(57)【要約】  モータ駆動装置は、モータ（１）に供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号およびモータ（１）に実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、モータ（１）の固定子巻線の各相（１ｕ，１ｖ，１ｗ）をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および各相（１ｕ，１ｖ，１ｗ）を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、第１および第２のＰＷＭ制御信号に従ってモータ（１）を駆動する。当該モータ駆動装置は、与えられた制御切換信号に従って第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無を制御する同期整流制御切換部（２１）を備えている。
2007097424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動装置であって、
与えられた制御切換信号に従って前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無を制御する同期整流制御切換部を備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記モータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部と、
前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号から前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部と、
前記トルク指令信号および前記電流指令信号のいずれか一方に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ駆動装置において、
前記モータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部を備え、
前記制御切換信号生成部は、前記回転信号に基づいて前記制御切換信号を生成する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部を備え、
前記電流指令信号生成部は、前記制御切換信号に従って前記増幅に係るゲインを切り換える
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動方法であって、
前記モータを低速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記モータを高速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータの回転速度が閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項８】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータに指令されたトルクが閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記トルクが前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項９】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１０】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１１】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成するステップと、
前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無に応じて前記増幅に係るゲインを切り換えるステップとを備えた
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１２】
光ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータと、
前記スピンドルモータを駆動するための請求項１に記載のモータ駆動装置と、
前記スピンドルモータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部と、
前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えた
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクに付けられた印を光学的に検出する光学検出部を備え、
前記回転速度信号生成部は、前記光学検出部による前記光ディスクに付けられた印の検出の間隔に基づいて前記スピンドルモータの回転速度を算出する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】
モータと、
前記モータを駆動するための請求項１に記載のモータ駆動装置とを備えた
ことを特徴とするモータモジュール。
【請求項１５】
モータを動力源とする移動体であって、
前記モータを駆動するための請求項１に記載のモータ駆動装置を備えた
ことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低速駆動を安定に制御するモータ駆動装置およびモータ駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク等においてメディアを駆動するブラシレスＤＣモータには、メディアへの描画機能等において高安定な低速回転制御が求められている。そして、三相ブラシレスＤＣモータの駆動には、しばしばＰＷＭ駆動方式が用いられている。ＰＷＭ駆動を実施する場合には、モータ巻線に対し電源電流が非給電状態のとき、すなわち回生状態の場合に、モータ巻線とオン状態とされたパワートランジスタで閉回路を作るようにパワートランジスタを駆動する同期整流制御と呼ばれる方法を実施することが多い。この同期整流制御は回生電流がパワートランジスタに並列接続されている還流ダイオードを流れて、還流ダイオードで消費する電力を抑える効果があり、ＰＷＭ駆動の効率を向上させるのに効果的である。【０００３】
図２０は従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置を示す構成図であり、１２０°通電ピーク電流検出方式と呼ばれるものである。図２０において、１は三相ブラシレスモータ（以下、単にモータという）、１ｕ，１ｖ，１ｗはその三相の固定子巻線、２ａ，２ｂ，２ｃはモータ１の回転子位置を検出する３個の位置センサ、３は位置検出信号を増幅する位置検出信号増幅部、４は電流指令信号ＴＱを出力する電流指令信号生成部、５は電流検出抵抗、６は相電流信号Ｄを出力する相電流信号増幅部、７は電流指令信号ＴＱと相電流信号Ｄを比較する比較器、８はＰＷＭ周波数を作成する発振部、９はフリップフロップ回路とＰＷＭ制御信号作成回路で構成されるＰＷＭ制御部、１０は通電制御部、１１は並列に接続されたハーフブリッジ回路で構成され各パワートランジスタには並列に還流ダイオードが接続されたパワートランジスタ部である。また、１２は外部トルク指令入力端子である。【０００４】
前記構成のブラシレスＤＣモータの駆動装置について、図２０を参照しながらその動作を以下に説明する。【０００５】
電流指令信号生成部４はトルク指令信号を入力として、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに印加する電流の指令信号を作成する回路であり、モータ１へのトルク指令信号ＴＱ０を受けて電流指令信号生成部４の出力信号である電流指令信号ＴＱを作成する。電流検出抵抗５はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる電流を電圧として検出する。相電流信号増幅部６は電流検出抵抗５で検出した信号を増幅し相電流信号Ｄとして出力する。【０００６】
比較器７では電流指令信号生成部４で作成した電流指令信号ＴＱと相電流信号増幅部６から出力される相電流信号Ｄを比較し、リセットパルス信号Ｂとして出力する。また、発振部８はパワートランジスタ部１１を周期的にスイッチングさせるためのセットパルス信号Ａを発生する。【０００７】
ＰＷＭ制御部９のフリップフロップ９１は発振部８からのセットパルス信号Ａを受けてセットされ、比較器７から出力されるリセットパルス信号Ｂを受けてリセットされるパルス信号Ｃを発生する。【０００８】
このＰＷＭ制御部９のＰＷＭ制御信号作成回路９２の概略構成を図２１に示す。ＰＷＭ制御信号作成回路９２は遅延回路９２１と論理素子９２２，９２３により構成され、遅延回路９２１はパルス信号Ｃの立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジに一定の遅延時間を与えるものであり、ＣＲ回路で構成してもよいしロジック回路で構成してもよい。ＰＷＭ制御信号作成回路９２はパルス信号Ｃから、同期整流制御のために、ＰＷＭ駆動用信号（ｐｗｍ信号）とこれに対応する同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）の２つのＰＷＭ制御信号を生成し、２つのＰＷＭ制御信号は各々パワートランジスタ部１１のソース側（上側）トランジスタおよびシンク側（下側）トランジスタを駆動するために使われる。このｐｗｍ信号、ｐｗｍＳＹＮＣ信号のエッジ間にはパワートランジスタ部１１の出力を構成するソース側トランジスタ、シンク側トランジスタが上下貫通するのを防止するためにデッドタイムが設けられている。【０００９】
図２２にセットパルス信号Ａ、リセットパルス信号Ｂ、パルス信号Ｃとパルス信号Ｃから作成されるＰＷＭ駆動用信号（ｐｗｍ信号）と同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）を示す。図２２において「ＤＴ」はパワートランジスタ部１１での上下貫通電流を防止するためのデッドタイムである。【００１０】
図２０に示す位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃにより回転子の回転位置に応じた位置検出信号を検出する。位置検出信号は位置検出信号増幅部３で増幅され、通電制御部１０に出力する。【００１１】
通電制御部１０は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのいずれを給電させるかの選択をし、ＰＷＭ制御部９で作成したＰＷＭ制御信号を受けてパワートランジスタ部１１をＰＷＭ駆動させるための通電制御信号を作成する。パワートランジスタ部１１は通電制御信号を受けてモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに電源電力を供給しＰＷＭ駆動を行う。図２３に位置検出信号増幅部３で生成される位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷとモータ１の固定子巻線における各相の電流波形とパワートランジスタの駆動状態の位相関係を示す。【００１２】
以上のようにして、三相ブラシレスＤＣモータを駆動できる（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７４７８９号公報
【特許文献２】特開平５−２１１７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のピーク電流検出方式によるモータ駆動方式では、パワートランジスタをオン状態にして、モータ１の固定子巻線に給電したとき、電流検出抵抗５の両端子に過渡的に大きな電位差が現れる。この電位差はＰＷＭ駆動時に常に現れ、この電位差により比較器７が動作してリセットパルス信号Ｂを出力し、その結果パワートランジスタ部１１は通電を停止する。そのために固定子巻線の電流を制御することができなくなる不具合が生じる。【００１４】
この不具合を防止するため、従来のピーク電流検出方式によるモータ駆動方式ではＰＷＭ制御部９に一定期間の電流検出禁止期間を設けている。ところが電流検出禁止期間を設けた場合、固定子巻線への給電は電流検出禁止期間に支配される最小パルス幅以下にならない。したがって、トルク指令信号の値を小さくしても、モータ１の固定子巻線に流れる電流はＰＷＭ周波数と最小パルス幅によるデューティー比で決まる電流以下にすることができず、モータ１の最低回転速度が制限されるという課題があった。【００１５】
