JPH11164585A

JPH11164585A - ブラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御方法及びブラシレスモータの駆動制御装置

Info

Publication number: JPH11164585A
Application number: JP9341888A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Oi; 伸一大井; Kazuyoshi Horiuchi; 和好堀内; Koji Ando; 宏司安藤; Kanta Arai; 寛太荒井
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】電源供給を断った際のモータの慣性回転によ
り生ずる逆起電力に起因するモータの異音の発生を抑圧
する。【解決手段】電源スイッチ７が開成され、速度設定信
号Ｖ_INDが所定値Ｖ1（例えば６ｖ）以下となると、制御
部６による第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５の
ＰＷＭ制御による駆動が停止されるが、電源電圧が第２
の所定値（例えば４ｖ）以下となるまでは、制御部６が
動作するため、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１
３が通常時と同様にオン・オフされ、ロータの慣性回転
により生じた逆起電圧によるコイル電流が第１乃至第３
のＭＯＳＦＥＴ１０〜１３を介して流通され、従来の
ような異音の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの駆動制御
に係り、特に、いわゆるブラシレスモータの駆動制御に
起因する騒音の低減を図ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるブラシレスモータの駆動回路と
しては、例えば、実開平７−３０５７９号公報に示され
たように、６個のトランジスタをいわゆる三相ブリッジ
接続した通電回路を設ける一方、永久磁石からなるロー
タの周囲に配置された３つのホール素子の検出信号に基
づいて、通電回路の各トランジスタのいわゆるオン・オ
フを制御するようにしたものが公知・周知となってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成のブラシレスモータの動作状態において、電源スイ
ッチを開成して電源供給を停止した場合、ロータは慣性
力により回転を続け、徐々にその回転速度が低下してゆ
くが、この際、ステータコイルに生ずる誘導起電力に起
因してモータから異音が発生し、耳障りであるという問
題がある。すなわち、電源スイッチが開成（オフ）され
た後の、一つのステータコイルの通電回路側の一端の電
圧変化に注目すると、全体的にはいわゆる回路時定数に
応じた速度で時間の経過と共に徐々に低下してゆくもの
となる（図４参照）。

【０００４】ところが、このように全体の電圧が低下し
てゆく中で、ロータ回転によって生じた誘導起電圧が、
通電回路を構成する各トランジスタと並列接続状態で設
けられたいわゆる環流ダイオードの内、いわゆるハイサ
イド側のトランジスタ（供給電源側に接続されたトラン
ジスタ）に並列接続された３つの何れかの環流ダイオー
ドの順方向電圧を越えることがあり、環流ダイオードが
瞬時導通状態となり、対応するステータコイルに一時的
に電流が流れる。このような瞬時の電流の発生に起因し
て、モータにおいて例えば「ゴト」というような異音が
生じ、使用者の耳障りとなっていた。図４において、点
線で囲まれた箇所は、このようなダイオードの導通によ
る瞬間的な電圧降下を示す一例であり、このような瞬間
的な電圧降下は、全体的な電圧の低下の中で複数回生ず
る。

【０００５】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、電源供給を断った際に生ずるモータの異音を低減で
きるブラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御
方法及び駆動制御装置を提供するものである。本発明の
他の目的は、簡易な構成により異音発生を抑圧すること
のできるブラシレスモータの駆動制御装置における駆動
制御方法及び駆動制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るブラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御方
法は、電源とアースとの間でスイッチング素子がブリッ
ジ接続され、ブラシレスモータに設けられたホール素子
の検出信号と、ブラシレスモータの回転速度設定のため
外部入力される信号とに基づいて、前記スイッチング素
子の駆動が制御され、前記ブラシレスモータのステータ
コイルに通電がなされるよう構成されてなるブラシレス
モータの駆動制御装置における駆動制御方法であって、
前記ブラシレスモータの回転速度設定のための信号入力
が、第１の所定電圧以下となったときに、前記ブリッジ
接続されたスイッチング素子の内、前記アース側に一端
が接続されているスイッチング素子か、または、前記電
源側に一端が接続されたスイッチング素子の何れか一方
側のスイッチング素子の駆動を停止し、電源電圧が前記
第１の所定電圧よりも小さな第２の所定電圧以下となっ
たときに、残りのスイッチング素子の駆動を停止するよ
う構成されてなるものである。

【０００７】かかる方法によれば、ブラシレスモータの
回転速度設定のための信号入力が、第１の所定電圧以下
となったときに、例えば、いわゆるローサイドのスイッ
チング素子の駆動が停止され、それによって、ステータ
コイルへの通電が停止されることとなり、ロータは慣性
力による回転状態とされる。このロータの慣性力による
回転によって、ステータコイルには、逆起電力が生ずる
が、電源電圧が第２の所定電圧以下となるまでは、残り
のスイッチング素子であるいわゆるハイサイド、すなわ
ち一端が電源側に接続されたスイッチング素子が未だオ
ン・オフされているため、その逆起電力によるコイル電
流がオン状態にあるスイッチング素子を介して流される
ことで、従来のような環流ダイオードの瞬時の通電に起
因するコイル電流による異音の発生がなくなるものであ
る。

【０００８】請求項２記載の発明に係るブラシレスモー
タの駆動制御装置における駆動制御方法は、電源とアー
スとの間でスイッチング素子がブリッジ接続され、ブラ
シレスモータに設けられたホール素子の検出信号と、ブ
ラシレスモータの回転速度設定のため外部入力される信
号とに基づいて、前記スイッチング素子の駆動が制御さ
れ、前記ブラシレスモータのステータコイルに通電がな
されるよう構成されてなるブラシレスモータの駆動制御
装置における駆動制御方法であって、電源電圧が、第１
の所定電圧以下となったときに、前記ブリッジ接続され
たスイッチング素子の内、前記アース側に一端が接続さ
れているスイッチング素子か、または、前記電源側に一
端が接続されたスイッチング素子の何れか一方側のスイ
ッチング素子の駆動を停止し、電源電圧が前記第１の所
定電圧よりも小さな第２の所定電圧以下となったとき
に、残りのスイッチング素子の駆動を停止するよう構成
されてなるものである。

