(57)【要約】【課題】多相ＤＣブラシレスモータの逆転ブレーキ時に騒音、振動を低減する。【解決手段】通電方向切替部１０の信号が正転信号であるかブレーキ信号であるかに応じて発振周波数選択部２０が第１の発振部８０または第２の発振部８１のいずれかを選択する。第２の発振部の発振周波数が第１の発振部の発振周波数より低い場合、例えば正転時に第１の発振部８０を選択し、ブレーキ時に第２の発振部８１を選択することで、騒音および振動を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、
前記ブラシレスモータに流れる電流値を検出するモータ電流検出部と、
トルク指令値と前記モータ電流検出部により検出された電流値とを比較するモータ電流比較部と、
前記トルク指令値と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または前記正転信号と逆位相のブレーキ信号を出力する通電方向切替部と、
第１の信号と前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号とを出力する発振部と、
前記通電方向切替部の正転信号またはブレーキ信号に応じて前記第１の信号または前記第２の信号を選択する発振周波数選択部と、
前記発振周波数選択部により選択された前記第１の信号または前記第２の信号が入力されるとともに、前記モータ電流比較部の信号が入力され、ＰＷＭ駆動用信号を生成するＰＷＭ生成部と、
前記ロータ位置検出部の信号と前記ＰＷＭ駆動用信号とを合成する通電制御部と、
前記通電制御部の信号に応じて前記ブラシレスモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動部とを備えていることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記発振部は、前記第１の信号を出力する第１の発振部と、前記第２の信号を出力する第２の発振部とを有していることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１の発振部および前記第２の発振部は、１つの発振部の発振周波数を分周して出力することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記第１の発振部は発振周波数を変化することができ、
前記発振周波数選択部は、正転時にはトルク指令値に比例した可変の発振周波数を前記第１の発振部に出力させ、ブレーキ時には前記第２の発振部を選択することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記発振部は前記発振周波数選択部の信号に応じて互いに周波数の異なる前記第１の信号または前記第２の信号を切り替えて出力することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記第２の信号は前記第１の信号よりも周波数が低く、
前記発振周波数選択部は、前記正転信号を受けた場合には前記第１の信号を選択し、前記ブレーキ信号を受けた場合には前記第２の信号を選択することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記通電方向切替部が出力する前記正転信号および前記ブレーキ信号を受け、前記正転信号を受けた場合には前記第１の発振部を選択させるための信号を前記発振周波数選択部に出力し、前記ブレーキ信号を受けた場合には前記第２の発振部を選択させるための信号を所定の期間前記発振周波数選択部に出力するタイマ部をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記第１の信号および前記第２の信号はそれぞれ所定のパルス幅を有しており、前記パルス幅の区間では前記モータ電流比較部での比較結果は無視されることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１つに記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
ブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、
前記ブラシレスモータに流れる電流値を検出するモータ電流検出部と、
トルク指令値と前記モータ電流検出部により検出された電流値とを比較するモータ電流比較部と、
前記トルク指令値と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または前記正転信号と逆位相のブレーキ信号を出力する通電方向切替部と、
