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JP2006033946A - Controller of brushless motor and vehicle fan motor apparatus and control method of brushless motor - Google Patents

Controller of brushless motor and vehicle fan motor apparatus and control method of brushless motor Download PDF

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JP2006033946A
JP2006033946A JP2004206368A JP2004206368A JP2006033946A JP 2006033946 A JP2006033946 A JP 2006033946A JP 2004206368 A JP2004206368 A JP 2004206368A JP 2004206368 A JP2004206368 A JP 2004206368A JP 2006033946 A JP2006033946 A JP 2006033946A
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JP
Japan
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permanent magnet
stator winding
brushless motor
power supply
magnet rotor
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Abandoned
Application number
JP2004206368A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Ijima
寛人 井嶋
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Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller of a brushless motor for stably activating the brushless motor even if power is supplied from a power supply and fluctuated. <P>SOLUTION: The controller 30 of the brushless motor 20 rotates a rotor 22 without a sensor, and is provided with a power detecting means 39 for outputting a power detection signal Ed corresponding to power supplied from the power supply 40, and motor control means 30B, 30C for detecting a power fluctuation in the power supply 40 based on the power detection signal Ed outputted from the power detecting means 39, varying PWM duty ratios of drive signals Sup-Swn if power supplied from the power supply 40 is fluctuated when the permanent magnet rotor 22 is compulsorily rotated, and maintaining fixed power supplied to stator windings 21u, 21v, 21w. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置および車両用ファンモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法に係り、特にセンサレス方式のブラシレスモータの制御装置および車両用ファンモータ装置並びにブラシレスモータの制御方法に関する。   The present invention relates to a brushless motor control device, a vehicle fan motor device, and a brushless motor control method, and more particularly, to a sensorless brushless motor control device, a vehicle fan motor device, and a brushless motor control method.

従来から、ホール素子等の回転位置検出器を用いるのではなく、回転子の定常回転時に固定子巻線に誘起される誘起電圧を検出することによって回転子の回転位置検出を行うようにした所謂センサレス方式のブラシレスモータ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, the rotational position of the rotor is detected not by using a rotational position detector such as a Hall element, but by detecting an induced voltage induced in the stator winding during the steady rotation of the rotor. A sensorless brushless motor device is known (see, for example, Patent Document 1).

例えば、特許文献1に記載の例では、回転子の定常回転時に固定子巻線に誘起される誘起電圧を誘起電圧検出器によって検出し、この誘起電圧検出器から出力される誘起電圧信号に基づいてスイッチング信号を生成して回転子の速度制御を行っている。   For example, in the example described in Patent Document 1, an induced voltage induced in a stator winding during steady rotation of a rotor is detected by an induced voltage detector, and based on an induced voltage signal output from the induced voltage detector. Thus, the switching signal is generated to control the rotor speed.

ところで、上述の所謂センサレス方式のブラシレスモータ装置においては、回転子が停止した状態では固定子巻線に誘起電圧が誘起されないため、回転子の回転位置を検出することは不可能である。   By the way, in the above-described sensorless type brushless motor device, since the induced voltage is not induced in the stator winding in a state where the rotor is stopped, it is impossible to detect the rotational position of the rotor.

そこで、特許文献1に記載の例では、同期信号に基づいて生成したスイッチング信号をインバータ回路に与えることによって回転子を強制的に回転させる強制駆動を行い、その後、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいてスイッチング信号を生成して回転子の速度制御を行うセンサレス駆動に切り替えるようにしている。
特開平5−219784号公報(第3−4頁、図1)
Therefore, in the example described in Patent Document 1, the switching signal generated based on the synchronization signal is applied to the inverter circuit to forcibly drive the rotor and then induced in the stator winding. A switching signal is generated based on the induced voltage to switch to sensorless driving for controlling the speed of the rotor.
JP-A-5-219784 (page 3-4, FIG. 1)

しかしながら、上述のような所謂センサレス方式のブラシレスモータ装置は、供給電源が安定している状況の下では安定して起動することができるが、例えば、車両のように供給電源が変動する状況の下では安定して起動することができない虞がある。つまり、供給電源が足りない場合には起動することができない虞があり、供給電源が過剰である場合にはブラシレスモータに過大な電流が流れ固定子巻線等が破損する虞がある。   However, the so-called sensorless type brushless motor device as described above can start up stably under a situation where the power supply is stable, but for example, under a situation where the power supply fluctuates like a vehicle. Then, there is a possibility that it cannot start stably. That is, if there is not enough power supply, it may not be able to start, and if the power supply is excessive, an excessive current may flow through the brushless motor and the stator windings may be damaged.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、所謂センサレス方式のブラシレスモータを制御するための制御装置において、電源供給装置から供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能なブラシレスモータの制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor in a control device for controlling a so-called sensorless brushless motor even when the power supplied from the power supply device fluctuates. It is an object of the present invention to provide a brushless motor control device capable of stably starting a motor.

また、本発明の他の目的は、車両に搭載され所謂センサレス方式のブラシレスモータを備えてなる車両用ファンモータ装置において、車両用電源バッテリから供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能な車両用ファンモータ装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to stabilize the brushless motor even when the power supplied from the vehicle power supply battery fluctuates in a vehicle fan motor device equipped with a so-called sensorless brushless motor mounted on a vehicle. An object of the present invention is to provide a fan motor device for a vehicle that can be started up.

さらに、本発明の他の目的は、所謂センサレス方式のブラシレスモータを制御するための制御方法において、電源供給装置から供給される電源が変動した場合でも、ブラシレスモータを安定して起動させることが可能なブラシレスモータの制御方法を提供することにある。   Furthermore, another object of the present invention is a control method for controlling a so-called sensorless brushless motor, which can stably start the brushless motor even when the power supplied from the power supply device fluctuates. Another object of the present invention is to provide a control method for a brushless motor.

前記課題は、請求項1に記載のブラシレスモータの制御装置によれば、ブラシレスモータの起動時に同期信号に基づいて固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、前記ブラシレスモータの定常回転時に前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させてなるブラシレスモータの制御装置であって、電源供給装置から供給された電源を検出し当該検出電源に応じた電源検出信号を出力する電源検出手段と、該電源検出手段から出力された電源検出信号に基づいて前記電源供給装置における電源変動を検知すると共に、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持するモータ制御手段と、を備えたこと、により解決される。   According to the brushless motor control device of the first aspect, the problem is that the permanent magnet rotor is forcibly rotated by sequentially generating a drive magnetic field in the stator winding based on the synchronization signal when the brushless motor is started. And a brushless motor in which the permanent magnet rotor is rotated in a sensorless manner by sequentially switching the driving magnetic field of the stator winding based on the induced voltage induced in the stator winding during steady rotation of the brushless motor. A motor control device that detects power supplied from a power supply device and outputs a power detection signal corresponding to the detected power, and based on the power detection signal output from the power detection device A power supply fluctuation is detected in the power supply device, and the power supplied to the stator windings when the permanent magnet rotor is forcibly rotated is unified. Further comprising a motor control means for holding the, is solved by.

このように、本発明のブラシレスモータの制御装置は、電源供給装置から供給された電源を検出し当該検出電源に応じた電源検出信号を出力する電源検出手段と、該電源検出手段から出力された電源検出信号に基づいて前記電源供給装置における電源変動を検知すると共に、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持するモータ制御手段と、を備えているので、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、電源供給装置から供給された電源を一定の電源に補正してこれを固定子巻線に供給することができる。従って、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに固定子巻線に供給する電源は一定となる。   As described above, the brushless motor control device according to the present invention detects the power supplied from the power supply device and outputs a power detection signal corresponding to the detected power, and the power detection means outputs the power detection signal. Motor control means for detecting power fluctuations in the power supply device based on a power supply detection signal, and maintaining constant power supplied to the stator windings when the permanent magnet rotor is forcibly rotated Therefore, even if the power supplied from the power supply device fluctuates when the permanent magnet rotor is forcibly rotated, the power supplied from the power supply device is kept constant. And can be supplied to the stator winding. Therefore, the power supplied to the stator windings when the permanent magnet rotor is forcibly rotated is constant.

なお、本発明において、永久磁石回転子を強制的に回転させているときとは、永久磁石回転子の強制回転を継続させているときの他に、永久磁石回転子を強制的に起動させるときも含む概念である。   In the present invention, when the permanent magnet rotor is forcibly rotated, when the permanent magnet rotor is forcibly started in addition to when the permanent magnet rotor is continuously rotated, It is a concept that also includes

そして、請求項2に記載のように、前記モータ制御手段は、より具体的には、固定子巻線に接続され複数のスイッチング素子および整流素子がブリッジ接続されてなるインバータ回路と、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいてインバータ回路にスイッチング信号を出力するスイッチング信号生成回路と、を備え、スイッチング信号生成回路が、スイッチング信号のPWMデューティ比を可変することにより固定子巻線に供給する電源を一定に保持する構成である。このように構成されていると、電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給される電源を確実に一定に保持することが可能となる。また、スイッチング素子および整流素子がブリッジ接続されてなるインバータ回路に出力されるPWMデューティ比を可変することによって電源を補正する構成であるので、電源レギュレータ等によって電源を補正する構成と比較して電源損失を低く抑えることができる。   According to a second aspect of the present invention, more specifically, the motor control means includes an inverter circuit connected to the stator winding and a plurality of switching elements and rectifier elements being bridge-connected, and a stator winding. A switching signal generation circuit that outputs a switching signal to the inverter circuit based on an induced voltage induced in the wire, and the switching signal generation circuit supplies the stator winding by changing the PWM duty ratio of the switching signal The power supply to be held is kept constant. With such a configuration, even when the power supplied from the power supply device fluctuates, the power supplied to the stator winding can be reliably held constant. Further, since the power supply is corrected by changing the PWM duty ratio output to the inverter circuit in which the switching element and the rectifying element are bridge-connected, the power supply is compared with the structure in which the power supply is corrected by a power supply regulator or the like. Loss can be kept low.

また、請求項3に記載のように、モータ制御手段が永久磁石回転子を強制的に回転させる前に、固定子巻線の予め定めた相を通電して永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させるように構成されていると、永久磁石回転子と固定子の相を一致させた状態で永久磁石回転子を強制的に起動させることができる。これにより、永久磁石回転子の起動を円滑に行うことが可能となる。   Further, as described in claim 3, before the motor control means forcibly rotates the permanent magnet rotor, a predetermined phase of the stator winding is energized to rotate the permanent magnet rotor in advance. If it is configured to rotate to the position, the permanent magnet rotor can be forcibly started in a state where the phases of the permanent magnet rotor and the stator are matched. Thereby, it becomes possible to start the permanent magnet rotor smoothly.

さらに、請求項4に記載のように、モータ制御手段が永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、固定子巻線を通電する周期を徐々に短くして永久磁石回転子の回転数を増加させるように構成されていると、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態もしくは一致させた状態とすることができる。これにより、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することが可能となる。   Further, as described in claim 4, when the motor control means forcibly rotates the permanent magnet rotor, the period of energizing the stator winding is gradually shortened to rotate the permanent magnet rotor. When the number is increased, the phase of the induced voltage signal induced in the stator winding is changed to the phase of the synchronization signal for sequentially generating a magnetic field in the stator winding when the permanent magnet rotor is forcibly started. It is possible to make the state close to or coincide with each other. As a result, when the permanent magnet rotor is forcibly activated, the phase of the synchronization signal for sequentially generating a magnetic field in the stator winding is close to or coincident with the phase of the induced voltage signal induced in the stator winding. Thus, it is possible to shift from forced driving to sensorless driving.

また、請求項5に記載のように、モータ制御手段が永久磁石回転子を強制的に回転させることによって永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるように構成されていると、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。これにより、脱調やモータ停止等の不具合が生ずることなく強制駆動状態からセンサレス駆動状態への移行を円滑に行うことが可能となる。   In addition, as described in claim 5, when the motor control means forcibly rotates the permanent magnet rotor and the rotational speed of the permanent magnet rotor exceeds a predetermined value, the stator winding When the permanent magnet rotor is configured to rotate in a sensorless manner by sequentially switching the driving magnetic field of the stator winding based on the induced voltage, the stator winding is It is possible to shift from forced driving to sensorless driving in a state in which the phase of the synchronization signal for generating the magnetic field sequentially approaches or matches the phase of the induced voltage signal induced in the stator winding. This makes it possible to smoothly transition from the forced drive state to the sensorless drive state without causing problems such as step-out and motor stop.

