(57)【要約】オープンループ制御方式の直流モータ駆動装置において、供給される速度指令データが当該直流モータの駆動指示に該当するかどうかをその速度指令データに基づいて判定する。駆動指示と判定されたときに、所定の加速期間に所定デューティ比のＰＷＭパルスでスイッチ手段を制御して当該直流モータを加速させる。その加速期間が終了したときに速度指令データに応じたデューティ比のＰＷＭパルスでスイッチ手段を制御して当該直流モータを駆動する。これにより、起動する際の起動電流を制限してスイッチングトランジスタ等の耐電流を小さくすると共に、起動を確実に行ってモータの速度制御範囲を広くする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流モータに直列に接続されたスイッチ手段を制御して、前記直流モータを駆動する直流モータ駆動装置において、
前記直流モータの起動時に所定の加速期間と該加速期間に対応した加速段階データを設定する加速設定手段と、
前記加速段階データに応じたデューティ比のパルス幅変調パルスもしくは所定回転速度に対応するデューティ比のパルス幅変調パルスを生成するパルス幅変調パルス生成手段と、を備え、
前記所定の加速期間は、前記パルス幅変調パルス生成手段からの前記加速段階データに応じたデューティ比のパルス幅変調パルスに応じて前記スイッチ手段を制御し、
前記所定の加速期間後は、前記パルス幅変調パルス生成手段からの前記所定回転速度に対応するデューティ比のパルス幅変調パルスに応じて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする、直流モータ駆動装置。
【請求項２】
前記加速期間は、Ｎ（Ｎ≧１）区分の加速段階を有し、各加速段階は、所定時間と各加速段階毎に順次大きくなる所定デューティ比のパルス幅変調パルスに設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の直流モータ駆動装置。
【請求項３】
外部より供給される速度指令データが前記直流モータの駆動指示に該当するか否かを判定するデータ判定手段をさらに有し、
前記速度指令データが駆動指示に該当すると判定されたときには、所定の加速期間は、前記加速段階データに応じたデューティ比のパルス幅変調パルスに応じて前記スイッチ手段を制御し、
前記所定の加速期間後は、速度指令データが示す前記所定回転速度に対応するデューティ比のパルス幅変調パルスに応じて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする、請求項１に記載の直流モータ駆動装置。
【請求項４】
前記加速期間は、Ｎ（Ｎ≧１）区分の加速段階を有し、各加速段階は、所定時間と各加速段階毎に順次大きくなる所定デューティ比のパルス幅変調パルスに設定されていることを特徴とする、請求項３に記載の直流モータ駆動装置。
【請求項５】
前記加速期間開始後の時間を計測して前記加速段階を決めるとともに、各加速段階に対応した各所定デューティ比及び速度指令データに対応したデューティ比を対応テーブルにしたがって決定することを特徴とする、請求項４に記載の直流モータ１駆動装置。
【請求項６】
前記速度指令データが当該直流モータの駆動指示に該当すると判定され、且つ当該直流モータが駆動されていないときのみ、前記加速期間による加速を行うことを特徴とする、請求項４または５に記載の直流モータ駆動装置。
【請求項７】
前記速度指令データが当該直流モータの駆動指示に該当すると判定されないときは、当該直流モータの駆動を停止することを特徴とする、請求項３乃至５のいずれかに記載の直流モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、直流モータを外部からの速度指令に応じた速度で回転させる直流モータ駆動装置において、起動を確実に行うとともに起動電流を抑制する直流モータ駆動装置に関する。
