JP6757486B2

JP6757486B2 - Control device and image forming device for 3-phase DC brushless motor

Info

Publication number: JP6757486B2
Application number: JP2015251221A
Authority: JP
Inventors: 優太橘; 大地鈴木; 博之吉川; 恭宏小出
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: JP2017118680A

Description

本発明は、３相ＤＣブラシレスモータの制御装置及び画像形成装置に関し、より特定的には、ロータの位置を検知するためのセンサを備えていない３相ＤＣブラシレスモータの制御装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a control device and an image forming apparatus for a three-phase DC brushless motor, and more specifically, to a control device and an image forming apparatus for a three-phase DC brushless motor not provided with a sensor for detecting the position of a rotor. ..

従来の３相ブラシレスモータの制御装置に関する発明としては、例えば、特許文献１に記載のセンサレスモータの起動方法が知られている。センサレスモータの起動時には、ロータとステータとの位置関係によって、ステータのコイルに対して異なるパターンの通電を行う必要がある。しかしながら、センサレスモータにはロータとステータとの相対位置を検知するためのセンサが設けられていないので、起動時におけるロータとステータとの相対位置（初期相対位置）が不明である。 As an invention relating to a control device for a conventional three-phase brushless motor, for example, a method for starting a sensorless motor described in Patent Document 1 is known. When starting the sensorless motor, it is necessary to energize the coil of the stator in different patterns depending on the positional relationship between the rotor and the stator. However, since the sensorless motor is not provided with a sensor for detecting the relative position between the rotor and the stator, the relative position (initial relative position) between the rotor and the stator at the time of starting is unknown.

そこで、特許文献１に記載のセンサレスモータの起動方法では、所定の極性の通電をコイルに行って、ロータを初期相対位置から所定相対位置まで回転させる。その後に、所定パターンの通電をコイルに行って、ロータの回転を開始させる。これにより、ロータの回転の開始時には、ロータはステータに対して必ず所定相対位置に停止している。そのため、ロータの回転を開始させるために、コイルに対して行う通電のパターンが１通りで済む。 Therefore, in the method of starting the sensorless motor described in Patent Document 1, the coil is energized with a predetermined polarity to rotate the rotor from the initial relative position to the predetermined relative position. After that, a predetermined pattern of energization is applied to the coil to start the rotation of the rotor. As a result, when the rotation of the rotor is started, the rotor is always stopped at a predetermined relative position with respect to the stator. Therefore, only one pattern of energization is applied to the coil in order to start the rotation of the rotor.

しかしながら、特許文献１に記載のセンサレスモータの起動方法では、起動時間が長くなるという問題がある。より詳細には、ロータを所定相対位置で停止させる際にロータに振動が発生する。このような振動が収束していない状態でロータの回転を開始させると、脱調が発生するおそれがある。従って、ロータの振動が収束するのを待って、ロータの回転を開始させる必要がある。ただし、初期相対位置と所定相対位置との距離が大きくなれば、ロータの振動量も大きくなり、振動が収束するのに必要な時間も長くなる。そして、ロータの初期相対位置が不明であるので、振動が収束するのに必要な時間も不明である。従って、ロータの回転の開始時には、初期相対位置と所定相対位置との距離が最も大きい場合に振動が収束するのに必要な時間だけ待機する必要がある。その結果、特許文献１に記載のセンサレスモータの起動方法では、起動時間が長くなるという問題がある。 However, the method of starting the sensorless motor described in Patent Document 1 has a problem that the starting time becomes long. More specifically, vibration occurs in the rotor when the rotor is stopped at a predetermined relative position. If the rotation of the rotor is started in a state where such vibrations have not converged, step-out may occur. Therefore, it is necessary to wait for the vibration of the rotor to converge before starting the rotation of the rotor. However, as the distance between the initial relative position and the predetermined relative position increases, the amount of vibration of the rotor also increases, and the time required for the vibration to converge also increases. And since the initial relative position of the rotor is unknown, the time required for the vibration to converge is also unknown. Therefore, at the start of rotation of the rotor, it is necessary to wait for the time required for the vibration to converge when the distance between the initial relative position and the predetermined relative position is the largest. As a result, the method of starting the sensorless motor described in Patent Document 1 has a problem that the starting time becomes long.

特開平１−１３３５９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-133593

そこで、本発明の目的は、３相ＤＣブラシレスモータの起動時間を短縮できる３相ＤＣブラスレスモータの制御装置及び画像形成装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a control device and an image forming device for a three-phase DC brassless motor that can shorten the start-up time of the three-phase DC brushless motor.

複数の磁極を有し回転可能なロータと、該ロータの駆動源となる磁界を発生させるための複数のコイルを含むステータであって、複数の磁極位置が定義されているステータと、該複数のコイルの少なくとも一つのコイルに流れる電流の電流値を検出する検出手段と、を備えた３相ＤＣブラシレスモータの制御装置であって、
前記３相ＤＣブラシレスモータの起動時に、前記検出手段が検出した電流値に基づいて、前記ロータの所定位置が前記複数の磁極位置の内のいずれの前記磁極位置に最も近いのかを推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定した前記磁極位置から見て前記ロータの回転方向側の隣に位置する前記磁極位置を特定する特定ステップと、
前記推定ステップで推定した前記磁極位置から見て前記ロータの回転方向側に前記所定位置が位置しているか、又は、該推定ステップで推定した該磁極位置から見て該ロータの回転方向の反対側に該所定位置が位置しているかを判定する判定ステップと、
前記推定ステップで推定した前記磁極位置から見て前記ロータの回転方向側に前記所定位置が位置している場合には、前記特定ステップで特定した前記磁極位置に該所定位置を引き込むための電流を前記複数のコイルに流すことにより、強制転流を開始し、該推定ステップで推定した該磁極位置から見て該ロータの回転方向の反対側に該所定位置が位置している場合には、前記推定ステップで推定した前記磁極位置に該所定位置を引き込むための電流を該複数のコイルに流すことにより、強制転流を開始する強制転流ステップと、
を実行し、
前記強制転流ステップでは、前記推定ステップで推定した磁極位置から見て前記ロータの回転方向の反対側に前記所定位置が位置している場合に、前記推定ステップで推定した磁極位置に該所定位置を引き込むための電流を流す時間を、前記推定ステップで推定した磁極位置から見て該ロータの回転方向側に該所定位置が位置している場合に、前記特定ステップで特定した磁極位置に該所定位置を引き込むための電流を流す時間よりも短くすること、
を特徴とする。
A stator having a plurality of magnetic poles and rotating, a stator including a plurality of coils for generating a magnetic field as a driving source of the rotor, and a plurality of magnetic pole positions defined, and the plurality of stators. A control device for a three-phase DC brushless motor including a detecting means for detecting a current value of a current flowing through at least one coil of the coil.
An estimation step of estimating which of the plurality of magnetic pole positions the predetermined position of the rotor is closest to the magnetic pole position based on the current value detected by the detection means when the three- phase DC brushless motor is started. When,
And specific steps that identifies the magnetic pole position is located next to the rotational direction of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated by said estimating step,
Whether the predetermined position is located on the rotation direction side of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, or the opposite side of the rotation direction of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step. A determination step for determining whether or not the predetermined position is located in
When the predetermined position is located on the rotation direction side of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, a current for drawing the predetermined position to the magnetic pole position specified in the specific step is applied. Forced commutation is started by flowing through the plurality of coils, and when the predetermined position is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, the above-mentioned A forced commutation step in which forced commutation is started by passing a current for drawing the predetermined position to the magnetic pole position estimated in the estimation step through the plurality of coils, and a forced commutation step.
The execution,
In the forced commutation step, when the predetermined position is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor from the magnetic pole position estimated in the estimation step, the predetermined position is at the magnetic pole position estimated in the estimation step. When the predetermined position is located on the rotation direction side of the rotor when viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, the time for passing the current for drawing the current is set to the predetermined magnetic pole position specified in the specific step. Make it shorter than the time it takes to pass the current to pull in the position ,
It is characterized by.

本発明の一形態に係る画像形成装置は、
３相ＤＣブラシレスモータと、
前記３相ＤＣブラシレスモータの制御装置と、
を備えていること、
を特徴とする。 The image forming apparatus according to one embodiment of the present invention is
3-phase DC brushless motor and
The control device for the three-phase DC brushless motor and
To have
It is characterized by.

本発明によれば、３相ＤＣブラシレスモータの起動時間を短縮できる。 According to the present invention, the start-up time of the three-phase DC brushless motor can be shortened.

