(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のホール素子を用いて進角調整を容易に行うことができるブラシレスモータの駆動制御回路を提供する。【解決手段】ブラシレスモータの駆動制御回路１は、磁極検出部２５と、モータの駆動を制御する制御回路部４と、スイッチ切替部５と、ホール信号切替出力部６とを備えている。磁極検出部２５の複数のホール素子は、モータ２０のロータの回転方向において互いに異なる進み角を有するように配置され、それぞれロータの磁極の位置を検出してホール信号Ｓｈ１，Ｓｈ２を出力する。スイッチ切替部５は、磁極検出部２５から出力されたホール信号Ｓｈ１，Ｓｈ２のいずれかを選択するための切替信号Ｓｓを出力する。ホール信号切替出力部６は、ホール信号Ｓｈ１，Ｓｈ２と切替信号Ｓｓとが入力され、ホール信号Ｓｈ１，Ｓｈ２のうち、入力された切替信号Ｓｓに基づいて選択した選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを出力する。【選択図】図１
2018182972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのロータの回転方向において互いに異なる進み角を有するように配置され、それぞれ前記ロータの磁極の位置を検出して相補信号を出力する複数のホール素子と、
前記複数のホール素子から出力された複数の相補信号のいずれかを選択するための切替信号を出力する切替信号出力部と、
前記複数の相補信号と前記切替信号とが入力され、前記複数の相補信号のうち、入力された前記切替信号に基づいて選択した選択相補信号を出力するホール信号切替出力部と、
前記ホール信号切替出力部から出力される前記選択相補信号に基づいて、前記モータの駆動を制御するための駆動制御信号を出力する制御回路部と、
前記駆動制御信号に基づいて、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、ブラシレスモータの駆動制御回路。
【請求項２】
前記ホール信号切替出力部は、
前記複数の相補信号が入力され、いずれか１対の相補信号を出力するように配置された複数のアナログスイッチと、
前記切替信号に応じて、前記複数のアナログスイッチの切替動作を行う切替スイッチとを有し、
前記切替スイッチが前記切替動作を行うことにより、前記複数のアナログスイッチから出力される前記選択相補信号が切り替わる、請求項１に記載のブラシレスモータの駆動制御回路。
【請求項３】
前記複数のホール素子は、第１のホール素子と第２のホール素子とを含み、
前記複数のアナログスイッチは、第１のアナログスイッチと第２のアナログスイッチとを含み、
前記第１のアナログスイッチには、前記第１のホール素子から出力される第１相補信号の一方と前記第２のホール素子から出力される第２相補信号の一方とが入力され、
前記第２のアナログスイッチには、前記第１相補信号の他方と前記第２相補信号の他方とが入力され、
前記第１のアナログスイッチが前記第１相補信号の一方を前記選択相補信号として出力するとき、前記第２のアナログスイッチが前記第１相補信号の他方を前記選択相補信号として出力し、
前記第１のアナログスイッチが前記第２相補信号の一方を前記選択相補信号として出力するとき、前記第２のアナログスイッチが前記第２相補信号の他方を前記選択相補信号として出力する、請求項２に記載のブラシレスモータの駆動制御回路。
【請求項４】
前記制御回路部は、前記モータの回転速度を検出し、
前記切替信号出力部は、前記制御回路部の前記モータの回転速度の検出結果に基づいて、前記切替信号を出力する、請求項１から３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの駆動制御回路。
【請求項５】
前記制御回路部は、前記モータの回転速度を検出し、
前記第２のホール素子は、前記第１のホール素子よりも前記ロータの回転方向に進角させた位置に配置されており、
前記切替信号出力部は、
前記モータの回転速度の検出結果に基づいて、前記モータの回転速度と、第１の所定値と、前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値とを比較し、
前記第１のホール素子を利用した駆動制御が行われている状態で、前記モータの回転速度が前記第１の所定値を超えた場合、前記切替信号によって前記切替スイッチをオンにし、
前記第２のホール素子を利用した駆動制御が行われている状態で、前記モータの回転速度が前記第２の所定値を下回った場合、前記切替信号によって前記切替スイッチをオフにする、請求項３に記載のブラシレスモータの駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラシレスモータの駆動制御回路に関し、特に、複数のホール素子を備えたブラシレスモータを駆動するブラシレスモータの駆動制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ブラシレスモータでは、高回転になるほど、誘起電圧に対する巻線電流の遅れによって効率が低下する。これを改善する方法の一つに、進角制御がある。しかしながら、一般的な汎用の集積回路（ＩＣ）や安価なマイクロコンピュータをモータの駆動制御回路に用いる場合、進角制御を実現することが困難になる場合が多い。また、進角制御を行うことができるように構成されている汎用のＩＣであっても、高い回転速度域（例えば、１０万回転程度など）においては、進角量が不足する場合がある。