【背景技術】  ゲームコントローラや、玩具などにおいて、駆動させたり振動させる用途に、モータが用いられる。そのモータとして、電源が電池であること、安価であること、その駆動回路が比較的簡単であること等の理由から、直流モータが多く用いられる。
図５は、従来から一般的に用いられているオープンループ制御方式による直流モータ駆動回路を示す図である。この図５のように、直流モータ１を、オン・オフスイッチされるスイッチトランジスタ２を介して電源電圧Ｖｃｃとグランド間に接続する。直流モータ１の速度は、それに流れる電流１に比例するから、駆動制御用ＩＣ４から所定のデューティ比のＰＷＭ（パルス幅変調）パルスでトランジスタ２を制御して、直流モータ１を所定の速度で回転するように駆動している。なお、抵抗３は、トランジスタ２のベース電流を調整するための抵抗である。
この図５の直流モータ駆動回路では、図６に示すように、起動時ｔ０には、モータ１が連続して所定速度で回転している状態（以下、定常状態）時の定常電流Ｉｃよりも、著しく大きな起動電流Ｉｐ（図６の一例では、３倍以上）が流れてしまう。したがって、トランジスタ２や電源を、定常電流Ｉｃよりも著しく大きな起動電流Ｉｐに耐えられるものにする必要があるから、コストアップを招いてしまう。
また、モータ１を低速で回転させる場合には、ＰＷＭパルスのデューティ比を小さくすることになる。この場合には、そのデューティ比に応じて起動電流が小さくなるから、静止状態から回転させるために必要な起動トルクを発生できないときには、起動不良を引き起こすことになる。したがって、直流モータ１の最低回転数を充分に低くすることができず、速度制御範囲が制限されてしまう。
このような直流モータの起動電流を低減する方法として、直流モータが停止している場合にもこの直流モータが回転しない程度のバイアス電流を流しておき、直流モータを起動する際の起動電流を小さくすることが、特開平１１−２３００４５号公報（特許文献１）に提案されている。
しかし、特許文献１の方法では、起動電流の大きさを制限することは出来るが、モータを回転させない場合にも電流を流しているから、無駄な電力を消費してしまう。また、回転しない程度のバイアス電流を流しているから、ＰＷＭパルスのデューティ比を調整して直流モータの回転数を調整できる範囲が、図５の従来のものと同じように制限されてしまう。
そこで、本発明は、直流モータを起動する際の起動電流を制限してスイッチングトランジスタ等の耐電流を小さくすると共に、起動を確実に行ってモータの速度制御範囲を広くする事が出来る、オープンループ制御方式の直流モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明の直流モータ１駆動装置は、直流モータに直列に接続されたスイッチ手段を制御して、その直流モータを駆動する直流モータ駆動装置において、その直流モータの起動時に所定の加速期間と該加速期間に対応した加速段階データを設定する加速設定手段と、その加速段階データに応じたデューティ比のＰＷＭパルスもしくは所定回転速度に対応するデューティ比のＰＷＭパルスを生成するＰＷＭパルス生成手段と、を備え、その所定の加速期間は、そのＰＷＭパルス生成手段からのその加速段階データに応じたデューティ比のＰＷＭパルスに応じてそのスイッチ手段を制御し、その所定の加速期間後は、そのＰＷＭパルス生成手段からのその所定回転速度に対応するデューティ比のＰＷＭパルスに応じてそのスイッチ手段を制御する。
また、さらに、外部より供給される速度指令データがその直流モータの駆動指示に該当するか否かを判定するデータ判定手段を有し、その速度指令データが駆動指示に該当すると判定されたときには、所定の加速期間は、その加速段階データに応じたデューティ比のＰＷＭパルスに応じてそのスイッチ手段を制御し、その所定の加速期間後は、速度指令データが示すその所定回転速度に対応するデューティ比のＰＷＭパルスに応じてそのスイッチ手段を制御する。
また、その加速期間は、Ｎ（Ｎ≧１）区分の加速段階を有し、各加速段階は、所定時間と各加速段階毎に順次大きくなる所定デューティ比のＰＷＭパルスに設定されている。