そして、請求項6に記載のように、ブラシレスモータからなるファンモータと、ファンモータの回転に伴って回転するファンと、ファンモータを駆動させるコントローラと、コントローラに電源を供給する車両用電源バッテリと、を備えてなる車両用ファンモータ装置において、コントローラに、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いると好適である。   According to a sixth aspect of the present invention, a fan motor including a brushless motor, a fan that rotates as the fan motor rotates, a controller that drives the fan motor, and a vehicle power supply battery that supplies power to the controller, In the vehicular fan motor apparatus comprising the above, it is preferable to use the brushless motor control apparatus according to any one of claims 1 to 5 as the controller.

このように、本発明の車両用ファンモータ装置は、ファンモータを駆動させるコントローラに上記請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いているので、ブラシレスモータの永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、車両用電源バッテリから供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給する電源を一定とすることができる。   Thus, the vehicle fan motor device of the present invention uses the brushless motor control device according to any one of claims 1 to 5 as a controller for driving the fan motor. When the permanent magnet rotor is forcibly rotated, the power supplied to the stator windings can be kept constant even if the power supplied from the vehicle power supply battery fluctuates.

また、前記課題は、請求項7に記載のブラシレスモータの制御方法によれば、駆動磁界を発生する固定子巻線を備えた固定子と、永久磁石を備え前記固定子巻線から発生する駆動磁界により回転する回転子と、を備えたブラシレスモータの制御方法であって、前記固定子巻線の予め定めた相を通電して前記永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させる初期位置だしステップと、同期信号に基づいて前記固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて前記永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、電源供給装置から供給された電源を検出して前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持する強制駆動ステップと、前記永久磁石回転子を強制的に回転させることによって前記永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるセンサレス駆動ステップと、を備えてなること、により解決される。   Further, according to the brushless motor control method according to claim 7, the subject is a stator having a stator winding for generating a driving magnetic field, and a drive having a permanent magnet and generated from the stator winding. An initial position for energizing a predetermined phase of the stator winding to rotate the permanent magnet rotor to a predetermined rotational position. And a step of generating a driving magnetic field sequentially in the stator winding based on the synchronization signal to forcibly rotate the permanent magnet rotor and detecting the power supplied from a power supply device to detect the stator. A forcible driving step for maintaining a constant power supply to be supplied to the winding; and the fixed magnet when the rotational speed of the permanent magnet rotor exceeds a predetermined value by forcibly rotating the permanent magnet rotor. It is provided with a sensor-less driving step of sequentially switching the driving magnetic field of the stator winding based on the induced voltage induced in the windings is rotated by the sensorless system of the permanent magnet rotor, and is solved by.

このように、本発明のブラシレスモータの制御方法では、永久磁石回転子を強制的に回転させる前に、固定子巻線の予め定めた相を通電して永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させるので、永久磁石回転子と固定子の相を一致させた状態で永久磁石回転子を強制的に起動させることができる。これにより、永久磁石回転子の起動を円滑に行うことが可能となる。   As described above, in the brushless motor control method of the present invention, before the permanent magnet rotor is forcibly rotated, a predetermined phase of the stator winding is energized to set the permanent magnet rotor to a predetermined rotational position. Therefore, the permanent magnet rotor can be forcibly started in a state where the phases of the permanent magnet rotor and the stator are matched. Thereby, it becomes possible to start the permanent magnet rotor smoothly.

また、本発明では、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、一定の電源に補正してこれを固定子巻線に供給することができる。従って、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに固定子巻線に供給する電源は一定となる。   In the present invention, even if the power supplied from the power supply device fluctuates when the permanent magnet rotor is forcibly rotated, the power is supplied to the stator winding by correcting it to a constant power. Can be supplied. Therefore, the power supplied to the stator windings when the permanent magnet rotor is forcibly rotated is constant.

さらに、本発明では、永久磁石回転子を強制的に回転させることによって永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合には、固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるので、永久磁石回転子の強制起動時に固定子巻線に順次磁界を生じさせるための同期信号の位相を固定子巻線に誘起される誘起電圧信号の位相に近づけた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。これにより、ブラシレスモータを強制駆動状態からセンサレス駆動状態へ円滑に移行することが可能となる。   Further, according to the present invention, when the rotation speed of the permanent magnet rotor exceeds a predetermined value by forcibly rotating the permanent magnet rotor, it is based on the induced voltage induced in the stator winding. Since the permanent magnet rotor is rotated in a sensorless manner by sequentially switching the driving magnetic field of the stator winding, the phase of the synchronization signal for generating a magnetic field in the stator winding at the time of forced activation of the permanent magnet rotor is fixed to the stator. It is possible to shift from forced driving to sensorless driving in a state close to the phase of the induced voltage signal induced in the winding. As a result, the brushless motor can be smoothly shifted from the forced drive state to the sensorless drive state.

このように、本発明によれば、永久磁石回転子を強制的に回転させているときに電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給する電源を一定とすることができるので、ブラシレスモータを安定して起動させることができる。これにより、ブラシレスモータが起動することができないといった不具合や、ブラシレスモータに過大な電流が流れ固定子巻線等が破損するといった不具合が生じることを防止することが可能となる。   Thus, according to the present invention, even when the power supplied from the power supply device fluctuates when the permanent magnet rotor is forcibly rotated, the power supplied to the stator winding is constant. Therefore, the brushless motor can be started stably. As a result, it is possible to prevent a problem that the brushless motor cannot be started or a problem that an excessive current flows through the brushless motor and the stator windings are damaged.

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.

図1乃至図5は本発明の一実施形態を示す図で、図1は車両用ファンモータ装置の構成を示す説明図、図2は車両用ファンモータ装置の動作の流れを示すフローチャート、図3はブラシレスモータに誘起される誘起電圧信号を示す説明図、図4は回転位置検出信号と駆動信号を示す説明図、図5はブラシレスモータに供給される電圧を示す説明図である。   FIG. 1 to FIG. 5 are diagrams showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of the vehicle fan motor device, FIG. 2 is a flowchart showing the operation flow of the vehicle fan motor device, FIG. Is an explanatory diagram showing an induced voltage signal induced in the brushless motor, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a rotational position detection signal and a drive signal, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing a voltage supplied to the brushless motor.

はじめに、図1を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置の構成について説明する。
図1に示す本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置Sは、例えば、不図示の車両に設けられたエンジンのラジエータを冷却する冷却装置として好適に使用されるものであり、ファン10と、ファンモータ20と、制御装置としてのコントローラ30と、電源供給装置としての車両用電源バッテリ40と、上位コントローラ50を有して構成されている。
First, the configuration of a vehicle fan motor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A vehicle fan motor device S according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is preferably used as a cooling device that cools a radiator of an engine provided in a vehicle (not shown), for example. And a fan motor 20, a controller 30 as a control device, a vehicle power supply battery 40 as a power supply device, and a host controller 50.

ファン10は、不図示の車両に設けられたエンジンのラジエータの近傍に配置されるものであり、羽根11と回転シャフト12を有して構成されている。羽根11は、回転シャフト12に放射状に形成されており、回転シャフト12は、ファンモータ20の回転子22に連結されている。そして、本例のファン10は、ファンモータ20の駆動に伴って回転することができるようになっている。   The fan 10 is disposed in the vicinity of an engine radiator provided in a vehicle (not shown), and includes a blade 11 and a rotating shaft 12. The blades 11 are formed radially on the rotary shaft 12, and the rotary shaft 12 is connected to the rotor 22 of the fan motor 20. The fan 10 of this example can rotate as the fan motor 20 is driven.

ファンモータ20は、駆動磁界を発生する固定子21と、固定子21から発生する駆動磁界によって回転する回転子22を有して構成されている。固定子21には、Y字状に結線されたU相,V相,W相の固定子巻線21u,21v,21wが設けられており、回転子22には、N極とS極とを1極ずつ備えた永久磁石(図1において符号省略)が設けられている。   The fan motor 20 includes a stator 21 that generates a driving magnetic field and a rotor 22 that rotates by the driving magnetic field generated from the stator 21. The stator 21 is provided with U-phase, V-phase, and W-phase stator windings 21u, 21v, and 21w connected in a Y-shape, and the rotor 22 has an N pole and an S pole. A permanent magnet (not shown in FIG. 1) provided with one pole is provided.

コントローラ30は、車両用電源バッテリ40から電源供給を受けると共にファンモータ20を駆動させるものであり、例えば、ワンチップ化された電気回路や小型の制御装置等により構成される。本例のコントローラ30は、その内部にインバータ回路30Aと、ドライバ回路30Bと、モータ制御回路30Cと、回転位置検出回路30Dと、フィルタ回路30Eと、電源検出器30Fを主要な構成として有している。   The controller 30 is supplied with power from the vehicle power supply battery 40 and drives the fan motor 20 and is constituted by, for example, a one-chip electric circuit, a small control device, or the like. The controller 30 of this example includes an inverter circuit 30A, a driver circuit 30B, a motor control circuit 30C, a rotational position detection circuit 30D, a filter circuit 30E, and a power supply detector 30F as main components. Yes.

なお、インバータ回路30A、ドライバ回路30B、モータ制御回路30Cによって本発明に係るモータ制御手段が構成されており、ドライバ回路30Bとモータ制御回路30Cによって本発明に係るスイッチング信号生成回路が構成されている。   The inverter circuit 30A, the driver circuit 30B, and the motor control circuit 30C constitute a motor control unit according to the present invention, and the driver circuit 30B and the motor control circuit 30C constitute a switching signal generation circuit according to the present invention. .

インバータ回路30Aは、上アームおよび下アームとがブリッジ接続されたいわゆる全波駆動回路により構成されている。すなわち、インバータ回路30Aの上アームは、スイッチング素子33a,33b,33cおよびダイオード34a,34b,34cにより構成され、下アームは、スイッチング素子33d,33e,33fおよびダイオード34d,34e,34fにより構成されている。   The inverter circuit 30A is configured by a so-called full-wave drive circuit in which an upper arm and a lower arm are bridge-connected. That is, the upper arm of the inverter circuit 30A is composed of switching elements 33a, 33b, 33c and diodes 34a, 34b, 34c, and the lower arm is composed of switching elements 33d, 33e, 33f and diodes 34d, 34e, 34f. Yes.

スイッチング素子33a乃至33fは、nチャンネル型のMOSFETにより構成されており、陽極電源線35aと陰極電源線35bとの間で、U相,V相,W相の三相にブリッジ接続されている。スイッチング素子33a,33b,33cのドレインは、陽極電源線35aにそれぞれ接続されており、スイッチング素子33d,33e,33fのソースは、陰極電源線35bにそれぞれ接続されている。   The switching elements 33a to 33f are configured by n-channel MOSFETs, and are bridge-connected between the anode power supply line 35a and the cathode power supply line 35b in three phases of U phase, V phase, and W phase. The drains of the switching elements 33a, 33b, and 33c are connected to the anode power supply line 35a, and the sources of the switching elements 33d, 33e, and 33f are connected to the cathode power supply line 35b.

また、スイッチング素子33a乃至33fのゲートは、ドライバ回路30Bの出力端子にそれぞれ接続されており、スイッチング素子33a,33b,33cとスイッチング素子33d,33e,33fの各ブリッジ接続の中間部は、コントローラ30の外部出力端子32u,32v,32wを介して固定子巻線21u,21v,21wにそれぞれ配線接続されている。   The gates of the switching elements 33a to 33f are respectively connected to the output terminal of the driver circuit 30B. The intermediate part of each bridge connection between the switching elements 33a, 33b, 33c and the switching elements 33d, 33e, 33f is the controller 30. Are connected to the stator windings 21u, 21v, and 21w via the external output terminals 32u, 32v, and 32w, respectively.

