JP5672081B2 - Control device, motor drive device, motor control device, image forming apparatus, and voltage control program - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、モータ駆動装置、モータ制御装置、画像形成装置及び電圧制御プログラムに関する。   The present invention relates to a control device, a motor drive device, a motor control device, an image forming apparatus, and a voltage control program.

従来から、トランジスタや当該トランジスタにより駆動されるモータの過電流による破損防止を目的として、電流検出抵抗を用いてトランジスタに流れる電流を測定し、測定した電流が所定値を超えると、トランジスタへの入力信号を一定時間オフすることにより、トランジスタに大きな電流が流れないようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, for the purpose of preventing damage due to overcurrent of a transistor or a motor driven by the transistor, the current flowing through the transistor is measured using a current detection resistor, and when the measured current exceeds a predetermined value, the input to the transistor A technique for preventing a large current from flowing through a transistor by turning off the signal for a certain time is known (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、上述したような従来技術では、トランジスタに流れる駆動電流しか考慮されておらず、モータの励磁相が切り換わる際にトランジスタに流れる回生電流が考慮されていなかった。このため、上述したような従来技術では、トランジスタに流れる回生電流の影響により、依然として過電流によるトランジスタの破損の可能性があった。   However, in the prior art as described above, only the drive current flowing through the transistor is considered, and the regenerative current flowing through the transistor is not considered when the excitation phase of the motor is switched. For this reason, in the conventional technology as described above, there is still a possibility that the transistor is damaged due to overcurrent due to the influence of the regenerative current flowing through the transistor.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる制御装置、モータ駆動装置、モータ制御装置、画像形成装置及び電圧制御プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a control device, a motor drive device, a motor control device, an image forming device, and a voltage control program that can prevent transistor damage due to overcurrent. Objective.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる制御装置は、複数の固定子と、前記複数の固定子のうちの励磁される固定子が切り替えられることにより回転する回転子と、前記回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段とを、有するモータと、電流を流すか否かが切り換えられることにより励磁する固定子を切り替える複数の切換手段と、電源から切換手段に流れている電流を検出する電流検出手段と、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁する固定子の切り換えタイミングを検出して電流を流す切換手段を切り換えるとともに、前記電流検出手段により検出された前記電流に応じた検出電圧が制限電圧以上となった場合に、切換手段に流れる電流を小さくするモータ駆動手段と、を備えるモータ制御装置の制御装置であって、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出し、検出後一定期間、前記制限電圧を低くすることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a control device according to one aspect of the present invention rotates by switching a plurality of stators and a stator to be excited among the plurality of stators. A motor having a rotating rotor and a rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor, a plurality of switching means for switching a stator to be excited by switching whether or not to pass current, and a power source The current detecting means for detecting the current flowing in the switching means, and the switching means for detecting the switching timing of the stator excited from the rotational position detected by the rotational position detecting means to switch the current are switched. Motor drive means for reducing the current flowing through the switching means when the detection voltage corresponding to the current detected by the detection means exceeds a limit voltage. A control device for a motor control device, comprising: detecting a switching timing of a stator excited from the rotational position detected by the rotational position detecting means, and lowering the limit voltage for a certain period after detection. And

また、本発明の別の態様にかかるモータ駆動装置は、電流を流すか否かが切り換えられることによりモータが有する複数の固定子のうちの励磁される固定子を切り替えて前記モータが有する回転子を回転させる複数の切換手段のうちの電流を流す切換手段を、前記モータが有する回転位置検出手段により検出された前記回転子の回転位置から励磁する固定子の切り換えタイミングを検出して切り換えるとともに、電源から切換手段に流れている電流であって電流検出手段により検出された電流に応じた検出電圧が制限電圧以上となった場合に、切換手段に流れる電流を小さくする電流制御手段と、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出して、前記切り替えタイミングから前記制限電圧を低くする変更期間を検出する変更期間検出手段と、前記変更期間、前記制限電圧を低くする変更手段と、を備えることを特徴とする。   In addition, the motor drive device according to another aspect of the present invention includes a rotor that the motor has by switching a stator to be excited among a plurality of stators that the motor has by switching whether or not to flow current. The switching means for supplying current among the plurality of switching means for rotating the motor is detected by switching the switching timing of the stator to be excited from the rotational position of the rotor detected by the rotational position detecting means of the motor, and is switched. Current control means for reducing the current flowing to the switching means when the detected voltage corresponding to the current detected by the current detection means is greater than or equal to the limit voltage, and the current flowing from the power source to the switching means; Detecting the switching timing of the stator excited from the rotational position detected by the position detection means, from the switching timing And changing the period detecting means for detecting a change period to lower the limit voltage, the change period, characterized in that it comprises a changing means for lowering the said limit voltage.

また、本発明の別の態様にかかるモータ制御装置は、上記制御装置又は上記モータ駆動装置を備えることを特徴とする。   Moreover, the motor control apparatus concerning another aspect of this invention is provided with the said control apparatus or the said motor drive device.

また、本発明の別の態様にかかる画像形成装置は、上記制御装置、上記モータ駆動装置、又は上記モータ制御装置を備えることを特徴とする。   An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes the control device, the motor driving device, or the motor control device.

また、本発明の別の態様にかかる電圧制御プログラムは、複数の固定子と、前記複数の固定子のうちの励磁される固定子が切り替えられることにより回転する回転子と、前記回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段とを、有するモータと、電流を流すか否かが切り換えられることにより励磁する固定子を切り替える複数の切換手段と、電源から切換手段に流れている電流を検出する電流検出手段と、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁する固定子の切り換えタイミングを検出して電流を流す切換手段を切り換えるとともに、前記電流検出手段により検出された前記電流に応じた検出電圧が制限電圧以上となった場合に、切換手段に流れる電流を小さくするモータ駆動手段と、を備えるモータ制御装置の制御装置のコンピュータに、前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出するタイミング検出ステップと、前記切り替えタイミングの検出後一定期間、前記制限電圧を低くする電圧制御ステップと、を実行させるためのものである。   In addition, a voltage control program according to another aspect of the present invention includes a plurality of stators, a rotor that rotates when a stator to be excited among the plurality of stators is switched, and rotation of the rotor. Rotating position detecting means for detecting a position, a plurality of switching means for switching a stator to be excited by switching whether or not to flow current, and detecting a current flowing from the power source to the switching means The current detection means and the switching means for supplying current by detecting the switching timing of the stator to be excited from the rotational position detected by the rotational position detection means are switched, and the current detection means is adapted to the current detected by the current detection means. And a motor drive means for reducing the current flowing through the switching means when the detected voltage exceeds the limit voltage. A timing detection step of detecting a switching timing of a stator excited from the rotational position detected by the rotational position detecting means, and a voltage control for lowering the limit voltage for a certain period after the detection of the switching timing. Step.

本発明によれば、過電流によるトランジスタの破損を防止することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the transistor can be prevented from being damaged due to overcurrent.

図１は、従来のモータ制御装置の例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional motor control device. 図２は、駆動電流制限手法の一例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a drive current limiting method. 図３は、Ｗ−Ｕ相が励磁されている場合にトランジスタに流れる電流の経路の例を示す経路図である。FIG. 3 is a path diagram illustrating an example of a path of a current flowing through the transistor when the W-U phase is excited. 図４は、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わった場合にトランジスタに流れる電流の経路の例を示す経路図である。FIG. 4 is a path diagram illustrating an example of a path of a current flowing through the transistor when the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase. 図５は、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わる前後でのホール信号及びトランジスタに流れる電流の例を示すタイミングチャート図である。FIG. 5 is a timing chart showing an example of the Hall signal and the current flowing through the transistor before and after the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase. 図６は、第１実施形態のモータ制御装置の例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of the motor control device of the first embodiment. 図７は、第１実施形態において、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わる前後でのホール信号及びトランジスタに流れる電流の例を示すタイミングチャート図である。FIG. 7 is a timing chart illustrating an example of the Hall signal and the current flowing through the transistor before and after the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase in the first embodiment. 図８は、第１実施形態のモータ制御装置のモータ制御動作例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a motor control operation of the motor control device according to the first embodiment. 図９は、第２実施形態のモータ制御装置の例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of the motor control device of the second embodiment. 図１０は、第２実施形態のモータ制御装置のモータ制御動作例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a motor control operation of the motor control device according to the second embodiment. 図１１は、第３実施形態のモータ制御装置の例を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an example of the motor control device of the third embodiment. 図１２は、第３実施形態のモータ制御装置のモータ制御動作例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a motor control operation of the motor control device according to the third embodiment. 図１３は、第４実施形態のモータ制御装置の例を示す構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an example of the motor control device of the fourth embodiment. 図１４は、第４実施形態の変更期間検出部の例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram illustrating an example of a change period detection unit according to the fourth embodiment. 図１５は、第４実施形態のモータ制御装置のモータ制御動作例を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a motor control operation of the motor control device according to the fourth embodiment. 図１６は、第５実施形態の画像形成装置の例を示す構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the fifth embodiment.

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる制御装置、モータ駆動装置、モータ制御装置、画像形成装置及び電圧制御プログラムの実施形態を詳細に説明する。以下の各実施形態で説明するモータ制御装置は、例えば、複合機、複写機、印刷装置、スキャナ装置、及びファクシミリ装置などの画像形成装置に適用されるが、これに限定されるものではない。なお、複合機は、複写機能、印刷機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有するものである。   Hereinafter, embodiments of a control device, a motor drive device, a motor control device, an image forming apparatus, and a voltage control program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The motor control devices described in the following embodiments are applied to, for example, image forming apparatuses such as multifunction peripherals, copiers, printing apparatuses, scanner apparatuses, and facsimile apparatuses, but are not limited thereto. The multi-function device has at least two functions among a copying function, a printing function, a scanner function, and a facsimile function.

以下の各実施形態のモータ制御装置は、トランジスタに流れる駆動電流だけでなく回生電流も考慮して、トランジスタに流れる電流を定格電流以下にする。   In the motor control devices of the following embodiments, the current flowing through the transistor is set to be equal to or lower than the rated current in consideration of not only the drive current flowing through the transistor but also the regenerative current.

まず、以下の各実施形態のモータ制御装置を説明する前に、比較例として、従来のモータ制御装置の一例について説明する。   First, an example of a conventional motor control device will be described as a comparative example before the motor control devices of the following embodiments are described.

図１は、従来のモータ制御装置１の一例を示す構成図である。図１に示すように、モータ制御装置１は、ブラシレスＤＣモータ１０と、トランジスタ２０ａ〜２０ｆと、駆動電流検出抵抗３０と、主制御装置４０と、プリドライバ５０とを、備える。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional motor control device 1. As shown in FIG. 1, the motor control device 1 includes a brushless DC motor 10, transistors 20 a to 20 f, a drive current detection resistor 30, a main control device 40, and a pre-driver 50.

ブラシレスＤＣモータ１０は、いわゆる無整流子電動機であり、固定子巻線１１ａ〜１１ｃと、回転子１２と、ホール素子１３ａ〜１３ｃとを、備える。固定子巻線１１ａ〜１１ｃは、それぞれＵ相〜Ｗ相から構成されており、後述のトランジスタ２０ａ〜２０ｆにより駆動電流が流される相、即ち励磁相（固定子巻線１１ａ〜１１ｃのうち励磁される固定子巻線）が切り換えられることによって、磁石である回転子１２を回転させる。ホール素子１３ａ〜１３ｃは、回転子１２の回転位置（回転角度）を検出する。具体的には、ホール素子１３ａ〜１３ｃは、ホール効果を利用することにより、それぞれ回転子１２の所定位置を検出しているか否かを示すホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ〜ＨＡＬＬ＿Ｗを後述のプリドライバ５０に出力する。   The brushless DC motor 10 is a so-called non-commutator motor, and includes stator windings 11a to 11c, a rotor 12, and Hall elements 13a to 13c. The stator windings 11a to 11c are each composed of a U-phase to a W-phase, and a phase in which a drive current flows by a transistor 20a to 20f described later, that is, an excitation phase (excited among the stator windings 11a to 11c). The rotor 12 that is a magnet is rotated by switching the stator winding. The hall elements 13a to 13c detect the rotation position (rotation angle) of the rotor 12. Specifically, the Hall elements 13a to 13c use the Hall effect to output Hall signals HALL_U to HALL_W that indicate whether or not a predetermined position of the rotor 12 is detected to the pre-driver 50 described later. .