また、その加速期間開始後の時間を計測してその加速段階を決めるとともに、各加速段階に対応した各所定デューティ比及び速度指令データに対応したデューティ比を対応テーブルにしたがって決定する。
また、その速度指令データが当該直流モータの駆動指示に該当すると判定され、且つ当該直流モータが駆動されていないときのみ、その加速期間による加速を行う。
また、その速度指令データが当該直流モータの駆動指示に該当すると判定されないときは、当該直流モータの駆動を停止することを特徴とする。
本発明によれば、オープンループ制御される直流モータの起動時に所定の加速期間を設けて、その加速期間に所定デューティ比のＰＷＭパルスでスイッチ手段を制御するから、起動電流を制限でき、耐電流が小さいスイッチ手段（スイッチングトランジスタ）を使用できる。これにより、直流モータ駆動装置のコストを低減することが出来る。
また、Ｎ（Ｎ≧１）区分の加速段階を設け、各加速段階に、所定時間と各加速段階毎に順次大きくなる所定デューティ比のＰＷＭパルスを設定するから、起動電流を制限しつつ、加速をより早く行うことが出来る。
また、所定デューティ比で駆動する加速期間を設け、その加速後は指令データに基づいたデューティ比で駆動するから、直流モータの起動性を改善し、制御出来る最低回転数を低くすることが出来る。すなわち、起動を確実に行ってモータの速度制御範囲を広くすることが出来る。
また、供給される速度指令データに基づいて、駆動指示、回転速度、及び停止指示等を判断するから、上位側の制御手段は直流モータの各種の動作状態を速度指令データのみで、直流モータ駆動装置に指示することが出来る。
【図面の簡単な説明】    図１は、本発明の実施例に係る直流モータ駆動装置の構成を示す図である。
図２は、本発明の実施例の動作を説明するフローチャートである。
図３は、本発明の実施例における動作状態の１例を示す図である。
図４は、本発明の実施例における動作状態の他の例を示す図である。
図５は、従来の直流モータ駆動装置の構成を示す図である。
図６は、従来の動作状態の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の直流モータ駆動装置の実施例について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る直流モータ駆動回路の構成を示すブロック図である。図２は図１の動作を説明するフローチャートである。図３は、図１，図２の直流モータ駆動回路における動作状態の１例を示す図である。
図１において、直流モータ駆動装置は、オープンループ制御方式によって制御される。直流モータ２１とスイッチングトランジスタ２２が電源電圧Ｖｃｃとグランド間に接続される。スイッチングトランジスタ２２のベースには、モータ駆動制御回路１０からＰＷＭパルスＰｗｍが供給されて、スイッチングトランジスタ２２はＰＷＭパルスＰｗｍに応じてオンあるいはオフに制御される。調整抵抗２３は、トランジスタ２２のベース電流を調整するための可変抵抗であり、必要に応じて設けられる。また、フリー・ホイール・ダイオード２４は、電力回生やノイズ低減等のために設けられるが、コスト低減を図る等のために必ずしも設けなくてもよい。
直流モータ２１には、スイッチングトランジスタ２２のオン・オフによるデューティ比に応じた電流Ｉが流れる。定常状態では、所定のデューティ比のＰＷＭパルスＰｗｍでトランジスタ２２を制御することによって、直流モータ２１を所定の速度で回転するように駆動する。しかし、起動時には、従来例のように一般に定常状態時の定常電流よりも著しく大きな起動電流が流れてしまうから、本発明では、起動電流を制限してスイッチングトランジスタ２２の耐電流を小さくすると共に、起動を確実に行うことによってモータの速度制御範囲を広くする。
モータ駆動制御回路１０には、上位側制御部から直流モータ２１の回転速度を指定するための速度指令データＤｓｐが供給される。上位側制御部は、ゲームコントローラや玩具などの主制御部としてのＣＰＵ等であり、ゲームコントローラ等に用いられている直流モータ２１の駆動、回転数制御、停止等を速度指令データＤｓｐによって指令する。