一実施例に係る画像形成装置１の内部構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal structure of the image forming apparatus 1 which concerns on one Example. 一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the three-phase DC brushless motor 100 which concerns on one Example. 一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御に係る構成部品を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the component which concerns on the control of the three-phase DC brushless motor 100 which concerns on one Example. 一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御に係る構成部品を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the component which concerns on the control of the three-phase DC brushless motor 100 which concerns on one Example. 一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御に係る通電パターンを示したタイミングチャートである。It is a timing chart which showed the energization pattern which concerns on the control of the three-phase DC brushless motor 100 which concerns on one Example. 通電パターンＰＴ２のときの３相ブラシレスモータ１００を示した図である。It is a figure which showed the three-phase brushless motor 100 at the time of the energization pattern PT2. 通電パターンＰＴ３のときの３相ブラシレスモータ１００を示した図である。It is a figure which showed the three-phase brushless motor 100 at the time of the energization pattern PT3. 通電パターンＰＴ４のときの３相ブラシレスモータ１００を示した図である。It is a figure which showed the three-phase brushless motor 100 at the time of the energization pattern PT4. 通電パターンＰＴ５のときの３相ブラシレスモータ１００を示した図である。It is a figure which showed the three-phase brushless motor 100 at the time of the energization pattern PT5. 通電パターンＰＴ６のときの３相ブラシレスモータ１００を示した図である。It is a figure which showed the three-phase brushless motor 100 at the time of the energization pattern PT6. ロータ１２０のＮ極の最も近くに磁極位置Ｐ１が位置している様子を示した図である。It is a figure which showed the state that the magnetic pole position P1 is located closest to the north pole of a rotor 120. ロータ１２０のＮ極の位置を推定する推定処理時の通電パターンを示した図である。It is a figure which showed the energization pattern at the time of the estimation process which estimates the position of the N pole of a rotor 120. 図７の通電パターンの電流がコイルＵ，Ｖ，Ｗに流れた際に検出部１６２，１６４が検出する電流値と時間との関係を示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the current value detected by the detection units 162 and 164 when the current of the energization pattern of FIG. 7 flows through the coils U, V, and W and the time. 駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。It is a flowchart which a drive element control unit 74 executes. ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ６と磁極位置Ｐ１との中間に位置している様子を示した図である。It is a figure which showed the state that the N pole of a rotor 120 is located in the middle of a magnetic pole position P6 and a magnetic pole position P1. 駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。It is a flowchart which a drive element control unit 74 executes. 駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。It is a flowchart which a drive element control unit 74 executes. ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１と磁極位置Ｐ２との間において磁極位置Ｐ１の近くに位置している様子を示した図である。It is a figure which showed the state that the N pole of a rotor 120 is located near the magnetic pole position P1 between the magnetic pole position P1 and the magnetic pole position P2. 駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。It is a flowchart which a drive element control unit 74 executes. 駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。It is a flowchart which a drive element control unit 74 executes. 駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。It is a flowchart which a drive element control unit 74 executes.

（画像形成装置の概略構成）
以下、一実施例である３相ＤＣブラシレスモータの制御方法により制御される３相ＤＣブラシレスモータ１００、該３相ＤＣブラシレスモータ１００を有する感光体ドラム１１、中間転写ベルト２２並びに該感光体ドラム１１及び該中間転写ベルト２２を備える画像形成装置１について、添付図面を参照して説明する。図１は、一実施例に係る画像形成装置１の内部構造を示す概略図である。各図においては、同じ部材、部分について共通する符号を付し、重複する説明は省略する。 (Rough configuration of image forming apparatus)
Hereinafter, the three-phase DC brushless motor 100 controlled by the control method of the three-phase DC brushless motor according to the embodiment, the photoconductor drum 11 having the three-phase DC brushless motor 100, the intermediate transfer belt 22, and the photoconductor drum 11 An image forming apparatus 1 including the intermediate transfer belt 22 will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an internal structure of an image forming apparatus 1 according to an embodiment. In each figure, common reference numerals are given to the same members and parts, and duplicate description is omitted.

図１に示す画像形成装置１は、タンデム方式の電子写真プリンタであり、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色のトナー画像を形成するためのイメージングユニット１０、中間転写ユニット２０及び各部を制御する制御部５０にて構成されている。 The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is a tandem type electrophotographic printer, and is an imaging unit for forming toner images of each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). 10. It is composed of an intermediate transfer unit 20 and a control unit 50 that controls each unit.

イメージングユニット１０は、それぞれ、感光体ドラム１１を中心として帯電チャージャ１２、現像装置１４などを配置したユニットであり、レーザー走査光学ユニット１６から照射される光によってそれぞれの感光体ドラム１１上に描画される静電潜像を現像装置１４で現像して各色のトナー画像を形成する。なお、感光体ドラム１１は、後述する３相ＤＣブラシレスモータ１００（図１には図示せず）により駆動する。 Each of the imaging units 10 is a unit in which a charging charger 12, a developing device 14 and the like are arranged around a photoconductor drum 11, and is drawn on each photoconductor drum 11 by light emitted from a laser scanning optical unit 16. The electrostatic latent image is developed by the developing device 14 to form a toner image of each color. The photoconductor drum 11 is driven by a three-phase DC brushless motor 100 (not shown in FIG. 1), which will be described later.

中間転写ユニット２０は、後述する３相ＤＣブラシレスモータ１００により、矢印Ｑ方向に無端状に回転駆動される中間転写ベルト２２を備えている。そして、中間転写ユニット２０は、各感光体ドラム１１と対向する１次転写ローラ２４から付与される電界により、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２２上に１次転写して合成する。なお、このような電子写真法による画像形成プロセスは周知であり、詳細な説明は省略する。 The intermediate transfer unit 20 includes an intermediate transfer belt 22 that is rotationally driven in the direction of arrow Q in an endless manner by a three-phase DC brushless motor 100 described later. Then, the intermediate transfer unit 20 primary transfers the toner image formed on each photoconductor drum 11 onto the intermediate transfer belt 22 by the electric field applied from the primary transfer roller 24 facing each photoconductor drum 11. And synthesize. The image formation process by such an electrophotographic method is well known, and detailed description thereof will be omitted.

装置本体の下部には、被転写材（以下、用紙と称する）を１枚ずつ給紙する自動給紙ユニット３０が配置され、用紙は給紙ローラ３２からタイミングローラ対３４を経て、中間転写ベルト２２と２次転写ローラ２６とのニップ部に搬送され、２次転写ローラ２６から付与される電界にてトナー画像（合成カラー画像）が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット４０に搬送されてトナーの加熱定着を施され、装置本体の上面に配置されたトレイ部２に排出される。 An automatic paper feed unit 30 that feeds the transfer material (hereinafter referred to as paper) one by one is arranged at the lower part of the main body of the apparatus, and the paper is transferred from the paper feed roller 32 through the timing roller pair 34 to the intermediate transfer belt. It is conveyed to the nip portion between the 22 and the secondary transfer roller 26, and the toner image (composite color image) is secondarily transferred by the electric field applied from the secondary transfer roller 26. After that, the paper is conveyed to the fixing unit 40, heat-fixed with toner, and discharged to the tray portion 2 arranged on the upper surface of the apparatus main body.

（３相ＤＣブラシレスモータの構成）
以下に、３相ＤＣブラシレスモータ１００の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の構成を示す概略図である。 (Structure of 3-phase DC brushless motor)
The configuration of the three-phase DC brushless motor 100 will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of a three-phase DC brushless motor 100 according to an embodiment.

３相ＤＣブラシレスモータ１００は、例えば、中間転写ベルト２２に取り付けられ、図２に示すように、ステータ１１０及びロータ１２０を備えている。ステータ１１０は、ロータ１２０の駆動源となる磁界を発生させるためのＵ相のコイルＵ、Ｖ相のコイルＶ、Ｗ相のコイルＷを含んでいる。また、コイルＵ，Ｖ，Ｗは、ロータ１２０の回転軸方向から見たとき、時計回り方向にロータ１２０の内周面に沿うようにこの順に配置されている。コイルＵの中心軸とコイルＶの中心軸とが１２０°をなし、コイルＶの中心軸とコイルＷの中心軸とが１２０°をなし、コイルＷの中心軸とコイルＵの中心軸とが１２０°をなしている。 The three-phase DC brushless motor 100 is attached to, for example, an intermediate transfer belt 22 and includes a stator 110 and a rotor 120 as shown in FIG. The stator 110 includes a U-phase coil U, a V-phase coil V, and a W-phase coil W for generating a magnetic field that is a drive source for the rotor 120. Further, the coils U, V, and W are arranged in this order so as to be along the inner peripheral surface of the rotor 120 in the clockwise direction when viewed from the rotation axis direction of the rotor 120. The central axis of the coil U and the central axis of the coil V form 120 °, the central axis of the coil V and the central axis of the coil W form 120 °, and the central axis of the coil W and the central axis of the coil U are 120 °. It makes a °.

