(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルと、前記複数相のコイルに対して回転可能に支持されるロータと、を備えるモータを駆動するモータ駆動制御装置であって、
駆動制御信号を生成する制御部と、
駆動制御信号に基づき前記モータの各相コイルに駆動信号を出力するモータ駆動部と、
前記各相コイルに接続され、それぞれ分圧比が異なる抵抗分圧回路を含み、該抵抗分圧回路によりセンサレス駆動のためのロータ回転位置を検出する逆起電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、前記逆起電圧検出部により検出されたロータ回転位置に基づきセンサレス駆動を行うとともに、前記モータの回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとるように制御する、
モータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記回転速度が上がるにつれ、同期をとる相を、より進角している相に切り替える、
請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記回転速度を、前記各相コイルの巻線電圧または巻線電流の少なくともどちらかの値をもとに求める、
請求項１または請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
進角基準電圧と前記各相コイルの逆起電圧とのクロスタイミングによって各相の位相信号を生成する逆起電圧比較部と、
各相の前記位相信号を入力して、回転速度情報を出力する回転速度判定部と、
前記回転速度情報に応じて、各相の前記位相信号のいずれかを選択して出力する選択回路と、
前記選択回路から出力される位相信号に基づき前記駆動制御信号を生成する通電信号生成部と、
を備える請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
複数相のコイルと、前記複数相のコイルに対して回転可能に支持されるロータと、を備えるモータを駆動するモータ駆動制御装置であって、
駆動制御信号を生成する制御部と、
駆動制御信号に基づき前記モータの各相コイルに駆動信号を出力するモータ駆動部と、
前記各相コイルに接続され、それぞれ分圧比が異なる抵抗分圧回路を含み、該抵抗分圧回路によりセンサレス駆動のためのロータ回転位置を検出する逆起電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、
進角基準電圧と前記各相コイルの逆起電圧とのクロスタイミングによって各相の位相信号を生成する逆起電圧比較部と、
各相の前記位相信号を入力して、回転速度情報を出力する回転速度判定部と、
前記回転速度情報に応じて、各相の前記位相信号のいずれかを選択して出力する選択回路と、
前記選択回路から出力される位相信号に基づき前記駆動制御信号を生成する通電信号生成部と、
を備えるモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣブラシレスモータに用いられるモータの駆動制御方式には、ホールセンサなどの位置センサを使用するセンサ駆動方式と、モータコイルに生じる誘起電圧からロータ位置情報を生成するセンサレス駆動方式の２種類が広く用いられている。位置センサレスのモータ駆動制御装置は、開放区間（非通電相）にモータ端子に現れる誘起電圧と基準電圧（等価中性点電位）とをコンパレータで比較して位相信号（パルス信号）を生成し、この位相信号をもとにロータの回転位置を検出している。
【０００３】
特許文献１には、モータを始動する際にセンサ駆動により立ち上げ、回転数が上がるとセンサレス駆動へ切り替える駆動選択信号を出力し、駆動切替え手段はセンサレス駆動が選択された後もセンサ駆動を続行し、センサ信号のエッジとそれに替わって基準となるゼロクロス信号のエッジ間で定義される移行期間を避けて励磁シーケンスをセンサレス駆動に切り替えるモータ駆動装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０１５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のモータ制御装置は、三相センサレス駆動において、ゼロクロス基準電圧と相電圧がクロスしない状態に陥ると、脱調してしまうという問題がある。例えば、一分間あたり３万回転前後の高速回転時に発生する可能性が高い。
この問題は、ゼロクロス基準電圧を下げて進角させることで回避できることもある。しかしながら、ゼロクロス基準電圧を下げると、今度は起動しにくくなったり、低速回転を維持できなくなったりする課題が発生する。
【０００６】
そこで、本発明は、高速回転においても脱調しにくく、かつ低速回転を実現するモータ駆動制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するため、本発明のモータ駆動制御装置は、複数相のコイルと、前記複数相のコイルに対して回転可能に支持されるロータと、を備えるモータを駆動するモータ駆動制御装置であって、駆動制御信号を生成する制御部と、駆動制御信号に基づき前記モータの各相コイルに駆動信号を出力するモータ駆動部と、前記各相コイルに接続され、それぞれ分圧比が異なる抵抗分圧回路を含み、該抵抗分圧回路によりセンサレス駆動のためのロータ回転位置を検出する逆起電圧検出部と、を備え、前記制御部は、前記逆起電圧検出部により検出されたロータ回転位置に基づきセンサレス駆動を行うとともに、前記モータの回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとるように制御する。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高速回転においても脱調しにくく、かつ低速回転を実現するモータ駆動制御装置提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態におけるモータの駆動制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるモータ駆動制御装置の制御部の選択回路の回路構成図である。