そして、スイッチング素子33a,33b,33cは、ゲートに与えられるスイッチング信号に基づいて陽極電源線35aから固定子巻線21u、21v、21wへの電流の流れをスイッチングする。また、スイッチング素子33d,33e,33fは、ゲートに与えられるスイッチング信号に基づいて固定子巻線21u、21v、21wから陰極電源線35bへの電流の流れをスイッチングする。   Switching elements 33a, 33b and 33c switch the flow of current from anode power supply line 35a to stator windings 21u, 21v and 21w based on a switching signal applied to the gate. The switching elements 33d, 33e, and 33f switch the flow of current from the stator windings 21u, 21v, and 21w to the cathode power supply line 35b based on a switching signal given to the gate.

ダイオード34a乃至34fは、スイッチング素子33a乃至33fのスイッチングによって発生するサージ電圧を解放するためのものである。本例のダイオード34a乃至34fは、スイッチング素子33a乃至33fにそれぞれ並列接続されると共に、陽極電源線35aから陰極電源線35bへの電流の流れに対して逆方向になるように配線接続されている。なお、ダイオード34a乃至34fは、MOSFETからなるスイッチング素子33a乃至33fにそれぞれ内蔵されている。   The diodes 34a to 34f are for releasing a surge voltage generated by switching of the switching elements 33a to 33f. The diodes 34a to 34f in this example are connected in parallel to the switching elements 33a to 33f, respectively, and are wired so as to be in the opposite direction to the current flow from the anode power supply line 35a to the cathode power supply line 35b. . The diodes 34a to 34f are built in the switching elements 33a to 33f made of MOSFETs, respectively.

陽極電源線35aと陰極電源線35bとの間には、中性電位生成抵抗36a,36bが直列に接続されている。この中性電位生成抵抗36a,36bは、固定子巻線21u,21v,21wに発生する誘起電圧の中性電位を生成するためのものである。中性電位生成抵抗36aと中性電位生成抵抗36bの中間接続部は、信号線を介して後述する回転位置検出回路30Dの比較器38u,38v,38wにそれぞれ接続されている。   Neutral potential generating resistors 36a and 36b are connected in series between the anode power supply line 35a and the cathode power supply line 35b. The neutral potential generating resistors 36a and 36b are for generating a neutral potential of the induced voltage generated in the stator windings 21u, 21v, and 21w. Intermediate connection portions of the neutral potential generation resistor 36a and the neutral potential generation resistor 36b are connected to comparators 38u, 38v, and 38w of a rotational position detection circuit 30D, which will be described later, via signal lines, respectively.

ドライバ回路30Bは、スイッチング素子スイッチング素子33a乃至33fをスイッチングさせるためのものであり、モータ制御回路30Cから出力される駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swn(図4参照)に応じて所定のスイッチング信号を生成し、このスイッチング信号をスイッチング素子33a乃至33fのゲートに出力するように構成されている。   The driver circuit 30B is for switching the switching element switching elements 33a to 33f, and according to the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn (see FIG. 4) output from the motor control circuit 30C. A predetermined switching signal is generated, and the switching signal is output to the gates of the switching elements 33a to 33f.

モータ制御回路30Cは、例えば、マイクロコンピュータにより構成されており、その内部には、演算部37aと、バッファメモリ37bと、タイマ37cが備えられている。演算部37aは、上位コントローラ50から出力された制御信号Saに基づいて所定の演算を行うと共に、回転位置検出回路30Dから出力された回転位置検出信号Eu,Ev,Ewもしくはタイマ37cから出力される同期信号に基づいて六相の駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swnを生成する(図4参照)。   The motor control circuit 30C is configured by, for example, a microcomputer, and includes a calculation unit 37a, a buffer memory 37b, and a timer 37c. The calculation unit 37a performs a predetermined calculation based on the control signal Sa output from the host controller 50 and is output from the rotation position detection signals Eu, Ev, Ew output from the rotation position detection circuit 30D or the timer 37c. Based on the synchronization signal, six-phase drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, and Swn are generated (see FIG. 4).

バッファメモリ37bには、後に詳述するように、演算部37aで演算された電圧補正値(PWMデューティ比)を記憶する領域や、ファンモータ20の駆動状態を示すフラグをセットするための領域が形成されている。本例のファンモータ20の駆動状態としては、停止状態、強制駆動状態、センサレス駆動状態の三種類がある。これらの状態はバッファメモリ37bの記憶領域に記憶される。タイマ37cは、上位コントローラ50からの制御信号Saを受けて演算部37aに同期信号を出力するものである。なお、モータ制御回路30Cの動作詳細については後述する。   As will be described in detail later, the buffer memory 37b has an area for storing the voltage correction value (PWM duty ratio) calculated by the calculation unit 37a and an area for setting a flag indicating the driving state of the fan motor 20. Is formed. There are three types of driving states of the fan motor 20 in this example: a stopped state, a forced driving state, and a sensorless driving state. These states are stored in the storage area of the buffer memory 37b. The timer 37c receives the control signal Sa from the host controller 50 and outputs a synchronization signal to the calculation unit 37a. Details of the operation of the motor control circuit 30C will be described later.

回転位置検出回路30Dは、回転子22の回転に応じて固定子巻線21u,21v,21wに誘起された誘起電圧を検出するためのものであり、比較器38u,38v,38wを有して構成されている。比較器38u,38v,38wの一方の入力端子には、固定子巻線21u,21v,21wに生ずる誘起電圧信号Eu’,Ev’,Ew’(図3参照)がそれぞれ入力される。また、比較器38u,38v,38wの他方の入力端子には、中性電位生成抵抗36aと中性電位生成抵抗36bの中間接続部における基準電圧信号Esが入力される。比較器38u,38v,38wは、誘起電圧信号Eu’,Ev’,Ew’と基準電圧信号Es(以上、図3参照)の大小を比較してゼロクロス信号を生成し、これを回転位置検出信号Eu,Ev,Ew(図4参照)としてモータ制御回路30Cに出力する。   The rotational position detection circuit 30D detects an induced voltage induced in the stator windings 21u, 21v, and 21w according to the rotation of the rotor 22, and includes comparators 38u, 38v, and 38w. It is configured. The induced voltage signals Eu ', Ev', Ew '(see Fig. 3) generated in the stator windings 21u, 21v, 21w are input to one input terminals of the comparators 38u, 38v, 38w, respectively. Further, the reference voltage signal Es at the intermediate connection portion of the neutral potential generating resistor 36a and the neutral potential generating resistor 36b is input to the other input terminals of the comparators 38u, 38v, and 38w. The comparators 38u, 38v, 38w compare the magnitudes of the induced voltage signals Eu ′, Ev ′, Ew ′ and the reference voltage signal Es (see FIG. 3 above) to generate a zero cross signal, which is used as a rotational position detection signal. It outputs to the motor control circuit 30C as Eu, Ev, Ew (see FIG. 4).

フィルタ回路30Eは、インダクタL1およびコンデンサC1,C2を有して構成されている。このインダクタL1およびコンデンサC1,C2は、インバータ回路30Aのスイッチング動作に伴って陽極電源線35aおよび陰極電源線35bに生じたノイズ電流が車両用電源バッテリ40に流れることを抑制するためのものである。本例のコントローラ30では、このフィルタ回路30Eにより、車両用電源バッテリ40に接続された他の機器がインバータ回路30Aのスイッチングノイズにより誤作動することを防止できるようになっている。   The filter circuit 30E includes an inductor L1 and capacitors C1 and C2. The inductor L1 and the capacitors C1 and C2 are for suppressing the noise current generated in the anode power supply line 35a and the cathode power supply line 35b from flowing to the vehicle power supply battery 40 due to the switching operation of the inverter circuit 30A. . In the controller 30 of this example, the filter circuit 30E can prevent other devices connected to the vehicle power supply battery 40 from malfunctioning due to switching noise of the inverter circuit 30A.

コントローラ30には、電源端子31n,31pが設けられており、この電源端子31n,31pには、車両用電源バッテリ40に接続された陰極電源線42および陽極電源線41がそれぞれ接続されている。そして、コントローラ30内の陽極電源線35aには、電源検出手段としての電源検出器30Fが接続されている。電源検出器30Fは、車両用電源バッテリ40における供給電源の変動に応じた電源検出信号Edをモータ制御回路30Cに出力するように構成されている。   The controller 30 is provided with power terminals 31n and 31p, and a cathode power line 42 and an anode power line 41 connected to the vehicle power battery 40 are connected to the power terminals 31n and 31p, respectively. The anode power line 35a in the controller 30 is connected to a power detector 30F as a power detector. The power supply detector 30F is configured to output a power supply detection signal Ed corresponding to a change in power supply in the vehicle power supply battery 40 to the motor control circuit 30C.

車両用電源バッテリ40は、車載用の直流型蓄電池で構成され、ファンモータ20やコントローラ30に所定の電力(例えば、出力電圧12V)を供給することができるように構成されている。   The vehicle power supply battery 40 is configured by an in-vehicle DC storage battery, and is configured to supply predetermined power (for example, an output voltage of 12 V) to the fan motor 20 and the controller 30.

上位コントローラ50は、CPUやメモリ等を備えた演算処理回路より構成されたものであり、不図示のラジエータの内部に配設された冷却水温度センサや、車速度センサからの出力信号等を入力して、指令回転数を示す制御信号Saを生成する。そして、上位コントローラ50からの制御信号Saは、信号線および入力端子31aを介してモータ制御回路30Cに入力される。   The host controller 50 is composed of an arithmetic processing circuit including a CPU, a memory, and the like, and inputs an output signal from a cooling water temperature sensor or a vehicle speed sensor disposed in a radiator (not shown). Then, the control signal Sa indicating the command rotational speed is generated. The control signal Sa from the host controller 50 is input to the motor control circuit 30C through the signal line and the input terminal 31a.

また、上位コントローラ50と車両用電源バッテリ40とは、不図示の車両に設けられたイグニッションスイッチ64、ヒューズ65を介して接続されており、コントローラ30と車両用電源バッテリ40とを接続する陽極電源線41には、過電流防止のためのヒューズ66が設けられている。   The host controller 50 and the vehicle power supply battery 40 are connected to each other via an ignition switch 64 and a fuse 65 provided in a vehicle (not shown), and an anode power supply that connects the controller 30 and the vehicle power supply battery 40. The line 41 is provided with a fuse 66 for preventing overcurrent.

次に、図2乃至図5を参照しながら、上記構成からなる車両用ファンモータ装置Sの動作について説明する。
1.停止状態から初期位置だしを行い、その後、強制駆動に移行する処理について
先ず、コントローラ30に設けられたモータ制御回路30Cの演算部37aにおいて、ファンモータ20の回転数が0rpmであるか否か判断する(ステップS1)。ここで、演算部37aは、タイマ37cから出力された同期信号をカウントする。
Next, the operation of the vehicle fan motor apparatus S configured as described above will be described with reference to FIGS.
1. Regarding the process of starting the initial position from the stop state and then shifting to the forced drive First, in the calculation unit 37a of the motor control circuit 30C provided in the controller 30, it is determined whether or not the rotational speed of the fan motor 20 is 0 rpm. (Step S1). Here, the calculation unit 37a counts the synchronization signal output from the timer 37c.

そして、カウント値が一定になる前に、回転位置検出信号Eu,Ev,Ew(図3参照)の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出した場合には、ファンモータ20の回転数が0rpmを超えているか判断する。一方、回転位置検出信号Eu,Ev,Ew(図3参照)の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出する前に、カウント値がオーバーフローした場合には、ファンモータ20の回転数が0rpmであると判断する。   When the rising edge or falling edge of the rotational position detection signals Eu, Ev, Ew (see FIG. 3) is detected before the count value becomes constant, the rotational speed of the fan motor 20 exceeds 0 rpm. Judgment is made. On the other hand, if the count value overflows before the rising edge or the falling edge of the rotational position detection signals Eu, Ev, Ew (see FIG. 3) is detected, it is determined that the rotational speed of the fan motor 20 is 0 rpm. To do.