それぞれ異なる周波数の信号を出力する（Ｎ＋１）個（ここでＮ≧１）の発振部と、
前記ロータ位置検出部の信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検知する回転数検知部と、
前記回転数検知部で検知された回転数と予めＮ個に分割した所定の回転数範囲とを比較して、Ｎ個のレベルの信号を出力する回転数比較部と、
前記通電方向切替部の正転信号またはブレーキ信号と、前記回転数比較部の信号とを受けて前記（Ｎ＋１）個の発振部からいずれか１つを選択する発振周波数選択部と、
前記発振周波数選択部により選択された発振部の出力信号が入力され、ＰＷＭ駆動用信号を生成するＰＷＭ生成部と、
前記ロータ位置検出部の信号と前記ＰＷＭ駆動用信号とを合成する通電制御部と、
前記通電制御部の信号に応じて前記ブラシレスモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動部とを備えていることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記（Ｎ＋１）個の発振部の信号は、１つの発振部の発振周波数を分周したものであることを特徴とする請求項９記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記（Ｎ＋１）個の発振部は、トルク指令値に比例した周波数の信号を出力する可変信号発振部と、Ｎ個の発振部とで構成されており、
前記通電方向切替部は、正転時には前記可変信号発振部を選択し、ブレーキ時には前記Ｎ個の発振部のいずれか１つを選択することを特徴とする請求項９または１０に記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、前記ブラシレスモータに流れる電流値を検出するモータ電流検出部と、トルク指令値と前記モータ電流検出部により検出された電流値とを比較するモータ電流比較部と、前記トルク指令値と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または前記正転信号と逆位相のブレーキ信号を出力する通電方向切替部と、第１の信号と前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号とを出力する発振部と、発振周波数選択部と、前記モータ電流比較部の信号が入力され、ＰＷＭ駆動用信号を生成するＰＷＭ生成部と、前記ロータ位置検出部の信号と前記ＰＷＭ駆動用信号とを合成する通電制御部と、前記通電制御部の信号に応じて前記ブラシレスモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動部とを備えているモータ駆動装置の駆動方法であって、
前記発振周波数選択部が前記通電方向切替部の正転信号またはブレーキ信号に応じて前記第１の信号または前記第２の信号を選択して前記ＰＷＭ生成部に出力させることを特徴とするモータ駆動装置の駆動方法。
【請求項１３】
前記発振部は前記第１の信号を出力する第１の発振部と前記第２の信号を出力する第２の発振部とを有していることを特徴とする請求項１２に記載のモータ駆動装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記第１の信号および前記第２の信号は１つの信号の発振周波数を分周して作成されたものであることを特徴とする請求項１３に記載のモータ駆動装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記第１の発振部が出力する前記第１の信号はトルク指令値に比例した発振周波数を有し、
前記発振周波数選択部は、前記正転信号を受けた場合には前記第１の信号を選択し、前記ブレーキ信号を受けた場合には前記第２の信号を選択することを特徴とする請求項１３または１４に記載のモータ駆動装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記第２の信号は前記第１の信号よりも周波数が低く、
前記発振周波数選択部は、前記正転信号を受けた場合には前記第１の信号を選択し、前記ブレーキ信号を受けた場合には前記第２の信号を選択することを特徴とする請求項１２〜１４のうちいずれか１つに記載のモータ駆動装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記モータ駆動装置はタイマ部をさらに備え、