【図３】本実施形態におけるモータ駆動制御装置の分圧後の巻線電圧波形（相電圧）と進角・遅角との関係を説明するための相電圧の波形を示すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態におけるモータ駆動制御装置の各部の動作波形を示すタイミングチャートである。
【図５】本実施形態におけるモータ駆動制御装置の回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとる制御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】
【００１０】
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態におけるモータ２０の駆動制御装置１の回路構成を示すブロック図である。
図１において、本実施形態に係るモータ２０は、３相のブラシレスＤＣモータであり、各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗとロータ（不図示）とを備えている。これらコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一端は、Ｙ結線されている。コイルＬｕの他端はＵ相に、コイルＬｖの他端はＶ相に、コイルＬｗの他端はＷ相に、それぞれ接続されている。モータ２０は、インバータ回路２からＵ相、Ｖ相、Ｗ相に３相交流が入力されることにより回転駆動する。
【００１１】
モータ２０の駆動制御装置１（モータ駆動制御装置の一例）は、モータ２０を駆動するインバータ回路２およびプリドライブ回路３（モータ駆動部の一例）を備えている。駆動制御装置１は更に、逆起電圧検出部７と、駆動制御信号Ｓｃ（後記）をモータ駆動部に出力する制御部４を備えている。
駆動制御装置１は、直流電源Ｖｄに接続され、Ｕ相配線、Ｖ相配線、Ｗ相配線の３相によってモータ２０に接続される。駆動制御装置１は、モータ２０に駆動電圧を印加して、モータ２０の回転を制御する。Ｕ相には、端子間電圧Ｖｕが印加される。Ｖ相には、端子間電圧Ｖｖが印加される。Ｗ相には、端子間電圧Ｖｗが印加される。
モータ駆動部は、インバータ回路２およびプリドライブ回路３で構成される。直流電源Ｖｄは、モータ駆動部に電源電圧Ｖｃｃを印加して、電力を供給する。モータ駆動部は、直流電源Ｖｄからの電力供給を受け、制御部４からの駆動制御信号Ｓｃに基づき、モータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を供給してロータを回転させる。モータ駆動部は、正弦波駆動方式でモータ２０を駆動する。
【００１２】
インバータ回路２（モータ駆動部の一部）は、直流電源Ｖｄに接続されて電力の供給を受ける。インバータ回路２は、プリドライブ回路３（モータ駆動部の一部）とモータ２０が備える各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗとに接続される。インバータ回路２は、プリドライブ回路３の駆動信号Ｖｕｕ〜Ｖｗｌに基づき、モータ２０の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する。
インバータ回路２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が直列接続されるＵ相のスイッチングレッグと、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４が直列接続されるＶ相のスイッチングレッグと、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６が直列接続されるＷ相のスイッチングレッグとを有している。これらスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。インバータ回路２は、直流電源Ｖｄに接続され、更に抵抗Ｒ０に接続されている。
【００１３】
Ｕ相のスイッチングレッグは、上アーム側のスイッチング素子Ｑ１と、下アーム側のスイッチング素子Ｑ２とを備えている。スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子は、直流電源Ｖｄの正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のソース端子は、Ｕ相の交流信号が出力されると共に、スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ２のソース端子は、抵抗Ｒ０を介してグランド（直流電源Ｖｄの負極）に接続されている。スイッチング素子Ｑ１のゲート端子、およびスイッチング素子Ｑ２のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路３に接続される。
【００１４】
Ｖ相のスイッチングレッグは、上アーム側のスイッチング素子Ｑ３と、下アーム側のスイッチング素子Ｑ４とを備えている。スイッチング素子Ｑ３のドレイン端子は、直流電源Ｖｄの正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のソース端子は、Ｖ相の交流信号が出力されると共に、スイッチング素子Ｑ４のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ４のソース端子は、抵抗Ｒ０を介してグランド（直流電源Ｖｄの負極）に接続されている。スイッチング素子Ｑ３のゲート端子、およびスイッチング素子Ｑ４のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路３に接続される。
【００１５】