このことについて、以下に詳しく説明する。図２４は微小トルク指令によるモータ駆動時のＰＷＭ制御波形を示したものであり、モータの固定子巻線における任意の１相について、ＰＷＭ駆動している様子を示している。図２４において、Ａは図２０に示す発振部８で作成されるセットパルス信号、Ｂは比較器７から出力されるリセットパルス信号、ＣはＰＷＭ制御部９のパルス信号である。セットパルス信号Ａはモータの固定子巻線への給電開始を示す信号であり、リセットパルス信号Ｂはモータの固定子巻線への給電停止を示す信号である。【００１６】
図２０に示すＰＷＭ制御部９ではセットパルス信号Ａとリセットパルス信号Ｂからパワートランジスタの通電期間を示すパルス信号Ｃを作成する。このパルス信号Ｃにはオン状態とオフ状態があり、オン状態とはモータ１のある１つの固定子巻線への給電状態、オフ状態とは固定子巻線への給電停止状態を意味する。ただし、オフ状態では固定子巻線への完全な給電停止状態を意味するのでなく、モータ１の別の固定子巻線からの回生電流を流す状態となっていて、徐々に固定子巻線への給電状態が停止していく。このオフ状態では電流検出抵抗５には固定子巻線の給電電流が流れ込まない。【００１７】
また、ＰＷＭ制御部９のＰＷＭ制御信号作成回路ではパルス信号ＣからＰＷＭ制御信号（ｐｗｍ信号、ｐｗｍＳＹＮＣ信号）を作成しているが図２４では省略している。電流指令信号ＴＱａは図２０の電流指令信号生成部４で作成される電流指令信号ＴＱのあるトルク指令状態を示している。同様に相電流信号Ｄａは図２０の相電流信号増幅部６から出力される相電流信号Ｄで、前述のあるトルク指令状態ＴＱａに応じた状態を示している
図２４に示すパルス信号Ｃがオフ状態からオン状態に切り換わるｔ１のタイミングにおいて、駆動装置系の寄生素子等が原因で相電流信号Ｄａに大きなノイズ電圧が発生する。このノイズ電圧が図２０の比較器７に入力されて誤動作することを防止するために、図２０に示す従来例の駆動装置ではセットパルス信号Ａが印加された後、一定期間の電流検出禁止期間を設けている。図２４ではセットパルス信号Ａが「Ｌ」である期間が電流検出禁止期間Ｔｎに当たり、セットパルス信号Ａが「Ｌ」であればリセットパルス信号Ｂを無視し、この期間ではリセットパルス信号Ｂが「Ｌ」になってもパルス信号Ｃは「Ｈ」のままで、ＰＷＭ制御はオン状態を継続する。【００１８】
いま、電流指令信号ＴＱａが比較的大きいｔ１〜ｔ３期間の場合、ｔ３で相電流信号Ｄが電流指令信号ＴＱａに到達する。この場合、リセットパルス信号Ｂが電流検出禁止期間Ｔｎより後のｔ３で出力されるため、パルス信号Ｃはｔ３時点でオン状態からオフ状態となる。【００１９】
一方、電流指令信号ＴＱａが比較的小さいｔ４〜ｔ６期間の場合では、ｔ４でセットパルス信号Ｂが「Ｌ」のためにパルス信号Ｃがオン状態となり、ｔ５で相電流信号Ｄａは電流指令信号ＴＱａに到達する。しかし、ｔ５の時点ではセットパルス信号Ａが「Ｌ」である電流検出禁止期間内にあるため、リセットパルス信号Ｂは無視されて、パルス信号Ｃはオン状態を保つ。このとき、リセットパルス信号Ｂは「Ｌ」状態を保つ。電流検出禁止期間Ｔｎが解除されるｔ６の時点では、セットパルス信号Ａが「Ｈ」となり、リセットパルス信号Ｂを認識してパルス信号Ｃはオフ状態となる。【００２０】
このようなことから、パルス信号Ｃの最小パルス幅は、電流検出禁止期間Ｔｎより小さくなることはない。そのため、モータの固定子巻線に供給する電流はパルス信号Ｃの最小パルス幅で通電される電流値より下げることができず、電流指令信号ＴＱａを下げた場合でもモータ１の発生トルクは所定の値より下がらない。その結果、モータ１の最低回転速度が制限される。【００２１】
本発明は、前記背景技術の問題を解決することに指向するものであり、低速回転制御時にモータ駆動の最低回転速度を減少させて低回転の制御領域を拡大するモータ駆動装置および駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記の目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動装置は、モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動装置であって、与えられた制御切換信号に従って前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無を制御する同期整流制御切換部を備えたことを特徴とする。また、本発明に係るモータ駆動方法は、モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動方法であって、前記モータを低速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記モータを高速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクすることを特徴とする。【００２３】
当該構成または方法によれば、モータの低速度制御を望む場合に同期整流制御状態から同期整流非制御状態へ切り換えて、モータの固定子巻線に流れる電流量を減少させ、モータの低速度領域の駆動制御ができる。【００２４】
好ましくは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記モータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部と、前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えたものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号から前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部と、前記トルク指令信号および前記電流指令信号のいずれか一方に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えたものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記電流指令信号生成部と、前記回転速度信号生成部と、前記トルク指令信号および前記電流指令信号のいずれか一方および前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えたものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部を備え、前記電流指令信号生成部は、前記制御切換信号に従って前記増幅に係るゲインを切り換えるものとする。【００２５】
同様に、好ましくは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータの回転速度が閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータに指令されたトルクが閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記トルクが前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成するステップと、前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無に応じて前記増幅に係るゲインを切り換えるステップとを備えたものとする。【００２６】
これら構成または方法によれば、同期整流制御状態と同期整流非制御状態との切り換えを自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、三相ブラシレスＤＣモータ等の低速度制御を望む場合に同期整流制御状態から同期整流非制御状態へ切り換えることで、モータの固定子巻線に流れる電流量を減少させることができ、モータの低速度領域の駆動において、回転むらが減少し高精度の低回転制御ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の実施形態１におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、実施形態１における同期整流制御状態および同期整流非制御状態の出力相電圧と出力相電流を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態２におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、実施形態２におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図６】図６は、実施形態２におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図７】図７は、実施形態２におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態３におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図９】図９は、実施形態３における同期整流制御切換部の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態３における電流指令信号生成部の入出力特性を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態３におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態４におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態４におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態４におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態４におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた大型モータモジュールの概観を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた小型モータモジュールの概観を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた移動体（電気自動車）の概観を示す図である。
【図２０】図２０は、従来のモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２１】図２１は、ＰＷＭ制御信号作成回路の概略構成を示す図である。
【図２２】図２２は、ＰＷＭ制御信号の生成を示す図である。
【図２３】図２３は、位置検出信号増幅部で生成の位置検出信号と固定子巻線の各相の電流波形とパワートランジスタの駆動状態の位相関係を示す図である。
【図２４】図２４は、微小トルク指令によるモータ駆動時のＰＷＭ制御波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  モータ
１ｕ，１ｖ，１ｗ  固定子巻線
４  電流指令信号生成部
２４  回転速度信号生成部
２５  制御切換信号生成部
３１  光学検出部
３２  ＤＳＰ（制御切換信号生成部）
１００  モータ駆動装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。【００３１】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。ここで、前記従来例を示す図２０において説明した構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。【００３２】
図１において、１は三相ブラシレスＤＣモータ（以下、モータという）、１ｕ，１ｖ，１ｗはモータ１の三相の固定子巻線、２ａ，２ｂ，２ｃはモータ１の回転子位置を検出する３個の位置センサ、３は位置検出信号を増幅する位置検出信号増幅部、４は電流指令信号生成部、５は電流検出抵抗、６は相電流信号増幅部、７は比較器、８は発振部、９はＰＷＭ制御部、１０は通電制御部、１１はパワートランジスタ部、１２はトルク指令入力端子、２１は同期整流制御切換部、２２は制御切換信号入力端子である。パワートランジスタ部１１の内部は３組のハーフブリッジからなり出力端子はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗにそれぞれ接続されている。【００３３】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、図１を参照しながらその動作を説明する。まず、モータ１の回転子位置を位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃで検出する。位置検出信号増幅部３は位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃで検出した位置検出信号を増幅する。電流指令信号生成部４はトルク指令入力端子１２に入力されたトルク指令信号ＴＱ０を受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに供給すべき電流の大きさを示す指令信号（電流指令信号ＴＱ）を作成する回路である。【００３４】