モータ駆動制御回路１０は、データレジスタ手段１１ａ、データ判定手段１１ｂ、回転検出手段１１ｃなどを有するコントローラ手段１１と、加速指示信号Ｓａｃｃが与えられたときに加速時間をカウントして加速段階データＤａｓを出力する加速設定手段（以下、加速時間カウンタ手段）１２と、速度指令データＤＳｐと加速段階データＤａｓと停止指示信号Ｓｏｆｆとが供給されＰＷＭ用パルス生成信号Ｉｐｗｍを発生するＰＷＭデューティ生成手段１３と、パルス生成信号Ｉｐｗｍが供給されてＰＷＭパルスＰｗｍを発生し、このＰＷＭパルスＰｗｍをスイッチングトランジスタ２２へ出力するＰＷＭパルス生成手段１４を備えている。
データレジスタ手段１１ａは、上位側制御部から供給される速度指令データＤｓｐを受けて、常に最新の速度指令データＤｓｐに置換し、読み出し可能に記憶しておく。
データ判定手段１１ｂは、データレジスタ手段１１ａから速度指令データＤｓｐを読み出し、速度指令データＤｓｐが当該直流モータ２１の駆動指示に該当するかどうかをその速度指令データＤｓｐに基づいて判定する。例えば、速度指令データＤｓｐが所定値以上では駆動指示に該当すると判定し、所定値未満では駆動指示に該当しないと判定する。
駆動指示に該当すると判定されたときには、その速度指令データＤｓｐをＰＷＭデューティ生成手段１３に供給したり、起動時には加速指示信号Ｓａｃｃを加速時間カウンタ手段１２に供給したりする。また、駆動指示に該当しないと判定されたときには、停止指示信号Ｓｏｆｆを例えばＰＷＭデューティ生成手段１３に供給して、直流モータ２１の駆動を停止するようにする。なお、停止指示信号Ｓｏｆｆの機能を、ＰＷＭデューティ生成手段１３への速度指令データＤｓｐや、加速時間カウンタ手段１２の加速指示信号Ｓａｃｃを、コントロールすることによって代替することもできる。
回転検出手段１１ｃは、回転検出信号Ｒｄｅｔとして、ＰＷＭパルス生成手段１４からＰＷＭパルスＰｗｍを受けて、直流モータ２１が回転しているかどうかを判定する。
回転していないと判定したとき（即ち、起動時である）には、速度指令データＤｓｐが駆動指示に該当することを条件に、コントローラ手段１１から加速指示信号Ｓａｃｃを加速時間カウンタ手段１２に供給する。回転していると判定したとき（即ち、定常動作時である）には、コントロール手段１１から速度指令データＤｓｐが駆動指示に該当することを条件に、速度指令データＤｓｐをＰＷＭデューティ生成手段１３に供給する。
なお、回転検出信号Ｒｄｅｔとしては、ＰＷＭパルスＰｗｍの他、直流モータ２１が回転していることが推定できる信号であれば良く、例えばパルス生成信号Ｉｐｗｍを用いても良い。
加速時間カウンタ手段１２は、加速期間として、Ｎ（Ｎ≧１）区分、例えば３つの加速段階Ｓ１〜Ｓ３を持っており、その加速段階Ｓ１〜Ｓ３に応じた加速段階データＤａｓを出力する。加速時間カウンタ手段１２に加速指示信号Ｓａｃｃが与えられたときに、それからの時間をカウントして、各加速段階Ｓ１〜Ｓ３毎に予め決められた所定時間Ｔ１〜Ｔ３だけ、予め決められた各加速段階データＤａｓ（例えば、１〜３）を順次出力する。各加速段階データＤａｓは、各加速段階Ｓ１〜Ｓ３を表す数値（例えば、１〜３）に代えて、速度指令データＤｓｐと同様に速度を表すデータとしても良い。所定の加速段階Ｎ（例、加速段階Ｓ３）まで終了すると、加速時間カウンタ手段１２は、加速段階データＤａｓの出力を終了する。
ＰＷＭデューティ生成手段１３は、加速段階データＤａｓが供給されると、その加速段階Ｓ１〜Ｓ３に応じて各加速段階Ｓ１〜Ｓ３毎に、ＰＷＭパルスＰｗｍのデューティ比Ｄ１〜Ｄ３が順次大きくなるように設定されているパルス生成信号Ｉｐｗｍを発生する。また、速度指令データＤｓｐがＰＷＭデューティ生成手段１３に供給されると、ＰＷＭデューティ生成手段１３はその速度指令データＤｓｐに応じたパルス生成信号Ｉｐｗｍを発生する。パルス生成信号Ｉｐｗｍは、例えば、ＰＷＭパルスＰｗｍの立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングを与える形式のものでよい。