Ｗ相のスイッチングレッグは、上アーム側のスイッチング素子Ｑ５と、下アーム側のスイッチング素子Ｑ６とを備えている。スイッチング素子Ｑ５のドレイン端子は、直流電源Ｖｄの正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ５のソース端子は、Ｗ相の交流信号が出力されると共に、スイッチング素子Ｑ６のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ６のソース端子は、抵抗Ｒ０を介してグランド（直流電源Ｖｄの負極）に接続されている。スイッチング素子Ｑ５のゲート端子、およびスイッチング素子Ｑ６のゲート端子は、それぞれプリドライブ回路３に接続される。
【００１６】
すなわち、インバータ回路２は、モータ２０の各コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相と直流電源Ｖｄの一方の端子（正極端子）間に接続された上アーム側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５、および、各コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相と直流電源Ｖｄの他方の端子（負極端子）間に抵抗Ｒ０を介して接続された下アーム側スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とを有している。
インバータ回路２は、直流電源Ｖｄから電力の供給を受け、プリドライブ回路３から駆動信号Ｖｕｕ〜Ｖｗｌが入力されると、３相交流をモータ２０のＵ相配線、Ｖ相配線、Ｗ相配線に流す。
プリドライブ回路３（モータ駆動部の一部）は、接続されるインバータ回路２との組合せでモータ駆動部を構成し、制御部４に接続される。プリドライブ回路３は、例えば、６個のゲートドライブ回路を備え、インバータ回路２を駆動するための駆動信号Ｖｕｕ〜Ｖｗｌを生成する。
【００１７】
逆起電圧検出部７は、各相コイルに接続され、それぞれ分圧比が異なる抵抗分圧回路からなり、センサレス駆動のためのロータ回転位置を検出する。逆起電圧検出部７は、Ｕ相の抵抗分圧回路である抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比Ｒ１／Ｒ２と、Ｖ相の抵抗分圧回路である抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比Ｒ３／Ｒ４と、Ｗ相の抵抗分圧回路である抵抗Ｒ５，Ｒ６の分圧比Ｒ５／Ｒ６とがそれぞれ異なるように構成する。分圧比（Ｒ１／Ｒ２,Ｒ３／Ｒ４，Ｒ５／Ｒ６）が異なる構成の一例として、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５が、それぞれ異なる抵抗値を有し、また抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６もそれぞれ異なる抵抗値を有している。これにより、各相の分圧比はそれぞれ異なるものとなる。例えば、逆起電圧検出部７は、Ｕ相の抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比Ｒ１／Ｒ２に対して、Ｖ相の抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比Ｒ３／Ｒ４がそれよりも高く、またＷ相の抵抗Ｒ５，Ｒ６の分圧比Ｒ５／Ｒ６がそれよりも低い。
【００１８】
制御部４は、逆起電圧検出部７により検出されたロータ回転位置に基づきセンサレス駆動を行うとともに、回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとるように制御する。具体的には、制御部４は、回転速度が上がるにつれ、同期をとる相を、より進角している相に切り替える。この場合、回転速度は、巻線電圧、巻線電流のうち少なくともどちらかの値をもとに求める。
制御部４は、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓを生成する進角基準電圧生成部６と、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと各相コイルの逆起電圧とのクロスタイミングによって各相の位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３を生成する逆起電圧比較部５と、各相の位相信号を入力して、回転速度情報Ｓ４を出力する回転速度判定部４１と、選択回路４３から出力される選択信号Ｓ５に基づき駆動制御信号Ｓｃを生成する通電信号生成部４２と、回転速度情報Ｓ４に応じて、各相の位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３のいずれかを選択して出力する選択回路４３と、を備え、マイクロコンピュータに含まれている。なお、各部は、ソフトウェアで実現されて、機能を仮想的に表したものであってもよい。
【００１９】
逆起電圧比較部５は、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと各相コイルの逆起電圧とのクロスタイミングによって各相の位相信号を生成する。
逆起電圧比較部５は、各相のコンパレータ５１，５２，５３を備える。Ｕ相のノードは、逆起電圧検出部７の抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されて、コンパレータ５１の一方の入力端子に接続される。Ｖ相のノードは、逆起電圧検出部７の抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されて、コンパレータ５２の一方の入力端子に接続される。Ｗ相のノードは、逆起電圧検出部７の抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧されて、コンパレータ５３の一方の入力端子に接続される。上述したように、逆起電圧検出部７は、Ｕ相の抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比Ｒ１／Ｒ２と、Ｖ相の抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比Ｒ３／Ｒ４と、Ｗ相の抵抗Ｒ５，Ｒ６の分圧比Ｒ５／Ｒ６と、がそれぞれ異なる。コンパレータ５１，５２，５３の他方の入力端子は、進角基準電圧生成部６に接続される。