ここで、ファンモータ20の回転数が0rpmと判断した場合(ステップS1:N0)には、現段階の状態が強制駆動状態であるか否かを判断する(ステップS2)。ここで、演算部37aは、バッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされているか否かをチェックすることによりファンモータ20の駆動状態を判断する。   Here, when it is determined that the rotation speed of the fan motor 20 is 0 rpm (step S1: NO), it is determined whether or not the current stage state is a forced drive state (step S2). Here, the calculation unit 37a determines the driving state of the fan motor 20 by checking whether or not the flag indicating the forced driving state is set in the storage area of the buffer memory 37b.

なお、初期の状態では、バッファメモリ37bの記憶領域に停止状態を示すフラグがデフォルトとしてセットされている。従って、初回のルーチン処理では、ステップS2において、バッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される(ステップS2:NO)。   In the initial state, a flag indicating a stop state is set as a default in the storage area of the buffer memory 37b. Therefore, in the first routine process, it is determined in step S2 that the flag indicating the forced drive state is not set in the storage area of the buffer memory 37b (step S2: NO).

そして、上記ステップS2の処理において、バッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断した場合(ステップS2:NO)には、バッファメモリ37bの記憶領域に停止状態を示すフラグをセットする(ステップS3)。なお、デフォルトとしてバッファメモリ37bの記憶領域には既に停止状態を示すフラグがセットされているので、初回の処理では、実質的にはステップS3の処理を行わずにステップS4の処理に移行する。   If it is determined in the process of step S2 that the flag indicating the forced drive state is not set in the storage area of the buffer memory 37b (step S2: NO), a stop state is set in the storage area of the buffer memory 37b. The flag shown is set (step S3). Since the flag indicating the stop state is already set in the storage area of the buffer memory 37b as a default, in the first process, the process proceeds to the process of step S4 substantially without performing the process of step S3.

ステップS4の処理では、上位コントローラ50からの指令回転数(制御信号Sa)の有無を判断する(ステップS4)。ここで、上位コントローラ50からの指令回転数が有ると判断した場合(ステップS4:YES)には、現段階の状態がセンサレス駆動状態であるか否かを判断する(ステップS5)。ここで、演算部37aは、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされているか否かをチェックすることによりファンモータ20の駆動状態を判断する。   In the process of step S4, it is determined whether or not there is a command rotational speed (control signal Sa) from the host controller 50 (step S4). If it is determined that there is a command rotational speed from the host controller 50 (step S4: YES), it is determined whether or not the current stage state is a sensorless drive state (step S5). Here, the computing unit 37a determines the driving state of the fan motor 20 by checking whether or not the flag indicating the sensorless driving state is set in the storage area of the buffer memory 37b.

なお、初期の状態では、上述のように、バッファメモリ37bの記憶領域に停止状態を示すフラグがデフォルトとしてセットされているので、ステップS5においては、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される(ステップS5:NO)。   In the initial state, as described above, the flag indicating the stop state is set as the default in the storage area of the buffer memory 37b. Therefore, in step S5, the sensorless drive state is indicated in the storage area of the buffer memory 37b. It is determined that the flag is not set (step S5: NO).

続いて、ファンモータ20の回転数を検出し、ファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数以下であるか判断する(ステップS6)。なお、初回の処理においてファンモータ20が停止している状態(空転等のない状態)では回転数はゼロであるので、ステップS6の処理では、ファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数以下であると判断される(ステップS6:YES)。   Subsequently, the rotational speed of the fan motor 20 is detected, and it is determined whether the rotational speed of the fan motor 20 is equal to or lower than a predetermined limit rotational speed (step S6). Since the rotation speed is zero when the fan motor 20 is stopped in the first process (the state where there is no idling or the like), the rotation speed of the fan motor 20 is set to a predetermined limit rotation in the process of step S6. It is determined that the number is less than or equal to the number (step S6: YES).

そして、ファンモータ20が強制駆動状態であるか否か判断する(ステップS7)。ここで、上述のように、デフォルトとしてバッファメモリ37bの記憶領域には既に停止状態を示すフラグがセットされているので、ステップS7の処理ではバッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される(ステップS7:NO)。続いて、ファンモータ20の回転子22を予め定められた回転位置に位置決めすべく初期位置だしを行う(ステップS8〜ステップS11)。   Then, it is determined whether or not the fan motor 20 is in a forced drive state (step S7). Here, as described above, since the flag indicating the stop state is already set in the storage area of the buffer memory 37b as a default, the flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b in the process of step S7. It is determined that it is not set (step S7: NO). Subsequently, an initial position is set to position the rotor 22 of the fan motor 20 at a predetermined rotational position (steps S8 to S11).

初期位置だしを行うには、先ず、演算部37aにおいてモータ出力初期値を設定する。このとき、演算部37aは、電源検出器30Fから出力される電源検出信号Edを検出して車両用電源バッテリ40からの出力電圧を検知する。そして、車両用電源バッテリ40からの出力電圧に対してファンモータ20に供給される電圧が予め定められた電圧初期値(例えば、3.6V;図5参照)となるPWMデューティ比を算出し、これをモータ出力初期値とする。   To perform the initial position setting, first, the motor output initial value is set in the calculation unit 37a. At this time, the calculating part 37a detects the output voltage from the vehicle power supply battery 40 by detecting the power supply detection signal Ed output from the power supply detector 30F. And the PWM duty ratio from which the voltage supplied to the fan motor 20 becomes a predetermined voltage initial value (eg, 3.6 V; see FIG. 5) with respect to the output voltage from the vehicle power supply battery 40 is calculated. This is the motor output initial value.

例えば、車両用電源バッテリ40の出力電圧が12Vである場合には、モータ出力初期値(PWMデューティ比)を30%に設定する。これにより、ファンモータ20に供給するモータ電圧を3.6Vとすることができる。そして、上述のようにして設定したモータ出力初期値を電圧補正値とし(ステップS8)、この電圧補正値をバッファメモリ37bに記憶する(ステップS9)。   For example, when the output voltage of the vehicle power supply battery 40 is 12V, the motor output initial value (PWM duty ratio) is set to 30%. Thereby, the motor voltage supplied to the fan motor 20 can be 3.6V. Then, the motor output initial value set as described above is used as a voltage correction value (step S8), and this voltage correction value is stored in the buffer memory 37b (step S9).

続いて、演算部37aは、バッファメモリ37bに記憶されている電圧補正値(この場合、PWMデューティ比30%)をモータ出力値とする(ステップS10)。本例では、このモータ出力値によって表されるPWMデューティ比を有するPWMチョッピングが駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに重畳される。そして、PWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnをドライバ回路30Bへ出力する。このとき、ファンモータ20の予め定めた相を通電するように駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが出力される。   Subsequently, the calculation unit 37a sets the voltage correction value (in this case, PWM duty ratio 30%) stored in the buffer memory 37b as the motor output value (step S10). In this example, PWM chopping having a PWM duty ratio represented by the motor output value is superimposed on the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn. Then, the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which the PWM chopping is superimposed are output to the driver circuit 30B. At this time, drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn are output so as to energize a predetermined phase of the fan motor 20.

これにより、回転子22に駆動磁界が生じ、この駆動磁界によって回転子22と固定子21の相が一致するように回転子22が所定の回転位置に位置決めされる。このように、本例では、回転子22と固定子21の相が一致するように回転子22が所定の回転位置に位置決めされることにより初期位置だしが行われる。このように初期位置だしを行うと、後述するように、回転子22と固定子21の相を一致させた状態で回転子22を強制的に起動させることができる。従って、回転子22の起動を円滑に行うことが可能である。   As a result, a driving magnetic field is generated in the rotor 22, and the rotor 22 is positioned at a predetermined rotational position so that the phases of the rotor 22 and the stator 21 coincide with each other. As described above, in this example, the initial position is determined by positioning the rotor 22 at a predetermined rotational position so that the phases of the rotor 22 and the stator 21 coincide with each other. When the initial position is set in this way, the rotor 22 can be forcibly started in a state in which the phases of the rotor 22 and the stator 21 coincide with each other, as will be described later. Accordingly, it is possible to smoothly start the rotor 22.

また、本例では、初期位置だしを行うときに車両用電源バッテリ40から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線21u,21v,21wに供給することができる。従って、回転子22の初期位置だしを行うときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線21u,21v,21wに供給する電圧を一定とすることができる。従って、回転子22の初期位置だしを確実に行うことができる。   Further, in this example, even when the output voltage supplied from the vehicle power supply battery 40 varies when performing the initial position adjustment, as described above, it is corrected to a constant voltage and this is fixed to the stator winding. 21u, 21v, 21w can be supplied. Therefore, even when a power supply fluctuation occurs when the initial position of the rotor 22 is performed, the voltage supplied to the stator windings 21u, 21v, and 21w can be made constant. Therefore, the initial position of the rotor 22 can be surely performed.

そして、回転子22の初期位置だしが終了したか否かを判断する(ステップS11)。初期位置だしが終了したか否かは、タイマ37cから出力された同期信号を演算部37aにおいてカウントし、一定時間が経過したことによって判断する。そして、初期位置だしが終了したと判断した場合(ステップS11:YES)には、ファンモータ20を強制駆動状態に移行させる(ステップS12〜ステップS15)。このとき、先ず、バッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグをセットする(ステップS12)。   Then, it is determined whether or not the initial position of the rotor 22 has been finished (step S11). Whether or not the initial position adjustment has been completed is determined by counting the synchronization signal output from the timer 37c in the calculation unit 37a and elapse of a predetermined time. If it is determined that the initial position adjustment has been completed (step S11: YES), the fan motor 20 is shifted to the forced drive state (steps S12 to S15). At this time, first, a flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b (step S12).

次に、演算部37aにおいてモータ出力初期値を設定し、これを電圧補正値とする(ステップS13)。初回のルーチン処理では、上述のように、初期位置だしを行った際に用いたモータ出力初期値(PWMデューティ比30%)を電圧補正値とする。続いて、この電圧補正値をバッファメモリ37bに記憶する(ステップS14)。ここでは、初期位置だしを行った際に用いたモータ出力初期値(PWMデューティ比30%)が電圧補正値としてバッファメモリ37bに記憶される。   Next, the motor output initial value is set in the calculation unit 37a, and this is set as a voltage correction value (step S13). In the first routine processing, as described above, the motor output initial value (PWM duty ratio 30%) used when the initial position adjustment is performed is used as the voltage correction value. Subsequently, the voltage correction value is stored in the buffer memory 37b (step S14). Here, the motor output initial value (PWM duty ratio 30%) used when the initial position adjustment is performed is stored in the buffer memory 37b as a voltage correction value.

そして、演算部37aは、バッファメモリ37bに記憶されている電圧補正値(この場合、PWMデューティ比30%)をモータ出力値とする(ステップS15)。本例では、このモータ出力値によって表されるPWMデューティ比を有するPWMチョッピングが駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに重畳される(図4参照)。そして、PWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnをドライバ回路30Bへ出力する。このとき、PWMチョッピングは、駆動信号Sup,Svp,Swp又は駆動信号Sun,Svn,Swnのいずれか又は双方に重畳される。なお、強制駆動時における駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnは、タイマ37cから出力される同期信号に同期して生成される。   Then, the calculation unit 37a sets the voltage correction value (in this case, PWM duty ratio 30%) stored in the buffer memory 37b as the motor output value (step S15). In this example, PWM chopping having a PWM duty ratio represented by the motor output value is superimposed on the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn (see FIG. 4). Then, the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which the PWM chopping is superimposed are output to the driver circuit 30B. At this time, the PWM chopping is superimposed on one or both of the drive signals Sup, Svp, Swp and the drive signals Sun, Svn, Swn. Note that the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, and Swn during forced driving are generated in synchronization with the synchronization signal output from the timer 37c.

このようにして、モータ制御回路30Cからドライバ回路30BへPWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが出力されると、ドライバ回路30Bによってスイッチング素子34a乃至34fのゲートへスイッチング信号が出力される。これにより、スイッチング素子34a乃至34fが順次スイッチングされる。   In this way, when the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which PWM chopping is superimposed are output from the motor control circuit 30C to the driver circuit 30B, the gates of the switching elements 34a to 34f are output by the driver circuit 30B. A switching signal is output. Thereby, the switching elements 34a to 34f are sequentially switched.