ここで、ステータ１１０には、６か所の磁極位置Ｐ１〜Ｐ６が定義されている。磁極位置Ｐ１〜Ｐ６は、時計回り方向にこの順に等間隔に並んでいる。ステータ１１０のコイルＵの中心軸は、磁極位置Ｐ４と磁極位置Ｐ５との中間に位置している。ステータ１１０のコイルＶの中心軸は、磁極位置Ｐ６と磁極位置Ｐ１との中間に位置している。ステータ１１０のコイルＷの中心軸は、磁極位置Ｐ２と磁極位置Ｐ３との中間に位置している。 Here, the stator 110 is defined with six magnetic pole positions P1 to P6. The magnetic pole positions P1 to P6 are arranged at equal intervals in this order in the clockwise direction. The central axis of the coil U of the stator 110 is located between the magnetic pole position P4 and the magnetic pole position P5. The central axis of the coil V of the stator 110 is located between the magnetic pole position P6 and the magnetic pole position P1. The central axis of the coil W of the stator 110 is located between the magnetic pole position P2 and the magnetic pole position P3.

ロータ１２０は、複数（本実施形態では２個）の磁極を有しており、ステータ１１０に対して回転可能である。また、これらの磁極は、ロータ１２０の回転軸方向から見たとき、Ｎ極／Ｓ極が交互に並ぶように略１８０°の間隔で配置されている。 The rotor 120 has a plurality of (two in this embodiment) magnetic poles and is rotatable with respect to the stator 110. Further, these magnetic poles are arranged at intervals of approximately 180 ° so that the N poles / S poles are alternately arranged when viewed from the rotation axis direction of the rotor 120.

このように構成された２極３スロットの３相ＤＣブラシレスモータ１００の駆動は、ステータ１１０に設けられたコイルＵ，Ｖ，Ｗから発生する磁界を順番に切り替え、ロータ１２０を回転させることで行われる。なお、ステータ１１０のコイルＵ，Ｖ，Ｗから発生する磁界の切り替えは、制御部５０が、コイルＵ，Ｖ，Ｗと接続されたインバータ回路１４０を介して、該コイルに流れる電流を切り替えることで行われる。 The drive of the two-pole, three-slot, three-phase DC brushless motor 100 configured in this way is performed by sequentially switching the magnetic fields generated from the coils U, V, and W provided on the stator 110 and rotating the rotor 120. Will be. The magnetic field generated from the coils U, V, W of the stator 110 is switched by the control unit 50 switching the current flowing through the coils via the inverter circuit 140 connected to the coils U, V, W. Will be done.

（３相ＤＣブラシレスモータの制御に係る構成部品）
以下に、３相ＤＣブラシレスモータの制御に係る構成部品について図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御に係る構成部品を示したブロック図である。図５Ａは、一実施例に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の強制転流磁における制御に係る通電パターンを示したタイミングチャートである。図５Ｂないし図５Ｆはそれぞれ、通電パターンＰＴ２〜ＰＴ６のときの３相ブラシレスモータ１００を示した図である。 (Components related to control of 3-phase DC brushless motor)
The components related to the control of the three-phase DC brushless motor will be described below with reference to the drawings. 3 and 4 are block diagrams showing components related to the control of the three-phase DC brushless motor 100 according to the embodiment. FIG. 5A is a timing chart showing an energization pattern related to control in forced commutation magnetism of the three-phase DC brushless motor 100 according to one embodiment. 5B to 5F are diagrams showing the three-phase brushless motor 100 when the energization patterns PT2 to PT6, respectively.

上述のとおり、ロータ１２０の回転、つまり、３相ＤＣブラシレスモータ１００の回転は、制御部５０が、コイルＵ，Ｖ，Ｗと接続されたインバータ回路１４０を介して、該コイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる電流を切り替えることで行われる。以下に、制御に係る構成部品について説明する。 As described above, the rotation of the rotor 120, that is, the rotation of the three-phase DC brushless motor 100 is performed by the control unit 50 via the inverter circuit 140 connected to the coils U, V, W. It is done by switching the current flowing through. The components related to the control will be described below.

制御部５０は、図３に示すように、大きく分けて、画像形成制御部６０とモータ制御部７０との２つの制御部からなる。モータ制御部７０は、さらに回転速度制御部７２及び駆動素子制御部７４からなる。 As shown in FIG. 3, the control unit 50 is roughly divided into two control units, an image formation control unit 60 and a motor control unit 70. The motor control unit 70 further includes a rotation speed control unit 72 and a drive element control unit 74.

画像形成制御部６０は、画像形成装置１に設けられたユーザー入力用のインターフェース、画像形成装置１と接続されたコンピュータ端末、及び画像形成装置１に設けられたセンサ等から各種の情報を得る。これらの情報は、画像形成制御部６０が有するメモリに記憶される。また、これらの情報を基に画像形成制御部６０がイメージングユニット１０に画像形成を命じる。さらに、画像形成制御部６０は、モータ制御部７０に対して指示を出す。 The image forming control unit 60 obtains various information from a user input interface provided in the image forming apparatus 1, a computer terminal connected to the image forming apparatus 1, a sensor provided in the image forming apparatus 1, and the like. These information are stored in the memory included in the image formation control unit 60. Further, based on this information, the image formation control unit 60 orders the imaging unit 10 to form an image. Further, the image formation control unit 60 gives an instruction to the motor control unit 70.

画像形成制御部６０からモータ制御部７０に対して出された指示は、回転速度制御部７２が受け取る。回転速度制御部７２は、受け取った指示に従い、ＰＷＭ制御による３相ＤＣブラシレスモータ１００への電力供給、回転方向、ブレーキの有無や励磁などを決定し、その信号を駆動素子制御部７４に送信する。また、回転速度制御部７２は、上記の決定に際し、３相ＤＣブラシレスモータの回転速度を推定する速度推定部からの回転速度に関する信号を受信している。駆動素子制御部７４では、回転速度制御部７２で決定された回転方向等に合うように、３相ＤＣブラシレスモータ１００への通電パターンを選択する。 The rotation speed control unit 72 receives the instruction issued from the image formation control unit 60 to the motor control unit 70. The rotation speed control unit 72 determines the power supply, rotation direction, brake presence / absence, excitation, etc. to the three-phase DC brushless motor 100 by PWM control according to the received instruction, and transmits the signal to the drive element control unit 74. .. Further, the rotation speed control unit 72 receives a signal regarding the rotation speed from the speed estimation unit that estimates the rotation speed of the three-phase DC brushless motor in making the above determination. The drive element control unit 74 selects an energization pattern for the three-phase DC brushless motor 100 so as to match the rotation direction and the like determined by the rotation speed control unit 72.

ブラシレスモータ１００は、図２に示すステータ１１０及びロータ１２０に加えて、図３に示すように、インバータ回路部１３８及び検出部１６２，１６４を更に備えている。インバータ回路部１３８は、図４に示すように、プリドライブ回路１３９及びインバータ回路１４０を含んでいる。 In addition to the stator 110 and rotor 120 shown in FIG. 2, the brushless motor 100 further includes an inverter circuit unit 138 and detection units 162 and 164 as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the inverter circuit unit 138 includes a predrive circuit 139 and an inverter circuit 140.

プリドライブ回路１３９は、駆動素子制御部７４から送られてくる信号の電圧を、後述するインバータ回路１４０の各ＦＥＴの動作電圧に変換している。 The predrive circuit 139 converts the voltage of the signal sent from the drive element control unit 74 into the operating voltage of each FET of the inverter circuit 140, which will be described later.

インバータ回路１４０は、ステータ１１０のコイルと接続された６個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１４２，１４４，１４６，１５２，１５４，１５６から構成されている。なお、インバータ回路１４０に接続されているＵ相のコイルＵ、Ｖ相のコイルＶ、Ｗ相のコイルＷは、スター結線されている。 The inverter circuit 140 is composed of six FETs (field effect transistors) 142, 144, 146, 152, 154, 156 connected to the coil of the stator 110. The U-phase coil U, the V-phase coil V, and the W-phase coil W connected to the inverter circuit 140 are star-connected.

ＦＥＴ１４２，１５２の一端は、ステータ１１０のコイルＵに接続されている。また、ＦＥＴ１４２の他端は２４Ｖの電源と接続され、ＦＥＴ１５２の他端は検出部１６２に接続されている。検出部１６２（検出手段の一例）は、コイルＵに流れる電流の電流値を検出する。 One end of the FETs 142 and 152 is connected to the coil U of the stator 110. Further, the other end of the FET 142 is connected to a 24V power supply, and the other end of the FET 152 is connected to the detection unit 162. The detection unit 162 (an example of the detection means) detects the current value of the current flowing through the coil U.

ＦＥＴ１４４，１５４の一端は、ステータ１１０のコイルＶに接続されている。また、ＦＥＴ１４４の他端は２４Ｖの電源と接続され、ＦＥＴ１５４の他端は検出部１６４に接続されている。検出部１６４（検出手段の一例）は、コイルＶに流れる電流の電流値を検出する。 One end of the FETs 144 and 154 is connected to the coil V of the stator 110. Further, the other end of the FET 144 is connected to a 24V power supply, and the other end of the FET 154 is connected to the detection unit 164. The detection unit 164 (an example of the detection means) detects the current value of the current flowing through the coil V.