速度指令データＤｓｐは加速段階データＤａｓがＰＷＭデューティ生成手段１３に供給されないときに、ＰＷＭデューティ生成手段１３に供給されるようにして良いが、速度指令データＤｓｐと加速段階データＤａｓは、ＰＷＭデューティ生成手段１３に同時に供給されるようにしても良い。このように、同時に速度指令データＤｓｐと加速段階データＤａｓとが供給されるときには、ＰＷＭデューティ生成手段１３は加速段階データＤａｓが優先して用いられるように制御される。停止指示信号Ｓｏｆｆがコントローラ手段１１からＰＷＭデューティ生成手段１３に供給されるときには、加速段階データＤａｓや速度指令データＤｓｐに関わりなく、ＰＷＭデューティ生成手段１３からパルス生成信号Ｉｐｗｍは出力が停止される。
また、ＰＷＭデューティ生成手段１３は、速度指令データＤｓｐや加速段階データＤａｓに応じてパルス生成信号Ｉｐｗｍを発生するために、対応テーブルを用いることが望ましい。この対応テーブルの例として、速度指令データＤｓｐが８ビットのディジタルデータで与えられるとき、速度指令データＤｓｐが所定の下限値まではＰＷＭパルスＰｗｍのデューティ比を零とし、速度指令データＤｓｐがこの下限値を超える場合に、速度指令データＤｓｐに対応してＰＷＭパルスＰｗｍのデューティ比を決定する。
これにより、上位側制御部から供給される速度指令データＤｓｐそのものによって、駆動指示、停止指示を行ったり、回転速度の指令を行うことができる。また、直流モータ２１の回転速度とＰＷＭパルスＰｗｍのデューティ比とが非線形特性の関係にある場合でも、速度指令データＤｓｐとＰＷＭパルスＰｗｍのデューティ比との対応関係を対応テーブルによってその非線形特性にあわせて設定する。これにより、速度指令データＤｓｐと直流モータ２１の回転速度との関係を線形特性にするなど、所望の特性に設定することができる。
ＰＷＭパルス生成手段１４は、ＰＷＭデューティ生成手段１３から供給されるパルス生成信号Ｉｐｗｍに応じたデューティ比のＰＷＭパルスＰｗｍを発生し、スイッチングトランジスタ２２へ駆動信号として出力する。また、この例では、ＰＷＭパルスＰｗｍを回転検出信号Ｒｄｅｔとして、コントローラ手段１１に供給している。
以上のように構成されているモータ駆動制御回路１０の機能は、ハードウェアで実現できるし、またソフトウェア処理により実現することもできる。
以下、本発明の直流モータ駆動装置の動作を、図２のフローチャートとともに、図１の直流モータ駆動回路の構成図、図３の動作状態図をも参照して、説明する。
動作を開始すると、まず、ステップＳ１０１で、上位側制御部から直流モータ２１の回転速度を指定するための速度指令データＤｓｐがデータレジスタ手段１１ａにセットされる。
ステップＳ１０２とステップＳ１０３では、データ判定手段１１ｂがデータレジスタ手段１１ａから速度指令データＤｓｐを読み出し、セットされた速度指令データＤｓｐを所定値Ｎ１と二重に比較する。ステップＳ１０２で、速度指令データＤｓｐが所定値Ｎ１より小さいときには、その速度指令データＤｓｐは駆動指示であるとは見なされず、直流モータ２１の起動は行われない。もし、この場合、既に直流モータ２１が起動されて、定常的に回転されているときには、直ちに直流モータ２１を停止させるように動作させる。ステップＳ１０３でさらに、速度指令データＤｓｐが所定値Ｎ１より小さいときには、ステップＳ１０１に戻って、この動作を繰り返す。
速度指令データＤｓｐが所定値Ｎ１以上であるときに、その速度指令データＤｓｐは駆動指示であると言えるから、ステップＳ１０２とステップＳ１０３を通ってステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、回転検出手段１１ｃによって、直流モータ２１が回転しているかどうかを判定する。この回転していることの判定は、直流モータ２１へ供給されるＰＷＭパルスＰｗｍや、そのための基となるパルス生成信号Ｉｐｗｍなどが出力されているか否かによって、行う。即ち、回転していることを推測する。このようにＰＷＭパルスＰｗｍ等によって、直流モータ２１の回転を検出するから、タコメータなどの回転検出装置を省略できる。