そして、スイッチング素子34a乃至34fが順次スイッチングされると、固定子巻線21u、21v、21wに所定の順序で電流が流れ、固定子巻線21u、21v、21wのうち、電流が流れた固定子巻線から駆動磁界が発せられ、ファンモータ20の強制駆動が開始する。このとき、上アームのスイッチング素子34a乃至34c又は下アームのスイッチング素子34d乃至34fがPWMチョッピングされるので、ファンモータ20に出力される見かけ上の電圧が3.6Vに維持される。   When the switching elements 34a to 34f are sequentially switched, a current flows through the stator windings 21u, 21v, and 21w in a predetermined order. Among the stator windings 21u, 21v, and 21w, the stator that has a current flowed. A driving magnetic field is generated from the winding, and forced driving of the fan motor 20 is started. At this time, since the switching elements 34a to 34c of the upper arm or the switching elements 34d to 34f of the lower arm are PWM chopped, the apparent voltage output to the fan motor 20 is maintained at 3.6V.

このように、本例では、強制駆動時に車両用電源バッテリ40から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線21u,21v,21wに供給することができる。従って、回転子22を強制的に起動させるときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線21u,21v,21wに供給する電圧を一定とすることができるので、ファンモータ20を安定して起動させることができる。   As described above, in this example, even when the output voltage supplied from the vehicle power supply battery 40 varies during forced driving, as described above, the output voltage is corrected to a constant voltage and this is fixed to the stator winding 21u, 21v and 21w can be supplied. Therefore, even when a power supply fluctuation occurs when the rotor 22 is forcibly started, the voltage supplied to the stator windings 21u, 21v, 21w can be made constant, so that the fan motor 20 can be stably operated. Can be activated.

また、本例では、スイッチング素子33a乃至33fおよびダイオード34a乃至34fがブリッジ接続されてなるインバータ回路30Aに出力されるPWMデューティ比を可変することにより固定子巻線21u,21v,21wに供給される電圧を補正する構成であるので、例えば、電源レギュレータ等によって電圧補正する構成と比較して電源損失を低く抑えることができる。   In this example, the PWM duty ratio output to the inverter circuit 30A in which the switching elements 33a to 33f and the diodes 34a to 34f are bridge-connected is varied to be supplied to the stator windings 21u, 21v, and 21w. Since the configuration is such that the voltage is corrected, for example, the power loss can be reduced compared to a configuration where the voltage is corrected by a power regulator or the like.

続いて、タイマ37cからの同期信号に基づいて駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnの切替タイミングを減算する(ステップS16)。すなわち、現在出力している駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swnの周期から所定の減算値を引いた値に駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swnの周期を設定更新する。これにより、固定子巻線21u,21v,21wを通電するタイミングが早まり、ファンモータ20の回転数が上昇する。そして、上記ステップS1の処理に移行する。   Subsequently, the switching timing of the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn is subtracted based on the synchronization signal from the timer 37c (step S16). That is, the cycle of the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn is set and updated to a value obtained by subtracting a predetermined subtracted value from the cycle of the currently output drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn. To do. As a result, the timing of energizing the stator windings 21u, 21v, 21w is advanced, and the rotational speed of the fan motor 20 is increased. Then, the process proceeds to step S1.

2.強制駆動時の処理について
上述のようにしてファンモータ20の固定子21の回転を強制的に行うと、回転子22が回転を開始する。そして、このようにして回転子22が強制的に回転をしている状態では、ファンモータ20の回転数が0rpmを超えているので、これにより、ステップS1の処理においてファンモータ20の回転数が0rpmを超えていると判断される(ステップS1:YES)。
2. About processing at the time of forcible driving When the stator 21 of the fan motor 20 is forcibly rotated as described above, the rotor 22 starts to rotate. In the state where the rotor 22 is forcibly rotating in this way, the rotational speed of the fan motor 20 exceeds 0 rpm. Thus, the rotational speed of the fan motor 20 is increased in the process of step S1. It is determined that it exceeds 0 rpm (step S1: YES).

続いて、上位コントローラ50からの指令回転数の有無を判断する(ステップS4)。ここで、上位コントローラ50からの指令回転数が無くなった場合には、上位コントローラ50からの指令回転数が無いと判断し(ステップS4:NO)、バッファメモリ37bに記憶してある電圧補正値(PWMデューティ比)をクリアする(ステップS17)。そして、バッファメモリ37bの記憶領域に停止状態を示すフラグをセットし(ステップS18)、上記ステップS1の処理に移行する。   Subsequently, the presence / absence of a command rotational speed from the host controller 50 is determined (step S4). Here, when there is no command rotation speed from the host controller 50, it is determined that there is no command rotation speed from the host controller 50 (step S4: NO), and the voltage correction value (NO in step S4) is stored in the buffer memory 37b. The PWM duty ratio is cleared (step S17). Then, a flag indicating a stop state is set in the storage area of the buffer memory 37b (step S18), and the process proceeds to step S1.

一方、上位コントローラ50からの指令回転数が継続して有る場合には、上位コントローラ50からの指令回転数が有ると判断する(ステップS4:YES)。続いて、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされているか否か判断する(ステップS5)。このとき、上述のようにして強制的にファンモータ20の駆動を開始した状態では、ステップS12によりバッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされている。従って、ステップS5の処理においては、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される(ステップS5:NO)。   On the other hand, if the command rotational speed from the host controller 50 continues, it is determined that there is a command rotational speed from the host controller 50 (step S4: YES). Subsequently, it is determined whether or not a flag indicating a sensorless driving state is set in the storage area of the buffer memory 37b (step S5). At this time, in the state where the drive of the fan motor 20 is forcibly started as described above, a flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b in step S12. Therefore, in the process of step S5, it is determined that the flag indicating the sensorless driving state is not set in the storage area of the buffer memory 37b (step S5: NO).

続いて、ファンモータ20の回転数を検出し、ファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数以下であるか判断する(ステップS6)。ここで、ファンモータ20を強制駆動させている状態において、ファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数以下であると判断した場合(ステップS6:YES)には、ファンモータ20が強制駆動状態であるか否か判断する(ステップS7)。このとき、ステップS12の処理においてバッファメモリ37bの記憶領域には強制駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップS7の処理ではバッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされていると判断される(ステップS7:YES)。   Subsequently, the rotational speed of the fan motor 20 is detected, and it is determined whether the rotational speed of the fan motor 20 is equal to or lower than a predetermined limit rotational speed (step S6). Here, in a state where the fan motor 20 is forcibly driven, if it is determined that the rotation speed of the fan motor 20 is equal to or less than a predetermined limit rotation speed (step S6: YES), the fan motor 20 is forced. It is determined whether or not it is in a driving state (step S7). At this time, since the flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b in the process of step S12, the flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b in the process of step S7. (Step S7: YES).

そして、演算部37aにおいて電圧補正値を設定する(ステップS19)。すなわち、演算部37aは、電源検出器30Fから出力される電源検出信号Edを検出して車両用電源バッテリ40からの出力電圧を検知する。そして、車両用電源バッテリ40からの出力電圧に対してファンモータ20に供給される電圧が予め定められた電圧初期値(例えば、3.6V;図5参照)となるPWMデューティ比を算出し、これを電圧補正値とする。   And the voltage correction value is set in the calculating part 37a (step S19). That is, the arithmetic unit 37a detects the output voltage from the vehicle power supply battery 40 by detecting the power supply detection signal Ed output from the power supply detector 30F. And the PWM duty ratio from which the voltage supplied to the fan motor 20 becomes a predetermined voltage initial value (eg, 3.6 V; see FIG. 5) with respect to the output voltage from the vehicle power supply battery 40 is calculated. This is the voltage correction value.

例えば、車両用電源バッテリ40に負荷等が加わり、車両用電源バッテリ40から出力される電圧が12Vから6Vに低下していた場合には、電圧補正値(PWMデューティ比)を60%に設定する。これにより、ファンモータ20に供給される見かけ上のモータ電圧を3.6Vに維持することができる。そして、上記のようにして設定した電圧補正値をバッファメモリ37bに記憶する(ステップS14)。   For example, when a load or the like is applied to the vehicle power supply battery 40 and the voltage output from the vehicle power supply battery 40 is reduced from 12 V to 6 V, the voltage correction value (PWM duty ratio) is set to 60%. . Thereby, the apparent motor voltage supplied to the fan motor 20 can be maintained at 3.6V. Then, the voltage correction value set as described above is stored in the buffer memory 37b (step S14).

そして、演算部37aは、バッファメモリ37bに記憶されている電圧補正値(この場合、PWMデューティ比60%)をモータ出力値とする(ステップS15)。本例では、このモータ出力値によって表されるPWMデューティ比を有するPWMチョッピングが駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに重畳される(図4参照)。そして、PWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnをドライバ回路30Bへ出力する。このとき、PWMチョッピングは、駆動信号Sup,Svp,Swp又は駆動信号Sun,Svn,Swnのいずれか又は双方に重畳される。これにより、ファンモータ20に供給される電圧が3.6Vに維持され、ファンモータ20の強制駆動が継続される。   Then, the calculation unit 37a sets the voltage correction value (in this case, the PWM duty ratio 60%) stored in the buffer memory 37b as the motor output value (step S15). In this example, PWM chopping having a PWM duty ratio represented by the motor output value is superimposed on the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn (see FIG. 4). Then, the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which the PWM chopping is superimposed are output to the driver circuit 30B. At this time, the PWM chopping is superimposed on one or both of the drive signals Sup, Svp, Swp and the drive signals Sun, Svn, Swn. Thereby, the voltage supplied to the fan motor 20 is maintained at 3.6 V, and the forced drive of the fan motor 20 is continued.

このように、本例では、強制駆動時に車両用電源バッテリ40から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線21u,21v,21wに供給することができる。従って、回転子22を強制的に回転させているときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線21u,21v,21wに供給する電圧を一定とすることができるので、ファンモータ20を安定して回転させることができる。   As described above, in this example, even when the output voltage supplied from the vehicle power supply battery 40 varies during forced driving, as described above, the output voltage is corrected to a constant voltage and this is fixed to the stator winding 21u, 21v and 21w can be supplied. Therefore, even when the power supply fluctuates when the rotor 22 is forcibly rotated, the voltage supplied to the stator windings 21u, 21v, 21w can be made constant, so that the fan motor 20 is stabilized. And can be rotated.

続いて、タイマ37cからの同期信号に基づいて駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swnの切替タイミングを減算する(ステップS16)。これにより、固定子巻線21u,21v,21wを通電するタイミングが早まり、ファンモータ20の回転数がさらに上昇する。そして、上記ステップS1の処理に移行し、上記ステップS1、ステップS4〜ステップS7、ステップS19、ステップS14〜ステップS16の強制駆動に係る処理を再び行う。このとき、ステップS6においてファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数を上回るまで、上記ステップS1、ステップS4〜ステップS7、ステップS19、ステップS14〜ステップS16の強制駆動に係る処理を行う。   Subsequently, the switching timing of the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn is subtracted based on the synchronization signal from the timer 37c (step S16). As a result, the timing of energizing the stator windings 21u, 21v, 21w is advanced, and the rotational speed of the fan motor 20 further increases. And it transfers to the process of said step S1, and performs the process which concerns on the forced drive of said step S1, step S4-step S7, step S19, step S14-step S16 again. At this time, until the rotational speed of the fan motor 20 exceeds a predetermined limit rotational speed in step S6, the process related to the forced drive in steps S1, S4 to S7, step S19, and steps S14 to S16 is performed. .

3.強制駆動からセンサレス駆動に移行する処理について
上記上記ステップS1、ステップS4〜ステップS7、ステップS19、ステップS14〜ステップS16の強制駆動に係る処理を繰り返し行うことによってファンモータ20の強制駆動における回転数が上昇すると、やがてファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数を上回る。なお、このリミット回転数は、回転位置検出回路30Dから出力される回転位置検出信号Eu,Ev,Ewと駆動信号Sup、Svp、Swp、Sun、Svn、Swnの位相差が所定値以下(もしくは位相が一致)となるときの回転数であり、予め定められたものである。
3. Regarding the process of shifting from forced drive to sensorless drive The number of revolutions in the forced drive of the fan motor 20 can be determined by repeatedly performing the process related to forced drive in the above-described step S1, step S4 to step S7, step S19, and step S14 to step S16. If it rises, the rotation speed of the fan motor 20 will eventually exceed a predetermined limit rotation speed. The limit rotational speed is such that the phase difference between the rotational position detection signals Eu, Ev, Ew output from the rotational position detection circuit 30D and the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn is less than a predetermined value (or phase). Is the predetermined number of revolutions.