【０００３】
下記特許文献１には、ロータ磁石の極を検出するためのホールＩＣを複数設け、複数のホールＩＣのうちモータの回転に使用するものをスイッチ手段を用いて切り換えることで進角を変化させることができるブラシレスモータの駆動回路の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１１７８０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、上記の特許文献１に開示されているような回路構成は、ホールＩＣを用いた場合のものであって、２つの出力信号を出力するホール素子を用いる場合には対応することができない。また、ホール素子からの信号を切り替えるスイッチ手段として論理回路を用いると、ホール素子からの検出信号の振幅が小さい場合、波形の歪みなどの影響が大きくなる。スイッチ手段としてリレーを用いると、回路の大きさが大きくなるという問題がある。
【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、複数のホール素子を用いて進角調整を容易に行うことができるブラシレスモータの駆動制御回路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、ブラシレスモータの駆動制御回路は、モータのロータの回転方向において互いに異なる進み角を有するように配置され、それぞれロータの磁極の位置を検出して相補信号を出力する複数のホール素子と、複数のホール素子から出力された複数の相補信号のいずれかを選択するための切替信号を出力する切替信号出力部と、複数の相補信号と切替信号とが入力され、複数の相補信号のうち、入力された切替信号に基づいて選択した選択相補信号を出力するホール信号切替出力部と、ホール信号切替出力部から出力される選択相補信号に基づいて、モータの駆動を制御するための駆動制御信号を出力する制御回路部と、駆動制御信号に基づいて、モータに駆動信号を出力するモータ駆動部とを備える。
【０００８】
好ましくは、ホール信号切替出力部は、複数の相補信号が入力され、いずれか１対の相補信号を出力するように配置された複数のアナログスイッチと、切替信号に応じて、複数のアナログスイッチの切替動作を行う切替スイッチとを有し、切替スイッチが切替動作を行うことにより、複数のアナログスイッチから出力される選択相補信号が切り替わる。
【０００９】
好ましくは、複数のホール素子は、第１のホール素子と第２のホール素子とを含み、複数のアナログスイッチは、第１のアナログスイッチと第２のアナログスイッチとを含み、第１のアナログスイッチには、第１のホール素子から出力される第１相補信号の一方と第２のホール素子から出力される第２相補信号の一方とが入力され、第２のアナログスイッチには、第１相補信号の他方と第２相補信号の他方とが入力され、第１のアナログスイッチが第１相補信号の一方を選択相補信号として出力するとき、第２のアナログスイッチが第１相補信号の他方を選択相補信号として出力し、第１のアナログスイッチが第２相補信号の一方を選択相補信号として出力するとき、第２のアナログスイッチが第２相補信号の他方を選択相補信号として出力する。
【００１０】
好ましくは、制御回路部は、モータの回転速度を検出し、切替信号出力部は、制御回路部のモータの回転速度の検出結果に基づいて、切替信号を出力する。
【００１１】
好ましくは、制御回路部は、モータの回転速度を検出し、第２のホール素子は、第１のホール素子よりもロータの回転方向に進角させた位置に配置されており、切替信号出力部は、モータの回転速度の検出結果に基づいて、モータの回転速度と、第１の所定値と、第１の所定値よりも小さい第２の所定値とを比較し、第１のホール素子を利用した駆動制御が行われている状態で、モータの回転速度が前記第１の所定値を超えた場合、切替信号によって切替スイッチをオンにし、第２のホール素子を利用した駆動制御が行われている状態で、モータの回転速度が前記第２の所定値を下回った場合、切替信号によって切替スイッチをオフにする。
【発明の効果】
【００１２】
これらの発明に従うと、複数のホール素子を用いて進角調整を容易に行うことができるブラシレスモータの駆動制御回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおけるブラシレスモータの駆動制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【図２】駆動制御回路により駆動されるモータの一例を示す図である。
【図３】駆動制御回路のホール信号切替出力部の構成を説明する図である。
【図４】アナログスイッチの一例を示す図である。
【図５】駆動制御回路の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの駆動制御回路について説明する。
【００１５】
［実施の形態］