【０００９】かかる方法によれば、電源電圧が、第１の
所定電圧以下となったときに、例えば、いわゆるローサ
イドのスイッチング素子の駆動が停止され、それによっ
て、ステータコイルへの通電が停止されることとなり、
ロータは慣性力による回転状態とされる。このロータの
慣性力による回転によって、ステータコイルには、逆起
電力が生ずるが、電源電圧が第２の所定電圧以下となる
までは、残りのスイッチング素子であるいわゆるハイサ
イド、すなわち一端が電源側に接続されたスイッチング
素子が未だオン・オフされているため、その逆起電力に
よるコイル電流がオン状態にあるスイッチング素子を介
して流されることで、従来のような環流ダイオードの瞬
時の通電に起因するコイル電流による異音の発生がなく
なるものである。

【００１０】請求項３記載の発明に係るブラシレスモー
タの駆動制御装置は、電源とアースとの間でスイッチン
グ素子がブリッジ接続されて、ブラシレスモータのステ
ータコイルへの通電を行う通電駆動部と、ブラシレスモ
ータに設けられたホール素子の検出信号と、ブラシレス
モータの回転速度設定のため外部入力される信号とに基
づいて、前記通電駆動部のスイッチング素子の駆動を制
御する制御部と、を具備してなるブラシレスモータの駆
動制御装置であって、前記制御部は、前記ブラシレスモ
ータの回転速度設定のための信号入力が、第１の所定電
圧以下となったときに、前記ブリッジ接続されたスイッ
チング素子の内、前記アース側に一端が接続されている
スイッチング素子か、または、前記電源側に一端が接続
されたスイッチング素子の何れか一方側のスイッチング
素子の駆動を停止し、電源電圧が前記第１の所定電圧よ
りも小さな第２の所定電圧以下となったときに、残りの
スイッチング素子の駆動を停止するよう構成されてなる
ものである。

【００１１】かかる構成は、請求項１記載の発明に係る
ブラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御方法
を実行するに適したもので、制御部が特に、前記ブラシ
レスモータの回転速度設定のための信号入力が、第１の
所定電圧以下となったときに、前記ブリッジ接続された
スイッチング素子の内、前記アース側に一端が接続され
ているスイッチング素子か、または、前記電源側に一端
が接続されたスイッチング素子の何れか一方側のスイッ
チング素子の駆動を停止する一方、電源電圧が前記第１
の所定電圧よりも小さな第２の所定電圧以下となったと
きに、残りのスイッチング素子の駆動を停止するよう構
成されてなる点に特徴を有するものである。このように
構成された制御部により、請求項１記載の発明に係る駆
動制御方法と同様に、ステータコイルへの通電が停止さ
れた後のロータの慣性力による回転により生ずる逆起電
力によるコイル電流を、例えば、いわゆるハイサイド側
のオン状態にあるスイッチング素子を介して流すことが
できるので、従来のような環流ダイオードの瞬時の通電
に起因するコイル電流による異音の発生がなくなるもの
である。

【００１２】請求項４記載の発明に係るブラシレスモー
タの駆動制御装置は、電源とアースとの間でスイッチン
グ素子がブリッジ接続されて、ブラシレスモータのステ
ータコイルへの通電を行う通電駆動部と、ブラシレスモ
ータに設けられたホール素子の検出信号と、ブラシレス
モータの回転速度設定のため外部入力される信号とに基
づいて、前記通電駆動部のスイッチング素子の駆動を制
御する制御部と、を具備してなるブラシレスモータの駆
動制御装置であって、前記制御部は、電源電圧が、第１
の所定電圧以下となったときに、前記ブリッジ接続され
たスイッチング素子の内、前記アース側に一端が接続さ
れているスイッチング素子か、または、前記電源側に一
端が接続されたスイッチング素子の何れか一方側のスイ
ッチング素子の駆動を停止し、電源電圧が前記第１の所
定電圧よりも小さな第２の所定電圧以下となったとき
に、残りのスイッチング素子の駆動を停止するよう構成
されてなるものである。

【００１３】かかる構成は、請求項２記載の発明に係る
ブラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御方法
を実行するに適したもので、制御部が特に、電源電圧が
第１の所定電圧以下となったときに、前記ブリッジ接続
されたスイッチング素子の内、前記アース側に一端が接
続されているスイッチング素子か、または、前記電源側
に一端が接続されたスイッチング素子の何れか一方側の
スイッチング素子の駆動を停止する一方、電源電圧が前
記第１の所定電圧よりも小さな第２の所定電圧以下とな
ったときに、残りのスイッチング素子の駆動を停止する
よう構成されてなる点に特徴を有するものである。この
ように構成された制御部により、請求項２記載の発明に
係る駆動制御方法と同様に、ステータコイルへの通電が
停止された後のロータの慣性力による回転により生ずる
逆起電力によるコイル電流を、例えば、いわゆるハイサ
イド側のオン状態にあるスイッチング素子を介して流す
ことができるので、従来のような環流ダイオードの瞬時
の通電に起因するコイル電流による異音の発生がなくな
るものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１乃至図５を参照しつつ説明する。最初に、図１
を参照しつつこの発明の実施の形態における第１の回路
構成例について説明する。まず、ブラシレスモータ１に
ついて説明すれば、このブラシレスモータ１は、永久磁
石を用いてなるロータ２と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのステ
ータコイル３ａ〜３ｃと、ロータ２の周辺に適宜に配設
された３つのホール素子４ａ〜４ｃとを主たる構成要素
としてなる公知・周知のものである。