前記正転信号を受けた場合には、前記タイマ部が前記第１の発振部を選択させるための信号を前記発振周波数選択部に出力し、前記ブレーキ信号を受けた場合には、前記タイマ部が前記第２の発振部を選択させるための信号を所定の期間前記発振周波数選択部に出力することを特徴とする請求項１２〜１６のうちいずれか１つに記載のモータ駆動装置の駆動方法。
【請求項１８】
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、前記ブラシレスモータに流れる電流値を検出するモータ電流検出部と、トルク指令値と前記モータ電流検出部により検出された電流値とを比較するモータ電流比較部と、前記トルク指令値と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または前記正転信号と逆位相のブレーキ信号を出力する通電方向切替部と、互いに周波数が異なる（Ｎ＋１）個の信号を出力する発振部と、前記ロータ位置検出部の信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検知する回転数検知部と、前記回転数検知部で検知された回転数と予めＮ個に分割した所定の回転数範囲とを比較して、Ｎ個（ただしＮ≧１）のレベルの信号を出力する回転数比較部と、発振周波数選択部と、前記モータ電流比較部の信号が入力され、ＰＷＭ駆動用信号を生成するＰＷＭ生成部と、前記ロータ位置検出部の信号と前記ＰＷＭ駆動用信号とを合成する通電制御部と、前記通電制御部の信号に応じて前記ブラシレスモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動部とを備えているモータ駆動装置の駆動方法であって、
前記発振周波数選択部が前記回転数比較部の信号のレベルに応じて前記（Ｎ＋１）個の信号のいずれか１つを選択して前記ＰＷＭ生成部に出力させることを特徴とするモータ駆動装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多相ＤＣブラシレスモータの駆動に係り、特にブレーキ時の騒音、振動を低減したモータ駆動装置および駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気、光、光磁気等の記録装置では、高信頼性，高速化に優れた多相ＤＣブラシレスモータが広く使用されている。一般に、この多相ＤＣブラシレスモータ（以下、単にモータという）は、位置検出素子やモータが回転することにより発生する逆起電圧からのロータ位置情報に基づき、各相モータコイルに流す電流を順次切り替えることにより回転する。
【０００３】
そして、ブレーキとしては、ロータ位置情報に基づいて逆回転方向のトルクを与える逆転ブレーキや、モータの端子全てを電源端子と短絡させるショートブレーキなどが広く用いられている。
【０００４】
また、近年の記録装置においては、記録密度の向上や、映像、音声を記録する用途が広がってきているため、モータの起動時や一定回転時だけでなく、ブレーキ時の騒音や振動を低減することも重要になってきている。
【０００５】
以下に、逆転ブレーキ時の騒音、振動の原因について説明する。
【０００６】
図７は従来のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。また、図８は、従来のモータ駆動装置が正転する際の各部における信号波形を示すチャート図であり、図９は、従来のモータ駆動装置がブレーキ動作する際の各部における信号波形を示すチャート図である。図７に示すように、従来のモータ駆動装置は、ブラシレスモータ２００と、ロータ位置センサ１０１と、ロータ位置検出部１０２と、通電制御部１０３と、モータ駆動部１０４と、モータ電流検出部１０５と、モータ電流比較部１０７と、通電方向切替部１１０と、ＰＷＭ生成部１０９と、発振部１０８とを備えている。
【０００７】
ロータ位置センサ１０１はブラシレスモータ２００のロータ位置を検出し、ロータ位置に応じた検出信号をロータ位置検出部１０２へ出力する。ロータ位置検出部１０２は、ロータ位置の検出信号を演算し、ブラシレスモータ２００への通電位相を決定するための信号を通電制御部１０３へ出力する。この信号を受けた通電制御部１０３からの出力信号はモータ駆動部１０４に入力され、モータ駆動部１０４がブラシレスモータ２００に電流を供給する。ブラシレスモータ２００に流れる電流は、モータ電流検出部１０５で検出され、その検出結果がモータ電流比較部１０７に入力される。
【０００８】