ＦＥＴ１４６，１５６の一端は、ステータ１１０のコイルＷに接続されている。また、ＦＥＴ１４６の他端は２４Ｖの電源と接続され、ＦＥＴ１５６の他端はグランドに接続されている。なお、コイルＷに流れる電流の電流値は、コイルＵ，Ｖに流れる電流の電流値の合計の正負を反転させることにより得られる。従って、ＦＥＴ１５６には検出部が接続されない。 One end of the FETs 146 and 156 is connected to the coil W of the stator 110. Further, the other end of the FET 146 is connected to a 24V power supply, and the other end of the FET 156 is connected to the ground. The current value of the current flowing through the coil W can be obtained by reversing the positive and negative of the total current value of the currents flowing through the coils U and V. Therefore, the detection unit is not connected to the FET 156.

インバータ回路１４０では、ＦＥＴ１４２とＦＥＴ１５４とをＯＮにすることで、Ｕ相からＶ相へ電流が流れ、Ｕ相はＮ極に、Ｖ相はＳ極に励磁される。これにより、ロータ１２０のＮ極がＶ相にひきつけられ、ロータ１２０のＳ極がロータ１２０のＵ相にひきつけられる。これにより、ロータ１２０のＮ極（ロータの所定位置）は、図２に示すように、磁極位置Ｐ１に位置するように回転する。次に、ＦＥＴ１４２とＦＥＴ１５６とをＯＮにすることで、Ｕ相からＷ相へ電流が流れ、Ｕ相はＮ極に、Ｗ相はＳ極に励磁される。これにより、ロータ１２０のＮ極が６０°回転し、図５Ｂに示すように、磁極位置Ｐ２に位置するように回転する。次に、ＦＥＴ１４２をＯＦＦにし、ＦＥＴ１５６のＯＮを保持した状態で、ＦＥＴ１４４をＯＮにするとＶ相からＷ相へ電流が流れ、Ｖ相はＮ極に、Ｗ相はＳ極に励磁される。その結果、ロータ１２０のＮ極がさらに６０°回転し、磁極位置Ｐ３に位置するように回転する。 In the inverter circuit 140, by turning on the FET 142 and the FET 154, a current flows from the U phase to the V phase, and the U phase is excited to the N pole and the V phase is excited to the S pole. As a result, the north pole of the rotor 120 is attracted to the V phase, and the south pole of the rotor 120 is attracted to the U phase of the rotor 120. As a result, the north pole of the rotor 120 (predetermined position of the rotor) rotates so as to be located at the magnetic pole position P1 as shown in FIG. Next, by turning on the FET 142 and the FET 156, a current flows from the U phase to the W phase, and the U phase is excited to the N pole and the W phase is excited to the S pole. As a result, the north pole of the rotor 120 is rotated by 60 ° and is rotated so as to be located at the magnetic pole position P2 as shown in FIG. 5B. Next, when the FET 142 is turned off and the FET 156 is kept ON, when the FET 144 is turned on, a current flows from the V phase to the W phase, the V phase is excited to the N pole, and the W phase is excited to the S pole. As a result, the north pole of the rotor 120 is further rotated by 60 ° so that it is located at the magnetic pole position P3.

このように、インバータ回路１４０の各ＦＥＴのＯＮ−ＯＦＦを切り替えることで、ステータ１１０に設けられたコイルの磁界を切り替え、ロータ１２０を回転させることができる。なお、各ＦＥＴのＯＮ−ＯＦＦにより作り出される通電状態には、図５に示すように、６種類ある。具体的には、ＦＥＴ１４２，１５４がＯＮであって他のＦＥＴがＯＦＦである通電状態を通電パターンＰＴ１、ＦＥＴ１４２，１５６がＯＮであって他のＦＥＴがＯＦＦである通電状態を通電パターンＰＴ２、ＦＥＴ１４４，１５６がＯＮであって他のＦＥＴがＯＦＦである通電状態を通電パターンＰＴ３、ＦＥＴ１４４，１５２がＯＮであって他のＦＥＴがＯＦＦである通電状態を通電パターンＰＴ４、ＦＥＴ１４６，１５２がＯＮであって他のＦＥＴがＯＦＦである通電状態を通電パターンＰＴ５、ＦＥＴ１４６，１５４がＯＮであって他のＦＥＴがＯＦＦである通電状態を通電パターンＰＴ６と呼ぶ。 In this way, by switching ON-OFF of each FET of the inverter circuit 140, the magnetic field of the coil provided in the stator 110 can be switched and the rotor 120 can be rotated. As shown in FIG. 5, there are six types of energized states created by ON-OFF of each FET. Specifically, the energized state in which the FETs 142 and 154 are ON and the other FETs are OFF is the energized pattern PT1, and the energized state in which the FETs 142 and 156 are ON and the other FETs are OFF is the energized pattern PT2 and FET 144. , 156 is ON and other FETs are OFF. Energization pattern PT3, FETs 144 and 152 are ON and other FETs are OFF. Energization pattern PT4, FETs 146 and 152 are ON. The energized state in which the other FETs are OFF is referred to as an energized pattern PT5, and the energized state in which the FETs 146 and 154 are ON and the other FETs are OFF is referred to as an energized pattern PT6.

通電パターンＰＴ１では、図２に示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１に位置するように回転する。通電パターンＰＴ２では、図５Ｂに示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ２に位置するように回転する。通電パターンＰＴ３では、図５Ｃに示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ３に位置するように回転する。通電パターンＰＴ４では、図５Ｄに示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ４に位置するように回転する。通電パターンＰＴ５では、図５Ｅに示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ５に位置するように回転する。通電パターンＰＴ６では、図５Ｆに示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ６に位置するように回転する。 In the energization pattern PT1, as shown in FIG. 2, the north pole of the rotor 120 rotates so as to be located at the magnetic pole position P1. In the energization pattern PT2, as shown in FIG. 5B, the north pole of the rotor 120 rotates so as to be located at the magnetic pole position P2. In the energization pattern PT3, as shown in FIG. 5C, the north pole of the rotor 120 rotates so as to be located at the magnetic pole position P3. In the energization pattern PT4, as shown in FIG. 5D, the north pole of the rotor 120 rotates so as to be located at the magnetic pole position P4. In the energization pattern PT5, as shown in FIG. 5E, the north pole of the rotor 120 rotates so as to be located at the magnetic pole position P5. In the energization pattern PT6, as shown in FIG. 5F, the north pole of the rotor 120 rotates so as to be located at the magnetic pole position P6.

（第１の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータの制御の詳細）
以下に、第１の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時における制御の詳細について図面を参照しながら説明する。図６は、ロータ１２０のＮ極の最も近くに磁極位置Ｐ１が位置している様子を示した図である。図７は、ロータ１２０のＮ極の位置を推定する推定処理時の通電パターンを示した図である。図８は、図７の通電パターンの電流がコイルＵ，Ｖ，Ｗに流れた際に検出部１６２，１６４が検出する電流値と時間との関係を示したグラフである。縦軸は電流値を示し、横軸は時間を示す。 (Details of control of the three-phase DC brushless motor according to the first embodiment)
The details of the control at the time of starting the three-phase DC brushless motor 100 according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram showing a state in which the magnetic pole position P1 is located closest to the north pole of the rotor 120. FIG. 7 is a diagram showing an energization pattern during the estimation process for estimating the position of the north pole of the rotor 120. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the current value and the time detected by the detection units 162 and 164 when the current of the energization pattern of FIG. 7 flows through the coils U, V, and W. The vertical axis shows the current value, and the horizontal axis shows the time.

まず、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時における制御の概要について説明する。駆動素子制御部７４は、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時に、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１〜Ｐ６の内のいずれの磁極位置に最も近いのかを推定する推定処理を実行する。図６の状態では、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１の最も近くに位置していると推定する。以下、推定処理で推定した磁極位置を推定位置Ａとも呼ぶ。 First, an outline of control at the time of starting the three-phase DC brushless motor 100 will be described. When the three-phase DC brushless motor 100 is started, the drive element control unit 74 executes an estimation process for estimating which of the magnetic pole positions P1 to P6 the north pole of the rotor 120 is closest to. In the state of FIG. 6, the drive element control unit 74 estimates that the north pole of the rotor 120 is located closest to the magnetic pole position P1. Hereinafter, the magnetic pole position estimated by the estimation process is also referred to as an estimated position A.