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるブラシレスモータの駆動制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示されるように、ブラシレスモータの駆動制御回路（以下、単に駆動制御回路ということがある）１は、モータ２０を駆動させる。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。駆動制御回路１は、モータ２０の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに周期的に駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。
【００１８】
駆動制御回路１は、モータ駆動部２と、制御回路部４と、スイッチ切替部（切替信号出力部の一例）５と、ホール信号切替出力部６と、後述するように第１のホール素子２５１（図２に示す）と第２のホール素子２５２（図２に示す）とを有する磁極検出部（複数のホール素子の一例）２５を有している。なお、図１に示されている駆動制御回路１の構成要素は、全体の一部であり、駆動制御回路１は、図１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。後述するように、スイッチ切替部５は、第１のホール素子２５１から出力されたホール信号Ｓｈ１ａ，Ｓｈ１ｂ（相補信号の一例）と第２のホール素子２５２から出力されたホール信号Ｓｈ２ａ，Ｓｈ２ｂ（相補信号の一例）のいずれかを選択するための切替信号を出力する。また、ホール信号切替出力部６は、上記のホール信号（複数の相補信号）と切替信号とが入力され、上記のホール信号（複数の相補信号）のうち、入力された切替信号に基づいて選択した選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを出力する。制御回路部４は、ホール信号切替出力部６から出力される選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂに基づいて、モータ２０の駆動を制御するための駆動制御信号Ｓｄを出力する。そして、モータ駆動部２は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動信号を出力する。
【００１９】
本実施の形態において、駆動制御回路１は、磁極検出部２５を除いて、その全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。なお、駆動制御回路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、他の装置と一緒に駆動制御回路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。
【００２０】
モータ駆動部２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には、後述のように、モータ２０の駆動を制御するための駆動制御信号Ｓｄが入力される。モータ駆動部２は、制御回路部４から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動信号を出力し、モータ２０を駆動させる。
【００２１】
プリドライブ回路２ｂは、制御回路部４から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、インバータ回路２ａを駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路２ａに出力する。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に基づいてモータ２０に駆動信号を出力し、モータ２０が備える電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する。インバータ回路２ａは、例えば、直流電源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、電機子コイル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（不図示）。プリドライブ回路２ｂは、出力信号として、例えば、インバータ回路２ａの各スイッチ素子に対応する６種類の信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌを出力する。これらの信号が出力されることで、それぞれの信号に対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行い、モータ２０に駆動信号が出力されてモータ２０の各相に電力が供給される（不図示）。
【００２２】
本実施の形態において、制御回路部４には、速度指令信号Ｓｃが入力される。また、制御回路部４には、後述するようにしてホール信号切替出力部６から出力される選択相補信号（ホール信号切替出力部６により選択された２つの相補信号）Ｓｈａ，Ｓｈｂが入力される。制御回路部４は、速度指令信号Ｓｃと選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂとに基づいて、モータ２０の駆動制御を行う。