電流検出抵抗５はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる相電流を検出する。相電流信号増幅部６は電流検出抵抗５で検出した相電流を増幅して相電流信号Ｄを作成する。比較器７は電流指令信号生成部４で作成された電流指令信号ＴＱと相電流信号増幅部６から出力される相電流信号Ｄを比較し比較信号（リセットパルス信号Ｂ）を発生する。発振部８はパワートランジスタ部１１を周期的にスイッチングさせるためのセットパルス信号Ａを発生する。【００３５】
ＰＷＭ制御部９は発振部８のセットパルス信号Ａを受けて通電を開始し、比較器７のリセットパルス信号Ｂを受けて通電を停止させるための２つのＰＷＭ制御信号を作成する。この２つのＰＷＭ制御信号は同期整流制御のためにパワートランジスタ部１１のソース側トランジスタ駆動用のｐｗｍＳＹＮＣ信号とシンク側トランジスタ駆動用のｐｗｍ信号の２つの信号で構成され、ＰＷＭ制御信号のこれら２つの信号にはパワートランジスタ部１１の出力を構成するソース側トランジスタ、シンク側トランジスタが上下貫通するのを防止するためにデッドタイムが設けられている。【００３６】
通電制御部１０は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのいずれに給電させるかを選択し、ＰＷＭ制御部９で作成したｐｗｍ信号および同期整流制御切換部２１で処理後のｐｗｍＳＹＮＣ信号（信号Ｚ）を受けてパワートランジスタ部１１をＰＷＭ駆動させるための通電制御信号を作成する。同期整流制御切換部２１は制御切換信号入力端子２２から入力される制御切換信号Ｇによって、ＰＷＭ制御部９で作成した２つのＰＷＭ制御信号のうち同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）のマスクの有無を制御する。すなわち、ｐｗｍＳＹＮＣ信号をアンマスクして通電制御部１０に通過させるか、マスク（遮断）して通電制御部１０に「Ｈ」信号を出力することで、同期整流制御状態か同期整流非制御状態かを切り換える。なお、制御切換信号ＧはＤＳＰ等の信号処理部（図示せず）によってモータ１の回転速度等に基づいて生成可能である。【００３７】
ここで、同期整流非制御状態にすることで、モータの最低回転速度が減少することを図１、図２（ａ），（ｂ）を参照しながら以下に説明する。【００３８】
図２（ａ）は同期整流制御状態において、トルク指令信号が極めて小さく、ＰＷＭ駆動が最小パルス幅で駆動されている場合のモータの固定子巻線に流れる相電流と相電圧を示したものである。【００３９】
図２（ａ）ではモータ１の固定子巻線１ｕ相を駆動するパワートランジスタ部１１のソース側トランジスタがオン状態で、１ｗ相を駆動するシンク側パワートランジスタ、ソース側パワートランジスタがＰＷＭ駆動をし、残りの１ｖ相を駆動するシンク側パワートランジスタ、ソース側パワートランジスタのいずれもがオフ状態にあり、固定子巻線の１ｕ相から１ｗ相に向かって給電している状態を示している。この状態は図２３においてＳ区間として示した位相区間での通電状態である。【００４０】
各相のシンク側トランジスタがオン状態となる場合はトランジスタのある相の相電圧はほぼ０Ｖになり、ソース側トランジスタがオン状態となる場合の相電圧はこのトランジスタが接続されている電源電圧とほぼ等しくなる。【００４１】
図２（ａ）中のｄの期間を回生期間と呼び、この期間に流れる出力１ｕ−１ｗ相電流を回生電流と呼ぶ。前述の状態では１ｕ相から１ｗ相に向かって回生電流が流れる。また、回生期間ｄの期間中におけるａの期間はデッドタイムであり、このａの期間では回生電流が１ｗ相ソース側のパワートランジスタに並列接続された還流ダイオードから流れる。このａの期間では、１ｗ相の相電圧はソース側トランジスタに接続の電源電位から順方向ダイオード電圧Ｖｄ分だけプラスの電圧となる。ａのデッドタイム期間では回生電流を発生させるモータ１でのエネルギーのうち、ａの期間で回生電流値と順方向ダイオード電圧Ｖｄとを乗算したエネルギーが還流ダイオードで消費されるため、回生電流が比較的急激に減衰する。【００４２】
図２（ａ）中のｃの期間は同期整流制御を行っており、ａの期間で還流ダイオードを通して流れていた回生電流が、還流ダイオードに並列接続されたソース側のパワートランジスタがオン状態となったため、このソース側のパワートランジスタを通して回生電流が流れるようになる。パワートランジスタのオン抵抗は十分に小さく、１ｗ相の相電圧はほぼソース側トランジスタに接続の電源電位となる。そのため、ソース側のパワートランジスタで消費するエネルギーは小さく、回生電流を発生させるモータ１のエネルギーはあまり減らない。その結果、ｃの期間ではａの期間に比べて、回生電流は穏やかな減衰となる。【００４３】
また、図２（ａ）中のｂの期間にもデッドタイムが存在するが、回生電流がなくなっているために、１ｗ相の相電圧はソース側トランジスタに接続の電源電位となる。なお、図２（ａ）中のｅの破線はモータ１の固定子巻線に流れる出力１ｕ−１ｗ相電流の平均値を示している。【００４４】
次に、図２（ｂ）は同条件下で同期整流非制御状態においてのモータの固定子巻線に流れる相電流と相電圧を示したものである。【００４５】
図２（ｂ）中の回生期間ｄの期間では常に１ｗ相をＰＷＭ駆動するパワートランジスタ部１１のソース側トランジスタは常にオフ状態のため、回生電流は常に、このソース側のパワートランジスタに並列接続された還流ダイオードを通して流れる。【００４６】
前述したように回生電流を発生させるモータ１のエネルギーは回生電流が還流ダイオードを通して流れることで発生するエネルギーとして消費されるために、図２（ｂ）中のｂの期間で還流ダイオードを通して流れていた回生電流が急激に減る。回生期間ｄの中のｃの期間では回生電流はなくなり、流れなくなる。そのため、ｃの期間では１ｗ相の相電圧はソース側トランジスタに接続の電源電位となる。図２（ｂ）中のｅの破線はモータ１の固定子巻線に流れる出力１ｕ−１ｗ相電流の平均値を示している。【００４７】
図２（ａ）と図２（ｂ）からわかるように、同期整流非制御状態の場合は同期整流制御状態の場合よりも出力１ｕ−１ｗ相電流の平均値の電流は減少している。したがって、モータ１の固定子巻線に流れるモータ１の駆動電流が減ることになり、モータ駆動トルクが減少することになる。その結果、最小パルス駆動状態のモータ１の回転速度を小さくすることが可能となる。【００４８】
また、同期整流制御切換部２１はＮＯＴ回路２１１とＮＡＮＤ回路２１２で構成され、同期整流の制御切換信号Ｇの信号状態によって、同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）をアンマスクして通電制御部１０に通過させるか、マスク（遮断）して通電制御部１０に「Ｈ」信号を出力させるか切り換える。図１において、制御切換信号Ｇが「Ｈ」である場合には同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）がそのまま通電制御部１０に出力され同期整流制御状態となる。制御切換信号Ｇが「Ｌ」である場合は同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）が同期整流制御切換部２１で遮断され通電制御部１０に「Ｈ」信号が出力されて同期整流非制御状態となり、図２４に示す電流検出禁止期間Ｔｎで制限されていたモータ回転速度をより下げることが可能となる。また、本実施形態１の構成では同期整流の切り換えについてＮＯＴ回路２１１とＮＡＮＤ回路２１２による切り換え例を示したが、他の構成であっても実現可能である。【００４９】
図３に本実施形態１における同期整流制御状態と同期整流非制御状態でのトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。図３において、Ｅａは同期整流制御状態での特性、Ｅｂは同期整流非制御状態での特性である。図３中のＴＱｎはＰＷＭ駆動が最小パルス幅となるトルク指令の区間を示している。ＴＱｎの区間ではトルク指令を小さくしてもモータ回転速度は小さくならず、最低回転速度はそれぞれＮａ，Ｎｂとなる。同期整流非制御状態Ｅｂは同期整流制御状態Ｅａに比べてトルク指令に対するモータ回転速度は小さくなる。【００５０】
以上のようにして、低速回転の制御を望む場合に同期整流の制御切換信号により、同期整流を無効にすることで、最低回転速度を減少させることができ、低速回転の制御領域を拡大できる。【００５１】
（実施形態２）
図４は本発明における実施形態２におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。本実施形態２のモータ駆動装置は、実施形態１におけるモータ駆動装置（図１参照）の位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、位置検出信号増幅部３に代えて、逆起電圧検出部２３を備えたセンサレスタイプのモータ駆動装置である。また、本実施形態２のモータ駆動装置は、実施形態１におけるモータ駆動装置の制御切換信号入力端子２２に代えて、回転速度信号生成部２４、制御切換信号生成部２５を備えている。【００５２】
逆起電圧検出部２３はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのそれぞれに生じる逆起電圧を検出し、逆起電圧信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを生成する。回転速度信号生成部２４は逆起電圧信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷのいずれか、例えば、信号ＰＵを受け、これからモータ１の回転速度を示す回転速度信号Ｎを生成する。【００５３】
制御切換信号生成部２５はトルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎを受け、これらに基づいて制御切換信号Ｇを生成する。具体的には、制御切換信号生成部２５はトルク指令信号ＴＱ０とその閾値ＴＱｔｈとを比較する比較器２５１、回転速度信号Ｎとその閾値Ｎｔｈとを比較する比較器２５２、これら二つの比較器の出力の論理積を演算して制御切換信号Ｇを出力するＮＡＮＤ回路２５３で構成することができる。【００５４】
例えば、比較器２５１を、トルク指令信号ＴＱ０が閾値ＴＱｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｈ」となるように構成し、また、比較器２５２を、回転速度信号Ｎが閾値Ｎｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｈ」となるように構成する。この場合、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎのいずれもがそれぞれの閾値よりも小さいとき、制御切換信号Ｇは「Ｌ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がマスクされる。一方、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎの少なくとも一方が閾値よりも小さいとき、制御切換信号Ｇは「Ｈ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がアンマスクされる。この場合のトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を図５に示す。【００５５】
以上、本実施形態２によると、モータ１の回転速度およびトルク指令に基づいて、モータ１を低速駆動する場合に自動的に同期整流制御が無効となり、最低回転速度を減少させることができ、低速回転の制御領域を拡大できる。【００５６】
なお、ＮＡＮＤ回路２５３をＡＮＤ回路（図示せず）に置き換えて、比較器２５１を、トルク指令信号ＴＱ０が閾値ＴＱｔｈよりも大きいときにその出力が「Ｈ」となるように構成し、また、比較器２５２を、回転速度信号Ｎが閾値Ｎｔｈよりも大きいときにその出力が「Ｈ」となるように構成してもよい。この場合、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎのいずれもがそれぞれの閾値よりも大きいとき、制御切換信号Ｇは「Ｈ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がアンマスクされる。一方、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎの少なくとも一方が閾値よりも小さいとき、制御切換信号Ｇは「Ｌ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がマスクされる。【００５７】