【００２０】
逆起電圧比較部５のコンパレータ５１は、非反転入力端子および反転入力端子と、出力端子とを備える。コンパレータ５１は、非反転入力端子の印加電圧が反転入力端子の印加電圧よりも低いならば、出力端子にＬレベルの電圧を出力する。コンパレータ５１は、非反転入力端子の印加電圧が反転入力端子の印加電圧を超えたならば、出力端子にＨレベルの電圧を出力する。
コンパレータ５１の非反転入力端子には、コイルＬｕの誘起電圧に相当する端子間電圧Ｖｕが分圧された相電圧Ｖ１が入力される。コンパレータ５１の非反転入力端子には、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓが入力される。コンパレータ５１は、相電圧Ｖ１とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとを比較して、位相信号Ｓ２１を生成する。相電圧Ｖ１がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較して負ならば、位相信号Ｓ２１はＬレベルである。相電圧Ｖ１がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較して正ならば、位相信号Ｓ２１はＨレベルである。
【００２１】
コンパレータ５２の非反転入力端子には、コイルＬｖの誘起電圧に相当する端子間電圧Ｖｖが分圧された相電圧Ｖ２が入力される。コンパレータ５２の非反転入力端子には、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓが入力される。コンパレータ５２は、相電圧Ｖ２とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとを比較して、位相信号Ｓ２２を生成する。相電圧Ｖ２がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較して負ならば、位相信号Ｓ２２はＬレベルである。相電圧Ｖ２がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較して正ならば、位相信号Ｓ２２はＨレベルである。
【００２２】
コンパレータ５３の非反転入力端子には、コイルＬｗの誘起電圧に相当する端子間電圧Ｖｗが分圧された相電圧Ｖ３が入力される。コンパレータ５３の非反転入力端子には、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓが入力される。コンパレータ５３は、相電圧Ｖ３とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとを比較して、位相信号Ｓ２３を生成する。相電圧Ｖ３がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較して負ならば、位相信号Ｓ２３はＬレベルである。相電圧Ｖ３がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較して正ならば、位相信号Ｓ２３はＨレベルである。
このようにすることで、逆起電圧比較部５のコンパレータ５１〜５３は、相電圧Ｖ１〜Ｖ３に対応する端子間電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと比較することができる。逆起電圧比較部５は、生成した位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３を、選択回路４３に出力する。
【００２３】
進角基準電圧生成部６は、所定の定電圧であるゼロクロス基準電圧Ｖｚｓを生成する。
回転速度判定部４１は、各相の位相信号を入力して、回転速度情報Ｓ４を出力する。回転速度判定部４１は、いずれか１つの相の相電圧Ｖ１〜Ｖ３がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとゼロクロスしたとき、モータ２０の回転速度を判定する。
通電信号生成部４２は、外部から入力される回転速度指令信号Ｓｉｎと、回転速度判定部４１からの回転速度判定信号Ｓ１と、選択回路４３からの選択信号Ｓ５（位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３のいずれか１つ）に基づき駆動制御信号Ｓｃを生成する。
選択回路４３は、回転速度情報Ｓ４に応じて、各相の位相信号（Ｓ２１〜Ｓ２３）のいずれかを選択して出力する。
【００２４】
図２は、選択回路４３の回路構成図である。
図２に示すように、選択回路４３は、通電切替制御回路４３１と、位置検出回路４３２とを備える。
通電切替制御回路４３１は、位置検出回路４３２からの位置検出信号Ｓｐ（各相の位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３）を検出信号Ｓ３として回転速度判定部４１に出力して、回転速度判定部４１から回転速度情報Ｓ４を取得する。通電切替制御回路４３１は、取得した回転速度情報Ｓ４に基づいて位置検出回路４３２からの位置検出信号Ｓｐ（各相の位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３）を選択して、選択信号Ｓ５として出力する。
位置検出回路４３２は、逆起電圧比較部５からの各相の位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３に基づいてロータの回転位置を示す位置検出信号Ｓｐを生成し、通電切替制御回路４３１に出力する。
【００２５】