【００２３】
速度指令信号Ｓｃは、例えば、制御回路部４の外部から入力される。速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転速度（回転数）に関する信号である。例えば、速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の目標回転速度に対応するＰＷＭ（パルス幅変調）信号又はクロック信号などである。
【００２４】
後述するように、制御回路部４に入力される選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂは、モータ２０のロータ２１（図２に示す）の回転に対応する信号である。制御回路部４は、選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを用いてモータ２０の回転状態を検出し、モータ２０の駆動を制御する。すなわち、制御回路部４は、選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを用いてモータ２０のロータ２１の実際の回転速度に関する実回転速度情報を得て、モータ２０の駆動を制御する。また、制御回路部４は、選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを用いてモータ２０のロータ２１の回転位置を検出し、モータ２０の駆動を制御する。
【００２５】
制御回路部４は、モータ２０の回転速度を検出し、その検出結果をスイッチ切替部５に出力する。すなわち、制御回路部４は、モータ２０の回転速度に対応する回転速度信号（回転速度の検出結果の一例）Ｓｒをスイッチ切替部５に出力する。
【００２６】
スイッチ切替部５は、入力された回転速度信号Ｓｒに基づいて、すなわちモータ２０の回転速度の検出結果に基づいて、切替信号Ｓｓを出力する。スイッチ切替部５は、例えば、予め設定された２つの所定値（第１の所定値、第２の所定値）と、回転速度信号Ｓｒに対応するモータ２０の回転速度とを比較する。スイッチ切替部５は、比較結果に基づいて、切替信号Ｓｓを出力する。切替信号Ｓｓは、ホール信号切替出力部６に出力される。
【００２７】
図２は、駆動制御回路１により駆動されるモータ２０の一例を示す図である。
【００２８】
図２においては、モータ２０の回転軸に垂直な平面における断面構造が、模式的に示されている。モータ２０は、例えば、アウターロータ型のモータである。モータ２０は、磁石２２が取り付けられたロータ２１と、コイルやステータヨーク等で構成されたステータ２３とを有している。なお、モータ２０は、インナーロータ型のモータであってもよい。また、モータ２０の極数、スロット数等はこれに限られるものではない。
【００２９】
本実施の形態において、磁極検出部２５は、第１のホール素子２５１と第２のホール素子２５２との２つのホール素子（以後、磁極検出部２５を２つのホール素子２５と呼ぶことがある）を有している。２つのホール素子２５は、モータ２０のロータ２１の回転方向（モータ２０の回転軸を中心として時計回り方向であるが、これに限られず、反時計回り方向であってもよい）において互いに異なる進み角を有するように配置されている。換言すると、第１のホール素子２５１と第２のホール素子２５２とは、ロータ２１の回転方向において互いに異なる位置に配置されている。図２に示されるように、第１のホール素子２５１と第２のホール素子２５２とは、ロータ２１の回転方向に所定の角度Ｘ度だけ間隔を開けて配置されている。図２に示される第１のホール素子２５１が、ステータ２３の位置に対して進角が０度である場合において、第２のホール素子２５２は、Ｘ度だけ進角させた位置に配置されているということができる。Ｘ度は、例えば３０度であるが、これに限られるものではない。
【００３０】
第１のホール素子２５１は、ロータ２１の磁極の位置を検出して、第１相補信号（相補信号の一例；一対の相補信号の一例）Ｓｈ１を出力する。第１相補信号Ｓｈ１は、互いに相補的な関係を持つプラス側のホール信号（第１相補信号の一方の一例）Ｓｈ１ａとマイナス側のホール信号（第１相補信号の他方の一例）Ｓｈ１ｂとを含む。また、第２のホール素子２５２は、ロータ２１の磁極の位置を検出して、第２相補信号（相補信号の一例；一対の相補信号の一例）Ｓｈ２を出力する。第２相補信号Ｓｈ２は、互いに相補的な関係を持つプラス側のホール信号（第２相補信号の一方の一例）Ｓｈ２ａとマイナス側のホール信号（第２相補信号の他方の一例）Ｓｈ２ｂとを含む。すなわち、２つのホール素子２５は、ロータ２１の磁極の位置に応じて、２組の相補信号Ｓｈ１（Ｓｈ１ａ，Ｓｈ１ｂ），Ｓｈ２（Ｓｈ２ａ，Ｓｈ２ｂ）を出力する。
【００３１】
図３は、駆動制御回路１のホール信号切替出力部６の構成を説明する図である。
【００３２】