次に、駆動素子制御部７４は、推定処理で推定した磁極位置（推定位置Ａ）から見てロータ１２０の回転方向側の隣に位置する磁極位置を特定する特定処理を実行する。図６では、ロータ１２０の回転方向が時計回り方向（ＣＷ）である場合には、駆動素子制御部７４は、磁極位置Ｐ２と特定する。また、図６では、ロータ１２０の回転方向が反時計回り方向（ＣＣＷ）である場合には、駆動素子制御部７４は、磁極位置Ｐ６と特定する。以下、特定処理で特定した磁極位置を開始位置ＳＰとも呼ぶ。表１は、推定位置Ａと開始位置ＳＰとの関係を示した表である。 Next, the drive element control unit 74 executes a specific process of specifying the magnetic pole position located next to the rotor 120 on the rotation direction side when viewed from the magnetic pole position (estimated position A) estimated by the estimation process. In FIG. 6, when the rotation direction of the rotor 120 is the clockwise direction (CW), the drive element control unit 74 identifies the magnetic pole position P2. Further, in FIG. 6, when the rotation direction of the rotor 120 is the counterclockwise direction (CCW), the drive element control unit 74 specifies the magnetic pole position P6. Hereinafter, the magnetic pole position specified by the specific process is also referred to as a start position SP. Table 1 is a table showing the relationship between the estimated position A and the start position SP.

次に、駆動素子制御部７４は、特定処理で特定した磁極位置（開始位置ＳＰ）にロータ１２０のＮ極を引き込むための電流をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流すことにより、強制転流を開始する強制転流処理を実行する。図６では、ロータ１２０の回転方向が時計回り（ＣＷ）である場合には、駆動素子制御部７４は、磁極位置Ｐ２にロータのＮ極を引き込むための電流（通電パターンＰＴ２）をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流し、その後、通電パターンをＰＴ３，ＰＴ４，ＰＴ５・・・と切り替えていく。また、図６では、ロータ１２０の回転方向が反時計回り（ＣＣＷ）である場合には、駆動素子制御部７４は、磁極位置Ｐ６にロータのＮ極を引き込むための電流（通電パターンＰＴ６）をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流し、その後、通電パターンをＰＴ５，ＰＴ４，ＰＴ３・・・切り替えていく。これにより、ロータ１２０の回転が開始される。 Next, the drive element control unit 74 starts forced commutation by passing a current for drawing the N pole of the rotor 120 to the magnetic pole position (start position SP) specified by the specific process through the coils U, V, and W. Perform forced commutation processing. In FIG. 6, when the rotation direction of the rotor 120 is clockwise (CW), the drive element control unit 74 applies a current (energization pattern PT2) for drawing the north pole of the rotor to the magnetic pole position P2 in the coil U, The current is passed through V and W, and then the energization pattern is switched between PT3, PT4, PT5, and so on. Further, in FIG. 6, when the rotation direction of the rotor 120 is counterclockwise (CCW), the drive element control unit 74 applies a current (energization pattern PT6) for drawing the north pole of the rotor to the magnetic pole position P6. The current is passed through the coils U, V, W, and then the energization pattern is switched to PT5, PT4, PT3 ... As a result, the rotation of the rotor 120 is started.

次に、推定処理の詳細について説明する。推定処理では、駆動素子制御部７４が、図７に示す６種類の通電パターンＰＴ１１〜ＰＴ１６によりコイルＵ，Ｖ，Ｗに電流を流し、検出部１６２，１６４によりコイルＵ，Ｖ，Ｗに流れる電流の電流値を検出することにより、ロータ１２０のＮ極の位置を推定する。 Next, the details of the estimation process will be described. In the estimation process, the drive element control unit 74 causes currents to flow through the coils U, V, W by the six types of energization patterns PT11 to PT16 shown in FIG. 7, and currents flow through the coils U, V, W by the detection units 162, 164. The position of the north pole of the rotor 120 is estimated by detecting the current value of.

通電パターンＰＴ１１は、初期の短期間Ｔ１においてＦＥＴ１４２，１５４がＯＮであってＦＥＴ１４４，１４６，１５２，１５６がＯＦＦであり、残りの期間Ｔ２においてＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦであってＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮである通電状態である。 In the energization pattern PT11, the FETs 142 and 154 are ON and the FETs 144, 146, 152 and 156 are OFF in the initial short period T1, and the FETs 142, 144 and 146 are OFF and the FETs 152 and 154 are OFF in the remaining period T2. It is an energized state in which 156 is ON.

通電パターンＰＴ１２は、初期の短期間Ｔ１においてＦＥＴ１４２，１５６がＯＮであってＦＥＴ１４４，１４６，１５２，１５４がＯＦＦであり、残りの期間Ｔ２においてＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦであってＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮである通電状態である。 In the energization pattern PT12, the FETs 142 and 156 are ON and the FETs 144, 146, 152 and 154 are OFF in the initial short period T1, and the FETs 142, 144 and 146 are OFF and the FETs 152 and 154 are OFF in the remaining period T2. It is an energized state in which 156 is ON.

通電パターンＰＴ１３は、初期の短期間Ｔ１においてＦＥＴ１４４，１５６がＯＮであってＦＥＴ１４２，１４６，１５２，１５４がＯＦＦであり、残りの期間Ｔ２においてＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦであってＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮである通電状態である。 In the energization pattern PT13, FETs 144, 156 are ON and FETs 142, 146, 152, 154 are OFF in the initial short period T1, and FETs 142, 144, 146 are OFF in the remaining period T2, and FETs 152, 154, It is an energized state in which 156 is ON.

通電パターンＰＴ１４は、初期の短期間Ｔ１においてＦＥＴ１４４，１５２がＯＮであってＦＥＴ１４２，１４６，１５４，１５６がＯＦＦであり、残りの期間Ｔ２においてＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦであってＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮである通電状態である。 In the energization pattern PT14, FETs 144 and 152 are ON and FETs 142, 146 and 154 and 156 are OFF in the initial short period T1, and FETs 142, 144 and 146 are OFF and FETs 152 and 154 and are OFF in the remaining period T2. It is an energized state in which 156 is ON.

通電パターンＰＴ１５は、初期の短期間Ｔ１においてＦＥＴ１４６，１５２がＯＮであってＦＥＴ１４２，１４４，１５４，１５６がＯＦＦであり、残りの期間Ｔ２においてＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦであってＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮである通電状態である。 In the energization pattern PT15, FETs 146 and 152 are ON and FETs 142, 144, 154 and 156 are OFF in the initial short period T1, and FETs 142, 144 and 146 are OFF and FETs 152 and 154 and are OFF in the remaining period T2. It is an energized state in which 156 is ON.

通電パターンＰＴ１６は、初期の短期間Ｔ１においてＦＥＴ１４６，１５４がＯＮであってＦＥＴ１４２，１４４，１５２，１５６がＯＦＦであり、残りの期間Ｔ２においてＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦであってＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮである通電状態である。 In the energization pattern PT16, the FETs 146 and 154 are ON and the FETs 142, 144, 152 and 156 are OFF in the initial short period T1, and the FETs 142, 144 and 146 are OFF and the FETs 152 and 154 are OFF in the remaining period T2. It is an energized state in which 156 is ON.

以上のような通電パターンＰＴ１１に制御されると、短期間Ｔ１において、ＦＥＴ１４２，１５４がＯＮとなり、Ｕ相からＶ相へ電流が流れ、Ｕ相はＮ極に、Ｖ相はＳ極に励磁される。すなわち、通電パターンＰＴ１１の短期間Ｔ１の通電状態は、通電パターンＰＴ１の通電状態と同じである。その後、残りの期間Ｔ２において、ＦＥＴ１４２，１４４，１４６がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１５２，１５４，１５６がＯＮとなる。これにより、ＦＥＴ１５２，１５４，１５６に電流が流れ始める。そして、検出部１６２，１６４に流れる電流の電流値は、図８に示すように、電磁誘導により時間の経過と共に減少していく。そこで、駆動素子制御部７４は、短期間Ｔ１の直後のＴｔにおいて検出部１６２，１６４の電流値を検出する。これにより、駆動素子制御部７４は、短期間Ｔ１経過時における電流値を読み取ることができる。 When controlled by the energization pattern PT11 as described above, the FETs 142 and 154 are turned on in T1 for a short period of time, a current flows from the U phase to the V phase, the U phase is excited to the N pole, and the V phase is excited to the S pole. To. That is, the energized state of the energized pattern PT11 for a short period of time T1 is the same as the energized state of the energized pattern PT1. After that, in the remaining period T2, the FETs 142, 144 and 146 are turned off, and the FETs 152, 154 and 156 are turned on. As a result, current begins to flow in the FETs 152, 154, and 156. Then, as shown in FIG. 8, the current value of the current flowing through the detection units 162 and 164 decreases with the passage of time due to electromagnetic induction. Therefore, the drive element control unit 74 detects the current values of the detection units 162 and 164 at Tt immediately after the short period T1. As a result, the drive element control unit 74 can read the current value when T1 has elapsed for a short period of time.