【００１５】一方、駆動制御装置Ｓは、通電駆動部５
と、制御部６とを主たる構成要素として構成されてなる
もので、後述するように、ホール素子４ａ〜４ｃの検出
信号に基づいて、通電駆動部５に対する制御信号が制御
部６において発生され、通電駆動部５によりステータコ
イル３ａ〜３ｃの励磁がなされ、ロータ２が回転される
ようになっているものである。

【００１６】通電駆動部５は、６つのスイッチング素子
がいわゆる三相ブリッジ接続されて、ステータコイル３
ａ〜３ｃに接続されており、制御部６からの制御信号に
応じて各スイッチング素子がいわゆるオン・オフされる
ようになっており（詳細は後述）、これによって直流電
源Ｖccからの直流電力が交流電力に変換されてステータ
コイル３ａ〜３ｃへ供給されるいわゆるインバータ回路
が構成されたものとなっている。すなわち、通電駆動部
５は、スイッチング素子としての６つの第１乃至第６の
ＭＯＳＦＥＴ１０〜１５を主たる構成要素として、こ
れら第１乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１０〜１５がいわゆ
る三相ブリッジ接続されてなるものである。ここで、こ
の回路構成例における第１乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１
０〜１５としては、Ｎチャンネルのものが用いられてい
る。

【００１７】通電駆動部５のより具体的な構成を説明す
れば、まず、第１のＭＯＳＦＥＴ１０のソースと第４
のＭＯＳＦＥＴ１３のドレインとが接続され、第１の
ＭＯＳＦＥＴ１０のドレインが電源側、第４のＭＯＳ
ＦＥＴ１３のソースがアース側となるように電源ライ
ン１７とアースとの間に直列接続されている。同様にし
て、第２のＭＯＳＦＥＴ１１と第５のＭＯＳＦＥＴ
１４とが、第２のＭＯＳＦＥＴ１１のドレインが電源
側となるようにして、電源ライン１７とアースとの間に
直列接続されている。さらに、第３のＭＯＳＦＥＴ１
２と第６のＭＯＳＦＥＴ１５とが、第３のＭＯＳＦ
ＥＴ１２のドレインが電源側となるようにして、同様に
電源ライン１７とアースとの間に直列接続されている。

【００１８】そして、第１のＭＯＳＦＥＴ１０のソー
スと第４のＭＯＳＦＥＴ１３のドレインとの接続点に
は、Ｕ相の第１のステータコイル３ａの一端及びＷ相の
第３のステータコイル３ｃの一端が接続されている。ま
た、第２のＭＯＳＦＥＴ１１のソースと第５のＭＯＳ
ＦＥＴ１４のドレインとの接続点には、Ｕ相の第１の
ステータコイル３ａの他端及びＶ相の第２のステータコ
イル３ｂの一端が接続されている。さらに、第３のＭＯ
ＳＦＥＴ１２のソースと第６のＭＯＳＥＦＴのド
レインとの接続点には、Ｖ相の第２のステータコイル３
ｂの他端及びＷ相の第３のステータコイル３ｃの他端が
接続されている。

【００１９】また、第１乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１０
〜１５の各ゲートは、制御部６の出力段に接続されてお
り、特に、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２の
ゲートには、後述するように第１乃至第３のホール素子
４ａ〜４ｃに応じたオン・オフのためのゲート信号が出
力されるようになっており、図１においては、このよう
なゲート信号を出力する制御部６の出力段を「Ｈｉロジ
ック出力」と表記してある。一方、第４乃至第６のＭＯ
ＳＦＥＴ１３〜１５の各ゲートには、後述するように
いわゆるＰＷＭ制御のための繰り返しパルス信号がゲー
ト信号として入力されるようになっており、図１におい
ては、このようなゲート信号を出力する制御部６の出力
段を「Ｌｏロジック（Duty出力）」と表記してある。

【００２０】なお、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０
〜１２のドレインは、電源スイッチ７を介して直流電源
８に接続されて、電源電圧Ｖccが印加されるようになっ
ている。また、電源スイッチ７の直流電源８に接続され
た一方の端子とは反対側の端子とアースとの間には、平
滑用の電解コンデンサ２１が接続されている。さらに、
第１乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１０〜１５には、それぞ
れ第１乃至第６の環流ダイオード２０ａ〜２０ｆが、そ
のアノード側が対応するＭＯＳＦＥＴのソース側とな
るように、ドレインとソースとの間に並列接続されてい
る。

【００２１】制御部６は、外部から入力される速度設定
信号Ｖ_INDと第１乃至第３のホール素子４ａ〜４ｃの検
出信号とを入力し、これらの入力信号に基づいて、第１
乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２のいわゆるオン・
オフ駆動のためのパルス信号を出力すると共に、第４乃
至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５をＰＷＭ制御するた
めの速度設定信号Ｖ_INDに対応したデューティ比を有す
る繰り返しパルス信号を出力するように構成されてなる
ものである。このような機能を有する回路は、例えば、
いわゆるディジタルＩＣとアナログＩＣとの組み合わせ
により構成され、この発明の実施の形態における制御部
６は、特に、論理回路の部分、すなわち、第１乃至第３
のホール素子４ａ〜４ｃからの検出信号に基づいて、第
１乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１０〜１５のオン・オフの
タイミングを設定する回路部分は、電源電圧が第２の所
定値としての略４ｖ以上であれば動作するようなものと
なっている。なお、このような論理回路の部分は、例え
ばＣＰＵを用いて簡易に実現することができる。そし
て、電源電圧が低下した場合に、如何なる電圧まで動作
可能かは、現実的には、使用されるＩＣや半導体素子の
電気的特性に依存することが大である。