以下、上述のように構成されたモータ２０の駆動制御装置１の動作について説明する。
まず、本発明の基本的な考え方について述べる。
比較例では、三相センサレス駆動において、ゼロクロス基準電圧と相電圧がクロスしない状態に陥ると、高速回転時に脱調してしまう虞がある。これを避けようとして、ゼロクロス基準電圧を下げて進角させると、起動しにくくなったり低速回転を維持できなくなったりする。
本発明者らは、ゼロクロス基準電圧を変えることなく、簡易な方法で進角・遅角制御を行う方法を見出した。すなわち、本発明は、三相センサレス駆動において、正常に起動しつつ、高回転でも低速回転でも脱調しないようにするために、各相の分圧抵抗をそれぞれ異なるようにする。そうすることで、分圧後の巻線電圧波形を３種類生成することができる。すなわち、分圧後の巻線電圧波形を３種類生成することで、３種類の巻線電圧波形のうち、任意の波形の１つを選択的に用いることができ、ゼロクロス基準電圧を変えることなく、ゼロクロスの検知がそれぞれ速くなったり、遅くなったりする。結果的に、現行のセンサレス駆動制御に適用して、進角の通電切換や遅角の通電切換を行うことができる。例えば、起動の時には、起動に最適な進角になるような相の相電圧で同期をとり、高速回転の時は高速回転に適した進角になる相の相電圧で同期をとり、低速回転の時はそれに適した相の相電圧で同期をとるようにする。これにより、三相センサレス駆動において、正常に起動させることができるとともに、高速や低速になっても脱調しにくくなる。なお、同期をとる相の切り換えは回転数や電圧、電流等に応じて最適なところで切り換えるようにする。以下、具体的に説明する。
【００２６】
図３は、分圧後の巻線電圧波形（相電圧）と進角・遅角との関係を説明するための相電圧の波形を示すタイミングチャートである。図３の縦軸は、相電圧（Ｖ）を示している。図３の横軸は、時刻を示している。
時刻ｔ１１は、開放期間６０°の開始タイミングである。相電圧には、正方向のスパイク電圧が発生する。
時刻ｔ１２は、相電圧Ｖ１の正方向のスパイク電圧の終了タイミングを示している。スパイク電圧期間ｔｓは、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間となる。以降、相電圧は、上昇する。
時刻ｔ１３は、スパイク電圧期間ｔｓの後、相電圧Ｖ１が最初にゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとクロスするタイミングである。
時刻ｔ１４は、開放期間６０°の終了タイミングであり、かつ、相通電期間（ＳＶ−オン）の開始タイミングである。
【００２７】
図３に示すように、分圧後の巻線電圧波形が所定のゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと交差する点がゼロクロスポイント（ゼロクロス点ともいう）Ｔｖｚである。図３の場合、相通電期間（ＳＶ−オン）を開放期間６０°において切り離すことで、次の相通電期間（ＳＶ−オン）が開始するまで、巻線電圧波形は、概ね正弦波形に各相の転流スパイクが重畳した波形となる（図３では開放期間６０°において正弦波形形状の立ち上がりの一部が見えている）。特に、開放期間のうち、図３の楕円破線Ａで囲んだ部分が転流スパイク重なり期間ＤＶ＋オンである。また、開放期間における、分圧後の巻線電圧波形とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと交差する点がゼロクロスポイントＴｖｚである。
【００２８】
分圧後の巻線電圧波形をＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれで異なるようにした場合、進角がどのようになるかについて説明する。
（１）  Ｕ相の分圧後の巻線電圧波形が、図３に示す波形と同じ場合は、下記の通りである。図３の巻線電圧波形を、ゼロクロス検出タイミングとして使った場合、ゼロクロスポイント（図３のゼロクロスポイントＴｖｚ）は変わらないので進角は変わらない。
【００２９】
（２）  Ｖ相の分圧後の巻線電圧は、図３に示す波形より電圧の値が大きい（例えば、図３の１．１倍の電圧）場合は、下記の通りである。図３の巻線電圧波形を１．１倍の電圧としてゼロクロス検出タイミングで使った場合、ゼロクロスポイントが図３より速くなる（すなわち巻線電圧波形が１．１倍されているので、当該巻線電圧波形はより速くゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと交差する）ため、図３の場合より進角になる。このため、図３の巻線電圧波形を１．１倍の電圧としてゼロクロス検出タイミングで使用したならば、ゼロクロス基準電圧を変えることなく、進角制御が可能となる。
【００３０】
（３）  Ｗ相の分圧後の巻線電圧は、図３に示す波形より電圧の値が小さい（例えば、図３の０．９倍の電圧）場合は、下記の通りである。図３の巻線電圧波形を０．９倍の電圧としてゼロクロス検出タイミングで使った場合、ゼロクロス検出ポイントが図３より遅くなる（すなわち巻線電圧波形が０．９倍されているので、当該巻線電圧波形はより遅くゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと交差する）ため、図３の場合より進角になる。このため、図３の巻線電圧波形を０．９倍の電圧としてゼロクロス検出タイミングで使用したならば、ゼロクロス基準電圧を変えることなく、遅角制御が可能となる。
【００３１】
したがって、センサレス駆動制御に適用することで、進角の通電切換や遅角の通電切換を行うことができる。例えば、起動時には、上記（１）のゼロクロスポイントを使う。また、高速時には、上記（２）のゼロクロスポイントを使う。さらに、低速時には、上記（３）のゼロクロスポイントを使う。
【００３２】
図４は、駆動制御装置１の各部の動作波形を示すタイミングチャートである。なお、図４は、説明のため、進角調整していないゼロクロス基準電圧Ｖｚｓのときの動作を示している。