ただし、ロータ１２０のＮ極及びＳ極とコイルＵ，Ｖ，Ｗとの位置関係によって、電流値が変化する。具体的には、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１に位置している場合には、通電パターンＰＴ１１において、検出部１６２，１６４に流れる電流が相対的に大きくなる（図８の電流値Ｉａ参照）。一方、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１に位置している場合には、通電パターンＰＴ１２〜ＰＴ１６において、検出部１６２，１６４に流れる電流が相対的に小さくなる（図８の電流値Ｉｂ参照）。これにより、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１に位置していると推定できる。このように、駆動素子制御部７４は、通電パターンＰＴ１１〜ＰＴ１６のそれぞれに切り替えて、検出部１６２，１６４の電流値を検出することにより、ロータ１２０のＮ極の位置を推定できる。なお、通電パターンＰＴ１２〜ＰＴ１６については、通電パターンＰＴ１１と同じであるので説明を省略する。 However, the current value changes depending on the positional relationship between the north and south poles of the rotor 120 and the coils U, V, and W. Specifically, when the north pole of the rotor 120 is located at the magnetic pole position P1, the current flowing through the detection units 162 and 164 in the energization pattern PT11 becomes relatively large (see the current value Ia in FIG. 8). ). On the other hand, when the north pole of the rotor 120 is located at the magnetic pole position P1, the current flowing through the detection units 162 and 164 becomes relatively small in the energization patterns PT12 to PT16 (see the current value Ib in FIG. 8). .. As a result, the drive element control unit 74 can estimate that the north pole of the rotor 120 is located at the magnetic pole position P1. In this way, the drive element control unit 74 can estimate the position of the north pole of the rotor 120 by switching to each of the energization patterns PT11 to PT16 and detecting the current values of the detection units 162 and 164. Since the energization patterns PT12 to PT16 are the same as the energization patterns PT11, the description thereof will be omitted.

次に、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時に駆動素子制御部７４が行う動作を、図面を参照しながら説明する。図９は、駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。 Next, the operation performed by the drive element control unit 74 when the three-phase DC brushless motor 100 is started will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a flowchart executed by the drive element control unit 74.

まず、駆動素子制御部７４は、前述の位置推定処理を実行し（ステップＳ１）、推定位置Ａが磁極位置Ｐ１〜Ｐ６のいずれであるのかを推定する（ステップＳ２）。 First, the drive element control unit 74 executes the above-mentioned position estimation process (step S1), and estimates which of the magnetic pole positions P1 to P6 the estimated position A is (step S2).

次に、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０の回転方向が時計回り方向（ＣＷ）であるのか否かを判定する（ステップＳ３）。時計回り方向である場合には、本処理はステップＳ４に進む。時計回り方向でない（すなわち、反時計回り方向である）場合には、本処理はステップＳ５に進む。 Next, the drive element control unit 74 determines whether or not the rotation direction of the rotor 120 is the clockwise direction (CW) (step S3). If it is in the clockwise direction, this process proceeds to step S4. If it is not in the clockwise direction (that is, in the counterclockwise direction), this process proceeds to step S5.

時計回り方向である場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰをｍｏｄ（Ａ，６）＋１により特定する（ステップＳ４）。「ｍｏｄ（Ａ，６）＋１」とは、Ａを６で割った余りに１を足して得られる数である。これにより、駆動素子制御部７４は、推定位置Ａからみて時計回り方向側の隣に位置する磁極位置を開始位置ＳＰと特定する。この後、本処理はステップＳ６に進む。 In the clockwise direction, the drive element control unit 74 specifies the start position SP by mod (A, 6) + 1 (step S4). “Mod (A, 6) +1” is a number obtained by dividing A by 6 and adding 1 to the remainder. As a result, the drive element control unit 74 identifies the magnetic pole position located next to the estimated position A on the clockwise direction side as the start position SP. After this, this process proceeds to step S6.

時計回り方向でない場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰをｍｏｄ（Ａ＋４，６）＋１により特定する（ステップＳ５）。「ｍｏｄ（Ａ＋４，６）＋１」とは、Ａ＋４を６で割った余りに１を足して得られる数である。これにより、駆動素子制御部７４は、推定位置Ａからみて反時計回り方向側の隣に位置する磁極位置を開始位置ＳＰと特定する。この後、本処理はステップＳ６に進む。 If it is not in the clockwise direction, the drive element control unit 74 specifies the start position SP by mod (A + 4,6) + 1 (step S5). "Mod (A + 4,6) +1" is a number obtained by dividing A + 4 by 6 and adding 1 to the remainder. As a result, the drive element control unit 74 identifies the magnetic pole position located next to the estimated position A on the counterclockwise direction side as the start position SP. After this, this process proceeds to step S6.

ステップＳ６において、駆動素子制御部７４は、強制転流制御を開始する（ステップＳ６）。すなわち、駆動素子制御部７４は、ステップＳ４又はステップＳ６で特定した開始位置ＳＰにロータ１２０のＮ極を引き込む通電パターンに制御した後、通電パターンを切り替えていく。 In step S6, the drive element control unit 74 starts forced commutation control (step S6). That is, the drive element control unit 74 controls the energization pattern that draws the north pole of the rotor 120 to the start position SP specified in step S4 or step S6, and then switches the energization pattern.

次に、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０の回転速度が所定の回転速度に到達したか否かを判定する（ステップＳ７）。ロータ１２０の回転速度が所定の回転速度に到達した場合には、本処理はステップＳ８に進む。ロータ１２０の回転速度が所定の回転速度に到達していない場合には、本処理はステップＳ７に戻る。 Next, the drive element control unit 74 determines whether or not the rotation speed of the rotor 120 has reached a predetermined rotation speed (step S7). When the rotation speed of the rotor 120 reaches a predetermined rotation speed, this process proceeds to step S8. If the rotation speed of the rotor 120 has not reached the predetermined rotation speed, this process returns to step S7.

ロータ１２０の回転速度が所定の回転速度に到達した場合、駆動素子制御部７４は、センサレス駆動を開始する（ステップＳ８）。すなわち、３相ＤＣブラシレスモータの起動が完了する。以上で、本実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータの制御について説明を終了する。 When the rotation speed of the rotor 120 reaches a predetermined rotation speed, the drive element control unit 74 starts sensorless drive (step S8). That is, the start-up of the three-phase DC brushless motor is completed. This completes the description of the control of the three-phase DC brushless motor according to the present embodiment.

（効果）
本実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御によれば、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時間を短縮できる。より詳細には、特許文献１に記載のセンサレスモータの起動方法では、初期相対位置と所定相対位置との距離が最も大きい場合に振動が収束するのに必要な時間だけ待機する必要があるので、起動時間が長くなるという問題がある。 (effect)
According to the control of the three-phase DC brushless motor 100 according to the present embodiment, the start-up time of the three-phase DC brushless motor 100 can be shortened. More specifically, in the method of starting the sensorless motor described in Patent Document 1, it is necessary to wait for the time required for the vibration to converge when the distance between the initial relative position and the predetermined relative position is the largest. There is a problem that the startup time becomes long.

そこで、３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御では、駆動素子制御部７４は、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時に、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１〜Ｐ６の内のいずれの磁極位置に最も近いのかを推定する推定処理を実行する。駆動素子制御部７４は、推定処理で推定した磁極位置（推定位置Ａ）から見てロータ１２０の回転方向側の隣に位置する磁極位置を特定する特定処理を実行する。最後に、駆動素子制御部７４は、特定処理で特定した磁極位置（開始位置ＳＰ）にロータ１２０のＮ極を引き込むための電流をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流すことにより、強制転流を開始する強制転流処理を実行する。開始位置ＳＰは、推定位置Ａから見てロータ１２０の回転方向側の隣に位置するので、ロータ１２０を開始位置ＳＰに引き込んだ際にロータ１２０に殆ど振動が発生しない。これにより、ロータ１２０の振動が収束することを待つことなく、開始位置ＳＰから強制転流を開始することが可能である。その結果、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時間を短縮できる。 Therefore, in the control of the three-phase DC brushless motor 100, the drive element control unit 74 causes the north pole of the rotor 120 to be closest to any of the magnetic pole positions P1 to P6 when the three-phase DC brushless motor 100 is started. Performs an estimation process to estimate the magnet. The drive element control unit 74 executes a specific process of specifying a magnetic pole position located next to the rotor 120 on the rotation direction side when viewed from the magnetic pole position (estimated position A) estimated by the estimation process. Finally, the drive element control unit 74 starts forced commutation by passing a current for drawing the north pole of the rotor 120 to the magnetic pole position (start position SP) specified by the specific process through the coils U, V, and W. Perform forced commutation processing. Since the start position SP is located next to the rotor 120 on the rotation direction side when viewed from the estimated position A, almost no vibration is generated in the rotor 120 when the rotor 120 is pulled into the start position SP. As a result, forced commutation can be started from the start position SP without waiting for the vibration of the rotor 120 to converge. As a result, the start-up time of the three-phase DC brushless motor 100 can be shortened.