【００２２】速度設定信号Ｖ_INDは、可変抵抗機２２に
より電源電圧Ｖccを基に生成される電圧信号となってい
る。すなわち、可変抵抗機２２の一端は、電源スイッチ
７を介して直流電源８に接続されるようになっており、
他端はアースに接続され、摺動端子２２ａが制御部６の
入力段に接続されている。そして、摺動端子２２ａを摺
動させることで、その摺動位置に応じた電圧が、速度設
定信号Ｖ_INDとして制御部６に印加されるようになって
いる。

【００２３】制御部６においては、入力された速度設定
信号Ｖ_INDの大きさに応じてＰＷＭ制御における繰り返
しパルス信号のデューティ比が設定されるようになって
いる。すなわち、例えば、図２に示されたように、速度
設定信号Ｖ_INDの増大し始める最初の部分にいわゆるヒ
ステリシス特性が設けられている点を除けば、全体的に
は、速度設定信号Ｖ_INDの増大に比例して第４乃至第６
のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５のゲートには、デューティ
比の大きな繰り返しパルス信号が印加されるようになっ
ている。ここで、制御部６は、速度設定信号Ｖ_INDが、
所定値Ｖ1（図２参照）以下となると第４乃至第６のＭ
ＯＳＦＥＴ１３〜１５へ対するＰＷＭ制御を停止する
ようになっており、この発明の実施の形態において、所
定値Ｖ1は例えば６ｖと設定されている。従来装置にお
いても、この制御部６に対応する部分は、ＣＰＵを中心
に構成されており、したがって、その場合には、殆ど新
たな構成要素の追加を要することなしに、いわゆるソフ
トウェアを変更ことで、上述したような、速度設定信号
Ｖ_INDの低下による第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３
〜１５の駆動停止は、対処可能である。

【００２４】また、制御部６は、電源スイッチ７を介し
て供給された直流電圧Ｖccを安定化し、かつ、図示され
ない回路の各部に必要な電圧へ変換して供給するいわゆ
る安定化回路（図示せず）を有している。さらにまた、
制御部６は、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２
のゲート電圧の発生のための昇圧回路（図示せず）を有
している。すなわち、直流電源８からの電圧Ｖccを昇圧
し、例えば、（Ｖcc＋１０）ｖ程度の電圧として、これ
を第１乃至第３のゲート電圧として出力するようにして
ある。

【００２５】次に、上記構成における動作について図３
を参照しつつ説明する。最初に、電源スイッチ７が閉成
されており、通常の制御状態にある場合について説明す
るが、この場合の動作は、従来のものと何等変わるとこ
ろがないので、以下、概略的に説明することとする。な
お、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）において、「Ｈ１」は第
１のホール素子４ａを、「Ｈ２」は第２のホール素子４
ｂを、「Ｈ３」は第３のホール素子４ｃを、それぞれ意
味するものとする。また、図３（Ｄ）乃至図３（Ｉ）に
おいて、「ＦＥＴ１」は第１のＭＯＳＦＥＴ１０を、
「ＦＥＴ２」は第２のＭＯＳＦＥＴ１１を、「ＦＥＴ
３」は第３のＭＯＳＦＥＴ１２を、「ＦＥＴ４」は第
４のＭＯＳＦＥＴ１３を、「ＦＥＴ５」は第５のＭＯ
ＳＦＥＴ１４を、「ＦＥＴ６」は第６のＭＯＳＦＥ
Ｔ１５を、それぞれ意味するものとする。また、図３
（Ｅ）、図３（Ｇ）及び図３（Ｉ）においては、ＰＷＭ
制御による波形が概略的に表されたものとなっている。

【００２６】まず、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０
〜１２は、第１乃至第３のホール素子４ａ〜４ｃの出力
信号の立ち上がり、立ち下がりに同期してオン・オフさ
れるようになっている。すなわち、第１のＭＯＳＦＥ
Ｔ１０は、第２のホール素子４ｂの出力信号の立ち上が
りに同期してオン状態とされ（図３（Ｂ）及び図３
（Ｄ）参照）、また、第３のホール素子４ｃの出力信号
の立ち上がりに同期してオフ状態とされるようになって
いる（図３（Ａ）及び図３（Ｄ）参照）。そして、第１
のＭＯＳＦＥＴ１０がオフとなると同時に、第３のホ
ール素子４ｃの出力信号の立ち上がりに同期して第２の
ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態とされるようになってい
る（図３（Ａ）及び図３（Ｆ）参照）。

【００２７】この後、第２のＭＯＳＦＥＴ１１は、第
１のホール素子４ａの出力信号の立ち上がりに同期して
オフ状態とされ（図３（Ｃ）及び図３（Ｆ）参照）、同
時に第３のＭＯＳＦＥＴ１２がオン状態とされるよう
になっている（図３（Ｃ）及び図３（Ｈ）参照）。そし
て、第３のＭＯＳＦＥＴ１２が、第２のホール素子４
ｂの出力信号の立ち上がりに同期してオフ状態とされる
（図３（Ｂ）及び図３（Ｈ）参照）と同時に、第１のＭ
ＯＳＦＥＴ１０が再びオン状態とされ（図３（Ｂ）及
び図３（Ｄ）参照）、以下、上述した動作が繰り返され
るようになっている。このように、第１乃至第３のＭＯ
ＳＦＥＴ１０〜１２は、第１乃至第３のホール素子４
ａ〜４ｃの出力信号の立ち上がり、立ち下がりに同期し
て順次オン・オフされるようになっている。

【００２８】これに対して、第４乃至第６のＭＯＳＦ
ＥＴ１３〜１５は、次述するように第１乃至第３のＭＯ
ＳＦＥＴ１０〜１２のオン・オフに伴い、いわゆるＰ
ＷＭ制御されるようになっている。すなわち、まず、第
４のＭＯＳＦＥＴ１３は、第２のホール素子４ｂの出
力信号の立ち下がりに同期してＰＷＭ制御が開始され、
第３のホール素子４ｃの出力信号の立ち下がりに同期し
てＰＷＭ制御が終了されてオフ状態とされるようになっ
ている（図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｅ）参
照）。