また、ＮＡＮＤ回路２５３を、比較器２５１および２５２の出力によって適宜セットおよびリセットされるＳＲフリップフロップ（図示せず）に置き換えてもよい。これ以外にも、制御切換信号生成部２５はさまざまに構成可能である。【００５８】
また、比較器２５１およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５２の出力を制御切換信号Ｇとしてもよい。この場合、比較器２５２を、回転速度信号Ｎが閾値Ｎｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｌ」となるように構成する。この場合のトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を図６に示す。また、回転速度信号生成部２４、比較器２５２およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５１の出力を制御切換信号Ｇとしてもよい。この場合、比較器２５１を、トルク指令信号ＴＱ０が閾値ＴＱｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｌ」となるように構成する。この場合のトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を図７に示す。【００５９】
また、トルク指令信号ＴＱ０に代えて電流指令信号ＴＱを比較器２５１に入力するようにしてもよい。【００６０】
図８は本発明における実施形態３におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図であり、１２０°通電平均電流検出方式と呼ばれるものである。図８において、１は三相ブラシレスＤＣモータ（以下、モータという）、１ｕ，１ｖ，１ｗはモータ１の三相の固定子巻線、２ａ，２ｂ，２ｃはモータ１の回転子位置を検出する３個の位置センサ、３は位置検出信号を増幅する位置検出信号増幅部、４は電流指令信号生成部、５は電流検出抵抗、２６は抵抗５の両端電圧の高周波成分をカットするローパスフィルタ、６’はローパスフィルタ２６の出力を増幅して相電流信号Ｄを出力する相電流信号増幅部、７’は電流指令信号ＴＱと相電流信号Ｄの誤差を増幅する差動増幅器、８’は三角波発生部、９’はＰＷＭ制御部、１０’は通電制御部、１１はパワートランジスタ部、１２はトルク指令入力端子、２１は同期整流制御切換部、２２は制御切換信号入力端子である。パワートランジスタ部１１の内部は３組のハーフブリッジからなり出力端子はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗにそれぞれ接続されている。【００６１】
ＰＷＭ制御部９’において三相正弦波発生部９３は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに供給すべき電流の正弦波ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗを発生する。なお、各正弦波の振幅は差動増幅器７’の出力信号Ｂによって決定される。比較器９４ｕ，９４ｖ，９４ｗは正弦波ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗを三角波発生部８’から出力された三角波Ａでスライスしてパルス信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗを出力する。ＰＷＭ制御信号作成回路９５はパルス信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗを受けて、パワートランジスタ部１１における各パワートランジスタをスイッチング制御するための信号を作成する。具体的には、信号Ｕｓｒｃはモータ１の固定子巻線１ｕに接続されたソース側パワートランジスタ用のスイッチング信号であり、信号Ｕｓｎｋはシンク側パワートランジスタ用のスイッチング信号である。モータ１の他の固定子巻線１ｖ，１ｗについてもこれと同様である。【００６２】
ここで、平均電流検出方式では、同期整流制御が行われている場合、信号ＵｓｒｃおよびＵｓｎｋのいずれか一方がモータ１の固定子巻線１ｕ用のＰＷＭ駆動用信号となり、他方は同期整流駆動用信号となる。信号ＵｓｒｃおよびＵｓｎｋのうち、いずれがＰＷＭ駆動用信号であり、いずれが同期整流駆動用信号であるかは、モータ１の固定子巻線１ｕの駆動状態（通電位相）によって刻々と変わり得る。【００６３】
通電制御部１０’は同期整流制御切換部２１’から出力されたＰＷＭ制御信号Ｕｓｒｃ＊，Ｕｓｎｋ＊，Ｖｓｒｃ＊，Ｖｓｎｋ＊，Ｗｓｒｃ＊，Ｗｓｎｋ＊を受けて、これらをレベルシフトしてパワートランジスタ部１１をＰＷＭ駆動させるための通電制御信号を作成する。また、通電制御部１０’は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのいずれに対してＰＷＭ駆動が行われているかを示す位相信号φｕ，φｖ，φｗを作成する。【００６４】
同期整流制御切換部２１’は制御切換信号入力端子２２から入力される制御切換信号Ｇによって、ＰＷＭ制御部９’で作成した６つのＰＷＭ制御信号のうち同期整流駆動用信号のマスクの有無を制御する。すなわち、同期整流駆動用信号をアンマスクして通電制御部１０’に通過させるか、マスク（遮断）して通電制御部１０’に「Ｈ」信号を出力することで、同期整流制御状態か同期整流非制御状態かを切り換える。なお、制御切換信号ＧはＤＳＰ等の信号処理部（図示せず）によってモータ１の回転速度等に基づいて生成可能である。【００６５】
図９に同期整流制御切換部２１’の構成例を示す。ここで、位相信号φｕ，φｖ，φｗはそれぞれパワートランジスタ部１１においてモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに対応するソース側パワートランジスタがＰＷＭ駆動される場合に「Ｈ」となるものとする。【００６６】
一方、電流指令信号生成部４は制御切換信号入力端子２２に接続されており、制御切換信号Ｇに応じて、電流指令信号ＴＱをトルク指令信号で割ることで与えられる電流指令信号生成部４の利得（伝達ゲイン）を切り換えることが可能となっている。電流指令信号生成部４は、制御切換信号Ｇにより同期整流非制御状態になるときには、電流指令信号生成部４の伝達ゲインは低くなるように切り換える機能を有する。【００６７】
図１０にトルク指令信号ＴＱ０と電流指令信号ＴＱとの関係を示す。図１０において、Ｔａは電流指令信号生成部４の伝達ゲインが高い場合の特性を示し、Ｔｂは伝達ゲインが低い場合の特性を示す。【００６８】
制御切換信号Ｇによって、同期整流制御状態では電流指令信号生成部４の伝達ゲインが高い状態として、同期整流非制御状態では伝達ゲインが低い状態にすることで、低速度回転領域での高精度な制御が可能となり制御性が向上する。【００６９】
（実施形態３）
図１１に本実施形態３における同期整流制御状態と同期整流非制御状態でのトルク指令信号と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。図１１において、Ｅａは同期整流制御状態での特性、Ｅｃは同期整流非制御状態での特性である。図１１中のＴＱｎはＰＷＭ駆動が最小パルス幅となるトルク指令の区間を示している。ＴＱｎの区間ではトルク指令を小さくしてもモータ回転速度は小さくならず、最低回転速度はそれぞれＮａ，Ｎｃとなる。【００７０】
以上のようにして、低速回転の制御を望む場合に同期整流の制御切換信号により同期整流を無効かつ、電流指令信号の振幅を低ゲイン状態にすることで、低速回転の制御領域を拡大できるとともに、制御性が向上する。【００７１】
（実施形態４）
図１２は本発明における実施形態４におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。本実施形態４のモータ駆動装置は、実施形態２におけるモータ駆動装置（図４参照）の電流指令信号生成部４の伝達ゲインを、上述したように制御切換信号Ｇにより切り替え可能に構成したものである。【００７２】
図１３に本実施形態４におけるトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。また、図１４に、比較器２５１およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５２の出力を制御切換信号Ｇとしたときのトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。また、図１５に、回転速度信号生成部２４、比較器２５２およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５１の出力を制御切換信号Ｇとしたときのトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。【００７３】
以上のように、本発明は、相電流の検出方式およびモータの固定子巻線の位置検出方式の別にかかわらず、およそＰＷＭ制御および同期整流制御を行うモータ駆動装置およびモータ駆動方法全般に適用可能である。また、本発明に係るモータ駆動装置およびモータ駆動方法の駆動対象は三相ブラシレスＤＣモータに限られず、それ以上の多相モータも含まれる。【００７４】
（応用製品）
図１６は本発明に係るモータ駆動装置を備えた光ディスク装置の概略構成を示す図である。当該光ディスク装置はメディアへの描画機能を有している。図１６において、１００は本発明に係るモータ駆動装置、１はその駆動対象となるモータ（スピンドルモータ）、３１は当該光ディスク装置に装着された光ディスク２００に付けられた印２０１を光学的に検出する光学検出部、３２はモータ１の回転速度を算出し、当該回転速度に応じてモータ駆動装置１００に制御切換信号Ｇを出力する制御切換信号生成部としてのＤＳＰである。印２０１は、例えば、光ディスク２００の円周方向に刻まれた溝である。ＤＳＰ３２は光学検出部３１による印２０１の検出の間隔に基づいてモータ１の回転速度を検出する。【００７５】
一般に、メディアへの描画機能を有する光ディスク装置では光ディスクを超低速（例えば、４０ＲＰＭ程度）で回転駆動する必要があるが、本発明に係るモータ駆動装置を用いることにより、スピンドルモータを超低速回転で駆動可能となる。モータの回転速度は、通常、ＦＧ信号などによって算出されるが、超低速回転域ではＦＧ信号からは正確なモータ回転速度を算出することが困難である。そこで、回転速度検出用に特別な印が付けられた光ディスクを用いて当該印を光学的に読み取ることで、超低速回転域でもモータの回転速度を正確に算出することができる。なお、光学検出部３１に代えて、ロータリーエンコーダ（図示せず）などによってモータの回転速度を検出・算出するようにしてもよい。【００７６】
図１７は本発明に係るモータ駆動装置を備えた大型モータモジュールの概観を示す図である。また、図１８は本発明に係るモータ駆動装置を備えた小型モータモジュールの概観を示す図である。図１７および図１８において、１００は本発明に係るモータ駆動装置、１はその駆動対象となるモータ、１０１はこれらが搭載される基板である。図１８のモータモジュールは光ディスク装置などの電子機器の部品として好適である。これらモータモジュールにおいてギアを用いることなくモータ１を直接制御して超低速回転駆動を実現することができる。【００７７】
図１９は本発明に係るモータ駆動装置を備えた移動体（電気自動車）の概観を示す図である。図１９において、１００は本発明に係るモータ駆動装置、１はその駆動対象であり当該移動体の動力源となるモータである。当該移動体においてギアを用いることなくモータ１を直接制御して超低速回転駆動を実現することができる。なお、本発明に係るモータ駆動装置およびモータ駆動方法は、電気自動車以外にも、電気二輪車、電気鉄道など、およそ動力源としてのモータを備えた移動体全般に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るモータ駆動装置およびモータ駆動方法は、モータの低速度制御を望む場合に同期整流制御状態から同期整流非制御状態へ切り換えることで、モータの固定子巻線に流れる電流量を減少させることができ、モータの低速度領域の駆動において、回転むらが減少し高精度の低回転制御ができ、低速駆動を安定に制御するモータ駆動として有用である。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動装置であって、
与えられた制御切換信号に従って前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無を制御する同期整流制御切換部を備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記モータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部と、