トランジスタ２０ａ〜２０ｃのエミッタ端子は、それぞれトランジスタ２０ｄ〜２０ｆのコレクタ端子と接続されている。トランジスタ２０ａ及びトランジスタ２０ｄの接続部は、固定子巻線１１ａ（Ｕ相）と接続され、トランジスタ２０ｂ及びトランジスタ２０ｅの接続部は、固定子巻線１１ｂ（Ｖ相）と接続され、トランジスタ２０ｃ及びトランジスタ２０ｆの接続部は、固定子巻線１１ｃ（Ｗ相）と接続されている。トランジスタ２０ａ〜２０ｆは、それぞれ後述のプリドライバ５０によりオン／オフが切り換えられることによって、電源５からの駆動電流を流すか否かが切り換えられる。これにより、トランジスタ２０ａ〜２０ｆは、駆動電流を流すブラシレスＤＣモータ１０の相、即ちブラシレスＤＣモータ１０の励磁相（固定子巻線１１ａ〜１１ｃのうち励磁する固定子巻線）を切り換える。このように、トランジスタ２０ａ〜２０ｆは、インバータ回路として機能する。   The emitter terminals of the transistors 20a to 20c are connected to the collector terminals of the transistors 20d to 20f, respectively. The connection part of the transistor 20a and the transistor 20d is connected to the stator winding 11a (U phase), and the connection part of the transistor 20b and the transistor 20e is connected to the stator winding 11b (V phase). The connection portion 20f is connected to the stator winding 11c (W phase). Each of the transistors 20a to 20f is switched on / off by a pre-driver 50 described later, thereby switching whether or not the drive current from the power source 5 is supplied. Thereby, the transistors 20a to 20f switch the phase of the brushless DC motor 10 through which the drive current flows, that is, the excitation phase of the brushless DC motor 10 (the stator winding to be excited among the stator windings 11a to 11c). Thus, the transistors 20a to 20f function as an inverter circuit.

駆動電流検出抵抗３０は、トランジスタ２０ｄ〜２０ｆのエミッタ端子に接続されており、電源５からトランジスタ２０ａ〜２０ｆの少なくともいずれかを流れる駆動電流を検出し、検出した駆動電流に応じた検出電圧を後述のプリドライバ５０に出力する。   The drive current detection resistor 30 is connected to the emitter terminals of the transistors 20d to 20f, detects a drive current flowing from at least one of the transistors 20a to 20f from the power supply 5, and detects a detection voltage corresponding to the detected drive current later. Is output to the pre-driver 50.

主制御装置４０は、入力ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を後述のプリドライバ５０に出力するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えたコンピュータである。   The main controller 40 outputs an input PWM (Pulse Width Modulation) signal to a pre-driver 50 described later. For example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) It is a computer with etc.

プリドライバ５０は、コンパレータ５１と、出力部５２とを、備える。また、プリドライバ５０は、トランジスタ２０ｃ、２０ｂ、２０ａ、２０ｆ、２０ｅ、２０ｄとそれぞれ接続されているＷ＋、Ｖ＋、Ｕ＋、Ｗ−、Ｖ−、Ｕ−端子を有している。   The pre-driver 50 includes a comparator 51 and an output unit 52. The pre-driver 50 has W +, V +, U +, W−, V−, and U− terminals connected to the transistors 20c, 20b, 20a, 20f, 20e, and 20d, respectively.

コンパレータ５１のＶ_{ｓｅｎｓｅ}端子には、駆動電流検出抵抗３０により検出された駆動電流に応じた検出電圧がかかり、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子には、駆動電流の電流制限値に応じた制限電圧がかかる。ここで、電流制限値は、定格電流の上限値である。コンパレータ５１は、Ｖ_{ｓｅｎｓｅ}端子にかかる検出電圧とＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧とを比較し、Ｖ_{ｓｅｎｓｅ}端子に制限電圧以上の検出電圧がかかった場合、駆動電流制限信号を出力部５２に出力する。 A detection voltage corresponding to the drive current detected by the drive current detection resistor 30 is applied to the V _sense terminal of the comparator 51, and a limit voltage corresponding to the current limit value of the drive current is applied to the V _clamp terminal of the comparator 51. . Here, the current limit value is an upper limit value of the rated current. The comparator 51 _compares the limit voltage according to the detected voltage and the _{V clamp} terminal according to _{V sense terminal,} if the limit voltage above the detection voltage is applied to the _{V sense} terminal, and outputs a drive current limit signal to the output unit 52 .

出力部５２は、ホール素子１３ａ〜１３ｃから入力されたホール信号からブラシレスＤＣモータ１０の励磁相の切り換えタイミングを検出して、プリドライバ５０のＷ＋、Ｖ＋、Ｕ＋、Ｗ−、Ｖ−、及びＵ−端子のいずれの端子から、主制御装置４０から入力された入力ＰＷＭ信号に応じた出力ＰＷＭ信号を出力するかを決定し、決定した端子から出力ＰＷＭ信号を出力する。これにより、出力部５２は、トランジスタ２０ａ〜２０ｆのオン／オフを切り換え、電源５からの駆動電流を流すトランジスタ２０ａ〜２０ｆを切り換ることにより、ブラシレスＤＣモータ１０の励磁相を切り換え、回転子１２を回転させる（ブラシレスＤＣモータ１０を駆動させる）。   The output unit 52 detects the switching timing of the excitation phase of the brushless DC motor 10 from the Hall signals input from the Hall elements 13a to 13c, and the W +, V +, U +, W−, V−, and U of the pre-driver 50 are detected. It is determined from which terminal of the terminal the output PWM signal corresponding to the input PWM signal input from the main controller 40 is output, and the output PWM signal is output from the determined terminal. As a result, the output unit 52 switches the excitation phase of the brushless DC motor 10 by switching on / off the transistors 20a to 20f and switching the transistors 20a to 20f through which the drive current from the power source 5 flows. 12 is rotated (the brushless DC motor 10 is driven).

また、出力部５２は、コンパレータ５１から駆動電流制限信号が入力されると、電源からトランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる駆動電流を制限する。図２は、駆動電流制限手法の一例の説明図である。図２に示す例では、出力部５２は、コンパレータ５１から駆動電流制限信号が入力されると、即ち、駆動電流検出抵抗３０により検出された駆動電流が電流制限値以上になると、入力ＰＷＭ信号に応じた出力ＰＷＭ信号の出力を停止し、出力ＰＷＭ信号のＤＵＴＹを入力ＰＷＭ信号よりも小さくする。これにより、出力部５２は、トランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる駆動電流を小さくし、駆動電流を定格電流以下にする。出力部５２は、例えば、回転子１２の回転開始時（ブラシレスＤＣモータ１０の駆動開始時）など、入力ＰＷＭ信号のＤＵＴＹが大きくなり、駆動電流が電流制限値以上になる場合に、このような駆動電流制限を行う。   Further, when the drive current limit signal is input from the comparator 51, the output unit 52 limits the drive current flowing from the power source to the transistors 20a to 20f. FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a drive current limiting method. In the example shown in FIG. 2, when the drive current limit signal is input from the comparator 51, that is, when the drive current detected by the drive current detection resistor 30 exceeds the current limit value, the output unit 52 outputs the input PWM signal. The output of the corresponding output PWM signal is stopped, and the DUTY of the output PWM signal is made smaller than the input PWM signal. As a result, the output unit 52 reduces the drive current flowing through the transistors 20a to 20f to make the drive current equal to or lower than the rated current. The output unit 52 is configured such that when the DUTY of the input PWM signal becomes large and the drive current becomes equal to or greater than the current limit value, for example, when the rotation of the rotor 12 is started (when driving of the brushless DC motor 10 is started). Limit drive current.

このように、従来のモータ制御装置１では、トランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる駆動電流を電流制限値以下に抑えることで、駆動電流を定格電流以下にしている。しかしながら、トランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる電流は、駆動電流だけでなく、励磁相の切り換え時に発生する回生電流もある。このため、従来のモータ制御装置１では、トランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる駆動電流を電流制限値以下に抑えていても、回生電流の影響によりトランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）が定格電流を超えてしまい、過電流によるトランジスタ２０ａ〜２０ｆの破損の可能性がある。以下、回生電流の影響について具体的に説明する。   As described above, in the conventional motor control device 1, the drive current flowing through the transistors 20a to 20f is suppressed to the current limit value or less, so that the drive current is set to the rated current or less. However, the current flowing through the transistors 20a to 20f includes not only the drive current but also a regenerative current that is generated when the excitation phase is switched. For this reason, in the conventional motor control device 1, even if the drive current flowing through the transistors 20a to 20f is kept below the current limit value, the total current (drive current + regenerative current) flowing through the transistors 20a to 20f due to the effect of the regenerative current. Exceeds the rated current, and the transistors 20a to 20f may be damaged due to overcurrent. Hereinafter, the influence of the regenerative current will be specifically described.

図３は、Ｗ−Ｕ相が励磁されている場合にトランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる電流の経路の一例を示す経路図であり、図４は、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わった場合にトランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる電流の経路の一例を示す経路図である。なお、図３及び図４に示す例では、ブラシレスＤＣモータ１０については、固定子巻線１１ａ〜１１ｃ及びホール素子１３ａ〜１３ｃのみを示している。   FIG. 3 is a path diagram illustrating an example of a path of a current flowing through the transistors 20a to 20f when the W-U phase is excited. FIG. 4 illustrates the excitation phase from the W-U phase to the W-V phase. It is a route diagram showing an example of a route of current which flows into transistors 20a-20f when it switches. In the example shown in FIGS. 3 and 4, for the brushless DC motor 10, only the stator windings 11 a to 11 c and the hall elements 13 a to 13 c are shown.

図３に示すように、励磁相がＷ−Ｕ相の場合（トランジスタ２０ｃ及び２０ｄがオンされている場合）、駆動電流（Ｗ−Ｕ）７１が、電源５、トランジスタ２０ｃ、固定子巻線１１ｃ（Ｗ相）、固定子巻線１１ａ（Ｕ相）、トランジスタ２０ｄの経路で流れる。また、図４に示すように、トランジスタ２０ｄがオフ、トランジスタ２０ｅがオンに切り換えられ、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換えられると（トランジスタ２０ｃ及び２０ｅがオンされている場合）、駆動電流（Ｗ−Ｖ）７２が、電源５、トランジスタ２０ｃ、固定子巻線１１ｃ（Ｗ相）、固定子巻線１１ｂ（Ｖ相）、トランジスタ２０ｅの経路で流れる。また、図４に示すように、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換えられると、Ｗ−Ｕ相が励磁されていたことにより固定子巻線１１ａ及び１１ｃに蓄えられていた電流が、回生電流７３として、固定子巻線１１ｃ（Ｗ相）、固定子巻線１１ａ（Ｕ相）、トランジスタ２０ａ、トランジスタ２０ｃの経路で巡回して流れる。なお、回生電流７３は、図４に示すように、トランジスタ２０ｄ〜２０ｆのいずれにも流れないため、駆動電流検出抵抗３０は、回生電流７３を検出することができない。   As shown in FIG. 3, when the excitation phase is the WU phase (when the transistors 20c and 20d are turned on), the drive current (WU) 71 is supplied from the power source 5, the transistor 20c, and the stator winding 11c. (W phase), the stator winding 11a (U phase), and the transistor 20d. As shown in FIG. 4, when the transistor 20d is turned off, the transistor 20e is turned on, and the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase (when the transistors 20c and 20e are turned on). The drive current (W-V) 72 flows through the path of the power source 5, the transistor 20c, the stator winding 11c (W phase), the stator winding 11b (V phase), and the transistor 20e. In addition, as shown in FIG. 4, when the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase, the current stored in the stator windings 11a and 11c due to the excitation of the WU phase. However, the regenerative current 73 circulates through the path of the stator winding 11c (W phase), the stator winding 11a (U phase), the transistor 20a, and the transistor 20c. As shown in FIG. 4, the regenerative current 73 does not flow through any of the transistors 20 d to 20 f, and thus the drive current detection resistor 30 cannot detect the regenerative current 73.

図５は、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わる前後でのホール信号及びトランジスタ２０ｃに流れる電流の一例を示すタイミングチャート図である。図５に示す例では、破線８１がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相への励磁相の切り換わりタイミングを示している。具体的には、ホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ〜ＨＡＬＬ＿Ｗが、それぞれＬｏｗ、Ｈｉｇｈ、ＨｉｇｈからＬｏｗ、Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈに切り換わるタイミングでプリドライバ５０により励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相へ切り換えられる。また、破線８１から破線８２までの期間がトランジスタ２０ｃに回生電流が流れる期間を示している。   FIG. 5 is a timing chart showing an example of the Hall signal and the current flowing through the transistor 20c before and after the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase. In the example shown in FIG. 5, the broken line 81 indicates the switching timing of the excitation phase from the WU phase to the WV phase. Specifically, the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase by the pre-driver 50 at the timing when the hall signals HALL_U to HALL_W are switched from Low, High, and High to Low, Low, and High, respectively. Further, the period from the broken line 81 to the broken line 82 indicates the period during which the regenerative current flows through the transistor 20c.