図３に示されるように、ホール信号切替出力部６は、２つのアナログスイッチ６１，６２（第１のアナログスイッチ６１及び第２のアナログスイッチ６２；複数のアナログスイッチの一例）と、切替スイッチ６５とを有している。２つのアナログスイッチ６１には、ホール信号Ｓｈ１ａ，Ｓｈ２ａ（相補信号の一例）が入力され、アナログスイッチ６２には、ホール信号Ｓｈ１ｂ，Ｓｈ２ｂ（相補信号の一例）が入力され、第１相補信号Ｓｈ１（ホール信号Ｓｈ１ａ，Ｓｈ２ｂからなる一対の相補信号）と第２相補信号Ｓｈ２（ホール信号Ｓｈ１ｂ，Ｓｈ２ｂからなる一対の相補信号）のうちのいずれか１対の相補信号を出力するように配置されている。切替スイッチ６５は、スイッチ切替部５から出力される切替信号に応じて、２つのアナログスイッチ６１，６２の切替動作を行う。切替スイッチ６５が切替動作を行うことにより、２つのアナログスイッチ６１，６２から出力される選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂが切り替わる。また、後述するように、第１のアナログスイッチ６１には、第１のホール素子２５１から出力されるホール信号Ｓｈ１ａ（第１相補信号の一方の一例）と第２のホール素子２５２から出力されるホール信号Ｓｈ２ａ（第２相補信号の一方の一例）とが入力され、第２のアナログスイッチ６２には、ホール信号Ｓｈ１ｂ（第１相補信号の他方の一例）とホール信号Ｓｈ２ｂ（第２相補信号の他方の一例）とが入力され、第１のアナログスイッチ６１がホール信号Ｓｈ１ａを出力するとき、第２のアナログスイッチ６２がホール信号Ｓｈ１ｂを選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂとして出力し、第１のアナログスイッチ６１がホール信号Ｓｈ２ａを出力するとき、第２のアナログスイッチ６２がホール信号Ｓｈ２ｂを選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂとして出力する。
【００３３】
図４は、アナログスイッチ６１，６２の一例を示す図である。
【００３４】
図４に示されるように、アナログスイッチ６１，６２は、それぞれ、アナログスイッチ６１，６２を動作させるための信号が入力されるＩＮ端子と、電源電圧（例えば、５ボルト）に接続されるＶ＋端子と、接地電位に接続されるＧＮＤ端子と、２つの入力用のＮＯ端子及びＮＣ端子と、ＮＯ端子及びＮＣ端子のどちらかの信号が出力されるＣＯＭ端子とを有している。
【００３５】
アナログスイッチ６１，６２は、例えば、ＩＮ端子に入力される信号がロー（Ｌ）であるかハイ（Ｈ）であるかに応じて、ＣＯＭ端子とＮＯ端子とが接続されている状態と、ＣＯＭ端子とＮＣ端子とが接続されている状態とを切り替える。例えば、ＩＮ端子に入力される信号がローであるとき、ＣＯＭ端子とＮＣ端子とが接続されており、ＣＯＭ端子とＮＯ端子とが接続されていない状態となる。他方、ＩＮ端子に入力される信号がハイであるとき、ＣＯＭ端子とＮＣ端子とが接続されておらず、ＣＯＭ端子とＮＯ端子とが接続されている状態となる。
【００３６】
このように、アナログスイッチ６１，６２として、一般的な構成のものを用いることができる。アナログスイッチ６１，６２として、抵抗値が数オームのものを用いることができる。２つのホール素子２５から出力される相補信号の出力は微小（例えば、プラスマイナス１００ｍＶ程度）であるため、アナログスイッチ６１，６２の特性としては、オン抵抗が小さいものを選定すればよい。また、高速回転での使用を考慮すると、ＯＮ―ＯＦＦの切換え速度が早いアナログスイッチ６１，６２を選定すればよい。
【００３７】
図３に戻って、第１のアナログスイッチ６１には、第１のホール素子２５１から出力されるホール信号（第１相補信号の一方の一例）Ｓｈ１ａと、第２のホール素子２５２から出力されるホール信号（第２相補信号の一方の一例）Ｓｈ２ａとが入力される。ホール信号Ｓｈ１ａは、第１のアナログスイッチ６１のＮＣ端子に入力される。ホール信号Ｓｈ２ａは、第１のアナログスイッチ６１のＮＯ端子に入力される。
【００３８】
第２のアナログスイッチ６２には、第１のホール素子２５１から出力されるホール信号（第１相補信号の他方の一例）Ｓｈ１ｂと、第２のホール素子２５２から出力されるホール信号（第２相補信号の他方の一例）Ｓｈ２ｂとが入力される。ホール信号Ｓｈ１ｂは、第２のアナログスイッチ６２のＮＣ端子に入力される。ホール信号Ｓｈ２ｂは、第２のアナログスイッチ６２のＮＯ端子に入力される。
【００３９】
すなわち、本実施の形態において、第１のホール素子２５１の２つの出力端子の一方は第１のアナログスイッチ６１のＮＣ端子に接続されており、他方は第２のアナログスイッチ６２のＮＣ端子に接続されている。また、第２のホール素子２５２の２つの出力端子の一方は第１のアナログスイッチ６１のＮＯ端子に接続されており、他方は第２のアナログスイッチ６２のＮＯ端子に接続されている。換言すると、第１のホール素子２５１から出力される第１相補信号Ｓｈ１は、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれのＮＣ端子に入力され、第２のホール素子２５２から出力される第２相補信号Ｓｈ２は、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれのＮＯ端子に入力される。
【００４０】