前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号から前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部と、
前記トルク指令信号および前記電流指令信号のいずれか一方に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ駆動装置において、
前記モータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部を備え、
前記制御切換信号生成部は、前記回転信号に基づいて前記制御切換信号を生成する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部を備え、
前記電流指令信号生成部は、前記制御切換信号に従って前記増幅に係るゲインを切り換える
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動方法であって、
前記モータを低速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記モータを高速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータの回転速度が閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項８】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータに指令されたトルクが閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記トルクが前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項９】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１０】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１１】
請求項６に記載のモータ駆動方法において、
前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成するステップと、
前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無に応じて前記増幅に係るゲインを切り換えるステップとを備えた
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項１２】
光ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータと、
前記スピンドルモータを駆動するための請求項１に記載のモータ駆動装置と、
前記スピンドルモータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部と、
前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えた
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクに付けられた印を光学的に検出する光学検出部を備え、
前記回転速度信号生成部は、前記光学検出部による前記光ディスクに付けられた印の検出の間隔に基づいて前記スピンドルモータの回転速度を算出する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】
モータと、
前記モータを駆動するための請求項１に記載のモータ駆動装置とを備えた
ことを特徴とするモータモジュール。
【請求項１５】
モータを動力源とする移動体であって、
前記モータを駆動するための請求項１に記載のモータ駆動装置を備えた
ことを特徴とする移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低速駆動を安定に制御するモータ駆動装置およびモータ駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク等においてメディアを駆動するブラシレスＤＣモータには、メディアへの描画機能等において高安定な低速回転制御が求められている。そして、三相ブラシレスＤＣモータの駆動には、しばしばＰＷＭ駆動方式が用いられている。ＰＷＭ駆動を実施する場合には、モータ巻線に対し電源電流が非給電状態のとき、すなわち回生状態の場合に、モータ巻線とオン状態とされたパワートランジスタで閉回路を作るようにパワートランジスタを駆動する同期整流制御と呼ばれる方法を実施することが多い。この同期整流制御は回生電流がパワートランジスタに並列接続されている還流ダイオードを流れて、還流ダイオードで消費する電力を抑える効果があり、ＰＷＭ駆動の効率を向上させるのに効果的である。
【０００３】
図２０は従来のブラシレスＤＣモータの駆動装置を示す構成図であり、１２０°通電ピーク電流検出方式と呼ばれるものである。図２０において、１は三相ブラシレスモータ（以下、単にモータという）、１ｕ，１ｖ，１ｗはその三相の固定子巻線、２ａ，２ｂ，２ｃはモータ１の回転子位置を検出する３個の位置センサ、３は位置検出信号を増幅する位置検出信号増幅部、４は電流指令信号ＴＱを出力する電流指令信号生成部、５は電流検出抵抗、６は相電流信号Ｄを出力する相電流信号増幅部、７は電流指令信号ＴＱと相電流信号Ｄを比較する比較器、８はＰＷＭ周波数を作成する発振部、９はフリップフロップ回路９１とＰＷＭ制御信号作成回路９２で構成されるＰＷＭ制御部、１０は通電制御部、１１は並列に接続されたハーフブリッジ回路で構成され各パワートランジスタには並列に還流ダイオードが接続されたパワートランジスタ部である。また、１２は外部トルク指令入力端子である。
【０００４】
前記構成のブラシレスＤＣモータの駆動装置について、図２０を参照しながらその動作を以下に説明する。
【０００５】
電流指令信号生成部４はトルク指令信号を入力として、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに印加する電流の指令信号を作成する回路であり、モータ１へのトルク指令信号ＴＱ０を受けて電流指令信号生成部４の出力信号である電流指令信号ＴＱを作成する。電流検出抵抗５はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる電流を電圧として検出する。相電流信号増幅部６は電流検出抵抗５で検出した信号を増幅し相電流信号Ｄとして出力する。
【０００６】
比較器７では電流指令信号生成部４で作成した電流指令信号ＴＱと相電流信号増幅部６から出力される相電流信号Ｄを比較し、リセットパルス信号Ｂとして出力する。また、発振部８はパワートランジスタ部１１を周期的にスイッチングさせるためのセットパルス信号Ａを発生する。
【０００７】
ＰＷＭ制御部９のフリップフロップ９１は発振部８からのセットパルス信号Ａを受けてセットされ、比較器７から出力されるリセットパルス信号Ｂを受けてリセットされるパルス信号Ｃを発生する。
【０００８】
このＰＷＭ制御部９のＰＷＭ制御信号作成回路９２の概略構成を図２１に示す。ＰＷＭ制御信号作成回路９２は遅延回路９２１と論理素子９２２，９２３により構成され、遅延回路９２１はパルス信号Ｃの立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジに一定の遅延時間を与えるものであり、ＣＲ回路で構成してもよいしロジック回路で構成してもよい。ＰＷＭ制御信号作成回路９２はパルス信号Ｃから、同期整流制御のために、ＰＷＭ駆動用信号（ｐｗｍ信号）とこれに対応する同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）の２つのＰＷＭ制御信号を生成し、２つのＰＷＭ制御信号は各々パワートランジスタ部１１のソース側（上側）トランジスタおよびシンク側（下側）トランジスタを駆動するために使われる。このｐｗｍ信号、ｐｗｍＳＹＮＣ信号のエッジ間にはパワートランジスタ部１１の出力を構成するソース側トランジスタ、シンク側トランジスタが上下貫通するのを防止するためにデッドタイムが設けられている。
【０００９】
図２２にセットパルス信号Ａ、リセットパルス信号Ｂ、パルス信号Ｃとパルス信号Ｃから作成されるＰＷＭ駆動用信号（ｐｗｍ信号）と同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）を示す。図２２において「ＤＴ」はパワートランジスタ部１１での上下貫通電流を防止するためのデッドタイムである。
【００１０】
図２０に示す位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃにより回転子の回転位置に応じた位置検出信号を検出する。位置検出信号は位置検出信号増幅部３で増幅され、通電制御部１０に出力する。
【００１１】
通電制御部１０は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのいずれを給電させるかの選択をし、ＰＷＭ制御部９で作成したＰＷＭ制御信号を受けてパワートランジスタ部１１をＰＷＭ駆動させるための通電制御信号を作成する。パワートランジスタ部１１は通電制御信号を受けてモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに電源電力を供給しＰＷＭ駆動を行う。図２３に位置検出信号増幅部３で生成される位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷとモータ１の固定子巻線における各相の電流波形とパワートランジスタの駆動状態の位相関係を示す。
【００１２】
以上のようにして、三相ブラシレスＤＣモータを駆動できる（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７４７８９号公報
【特許文献２】特開平５−２１１７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のピーク電流検出方式によるモータ駆動方式では、パワートランジスタをオン状態にして、モータ１の固定子巻線に給電したとき、電流検出抵抗５の両端子に過渡的に大きな電位差が現れる。この電位差はＰＷＭ駆動時に常に現れ、この電位差により比較器７が動作してリセットパルス信号Ｂを出力し、その結果パワートランジスタ部１１は通電を停止する。そのために固定子巻線の電流を制御することができなくなる不具合が生じる。
【００１４】
この不具合を防止するため、従来のピーク電流検出方式によるモータ駆動方式ではＰＷＭ制御部９に一定期間の電流検出禁止期間を設けている。ところが電流検出禁止期間を設けた場合、固定子巻線への給電は電流検出禁止期間に支配される最小パルス幅以下にならない。したがって、トルク指令信号の値を小さくしても、モータ１の固定子巻線に流れる電流はＰＷＭ周波数と最小パルス幅によるデューティー比で決まる電流以下にすることができず、モータ１の最低回転速度が制限されるという課題があった。
【００１５】
このことについて、以下に詳しく説明する。図２４は微小トルク指令によるモータ駆動時のＰＷＭ制御波形を示したものであり、モータの固定子巻線における任意の１相について、ＰＷＭ駆動している様子を示している。図２４において、Ａは図２０に示す発振部８で作成されるセットパルス信号、Ｂは比較器７から出力されるリセットパルス信号、ＣはＰＷＭ制御部９のパルス信号である。セットパルス信号Ａはモータの固定子巻線への給電開始を示す信号であり、リセットパルス信号Ｂはモータの固定子巻線への給電停止を示す信号である。
【００１６】
図２０に示すＰＷＭ制御部９ではセットパルス信号Ａとリセットパルス信号Ｂからパワートランジスタの通電期間を示すパルス信号Ｃを作成する。このパルス信号Ｃにはオン状態とオフ状態があり、オン状態とはモータ１のある１つの固定子巻線への給電状態、オフ状態とは固定子巻線への給電停止状態を意味する。ただし、オフ状態では固定子巻線への完全な給電停止状態を意味するのでなく、モータ１の別の固定子巻線からの回生電流を流す状態となっていて、徐々に固定子巻線への給電状態が停止していく。このオフ状態では電流検出抵抗５には固定子巻線の給電電流が流れ込まない。
【００１７】
また、ＰＷＭ制御部９のＰＷＭ制御信号作成回路９２ではパルス信号ＣからＰＷＭ制御信号（ｐｗｍ信号、ｐｗｍＳＹＮＣ信号）を作成しているが図２４では省略している。電流指令信号ＴＱａは図２０の電流指令信号生成部４で作成される電流指令信号ＴＱのあるトルク指令状態を示している。同様に相電流信号Ｄａは図２０の相電流信号増幅部６から出力される相電流信号Ｄで、前述のあるトルク指令状態ＴＱａに応じた状態を示している。
【００１８】