図５に示すように、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相へ切り換えられると、トランジスタ２０ｃを流れる駆動電流（Ｗ−Ｕ）が０となり、トランジスタ２０ｃを流れる駆動電流（Ｗ−Ｖ）が徐々に大きくなり、トランジスタ２０ｃを流れる回生電流が発生し徐々に小さくなる。この結果、回生電流がトランジスタ２０ｃを流れている間、トランジスタ２０ｃを流れる合計電流（駆動電流（Ｗ−Ｕ）＋駆動電流（Ｗ−Ｖ）＋回生電流）が電流制限値を越えてしまうため、トランジスタ２０ｃを流れる合計電流が定格電流を超えてしまい、過電流によるトランジスタ２０ｃの破損の可能性がある。   As shown in FIG. 5, when the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase, the drive current (WU) flowing through the transistor 20c becomes 0 and the drive current (WV) flowing through the transistor 20c. Gradually increases and a regenerative current flowing through the transistor 20c is generated and gradually decreases. As a result, while the regenerative current flows through the transistor 20c, the total current (drive current (W−U) + drive current (W−V) + regenerative current) flowing through the transistor 20c exceeds the current limit value. The total current flowing through the transistor 20c exceeds the rated current, and the transistor 20c may be damaged due to overcurrent.

このように、従来のモータ制御装置１では、トランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる駆動電流を電流制限値以下に抑えていても、励磁相が切り換わった場合に回生電流の影響によりトランジスタ２０ａ〜２０ｆのいずれかに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）が定格電流を超えてしまい、当該トランジスタが過電流により破損してしまう可能性がある。   As described above, in the conventional motor control device 1, even if the drive current flowing through the transistors 20a to 20f is suppressed to the current limit value or less, any of the transistors 20a to 20f is affected by the regenerative current when the excitation phase is switched. There is a possibility that the total current (driving current + regenerative current) that flows will exceed the rated current, and the transistor may be damaged by overcurrent.

このため、以下の各実施形態のモータ制御装置は、モータの励磁相を切り換える際に制限電圧を低くすることにより、トランジスタに流れる駆動電流の電流制限値を下げる。これにより、モータの励磁相の切り換え時にトランジスタに駆動電流だけでなく回生電流が流れてもトランジスタに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）を定格電流以下にすることができ、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる。   For this reason, the motor control devices of the following embodiments reduce the current limit value of the drive current flowing in the transistor by lowering the limit voltage when switching the excitation phase of the motor. As a result, when the excitation phase of the motor is switched, the total current flowing through the transistor (drive current + regenerative current) can be reduced below the rated current even if the regenerative current flows in the transistor, and the transistor current due to overcurrent can be reduced. Breakage can be prevented.

（第１実施形態）
第１実施形態では、モータの励磁相を切り換える際に主制御装置及び変更装置が制限電圧を低くする例について説明する。 (First embodiment)
In the first embodiment, an example will be described in which the main control device and the changing device lower the limit voltage when switching the excitation phase of the motor.

図６は、第１実施形態のモータ制御装置１０１の一例を示す構成図である。図６に示すように、モータ制御装置１０１は、主制御装置１４０の構成及び変更装置１６０を更に備える点が、従来のモータ制御装置１と相違する。以下では、従来のモータ制御装置１との相違点の説明を主に行い、従来のモータ制御装置１と同様の機能を有する構成要素については、従来のモータ制御装置１と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。つまり、モータ制御装置１０１が備えるブラシレスＤＣモータ１０（モータの一例）、トランジスタ２０ａ〜２０ｆ（複数の切換手段の一例）、駆動電流検出抵抗３０（電流検出手段の一例）、及びプリドライバ５０（モータ駆動手段の一例）については、従来のモータ制御装置１と同様の機能を有するため、その説明を省略する。なお、図６では、ブラシレスＤＣモータ１０については、固定子巻線１１ａ〜１１ｃ（複数の固定子の一例）及びホール素子１３ａ〜１３ｃ（回転位置検出手段の一例）のみ示している。   FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of the motor control device 101 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the motor control device 101 is different from the conventional motor control device 1 in that the configuration of the main control device 140 and the change device 160 are further provided. In the following description, differences from the conventional motor control device 1 will be mainly described, and components having the same functions as those of the conventional motor control device 1 are denoted by the same names and symbols as those of the conventional motor control device 1. A description thereof will be omitted. That is, the brushless DC motor 10 (an example of a motor) included in the motor control device 101, transistors 20a to 20f (an example of a plurality of switching units), a drive current detection resistor 30 (an example of a current detection unit), and a pre-driver 50 (a motor) About an example of a drive means, since it has the same function as the conventional motor control apparatus 1, the description is abbreviate | omitted. In FIG. 6, only the stator windings 11 a to 11 c (an example of a plurality of stators) and the hall elements 13 a to 13 c (an example of rotational position detection means) are shown for the brushless DC motor 10.

主制御装置１４０及び変更装置１６０（制御装置の一例）は、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングを検出し、検出後一定期間、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を低くする。 The main control device 140 and the change device 160 (an example of a control device) detect the excitation phase switching timing from the rotational position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c, and after a period of time after detection, the predriver 50 The limiting voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 is reduced.

主制御装置１４０は、タイミング検出部１４１と、指示信号出力部１４２とを、備える。また、主制御装置１４０は、指示信号を出力するＶ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子を有している。 Main controller 140 includes a timing detection unit 141 and an instruction signal output unit 142. Further, main controller 140 has a V _{mode enable} terminal that outputs an instruction signal.

タイミング検出部１４１は、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングを検出する。具体的には、タイミング検出部１４１には、ホール素子１３ａ〜１３ｃからそれぞれホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ〜ＨＡＬＬ＿Ｗ（位置検出信号の一例）が入力される。そしてタイミング検出部１４１は、入力されたホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ〜ＨＡＬＬ＿Ｗを用いて、回転子１２の所定位置を検出している所定位置検出状態から所定位置を検出していない所定位置非検出状態への切り換わり、又は所定位置非検出状態から所定位置検出状態への切り換わりを検出する。例えば、タイミング検出部１４１は、ホール素子１３ｂが回転子１２の所定位置を検出している所定位置検出状態（ＨＡＬＬ＿ＶがＨｉｇｈ）から、ホール素子１３ｂが回転子１２の所定位置を検出していない所定位置非検出状態（ＨＡＬＬ＿ＶがＬｏｗ）への切り換わりを検出する。   The timing detector 141 detects the excitation phase switching timing from the rotational position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c. Specifically, hall signals HALL_U to HALL_W (an example of a position detection signal) are input to the timing detection unit 141 from the hall elements 13a to 13c, respectively. The timing detection unit 141 switches from the predetermined position detection state in which the predetermined position of the rotor 12 is detected to the predetermined position non-detection state in which the predetermined position is not detected using the input hall signals HALL_U to HALL_W. In other words, a change from a predetermined position non-detection state to a predetermined position detection state is detected. For example, the timing detection unit 141 determines whether the Hall element 13b has not detected the predetermined position of the rotor 12 from the predetermined position detection state (HALL_V is High) in which the Hall element 13b has detected the predetermined position of the rotor 12. The switching to the position non-detection state (HALL_V is Low) is detected.

指示信号出力部１４２は、タイミング検出部１４１により切り換えタイミングが検出された場合、即ち、所定位置検出状態から所定位置非検出状態への切り換わり又は所定位置非検出状態から所定位置検出状態への切り換わりが検出された場合に、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に変更することを指示する指示信号を、後述の変更装置１６０に一定期間出力する。ここで、第１電圧は、定格電流の上限値に応じた電圧である。具体的には、指示信号出力部１４２は、通常時（励磁相の切り換えタイミングでない場合）には、Ｖ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子をＬｏｗに設定することにより、制限電圧を第１電圧にすることを後述の変更装置１６０に指示する。そして指示信号出力部１４２は、励磁相の切り換えタイミングである場合には、Ｖ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子を一定期間ＬｏｗからＨｉｇｈに変更することにより、制限電圧を第１電圧から第２電圧へ一定期間変更することを後述の変更装置１６０に指示する。なお本実施形態では、回生電流が発生している期間が０．５ｍｓｅｃ程度であるため、一定期間を０．５ｍｓｅｃとするが、これに限定されるものではなく、制限電圧を第１電圧から第２電圧へ変更することによりトランジスタ２０ａ〜２０ｆに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）を電流制限値以下にすることができる期間であればよい。 The instruction signal output unit 142 switches from the predetermined position detection state to the predetermined position non-detection state or from the predetermined position non-detection state to the predetermined position detection state when the timing detection unit 141 detects the switching timing. When the change is detected, an instruction signal instructing to change the limit voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 to the second voltage lower than the first voltage is output to the changing device 160 described later for a certain period. Here, the first voltage is a voltage corresponding to the upper limit value of the rated current. Specifically, the instruction signal output unit 142 sets the limit voltage to the first voltage by setting the V _{mode enable} terminal to Low during normal times (when it is not the excitation phase switching timing), which will be described later. The change device 160 is instructed. When it is the excitation phase switching timing, the instruction signal output unit 142 changes the limit voltage from the first voltage to the second voltage by changing the V _{mode enable} terminal from Low to High for a certain period. This is instructed to the changing device 160 described later. In this embodiment, since the period during which the regenerative current is generated is about 0.5 msec, the fixed period is set to 0.5 msec. However, the present invention is not limited to this, and the limiting voltage is changed from the first voltage to the first voltage. Any period may be used as long as the total current (driving current + regenerative current) flowing through the transistors 20a to 20f can be made equal to or less than the current limit value by changing to two voltages.

変更装置１６０は、指示信号出力部１４２から指示信号が入力されていない場合、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧とし、指示信号出力部１４２から指示信号が入力されている間、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧から第２電圧に変更するものである。変更装置１６０は、本実施形態では分圧回路により実現されており、抵抗１６１〜１６３と、トランジスタ１６４とを、備える。 When the instruction signal is not input from the instruction signal output unit 142, the changing device 160 sets the limit voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 as the first voltage, and while the instruction signal is input from the instruction signal output unit 142 The limiting voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 is changed from the first voltage to the second voltage. The changing device 160 is realized by a voltage dividing circuit in the present embodiment, and includes resistors 161 to 163 and a transistor 164.

具体的には、変更装置１６０は、指示信号出力部１４２によりＶ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子がＬｏｗに設定され、トランジスタ１６４がオフに切り換えられている場合、電源１６５からトランジスタ１６４に電流を流さず、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧とする。なお、第１電圧は数式（１）により表される。 Specifically, in the change device 160, when the V _{mode enable} terminal is set to Low by the instruction signal output unit 142 and the transistor 164 is switched off, the change device 160 does not flow current from the power source 165 to the transistor 164, and V _clamp The limiting voltage applied to the terminals is the first voltage. Note that the first voltage is expressed by Equation (1).

Ｖ_{ｃｌａｍｐ}＝Ｖ_ｃｃ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） …（１） V _clamp = V _cc × R2 / (R1 + R2) (1)

ここで、Ｖ_ｃｃは、電源１６５の電圧であり、Ｒ１は、抵抗１６１の抵抗値であり、Ｒ２は、抵抗１６２の抵抗値である。 Here, V _cc is the voltage of the power supply 165, R1 is the resistance value of the resistor 161, and R2 is the resistance value of the resistor 162.

また、変更装置１６０は、指示信号出力部１４２によりＶ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子がＨｉｇｈに設定され、トランジスタ１６４がオンに切り換えられることにより、電源１６５からトランジスタ１６４に電流を流し、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第２電圧に変更する。なお、第２電圧は数式（２）により表される。 Further, the change device 160 causes a current to flow from the power source 165 to the transistor 164 when the V _{mode enable} terminal is set to High by the instruction signal output unit 142 and the transistor 164 is turned on, and the limiting voltage applied to the V _clamp terminal Is changed to the second voltage. Note that the second voltage is expressed by Equation (2).

Ｖ_{ｃｌａｍｐ}＝（Ｒ１×Ｒ２×Ｖ_ｃｅ＋Ｒ２×Ｒ３×Ｖ_ｃｃ）／(Ｒ１×Ｒ２＋Ｒ２×Ｒ３＋Ｒ１×Ｒ３) …（２） V _clamp = (R1 × R2 × V _ce + R2 × R3 × V _cc ) / (R1 × R2 + R2 × R3 + R1 × R3) (2)

ここで、Ｖ_ｃｅは、トランジスタ１６４のコレクタエミッタ間の電位差であり、Ｒ３は、抵抗１６３の抵抗値である。なお、抵抗１６３の抵抗値（Ｒ３）は、抵抗１６２の抵抗値（Ｒ２）よりも値が小さくなるため、第１電圧（数式（１）のＶ_{ｃｌａｍｐ}）が第２電圧（数式（２）のＶ_{ｃｌａｍｐ}）よりも高くなる。 Here, V _ce is a potential difference between the collector and emitter of the transistor 164, and R 3 is a resistance value of the resistor 163. Since the resistance value (R3) of the resistor 163 is smaller than the resistance value (R2) of the resistor 162, the first voltage (V _{clamp of the} equation (1)) is changed to the second voltage (equation (2)). V _clamp ).

図７は、第１実施形態において、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わる前後でのホール信号及びトランジスタ２０ｃに流れる電流の一例を示すタイミングチャート図である。図７に示す例では、破線８１から破線８２までの期間、即ち、トランジスタ２０ｃに回生電流が流れる期間が、制限電圧を低くする一定期間を示している。   FIG. 7 is a timing chart illustrating an example of the Hall signal and the current flowing through the transistor 20c before and after the excitation phase is switched from the WU phase to the WV phase in the first embodiment. In the example illustrated in FIG. 7, the period from the broken line 81 to the broken line 82, that is, the period during which the regenerative current flows through the transistor 20 c indicates a certain period during which the limit voltage is lowered.