第１のアナログスイッチ６１のＣＯＭ端子と、第２のアナログスイッチ６２のＣＯＭ端子は、制御回路部４に接続されている。第１のアナログスイッチ６１のＣＯＭ端子からは、第１相補信号Ｓｈ１と第２相補信号Ｓｈ２とのうち選択された選択相補信号（相補信号のプラス側の信号）Ｓｈａが制御回路部４に出力される。第２のアナログスイッチ６２のＣＯＭ端子からは、第１相補信号Ｓｈ１と第２相補信号Ｓｈ２とのうち選択された選択相補信号（相補信号のマイナス側の信号）Ｓｈｂが制御回路部４に出力される。
【００４１】
切替スイッチ６５は、電源電圧（本例では５Ｖ）をもとに抵抗を介して一端に印加される電圧を２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれのＩＮ端子に接続するか否かを切り替える。切替スイッチ６５の他端は、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれのＩＮ端子に接続されている。切替スイッチ６５がこのような切替動作を行うことにより、次に説明するように、２つのアナログスイッチ６１，６２から出力される選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂが切り替わる。
【００４２】
切替スイッチ６５がオフのとき、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれのＩＮ端子に入力される信号がロー（Ｌ）となる。このとき、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれにおいて、ＣＯＭ端子とＮＣ端子とが接続される。そのため、第１のホール素子２５１から出力された第１相補信号Ｓｈ１が、選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂとして２つのアナログスイッチ６１，６２から出力され、制御回路部４に入力される。これにより、制御回路部４は、第１のホール素子２５１により検出されたロータ２１の磁極の位置に応じて駆動制御信号Ｓｄを出力する。すなわち、制御回路部４により、第１のホール素子２５１を利用した（第１相補信号Ｓｈ１を選択した）駆動制御が行われる。
【００４３】
他方、切替スイッチ６５がオンのとき、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれのＩＮ端子に入力される信号がハイ（Ｈ）となる。このとき、２つのアナログスイッチ６１，６２のそれぞれにおいて、ＣＯＭ端子とＮＯ端子とが接続される。そのため、第２のホール素子２５２から出力された第２相補信号Ｓｈ２が、選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂとして２つのアナログスイッチ６１，６２から出力され、制御回路部４に入力される。これにより、制御回路部４は、第２のホール素子２５２により検出されたロータ２１の磁極の位置に応じて駆動制御信号Ｓｄを出力する。すなわち、制御回路部４により、第２のホール素子２５２を利用した（第２相補信号Ｓｈ２を選択した）駆動制御が行われる。
【００４４】
図２に示されるように第２のホール素子２５２が第１のホール素子２５１よりもロータ２１の回転方向にＸ度だけ進角させて配置されている場合においては、第２のホール素子２５２を利用した駆動制御は、第１のホール素子２５１を利用した駆動制御が行われるときと比較して、制御回路部４による制御内容が変更されなくても、Ｘ度だけ進角させたタイミングで駆動制御信号Ｓｄが出力されるようになる。
【００４５】
切替スイッチ６５は、スイッチ切替部５から出力された切替信号Ｓｓに応じて、オン、オフ動作を行う。すなわち、スイッチ切替部５は、切替信号Ｓｓを出力することにより、切替スイッチ６５をオンにするか、オフにするかを切り替える。換言すると、スイッチ切替部５は、切替信号Ｓｓを出力することにより、２つのホール素子２５から出力された第１、第２相補信号Ｓｈ１，Ｓｈ２のいずれかを選択するかを切り替える。
【００４６】
本実施の形態において、スイッチ切替部５は、回転速度信号Ｓｒに基づいて、モータ２０の回転速度と第１の所定値、第２の所定値とを比較する。第１、第２の所定値は、それぞれ、予め設定された回転速度の閾値であり、第１の所定値は、第２の所定値よりも大きい値である。スイッチ切替部５は、切替スイッチ６５をオフにしている状態すなわち第１のホール素子２５１を利用した駆動制御が行われている状態で、モータ２０の回転速度が第１の所定値以下ではなくなった場合（第１の所定値を超えた場合）、切替信号Ｓｓによって切替スイッチ６５をオンにする。他方、スイッチ切替部５は、切替スイッチ６５をオンにしている状態すなわち第２のホール素子２５２を利用した駆動制御が行われている状態で、モータ２０の回転速度が第２の所定値以上ではなくなった場合（第２の所定値を下回った場合）、切替信号Ｓｓによって切替スイッチ６５をオフにする。
【００４７】
このように第１の所定値と第２の所定値との間に差が設けられているため、切替スイッチ６５の切替動作にはヒステリシス特性が設けられている。したがって、第１のホール素子２５１を用いた駆動制御と第２のホール素子２５２を用いた駆動制御とが頻繁に切り替わることがなく、幅広い回転速度領域においてスムーズにモータ２０を駆動させることができる。
【００４８】