【００２９】この第４のＭＯＳＦＥＴ１３がＰＷＭ制
御されている期間を、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１
０〜１２の動作期間との関係で見ると、第２のＭＯＳ
ＦＥＴ１１がオン状態の略中間点から第３のＭＯＳＦ
ＥＴ１２がオン状態の略中間点までとなっている（図３
（Ｅ）、図３（Ｆ）及び図３（Ｈ）参照）。そして、第
４のＭＯＳＦＥＴ１３に対するＰＷＭ制御が終了され
ると同時に、第５のＭＯＳＦＥＴ１４が同様にＰＷＭ
制御されることとなる（図３（Ｅ）及び図３（Ｇ）参
照）。

【００３０】この第５のＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ制
御されるのは、第３のＭＯＳＦＥＴ１２の導通期間の
略中間点から第１のＭＯＳＦＥＴ１０の導通期間の略
中間点までの間となっている（図３（Ｄ）、図３（Ｇ）
及び図３（Ｈ）参照）。この第５のＭＯＳＦＥＴ１４
に対するＰＷＭ制御が終了すると、次は、第６のＭＯＳ
ＦＥＴ１５が、第５のＭＯＳＦＥＴ１４に対するＰ
ＷＭ制御の終了と同時に同様にＰＷＭ制御されることと
なる（図３（Ｇ）及び図３（Ｉ）参照）。そして、第６
のＭＯＳＦＥＴ１５は、第１のＭＯＳＦＥＴ１０の
導通期間の略中点から第２のＭＯＳＦＥＴ１１の導通
期間の中点までの間、ＰＷＭ制御されるようになってい
る（図３（Ｄ）、図３（Ｅ）及び図３（Ｉ）参照）。

【００３１】この後、第６のＭＯＳＦＥＴ１５に対す
るＰＷＭ制御が終了されると、再び第４のＭＯＳＦＥ
Ｔ１３に対するＰＷＭ制御が行われ、以下、上述したよ
うにして第５及び第６のＭＯＳＦＥＴ１４，１５に対
するＰＷＭ制御が繰り返されるようになっている。な
お、ＰＷＭ制御による第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１
３〜１５のゲートに印加される繰り返しパルス信号のデ
ューディ比は、先に述べたように速度設定信号Ｖ_INDが
大きくなる程、換言すれば、ブラシレスモータ１の所望
回転速度が早い程大きくなるようになっている（図２参
照）。

【００３２】次に、上述のようないわゆる通常の制御状
態において、電源スイッチ７を開成した場合の動作につ
いて説明すれば、電源スイッチ７が開成されると、直流
電源８からの電圧供給は断たれるが、電解コンデンサ２
１があるために、電源ライン１７の電圧は、徐々に低下
してゆくこととなる。これに伴い速度設定信号Ｖ_INDも
徐々に低下することとなり、所定値Ｖ1を下回ると、制
御部６による第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５
に対するＰＷＭ制御は、先に述べたように、この所定値
Ｖ1を下回るとデューティ比が零となるように設定され
ているため、結局、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３
〜１５の駆動は完全に停止されることとなる。

【００３３】一方、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０
〜１２に対する駆動は、電源電圧の変化に対する制御部
６の特性として、先に述べたように略４ｖまでは、いわ
ゆる論理回路が機能するようになっているため、第１乃
至第３のホール素子４ａ〜４ｃの検出信号のレベル低下
や、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２のゲート
へ印加されるゲート信号の低下はあるものの、第４乃至
第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５の駆動が上述のように
完全に停止された後も、第１乃至第３のホール素子４ａ
〜４ｃの検出信号に応じて、先に説明した通常動作の場
合と基本的に同様にして、第１乃至第３のＭＯＳＦＥ
Ｔ１０〜１２は、順次オン・オフされることとなる。

【００３４】第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５
の駆動が停止された後は、第１乃至第３のステータコイ
ル３ａ〜３ｃへの通電はなくなるため、ロータ２は、慣
性力で回転を続け、徐々に回転速度が低回して停止する
ようになるが、この慣性力による回転の間、第１乃至第
３のステータコイル３ａ〜３ｃには、いわゆる逆起電圧
が発生する。

【００３５】この逆起電圧の発生に対し、従来は、電源
スイッチ７の開成により、第１乃至第６のＭＯＳＦＥ
Ｔ１０〜１５が共に駆動停止されていたため、逆起電圧
による第１乃至第３の環流ダイオード２０ａ〜２０ｃの
アノード側の電圧が、ダイオードを導通状態とする電圧
となると、第１乃至第３の環流ダイオード２０ａ〜２０
ｃの何れかが瞬時導通してコイル電流が瞬時的に流れる
ため、異音が発生して耳障りであった。例えば、図４
は、このような従来のブラシレスモータにおける環流ダ
イオードのアノード側（例えば図１を例に採れば、第１
乃至第３の環流ダイオード２０ａ〜２０ｃのアノード側
に相当）の電圧変化を示すもので、全体的な電圧降下の
中で、上述したように環流ダイオードが瞬時導通するこ
とで、電圧降下が生じていることを示されている。

【００３６】これに対して、この発明の実施の形態にお
いては、上述のように、電源スイッチ７が開成された後
であっても、電解コンデンサ２１があるために、電源ラ
イン１７の電圧は、即座に零とならず徐々に低下してゆ
くため、制御部６内での電圧が略４ｖを下回るまでは、
第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２が順次オン・
オフされ、逆起電圧によるコイル電流は、この第１乃至
第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２の何れかを流れること
となるため、従来のような異音の発生がなくなる。