図７に示すように、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相へ切り換えられると、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧が一定期間第１電圧から第２電圧に変更され、当該一定期間、トランジスタ２０ｃに流れる駆動電流の電流制限値も低くなっている。このため、トランジスタ２０ｃを流れる駆動電流（Ｗ−Ｖ）が従来のモータ制御装置１よりも緩やかに大きくなる。この結果、回生電流がトランジスタ２０ｃを流れている期間であっても、トランジスタ２０ｃを流れる合計電流（駆動電流（Ｗ−Ｕ）＋駆動電流（Ｗ−Ｖ）＋回生電流）が、制限電圧が第１電圧である場合の電流制限値以下、即ち、定格電流以下となり、過電流によるトランジスタ２０ｃの破損を防止することができる。 As shown in FIG. 7, when the excitation phase is switched from the _WU phase to the WV phase, the limiting voltage applied to the V _clamp terminal is changed from the first voltage to the second voltage for a certain period, The current limit value of the drive current flowing through 20c is also low. For this reason, the drive current (W-V) flowing through the transistor 20c is gradually increased as compared with the conventional motor control device 1. As a result, even in a period in which the regenerative current flows through the transistor 20c, the total current flowing through the transistor 20c (drive current (W−U) + drive current (W−V) + regenerative current) is the limit voltage. When the voltage is 1 voltage, the current limit value or less, that is, the rated current or less, can be prevented, and damage to the transistor 20c due to overcurrent can be prevented.

図８は、第１実施形態のモータ制御装置１０１のモータ制御動作の手順の流れの一例を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a procedure flow of a motor control operation of the motor control device 101 according to the first embodiment.

まず、指示信号出力部１４２は、主制御装置１４０のＶ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子をＬｏｗに設定する（ステップＳ１００）。これにより、変更装置１６０は、電源１６５からトランジスタ１６４に電流を流さず、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧とする。 First, the instruction signal output unit 142 sets the V _{mode enable} terminal of the main controller 140 to Low (step S100). As a result, the changing device 160 does not pass a current from the power source 165 to the transistor 164, and sets the limiting voltage applied to the V _clamp terminal as the first voltage.

続いて、主制御装置１４０は、入力ＰＷＭ信号をプリドライバ５０に出力し、ブラシレスＤＣモータ１０の駆動を開始させる（ステップＳ１０２）。   Subsequently, main controller 140 outputs an input PWM signal to pre-driver 50 to start driving brushless DC motor 10 (step S102).

続いて、タイミング検出部１４１により、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングが検出されると（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、指示信号出力部１４２は、主制御装置１４０のＶ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子をＨｉｇｈに設定する（ステップＳ１０６）。これにより、変更装置１６０は、電源１６５からトランジスタ１６４に電流を流し、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第２電圧とする。 Subsequently, when the timing detection unit 141 detects the excitation phase switching timing from the rotational position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c (YES in Step S104), the instruction signal output unit 142 The V _{mode enable} terminal of the main controller 140 is set to High (step S106). As a result, the changing device 160 causes a current to flow from the power source 165 to the transistor 164 and sets the limiting voltage applied to the V _clamp terminal as the second voltage.

そして指示信号出力部１４２は、一定期間の経過を待機し（ステップＳ１０８でＮＯ）、一定期間が経過すると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、主制御装置１４０のＶ_{ｍｏｄｅ ｅｎａｂｌｅ}端子を再びＬｏｗに設定する（ステップＳ１１０）。これにより、変更装置１６０は、電源１６５からトランジスタ１６４に電流を流さず、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を再び第１電圧とする。 The instruction signal output unit 142 waits for a certain period to elapse (NO in step S108), and when the certain period elapses (YES in step S108), sets the V _{mode enable} terminal of the main controller 140 to Low again (step S108). Step S110). As a result, the changing device 160 does not pass a current from the power supply 165 to the transistor 164, and sets the limiting voltage applied to the V _clamp terminal as the first voltage again.

なお、タイミング検出部１４１により励磁相の切り換えタイミングが検出されなかった場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０の処理は行われない。   If the timing detection unit 141 does not detect the excitation phase switching timing (NO in step S104), the processes in steps S106 to S110 are not performed.

そして、主制御装置１４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動されている間（ステップＳ１１２でＮＯ）、即ち、入力ＰＷＭ信号がプリドライバ５０に出力されている間、ステップＳ１０４〜Ｓ１１０の処理が繰り返され、主制御装置１４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動停止されると（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、即ち、入力ＰＷＭ信号のプリドライバ５０への出力が終了されると、処理を終了する。   Then, while the brushless DC motor 10 is being driven by the main controller 140 (NO in step S112), that is, while the input PWM signal is being output to the pre-driver 50, the processes in steps S104 to S110 are repeated. When the main controller 140 stops the driving of the brushless DC motor 10 (YES in step S112), that is, when the output of the input PWM signal to the pre-driver 50 is finished, the processing is finished.

以上のように第１実施形態のモータ制御装置では、ブラシレスＤＣモータの励磁相を切り換える際に制限電圧を低くすることにより、トランジスタに流れる駆動電流の電流制限値を下げる。従って第１実施形態のモータ制御装置によれば、ブラシレスＤＣモータの励磁相の切り換え時にトランジスタに駆動電流だけでなく回生電流が流れてもトランジスタに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）を定格電流以下にすることができ、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる。   As described above, in the motor control device of the first embodiment, the current limiting value of the drive current flowing through the transistor is lowered by lowering the limiting voltage when switching the excitation phase of the brushless DC motor. Therefore, according to the motor control device of the first embodiment, when switching the excitation phase of the brushless DC motor, not only the drive current but also the regenerative current flows through the transistor, the total current (drive current + regenerative current) that flows through the transistor is the rated current. The transistor can be prevented from being damaged due to overcurrent.

（第２実施形態）
第２実施形態では、モータの励磁相を切り換える際に主制御装置が制限電圧を低くする例について説明する。 (Second Embodiment)
In the second embodiment, an example will be described in which the main control device lowers the limit voltage when switching the excitation phase of the motor.

図９は、第２実施形態のモータ制御装置２０１の一例を示す構成図である。図９に示すように、モータ制御装置２０１は、主制御装置２４０の構成及び変更装置を備えない点が、第１実施形態のモータ制御装置１０１と相違する。以下では、第１実施形態のモータ制御装置１０１との相違点の説明を主に行い、第１実施形態のモータ制御装置１０１と同様の機能を有する構成要素については、第１実施形態のモータ制御装置１０１と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of the motor control device 201 according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, the motor control device 201 is different from the motor control device 101 of the first embodiment in that it does not include the configuration and change device of the main control device 240. In the following, differences from the motor control device 101 of the first embodiment will be mainly described, and components having functions similar to those of the motor control device 101 of the first embodiment will be described. The same names and symbols as those of the apparatus 101 are given, and the description thereof is omitted.

主制御装置２４０（制御装置の一例）は、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングを検出し、検出後一定期間、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を低くする。 The main control device 240 (an example of the control device) detects the excitation phase switching timing from the rotational position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c, and the comparator 51 of the pre-driver 50 of the pre-driver 50 for a certain period after the detection. The limiting voltage applied to the V _clamp terminal is lowered.

主制御装置２４０は、タイミング検出部１４１と、指示部２４２と、変更部２４３とを、備える。また、主制御装置２４０は、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子と接続され、当該Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子に制限電圧をかけるＶ_Ｄ／Ａ端子を有している。 The main control device 240 includes a timing detection unit 141, an instruction unit 242, and a change unit 243. The main controller 240 is connected to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50, and has a V _{D / A} terminal that applies a limiting voltage to the V _clamp terminal.

指示部２４２は、タイミング検出部１４１により切り換えタイミングが検出された場合に、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を一定期間低くすることを後述の変更部２４３に指示する。例えば、指示部２４２は、通常時（励磁相の切り換えタイミングでない場合）には、制限電圧を第１電圧にすることを後述の変更部２４３に指示し、励磁相の切り換えタイミングである場合には、制限電圧を第１電圧から第２電圧へ一定期間変更することを後述の変更部２４３に指示する。 When the timing detection unit 141 detects the switching timing, the instruction unit 242 instructs the later-described changing unit 243 to lower the limit voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 for a certain period. For example, the instruction unit 242 instructs the changing unit 243, which will be described later, to set the limit voltage to the first voltage during normal times (when it is not the excitation phase switching timing), and when it is the excitation phase switching timing. The change unit 243 to be described later is instructed to change the limit voltage from the first voltage to the second voltage for a certain period.

変更部２４３は、指示部２４２からの制限電圧を一定期間低くする指示に従って、制限電圧を一定期間低くする。変更部２４３は、本実施形態ではＤ／Ａコンバータにより実現されている。具体的には、変更部２４３は、指示部２４２からの制限電圧を第１電圧にする指示に従い、主制御装置２４０のＶ_Ｄ／Ａ端子からプリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第１電圧をかける。また変更部２４３は、指示部２４２からの制限電圧を一定期間第２電圧にする指示に従い、主制御装置２４０のＶ_Ｄ／Ａ端子からプリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に一定期間第２電圧をかける。 The changing unit 243 lowers the limit voltage for a certain period in accordance with an instruction from the instruction unit 242 to lower the limit voltage for a certain period. The changing unit 243 is realized by a D / A converter in the present embodiment. Specifically, the changing unit 243 first changes from the V _{D / A} terminal of the main control device 240 to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 in accordance with an instruction to set the limit voltage from the instruction unit 242 to the first voltage. Apply voltage. In addition, the changing unit 243 follows the instruction from the instructing unit 242 to set the limit voltage to the second voltage for a certain period, and then changes from the V _{D / A} terminal of the main control device 240 to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 for the second period. Apply voltage.

なお、第２実施形態において、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わる前後でのホール信号及びトランジスタ２０ｃに流れる電流のタイミングチャート図は、第１実施形態の図７と同様であるため、説明を省略する。   In the second embodiment, the timing chart of the Hall signal and the current flowing through the transistor 20c before and after the excitation phase is switched from the W-U phase to the W-V phase is the same as FIG. 7 of the first embodiment. Therefore, the description is omitted.

図１０は、第２実施形態のモータ制御装置２０１のモータ制御動作の手順の流れの一例を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a procedure flow of a motor control operation of the motor control device 201 according to the second embodiment.

まず、指示部２４２は、制限電圧を第１電圧にすることを変更部２４３に指示する。これにより、変更部２４３は、主制御装置２４０のＶ_Ｄ／Ａ端子から第１電圧を出力し、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第１電圧をかける（ステップＳ２００）。 First, the instruction unit 242 instructs the changing unit 243 to set the limit voltage to the first voltage. As a result, the changing unit 243 outputs the first voltage from the V _{D / A} terminal of the main controller 240 and applies the first voltage to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 (step S200).

続いて、主制御装置２４０は、入力ＰＷＭ信号をプリドライバ５０に出力し、ブラシレスＤＣモータ１０の駆動を開始させる（ステップＳ２０２）。   Subsequently, main controller 240 outputs an input PWM signal to pre-driver 50 to start driving brushless DC motor 10 (step S202).

続いて、タイミング検出部１４１により、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングが検出されると（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、指示部２４２は、制限電圧を第２電圧にすることを変更部２４３に指示する。これにより、変更部２４３は、主制御装置２４０のＶ_Ｄ／Ａ端子から第２電圧を出力し、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第２電圧をかける（ステップＳ２０６）。 Subsequently, when the timing detection unit 141 detects the excitation phase switching timing from the rotational position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c (YES in Step S204), the instruction unit 242 To change to the second voltage. As a result, the changing unit 243 outputs the second voltage from the V _{D / A} terminal of the main controller 240 and applies the second voltage to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 (step S206).

そして変更部２４３は、一定期間の経過を待機し（ステップＳ２０８でＮＯ）、一定期間が経過すると（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、主制御装置２４０のＶ_Ｄ／Ａ端子から第１電圧を再び出力し、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第１電圧を再びかける（ステップＳ２１０）。 Then, the changing unit 243 waits for a certain period of time (NO in step S208), and when the certain period has elapsed (YES in step S208), outputs the first voltage again from the V _{D / A} terminal of main controller 240. The first voltage is again applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 (step S210).

なお、タイミング検出部１４１により、励磁相の切り換えタイミングが検出されなかった場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、ステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理は行われない。   When the timing detection unit 141 does not detect the excitation phase switching timing (NO in step S204), the processing in steps S206 to S210 is not performed.

そして、主制御装置２４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動されている間（ステップＳ２１２でＮＯ）、即ち、入力ＰＷＭ信号がプリドライバ５０に出力されている間、ステップＳ２０４〜Ｓ２１０の処理が繰り返され、主制御装置２４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動停止されると（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、即ち、入力ＰＷＭ信号のプリドライバ５０への出力が終了されると、処理を終了する。   Then, while the brushless DC motor 10 is being driven by the main controller 240 (NO in step S212), that is, while the input PWM signal is being output to the pre-driver 50, the processes in steps S204 to S210 are repeated. When the main controller 240 stops driving the brushless DC motor 10 (YES in step S212), that is, when the output of the input PWM signal to the pre-driver 50 is terminated, the processing is terminated.