次に、上記上記ステップS1、ステップS4〜ステップS7、ステップS19、ステップS14〜ステップS16の強制駆動に係る処理を繰り返し行うなかで、ステップS6においてファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数を上回ったと判断した場合(ステップS6:NO)には、ファンモータ20が強制駆動状態であるか否か判断する(ステップS20)。ここで、上述のように、ステップS12においてバッファメモリ37bの記憶領域には強制駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップS20の処理では強制駆動状態にあると判断される(ステップS20:YES)。   Next, while repeatedly performing the process related to the forced drive in the above-described step S1, step S4 to step S7, step S19, and step S14 to step S16, the rotational speed of the fan motor 20 is determined in advance in step S6. If it is determined that the number has been exceeded (step S6: NO), it is determined whether or not the fan motor 20 is in a forced drive state (step S20). Here, as described above, since the flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b in step S12, it is determined in the process of step S20 that the forced drive state is set (step S20: YES).

そして、ステップS20の処理において強制駆動状態にあると判断した場合(ステップS20:YES)には、ファンモータ20をセンサレス駆動状態に移行させる(ステップS21〜ステップS22)。このように、本例では、回転子22の強制起動時に固定子巻線21u,21v,21wに順次磁界を生じさせるための同期信号(タイマ37cより出力)の位相を固定子巻線21u,21v,21wに誘起される誘起電圧信号Eu,Ev,Ewの位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。従って、脱調やモータ停止等の不具合が生ずることなく強制駆動状態からセンサレス駆動状態への移行を円滑に行うことが可能である。   If it is determined in the process of step S20 that the motor is in the forced drive state (step S20: YES), the fan motor 20 is shifted to the sensorless drive state (steps S21 to S22). As described above, in this example, the phase of the synchronization signal (output from the timer 37c) for sequentially generating a magnetic field in the stator windings 21u, 21v, 21w when the rotor 22 is forcibly started is set to the stator windings 21u, 21v. , 21 w can be shifted from forced drive to sensorless drive in a state close to or in agreement with the phases of the induced voltage signals Eu, Ev, Ew. Therefore, it is possible to smoothly shift from the forced drive state to the sensorless drive state without causing problems such as step-out and motor stoppage.

そして、ステップS20の処理において強制駆動状態にあると判断した場合(ステップS20:YES)には、先ず、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグをセットする(ステップS21)。続いて、演算部37aは、出力オフセット値をモータ出力値とする。このときの出力オフセット値は、センサレス駆動状態に移行する直前の強制駆動状態の最後のルーチン処理においてバッファメモリ37bに記憶された電圧補正値(例えば、PWMデューティ比60%;図5参照)である。   If it is determined in step S20 that the forced drive state is set (step S20: YES), first, a flag indicating the sensorless drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b (step S21). Subsequently, the calculation unit 37a sets the output offset value as the motor output value. The output offset value at this time is a voltage correction value (for example, PWM duty ratio 60%; see FIG. 5) stored in the buffer memory 37b in the last routine process of the forced drive state immediately before shifting to the sensorless drive state. .

本例では、このモータ出力値によって表されるPWMデューティ比を有するPWMチョッピングが駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに重畳される(図4参照)。続いて、PWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnはドライバ回路30Bへ出力される。このとき、PWMチョッピングは、駆動信号Sup,Svp,Swp又は駆動信号Sun,Svn,Swnのいずれか又は双方に重畳される。なお、センサレス駆動時における駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnは、回転位置検出回路30Dから出力される回転位置検出信号Eu,Ev,Ewに同期して生成される。   In this example, PWM chopping having a PWM duty ratio represented by the motor output value is superimposed on the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn (see FIG. 4). Subsequently, the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which PWM chopping is superimposed are output to the driver circuit 30B. At this time, the PWM chopping is superimposed on one or both of the drive signals Sup, Svp, Swp and the drive signals Sun, Svn, Swn. Note that the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn during sensorless driving are generated in synchronization with the rotational position detection signals Eu, Ev, Ew output from the rotational position detection circuit 30D.

このようにして、モータ制御回路30Cからドライバ回路30BへPWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnが出力されると、ドライバ回路30Bによってスイッチング素子34a乃至34fのゲートにスイッチング信号が出力される。これにより、スイッチング素子34a乃至34fが順次スイッチングされる。   In this way, when the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which PWM chopping is superimposed are output from the motor control circuit 30C to the driver circuit 30B, the gates of the switching elements 34a to 34f are output by the driver circuit 30B. A switching signal is output to Thereby, the switching elements 34a to 34f are sequentially switched.

そして、スイッチング素子34a乃至34fが順次スイッチングされると、固定子巻線21u、21v、21wに所定の順序で電流が流れ、固定子巻線21u、21v、21wのうち、電流が流れた固定子巻線から駆動磁界が発せられ、ファンモータ20のセンサレス駆動が開始する。このとき、上アームのスイッチング素子34a乃至34c又は下アームのスイッチング素子34d乃至34fがPWMチョッピングされるので、ファンモータ20に出力される見かけ上の電圧が3.6Vに維持される。   When the switching elements 34a to 34f are sequentially switched, a current flows through the stator windings 21u, 21v, and 21w in a predetermined order. Among the stator windings 21u, 21v, and 21w, the stator that has a current flowed. A driving magnetic field is generated from the winding, and sensorless driving of the fan motor 20 is started. At this time, since the switching elements 34a to 34c of the upper arm or the switching elements 34d to 34f of the lower arm are PWM chopped, the apparent voltage output to the fan motor 20 is maintained at 3.6V.

このように、本例では、センサレス駆動に移行する際に、車両用電源バッテリ40から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、上述のように、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線21u,21v,21wに供給することができる。従って、回転子22を強制的に回転させているときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線21u,21v,21wに供給する電圧を一定とすることができるので、ファンモータ20を安定してセンサレス駆動に移行することができる。そして、この状態から徐々にPWMデューティ比を増加させる。これにより、ファンモータ20に供給される電圧が上昇し、ファンモータ20のトルクが増大する(図5参照)。   Thus, in this example, even when the output voltage supplied from the vehicle power supply battery 40 fluctuates when shifting to sensorless driving, the voltage is corrected to a constant voltage and fixed as described above. It can supply to the child windings 21u, 21v, 21w. Therefore, even when the power supply fluctuates when the rotor 22 is forcibly rotated, the voltage supplied to the stator windings 21u, 21v, 21w can be made constant, so that the fan motor 20 is stabilized. Thus, it is possible to shift to sensorless driving. Then, the PWM duty ratio is gradually increased from this state. As a result, the voltage supplied to the fan motor 20 increases and the torque of the fan motor 20 increases (see FIG. 5).

続いて、回転位置検出回路30Dから出力された回転位置検出信号Eu,Ev,Ewに基づいてファンモータ20の回転数を検知し、この検知した回転数と上位コントローラからの指令回転数を比例演算し、この演算した値に基づいてファンモータ20の回転数を一定に保つように制御する(ステップS23)。そして、上記ステップS1の処理に移行する。   Subsequently, the rotational speed of the fan motor 20 is detected based on the rotational position detection signals Eu, Ev, Ew output from the rotational position detection circuit 30D, and the detected rotational speed and a command rotational speed from the host controller are proportionally calculated. Based on the calculated value, control is performed so as to keep the rotational speed of the fan motor 20 constant (step S23). Then, the process proceeds to step S1.

4.センサレス駆動時の処理について
上述のようにして、ファンモータ20のセンサレス駆動を行っている状態では、ステップS21の処理においてバッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされている。従って、ステップS5の処理では、ファンモータ20がセンサレス駆動状態にあると判断される(ステップS5:YES)。
4). Processing at the time of sensorless driving As described above, in the state where the sensorless driving of the fan motor 20 is performed, the flag indicating the sensorless driving state is set in the storage area of the buffer memory 37b in the processing of step S21. Therefore, in the process of step S5, it is determined that the fan motor 20 is in the sensorless driving state (step S5: YES).

続いて、演算部37aは、回転位置検出回路30Dから出力された回転位置検出信号Eu,Ev,Ewに基づいてファンモータ20の回転数を検知し、この検知した回転数と上位コントローラ50からの指令回転数を比例演算し、この演算した値に基づいてファンモータ20の回転数を一定に保つように制御する(ステップS23)。そして、上記ステップS1の処理に移行し、上記ステップS1、ステップS4、ステップS5、ステップS23のセンサレス駆動に係る処理を再び行う。このとき、ステップS4において上位コントローラからの指令回転数が無くなるまで、上記ステップS1、ステップS4、ステップS5、ステップS23のセンサレス駆動に係る処理を行う。   Subsequently, the calculation unit 37a detects the rotational speed of the fan motor 20 based on the rotational position detection signals Eu, Ev, and Ew output from the rotational position detection circuit 30D, and the detected rotational speed and the upper controller 50 The command rotational speed is proportionally calculated, and control is performed so as to keep the rotational speed of the fan motor 20 constant based on the calculated value (step S23). And it transfers to the process of said step S1, and performs the process regarding the sensorless drive of said step S1, step S4, step S5, and step S23 again. At this time, the processing related to sensorless driving in step S1, step S4, step S5, and step S23 is performed until there is no command rotation speed from the host controller in step S4.

なお、図2において特に図示していないが、ファンモータ20のセンサレス駆動を行う際に、電源検出器30Fから出力される電源検出信号Edを検出して車両用電源バッテリ40からの出力電圧を検知し、車両用電源バッテリ40からの出力電圧に対してファンモータ20に供給される電圧が所定値となるように電圧補正しても良いことは勿論である。   Although not specifically shown in FIG. 2, when the sensorless drive of the fan motor 20 is performed, the output voltage from the vehicle power supply battery 40 is detected by detecting the power supply detection signal Ed output from the power supply detector 30F. Of course, the voltage supplied to the fan motor 20 may be corrected to a predetermined value with respect to the output voltage from the vehicle power supply battery 40.

そして、上記ステップS1、ステップS4、ステップS5、ステップS23のセンサレス駆動に係る処理を繰り返し行うなかで、上位コントローラ50からの指令回転数が無くなった場合には、上位コントローラ50からの指令回転数が無いと判断し(ステップS4:NO)、バッファメモリ37bに記憶してある電圧補正値(PWMデューティ比)をクリアする(ステップS17)。続いて、バッファメモリ37bの記憶領域に停止状態を示すフラグをセット(ステップS18)し、上記ステップS1の処理に移行する。   When the command rotational speed from the host controller 50 is lost while the processes related to the sensorless drive in steps S1, S4, S5, and S23 are repeated, the command rotational speed from the host controller 50 is It is determined that there is no voltage (step S4: NO), and the voltage correction value (PWM duty ratio) stored in the buffer memory 37b is cleared (step S17). Subsequently, a flag indicating a stop state is set in the storage area of the buffer memory 37b (step S18), and the process proceeds to step S1.

5.その他の処理について
5−1 外力によってファンモータ20が空転している状態からセンサレス駆動状態への移行処理
不図示の車両が走行することによって走行風を受けると、これによりファン10と共にファンモータ20が空転する。なお、このように、走行風を受けることによってファン10およびファンモータ20が空転していても、ファンモータ20を積極的に回転制御している状態ではないので、バッファメモリ37bの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされたままである。
5. 5-1 Regarding Other Processes 5-1 Transition Process from the State in which the Fan Motor 20 Spins Due to External Force to the Sensorless Drive State When a traveling wind (not shown) travels and receives the traveling wind, the fan motor 20 and the fan 10 are Idle. In this way, even if the fan 10 and the fan motor 20 are idling due to the running wind, the fan motor 20 is not actively controlled to rotate, so the storage area of the buffer memory 37b is not stored. The flag indicating the stop state remains set.