図４の各グラフは、上からそれぞれ駆動信号Ｖｕｕ〜Ｖｗｌと、相電圧Ｖ１〜Ｖ３と、位相信号Ｓ２１〜Ｓ２３と、位置検出信号Ｓｐの各波形を示している。
【００３３】
<駆動信号>
駆動信号Ｖｕｕは、スイッチング素子Ｑ１を約３０°でターンオンし、約１５０°でターンオフする。
駆動信号Ｖｕｌは、スイッチング素子Ｑ２を約−３０°でターンオフし、約２１０°でターンオンし、約３３０°でターンオフする。
約−３０°における駆動信号Ｖｕｌのターンオフにより、Ｕ相はグランドから開放される。相電圧Ｖ１には、正方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧Ｖ１は、電圧が上昇して約０°のときにゼロクロス基準電圧Ｖｚｓに一致し、約３０°のときに飽和する。
約３０°における駆動信号Ｖｕｕのターンオンにより、Ｕ相には直流電源Ｖｄの電源電圧Ｖｃｃが通電される。相電圧Ｖ１は、電源電圧Ｖｃｃと一致する。
約１５０°における駆動信号Ｖｕｕのターンオフにより、Ｕ相は直流電源Ｖｄの正極から開放される。相電圧Ｖ１は、負方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧Ｖ１は、電圧が下降して約１８０°のときにゼロクロス基準電圧Ｖｚｓに一致し、約２１０°のときに０Ｖに達する。
約２１０°における駆動信号Ｖｕｌのターンオンにより、Ｕ相はグランドと導通する。相電圧Ｖ１は、０［Ｖ］となる。
【００３４】
<相電圧>
本実施形態では、分圧後の巻線電圧波形がＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれで異なるようにする。具体的には、図１に示すＵ相の抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比Ｒ１／Ｒ２と、Ｖ相の抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比Ｒ３／Ｒ４と、Ｗ相の抵抗Ｒ５，Ｒ６の分圧比Ｒ５／Ｒ６とがそれぞれ異なるようにする。
分圧比を変えると正弦波形状の巻線電圧波形においてその振幅・波高値が変わることになる。巻線電圧波形の振幅等が変わると、開放期間におけるゼロクロスの検知が影響を受け、例えば相電圧を上げるように調整した分圧比は、ゼロクロスタイミングは進角側となる。また、相電圧を下げるように調整した分圧比は、ゼロクロスタイミングは遅角側となる。
図４の実線に示すＵ相の相電圧Ｖ１は、通常通りであるとする。
Ｖ相の相電圧Ｖ２は、図４の実線に示すように、例えば、Ｕ相の相電圧Ｖ１の電圧の１．１倍とする。したがって、相電圧Ｖ２がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓを超えるタイミングはより進む（進角側となる）。
Ｗ相の相電圧Ｖ３は、図４の実線に示すように、例えば、Ｕ相の相電圧Ｖ１の電圧の０．９倍とする。したがって、相電圧Ｖ３がゼロクロス基準電圧Ｖｚｓを超えるタイミングはより遅れる（遅角側となる）。
【００３５】
<位相信号>
位相信号Ｓ２１は、相電圧Ｖ１とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとの比較により生成される。
位相信号Ｓ２１は、約−３０°のときに正方向のスパイク電圧を示すＨレベルのパルスが発生し、約０°のときにＬレベルからＨレベルに変化する。位相信号Ｓ２１は更に、約１５０°のときに負方向のスパイク電圧によってその期間はＬレベルとなり、その後、約１８０°のときにＨレベルからＬレベルに変化する。
【００３６】
駆動信号Ｖｖｕは、スイッチング素子Ｑ３を約１５０°でターンオンし、約２７０°でターンオフする。
駆動信号Ｖｖｌは、スイッチング素子Ｑ４を約９０°でターンオフし、約３３０°でターンオンする。
約９０°における駆動信号Ｖｖｌのターンオフにより、Ｖ相はグランドから開放される。相電圧Ｖ２には、正方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧Ｖ２は、電圧が上昇して約１２０°のときにゼロクロス基準電圧Ｖｚｓに一致し、約１５０°のときに飽和する。
約１５０°における駆動信号Ｖｖｕのターンオンにより、Ｖ相には直流電源Ｖｄの電源電圧Ｖｃｃが通電される。相電圧Ｖ２は、電源電圧Ｖｃｃとなる。
約２７０°における駆動信号Ｖｖｕのターンオフにより、Ｖ相は直流電源Ｖｄの正極から開放される。相電圧Ｖ２は、負方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧Ｖ２は、電圧が下降して約３００°のときにゼロクロス基準電圧Ｖｚｓに一致し、約３３０°のときに０Ｖに達する。
約３３０°における駆動信号Ｖｖｌのターンオンにより、Ｖ相はグランドと導通する。相電圧Ｖ２は、０［Ｖ］となる。
位相信号Ｓ２２は、相電圧Ｖ２とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとの比較により生成される。
位相信号Ｓ２２は、約９０°のときに正方向のスパイク電圧を示すＨレベルのパルスが発生し、約１２０°のときにＬレベルからＨレベルに変化する。位相信号Ｓ２２は更に、約２７０°のときに負方向のスパイク電圧によってその期間はＬレベルとなり、その後、約３００°のときにＨレベルからＬレベルに変化する。
【００３７】
駆動信号Ｖｗｕは、スイッチング素子Ｑ５を約３０°でターンオフし、約２７０°でターンオンする。
駆動信号Ｖｗｌは、スイッチング素子Ｑ５を約９０°でターンオンし、約２１０°でターンオフする。
約３０°における駆動信号Ｖｗｕのターンオフにより、Ｗ相は直流電源Ｖｄの正極から開放される。相電圧Ｖ３は、負方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧Ｖ３は、電圧が下降して約６０°のときにゼロクロス基準電圧Ｖｚｓに一致し、約９０°のときに０Ｖに達する。
約９０°における駆動信号Ｖｗｌのターンオンにより、Ｗ相はグランドと導通する。相電圧Ｖ３は、０［Ｖ］となる。