以上のように第２実施形態のモータ制御装置でも、ブラシレスＤＣモータの励磁相を切り換える際に制限電圧を低くすることにより、トランジスタに流れる駆動電流の電流制限値を下げる。従って第２実施形態のモータ制御装置においても、モータの励磁相の切り換え時にトランジスタに駆動電流だけでなく回生電流が流れてもトランジスタに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）を定格電流以下にすることができ、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる。   As described above, also in the motor control device of the second embodiment, the current limiting value of the drive current flowing through the transistor is lowered by lowering the limiting voltage when switching the excitation phase of the brushless DC motor. Therefore, also in the motor control device of the second embodiment, when the excitation phase of the motor is switched, the total current (drive current + regenerative current) flowing in the transistor is reduced below the rated current even when the regenerative current flows in the transistor as well as the drive current. And damage to the transistor due to overcurrent can be prevented.

（第３実施形態）
第３実施形態では、励磁相を切り換える際に主制御装置がモータの駆動速度に応じて制限電圧を変更する例について説明する。 (Third embodiment)
In the third embodiment, an example will be described in which the main control device changes the limit voltage according to the driving speed of the motor when switching the excitation phase.

図１１は、第３実施形態のモータ制御装置３０１の一例を示す構成図である。図１１に示すように、モータ制御装置３０１は、主制御装置３４０の構成及びエンコーダ３６０を更に備えている点が、第２実施形態のモータ制御装置２０１と相違する。以下では、第２実施形態のモータ制御装置２０１との相違点の説明を主に行い、第２実施形態のモータ制御装置２０１と同様の機能を有する構成要素については、第２実施形態のモータ制御装置２０１と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an example of a motor control device 301 according to the third embodiment. As shown in FIG. 11, the motor control device 301 is different from the motor control device 201 of the second embodiment in that the configuration of the main control device 340 and the encoder 360 are further provided. In the following, differences from the motor control device 201 of the second embodiment will be mainly described, and components having the same functions as those of the motor control device 201 of the second embodiment will be described. The same names and symbols as those of the apparatus 201 are given, and the description thereof is omitted.

エンコーダ３６０は、ブラシレスＤＣモータ１０の回転子１２（図示省略）の回転数を検出し、主制御装置３４０に出力する。   The encoder 360 detects the rotational speed of the rotor 12 (not shown) of the brushless DC motor 10 and outputs it to the main controller 340.

主制御装置３４０は、タイミング検出部１４１と、指示部３４２と、変更部３４３と、回転速度検出部３４４とを、備える。   Main controller 340 includes a timing detection unit 141, an instruction unit 342, a change unit 343, and a rotation speed detection unit 344.

回転速度検出部３４４は、エンコーダ３６０から入力された回転子１２の回転数を用いて、回転子１２の回転速度を検出する。   The rotational speed detection unit 344 detects the rotational speed of the rotor 12 using the rotational speed of the rotor 12 input from the encoder 360.

指示部３４２は、タイミング検出部１４１により切り換えタイミングが検出された場合に、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を回転速度検出部３４４により検出された回転子１２の回転速度に応じた電圧に一定期間変更することを後述の変更部３４３に指示する。 When the timing detection unit 141 detects the switching timing, the instruction unit 342 sets the limit voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 to a voltage corresponding to the rotation speed of the rotor 12 detected by the rotation speed detection unit 344. It instructs the changing unit 343 described later to change for a certain period.

例えば、指示部３４２は、通常時（励磁相の切り換えタイミングでない場合）には、制限電圧を第１電圧にすることを後述の変更部３４３に指示する。そして指示部３４２は、励磁相の切り換えタイミングである場合には、回転子１２の回転速度がＸｒｐｍ以下であれば、制限電圧を第１電圧から第２電圧へ一定期間変更することを後述の変更部３４３に指示し、回転子１２の回転速度がＸｒｐｍを超えＹｒｐｍ以下であれば、制限電圧を第１電圧から第３電圧へ一定期間変更することを後述の変更部３４３に指示し、回転子１２の回転速度がＹｒｐｍを超えＺｒｐｍ以下であれば、制限電圧を第１電圧から第４電圧へ一定期間変更することを後述の変更部３４３に指示する。ここで、回転子１２の回転速度の速さは、Ｘ＜Ｙ＜Ｚであり、制限電圧の高さは、第２電圧＜第３電圧＜第４電圧＜第１電圧である。   For example, the instruction unit 342 instructs the changing unit 343, which will be described later, to set the limit voltage to the first voltage during normal times (when it is not the excitation phase switching timing). Then, when it is the excitation phase switching timing, the instruction unit 342 changes the limit voltage from the first voltage to the second voltage for a certain period if the rotation speed of the rotor 12 is X rpm or less. If the rotation speed of the rotor 12 exceeds X rpm and is equal to or less than Y rpm, the change unit 343, which will be described later, is instructed to change the limit voltage from the first voltage to the third voltage. If the rotation speed of 12 exceeds Y rpm and is equal to or less than Z rpm, the change unit 343 to be described later is instructed to change the limit voltage from the first voltage to the fourth voltage for a certain period. Here, the rotational speed of the rotor 12 is X <Y <Z, and the height of the limiting voltage is second voltage <third voltage <fourth voltage <first voltage.

変更部３４３は、指示部３４２からの制限電圧を回転子１２の回転速度に応じた電圧に変更する指示に従って、制限電圧を回転子１２の回転速度に応じた電圧に一定期間変更する。具体的には、変更部３４３は、指示部３４２からの制限電圧を第１電圧にする指示に従い、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子からプリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第１電圧をかける。また変更部３４３は、指示部３４２からの制限電圧を一定期間第２電圧にする指示に従い、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子からプリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に一定期間第２電圧をかける。また変更部３４３は、指示部３４２からの制限電圧を一定期間第３電圧にする指示に従い、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子からプリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に一定期間第３電圧をかける。また変更部３４３は、指示部３４２からの制限電圧を一定期間第４電圧にする指示に従い、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子からプリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に一定期間第４電圧をかける。 The changing unit 343 changes the limit voltage to a voltage corresponding to the rotation speed of the rotor 12 for a certain period in accordance with an instruction to change the limit voltage from the instruction unit 342 to a voltage corresponding to the rotation speed of the rotor 12. Specifically, the changing unit 343 first changes from the V _{D / A} terminal of the main control device 340 to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 in accordance with an instruction to set the limit voltage from the instruction unit 342 to the first voltage. Apply voltage. Further, the changing unit 343 follows the instruction from the instructing unit 342 to set the limit voltage to the second voltage for a certain period, and then changes from the V _{D / A} terminal of the main controller 340 to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 for the second period. Apply voltage. Further, the changing unit 343 follows the instruction from the instructing unit 342 to set the limit voltage to the third voltage for a certain period of time, from the V _{D / A} terminal of the main controller 340 to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 for the third period of time. Apply voltage. Further, the changing unit 343 follows the instruction from the instructing unit 342 to set the limit voltage to the fourth voltage for a certain period of time, from the V _{D / A} terminal of the main control device 340 to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 for the fourth period of time. Apply voltage.

なお、主制御装置３４０は、回転速度検出部３４４により検出された回転子１２の回転速度に応じたＤＵＴＹで入力ＰＷＭ信号をプリドライバ５０に出力する。ここで、入力ＰＷＭ信号のＤＵＴＹは、回転子１２の回転速度が速くなるほど小さくなるものとする。   The main controller 340 outputs the input PWM signal to the pre-driver 50 with DUTY corresponding to the rotational speed of the rotor 12 detected by the rotational speed detector 344. Here, it is assumed that the DUTY of the input PWM signal decreases as the rotational speed of the rotor 12 increases.

図１２は、第３実施形態のモータ制御装置３０１のモータ制御動作の手順の流れの一例を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a procedure flow of a motor control operation of the motor control device 301 according to the third embodiment.

まず、ステップＳ３００、Ｓ３０２の処理は、それぞれ図１０のステップＳ２００、Ｓ２０２の処理と同様であるため、説明を省略する。   First, the processes in steps S300 and S302 are the same as the processes in steps S200 and S202 in FIG.

ステップＳ３０２に続いて、指示部３４２は、タイミング検出部１４１により、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングが検出されると（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、回転速度検出部３４４により検出された回転子１２の回転速度がＸｒｐｍ以下であれば（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、制限電圧を第２電圧にすることを変更部３４３に指示する。これにより、変更部３４３は、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子から第２電圧を出力し、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第２電圧をかける（ステップＳ３０８）。 Subsequent to step S302, the instruction unit 342 detects the excitation phase switching timing from the rotational position of the rotor 12 detected by the hall elements 13a to 13c by the timing detection unit 141 (YES in step S304). If the rotation speed of the rotor 12 detected by the rotation speed detection unit 344 is equal to or lower than X rpm (YES in step S306), the change unit 343 is instructed to set the limit voltage to the second voltage. As a result, the changing unit 343 outputs the second voltage from the V _{D / A} terminal of the main controller 340 and applies the second voltage to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 (step S308).

指示部３４２は、回転速度検出部３４４により検出された回転子１２の回転速度がＸｒｐｍを超えておりＹｒｐｍ以下であれば（ステップＳ３０６でＮＯ、ステップＳ３１０でＹＥＳ）、制限電圧を第３電圧にすることを変更部３４３に指示する。これにより、変更部３４３は、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子から第３電圧を出力し、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第３電圧をかける（ステップＳ３１２）。 If the rotation speed of the rotor 12 detected by the rotation speed detection unit 344 exceeds Xrpm and is equal to or less than Yrpm (NO in step S306, YES in step S310), the instruction unit 342 sets the limit voltage to the third voltage. The change unit 343 is instructed to do so. As a result, the changing unit 343 outputs the third voltage from the V _{D / A} terminal of the main controller 340, and applies the third voltage to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 (step S312).

指示部３４２は、回転速度検出部３４４により検出された回転子１２の回転速度がＹｒｐｍを超えておりＺｒｐｍ以下であれば（ステップＳ３１０でＮＯ、ステップＳ３１４でＹＥＳ）、制限電圧を第４電圧にすることを変更部３４３に指示する。これにより、変更部３４３は、主制御装置３４０のＶ_Ｄ／Ａ端子から第４電圧を出力し、プリドライバ５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子に第４電圧をかける（ステップＳ３１６）。 If the rotation speed of the rotor 12 detected by the rotation speed detection unit 344 exceeds Yrpm and is equal to or less than Zrpm (NO in step S310, YES in step S314), the instruction unit 342 sets the limiting voltage to the fourth voltage. The change unit 343 is instructed to do so. As a result, the changing unit 343 outputs the fourth voltage from the V _{D / A} terminal of the main control device 340, and applies the fourth voltage to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 50 (step S316).

以降のステップＳ３１８、Ｓ３２０の処理は、それぞれ図１０のステップＳ２０８、Ｓ２１０の処理と同様であるため、説明を省略する。   The subsequent processes in steps S318 and S320 are the same as the processes in steps S208 and S210 in FIG.

なお、回転子１２の回転速度がＺｒｐｍを超えている場合（ステップＳ３１４でＮＯ）、ステップＳ３１６〜Ｓ３２０の処理は行われない。また、タイミング検出部１４１により励磁相の切り換えタイミングが検出されなかった場合（ステップＳ３０４でＮＯ）、ステップＳ３０６〜Ｓ３２０の処理は行われない。   If the rotation speed of the rotor 12 exceeds Zrpm (NO in step S314), the processes in steps S316 to S320 are not performed. When the timing detection unit 141 does not detect the excitation phase switching timing (NO in step S304), the processes in steps S306 to S320 are not performed.

そして、主制御装置３４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動されている間（ステップＳ３２２でＮＯ）、即ち、入力ＰＷＭ信号がプリドライバ５０に出力されている間、ステップＳ３０４〜Ｓ３２０の処理が繰り返され、主制御装置３４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動停止されると（ステップＳ３２２でＹＥＳ）、即ち、入力ＰＷＭ信号のプリドライバ５０への出力が終了されると、処理を終了する。   Then, while the brushless DC motor 10 is being driven by the main controller 340 (NO in step S322), that is, while the input PWM signal is being output to the pre-driver 50, the processes in steps S304 to S320 are repeated. When the main control device 340 stops driving the brushless DC motor 10 (YES in step S322), that is, when the output of the input PWM signal to the pre-driver 50 is finished, the processing is finished.