モータ電流比較部１０７は、モータ電流検出部１０５の出力信号とトルク指令値１０６とを比較し、その結果をＰＷＭ生成部１０９へ出力する。ＰＷＭ生成部１０９は、発振部１０８の出力信号を受けてブラシレスモータ２００への通電を開始させるためのＰＷＭ信号を生成し、モータ電流比較部１０７の出力信号を受けて通電を遮断するＰＷＭ信号を生成する。この時、発振部１０８の出力信号は図８に示すように所定のＬレベルのパルス幅を持った所定の周波数信号である。
【０００９】
この所定のパルス幅は、発振部１０８の出力信号によってブラシレスモータ２００への通電が開始される際に、ノイズによってモータ電流検出部１０５が電流を誤検出するのを防止するために設定されている。このパルス幅の区間では、モータ電流検出部１０５の出力信号は無視される。通常、モータ駆動部１０４が通電を開始する際に、通電をオフからオンに変化させることになるが、このとき、スイッチングノイズによってモータ電流検出部１０５において誤動作が発生する。具体的には、モータ電流検出部１０５には電流検出用の抵抗が用いられており通電がオンする際、スイッチングノイズの影響でこの抵抗の電圧が揺らぐ。そのため、モータ電流検出部１０５が誤動作する。
【００１０】
つまり、モータ電流検出部１０５で検出される電流値が図８に示すように、最初に電流が流れ始めた瞬間にトルク指令値を超えるため、モータ電流比較部１０７の出力信号が一瞬Ｌレベルになる。モータ電流比較部１０７の出力信号がＬレベルになる区間が誤動作している区間である。このように、発振部１０８の出力信号が所定のパルス幅を持つことにより、ブラシレスモータ２００の駆動開始時に誤動作が発生するのを防いでいる。そして、生成されたＰＷＭ信号が、通電制御部１０３に入力され、ロータ位置検出部１０２の出力信号と合成され、モータ駆動部１０４に入力されることでブラシレスモータ２００は回転する。
【００１１】
また、通電方向切替部１１０は、トルク指令値１０６と基準電圧１１１とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または逆転信号を通電制御部１０３に出力する。通電制御部１０３は、正転信号が入力されるとブラシレスモータ２００を正転させる信号（正転信号）を出力し、逆転信号が入力されると正転時と比べて位相が１８０度反転した信号（ブレーキ信号）を出力する。
【００１２】
ここで、ブラシレスモータ２００の正転時には、ブラシレスモータ２００が回転することにより発生する逆起電圧に対してモータコイル電流が流れにくい方向にモータコイルへの通電が行われる。そのため、所定の電流に達し通電を遮断するまでに時間を要し、その間は通電を再開させる発振部１０８の信号は無視される。よって、ＰＷＭ周波数は発振部１０８の発振周波数より見かけ上、低くなる。そのため、正転時のＰＷＭ周波数を下げすぎるとモータコイル電流の電流リップルが大きくなり騒音、振動の原因となる。
【００１３】
一方、逆転ブレーキ時には、通電方向が１８０度ずれるため逆起電圧に対してモータコイル電流が流れやすい方向にモータコイルへの通電が行われる。
【００１４】
従って、図９に示すように逆転ブレーキ時には、モータコイル電流は所定の電流（トルク指令値）に達し通電を遮断するまでにほとんど時間を要しない。そのため、ＰＷＭ周波数は発振部１０８の発振周波数とほぼ同じになり、モータコイル電流は正転時に比べて非常に大きくなる。なお、図８に示した正転時と同様に、図９に示すブレーキ時においても発振部１０８の出力信号により通電が開始された際、ノイズによるモータ電流検出部１０５の誤検出によってモータ電流比較部１０７から信号が誤出力されるのを防止するため、このパルス幅の区間ではモータ電流比較部１０７の出力信号は無視される。
【００１５】
このように、騒音、振動は、モータコイル電流量に比例して大きくなるため、特に逆転ブレーキ時には騒音、振動が大きくなっていた。
【００１６】
これらの課題を解決するため、例えば特許文献１では低速回転へ切り替えるための信号が外部手段から入力されると、所定の条件が成立するまでモータへの通電を停止する駆動停止制御手段を設けることで騒音、振動の発生を抑制している。
【００１７】
また、特許文献２では正逆指令信号が逆指令になりブレーキ指令が入力された際、ロータの回転速度に比例した回転周波数信号と基準周波数を比較し、基準周波数より高い場合にはショートブレーキ状態に、基準信号より低い場合には、逆転ブレーキ状態にする手段を設けることで騒音、振動の発生を抑制している。
【特許文献１】特開平１１−１３６９９３号公報
【特許文献２】特開２００１−３０９６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献１の方法では、騒音、振動は低減できるものの、所定の期間通電を停止するためブレーキトルクが働かず記録時や読み取り時のアクセススピードが遅くなるという課題があった。これは、磁気、光、光磁気等の記録装置においては、致命的である。