第１の所定値と第２の所定値とは、２つのホール素子２５のそれぞれの、各回転速度におけるモータ２０の消費電力を比較することにより、定めることができる。すなわち、所定の回転速度より低速である速度領域においては第１のホール素子２５１を用いた駆動制御を行うほうがモータ２０の消費電力が小さくなり、所定の回転速度より高速である速度領域においては第２のホール素子２５１を用いた駆動制御を行うほうがモータ２０の消費電力が小さくなるような場合には、その所定の回転速度を基準に、所定の速度差をもって第１の所定値と第２の所定値とを設定することができる。例えば所定の回転速度が分速１０万回転であるとすると、第１の所定値を分速１０．５万回転等に設定し、第２の所定値を分速９．５万回転などに設定することができる。なお、モータ２０の特性や用途等によって、適宜第１の所定値と第２の所定値とを設定すればよい。
【００４９】
図５は、駆動制御回路１の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５０】
図５に示されるように、ステップＳ１１において、制御回路部４は、モータ２０を回転させるように速度指令信号Ｓｃが入力されたか否か（速度指令がオンしたかどうか）を検知する。速度指令信号Ｓｃが入力された場合は、ステップＳ１２に進む。
【００５１】
ステップＳ１２において、制御回路部４は、駆動制御信号Ｓｄを出力し、モータ２０の回転を開始させる。
【００５２】
ステップＳ１３において、スイッチ切替部５は、切替信号Ｓｓによって切替スイッチ６５をオフにする。これにより、２つのアナログスイッチ６１，６２のＩＮ端子に入力される信号がロー（Ｌ）となり、第１のホール素子２５１を利用した駆動制御が行われる。
【００５３】
ステップＳ１４において、スイッチ切替部５は、回転速度信号Ｓｒに基づいて、モータ２０の回転速度が第１の所定値以下であるか否かを検知する。回転速度が第１の所定値以下であれば、ステップＳ１８に進む。他方、回転速度が第１の所定値以下でなければ（すなわち、回転速度が第１の所定値を超えたならば）、ステップＳ１５に進む。
【００５４】
ステップＳ１５において、スイッチ切替部５は、切替信号Ｓｓによって切替スイッチ６５をオンにする。これにより、アナログスイッチ６１，６２のＩＮ端子に入力される信号がハイ（Ｈ）となり、第２のホール素子２５２を利用した駆動制御が行われる。モータ２０の回転速度が第１の所定値を超えて比較的高速になった状態で、モータ２０の通電タイミングを進角させることができ、効率良くモータ２０を駆動させることができる。
【００５５】
ステップＳ１６において、スイッチ切替部５は、回転速度信号Ｓｒに基づいて、モータ２０の回転速度が第２の所定値以上であるか否かを検知する。回転速度が第２の所定値以上であれば、ステップＳ１８に進む。他方、回転速度が第２の所定値以上でなければ（すなわち、回転速度が第２の所定値未満であれば）、ステップＳ１７に進む。
【００５６】
ステップＳ１７において、スイッチ切替部５は、切替信号Ｓｓによって切替スイッチ６５をオフにする。これにより、アナログスイッチ６１，６２のＩＮ端子に入力される信号がロー（Ｌ）となり、第１のホール素子２５１を利用した駆動制御が行われる。
【００５７】
ステップＳ１８において、制御回路部４は、モータ２０を停止させる速度指令信号Ｓｃが入力されたか否か（速度指令がオフしたかどうか）を検知する。モータ２０を停止させる速度指令信号Ｓｃが入力された場合は、ステップＳ１９に進む。モータ２０を停止させる速度指令信号Ｓｃが入力されなければ、再びステップＳ１４以降の処理を行う。
【００５８】
ステップＳ１９において、制御回路部４は、モータ２０を停止させる制御を行う。モータ２０を停止させる制御を行うと、ステップＳ１１の処理に戻る。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態においては、互いに異なる進み角を有するように配置された２つのホール素子２５から出力される第１相補信号Ｓｈ１（Ｓｈ１ａ，Ｓｈ１ｂ）と第２相補信号Ｓｈ２（Ｓｈ２ａ，Ｓｈ２ｂ）とのいずれかを選択するための切替信号Ｓｓがスイッチ切替部５から出力される。そして、切替信号Ｓｓと、第１相補信号Ｓｈ１及び第２相補信号Ｓｈ２とが入力されたホール信号切替出力部６が、切替信号Ｓｓに基づいて選択した選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを制御回路部４に出力する。したがって、２つのホール素子２５（第１のホール素子２５１，第２のホール素子２５２）のうちのどちらか一方を用いてモータ２０を駆動する場合と比較して、幅広い回転速度域で、高い効率でモータ２０を駆動させることができる。磁極検出素子として安価なホール素子を用いることができるので、駆動制御回路１の製造コストを低減させることができる。
【００６０】
制御回路部４として、進角制御を行う機能を有しないものを用いることができる。この場合、上述のように回転速度に応じて２つのホール素子２５のうちのどちらを用いるかを切り替えて、進み角が違う駆動制御を行うことができるようになる。また、制御回路部４として、所定の範囲で進角制御を行う進角制御機能を有するものを用いることができる。この場合、２つのホール素子２５のうちのどちらを用いるかを切り替えることで、制御回路部４が進角制御機能を行うことができる範囲よりも広い範囲で、進角を調整することができるようになる。