【００３７】なお、上述した例においては、制御部６が
第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５のＰＷＭ制御
による駆動を停止する条件として、速度設定信号Ｖ_IND
が６ｖ以下とし、さらに、制御部６による第１乃至第３
のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２のオン・オフが停止される
条件として、制御部６への供給電圧が略４ｖ以下とした
が、勿論この値に限定される必要はない。すなわち、こ
の２つの値は、電源スイッチ７の開成による電源電圧の
低下の際、最初に第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜
１５の駆動が停止され、その後、第１乃至第３のＭＯＳ
ＦＥＴ１０〜１２の駆動が停止されるような値であれ
ば、種々選択され得るものである。

【００３８】また、通電駆動部５は、スイッチング素子
としてＭＯＳＦＥＴを用いた例を示したが、勿論他の
スイッチング素子（バイポーラトランジスタ、ＪＦＥＴ
等）であっても構わないものである。

【００３９】さらに、第１の所定電圧以下となったとき
に駆動停止とするＭＯＳＦＥＴと、第２の所定電圧以
下となったときに駆動停止とするＭＯＳＦＥＴとを、
上述した例とは逆にしてもよい。すなわち、電源スイッ
チ７が開成され、速度設定信号Ｖ_INDが第１の所定電圧
Ｖ1以下となったときに、まず、第１乃至第３のＭＯＳ
ＦＥＴ１０〜１２を駆動停止とする一方、電源電圧が
第２の所定電圧を下回るまでは、第４乃至第６のＭＯＳ
ＦＥＴ１３〜１５を駆動するようにしてもよい。な
お、この場合、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１
５は、ＰＷＭ制御ではなく、通常の動作状態における第
１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１３に対すると同様
なオン・オフが好ましい。

【００４０】次に、第２の回路構成例について、図５を
参照しつつ説明する。なお、図１に示された構成要素と
同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳
細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明するこ
ととする。この第２の回路構成例は、通電駆動部５と制
御部６Ａとを主たる構成要素として構成されてなる点
は、図１に示された第１の回路構成例と同様であるが、
制御部６Ａが次述するような構成とされた点が異なるも
のである。すなわち、制御部６Ａは、位置検出回路（図
５においては「ＰＤＥ」と表記）２５と、回転設定回路
（図５においては「ＲＳＴ」と表記）２６と、Ｈｉ側出
力ロジック回路（図５においては「ＨＯＬ」と表記）２
７と、Ｌｏ側出力ロジック回路（図５においては「ＬＯ
Ｌ」と表記）と、電圧検出回路（図５においては「Ｖ
ＤＥ」と表記）２９と、定電圧回路（図５においては
「ＲＥＧ」と表記）３０とを具備して構成されたものと
なっている。

【００４１】位置検出回路２５は、第１乃至第３のホー
ル素子４ａ〜４ｃの検出信号を入力し、波形整形等を施
した後、所定の信号レベルで後述するＨｉ側出力ロジッ
ク回路２７及びＬｏ側出力ロジック回路２８へ検出信号
を出力するようになっているものである。回転設定回路
２６は、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５が速
度設定信号Ｖ_INDに対応したＰＷＭ制御がなされるよう
に、速度設定信号Ｖ_INDに対応したデューティ比の繰り
返しパルス信号を、Ｌｏ側出力ロジック回路２８に対し
て出力するようになっているものである。なお、速度設
定信号Ｖ_INDに対するデューティ比の変化は、先の第１
の回路構成例において参照した図２に示された特性と基
本的に同様であるが、この第２の回路構成例の場合、図
２の特性線図の横軸において、速度設定信号Ｖ_INDの最
大値は、直流電源８の電源電圧Ｖccではなく、後述する
ように定電圧回路３０の出力電圧（例えば５ｖ）とな
る。

【００４２】この第２の回路構成例においては、速度設
定を行うための可変抵抗器２２の一端が、制御部６Ａ内
に設けられた定電圧回路３０に接続されており、この定
電圧回路３０の電圧（例えば５ｖ）が印加されるように
なっている。そして、摺動子２２ａは、回転設定回路２
６の入力段に接続されている。なお、この定電圧回路３
０は、電源スイッチ７を介して供給される電源電圧を安
定化して所定の出力電圧（例えば５ｖ）として出力する
ようになっているものである。

【００４３】Ｈｉ側出力ロジック回路２７は、位置検出
回路２５からの出力信号に基づいて第１乃至第３のＭＯ
ＳＦＥＴ１０〜１２をいわゆるオン・オフ駆動するよ
うになっているものである。また、Ｌｏ側出力ロジック
回路２８は、回転設定回路２６からの出力信号と、位置
検出回路２５からの出力信号に基づいて第４乃至第６の
ＭＯＳＦＥＴ１３〜１５をＰＷＭ制御によるオン・オ
フ駆動するようになっているものである。

【００４４】電圧検出回路２９は、電源電圧の所定値へ
の低下を検出し、その検出結果に応じて回転設定回路２
６、Ｈｉ側出力ロジック回路２７及びＬｏ側出力ロジッ
ク回路２８へ動作停止のための制御信号を出力するよう
になっているものである。すなわち、この電圧検出回路
２９は、電源電圧が第１の所定電圧Ｖ1（例えば６ｖ）
を下回ったのを検出すると、回転設定回路２６へ対し
て、回転設定回路２６からの出力が停止されるよう制御
信号を出力すると同時に、Ｌｏ側出力ロジック回路２８
へ対しても第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５に
対する駆動動作を停止させるための制御信号を出力する
ようになっている。ここで、この第１の所定電圧Ｖ1
は、定電圧回路３０が正常に所定電圧を出力することが
できる電源電圧の最低値という観点から決定されるもの
である。

【００４５】さらに、電圧検出回路２９は、電源電圧が
第２の所定電圧Ｖ2（例えば４ｖ）を下回ったのを検出
すると、Ｈｉ側出力ロジック回路２７へ対して第１乃至
第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２へ対する駆動制御を停
止させるための制御信号を出力するようになっている。