また、３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御では、以下の理由によっても、起動時間が短くなる。推定位置Ａから見てロータ１２０の回転方向側の隣に位置する開始位置ＳＰを強制転流の開始位置としている。これにより、推定位置Ａから開始位置ＳＰまでにおけるロータ１２０の回転方向と、強制転流制御におけるロータ１２０の回転方向とが同じになる。これにより、開始位置ＳＰにおいてロータ１２０の振動が収束するのを待つことなく、強制転流制御を開始できる。 Further, in the control of the three-phase DC brushless motor 100, the start-up time is shortened for the following reasons. The start position SP located next to the rotor 120 on the rotation direction side as viewed from the estimated position A is set as the start position of forced commutation. As a result, the rotation direction of the rotor 120 from the estimated position A to the start position SP becomes the same as the rotation direction of the rotor 120 in the forced commutation control. As a result, forced commutation control can be started without waiting for the vibration of the rotor 120 to converge at the start position SP.

（第２の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータの制御の詳細）
以下に、第２の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時における制御の詳細について図面を参照しながら説明する。図１０は、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ６と磁極位置Ｐ１との中間に位置している様子を示した図である。 (Details of control of the three-phase DC brushless motor according to the second embodiment)
The details of the control at the time of starting the three-phase DC brushless motor 100 according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a diagram showing how the north pole of the rotor 120 is located between the magnetic pole position P6 and the magnetic pole position P1.

駆動素子制御部７４は、図１０に示すように、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ６と磁極位置Ｐ１との中間に位置すると推定する場合がある。この場合、通電パターンＰＴ１１における検出部１６２，１６４の電流値と通電パターンＰＴ１６における検出部１６２，１６４の電流値とが実質的に等しくなる。そこで、駆動素子制御部７４は、２つの磁極位置Ｐ１，Ｐ６の内のロータ１２０の回転方向側に位置する磁極位置を開始位置ＳＰと特定する。駆動素子制御部７４は、ロータ１２０の回転方向が時計回り方向である場合には、磁極位置Ｐ１を開始位置ＳＰと特定する。駆動素子制御部７４は、ロータ１２０の回転方向が反時計回り方向である場合には、磁極位置Ｐ６を開始位置ＳＰと特定する。そして、駆動素子制御部７４は、特定した開始位置ＳＰにロータ１２０のＮ極を引き込むための電流をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流すことにより、強制転流を開始する。 As shown in FIG. 10, the drive element control unit 74 may estimate that the north pole of the rotor 120 is located between the magnetic pole position P6 and the magnetic pole position P1. In this case, the current values of the detection units 162 and 164 in the energization pattern PT11 and the current values of the detection units 162 and 164 in the energization pattern PT16 are substantially equal. Therefore, the drive element control unit 74 specifies the magnetic pole position located on the rotation direction side of the rotor 120 among the two magnetic pole positions P1 and P6 as the start position SP. When the rotation direction of the rotor 120 is clockwise, the drive element control unit 74 specifies the magnetic pole position P1 as the start position SP. When the rotation direction of the rotor 120 is counterclockwise, the drive element control unit 74 specifies the magnetic pole position P6 as the start position SP. Then, the drive element control unit 74 starts forced commutation by passing a current for drawing the north pole of the rotor 120 to the specified start position SP through the coils U, V, and W.

次に、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時に駆動素子制御部７４が行う動作を、図面を参照しながら説明する。図１１及び図１２は、駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。 Next, the operation performed by the drive element control unit 74 when the three-phase DC brushless motor 100 is started will be described with reference to the drawings. 11 and 12 are flowcharts executed by the drive element control unit 74.

まず、駆動素子制御部７４は、前述の位置推定処理を実行し（ステップＳ１）、最大の電流値となる通電パターンが２つ存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ２では、ロータ１２０のＮ極が２つの磁極位置の中間に位置しているか否かの判定が行われている。通電パターンが２つ存在する場合には、駆動素子制御部７４がロータ１２０のＮ極が２つの磁極位置の中間に位置すると判定し、本処理はステップＳ１２に進む。一方、通電パターンが２つ存在しない場合には、駆動素子制御部７４がロータ１２０のＮ極が２つの磁極位置の中間に位置しないと判定し、本処理はステップＳ２に進む。なお、図１１のステップＳ２〜ステップＳ８については、図９のステップＳ２〜ステップＳ８と同じであるので説明を省略する。 First, the drive element control unit 74 executes the above-mentioned position estimation process (step S1), and determines whether or not there are two energization patterns having the maximum current value (step S11). In step S2, it is determined whether or not the north pole of the rotor 120 is located between the two magnetic pole positions. When there are two energization patterns, the drive element control unit 74 determines that the north pole of the rotor 120 is located between the two magnetic pole positions, and this process proceeds to step S12. On the other hand, when there are no two energization patterns, the drive element control unit 74 determines that the north pole of the rotor 120 is not located between the two magnetic pole positions, and the process proceeds to step S2. Since steps S2 to S8 in FIG. 11 are the same as steps S2 to S8 in FIG. 9, description thereof will be omitted.

通電パターンが２つ存在する場合（すなわち、ロータ１２０のＮ極が２つの磁極位置の中間に位置する場合）、駆動素子制御部７４は、２つの磁極位置の内の時計回り方向側に位置する磁極位置をＣＷ側位置Ａ１とし、２つの磁極位置の内の反時計回り方向側に位置する磁極位置をＣＣＷ側位置Ａ２とする（ステップＳ１２）。 When there are two energization patterns (that is, when the north pole of the rotor 120 is located between the two magnetic pole positions), the drive element control unit 74 is located on the clockwise side of the two magnetic pole positions. The magnetic pole position is set to the CW side position A1, and the magnetic pole position located on the counterclockwise side of the two magnetic pole positions is set to the CCW side position A2 (step S12).

次に、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０の回転方向が時計回り方向（ＣＷ）であるのか否かを判定する（ステップＳ１３）。時計回り方向である場合には、本処理はステップＳ１４に進む。時計回り方向でない（すなわち、反時計回り方向である）場合には、本処理はステップＳ１５に進む。 Next, the drive element control unit 74 determines whether or not the rotation direction of the rotor 120 is the clockwise direction (CW) (step S13). If it is in the clockwise direction, this process proceeds to step S14. If it is not in the clockwise direction (that is, in the counterclockwise direction), this process proceeds to step S15.

時計回り方向である場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰをＣＷ側位置Ａ１と特定する（ステップＳ１４）。この後、本処理はステップＳ６に進む。 In the clockwise direction, the drive element control unit 74 specifies the start position SP as the CW side position A1 (step S14). After this, this process proceeds to step S6.

時計回り方向でない場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰをＣＣＷ側位置Ａ２と特定する（ステップＳ１５）。この後、本処理はステップＳ６に進む。 If it is not in the clockwise direction, the drive element control unit 74 specifies the start position SP as the CCW side position A2 (step S15). After this, this process proceeds to step S6.

（効果）
本実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御によれば、第１の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御と同様に、起動時間を短縮できる。 (effect)
According to the control of the three-phase DC brushless motor 100 according to the present embodiment, the start-up time can be shortened as in the control of the three-phase DC brushless motor 100 according to the first embodiment.

また、本実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御によれば、ロータ１２０のＮ極が隣り合う２つの磁極位置の中間に位置している場合であっても、誤動作を生じることなくロータ１２０の回転を開始させることができる。 Further, according to the control of the three-phase DC brushless motor 100 according to the present embodiment, even when the N pole of the rotor 120 is located between the two adjacent magnetic pole positions, the rotor does not malfunction without causing a malfunction. 120 rotations can be started.

（第３の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータの制御の詳細）
以下に、第３の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時における制御の詳細について図面を参照しながら説明する。図１３は、ロータ１２０のＮ極が磁極位置Ｐ１と磁極位置Ｐ２との間において磁極位置Ｐ１の近くに位置している様子を示した図である。 (Details of control of the three-phase DC brushless motor according to the third embodiment)
The details of the control at the time of starting the three-phase DC brushless motor 100 according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 13 is a diagram showing how the north pole of the rotor 120 is located near the magnetic pole position P1 between the magnetic pole position P1 and the magnetic pole position P2.

以下では、ロータ１２０の回転方向が時計回り方向であるとして説明する。図６では、ロータ１２０のＮ極は、磁極位置Ｐ１の最も近くに位置すると推定される。すなわち、推定位置Ａは磁極位置Ｐ１である。そして、ロータ１２０のＮ極は、推定位置Ａである磁極位置Ｐ１から見てロータ１２０の回転方向の反対側に位置している。そのため、ロータ１２０のＮ極からロータ１２０の回転方向側に最も近い磁極位置は、磁極位置Ｐ１である。従って、開始位置ＳＰを磁極位置Ｐ１とすれば、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時間を短縮できる。 Hereinafter, the rotation direction of the rotor 120 will be described as a clockwise direction. In FIG. 6, it is estimated that the north pole of the rotor 120 is located closest to the magnetic pole position P1. That is, the estimated position A is the magnetic pole position P1. The north pole of the rotor 120 is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor 120 when viewed from the magnetic pole position P1 which is the estimated position A. Therefore, the magnetic pole position closest to the north pole of the rotor 120 toward the rotation direction side of the rotor 120 is the magnetic pole position P1. Therefore, if the start position SP is set to the magnetic pole position P1, the start-up time of the three-phase DC brushless motor 100 can be shortened.