【００６１】
選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂとして２つのホール素子２５のどちらから出力されたものを用いるかは、抵抗値が低い２つのアナログスイッチ６１，６２により切り替えられる。したがって、ホール素子２５が出力する第１相補信号Ｓｈ１（Ｓｈ１ａ，Ｓｈ１ｂ）、第２相補信号Ｓｈ２（Ｓｈ２ａ，Ｓｈ２ｂ）の微少な変化を損なわずに、駆動制御に用いる選択相補信号Ｓｈａ，Ｓｈｂを切り替えることができる。
【００６２】
また、２つのアナログスイッチ６１，６２を用いることで、比較的簡素な回路構成で、第１のホール素子２５１から出力されるホール信号と第２のホール素子２５２から出力されるホール信号である２系統の相補信号（第１相補信号Ｓｈ１、第２相補信号Ｓｈ２）を同期させたままで（同時に）切り替えることができる。
【００６３】
２つのホール素子２５の位置を適切に設定するとともに、第１の所定値及び第２の所定値等の設定を行ってスイッチ切替部５の切替タイミングを適切に設定することで、正回転時でも逆回転時でも同様に高い効率でモータ２０を駆動させることができる駆動制御回路１を実現させることできる。
【００６４】
［その他］
【００６５】
駆動制御回路は、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。
【００６６】
ホール素子の数は、２個以上であればよい。３個以上であっても、アナログスイッチ及び切替スイッチを多段に構成し、スイッチ切替部で各切替スイッチの動作を制御することにより、各ホール素子から出力される相補信号のうち駆動制御に用いられる相補信号を選択できるようにすればよい。
【００６７】
ホール素子の位置は、上述に示されるような位置に限定されるものではない。例えば、ホール素子同士があたるような小さい角度のずれを実現するために、極数などに応じて対角線上の反対側に配置するなどし、必要に応じて検出信号の極性を反転するようにしてもよい。
【００６８】
ホール信号切替出力部の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、ホール信号を切り替える回路は、アナログスイッチに限定されない。また、各アナログスイッチに切替スイッチが設けられていたり、切替スイッチが用いられていなくてもよい。例えば、制御回路部４等から直接アナログスイッチの動作を制御する信号が出力され、ＩＮ端子に入力されるようにしてもよい（制御回路部４等が切替信号出力部として機能してもよい。）。また、アナログスイッチの内部構成は、上述に示されるものに限定されない。例えば、２つのホール素子を切替え可能な２回路入りのアナログスイッチを用いてもよい。
【００６９】
本実施の形態のモータ駆動制御回路により駆動されるブラシレスモータの相数は、３相に限られず、単相など、他の相数であってもよい。
【００７０】
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、各ステップの順番が変更されたり各ステップ間に他の処理が挿入されたりしてもよいし、処理を並列化してもよい。
【００７１】
上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウエアによって行われるようにしても、ハードウエア回路を用いて行われるようにしてもよい。例えば、制御回路部は、マイコンに限定されない。制御回路部の内部の構成は、少なくとも一部がソフトウエアで処理されるようにしてもよい。
【００７２】
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】
【００７３】
１  駆動制御回路（ブラシレスモータの駆動制御回路）
２  モータ駆動部
４  制御回路部
５  スイッチ切替部（切替信号出力部の一例）
６  ホール信号切替出力部
２０  モータ
２１  ロータ
２２  磁石
２３  ステータ
２５  磁極検出部（２つのホール素子；複数のホール素子の一例）
６１  第１のアナログスイッチ（複数のアナログスイッチの一例）
６２  第２のアナログスイッチ（複数のアナログスイッチの一例）
６５  切替スイッチ
２５１  第１のホール素子
２５２  第２のホール素子
Ｓｈ１  第１相補信号（相補信号の一例；一対の相補信号の一例）
Ｓｈ１ａ  ホール信号（相補信号の一例；第１相補信号の一方の一例）
Ｓｈ１ｂ  ホール信号（相補信号の一例；第１相補信号の他方の一例）
Ｓｈ２  第２相補信号（相補信号の一例；一対の相補信号の一例）
Ｓｈ２ａ  ホール信号（相補信号の一例；第２相補信号の一方の一例）
Ｓｈ２ｂ  ホール信号（相補信号の一例；第２相補信号の他方の一例）
Ｓｈａ，Ｓｈｂ  選択相補信号
Ｓｃ  速度指令信号
Ｓｒ  回転速度信号（回転速度の検出結果の一例）
Ｓｓ  切替信号
Ｓｄ  駆動制御信号
【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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