図２４に示すパルス信号Ｃがオフ状態からオン状態に切り換わるｔ１のタイミングにおいて、駆動装置系の寄生素子等が原因で相電流信号Ｄａに大きなノイズ電圧が発生する。このノイズ電圧が図２０の比較器７に入力されて誤動作することを防止するために、図２０に示す従来例の駆動装置ではセットパルス信号Ａが印加された後、一定期間の電流検出禁止期間を設けている。図２４ではセットパルス信号Ａが「Ｌ」である期間が電流検出禁止期間Ｔｎに当たり、セットパルス信号Ａが「Ｌ」であればリセットパルス信号Ｂを無視し、この期間ではリセットパルス信号Ｂが「Ｌ」になってもパルス信号Ｃは「Ｈ」のままで、ＰＷＭ制御はオン状態を継続する。
【００１９】
いま、電流指令信号ＴＱａが比較的大きいｔ１〜ｔ３期間の場合、ｔ３で相電流信号Ｄが電流指令信号ＴＱａに到達する。この場合、リセットパルス信号Ｂが電流検出禁止期間Ｔｎより後のｔ３で出力されるため、パルス信号Ｃはｔ３時点でオン状態からオフ状態となる。
【００２０】
一方、電流指令信号ＴＱａが比較的小さいｔ４〜ｔ６期間の場合では、ｔ４でセットパルス信号Ｂが「Ｌ」のためにパルス信号Ｃがオン状態となり、ｔ５で相電流信号Ｄａは電流指令信号ＴＱａに到達する。しかし、ｔ５の時点ではセットパルス信号Ａが「Ｌ」である電流検出禁止期間内にあるため、リセットパルス信号Ｂは無視されて、パルス信号Ｃはオン状態を保つ。このとき、リセットパルス信号Ｂは「Ｌ」状態を保つ。電流検出禁止期間Ｔｎが解除されるｔ６の時点では、セットパルス信号Ａが「Ｈ」となり、リセットパルス信号Ｂを認識してパルス信号Ｃはオフ状態となる。
【００２１】
このようなことから、パルス信号Ｃの最小パルス幅は、電流検出禁止期間Ｔｎより小さくなることはない。そのため、モータの固定子巻線に供給する電流はパルス信号Ｃの最小パルス幅で通電される電流値より下げることができず、電流指令信号ＴＱａを下げた場合でもモータ１の発生トルクは所定の値より下がらない。その結果、モータ１の最低回転速度が制限される。
【００２２】
本発明は、前記背景技術の問題を解決することに指向するものであり、低速回転制御時にモータ駆動の最低回転速度を減少させて低回転の制御領域を拡大するモータ駆動装置および駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記の目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動装置は、モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動装置であって、与えられた制御切換信号に従って前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無を制御する同期整流制御切換部を備えたことを特徴とする。また、本発明に係るモータ駆動方法は、モータに供給すべき電流の大きさを示す電流指令信号および前記モータに実際に供給されている電流の大きさを示す相電流信号に基づいて、前記モータの固定子巻線の各相をＰＷＭ駆動するための第１のＰＷＭ制御信号および前記各相を同期整流するための第２のＰＷＭ制御信号を生成し、前記第１および第２のＰＷＭ制御信号に従って前記モータを駆動するモータ駆動方法であって、前記モータを低速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記モータを高速駆動するとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクすることを特徴とする。
【００２４】
当該構成または方法によれば、モータの低速度制御を望む場合に同期整流制御状態から同期整流非制御状態へ切り換えて、モータの固定子巻線に流れる電流量を減少させ、モータの低速度領域の駆動制御ができる。
【００２５】
好ましくは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記モータの回転速度を示す回転速度信号を生成する回転速度信号生成部と、前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えたものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号から前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部と、前記トルク指令信号および前記電流指令信号のいずれか一方に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えたものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記電流指令信号生成部と、前記回転速度信号生成部と、前記トルク指令信号および前記電流指令信号のいずれか一方および前記回転速度信号に基づいて前記制御切換信号を生成する制御切換信号生成部とを備えたものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動装置は、前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成する電流指令信号生成部を備え、前記電流指令信号生成部は、前記制御切換信号に従って前記増幅に係るゲインを切り換えるものとする。
【００２６】
同様に、好ましくは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータの回転速度が閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータに指令されたトルクが閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記トルクが前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータの回転速度および前記モータに指令されたトルクのいずれもがそれぞれの閾値よりも高いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をアンマスクする一方、前記回転速度および前記トルクの少なくとも一方が前記閾値よりも低いとき、前記第２のＰＷＭ制御信号をマスクするものとする。あるいは、本発明に係るモータ駆動方法は、前記モータに対するトルク指令を示すトルク指令信号を増幅して前記電流指令信号を生成するステップと、前記第２のＰＷＭ制御信号のマスクの有無に応じて前記増幅に係るゲインを切り換えるステップとを備えたものとする。
【００２７】
これら構成または方法によれば、同期整流制御状態と同期整流非制御状態との切り換えを自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、三相ブラシレスＤＣモータ等の低速度制御を望む場合に同期整流制御状態から同期整流非制御状態へ切り換えることで、モータの固定子巻線に流れる電流量を減少させることができ、モータの低速度領域の駆動において、回転むらが減少し高精度の低回転制御ができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。ここで、前記従来例を示す図２０において説明した構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付して示し、以下の各図においても同様とする。
【００３１】
図１において、１は三相ブラシレスＤＣモータ（以下、モータという）、１ｕ，１ｖ，１ｗはモータ１の三相の固定子巻線、２ａ，２ｂ，２ｃはモータ１の回転子位置を検出する３個の位置センサ、３は位置検出信号を増幅する位置検出信号増幅部、４は電流指令信号生成部、５は電流検出抵抗、６は相電流信号増幅部、７は比較器、８は発振部、９はＰＷＭ制御部、１０は通電制御部、１１はパワートランジスタ部、１２はトルク指令入力端子、２１は同期整流制御切換部、２２は制御切換信号入力端子である。パワートランジスタ部１１の内部は３組のハーフブリッジからなり出力端子はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗにそれぞれ接続されている。
【００３２】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、図１を参照しながらその動作を説明する。まず、モータ１の回転子位置を位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃで検出する。位置検出信号増幅部３は位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃで検出した位置検出信号を増幅する。電流指令信号生成部４はトルク指令入力端子１２に入力されたトルク指令信号ＴＱ０を受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに供給すべき電流の大きさを示す指令信号（電流指令信号ＴＱ）を作成する回路である。
【００３３】
電流検出抵抗５はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに流れる相電流を検出する。相電流信号増幅部６は電流検出抵抗５で検出した相電流を増幅して相電流信号Ｄを作成する。比較器７は電流指令信号生成部４で作成された電流指令信号ＴＱと相電流信号増幅部６から出力される相電流信号Ｄを比較し比較信号（リセットパルス信号Ｂ）を発生する。発振部８はパワートランジスタ部１１を周期的にスイッチングさせるためのセットパルス信号Ａを発生する。
【００３４】
ＰＷＭ制御部９は発振部８のセットパルス信号Ａを受けて通電を開始し、比較器７のリセットパルス信号Ｂを受けて通電を停止させるための２つのＰＷＭ制御信号を作成する。この２つのＰＷＭ制御信号は同期整流制御のためにパワートランジスタ部１１のソース側トランジスタ駆動用のｐｗｍＳＹＮＣ信号とシンク側トランジスタ駆動用のｐｗｍ信号の２つの信号で構成され、ＰＷＭ制御信号のこれら２つの信号にはパワートランジスタ部１１の出力を構成するソース側トランジスタ、シンク側トランジスタが上下貫通するのを防止するためにデッドタイムが設けられている。
【００３５】
通電制御部１０は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのいずれに給電させるかを選択し、ＰＷＭ制御部９で作成したｐｗｍ信号および同期整流制御切換部２１で処理後のｐｗｍＳＹＮＣ信号（信号Ｚ）を受けてパワートランジスタ部１１をＰＷＭ駆動させるための通電制御信号を作成する。同期整流制御切換部２１は制御切換信号入力端子２２から入力される制御切換信号Ｇによって、ＰＷＭ制御部９で作成した２つのＰＷＭ制御信号のうち同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）のマスクの有無を制御する。すなわち、ｐｗｍＳＹＮＣ信号をアンマスクして通電制御部１０に通過させるか、マスク（遮断）して通電制御部１０に「Ｈ」信号を出力することで、同期整流制御状態か同期整流非制御状態かを切り換える。なお、制御切換信号ＧはＤＳＰ等の信号処理部（図示せず）によってモータ１の回転速度等に基づいて生成可能である。
【００３６】
ここで、同期整流非制御状態にすることで、モータの最低回転速度が減少することを図１、図２（ａ），（ｂ）を参照しながら以下に説明する。
【００３７】
図２（ａ）は同期整流制御状態において、トルク指令信号が極めて小さく、ＰＷＭ駆動が最小パルス幅で駆動されている場合のモータの固定子巻線に流れる相電流と相電圧を示したものである。
【００３８】
図２（ａ）ではモータ１の固定子巻線１ｕ相を駆動するパワートランジスタ部１１のソース側トランジスタがオン状態で、１ｗ相を駆動するシンク側パワートランジスタ、ソース側パワートランジスタがＰＷＭ駆動をし、残りの１ｖ相を駆動するシンク側パワートランジスタ、ソース側パワートランジスタのいずれもがオフ状態にあり、固定子巻線の１ｕ相から１ｗ相に向かって給電している状態を示している。この状態は図２３においてＳ区間として示した位相区間での通電状態である。
【００３９】
各相のシンク側トランジスタがオン状態となる場合はトランジスタのある相の相電圧はほぼ０Ｖになり、ソース側トランジスタがオン状態となる場合の相電圧はこのトランジスタが接続されている電源電圧とほぼ等しくなる。
【００４０】
図２（ａ）中のｄの期間を回生期間と呼び、この期間に流れる出力１ｕ−１ｗ相電流を回生電流と呼ぶ。前述の状態では１ｕ相から１ｗ相に向かって回生電流が流れる。また、回生期間ｄの期間中におけるａの期間はデッドタイムであり、このａの期間では回生電流が１ｗ相ソース側のパワートランジスタに並列接続された還流ダイオードから流れる。このａの期間では、１ｗ相の相電圧はソース側トランジスタに接続の電源電位から順方向ダイオード電圧Ｖｄ分だけプラスの電圧となる。ａのデッドタイム期間では回生電流を発生させるモータ１でのエネルギーのうち、ａの期間で回生電流値と順方向ダイオード電圧Ｖｄとを乗算したエネルギーが還流ダイオードで消費されるため、回生電流が比較的急激に減衰する。