【００１９】
また、特許文献２の方法では、基準周波数の設定が高すぎるとショートブレーキから逆転ブレーキに切り替わる際に騒音、振動が発生し、基準周波数の設定が低すぎるとブレーキ時間が遅くなるという課題があった。
【００２０】
本発明は、前記従来技術の不具合の解決を図るものであり、多相ＤＣブラシレスモータの逆転ブレーキ時に騒音、振動の低減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】
【００２１】
前記の目的を達成するために、本発明に係る第１のモータ駆動装置は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、前記ブラシレスモータに流れる電流値を検出するモータ電流検出部と、トルク指令値と前記モータ電流検出部により検出された電流値とを比較するモータ電流比較部と、前記トルク指令値と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または前記正転信号と逆位相のブレーキ信号を出力する通電方向切替部と、第１の信号と前記第１の信号と周波数が異なる第２の信号とを出力する発振部と、前記通電方向切替部の正転信号またはブレーキ信号に応じて前記第１の信号または前記第２の信号を選択する発振周波数選択部と、前記発振周波数選択部により選択された前記第１の信号または前記第２の信号が入力されるとともに、前記モータ電流比較部の信号が入力され、ＰＷＭ駆動用信号を生成するＰＷＭ生成部と、前記ロータ位置検出部の信号と前記ＰＷＭ駆動用信号とを合成する通電制御部と、前記通電制御部の信号に応じて前記ブラシレスモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動部とを備えている。
【００２２】
この構成により、発振部から周波数が互いに異なる信号が出力されるので、信号の周波数を適宜切り替えることで、モータ駆動時の振動や騒音を低減することができる。例えば、第２の信号が第１の信号よりも周波数が低い場合、ブラシレスモータの正転時には第１の信号を出力させ、ブレーキ時には第２の信号を出力させるようにすることで、ブレーキ時のブラシレスモータに流れる電流の平均値を下げることができ、振動や騒音を効果的に低減することができる。
【００２３】
また、第１の信号および第２の信号を出力する発振部は、発振周波数を変更することができる１つの発振部で構成されていてもよいが、第１の信号と第２の信号を別個に出力する２つの発振部を有していてもよい。
【００２４】
本発明の第２のモータ駆動装置は、ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのロータ位置を検出するロータ位置検出部と、前記ブラシレスモータに流れる電流値を検出するモータ電流検出部と、トルク指令値と前記モータ電流検出部により検出された電流値とを比較するモータ電流比較部と、前記トルク指令値と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または前記正転信号と逆位相のブレーキ信号を出力する通電方向切替部と、それぞれ異なる周波数の信号を出力する（Ｎ＋１）個（ここでＮ≧１）の発振部と、前記ロータ位置検出部の信号に基づいて前記ブラシレスモータの回転数を検知する回転数検知部と、前記回転数検知部で検知された回転数と予めＮ個に分割した所定の回転数範囲とを比較して、Ｎ個のレベルの信号を出力する回転数比較部と、前記通電方向切替部の正転信号またはブレーキ信号と、前記回転数比較部の信号とを受けて前記（Ｎ＋１）個の発振部からいずれか１つを選択する発振周波数選択部と、前記発振周波数選択部により選択された発振部の出力信号が入力され、ＰＷＭ駆動用信号を生成するＰＷＭ生成部と、前記ロータ位置検出部の信号と前記ＰＷＭ駆動用信号とを合成する通電制御部と、前記通電制御部の信号に応じて前記ブラシレスモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動部とを備えている。
【００２５】
この構成により、ブレーキ時においてブラシレスモータの回転数に応じて細かく信号の周波数を変えることができるので、騒音や振動をより低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のモータ駆動装置およびその駆動方法によれば、多相ＤＣブラシレスモータの逆転ブレーキ時に騒音、振動の低減を図ること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】
