１に記載の発明と同様に、モータ駆動制御部は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモータ停止治の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起動後は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じてモータを駆動するように構成されているので、モータ起動時に移動子の位置に応じた回転駆動制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の駆動装置のモータ２１の具体的構成を示す回路図である。
【図３】図１の駆動装置のドライバ２２の具体的構成を示す回路図である。
【図４】図１〜図３の駆動装置の各要部の信号波形を示すタイムチャートである。
【図５】図１〜図３の駆動装置の各要部の信号波形を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施形態２の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態３の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２１    モータ
２２，２２ａ，２２ｂ    ドライバ
２３    モータ駆動用動力線
２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ    電力線
２４    移動子
２５    固定子
２６    位置検出手段
２７    結合手段
２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ    結合コンデンサ
２８    電力生成手段
２９    位置信号再生手段
３０    制御手段
３１    駆動回路
３２    電源
３３    モータ駆動手段
３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ    巻線
３５，３６，３７，３８，３９，４０    整流用ダイオード
４１    平滑用コンデンサ
４２，４３，４８，４９，５２，５３    比較器
４４，５０，５４，５６，５７，５８    アンドゲート
４５，４６，５１    Ｄフリップフロップ
４７    フリップフロップ
５５    マトリックス回路
５９    パルス幅制御部（ＰＷＭ）
６０，６１，６４，６５，６８，６９    駆動用トランジスタ
６２，６３，６６，６７，７０，７１    フライホイール・ダイオード
７２    バッテリー
８０    記憶手段
８１    内部電源
８２    同期駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003581231.tif 000007
【図７】
0003581231.tif 000008
【図８】
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