以上のように第３実施形態のモータ制御装置では、ブラシレスＤＣモータの励磁相を切り換える際に制限電圧をブラシレスＤＣモータの回転子の回転速度に応じた電圧に変更することにより、トランジスタに流れる駆動電流の電流制限値を最適な値に下げる。具体的には、回転子１２の回転速度が速くなるほど入力ＰＷＭ信号のＤＵＴＹは小さくなり、駆動電流は小さくなるため、回転子１２の回転速度が速くなるほど制限電圧を低くする割合が小さくなる。従って第３実施形態のモータ制御装置によれば、回転子の加速度の低下や回転ムラの悪化を最小限に抑え、ブラシレスＤＣモータを精度よく駆動させつつ、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる。   As described above, in the motor control device according to the third embodiment, when the excitation phase of the brushless DC motor is switched, the limit voltage is changed to a voltage corresponding to the rotation speed of the brushless DC motor rotor, thereby driving the transistor to flow. Reduce the current limit value of the current to the optimum value. Specifically, as the rotational speed of the rotor 12 becomes faster, the DUTY of the input PWM signal becomes smaller and the drive current becomes smaller. Therefore, as the rotational speed of the rotor 12 becomes faster, the rate of lowering the limit voltage becomes smaller. Therefore, according to the motor control apparatus of the third embodiment, it is possible to minimize the decrease in the acceleration of the rotor and the deterioration of the rotation unevenness, to drive the brushless DC motor with high accuracy, and to prevent the transistor from being damaged due to the overcurrent. Can do.

また第３実施形態のモータ制御装置では、ブラシレスＤＣモータの励磁相を切り換える際に、回転子の回転速度が所定速度（本実施形態ではＺｒｐｍ）以下である場合のみ、制限電圧を低くすることにより、トランジスタに流れる駆動電流を小さくし、回転子の回転速度が所定速度を超えている場合、制限電圧を低くせず、トランジスタに流れる駆動電流を小さくしない。   In the motor control device of the third embodiment, when the excitation phase of the brushless DC motor is switched, the limit voltage is reduced only when the rotational speed of the rotor is equal to or lower than a predetermined speed (in this embodiment, Zrpm). When the driving current flowing through the transistor is reduced and the rotation speed of the rotor exceeds a predetermined speed, the limiting voltage is not lowered and the driving current flowing through the transistor is not reduced.

これは、回転子の回転速度が所定速度を超えており、回転子の回転速度が十分に速い場合、回転子の回転開始時よりも入力ＰＷＭ信号のＤＵＴＹが小さくなり、トランジスタに流れる駆動電流が電流制限値に対し十分に小さいため、励磁相の切り換え時にトランジスタに回生電流が流れてもトランジスタの破損のおそれがないためである。   This is because when the rotation speed of the rotor exceeds a predetermined speed and the rotation speed of the rotor is sufficiently high, the DUTY of the input PWM signal becomes smaller than that at the start of rotation of the rotor, and the drive current flowing through the transistor is reduced. This is because the current limit value is sufficiently small, so that there is no risk of damage to the transistor even if a regenerative current flows through the transistor when switching the excitation phase.

従って第３実施形態のモータ制御装置によれば、回転子の回転速度が所定速度以下の場合には過電流によるトランジスタの破損を防止することができ、回転子の回転速度が所定速度を超えている場合には、回転子の加速度及び回転ムラを良好にすることができ、ブラシレスＤＣモータを精度よく駆動させることができる。   Therefore, according to the motor control apparatus of the third embodiment, when the rotation speed of the rotor is equal to or lower than the predetermined speed, the transistor can be prevented from being damaged due to overcurrent, and the rotation speed of the rotor exceeds the predetermined speed. If it is, the acceleration and rotation unevenness of the rotor can be improved, and the brushless DC motor can be driven with high accuracy.

特に第３実施形態のモータ制御装置においても、ブラシレスＤＣモータの励磁相を切り換える際に制限電圧を低くする一定期間を回生電流が発生している期間（０．５ｍｓｅｃ）と合わせる。これにより、制限電圧を低くする一定期間を最小限に抑えられるため、回転子の加速度の低下や回転ムラの悪化を最小限に抑えつつ、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる。   In particular, also in the motor control device of the third embodiment, when switching the excitation phase of the brushless DC motor, a certain period in which the limit voltage is lowered is matched with the period during which the regenerative current is generated (0.5 msec). As a result, a certain period of time during which the limiting voltage is lowered can be minimized, so that it is possible to prevent the transistor from being damaged due to overcurrent while minimizing the decrease in the acceleration of the rotor and the deterioration of the rotation unevenness.

（第４実施形態）
第４実施形態では、モータの励磁相を切り換える際にプリドライバが制限電圧を低くする例について説明する。 (Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, an example will be described in which the predriver lowers the limit voltage when switching the excitation phase of the motor.

図１３は、第４実施形態のモータ制御装置４０１の一例を示す構成図である。図１３に示すように、モータ制御装置４０１は、プリドライバ４５０の構成が、従来のモータ制御装置１と相違する。以下では、従来のモータ制御装置１との相違点の説明を主に行い、従来のモータ制御装置１と同様の機能を有する構成要素については、従来のモータ制御装置１と同様の名称・符号を付し、その説明を省略する。つまり、モータ制御装置４０１が備えるブラシレスＤＣモータ１０（モータの一例）、トランジスタ２０ａ〜２０ｆ（複数の切換手段の一例）、駆動電流検出抵抗３０（電流検出手段の一例）、及び主制御装置４０（制御装置の一例）については、従来のモータ制御装置１と同様の機能を有するため、その説明を省略する。なお、図１３では、ブラシレスＤＣモータ１０については、固定子巻線１１ａ〜１１ｃ（複数の固定子の一例）及びホール素子１３ａ〜１３ｃ（回転位置検出手段の一例）のみ示している。   FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an example of a motor control device 401 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 13, the motor control device 401 is different from the conventional motor control device 1 in the configuration of the pre-driver 450. In the following description, differences from the conventional motor control device 1 will be mainly described, and components having the same functions as those of the conventional motor control device 1 are denoted by the same names and symbols as those of the conventional motor control device 1. A description thereof will be omitted. That is, the brushless DC motor 10 (an example of a motor) included in the motor control device 401, the transistors 20a to 20f (an example of a plurality of switching units), the drive current detection resistor 30 (an example of a current detection unit), and the main control unit 40 ( Since an example of the control device has the same function as the conventional motor control device 1, the description thereof is omitted. In FIG. 13, only the stator windings 11a to 11c (an example of a plurality of stators) and the hall elements 13a to 13c (an example of rotational position detection means) are shown for the brushless DC motor 10.

プリドライバ４５０（モータ駆動装置の一例）は、コンパレータ５１と、出力部５２（電流制御手段の一例）と、変更期間検出部４５３と、変更装置４６０とを、備える。なお、コンパレータ５１、及び出力部５２については、従来のモータ制御装置１と同様の機能を有するため、その説明を省略する。   The pre-driver 450 (an example of a motor drive device) includes a comparator 51, an output unit 52 (an example of a current control unit), a change period detection unit 453, and a change device 460. Note that the comparator 51 and the output unit 52 have the same functions as those of the conventional motor control device 1, and thus the description thereof is omitted.

変更期間検出部４５３は、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から、励磁相の切り換えタイミングを検出し、検出後プリドライバ４５０のコンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を低くする変更期間を検出する。ここで、変更期間は、制限電圧を第１電圧から当該第１電圧よりも低い第２電圧に変更する一定期間である。つまり、変更期間検出部４５３は、励磁相の切り換えタイミング、即ち、回転子１２の所定位置を検出している所定位置検出状態から所定位置を検出していない所定位置非検出状態への切り換わり、又は所定位置非検出状態から所定位置検出状態への切り換わりタイミングからの一定期間を変更期間として検出する。具体的には、変更期間検出部４５３には、ホール素子１３ａ〜１３ｃからそれぞれホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ〜ＨＡＬＬ＿Ｗ（位置検出信号の一例）が入力される。そして変更期間検出部４５３は、入力されたホール信号ＨＡＬＬ＿Ｕ〜ＨＡＬＬ＿Ｗそれぞれを２つの信号に分岐し、分岐した一方の信号を変更期間遅延するようになまらせて反転し、他方の信号との論理積を求めることで、変更期間を検出し、変更期間を検出していることを示す変更期間検出信号を変更装置４６０に出力する。 The change period detection unit 453 detects the excitation phase switching timing from the rotation position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c, and outputs the limit voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 of the pre-driver 450 after the detection. Detect the change period to be lowered. Here, the change period is a fixed period in which the limit voltage is changed from the first voltage to the second voltage lower than the first voltage. That is, the change period detection unit 453 switches from the predetermined phase detection state in which the predetermined position of the rotor 12 is detected to the predetermined position non-detection state in which the predetermined position is not detected, that is, the excitation phase switching timing. Alternatively, a predetermined period from the switching timing from the predetermined position non-detection state to the predetermined position detection state is detected as the change period. Specifically, hall signals HALL_U to HALL_W (an example of a position detection signal) are input to the change period detection unit 453 from the hall elements 13a to 13c, respectively. Then, the change period detection unit 453 branches each of the input hall signals HALL_U to HALL_W into two signals, inverts one of the branched signals so as to delay the change period, and performs an AND operation with the other signal. The change period is detected and the change period detection signal indicating that the change period is detected is output to the change device 460.

図１４は、第４実施形態の変更期間検出部４５３の一例を示す回路図である。図１４に示すように、変更期間検出部４５３は、抵抗４５４、コンデンサ４５５、及びＡＮＤ回路４５６を備える変更期間検出回路を有している。なお、変更期間検出部４５３は、入力されるホール信号毎に変更期間検出回路を有しているものとする。   FIG. 14 is a circuit diagram illustrating an example of the change period detection unit 453 of the fourth embodiment. As illustrated in FIG. 14, the change period detection unit 453 includes a change period detection circuit including a resistor 454, a capacitor 455, and an AND circuit 456. The change period detection unit 453 has a change period detection circuit for each input hall signal.

変更期間検出回路に入力されたホール信号は２つの信号に分岐される。そして、抵抗４５４及びコンデンサ４５５は、分岐した一方の信号を変更期間遅延するようになまらせる。なお、Ｒ×Ｃの値を大きくすれば変更期間（遅延）が長くでき、Ｒ×Ｃの値を小さくすれば変更期間（遅延）を短くできる。ここで、Ｒは、抵抗４５４の抵抗値であり、Ｃは、コンデンサ４５５の容量である。ＡＮＤ回路４５６は、なまらせられた信号が反転して入力されるとともに、分岐した他方の信号が入力され、入力された２つの信号の論理積を求める。そしてＡＮＤ回路４５６は、求めた論理積が真となる場合に、変更期間検出信号を変更装置４６０に出力する。   The hall signal input to the change period detection circuit is branched into two signals. Then, the resistor 454 and the capacitor 455 delay one branched signal so as to delay the change period. If the value of R × C is increased, the change period (delay) can be lengthened, and if the value of R × C is decreased, the change period (delay) can be shortened. Here, R is the resistance value of the resistor 454, and C is the capacitance of the capacitor 455. The AND circuit 456 receives an inverted signal and inputs the other branched signal, and obtains a logical product of the two input signals. The AND circuit 456 outputs a change period detection signal to the change device 460 when the obtained logical product is true.

変更装置４６０は、変更期間検出部４５３により検出された変更期間、制限電圧を低くする。具体的には、変更装置４６０は、変更期間検出部４５３から変更期間検出信号が入力されていない場合、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧とし、変更期間検出部４５３から変更期間検出信号が入力されている間、コンパレータ５１のＶ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧から第２電圧に変更する。変更装置４６０は、第１実施形態同様、分圧回路により実現されており、抵抗４６１〜４６３と、トランジスタ４６４とを、備える。 The change device 460 lowers the limit voltage and the limit voltage detected by the change period detector 453. Specifically, when the change period detection signal is not input from the change period detection unit 453, the change device 460 sets the limit voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 as the first voltage and changes the change period detection unit 453 from the change period detection unit 453. While the period detection signal is input, the limiting voltage applied to the V _clamp terminal of the comparator 51 is changed from the first voltage to the second voltage. Similar to the first embodiment, the changing device 460 is realized by a voltage dividing circuit, and includes resistors 461 to 463 and a transistor 464.

具体的には、変更装置４６０は、変更期間検出部４５３から変更期間検出信号が入力されず、トランジスタ４６４がオフに切り換えられている場合、電源４６５からトランジスタ４６４に電流を流さず、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧とする。なお、第１電圧は、第１実施形態同様、数式（１）により表される。ここで、Ｖ_ｃｃは、電源４６５の電圧であり、Ｒ１は、抵抗４６１の抵抗値であり、Ｒ２は、抵抗４６２の抵抗値である。 Specifically, when the change period detection signal is not input from the change period detection unit 453 and the transistor 464 is turned off, the change device 460 does not flow current from the power supply 465 to the transistor 464, and the V _clamp terminal The limiting voltage applied to is defined as the first voltage. Note that the first voltage is expressed by Expression (1) as in the first embodiment. Here, V _cc is the voltage of the power supply 465, R 1 is the resistance value of the resistor 461, and R 2 is the resistance value of the resistor 462.