ステップＳ１０４で、直流モータ２１が回転していないと判定されたときには、加速ステージ（ステップＳ１１１〜ステップＳ１１４）に進み、直流モータ２１が回転していると判定されたときには、定常回転ステージ（ステップＳ１２１，ステップＳ１２２）に進む。
加速ステージ（ステップＳ１１１〜ステップＳ１１４）は、この例では加速期間として、Ｎ＝３、即ち第１加速段階Ｓ１乃至第３加速段階Ｓ３を持っており、その加速段階Ｓ１〜Ｓ３に応じた加速段階データＤａｓを出力する。
ステップＳ１１１では、加速回数が０〜２の場合に、対応する加速段階Ｓ１〜Ｓ３に応じた加速処理を行い、加速回数が３になった場合には定常回転ステージ（ステップＳ１２１、ステップＳ１２２）に進む。
起動時には、加速回数が０であるから、ステップＳ１１２に進んで第１加速段階の加速条件「時間Ｔ１ｍｓ、ＰＷＭパルスのデューティ比Ｄ１％」を設定し、ステップＳ１０３でこの加速条件で直流モータ２１の出力をオンし（即ち、スイッチングトランジスタ２２をオン・オフし）、加速を行う。
この加速の様子が図３（ａ）、（ｂ）に示されている。第１加速段階Ｓ１は、時点ｔ０でデューティ比Ｄ１％での加速を開始し、時間Ｔ１だけ継続する。この第１加速段階Ｓ１での電流Ｉは直流モータ２１の定常電流１ｃ（この場合は、デューティ比１００％）より若干上回る値に止まっている。この電流Ｉは時点ｔ０から時点ｔ１に向かうに連れて減少する。時点ｔ１に至ったときに、第１加速段階Ｓ１は終了する。この時点ｔ１において、ステップＳ１１４で加速回数を＋１カウントして、０から１にする。
加速回数が１のときは、第２加速段階の加速条件「時間Ｔ２ｍｓ、ＰＷＭパルスのデューティ比Ｄ２％」を設定し、ステップＳ１０３でこの加速条件で直流モータ２１の出力をオンし、加速を行う。図３（ａ）、（ｂ）を見ると、第２加速段階Ｓ２は、時点ｔ１でデューティ比Ｄ２％での加速を開始し、時間Ｔ２だけ継続する。この第２加速段階Ｓ２での電流Ｉは、やはり直流モータ２１の定常電流Ｉｃより若干上回る値に止まり、時点ｔ１から時点ｔ２に向かうに連れて減少する。
時点ｔ２に至ったときに、第２加速段階Ｓ２は終了する。この時点ｔ２において、ステップＳ１１４で加速回数を＋１カウントして、１から２にする。
加速回数が２のときは、同様に、第３加速段階の加速条件「時間Ｔ３ｍｓ、ＰＷＭパルスのデューティ比Ｄ３％」を設定し、ステップＳ１０３でこの加速条件で直流モータ２１の出力をオンし、加速を行う。図３（ａ）、（ｂ）を見ると、第３加速段階Ｓ３は、時点ｔ２でデューティ比Ｄ３％での加速を開始し、時間Ｔ３だけ継続する。この第３加速段階Ｓ３での電流Ｉは、やはり直流モータ２１の定常電流Ｉｃより若干上回る値に止まり、時点ｔ２から時点ｔ３に向かうに連れて減少する。時点ｔ３に至ったときに、第３加速段階Ｓ３は終了する。この時点ｔ３において、ステップＳ１１４で加速回数を＋１カウントして、２から３にする。
加速回数が３のときは、ステップＳ１１１で加速期間が終了したと判定し、定常回転ステージに進む。この定常回転ステージに移った時点ｔ３にも、電流Ｉは、やはり直流モータ２１の定常電流Ｉｃより若干上回る値（この場合に、ピーク値Ｉｐ）に止まり、以後定常電流Ｉｃに向かって時間の経過とともに減少する。
この加速の時間及びデューティ比は、例えば「Ｔ１；２５ｍｓ、Ｄ１；６５％」、「Ｔ２；２５ｍｓ、Ｄ２；７５％」、「Ｔ３；２５ｍｓ、Ｄ３；８５％」とする。各加速段階Ｓ１〜Ｓ３での加速時間Ｔ１〜Ｔ３は等しくても良いし、また異ならせても良い。しかし、各加速段階Ｓ１〜Ｓ３でのデューティ比Ｄ１〜Ｄ３は、電流Ｉの大きさをある値より以下に制限するために、各加速段階Ｓ１〜Ｓ３毎に順次大きくすることが必要である。