【００４１】
図２（ａ）中のｃの期間は同期整流制御を行っており、ａの期間で還流ダイオードを通して流れていた回生電流が、還流ダイオードに並列接続されたソース側のパワートランジスタがオン状態となったため、このソース側のパワートランジスタを通して回生電流が流れるようになる。パワートランジスタのオン抵抗は十分に小さく、１ｗ相の相電圧はほぼソース側トランジスタに接続の電源電位となる。そのため、ソース側のパワートランジスタで消費するエネルギーは小さく、回生電流を発生させるモータ１のエネルギーはあまり減らない。その結果、ｃの期間ではａの期間に比べて、回生電流は穏やかな減衰となる。
【００４２】
また、図２（ａ）中のｂの期間にもデッドタイムが存在するが、回生電流がなくなっているために、１ｗ相の相電圧はソース側トランジスタに接続の電源電位となる。なお、図２（ａ）中のｅの破線はモータ１の固定子巻線に流れる出力１ｕ−１ｗ相電流の平均値を示している。
【００４３】
次に、図２（ｂ）は同条件下で同期整流非制御状態においてのモータの固定子巻線に流れる相電流と相電圧を示したものである。
【００４４】
図２（ｂ）中の回生期間ｄの期間では常に１ｗ相をＰＷＭ駆動するパワートランジスタ部１１のソース側トランジスタは常にオフ状態のため、回生電流は常に、このソース側のパワートランジスタに並列接続された還流ダイオードを通して流れる。
【００４５】
前述したように回生電流を発生させるモータ１のエネルギーは回生電流が還流ダイオードを通して流れることで発生するエネルギーとして消費されるために、図２（ｂ）中のｂの期間で還流ダイオードを通して流れていた回生電流が急激に減る。回生期間ｄの中のｃの期間では回生電流はなくなり、流れなくなる。そのため、ｃの期間では１ｗ相の相電圧はソース側トランジスタに接続の電源電位となる。図２（ｂ）中のｅの破線はモータ１の固定子巻線に流れる出力１ｕ−１ｗ相電流の平均値を示している。
【００４６】
図２（ａ）と図２（ｂ）からわかるように、同期整流非制御状態の場合は同期整流制御状態の場合よりも出力１ｕ−１ｗ相電流の平均値の電流は減少している。したがって、モータ１の固定子巻線に流れるモータ１の駆動電流が減ることになり、モータ駆動トルクが減少することになる。その結果、最小パルス駆動状態のモータ１の回転速度を小さくすることが可能となる。
【００４７】
また、同期整流制御切換部２１はＮＯＴ回路２１１とＮＡＮＤ回路２１２で構成され、同期整流の制御切換信号Ｇの信号状態によって、同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）をアンマスクして通電制御部１０に通過させるか、マスク（遮断）して通電制御部１０に「Ｈ」信号を出力させるか切り換える。図１において、制御切換信号Ｇが「Ｈ」である場合には同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）がそのまま通電制御部１０に出力され同期整流制御状態となる。制御切換信号Ｇが「Ｌ」である場合は同期整流駆動用信号（ｐｗｍＳＹＮＣ信号）が同期整流制御切換部２１で遮断され通電制御部１０に「Ｈ」信号が出力されて同期整流非制御状態となり、図２４に示す電流検出禁止期間Ｔｎで制限されていたモータ回転速度をより下げることが可能となる。また、本実施形態１の構成では同期整流の切り換えについてＮＯＴ回路２１１とＮＡＮＤ回路２１２による切り換え例を示したが、他の構成であっても実現可能である。
【００４８】
図３に本実施形態１における同期整流制御状態と同期整流非制御状態でのトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。図３において、Ｅａは同期整流制御状態での特性、Ｅｂは同期整流非制御状態での特性である。図３中のＴＱｎはＰＷＭ駆動が最小パルス幅となるトルク指令の区間を示している。ＴＱｎの区間ではトルク指令を小さくしてもモータ回転速度は小さくならず、最低回転速度はそれぞれＮａ，Ｎｂとなる。同期整流非制御状態Ｅｂは同期整流制御状態Ｅａに比べてトルク指令に対するモータ回転速度は小さくなる。
【００４９】
以上のようにして、低速回転の制御を望む場合に同期整流の制御切換信号により、同期整流を無効にすることで、最低回転速度を減少させることができ、低速回転の制御領域を拡大できる。
【００５０】
（実施形態２）
図４は本発明における実施形態２におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。本実施形態２のモータ駆動装置は、実施形態１におけるモータ駆動装置（図１参照）の位置センサ２ａ，２ｂ，２ｃ、位置検出信号増幅部３に代えて、逆起電圧検出部２３を備えたセンサレスタイプのモータ駆動装置である。また、本実施形態２のモータ駆動装置は、実施形態１におけるモータ駆動装置の制御切換信号入力端子２２に代えて、回転速度信号生成部２４、制御切換信号生成部２５を備えている。
【００５１】
逆起電圧検出部２３はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのそれぞれに生じる逆起電圧を検出し、逆起電圧信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを生成する。回転速度信号生成部２４は逆起電圧信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷのいずれか、例えば、信号ＰＵを受け、これからモータ１の回転速度を示す回転速度信号Ｎを生成する。
【００５２】
制御切換信号生成部２５はトルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎを受け、これらに基づいて制御切換信号Ｇを生成する。具体的には、制御切換信号生成部２５はトルク指令信号ＴＱ０とその閾値ＴＱｔｈとを比較する比較器２５１、回転速度信号Ｎとその閾値Ｎｔｈとを比較する比較器２５２、これら二つの比較器の出力の論理積を演算して制御切換信号Ｇを出力するＮＡＮＤ回路２５３で構成することができる。
【００５３】
例えば、比較器２５１を、トルク指令信号ＴＱ０が閾値ＴＱｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｈ」となるように構成し、また、比較器２５２を、回転速度信号Ｎが閾値Ｎｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｈ」となるように構成する。この場合、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎのいずれもがそれぞれの閾値よりも小さいとき、制御切換信号Ｇは「Ｌ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がマスクされる。一方、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎの少なくとも一方が閾値よりも小さいとき、制御切換信号Ｇは「Ｈ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がアンマスクされる。この場合のトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を図５に示す。
【００５４】
以上、本実施形態２によると、モータ１の回転速度およびトルク指令に基づいて、モータ１を低速駆動する場合に自動的に同期整流制御が無効となり、最低回転速度を減少させることができ、低速回転の制御領域を拡大できる。
【００５５】
なお、ＮＡＮＤ回路２５３をＡＮＤ回路（図示せず）に置き換えて、比較器２５１を、トルク指令信号ＴＱ０が閾値ＴＱｔｈよりも大きいときにその出力が「Ｈ」となるように構成し、また、比較器２５２を、回転速度信号Ｎが閾値Ｎｔｈよりも大きいときにその出力が「Ｈ」となるように構成してもよい。この場合、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎのいずれもがそれぞれの閾値よりも大きいとき、制御切換信号Ｇは「Ｈ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がアンマスクされる。一方、トルク指令信号ＴＱ０および回転速度信号Ｎの少なくとも一方が閾値よりも小さいとき、制御切換信号Ｇは「Ｌ」となり、ｐｗｍＳＹＮＣ信号がマスクされる。
【００５６】
また、ＮＡＮＤ回路２５３を、比較器２５１および２５２の出力によって適宜セットおよびリセットされるＳＲフリップフロップ（図示せず）に置き換えてもよい。これ以外にも、制御切換信号生成部２５はさまざまに構成可能である。
【００５７】
また、比較器２５１およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５２の出力を制御切換信号Ｇとしてもよい。この場合、比較器２５２を、回転速度信号Ｎが閾値Ｎｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｌ」となるように構成する。この場合のトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を図６に示す。また、回転速度信号生成部２４、比較器２５２およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５１の出力を制御切換信号Ｇとしてもよい。この場合、比較器２５１を、トルク指令信号ＴＱ０が閾値ＴＱｔｈよりも小さいときにその出力が「Ｌ」となるように構成する。この場合のトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を図７に示す。
【００５８】
また、トルク指令信号ＴＱ０に代えて電流指令信号ＴＱを比較器２５１に入力するようにしてもよい。
【００５９】
（実施形態３）
図８は本発明における実施形態３におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図であり、１２０°通電平均電流検出方式と呼ばれるものである。図８において、１は三相ブラシレスＤＣモータ（以下、モータという）、１ｕ，１ｖ，１ｗはモータ１の三相の固定子巻線、２ａ，２ｂ，２ｃはモータ１の回転子位置を検出する３個の位置センサ、３は位置検出信号を増幅する位置検出信号増幅部、４は電流指令信号生成部、５は電流検出抵抗、２６は抵抗５の両端電圧の高周波成分をカットするローパスフィルタ、６’はローパスフィルタ２６の出力を増幅して相電流信号Ｄを出力する相電流信号増幅部、７’は電流指令信号ＴＱと相電流信号Ｄの誤差を増幅する差動増幅器、８’は三角波発生部、９’はＰＷＭ制御部、１０’は通電制御部、１１はパワートランジスタ部、１２はトルク指令入力端子、２１は同期整流制御切換部、２２は制御切換信号入力端子である。パワートランジスタ部１１の内部は３組のハーフブリッジからなり出力端子はモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗにそれぞれ接続されている。
【００６０】
ＰＷＭ制御部９’において三相正弦波発生部９３は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに供給すべき電流の正弦波ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗを発生する。なお、各正弦波の振幅は差動増幅器７’の出力信号Ｂによって決定される。比較器９４ｕ，９４ｖ，９４ｗは正弦波ＳＷｕ，ＳＷｖ，ＳＷｗを三角波発生部８’から出力された三角波Ａでスライスしてパルス信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗを出力する。ＰＷＭ制御信号作成回路９５はパルス信号Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｗを受けて、パワートランジスタ部１１における各パワートランジスタをスイッチング制御するための信号を作成する。具体的には、信号Ｕｓｒｃはモータ１の固定子巻線１ｕに接続されたソース側パワートランジスタ用のスイッチング信号であり、信号Ｕｓｎｋはシンク側パワートランジスタ用のスイッチング信号である。モータ１の他の固定子巻線１ｖ，１ｗについてもこれと同様である。
【００６１】
ここで、平均電流検出方式では、同期整流制御が行われている場合、信号ＵｓｒｃおよびＵｓｎｋのいずれか一方がモータ１の固定子巻線１ｕ用のＰＷＭ駆動用信号となり、他方は同期整流駆動用信号となる。信号ＵｓｒｃおよびＵｓｎｋのうち、いずれがＰＷＭ駆動用信号であり、いずれが同期整流駆動用信号であるかは、モータ１の固定子巻線１ｕの駆動状態（通電位相）によって刻々と変わり得る。
【００６２】