【００２７】
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。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本発明の各実施形態を説明するための図において、本実施形態のモータ駆動装置と同等の機能を有する構成部材には同一の符号を付して示すものとする。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態のモータ駆動装置は、ブラシレスモータ１００と、ロータ位置センサ１と、ロータ位置検出部２と、通電制御部３と、モータ駆動部４と、モータ電流検出部５と、モータ電流比較部７と、通電方向切替部１０と、発振周波数選択部２０と、ＰＷＭ生成部９と、第１の発振部８０と、第２の発振部８１とを備えている。
【００３０】
本実施形態のモータ駆動装置の特徴は、互いに周波数の異なる信号を出力する第１の発振部８０と第２の発振部８１とが設けられていることと、両信号のうちいずれかを選択する発振周波数選択部２０が設けられていることにある。本実施形態の例では、第１の発振部８０の出力信号の方が第２の発振部８１の出力信号よりも周波数が高くなっている。この特徴部分を含めた各部の動作および機能について以下で説明する。
【００３１】
本実施形態のモータ駆動装置において、ロータ位置センサ１はブラシレスモータ１００のロータ位置を検出し、ロータ位置に応じた検出信号をロータ位置検出部２へ出力する。ロータ位置検出部２は、ロータ位置の検出信号を演算し、ブラシレスモータ１００への通電位相を決定するための信号を通電制御部３へ出力する。この信号を受けた通電制御部３からの出力信号はモータ駆動部４に入力され、モータ駆動部４がブラシレスモータ１００に電流を供給する。ブラシレスモータ１００に流れる電流は、モータ電流検出部５で検出され、その検出結果がモータ電流比較部７に入力される。
【００３２】
モータ電流比較部７は、モータ電流検出部５の出力信号とトルク指令値６とを比較するコンパレータで構成されており、その比較結果をＰＷＭ生成部９へ出力する。ＰＷＭ生成部９は、第１の発振部８０または第２の発振部８１の出力信号を受けてブラシレスモータ１００への通電を開始させるためのＰＷＭ信号を生成し、モータ電流比較部７の出力信号を受けて通電を遮断するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ生成部９は、例えば第１の発振部８０または第２の発振部８１の出力信号をセット端子に受け、モータ電流比較部７の出力信号をリセット端子で受けるＲ／Ｓフリップフロップで構成されている。なお、第２の発振部８１の出力信号は図２に示すように所定のＬレベルのパルス幅を持った所定の周波数信号である。また、第１の発振部８０の出力信号も所定のＬレベルのパルス幅を持っている。この所定のパルス幅は、第１の発振部８０または第２の発振部８１の出力信号によってブラシレスモータ１００への通電が開始される際に、ノイズによってモータ電流検出部５が電流を誤検出するのを防止するために設定されている。
【００３３】
また、通電方向切替部１０は、トルク指令値６と基準電圧１１とを比較し、その比較結果に応じて正転信号または逆転信号を通電制御部３に出力する。通電制御部３は、正転信号が入力されるとブラシレスモータ１００を正転させる信号を出力し、逆転信号が入力されると正転時と比べて位相が１８０度反転した信号（ブレーキ信号）を出力する。
【００３４】
通電方向切替部１０から正転信号が出力される場合には、発振周波数選択部２０は第１の発振部８０を選択する。第１の発振部８０は、トルク指令値６に比例した可変の発振周波数を出力する電圧制御型発振部であってもよいし、固定の周波数を出力する発振部であってもよい。ここで、ブラシレスモータ１００の正転時に高周波数信号を出力する第１の発振部８０が選択されるのは、モータコイル電流のリップルが大きくならないようにするためである。
【００３５】
これに対し、通電方向切替部１０からブレーキ信号が出力される場合、発振周波数選択部２０は第１の発振部８０の出力信号よりも周波数の低い信号を出力する第２の発振部８１を選択する。ブレーキ時には、ブラシレスモータ１００の逆起電圧の位相とモータコイルへの通電制御信号とは、正転時に比べて１８０度反転する。そのため、ブラシレスモータ１００の逆起電圧は電流を流しやすくする方向に作用し、正転時に比べて電流が流れやすくなる。従って、電流値はすぐにトルク指令値６の指令電流に到達するが、第２の発振部８１からの出力信号は、図２に示すように、モータ電流検出部５の誤検出を防止するためある所定のパルス幅を持っており、その区間（信号がＬレベルの区間）においてモータ電流検出部５の信号は無視される。