また、第１加速段階Ｓ１でのデューティ比Ｄ１は、加速期間終了後の速度指令データＤｓｐに依らず、直流モータ２１を静止状態における静止摩擦トルクに打ち勝って起動できる大きさ以上に設定することが望ましい。これにより、図３の例のような速度指令データＤｓｐが１００％デューティ比を示す場合にも、また、速度指令データＤｓｐがかなり小さいデューティ比を示す場合（図３（ａ）に破線で例示している）にも、加速期間中の加速後に所定の速度指令データＤｓｐに応じた低い速度で直流モータ２１を回転させることができる。したがって、直流モータ２１の起動性を改善し、制御出来る最低回転数を低くすることが出来る。
定常回転ステージに移ると、ステップＳ１２１、ステップＳ１２２では、ＰＷＭデューティ生成手段１３及びＰＷＭパルス生成手段１４において、速度指令データＤｓｐに応じたデューティのＰＷＭパルスを形成し、そのＰＷＭパルスによってスイッチングトランジスタ２２をオンオフ制御する。これにより、直流モータ２１は速度指令データＤｓｐに応じた速度で回転する。
その後、ステップＳ１０１から、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４を経由して、定常回転ステージに戻るフローが繰り返し行われて、直流モータ２１は継続して運転される。
この直流モータ２１の運転中に、速度指令データＤｓｐが変更されると直流モータ２１の運転状況も変更される。変更後の速度指令データＤｓｐが所定値Ｎ１以上の大きい値である場合には、その変更後の速度指令データＤｓｐにしたがってＰＷＭパルスＰｗｍのデューティ比が変更される。直流モータ２１は、この変更された速度指令データＤｓｐに応じた速度で回転を継続する。
しかし、変更後の速度指令データＤｓｐが所定値Ｎ１より小さい値である場合には、ステップＳ１０２でその速度指令データＤｓｐは駆動指示であるとは見なされない。そして、ステップＳ１０２から停止ステージ（ステップＳ１３１、ステップＳ１３２）に移り、ステップＳ１３１で直流モータ２１への出力をオフし、ステップＳ１０３で加速回数を０にセットする。そして、ステップＳ１０１から、ステップＳ１０２を経由して、停止ステージに戻るフローが繰り返し行われて、待機状態を継続する。
このように、速度指令データＤｓｐの大きさによって、駆動指示、回転速度、及び停止指示等を判断するから、上位側の制御手段は直流モータ２１の各種の動作状態を速度指令データＤｓｐのみで、モータ駆動制御回路１０に指示することが出来る。
図４（ａ）（ｂ）は、加速期間として、Ｎ＝２、つまり、２つの加速段階Ｓ１、Ｓ２を持っている場合の、直流モータ駆動回路における動作状態の例を示す図である。この図４では、加速段階Ｓ１、Ｓ２の２つになっている点が異なるだけで、図１〜図３を参照して説明したものと同様の動作が行われる。例えば、この場合には、加速の時間及びデューティ比は、例えば「Ｔ１；５０ｍｓ，Ｄ１；６０％」、「Ｔ２；５０ｍｓ、Ｄ２；７５％」とする。各加速段階Ｓ１、Ｓ２での加速時間Ｔ１、Ｔ２は等しくても良いし、また異ならせても良い。しかし、各加速段階Ｓ１、Ｓ２でのデューティ比Ｄ１、Ｄ２は、電流Ｉの大きさをある値より以下に制限するために、各加速段階Ｓ１、Ｓ２毎に順次大きくすることが必要である。
また、加速期間として、Ｎ＝４以上、つまり、４つ以上の加速段階を持たせても良く、また逆にＮ＝１、つまり加速段階はただ１つでも良い。どの様な加速段階を持たせるかは、スイッチングトランジスタ２２、直流モータ２１や電源容量などの条件を考慮して決定される。
なお、直流モータ２１は、ブラシ付きでも良く、ブラシレスのものでも適用できる。また、スイッチングトランジスタ２２は、バイポーラトランジスタに限らず、制御信号に応じてスイッチングできるものであればよい。
【産業上の利用可能性】    本発明に係る直流モータ駆動装置によると、ゲームコントローラや玩具などにおいて、駆動させたり振動させるために用いられる直流モータを、外部からの速度指令に応じた速度で回転させるとともに起動電流を抑制することができる。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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