通電制御部１０’は同期整流制御切換部２１’から出力されたＰＷＭ制御信号Ｕｓｒｃ＊，Ｕｓｎｋ＊，Ｖｓｒｃ＊，Ｖｓｎｋ＊，Ｗｓｒｃ＊，Ｗｓｎｋ＊を受けて、これらをレベルシフトしてパワートランジスタ部１１をＰＷＭ駆動させるための通電制御信号を作成する。また、通電制御部１０’は位置検出信号増幅部３から出力される回転子の位置検出信号ＰＵ，ＰＶ，ＰＷを受けて、モータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのいずれに対してＰＷＭ駆動が行われているかを示す位相信号φｕ，φｖ，φｗを作成する。
【００６３】
同期整流制御切換部２１’は制御切換信号入力端子２２から入力される制御切換信号Ｇによって、ＰＷＭ制御部９’で作成した６つのＰＷＭ制御信号のうち同期整流駆動用信号のマスクの有無を制御する。すなわち、同期整流駆動用信号をアンマスクして通電制御部１０’に通過させるか、マスク（遮断）して通電制御部１０’に「Ｈ」信号を出力することで、同期整流制御状態か同期整流非制御状態かを切り換える。なお、制御切換信号ＧはＤＳＰ等の信号処理部（図示せず）によってモータ１の回転速度等に基づいて生成可能である。
【００６４】
図９に同期整流制御切換部２１’の構成例を示す。ここで、位相信号φｕ，φｖ，φｗはそれぞれパワートランジスタ部１１においてモータ１の固定子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗに対応するソース側パワートランジスタがＰＷＭ駆動される場合に「Ｈ」となるものとする。
【００６５】
一方、電流指令信号生成部４は制御切換信号入力端子２２に接続されており、制御切換信号Ｇに応じて、電流指令信号ＴＱをトルク指令信号で割ることで与えられる電流指令信号生成部４の利得（伝達ゲイン）を切り換えることが可能となっている。電流指令信号生成部４は、制御切換信号Ｇにより同期整流非制御状態になるときには、電流指令信号生成部４の伝達ゲインは低くなるように切り換える機能を有する。
【００６６】
図１０にトルク指令信号ＴＱ０と電流指令信号ＴＱとの関係を示す。図１０において、Ｔａは電流指令信号生成部４の伝達ゲインが高い場合の特性を示し、Ｔｂは伝達ゲインが低い場合の特性を示す。
【００６７】
制御切換信号Ｇによって、同期整流制御状態では電流指令信号生成部４の伝達ゲインが高い状態として、同期整流非制御状態では伝達ゲインが低い状態にすることで、低速度回転領域での高精度な制御が可能となり制御性が向上する。
【００６８】
図１１に本実施形態３における同期整流制御状態と同期整流非制御状態でのトルク指令信号と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。図１１において、Ｅａは同期整流制御状態での特性、Ｅｃは同期整流非制御状態での特性である。図１１中のＴＱｎはＰＷＭ駆動が最小パルス幅となるトルク指令の区間を示している。ＴＱｎの区間ではトルク指令を小さくしてもモータ回転速度は小さくならず、最低回転速度はそれぞれＮａ，Ｎｃとなる。
【００６９】
以上のようにして、低速回転の制御を望む場合に同期整流の制御切換信号により同期整流を無効かつ、電流指令信号の振幅を低ゲイン状態にすることで、低速回転の制御領域を拡大できるとともに、制御性が向上する。
【００７０】
（実施形態４）
図１２は本発明における実施形態４におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。本実施形態４のモータ駆動装置は、実施形態２におけるモータ駆動装置（図４参照）の電流指令信号生成部４の伝達ゲインを、上述したように制御切換信号Ｇにより切り替え可能に構成したものである。
【００７１】
図１３に本実施形態４におけるトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。また、図１４に、比較器２５１およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５２の出力を制御切換信号Ｇとしたときのトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。また、図１５に、回転速度信号生成部２４、比較器２５２およびＮＡＮＤ回路２５３を省略して、比較器２５１の出力を制御切換信号Ｇとしたときのトルク指令と定常回転時のモータ回転速度の関係を示す。
【００７２】
以上のように、本発明は、相電流の検出方式およびモータの固定子巻線の位置検出方式の別にかかわらず、およそＰＷＭ制御および同期整流制御を行うモータ駆動装置およびモータ駆動方法全般に適用可能である。また、本発明に係るモータ駆動装置およびモータ駆動方法の駆動対象は三相ブラシレスＤＣモータに限られず、それ以上の多相モータも含まれる。
【００７３】
（応用製品）
図１６は本発明に係るモータ駆動装置を備えた光ディスク装置の概略構成を示す図である。当該光ディスク装置はメディアへの描画機能を有している。図１６において、１００は本発明に係るモータ駆動装置、１はその駆動対象となるモータ（スピンドルモータ）、３１は当該光ディスク装置に装着された光ディスク２００に付けられた印２０１を光学的に検出する光学検出部、３２はモータ１の回転速度を算出し、当該回転速度に応じてモータ駆動装置１００に制御切換信号Ｇを出力する制御切換信号生成部としてのＤＳＰである。印２０１は、例えば、光ディスク２００の円周方向に刻まれた溝である。ＤＳＰ３２は光学検出部３１による印２０１の検出の間隔に基づいてモータ１の回転速度を検出する。
【００７４】
一般に、メディアへの描画機能を有する光ディスク装置では光ディスクを超低速（例えば、４０ＲＰＭ程度）で回転駆動する必要があるが、本発明に係るモータ駆動装置を用いることにより、スピンドルモータを超低速回転で駆動可能となる。モータの回転速度は、通常、ＦＧ信号などによって算出されるが、超低速回転域ではＦＧ信号からは正確なモータ回転速度を算出することが困難である。そこで、回転速度検出用に特別な印が付けられた光ディスクを用いて当該印を光学的に読み取ることで、超低速回転域でもモータの回転速度を正確に算出することができる。なお、光学検出部３１に代えて、ロータリーエンコーダ（図示せず）などによってモータの回転速度を検出・算出するようにしてもよい。
【００７５】
図１７は本発明に係るモータ駆動装置を備えた大型モータモジュールの概観を示す図である。また、図１８は本発明に係るモータ駆動装置を備えた小型モータモジュールの概観を示す図である。図１７および図１８において、１００は本発明に係るモータ駆動装置、１はその駆動対象となるモータ、１０１はこれらが搭載される基板である。図１８のモータモジュールは光ディスク装置などの電子機器の部品として好適である。これらモータモジュールにおいてギアを用いることなくモータ１を直接制御して超低速回転駆動を実現することができる。
【００７６】
図１９は本発明に係るモータ駆動装置を備えた移動体（電気自動車）の概観を示す図である。図１９において、１００は本発明に係るモータ駆動装置、１はその駆動対象であり当該移動体の動力源となるモータである。当該移動体においてギアを用いることなくモータ１を直接制御して超低速回転駆動を実現することができる。なお、本発明に係るモータ駆動装置およびモータ駆動方法は、電気自動車以外にも、電気二輪車、電気鉄道など、およそ動力源としてのモータを備えた移動体全般に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係るモータ駆動装置およびモータ駆動方法は、モータの低速度制御を望む場合に同期整流制御状態から同期整流非制御状態へ切り換えることで、モータの固定子巻線に流れる電流量を減少させることができ、モータの低速度領域の駆動において、回転むらが減少し高精度の低回転制御ができ、低速駆動を安定に制御するモータ駆動として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、本発明の実施形態１におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、実施形態１における同期整流制御状態および同期整流非制御状態の出力相電圧と出力相電流を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態２におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、実施形態２におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図６】図６は、実施形態２におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図７】図７は、実施形態２におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態３におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図９】図９は、実施形態３における同期整流制御切換部の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態３における電流指令信号生成部の入出力特性を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態３におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態４におけるモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態４におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態４におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態４におけるトルク指令とモータ回転速度の関係を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた大型モータモジュールの概観を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた小型モータモジュールの概観を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明に係るモータ駆動装置を備えた移動体（電気自動車）の概観を示す図である。
【図２０】図２０は、従来のモータ駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２１】図２１は、ＰＷＭ制御信号作成回路の概略構成を示す図である。
【図２２】図２２は、ＰＷＭ制御信号の生成を示す図である。
【図２３】図２３は、位置検出信号増幅部で生成の位置検出信号と固定子巻線の各相の電流波形とパワートランジスタの駆動状態の位相関係を示す図である。
【図２４】図２４は、微小トルク指令によるモータ駆動時のＰＷＭ制御波形を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  モータ
１ｕ，１ｖ，１ｗ  固定子巻線
４  電流指令信号生成部
２４  回転速度信号生成部
２５  制御切換信号生成部
３１  光学検出部
３２  ＤＳＰ（制御切換信号生成部）
１００  モータ駆動装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007097424.tif 000027
【図２】
2007097424.tif 000028
【図３】
2007097424.tif 000029
【図４】
2007097424.tif 000030
【図５】
2007097424.tif 000031
【図６】
2007097424.tif 000032
【図７】
2007097424.tif 000033
【図８】
2007097424.tif 000034
【図９】
2007097424.tif 000035
【図１０】
2007097424.tif 000036
【図１１】
2007097424.tif 000037
【図１２】
2007097424.tif 000038
【図１３】
2007097424.tif 000039
【図１４】
2007097424.tif 000040
【図１５】
2007097424.tif 000041
【図１６】
2007097424.tif 000042
【図１７】
2007097424.tif 000043
【図１８】
2007097424.tif 000044
【図１９】
2007097424.tif 000045
【図２０】
2007097424.tif 000046
【図２１】
2007097424.tif 000047
【図２２】
2007097424.tif 000048
【図２３】
2007097424.tif 000049
【図２４】
2007097424.tif 000050
【国際調査報告】
2007097424.tif 000051
2007097424.tif 000052