【００３６】
また、ブレーキ時のモータコイル電流は、モータコイルのインダクタンス成分により、すぐに「０」にはならず、モータ電流検出部５の電流が流れていない期間でもある一定の時間で減衰する。この減衰量は、モータコイルのインダクタンスと抵抗成分で一意的に決まることから、発振周波数が低いと減衰する時間が長くなり、モータコイル電流の平均値は低くなる。
【００３７】
このように、第２の発振部８１の発振周波数が正転時（第１の発振部８０）に比べて低く設定されているため、微小トルク領域でモータコイル電流値のモータコイル電流の平均値を下げることが可能となる。そして、モータコイル電流の平均値が下がったことにより、ブレーキ時の騒音、振動は低減される。
【００３８】
以上のことから、正転時とブレーキ時で発振部から出力される信号の発振周波数を切り替えることにより、正転時、ブレーキ時のいずれの場合もブラシレスモータ１００の騒音、振動を低減することが可能となる。なお、第１の発振部８０および第２の発振部８１は、１つの発振部から出力する発振周波数を分周して異なる周波数を出力するように構成したものであってもよい。
【００３９】
なお、本実施形態のモータ駆動装置において、ロータ位置センサ１を設ける代わりにブラシレスモータ１００に発生する逆起電力を検出する手段を設け、これを用いて通電制御部３の制御を行ってもよい。
【００４０】
−第１の実施形態の変形例−
図３は、第１の実施形態の変形例に係るモータ駆動装置のうち第１の発振部８０の構成を示すブロック回路図である。
【００４１】
同図に示すように、第１の実施形態に係るモータ駆動装置において、第２の発振部８１を設ける代わりに、第１の発振部８０が異なる周波数の信号を出力するような構成を採ることもできる。この場合には、発振周波数選択部２０の信号に応じて、モータ駆動装置の正転時には第１の発振部８０が第１の周波数の信号を出力し、ブレーキ時には第１の周波数よりも低い第２の周波数の信号を出力する。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態のモータ駆動装置は回転数検知部３０、回転数比較部３１および発振周波数選択部９０が第１の実施形態のモータ駆動装置と異なっており、それ以外の構成は基本的に第１の実施形態と同様である。
【００４３】
ここで、発振部群８２は第２〜第（Ｎ＋１）の発振部からなる。正転時の動作は第１の実施形態のモータ駆動装置と全く同様である。すなわち、トルク指令値６と基準電圧１１を比較する通電方向切替部１０の信号が正転信号を出力すると、発振周波数選択部９０は第１の発振部８０を選択する。
【００４４】
次に、ブラシレスモータ１００のブレーキ時の動作について説明する。トルク指令値６と基準電圧１１を比較する通電方向切替部１０の信号がブレーキ信号として発振周波数選択部９０へ入力される。さらに、ロータ位置検出部２の出力信号が回転数検知部３０へ入力される。回転数検知部３０はロータ位置検出部２の出力信号に基づいて現在のブラシレスモータ１００の回転数を検知し、ブラシレスモータ１００の回転数が予め設定された所定の２〜（Ｎ＋１）個の回転数のどの範囲にあるかを判定する。回転数検知部３０は、例えば、カウンタを用いることで簡単に構成できる。
【００４５】
回転数比較部３１は、回転数検知部３０からの出力信号を受け、当該出力信号に応じて発振周波数選択部９０に信号を出力する。図５は、回転数比較部３１および発振周波数選択部９０の具体的な構成例を示すブロック回路図である。同図に示すように、回転数比較部３１は、Ｄ／Ａ変換器３５と、比較レベルがそれぞれ異なる複数の比較器とを有しており、回転数検知部３０からの出力信号が入力されると、Ｄ／Ａ変換器３５によって周波数／電圧変換した直流電圧が複数の比較器のそれぞれに入力される。Ｄ／Ａ変換器３５としては、例えばパルス周波数信号を電圧に変換するＦ／Ｖ変換器が好ましく用いられる。本実施形態のモータ駆動装置においては、どの比較器の出力がＬレベルまたはＨレベルになるかによって発振周波数選択部９０が異なる発振部を選択する。すなわち、モータ回転数に応じた信号が発振周波数選択部９０に入力され、このモータ回転数に応じて予め設定された発振部群８２の第２〜第（Ｎ＋１）の発振部のいずれか１個を選択する。ここで、発振部群８２の発振周波数はモータ回転数が高い時には低い周波数を、モータ回転数が低い時には高い周波数となるように段階的に設定される。なお、発振周波数選択部９０は複数のＡＮＤ回路で構成されている。