ここで、車両の走行速度が上昇すると、ファン10に当る走行風の量が増加するため、ファン10およびファンモータ20の回転数が徐々に増加する。このようにしてファンモータ20の回転数が増加すると、バッファメモリ37bの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされたままでありながら、ファンモータ20の回転数が強制駆動からセンサレス駆動に移行する閾値となるリミット回転数を超えることがある。   Here, when the traveling speed of the vehicle increases, the amount of traveling wind hitting the fan 10 increases, so that the rotational speeds of the fan 10 and the fan motor 20 gradually increase. When the rotational speed of the fan motor 20 increases in this way, the rotational speed of the fan motor 20 shifts from forced driving to sensorless driving while the flag indicating the stop state remains set in the storage area of the buffer memory 37b. It may exceed the limit rotational speed that is the threshold.

そして、本例では、このように、外力によってファンモータ20が空転し、この空転速度がリミット回転数を超えていた場合には、ファンモータ20の強制駆動を省き、停止状態(空転状態)から一気にセンサレス駆動状態に移行する。以下、停止状態(空転状態)から強制駆動を省いてセンサレス駆動状態に移行する処理について説明する。   In this example, when the fan motor 20 is idling due to an external force and the idling speed exceeds the limit rotation number, the fan motor 20 is forcibly driven and is stopped from the idling state (idling state). Transition to the sensorless drive state at once. Hereinafter, a process of shifting from the stop state (idle state) to the sensorless drive state while omitting the forced drive will be described.

走行風を受けることによってファン10およびファンモータ20が空転すると、ステップS1の処理においてファンモータ20の回転数が0rpmを超えていると判断される(ステップS1:YES)。続いて、上位コントローラ50からの指令回転数の有無を判断する(ステップS4)。そして、上述のように、走行風等の外力によってファンモータ20が空転しているときに、上位コントローラ50から指令回転数が出力された場合には、ステップS4において、上位コントローラ50からの指令回転数が有ると判断される(ステップS4:YES)。そして、この場合には、続いて現段階の状態がセンサレス駆動状態であるか否かを判断する(ステップS5)。   When the fan 10 and the fan motor 20 are idled by receiving the traveling wind, it is determined that the rotational speed of the fan motor 20 exceeds 0 rpm in the process of step S1 (step S1: YES). Subsequently, the presence / absence of a command rotational speed from the host controller 50 is determined (step S4). As described above, when the command motor speed is output from the host controller 50 when the fan motor 20 is idling due to an external force such as traveling wind, the command rotation from the host controller 50 is performed in step S4. It is determined that there is a number (step S4: YES). In this case, it is subsequently determined whether or not the current state is a sensorless driving state (step S5).

ここで、上述のように、走行風を受けることによってファン10およびファンモータ20が空転している状態であっても、ファンモータ20を積極的に回転制御している状態ではないので、バッファメモリ37bの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされたままである。従って、ステップS5の処理においては、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされていないと判断される(ステップS5:NO)。   Here, as described above, even when the fan 10 and the fan motor 20 are idling by receiving the traveling wind, the fan motor 20 is not actively controlled to rotate. The flag indicating the stop state is still set in the storage area 37b. Therefore, in the process of step S5, it is determined that the flag indicating the sensorless driving state is not set in the storage area of the buffer memory 37b (step S5: NO).

続いて、空転するファンモータ20の回転数を回転位置検出回路30Dから出力される回転位置検出信号Eu,Ev,Ewに基づいて検出し、ファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数以下であるか判断する(ステップS6)。そして、ステップS6においてファンモータ20の回転数が予め定められたリミット回転数を上回ったと判断した場合(ステップS6:NO)には、ファンモータ20が強制駆動状態であるか否か判断する(ステップS20)。ここで、上述のように、バッファメモリ37bの記憶領域には停止状態を示すフラグがセットされているので、ステップS20の処理では強制駆動状態にないと判断される(ステップS20:NO)。   Subsequently, the rotational speed of the idling fan motor 20 is detected based on rotational position detection signals Eu, Ev, and Ew output from the rotational position detection circuit 30D, and the rotational speed of the fan motor 20 is set to a predetermined limit rotational speed. It is determined whether the following is true (step S6). If it is determined in step S6 that the rotation speed of the fan motor 20 has exceeded a predetermined limit rotation speed (step S6: NO), it is determined whether the fan motor 20 is in a forced drive state (step S6). S20). Here, as described above, since the flag indicating the stop state is set in the storage area of the buffer memory 37b, it is determined that the forced drive state is not established in the process of step S20 (step S20: NO).

そして、ステップS24の処理に移行し、バッファメモリ37bの記憶領域にはセンサレス駆動状態を示すフラグをセットする(ステップS24)。続いて、演算部37aは、オフセット値(PWMデューティ比)を設定する。オフセット値を設定するには、先ず、電源検出器30Fから出力される電源検出信号Edを検出して車両用電源バッテリ40からの出力電圧を検知する。次に、車両用電源バッテリ40からの出力電圧に対してファンモータ20に供給される電圧が予め定められた電圧初期値(例えば、3.6V;図5参照)となるPWMデューティ比を算出する。そして、この算出したデューティ比をオフセット値とする。例えば、車両用電源バッテリ40から出力される電圧が9Vである場合には、オフセット値(PWMデューティ比)を40%に設定する。そして、このオフセット値を出力オフセット値とする(ステップS25)。   Then, the process proceeds to step S24, and a flag indicating the sensorless driving state is set in the storage area of the buffer memory 37b (step S24). Subsequently, the calculation unit 37a sets an offset value (PWM duty ratio). To set the offset value, first, the power supply detection signal Ed output from the power supply detector 30F is detected, and the output voltage from the vehicle power supply battery 40 is detected. Next, the PWM duty ratio is calculated such that the voltage supplied to the fan motor 20 becomes a predetermined voltage initial value (eg, 3.6 V; see FIG. 5) with respect to the output voltage from the vehicle power supply battery 40. . The calculated duty ratio is used as an offset value. For example, when the voltage output from the vehicle power supply battery 40 is 9 V, the offset value (PWM duty ratio) is set to 40%. This offset value is set as an output offset value (step S25).

続いて、上記出力オフセット値(この場合、PWMデューティ比40%)によって表されるPWMデューティ比を有するPWMチョッピングが駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnに重畳される(図4参照)。そして、PWMチョッピングが重畳された駆動信号Sup,Svp,Swp,Sun,Svn,Swnはドライバ回路30Bへ出力される。このとき、PWMチョッピングは、駆動信号Sup,Svp,Swp又は駆動信号Sun,Svn,Swnのいずれか又は双方に重畳される。これにより、ファンモータ20に供給される電圧が3.6Vに維持され、ファンモータ20のセンサレス駆動が開始される。   Subsequently, PWM chopping having a PWM duty ratio represented by the output offset value (in this case, 40% PWM duty ratio) is superimposed on the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn (see FIG. 4). ). Then, the drive signals Sup, Svp, Swp, Sun, Svn, Swn on which the PWM chopping is superimposed are output to the driver circuit 30B. At this time, the PWM chopping is superimposed on one or both of the drive signals Sup, Svp, Swp and the drive signals Sun, Svn, Swn. Thereby, the voltage supplied to the fan motor 20 is maintained at 3.6 V, and sensorless driving of the fan motor 20 is started.

このように、本例では、外力によってファンモータ20が空転し、この空転速度がリミット回転数を超えていた場合には、ファンモータ20の強制駆動を省き、停止状態(空転状態)から一気にセンサレス駆動状態に移行する。そして、センサレス駆動に移行した後に、回転位置検出回路30Dから出力された回転位置検出信号Eu,Ev,Ewに基づいてファンモータ20の回転数を検知し、この検知した回転数と上位コントローラ50からの指令回転数を比例演算し、この演算した値に基づいてファンモータ20の回転数を一定に保つように制御する(ステップS23)。そして、上記ステップS1の処理に移行する。   Thus, in this example, when the fan motor 20 is idling due to an external force and the idling speed exceeds the limit rotational speed, the forcible drive of the fan motor 20 is omitted, and the sensorless from the stopped state (idling state) is performed at once. Transition to the driving state. Then, after shifting to sensorless driving, the rotational speed of the fan motor 20 is detected based on the rotational position detection signals Eu, Ev, Ew output from the rotational position detection circuit 30D, and the detected rotational speed and the host controller 50 are detected. The command rotational speed is proportionally calculated, and control is performed so as to keep the rotational speed of the fan motor 20 constant based on the calculated value (step S23). Then, the process proceeds to step S1.

5−2 強制駆動状態又はセンサレス駆動状態においてファンモータ20の回転数が低下したときの処理
本例の車両用ファンモータ装置Sにおいては、ファンモータ20の回転数が50rpm以下では、回転位置検出信号Eu,Ev,Ewの立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出する前に、カウント値がオーバーフローするように設定されている。従って、強制駆動状態やセンサレス駆動状態において外乱等の影響によりファンモータ20の回転数が低下し、ファンモータ20の回転数が50rpm以下となった場合には、演算部37aにおいてファンモータ20の回転数が0rpmであると判断される(ステップS1:NO)。
5-2 Processing when the rotational speed of the fan motor 20 decreases in the forced drive state or the sensorless drive state In the vehicle fan motor device S of this example, when the rotational speed of the fan motor 20 is 50 rpm or less, the rotational position detection signal The count value is set to overflow before the rising edge or falling edge of Eu, Ev, Ew is detected. Therefore, when the rotational speed of the fan motor 20 is reduced due to the influence of disturbance or the like in the forced driving state or the sensorless driving state, and the rotational speed of the fan motor 20 becomes 50 rpm or less, the rotation of the fan motor 20 is performed in the calculation unit 37a. It is determined that the number is 0 rpm (step S1: NO).

ここで、強制駆動状態にあるときにファンモータ20の回転数が低下した場合には、バッファメモリ37bの記憶領域に強制駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップS2の処理において強制駆動状態であると判断される(ステップS2:YES)。この場合には、以後、上記要領にて、ステップS4〜ステップS7、ステップS19、ステップS14〜ステップS16の強制駆動に係る処理を行う。   Here, when the rotational speed of the fan motor 20 decreases while in the forced drive state, the flag indicating the forced drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b, so the forced drive is performed in the process of step S2. The state is determined (step S2: YES). In this case, thereafter, the process related to the forced drive in steps S4 to S7, step S19, and steps S14 to S16 is performed as described above.

一方、センサレス駆動状態にあるときにファンモータ20の回転数が低下した場合には、バッファメモリ37bの記憶領域にセンサレス駆動状態を示すフラグがセットされているので、ステップS2の処理において強制駆動状態ではないと判断される(ステップS2:NO)。この場合には、バッファメモリ37bの記憶領域に停止状態を示すフラグをセットし、以後、上記要領にて、ステップS4〜ステップS18の停止状態に係る処理を行う。   On the other hand, when the rotational speed of the fan motor 20 decreases in the sensorless drive state, the flag indicating the sensorless drive state is set in the storage area of the buffer memory 37b. (Step S2: NO). In this case, a flag indicating the stop state is set in the storage area of the buffer memory 37b, and thereafter, the processing related to the stop state in steps S4 to S18 is performed as described above.

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(イ)本実施形態によれば、強制駆動時に車両用電源バッテリ40から供給される出力電圧に変動が生じた場合でも、一定の電圧に補正してこれを固定子巻線21u,21v,21wに供給することができる。従って、回転子22を強制的に回転させているときに電源変動が生じた場合でも、固定子巻線21u,21v,21wに供給する電圧を一定とすることができるので、ブラシレスモータを安定して起動させることができる。これにより、ブラシレスモータが起動することができないといった不具合や、ブラシレスモータに過大な電流が流れ固定子巻線等が破損するといった不具合が生じることを防止することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects are obtained.
(A) According to the present embodiment, even when the output voltage supplied from the vehicle power source battery 40 during the forced driving is changed, the output voltage is corrected to a constant voltage and this is fixed to the stator windings 21u, 21v, 21w. Can be supplied to. Therefore, even when the power supply fluctuates when the rotor 22 is forcibly rotated, the voltage supplied to the stator windings 21u, 21v, 21w can be made constant, so that the brushless motor can be stabilized. Can be activated. As a result, it is possible to prevent a problem that the brushless motor cannot be started or a problem that an excessive current flows through the brushless motor and the stator windings are damaged.