【００４６】しかして、上記構成における動作につい
て、図３を参照しつつ説明する。最初に、通常の動作状
態は、図１に示された第１の回路構成例で図３を参照し
つつ説明したと基本的に同様であるので、概略的な説明
に留めることとする。すなわち、第１乃至第３のＭＯＳ
ＦＥＴ１０〜１２は、第１乃至第３のホール素子４ａ
〜４ｃの検出信号が入力される位置検出回路２５からの
出力信号に基づいて、Ｈｉ側出力ロジック回路２７によ
りそれぞれのゲートへゲート信号が印加されることで、
第１乃至第３のホール素子４ａ〜４ｃの立ち上がり立ち
下がりに同時してオン・オフされる（図３（Ａ）乃至図
３（Ｄ）、図３（Ｆ）及び図３（Ｈ）参照）。

【００４７】そして、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１
３〜１５は、回転設定回路２６から出力される繰り返し
パルス信号に応じてＬｏ側出力ロジック回路２８を介し
てＰＷＭ制御によるオン・オフ駆動が施される結果（図
３（Ｅ）、図３（Ｇ）及び図３（Ｉ）参照）、第１乃至
第３のステータコイル３ａ〜３ｃに順に励磁電流が通電
され、ロータ２が回転するようになっている。

【００４８】次に、上述のようないわゆる通常の制御状
態において、電源スイッチ７を開成した場合の動作につ
いて説明すれば、電源スイッチ７が開成されると、直流
電源８からの電圧供給は断たれるが、電解コンデンサ２
１があるために、電源ライン１７の電圧は、徐々に低下
してゆくこととなる。そして、電圧検出回路２９によ
り、第１の所定電圧Ｖ1が検出されると、回転設定回路
２６及びＬｏ側出力ロジック回路２８へ対して動作停止
のための制御信号が出力され、そのため、第４乃至第６
のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５の駆動は完全に停止される
こととなる。

【００４９】一方、電圧検出回路２９により第２の所定
電圧Ｖ2（例えば４ｖ）が検出されるまでは、第１乃至
第３のホール素子４ａ〜４ｃの検出信号のレベル低下
や、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２のゲート
へ印加されるゲート信号の低下はあるものの、これら位
置検出回路２５及びＨｉ側出力ロジック回路２７が、電
源電圧が略４ｖ程度まで低下しても機能するような特性
となっているために、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１
３〜１５の駆動が上述のように完全に停止された後も、
第１乃至第３のホール素子４ａ〜４ｃの検出信号に応じ
て、先に説明した通常動作の場合と基本的に同様にし
て、第１乃至第３のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２は、順次
オン・オフされることとなる。

【００５０】第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５
の駆動が停止された後は、第１乃至第３のステータコイ
ル３ａ〜３ｃへの通電はなくなるため、ロータ２は、慣
性力で回転を続け、徐々に回転速度が低回して停止する
ようになるが、この慣性力による回転の間、第１乃至第
３のステータコイル３ａ〜３ｃには、いわゆる逆起電圧
が発生する。

【００５１】しかしながら、第１の回路構成例で説明し
たと同様に、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５の
駆動が停止された後であっても、電源電圧が第２の所定
電圧Ｖ2を下回るまでは、上述したように第１乃至第３
のＭＯＳＦＥＴ１０〜１２が順次オン・オフされるた
め、逆起電圧によるコイル電流は、この第１乃至第３の
ＭＯＳＦＥＴ１０〜１２の何れかを流れることとな
り、従来のような異音の発生がなくなる。

【００５２】なお、上述した例における第１及び第２の
所定電圧Ｖ1，Ｖ2の具体的数値は、先の第１の回路構成
例で説明したと同様、これに限定される必要はないもの
で、この２つの値は、電源スイッチ７の開成による電源
電圧の低下の際、最初に第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ
１３〜１５の駆動が停止され、その後、第１乃至第３の
ＭＯＳＦＥＴ１０〜１２の駆動が停止されるような値
であれば、種々選択され得るものである。

【００５３】さらに、第１の所定電圧Ｖ1以下となった
ときに駆動停止するＭＯＳＦＥＴと、第２の所定電圧
Ｖ2以下となったときに駆動停止とするＭＯＳＦＥＴ
とを上述した例とは逆にしてもよい。すなわち、電源ス
イッチ７が開成され、電圧検出回路２９により第１の所
定電圧Ｖ1が検出された際、まず、第１乃至第３のＭＯ
ＳＦＥＴ１０〜１２を駆動停止とし、その後、電圧検
出回路２９により電源電圧の第２の所定電圧Ｖ2への低
下が検出されるまでは、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ
１３〜１５を駆動するようにしてもよい。なお、この場
合、第４乃至第６のＭＯＳＦＥＴ１３〜１５は、ＰＷ
Ｍ制御ではなく、通常の動作状態における第１乃至第３
のＭＯＳＦＥＴ１０〜１３に対すると同様なオン・オ
フが好ましい。

【００５４】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
ブラシレスモータの通電が停止された後のロータの慣性
力による回転によりステータコイルに生ずる逆起電圧に
よるコイル電流を、ブリッジ接続されたスイッチング素
子の内、電源側に接続された半分のスイッチング素子
か、または、アース側に接続された半分のスイッチング
素子の何れか一方をオン状態にして流すようにしたの
で、スイッチング素子に並列接続された環流ダイオード
の瞬時の導通によるコイル電流の流通による従来のよう
な異音の発生がなくなり、使用者に不快感を与えるよう
なことがない。特に、制御部がいわゆるＣＰＵを中心に
構成された従来装置の場合には、現実的には、いわゆる
ソフトウェアを変更することで、実現可能であり、新た
な部品の追加を要することなく簡易に実現できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ
の駆動制御装置の第１の回路構成例を示す構成図であ
る。