【００４６】
これにより、モータ回転数が高い時には発振周波数が低いためモータコイル電流の平均電流を下げ、ブレーキ時の騒音、振動を低減できる。また、モータ回転数が低い時には発振周波数を高くすることによりモータコイル電流の電流リップルを低くすることができるため、回転数が低い領域でも騒音、振動を低減することが可能となる。特に、発振部からの発振周波数がブレーキ時に複数回切り替わるので、騒音や振動を第１の実施形態のモータ駆動装置に比べてより効果的に低減することができる。
【００４７】
また、本実施形態のモータ駆動装置においては、発振部群８２からいずれか１個の発振部を選択したが、モータ回転数に応じて周波数を可変する１つの発振部を選択する構成としてもよい。
【００４８】
なお、（Ｎ＋１）個の発振部の出力信号は、例えば１つの発振部の発振周波数を分周することで作成することができる。
【００４９】
また、正転時に選択される第１の発振部８０がトルク指令値に比例した周波数を有する信号を出力するような構成であってもよい。
【００５０】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態のモータ駆動装置は、タイマ部４０を備えている点が第１の実施形態に係るモータ駆動装置と異なる。タイマ部４０以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５１】
ここで、タイマ部４０は、トルク指令値６と基準電圧１１を比較する通電方向切替部１０の信号がブレーキ信号を出力してから一定時間を計数し、その期間だけ発振周波数選択部２０が第２の発振部８１を選択するように動作する。その結果、ブレーキ直後から一定時間の間は第２の発振部８１の出力信号がＰＷＭ生成部９に入力され、一定時間が経過した後は第１の発振部８０の出力信号がＰＷＭ生成部９に入力される。
【００５２】
これにより、ブレーキ直後の一定期間には発振部からの発振周波数が低いためモータコイル電流の平均電流値が小さくなっており、ブレーキ時の騒音、振動を低減できる。また、一定時間が経過した後には発振周波数が正転時と同じ発振周波数になるためモータコイル電流の電流リップルを低くすることができるため、騒音、振動を低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るモータ駆動装置および駆動方法は、多相ＤＣブラシレスモータの逆転ブレーキ時に騒音、振動の低減を図ることができ、例えばＤＶＤやＣＤ等の読み取り装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るモータ駆動装置においてブレーキ時の各部での信号波形を示すチャート図である。
【図３】第１の実施形態の変形例に係るモータ駆動装置のうち第１の発振部８０の構成を示すブロック回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】回転数比較部３１および発振周波数選択部９０の具体的な構成例を示すブロック回路図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】従来のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】従来のモータ駆動装置が正転する際の各部における信号波形を示すチャート図である。
【図９】従来のモータ駆動装置がブレーキ動作する際の各部における信号波形を示すチャート図である。
【符号の説明】
【００５５】
１      ロータ位置センサ 
２      ロータ位置検出部 
３      通電制御部 
４      モータ駆動部 
５      モータ電流検出部 
６      トルク指令値 
７      モータ電流比較部  
９      ＰＷＭ生成部 
１０      通電方向切替部 
１１      基準電圧 
２０      発振周波数選択部 
３０      回転数検知部 
３１      回転数比較部
３５      Ｄ／Ａ変換器
４０      タイマ部 
８０      第１の発振部  
８１      第２の発振部 
８２      発振部群 
９０      発振周波数選択部 
１００      ブラシレスモータ 
【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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