(ロ)本実施形態によれば、スイッチング素子33a乃至33fおよびダイオード34a乃至34fがブリッジ接続されてなるインバータ回路30Aに出力されるPWMデューティ比を可変することにより固定子巻線21u,21v,21wに供給される電圧を補正する構成であるので、例えば、電源レギュレータ等によって電圧補正する構成と比較して電源損失を低く抑えることができる。   (B) According to the present embodiment, the stator windings 21u, 21v, and 21w are changed by varying the PWM duty ratio that is output to the inverter circuit 30A in which the switching elements 33a to 33f and the diodes 34a to 34f are bridge-connected. Therefore, for example, the power loss can be kept low compared to a configuration in which voltage is corrected by a power regulator or the like.

(ハ)本実施形態によれば、回転子22の強制起動時の前に、回転子22と固定子21の相が一致するように初期位置だしを行うので、回転子22と固定子21の相を一致させた状態で回転子22を強制的に起動させることができる。従って、回転子22の起動を円滑に行うことが可能である。   (C) According to the present embodiment, before the rotor 22 is forcibly activated, the initial position is set so that the phases of the rotor 22 and the stator 21 coincide with each other. The rotor 22 can be forcibly activated with the phases matched. Accordingly, it is possible to smoothly start the rotor 22.

(ニ)本実施形態によれば、回転子22の強制起動時に固定子巻線21u,21v,21wに順次磁界を生じさせるための同期信号(タイマ37cより出力)の位相を固定子巻線21u,21v,21wに誘起される誘起電圧信号Eu,Ev,Ewの位相に近づけた状態もしくは一致させた状態で強制駆動からセンサレス駆動に移行することができる。従って、脱調やモータ停止等の不具合が生ずることなく強制駆動状態からセンサレス駆動状態への移行を円滑に行うことが可能である。   (D) According to the present embodiment, the phase of the synchronization signal (output from the timer 37c) for sequentially generating a magnetic field in the stator windings 21u, 21v, 21w when the rotor 22 is forcibly started is set to the stator winding 21u. , 21v, 21w can be shifted from forced driving to sensorless driving in a state close to or in agreement with the phases of the induced voltage signals Eu, Ev, Ew. Therefore, it is possible to smoothly shift from the forced drive state to the sensorless drive state without causing problems such as step-out and motor stoppage.

なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。
すなわち、上記実施形態では、インバータ回路30Aが全波駆動回路で構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、インバータ回路30Aは、半波駆動回路で構成されていても良い。
The embodiment of the present invention can be modified as follows.
That is, in the above embodiment, the inverter circuit 30A is configured by a full-wave drive circuit, but the present invention is not limited to this. In addition, the inverter circuit 30A may be configured with a half-wave drive circuit.

上記各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想を以下に記載する。
ブラシレスモータと、該ブラシレスモータを駆動させるコントローラと、を備えてなるブラシレスモータ装置において、
前記コントローラに、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いたことを特徴とするブラシレスモータ装置。
The technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments will be described below.
In a brushless motor device comprising a brushless motor and a controller for driving the brushless motor,
A brushless motor device using the brushless motor control device according to any one of claims 1 to 5 as the controller.

このように、ブラシレスモータを駆動させるコントローラに上記請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の制御装置を用いていると、ブラシレスモータの永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、電源供給装置から供給された電源に変動が生じた場合でも、固定子巻線に供給する電源を一定とすることができる。   Thus, when the controller according to any one of claims 1 to 5 is used as a controller for driving the brushless motor, the permanent magnet rotor of the brushless motor is forcibly rotated. Sometimes, the power supplied to the stator winding can be kept constant even when the power supplied from the power supply device fluctuates.

本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the fan motor apparatus for vehicles which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る車両用ファンモータ装置の動作の流れを示すフローチャートある。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the fan motor apparatus for vehicles which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータに誘起される誘起電圧信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the induced voltage signal induced by the brushless motor which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る回転位置検出信号と駆動信号を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotational position detection signal and drive signal which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るブラシレスモータに供給される電圧を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage supplied to the brushless motor which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ファン、11 羽根、12 回転シャフト、20 ブラシレスモータ(ファンモータ)、21 永久磁石固定子(固定子)、21u,21v,21w 固定子巻線、22 回転子、30 ブラシレスモータの制御装置(コントローラ)、30A インバータ回路、30B ドライバ回路、30C モータ制御回路、30D 回転位置検出回路、30E フィルタ回路、31a 入力端子、31n,31p 電源端子、32u,32v,32w 外部出力端子、33a,33b,33c,33d,33e,33f スイッチング素子、34a,34b,34c,34d,34e,34f 整流素子(ダイオード)、35a 陽極電源線、35b 陰極電源線、36a,36b 中性電位生成抵抗、37a 演算部、37b バッファメモリ、37c タイマ、38u,38v,38w 比較器、39 電源検出器、40 車両用電源バッテリ、41 陽極電源線、42 陰極電源線、50 上位コントローラ、64 イグニッションスイッチ、65 ヒューズ、66 ヒューズ、C1,C2 コンデンサ、L1 インダクタ、S 車両用ファンモータ装置 10 fan, 11 blade, 12 rotating shaft, 20 brushless motor (fan motor), 21 permanent magnet stator (stator), 21u, 21v, 21w stator winding, 22 rotor, 30 brushless motor control device (controller) ), 30A inverter circuit, 30B driver circuit, 30C motor control circuit, 30D rotational position detection circuit, 30E filter circuit, 31a input terminal, 31n, 31p power supply terminal, 32u, 32v, 32w external output terminal, 33a, 33b, 33c, 33d, 33e, 33f Switching element, 34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f Rectifier element (diode), 35a Anode power line, 35b Cathode power line, 36a, 36b Neutral potential generating resistor, 37a arithmetic unit, 37b buffer Memory, 37c Thailand , 38u, 38v, 38w comparator, 39 power detector, 40 vehicle power battery, 41 anode power line, 42 cathode power line, 50 host controller, 64 ignition switch, 65 fuse, 66 fuse, C1, C2 capacitor, L1 Inductor, S Fan motor for vehicle

Claims (7)

ブラシレスモータの起動時に同期信号に基づいて固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、前記ブラシレスモータの定常回転時に前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させてなるブラシレスモータの制御装置であって、
電源供給装置から供給された電源を検出し当該検出電源に応じた電源検出信号を出力する電源検出手段と、
該電源検出手段から出力された電源検出信号に基づいて前記電源供給装置における電源変動を検知すると共に、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持するモータ制御手段と、
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
When the brushless motor is started, a driving magnetic field is sequentially generated in the stator winding based on the synchronization signal to forcibly rotate the permanent magnet rotor, and is induced in the stator winding during steady rotation of the brushless motor. A control device for a brushless motor in which a driving magnetic field of the stator winding is sequentially switched based on an induced voltage to rotate the permanent magnet rotor in a sensorless manner,
Power detection means for detecting the power supplied from the power supply device and outputting a power detection signal corresponding to the detected power;
Based on a power detection signal output from the power detection means, the power supply in the power supply device is detected, and the power supplied to the stator winding when the permanent magnet rotor is forcibly rotated Motor control means for maintaining a constant value;
A control apparatus for a brushless motor, comprising:
前記モータ制御手段は、前記固定子巻線に接続され複数のスイッチング素子および整流素子がブリッジ接続されてなるインバータ回路と、
前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記インバータ回路にスイッチング信号を出力するスイッチング信号生成回路と、を備え、
前記スイッチング信号生成回路は、前記スイッチング信号のPWMデューティ比を可変することにより前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持してなることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの制御装置。
The motor control means is connected to the stator winding, an inverter circuit in which a plurality of switching elements and rectifying elements are bridge-connected,
A switching signal generation circuit that outputs a switching signal to the inverter circuit based on an induced voltage induced in the stator winding, and
The brushless motor control according to claim 1, wherein the switching signal generation circuit is configured to maintain a constant power supply to the stator winding by varying a PWM duty ratio of the switching signal. apparatus.
前記モータ制御手段は、前記永久磁石回転子を強制的に回転させる前に、前記固定子巻線の予め定めた相を通電して前記永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータの制御装置。   The motor control means is configured to energize a predetermined phase of the stator winding and rotate the permanent magnet rotor to a predetermined rotational position before forcibly rotating the permanent magnet rotor. The brushless motor control device according to claim 1, wherein the control device is a brushless motor control device. 前記モータ制御手段は、前記永久磁石回転子を強制的に回転させているときに、前記固定子巻線を通電する周期を徐々に短くして前記永久磁石回転子の回転数を増加させてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。   The motor control means increases the rotational speed of the permanent magnet rotor by gradually shortening the period of energizing the stator winding while forcibly rotating the permanent magnet rotor. The brushless motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the brushless motor control device is provided. 前記モータ制御手段は、前記永久磁石回転子を強制的に回転させることによって前記永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させてなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置。   The motor control means generates an induced voltage induced in the stator winding when the rotation speed of the permanent magnet rotor exceeds a predetermined value by forcibly rotating the permanent magnet rotor. 5. The brushless motor according to claim 1, wherein the permanent magnet rotor is rotated in a sensorless manner by sequentially switching a driving magnetic field of the stator windings based on the magnetic field. Control device. ブラシレスモータからなるファンモータと、
該ファンモータの回転に伴って回転するファンと、
前記ファンモータを駆動させるコントローラと、
該コントローラに電源を供給する車両用電源バッテリと、を備えてなる車両用ファンモータ装置において、
前記コントローラに、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のブラシレスモータの制御装置を用いたことを特徴とする車両用ファンモータ装置。
A fan motor consisting of a brushless motor;
A fan that rotates as the fan motor rotates;
A controller for driving the fan motor;
In a vehicle fan motor device comprising: a vehicle power supply battery that supplies power to the controller;
A fan motor device for a vehicle, wherein the controller of the brushless motor according to any one of claims 1 to 5 is used for the controller.
駆動磁界を発生する固定子巻線を備えた固定子と、永久磁石を備え前記固定子巻線から発生する駆動磁界により回転する回転子と、を備えたブラシレスモータの制御方法であって、
前記固定子巻線の予め定めた相を通電して前記永久磁石回転子を予め定めた回転位置に回転させる初期位置だしステップと、
同期信号に基づいて前記固定子巻線に順次駆動磁界を生じさせて前記永久磁石回転子を強制的に回転させると共に、電源供給装置から供給された電源を検出して前記固定子巻線に供給する電源を一定に保持する強制駆動ステップと、
前記永久磁石回転子を強制的に回転させることによって前記永久磁石回転子の回転数が予め定めた値を超えた場合に、前記固定子巻線に誘起される誘起電圧に基づいて前記固定子巻線の駆動磁界を順次切り替えて前記永久磁石回転子をセンサレス方式で回転させるセンサレス駆動ステップと、
を備えてなることを特徴とするブラシレスモータの制御方法。
A method for controlling a brushless motor comprising a stator having a stator winding for generating a driving magnetic field, and a rotor having a permanent magnet and rotating by a driving magnetic field generated from the stator winding,
An initial position step of energizing a predetermined phase of the stator winding to rotate the permanent magnet rotor to a predetermined rotational position;
Based on the synchronization signal, a driving magnetic field is sequentially generated in the stator winding to forcibly rotate the permanent magnet rotor, and the power supplied from the power supply device is detected and supplied to the stator winding. A forced drive step to keep the power supply to be constant,
When the rotational speed of the permanent magnet rotor exceeds a predetermined value by forcibly rotating the permanent magnet rotor, the stator winding is based on an induced voltage induced in the stator winding. A sensorless driving step of sequentially switching the driving magnetic field of the line to rotate the permanent magnet rotor in a sensorless manner;
A method for controlling a brushless motor, comprising:
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