約２１０°における駆動信号Ｖｗｌのターンオフにより、Ｗ相はグランドから開放される。相電圧Ｖ３には、正方向のスパイク電圧が発生する。以降、相電圧Ｖ３は、電圧が上昇して約２４０°のときにゼロクロス基準電圧Ｖｚｓに一致し、約２７０°のときに飽和する。
約２７０°における駆動信号Ｖｗｕのターンオンにより、Ｗ相には直流電源Ｖｄの電源電圧Ｖｃｃが通電される。相電圧Ｖ３は、電源電圧Ｖｃｃに一致する。
位相信号Ｓ２３は、相電圧Ｖ３とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとの比較により生成される。
位相信号Ｓ２３は、約３０°のときに負方向のスパイク電圧を示すＬレベルのパルスが発生し、約６０°のときにＨレベルからＬレベルに変化する。位相信号Ｓ２３は更に、約２１０°のときに正方向のスパイク電圧によってその期間はＨレベルとなり、その後、約２４０°のときにＬレベルからＨレベルに変化する。
【００３８】
<位置検出信号>
図４に示すように、位置検出信号Ｓｐは、約０°のときと、約１２０°のときと、約２４０°のときと、約３６０°のときに正方向のＨレベルのパルスが発生する。相電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に正方向のスパイク電圧が発生したのち、電圧が上昇してゼロクロス基準電圧Ｖｚｓを超えると、位置検出信号Ｓｐに正方向のＨレベルのパルスが発生する。
【００３９】
<位置検出信号の選択>
本実施形態では、Ｕ相の抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比Ｒ１／Ｒ２と、Ｖ相の抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧比Ｒ３／Ｒ４と、Ｗ相の抵抗Ｒ５，Ｒ６の分圧比Ｒ５／Ｒ６と、をそれぞれ異ならせることで、分圧後の巻線電圧波形を３種類生成している。図４の場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の相電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の電圧はそれぞれ異なるので、ゼロクロスの検知がそれぞれ速くなったり、遅くなったりする。これにより、進角の通電切換や遅角の通電切換を行うことができる。
例えば、図４の実線に示す位置検出信号Ｓｐは、相電圧Ｖ１とゼロクロス基準電圧Ｖｚｓとの比較により生成された位置検出信号である。この相電圧Ｖ１は、起動時における、ゼロクロスポイントとして用いることができる。この場合、他の相（Ｖ相とＷ相）においては相電圧Ｖ２，Ｖ３に基づいて位置検出信号Ｓｐを検出する必要はなく、上記相電圧Ｖ１から検出した位置検出信号Ｓｐを流用することも可能である。図４の破線に示す位置検出信号Ｓｐは、Ｖ相とＷ相）における位置検出信号Ｓｐの推定位置となる。
【００４０】
図５は、回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとる制御を示すフローチャートである。
図５に示す進角制御は、駆動制御装置１の制御部４が実行する。
ステップＳ３０において、制御部４の回転速度判定部４１（図１参照）は、相電圧に基づいてロータの回転速度を検出する。
ステップＳ３１において、回転速度判定部４１は、検出した回転速度を判定する。回転速度判定部４１は、検出した回転速度が第１の判定速度閾値Ｖｔｈ０以下ならば（Ｖｔｈ０以下）、ステップＳ３２に進む。検出した回転速度が第１の判定速度閾値Ｖｔｈ０より大きく、第２の判定速度閾値Ｖｔｈ１（ただしＶｔｈ０＜Ｖｔｈ１）以下ならば（Ｖｔｈ０〜Ｖｔｈ１）、ステップＳ３３に進む。検出した回転速度が第２の判定速度閾値Ｖｔｈ１より大きいならば（Ｖｔｈ１超え）、ステップＳ３４に進む。
【００４１】
検出した回転速度が第１の判定速度閾値Ｖｔｈ０以下の場合は、所定の低速時である。この場合、ステップＳ３２において、制御部４は、Ｕ相より遅角したＷ相と同期をとり、図５の処理を終了する。具体的には、Ｕ相より遅角したＷ相と同期をとるために、制御部４の選択回路４３は、Ｗ相の相電圧Ｖ３に基づいて、ゼロクロスポイントにより生成された位相信号Ｓ２３を選択し、この位相信号Ｓ２３を選択信号Ｓ５として通電信号生成部４２に出力する。
【００４２】
検出した回転速度が第１の判定速度閾値Ｖｔｈ０より大きく、第２の判定速度閾値Ｖｔｈ１以下の場合は、通常運転時である。この場合、ステップＳ３３において、制御部４は、進角または遅角調整していないＵ相と同期をとり、図５の処理を終了する。具体的には、制御部４の選択回路４３は、Ｕ相の相電圧Ｖ１に基づいて、ゼロクロスポイントにより生成された位相信号Ｓ２１を選択し、この位相信号Ｓ２１を選択信号Ｓ５として通電信号生成部４２に出力する。
【００４３】
検出した回転速度が第２の判定速度閾値Ｖｔｈ１より大きい場合は、所定の高速時である。この場合、ステップＳ３３において、制御部４は、Ｕ相より進角したＶ相と同期をとり、図５の処理を終了する。具体的には、Ｕ相より進角したＶ相と同期をとるために、制御部４の選択回路４３は、Ｖ相の相電圧Ｖ２に基づいて、ゼロクロスポイントにより生成された位相信号Ｓ２２を選択し、この位相信号Ｓ２２を選択信号Ｓ５として通電信号生成部４２に出力する。
このように制御することで、モータ２０の駆動制御装置１は、回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとるように制御することができるため、脱調することがなく、かつ低速回転を実現することが可能となる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のモータ２０の駆動制御装置１は、各相の分圧比（Ｒ１／Ｒ２，Ｒ３／Ｒ４，Ｒ５／Ｒ６）がそれぞれ異なる抵抗分圧回路を有する逆起電圧検出部７と、検出されたロータ回転位置に基づきセンサレス駆動を行うとともに、回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとるように制御する制御部４と、を備える。制御部４は、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓと各相コイルの逆起電圧とのクロスタイミングによって各相の位相信号を生成する逆起電圧比較部５と、各相の位相信号を入力して、回転速度情報Ｓ４を出力する回転速度判定部４１と、回転速度情報Ｓ４に応じて、各相の位相信号のいずれかを選択して出力する選択回路４３と、選択回路４３から出力される選択信号Ｓ５に基づき駆動制御信号Ｓｃを生成する通電信号生成部４２と、を備える。