また、変更装置４６０は、変更期間検出部４５３から変更期間検出信号が入力され、トランジスタ４６４がオンに切り換えられることにより、電源４６５からトランジスタ４６４に電流を流し、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第２電圧に変更する。なお、第２電圧は、第１実施形態同様、数式（２）により表される。ここで、Ｖ_ｃｅは、トランジスタ４６４のコレクタエミッタ間の電位差であり、Ｒ３は、抵抗４６３の抵抗値である。なお、抵抗４６３の抵抗値（Ｒ３）は、抵抗４６２の抵抗値（Ｒ２）よりも値が小さくなるため、第１電圧（数式（１）のＶ_{ｃｌａｍｐ}）が第２電圧（数式（２）のＶ_{ｃｌａｍｐ}）よりも高くなる。 Further, the change device 460 receives the change period detection signal from the change period detection unit 453, and when the transistor 464 is turned on, the current flows from the power supply 465 to the transistor 464, and the limiting voltage applied to the V _clamp terminal is set to the first voltage. Change to 2 voltage. Note that the second voltage is expressed by Expression (2) as in the first embodiment. Here, V _ce is a potential difference between the collector and the emitter of the transistor 464, and R3 is a resistance value of the resistor 463. Note that since the resistance value (R3) of the resistor 463 is smaller than the resistance value (R2) of the resistor 462, the first voltage (V _{clamp of the} equation (1)) is changed to the second voltage (equation (2)). V _clamp ).

なお、第４実施形態において、励磁相がＷ−Ｕ相からＷ−Ｖ相に切り換わる前後でのホール信号及びトランジスタ２０ｃに流れる電流のタイミングチャート図は、第１実施形態の図７と同様であるため、説明を省略する。   In the fourth embodiment, the timing chart of the Hall signal and the current flowing through the transistor 20c before and after the excitation phase is switched from the W-U phase to the W-V phase is the same as FIG. 7 of the first embodiment. Therefore, the description is omitted.

図１５は、第４実施形態のモータ制御装置４０１のモータ制御動作の手順の流れの一例を示すフローチャートである。   FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of a procedure flow of a motor control operation of the motor control device 401 according to the fourth embodiment.

まず、主制御装置４０は、入力ＰＷＭ信号をプリドライバ４５０に出力し、ブラシレスＤＣモータ１０を駆動開始させる（ステップＳ４００）。なお、ブラシレスＤＣモータ１０の駆動開始前においては、変更期間検出部４５３は、変更期間を検出しておらず、変更装置４６０へ変更期間検出信号を出力していない。このため、変更装置４６０は、電源４６５からトランジスタ４６４に電流を流さず、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧としている。 First, main controller 40 outputs an input PWM signal to pre-driver 450 to start driving brushless DC motor 10 (step S400). Note that before the start of driving the brushless DC motor 10, the change period detection unit 453 does not detect the change period and does not output a change period detection signal to the change device 460. For this reason, the changing device 460 does not pass a current from the power supply 465 to the transistor 464, and uses the limiting voltage applied to the V _clamp terminal as the first voltage.

続いて、変更期間検出部４５３は、ホール素子１３ａ〜１３ｃにより検出された回転子１２の回転位置から変更期間を検出すると（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、変更装置４６０への変更期間検出信号の出力を開始する（ステップＳ４０４）。これにより、変更装置４６０は、電源４６５からトランジスタ４６４に電流を流し、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を第１電圧から第２電圧に変更する。 Subsequently, when the change period detection unit 453 detects the change period from the rotation position of the rotor 12 detected by the Hall elements 13a to 13c (YES in Step S402), the change period detection unit 453 outputs a change period detection signal to the change device 460. Start (step S404). Accordingly, the changing device 460 causes a current to flow from the power supply 465 to the transistor 464, and changes the limiting voltage applied to the V _clamp terminal from the first voltage to the second voltage.

そして変更装置４６０は、変更期間検出信号の出力終了を待機し（ステップＳ４０６でＮＯ）、変更期間検出信号の出力が終了すると（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、電源４６５からトランジスタ４６４に電流を流さず、Ｖ_{ｃｌａｍｐ}端子にかかる制限電圧を再び第１電圧とする。 The change device 460 waits for the output of the change period detection signal to end (NO in step S406). When the output of the change period detection signal ends (YES in step S406), no current flows from the power supply 465 to the transistor 464. The limiting voltage applied to the V _clamp terminal is again referred to as the first voltage.

なお、変更期間検出部４５３により変更期間が検出されなかった場合（ステップＳ４０２でＮＯ）、ステップＳ４０４〜Ｓ４０６の処理は行われない。   If the change period is not detected by the change period detection unit 453 (NO in step S402), the processes in steps S404 to S406 are not performed.

そして、主制御装置４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動されている間（ステップＳ４０８でＮＯ）、即ち、入力ＰＷＭ信号がプリドライバ４５０に出力されている間、ステップＳ４０２〜Ｓ４０６の処理が繰り返され、主制御装置４０により、ブラシレスＤＣモータ１０が駆動停止されると（ステップＳ４０８でＹＥＳ）、即ち、入力ＰＷＭ信号のプリドライバ４５０への出力が終了されると、処理を終了する。   Then, while the brushless DC motor 10 is being driven by the main controller 40 (NO in step S408), that is, while the input PWM signal is being output to the pre-driver 450, the processes in steps S402 to S406 are repeated. When the main controller 40 stops driving the brushless DC motor 10 (YES in step S408), that is, when the output of the input PWM signal to the pre-driver 450 is finished, the processing is finished.

以上のように第４実施形態のモータ制御装置でも、ブラシレスＤＣモータの励磁相を切り換える際に制限電圧を低くすることにより、トランジスタに流れる駆動電流の電流制限値を下げる。従って第４実施形態のモータ制御装置においても、モータの励磁相の切り換え時にトランジスタに駆動電流だけでなく回生電流が流れてもトランジスタに流れる合計電流（駆動電流＋回生電流）を定格電流以下にすることができ、過電流によるトランジスタの破損を防止することができる。   As described above, also in the motor control device of the fourth embodiment, the current limiting value of the drive current flowing in the transistor is lowered by lowering the limiting voltage when switching the excitation phase of the brushless DC motor. Therefore, also in the motor control device of the fourth embodiment, when the excitation phase of the motor is switched, the total current (drive current + regenerative current) flowing in the transistor is reduced to the rated current or less even when the regenerative current flows in the transistor as well as the drive current. And damage to the transistor due to overcurrent can be prevented.

（第５実施形態）
第５実施形態では、第１実施形態〜第４実施形態で説明したモータ制御装置が適用される画像形成装置について説明する。 (Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, an image forming apparatus to which the motor control device described in the first to fourth embodiments is applied will be described.

図１６は、第５実施形態の画像形成装置５０１の一例を示す構成図である。図１６に示すように、画像形成装置５０１は、スキャナユニット５１０と、給紙ユニット５２０と、画像形成ユニット５３０と、排紙ユニット５４０とを、備える。   FIG. 16 is a configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus 501 according to the fifth embodiment. As illustrated in FIG. 16, the image forming apparatus 501 includes a scanner unit 510, a paper feed unit 520, an image forming unit 530, and a paper discharge unit 540.

スキャナユニット５１０は、原稿などから画像データを読み取る。   The scanner unit 510 reads image data from a document or the like.

給紙ユニット５２０は、複数の転写紙が重ね合わせて収容される給紙トレイ５２１と、給紙トレイ５２１の最上部に位置する転写紙Ｐを給紙する給紙ローラ５２２と、給紙ローラ５２２により給紙された転写紙Ｐを画像形成ユニット５３０へ搬送する搬送ローラ５２３とを、備える。   The paper feed unit 520 includes a paper feed tray 521 in which a plurality of transfer papers are stacked and stored, a paper feed roller 522 that feeds the transfer paper P positioned at the top of the paper feed tray 521, and a paper feed roller 522. A transfer roller 523 that transports the transfer paper P fed by the above to the image forming unit 530.

画像形成ユニット５３０は、中間転写ベルト５３１と、中間転写ベルト５３１を無端移動させる中間転写ローラ５３２と、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、及び除電工程）を行うことにより、スキャナユニット５１０により読み取られた画像データに基づくトナー画像を形成し、形成したトナー画像を中間転写ベルト５３１に転写する感光体ユニット５３３Ｋ、５３３Ｍ、５３３Ｃ、５３３Ｙと、搬送ローラ５２３から搬送された転写紙Ｐを中間転写ベルト５３１に送るレジストローラ５３４と、中間転写ベルト５３１に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに転写する２次転写ローラ５３５及び斥力ローラ５３６と、転写紙Ｐに転写された画像を定着させる定着ユニット５３７と、を備える。   The image forming unit 530 includes an intermediate transfer belt 531, an intermediate transfer roller 532 that moves the intermediate transfer belt 531 endlessly, and an image forming process (charging process, exposure process, development process, transfer process, cleaning process, and charge removal process). As a result, a toner image is formed based on the image data read by the scanner unit 510, and the formed toner image is transferred to the intermediate transfer belt 531. The photosensitive drum units 533K, 533M, 533C, and 533Y are transported from the transport roller 523. Registration roller 534 for feeding the transferred transfer paper P to the intermediate transfer belt 531, a secondary transfer roller 535 and a repulsive roller 536 for transferring the toner image transferred to the intermediate transfer belt 531 to the transfer paper P, and transfer to the transfer paper P A fixing unit 537 for fixing the processed image.

排紙ユニット５４０には、画像が定着された転写紙Ｐが排紙される。   The transfer sheet P on which the image is fixed is discharged to the paper discharge unit 540.

そして、第１実施形態〜第４実施形態で説明したモータ制御装置は、給紙ローラ５２２、搬送ローラ５２３、中間転写ローラ５３２、感光体ユニット５３３Ｋ、５３３Ｍ、５３３Ｃ、５３３Ｙのローラ、レジストローラ５３４、２次転写ローラ５３５、定着ユニット５３７のローラ、及び排紙ユニット５４０のローラなどを駆動する駆動源として用いられる。   The motor control device described in the first to fourth embodiments includes a paper feed roller 522, a transport roller 523, an intermediate transfer roller 532, a photosensitive unit 533K, 533M, 533C, 533Y roller, a registration roller 534, It is used as a drive source for driving the secondary transfer roller 535, the roller of the fixing unit 537, the roller of the paper discharge unit 540, and the like.

なお、第１実施形態〜第３実施形態で説明したモータ制御装置の主制御装置で実行される電圧制御プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。   The voltage control program executed by the main control device of the motor control device described in the first to third embodiments is provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.

第１実施形態〜第３実施形態で説明したモータ制御装置の主制御装置で実行される電圧制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録して提供するように構成してもよい。   The voltage control program executed by the main control device of the motor control device described in the first to third embodiments is an installable format or executable file, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), You may comprise so that it may record and provide on computer-readable storage media, such as CD-R and DVD.

さらに、第１実施形態〜第３実施形態で説明したモータ制御装置の主制御装置で実行される電圧制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、第１実施形態〜第３実施形態で説明したモータ制御装置の主制御装置で実行される電圧制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。   Furthermore, the voltage control program executed by the main controller of the motor controller described in the first to third embodiments is stored on a computer connected to a network such as the Internet, and downloaded via the network. You may comprise so that it may provide. The voltage control program executed by the main controller of the motor controller described in the first to third embodiments may be provided or distributed via a network such as the Internet.

第１実施形態〜第３実施形態で説明したモータ制御装置の主制御装置で実行される電圧制御プログラムは、上述した主制御装置の各部をコンピュータ上で実現させるためのモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵがＲＯＭから電圧制御プログラムをＲＡＭ上に読み出して実行することにより、上記各部がコンピュータ上で実現されるようになっている。   The voltage control program executed by the main control device of the motor control device described in the first to third embodiments has a module configuration for realizing each part of the above-described main control device on a computer. As actual hardware, the CPU reads out the voltage control program from the ROM into the RAM and executes it, so that the above-described units are realized on the computer.

（変形例）
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、バイポーラトランジスタを例に取り、トランジスタについて説明したが、トランジスタはこれに限定されるものではなく、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などであってもよい。 (Modification)
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in each of the above embodiments, a bipolar transistor has been described as an example, but the transistor has been described. However, the transistor is not limited thereto, and may be a field effect transistor (FET) or the like.