【図２】速度設定信号と制御部から出力されるＰＷＭ制
御のためのパルス信号のデューティ比との関係を示す特
性線図である。

【図３】ＰＷＭ制御によるブラシレスモータの回転動作
を説明するための主要部のタイミング図であり、図３
（Ａ）は第３のホール素子の出力信号のタイミング図、
図３（Ｂ）は第２のホール素子の出力信号のタイミング
図、図３（Ｃ）は第１のホール素子の出力信号のタイミ
ング図、図３（Ｄ）は第１のＭＯＳＦＥＴのオン・オ
フのタイミング図、図３（Ｅ）は第４のＭＯＳＦＥＴ
のオン・オフのタイミング図、図３（Ｆ）は第２のＭＯ
ＳＦＥＴのオン・オフのタイミング図、図３（Ｇ）は
第５のＭＯＳＦＥＴのオン・オフのタイミング図、図
３（Ｈ）は第３のＭＯＳＦＥＴのオン・オフのタイミ
ング図、図３（Ｉ）は第６のＭＯＳＦＥＴのオン・オフ
のタイミング図である。

【図４】従来のブラシレスモータの駆動制御装置におい
て、一端が直流電源側に接続されたトランジスタと並列
に接続された環流ダイオードのアノード側における電圧
変化を示す特性線図である。

【図５】ブラシレスモータの駆動制御装置の第２の回路
構成例を示す構成図である。

【符号の説明】

２…ロータ４ａ…第１のホール素子４ｂ…第２のホール素子４ｃ…第３のホール素子５…通電駆動部６…制御部（第１の回路構成例）６Ａ…制御部（第２の回路構成例）７…電源スイッチ１７…電源ライン２５…位置検出回路２６…回転設定回路２７…Ｈｉ側出力ロジック回路２８…Ｌｏ側出力ロジック回路２９…電圧検出回路３０…定電圧回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井寛太埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源とアースとの間でスイッチング素子
がブリッジ接続され、ブラシレスモータに設けられたホ
ール素子の検出信号と、ブラシレスモータの回転速度設
定のため外部入力される信号とに基づいて、前記スイッ
チング素子の駆動が制御され、前記ブラシレスモータの
ステータコイルに通電がなされるよう構成されてなるブ
ラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御方法で
あって、前記ブラシレスモータの回転速度設定のための信号入力
が、第１の所定電圧以下となったときに、前記ブリッジ
接続されたスイッチング素子の内、前記アース側に一端
が接続されているスイッチング素子か、または、前記電
源側に一端が接続されたスイッチング素子の何れか一方
側のスイッチング素子の駆動を停止し、電源電圧が前記第１の所定電圧よりも小さな第２の所定
電圧以下となったときに、残りのスイッチング素子の駆
動を停止することを特徴とするブラシレスモータの駆動
制御装置における駆動制御方法。
【請求項２】電源とアースとの間でスイッチング素子
がブリッジ接続され、ブラシレスモータに設けられたホ
ール素子の検出信号と、ブラシレスモータの回転速度設
定のため外部入力される信号とに基づいて、前記スイッ
チング素子の駆動が制御され、前記ブラシレスモータの
ステータコイルに通電がなされるよう構成されてなるブ
ラシレスモータの駆動制御装置における駆動制御方法で
あって、電源電圧が、第１の所定電圧以下となったときに、前記
ブリッジ接続されたスイッチング素子の内、前記アース
側に一端が接続されているスイッチング素子か、また
は、前記電源側に一端が接続されたスイッチング素子の
何れか一方側のスイッチング素子の駆動を停止し、電源電圧が前記第１の所定電圧よりも小さな第２の所定
電圧以下となったときに、残りのスイッチング素子の駆
動を停止することを特徴とするブラシレスモータの駆動
制御装置における駆動制御方法。
【請求項３】電源とアースとの間でスイッチング素子
がブリッジ接続されて、ブラシレスモータのステータコ
イルへの通電を行う通電駆動部と、ブラシレスモータに設けられたホール素子の検出信号
と、ブラシレスモータの回転速度設定のため外部入力さ
れる信号とに基づいて、前記通電駆動部のスイッチング
素子の駆動を制御する制御部と、を具備してなるブラシレスモータの駆動制御装置であっ
て、前記制御部は、前記ブラシレスモータの回転速度設定の
ための信号入力が、第１の所定電圧以下となったとき
に、前記ブリッジ接続されたスイッチング素子の内、前
記アース側に一端が接続されているスイッチング素子
か、または、前記電源側に一端が接続されたスイッチン
グ素子の何れか一方側のスイッチング素子の駆動を停止
し、電源電圧が前記第１の所定電圧よりも小さな第２の所定
電圧以下となったときに、残りのスイッチング素子の駆
動を停止することを特徴とするブラシレスモータの駆動
制御装置。
【請求項４】電源とアースとの間でスイッチング素子
がブリッジ接続されて、ブラシレスモータのステータコ
イルへの通電を行う通電駆動部と、ブラシレスモータに設けられたホール素子の検出信号
と、ブラシレスモータの回転速度設定のため外部入力さ
れる信号とに基づいて、前記通電駆動部のスイッチング
素子の駆動を制御する制御部と、を具備してなるブラシレスモータの駆動制御装置であっ
て、前記制御部は、電源電圧が、第１の所定電圧以下となっ
たときに、前記ブリッジ接続されたスイッチング素子の
内、前記アース側に一端が接続されているスイッチング
素子か、または、前記電源側に一端が接続されたスイッ
チング素子の何れか一方側のスイッチング素子の駆動を
停止し、電源電圧が前記第１の所定電圧よりも小さな第２の所定
電圧以下となったときに、残りのスイッチング素子の駆
動を停止することを特徴とするブラシレスモータの駆動
制御装置。