【００４５】
この構成により、駆動制御装置１は、各相の分圧後の逆起電圧波形を３種類生成することができる。例えば、３相モータであれば、各相の分圧後の逆起電圧波形を３種類作ることができる。よって、逆起電圧比較部５は、それぞれ進角側または遅角側でゼロクロスの検知を行うことができ、ゼロクロス基準電圧Ｖｚｓを変えることなく、進角の通電切換や遅角の通電切換を行うことができる。例えば、起動の時には起動に最適な進角になるような相で同期をとり、高速回転の時には高速回転に適した進角になる相で同期をとり、低速回転の時には遅角になる相で同期をとるようにする。そうすることにより、正常に起動するとともに、従来のセンサレス駆動より高速や低速になっても脱調しにくくなる。その結果、正常に起動しつつ、高回転でも低速回転でも脱調しない駆動制御装置１を実現することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、下記の効果を得ることができる。
（１）  回転速度に応じて、最適な進角となる相と同期をとるように制御することができるので、脱調することがなくなる。すなわち、高速回転に適した相（ＢＥＭＦ）で同期をとることによって、高回転になっても脱調しにくくなる。また、従来通り、起動も安定しているので、弊害はない。
【００４７】
（２）  進角を複数パターン（３相の場合、３パターン）用意できるので、回転速度に応じた適切な相で同期をとることができ、効率を改善することができる。本実施形態の場合、進角を３段階もてるため、回転数に応じて適切な相（ＢＥＭＦ）で同期をとることによって効率が上がる。
【００４８】
（３）  特定の相の抵抗分圧回路を低速回転に適した分圧比に設定し、低速回転時は当該相で同期するようにすることで、低速回転を実現することが可能となる。換言すれば、低速回転に適した相（ＢＥＭＦ）で同期をとることによって、低速な回転を実現することも可能である。
【００４９】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の（ａ）〜（ｈ）のようなものがある。
【００５０】
（ａ）  上記実施形態で同期をとる相の切り換えは、実回転速度に限定されず、巻線電圧、巻線電流、あるいはそれらの組み合わせなどによる判定でもよい。これにより、最適なタイミングで切り換えることができる。
（ｂ）  駆動制御装置１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。
（ｃ）  モータ２０は、３相のブラシレスモータに限定されず、他の種類のモータであってもよい。また、モータ２０の相数は、３相に限られない。
（ｄ）  モータ２０の駆動方式は、正弦波駆動方式に限定されず、例えば、矩形波駆動方式であってもよい。
（ｅ）  駆動制御装置１は、少なくともその一部を集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）としてもよい。
【００５１】
（ｆ）  図２に示した選択回路４３の回路ブロック構成は具体例であって、これに限定されない。
（ｇ）  図５に示した制御シーケンスは一例であって、これらのステップの処理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。
【００５２】
（ｈ）  モータ２０の各回転速度に対応した所定のゼロクロス基準電圧Ｖｚｓは、理論および実測結果などをもとに適切な値が設定され、記憶部（図示省略）に記憶されればよい。また、モータ２０の各回転速度に対応したゼロクロス基準電圧Ｖｚｓの値を記憶部に記憶してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  駆動制御装置  （モータ駆動制御装置の一例）
２  インバータ回路  （モータ駆動部の一部）
３  プリドライブ回路  （モータ駆動部の一部）
４  制御部
４１  回転速度判定部
４２  通電信号生成部
４３  選択回路
４３１  通電切替制御回路
４３２  位置検出回路
５  逆起電圧比較部
５１〜５３  コンパレータ
６  進角基準電圧生成部
７  逆起電圧検出部
２０  モータ  （３相ブラシレスＤＣモータ）
Ｓ１  回転速度判定信号
Ｓ３  検出信号
Ｓ４  回転速度情報
Ｓ５  選択信号
Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３  位相信号
Ｓｉｎ  回転速度指令信号
Ｓｐ  位置検出信号
Ｓｃ  駆動制御信号
Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ  電機子コイル
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３  相電圧  （逆起電力に対応）
Ｖｃｃ  電源電圧
Ｖｄ  直流電源
Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ  端子間電圧
Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌ  駆動信号
Ｖｚｓ  ゼロクロス基準電圧
Ｔｖｚ  ゼロクロスポイント（ゼロクロス点）
Ｑ１〜Ｑ６  スイッチング素子
【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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