１、１０１、２０１、３０１、４０１ モータ制御装置
１０ ブラシレスＤＣモータ
１１ａ〜１１ｃ 固定子巻線
１２ 回転子
１３ａ〜１３ｃ ホール素子
２０ａ〜２０ｆ トランジスタ
３０ 駆動電流検出抵抗
４０、１４０、２４０、３４０ 主制御装置
５０、４５０ プリドライバ
５１ コンパレータ
５２ 出力部
１４１ タイミング検出部
１４２ 指示信号出力部
１６０、４６０ 変更装置
１６１〜１６３、４６１〜４６３ 抵抗
１６４、４６４ トランジスタ
２４２、３４２ 指示部
２４３、３４３ 変更部
３４４ 回転速度検出部
３６０ エンコーダ
４５３ 変更期間検出部
４５４ 抵抗
４５５ コンデンサ
４５６ ＡＮＤ回路
５０１ 画像形成装置
５１０ スキャナユニット
５２０ 給紙ユニット
５２１ 給紙トレイ
５２２ 給紙ローラ
５２３ 搬送ローラ
５３０ 画像形成ユニット
５３１ 中間転写ベルト
５３２ 中間転写ローラ
５３３Ｋ、５３３Ｍ、５３３Ｃ、５３３Ｙ 感光体ユニット
５３４ レジストローラ
５３５ ２次転写ローラ
５３６ 斥力ローラ
５３７ 定着ユニット
５４０ 排紙ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101, 201, 301, 401 Motor control apparatus 10 Brushless DC motor 11a-11c Stator winding 12 Rotor 13a-13c Hall element 20a-20f Transistor 30 Drive current detection resistance 40, 140, 240, 340 Main control apparatus 50, 450 Pre-driver 51 Comparator 52 Output unit 141 Timing detection unit 142 Instruction signal output unit 160, 460 Changing device 161-163, 461-463 Resistance 164, 464 Transistor 242, 342 Instruction unit 243, 343 Changing unit 344 Rotation speed detection Unit 360 encoder 453 change period detection unit 454 resistor 455 capacitor 456 AND circuit 501 image forming apparatus 510 scanner unit 520 sheet feeding unit 521 sheet feeding tray 522 sheet feeding roller 523 Over La 530 image forming unit 531 intermediate transfer belt 532 intermediate transfer roller 533K, 533M, 533C, 533Y photosensitive unit 534 registration rollers 535 secondary transfer roller 536 repulsive roller 537 a fixing unit 540 discharge unit

特開平７−３１２８２６号公報JP-A-7-31826

Claims (15)

複数の固定子と、前記複数の固定子のうちの励磁される固定子が切り替えられることにより回転する回転子と、前記回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段とを、有するモータと、
電流を流すか否かが切り換えられることにより励磁する固定子を切り替える複数の切換手段と、
電源から切換手段に流れている電流を検出する電流検出手段と、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁する固定子の切り換えタイミングを検出して電流を流す切換手段を切り換えるとともに、前記電流検出手段により検出された前記電流に応じた検出電圧が制限電圧以上となった場合に、切換手段に流れる電流を小さくするモータ駆動手段と、を備えるモータ制御装置の制御装置であって、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出し、検出後一定期間、前記制限電圧を低くすることを特徴とする制御装置。 A motor having a plurality of stators, a rotor that rotates when a stator to be excited among the plurality of stators is switched, and a rotational position detecting unit that detects a rotational position of the rotor;
A plurality of switching means for switching the stator to be excited by switching whether or not to flow current;
Current detection means for detecting current flowing from the power source to the switching means;
Detecting the switching timing of the stator to be excited from the rotational position detected by the rotational position detecting means and switching the switching means for passing a current, and the detection voltage corresponding to the current detected by the current detecting means is limited. A motor drive device comprising a motor drive means for reducing the current flowing through the switching means when the voltage is higher than the voltage,
A control device, comprising: detecting a switching timing of a stator excited from the rotational position detected by the rotational position detecting means, and lowering the limit voltage for a certain period after the detection. 前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出するタイミング検出手段と、
前記切り換えタイミングが検出された場合に、前記制限電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に変更することを指示する指示信号を前記一定期間出力する指示信号出力手段と、
前記指示信号が入力されている間、前記制限電圧を前記第１電圧から前記第２電圧に変更する変更手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 Timing detection means for detecting the switching timing of the stator excited from the rotational position detected by the rotational position detection means;
An instruction signal output means for outputting an instruction signal for instructing to change the limit voltage to a second voltage lower than the first voltage when the switching timing is detected;
The control device according to claim 1, further comprising a changing unit that changes the limit voltage from the first voltage to the second voltage while the instruction signal is input. 前記変更手段は、トランジスタを有する分圧回路であり、前記指示信号が入力されている間、前記トランジスタに電流を流すことにより前記制限電圧を前記第１電圧から前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。   The changing means is a voltage dividing circuit having a transistor, and changes the limit voltage from the first voltage to the second voltage by flowing a current through the transistor while the instruction signal is input. The control device according to claim 2. 前記回転位置検出手段は、前記回転子の所定位置を検出しているか否かを示す位置検出信号を出力し、
前記タイミング検出手段は、入力された前記位置検出信号を用いて、前記回転子の前記所定位置を検出している所定位置検出状態から前記所定位置を検出していない所定位置非検出状態への切り換わり、又は前記所定位置非検出状態から前記所定位置検出状態への切り換わりを検出し、
前記指示信号出力手段は、前記所定位置検出状態から前記所定位置非検出状態への切り換わり、又は前記所定位置非検出状態から前記所定位置検出状態への切り換わりが検出された場合に、前記指示信号を前記一定期間出力することを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。 The rotational position detecting means outputs a position detection signal indicating whether or not a predetermined position of the rotor is detected;
The timing detection means switches from a predetermined position detection state in which the predetermined position of the rotor is detected to a predetermined position non-detection state in which the predetermined position is not detected by using the input position detection signal. Detecting a change from the predetermined position non-detection state to the predetermined position detection state,
The instruction signal output means is configured to detect the instruction when switching from the predetermined position detection state to the predetermined position non-detection state or switching from the predetermined position non-detection state to the predetermined position detection state is detected. 4. The control device according to claim 2, wherein a signal is output for the predetermined period. 前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出するタイミング検出手段と、
前記切り換えタイミングが検出された場合に、前記制限電圧を前記一定期間低くすることを指示する指示手段と、
前記指示に従って前記制限電圧を前記一定期間低くする変更手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 Timing detection means for detecting the switching timing of the stator excited from the rotational position detected by the rotational position detection means;
Instructing means for instructing to lower the limit voltage for the predetermined period when the switching timing is detected;
The control device according to claim 1, further comprising: a changing unit that lowers the limit voltage for the predetermined period in accordance with the instruction. 前記回転子の回転速度を検出する回転速度検出手段を更に備え、
前記指示手段は、前記制限電圧を前記回転速度検出手段により検出された前記回転速度に応じた電圧に変更することを更に指示し、
前記変更手段は、前記制限電圧を指示された前記電圧に変更することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。 A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the rotor;
The instruction means further instructs to change the limit voltage to a voltage corresponding to the rotation speed detected by the rotation speed detection means,
The control device according to claim 5, wherein the changing unit changes the limit voltage to the instructed voltage. 前記変更手段は、Ｄ／Ａコンバータであることを特徴とする請求項５又は６に記載の制御装置。   The control device according to claim 5, wherein the changing unit is a D / A converter. 前記回転位置検出手段は、前記回転子の所定位置を検出しているか否かを示す位置検出信号を出力し、
前記タイミング検出手段は、入力された前記位置検出信号を用いて、前記回転子の前記所定位置を検出している所定位置検出状態から前記所定位置を検出していない所定位置非検出状態への切り換わり、又は前記所定位置非検出状態から前記所定位置検出状態への切り換わりを検出し、
前記指示手段は、前記所定位置検出状態から前記所定位置非検出状態への切り換わり、又は前記所定位置非検出状態から前記所定位置検出状態への切り換わりが検出された場合に、前記制限電圧を前記一定期間低くすることを指示することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の制御装置。 The rotational position detecting means outputs a position detection signal indicating whether or not a predetermined position of the rotor is detected;
The timing detection means switches from a predetermined position detection state in which the predetermined position of the rotor is detected to a predetermined position non-detection state in which the predetermined position is not detected by using the input position detection signal. Detecting a change from the predetermined position non-detection state to the predetermined position detection state,
The instructing means sets the limit voltage when the switching from the predetermined position detection state to the predetermined position non-detection state or the switching from the predetermined position non-detection state to the predetermined position detection state is detected. The control device according to any one of claims 5 to 7, wherein the controller instructs the lowering for a certain period. 電流を流すか否かが切り換えられることによりモータが有する複数の固定子のうちの励磁される固定子を切り替えて前記モータが有する回転子を回転させる複数の切換手段のうちの電流を流す切換手段を、前記モータが有する回転位置検出手段により検出された前記回転子の回転位置から励磁する固定子の切り換えタイミングを検出して切り換えるとともに、電源から切換手段に流れている電流であって電流検出手段により検出された電流に応じた検出電圧が制限電圧以上となった場合に、切換手段に流れる電流を小さくする電流制御手段と、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出して、前記切り替えタイミングから前記制限電圧を低くする変更期間を検出する変更期間検出手段と、
前記変更期間、前記制限電圧を低くする変更手段と、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。 Switching means for supplying a current among a plurality of switching means for switching a stator to be excited among a plurality of stators included in the motor by switching whether or not a current is supplied. Is switched by detecting the switching timing of the stator to be excited from the rotational position of the rotor detected by the rotational position detecting means of the motor, and is a current flowing from the power source to the switching means, the current detecting means Current control means for reducing the current flowing through the switching means when the detection voltage corresponding to the current detected by the above becomes a limit voltage or more;
A change period detection means for detecting a change period for lowering the limit voltage from the switching timing by detecting a change timing of the stator excited from the rotation position detected by the rotation position detection means;
Change means for lowering the limit voltage during the change period;
A motor drive device comprising: 前記回転位置検出手段は、前記回転子の所定位置を検出しているか否かを示す位置検出信号を出力し、
前記変更期間検出手段は、前記位置検出信号を２つの信号に分岐し、分岐した一方の信号を前記変更期間遅延するようになまらせて反転し、他方の信号との論理積を求めることで、前記変更期間を検出することを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動装置。 The rotational position detecting means outputs a position detection signal indicating whether or not a predetermined position of the rotor is detected;
The change period detecting means branches the position detection signal into two signals, and inverts and inverts one of the branched signals so as to delay the change period, and obtains a logical product with the other signal. The motor drive device according to claim 9, wherein the change period is detected. 前記変更期間は、前記制限電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に変更する期間であり、
前記変更手段は、前記変更期間、前記制限電圧を前記第１電圧から前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項９又は１０に記載のモータ駆動装置。 The change period is a period for changing the limit voltage to a second voltage lower than the first voltage,
The motor driving apparatus according to claim 9 or 10, wherein the changing unit changes the limit voltage from the first voltage to the second voltage during the change period. 前記変更期間検出手段は、前記変更期間を検出していることを示す変更期間検出信号を出力し、
前記変更手段は、トランジスタを有する分圧回路であり、前記変更期間検出信号が入力されている間、前記トランジスタに電流を流すことにより前記制限電圧を前記第１電圧から前記第２電圧に変更することを特徴とする請求項１１に記載のモータ駆動装置。 The change period detection means outputs a change period detection signal indicating that the change period is detected,
The changing means is a voltage dividing circuit having a transistor, and changes the limit voltage from the first voltage to the second voltage by causing a current to flow through the transistor while the change period detection signal is input. The motor driving apparatus according to claim 11. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御装置、又は請求項９〜１２のいずれか１つに記載のモータ駆動装置を備えることを特徴とするモータ制御装置。   A motor control device comprising the control device according to any one of claims 1 to 8, or the motor drive device according to any one of claims 9 to 12. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御装置、請求項９〜１２のいずれか１つに記載のモータ駆動装置、又は請求項１３に記載のモータ制御装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   A control device according to any one of claims 1 to 8, a motor drive device according to any one of claims 9 to 12, or a motor control device according to claim 13. Image forming apparatus. 複数の固定子と、前記複数の固定子のうちの励磁される固定子が切り替えられることにより回転する回転子と、前記回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段とを、有するモータと、
電流を流すか否かが切り換えられることにより励磁する固定子を切り替える複数の切換手段と、
電源から切換手段に流れている電流を検出する電流検出手段と、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁する固定子の切り換えタイミングを検出して電流を流す切換手段を切り換えるとともに、前記電流検出手段により検出された前記電流に応じた検出電圧が制限電圧以上となった場合に、切換手段に流れる電流を小さくするモータ駆動手段と、を備えるモータ制御装置の制御装置のコンピュータに、
前記回転位置検出手段により検出された前記回転位置から励磁される固定子の切り替えタイミングを検出するタイミング検出ステップと、
前記切り替えタイミングの検出後一定期間、前記制限電圧を低くする電圧制御ステップと、
を実行させるための電圧制御プログラム。 A motor having a plurality of stators, a rotor that rotates when a stator to be excited among the plurality of stators is switched, and a rotational position detecting unit that detects a rotational position of the rotor;
A plurality of switching means for switching the stator to be excited by switching whether or not to flow current;
Current detection means for detecting current flowing from the power source to the switching means;
Detecting the switching timing of the stator to be excited from the rotational position detected by the rotational position detecting means and switching the switching means for passing a current, and the detection voltage corresponding to the current detected by the current detecting means is limited. A motor drive unit that reduces the current flowing through the switching unit when the voltage becomes equal to or higher than the voltage;
A timing detection step of detecting a switching timing of a stator excited from the rotational position detected by the rotational position detection means;
A voltage control step of lowering the limit voltage for a certain period after detection of the switching timing;
A voltage control program for executing

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