一方、図１３では、ロータ１２０のＮ極は、磁極位置Ｐ１の最も近くに位置すると推定される。すなわち、推定位置Ａは磁極位置Ｐ１である。そして、ロータ１２０のＮ極は、推定位置Ａである磁極位置Ｐ１から見てロータ１２０の回転方向側に位置している。そのため、ロータ１２０のＮ極からロータ１２０の回転方向側に最も近い磁極位置は、磁極位置Ｐ２である。従って、開始位置ＳＰを磁極位置Ｐ２とすれば、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時間を短縮できる。 On the other hand, in FIG. 13, it is estimated that the north pole of the rotor 120 is located closest to the magnetic pole position P1. That is, the estimated position A is the magnetic pole position P1. The north pole of the rotor 120 is located on the rotation direction side of the rotor 120 when viewed from the magnetic pole position P1 which is the estimated position A. Therefore, the magnetic pole position closest to the north pole of the rotor 120 toward the rotation direction side of the rotor 120 is the magnetic pole position P2. Therefore, if the start position SP is set to the magnetic pole position P2, the start-up time of the three-phase DC brushless motor 100 can be shortened.

ただし、図６の状態の３相ＤＣブラシレスモータ１００におけるロータ１２０のＮ極から開始位置ＳＰである磁極位置Ｐ１までの距離は、図１３の状態の３相ＤＣブラシレスモータ１００におけるロータ１２０のＮ極から開始位置ＳＰである磁極位置Ｐ２までの距離よりも短い。そのため、図６の状態の３相ＤＣブラシレスモータ１００における強制転流の開始時に通電パターンＰＴ１に制御する時間Ｔａは、図１３の状態の３相ＤＣブラシレスモータ１００における強制転流の開始時に通電パターンＰＴ２に制御する時間Ｔｂよりも短いことが好ましい。 However, the distance from the north pole of the rotor 120 in the three-phase DC brushless motor 100 in the state of FIG. 6 to the magnetic pole position P1 which is the start position SP is the north pole of the rotor 120 in the three-phase DC brushless motor 100 in the state of FIG. It is shorter than the distance from the magnetic pole position P2 which is the start position SP. Therefore, the time Ta for controlling the energization pattern PT1 at the start of forced commutation in the three-phase DC brushless motor 100 in the state of FIG. 6 is the energization pattern at the start of forced commutation in the three-phase DC brushless motor 100 in the state of FIG. It is preferably shorter than the time Tb controlled by PT2.

そこで、第３の実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時における制御では、駆動素子制御部７４は、推定処理で推定した推定位置Ａ（例えば、磁極位置Ｐ１）から見てロータ１２０の回転方向側にロータ１２０のＮ極が位置しているか、又は、推定処理で推定した推定位置Ａから見てロータ１２０の回転方向の反対側にロータ１２０のＮ極が位置しているかを判定する。 Therefore, in the control at the time of starting the three-phase DC brushless motor 100 according to the third embodiment, the drive element control unit 74 is the rotor 120 as viewed from the estimated position A (for example, the magnetic pole position P1) estimated by the estimation process. It is determined whether the north pole of the rotor 120 is located on the rotation direction side, or whether the north pole of the rotor 120 is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor 120 when viewed from the estimated position A estimated by the estimation process. ..

推定処理で推定した推定位置Ａ（例えば、磁極位置Ｐ１）から見てロータ１２０の回転方向側にロータ１２０のＮ極が位置している場合には、駆動素子制御部７４は、推定処理で推定した磁極位置（例えば、磁極位置Ｐ１）から見てロータの回転方向側に位置する磁極位置（例えば、磁極位置Ｐ２）にロータ１２０のＮ極を引き込むための電流をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流すことにより、強制転流を開始する。 When the north pole of the rotor 120 is located on the rotation direction side of the rotor 120 when viewed from the estimated position A (for example, the magnetic pole position P1) estimated by the estimation process, the drive element control unit 74 estimates by the estimation process. A current for drawing the north pole of the rotor 120 to the magnetic pole position (for example, magnetic pole position P2) located on the rotation direction side of the rotor when viewed from the magnetic pole position (for example, magnetic pole position P1) is passed through the coils U, V, W. By doing so, forced commutation is started.

推定処理で推定した推定位置Ａ（例えば、磁極位置Ｐ１）から見てロータ１２０の回転方向の反対側にロータ１２０のＮ極が位置している場合には、駆動素子制御部７４は、推定処理で推定した磁極位置（例えば、磁極位置Ｐ１）にロータ１２０のＮ極を引き込むための電流をコイルＵ，Ｖ，Ｗに流すことにより、強制転流を開始する。 When the north pole of the rotor 120 is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor 120 when viewed from the estimated position A (for example, the magnetic pole position P1) estimated by the estimation process, the drive element control unit 74 performs the estimation process. Forced commutation is started by passing a current for drawing the north pole of the rotor 120 to the magnetic pole position (for example, magnetic pole position P1) estimated in 1 above through the coils U, V, and W.

ただし、駆動素子制御部７４は、推定処理で推定した磁極位置（例えば、磁極位置Ｐ１）にロータ１２０のＮ極を引き込むための電流を流す（通電パターンＰＴ１に制御する）時間Ｔａを推定処理で推定した磁極位置（例えば、磁極位置Ｐ１）から見てロータの回転方向側に位置する磁極位置（例えば、磁極位置Ｐ２）にロータ１２０のＮ極を引き込むための電流を流す（通電パターンＴＰ２に制御する）時間Ｔｂよりも短くする。 However, the drive element control unit 74 uses the estimation process to estimate the time Ta for passing a current (controlling the energization pattern PT1) for drawing the N pole of the rotor 120 to the magnetic pole position (for example, the magnetic pole position P1) estimated by the estimation process. A current for drawing the north pole of the rotor 120 is passed through the magnetic pole position (for example, magnetic pole position P2) located on the rotation direction side of the rotor when viewed from the estimated magnetic pole position (for example, magnetic pole position P1) (controlled by the energization pattern TP2). ) Time is shorter than Tb.

次に、３相ＤＣブラシレスモータ１００の起動時に駆動素子制御部７４が行う動作を、図面を参照しながら説明する。図１４ないし図１６は、駆動素子制御部７４が実行するフローチャートである。 Next, the operation performed by the drive element control unit 74 when the three-phase DC brushless motor 100 is started will be described with reference to the drawings. 14 to 16 are flowcharts executed by the drive element control unit 74.

次に、駆動素子制御部７４は、推定位置Ａから見て時計回り方向側の隣に位置する磁極位置をＣＷ側位置Ａ１とし、推定位置Ａから見て反時計回り方向側の隣に位置する磁極位置をＣＣＷ側位置Ａ２とする（ステップＳ２１）。 Next, the drive element control unit 74 sets the magnetic pole position located next to the clockwise side when viewed from the estimated position A as the CW side position A1, and is located next to the counterclockwise side when viewed from the estimated position A. The magnetic pole position is set to the CCW side position A2 (step S21).

次に、駆動素子制御部７４は、ステップＳ１の推定処理においてＣＷ側位置Ａ１に対応する磁極位置にロータ１２０のＮ極を引き込むための通電パターンに制御した際の検出部１６２，１６４の電流値Ｉ１を特定する（ステップＳ２２）。更に、駆動素子制御部７４は、ステップＳ１の推定処理においてＣＣＷ側位置Ａ２に対応する磁極位置にロータ１２０のＮ極を引き込むための通電パターンに制御した際の検出部１６２，１６４の電流値Ｉ２を特定する（ステップＳ２３）。 Next, in the estimation process of step S1, the drive element control unit 74 controls the current value of the detection units 162 and 164 when the energization pattern for drawing the north pole of the rotor 120 to the magnetic pole position corresponding to the CW side position A1 is controlled. Identify I1 (step S22). Further, the drive element control unit 74 controls the current value I2 of the detection units 162 and 164 when the drive element control unit 74 controls the energization pattern for drawing the north pole of the rotor 120 to the magnetic pole position corresponding to the CCW side position A2 in the estimation process of step S1. Is specified (step S23).

次に、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０の回転方向が時計回り方向（ＣＷ）であるのか否かを判定する（ステップＳ３）。時計回り方向である場合には、本処理はステップＳ２４に進む。時計回り方向でない（すなわち、反時計回り方向である）場合には、本処理はステップＳ２９に進む。 Next, the drive element control unit 74 determines whether or not the rotation direction of the rotor 120 is the clockwise direction (CW) (step S3). If it is in the clockwise direction, this process proceeds to step S24. If it is not in the clockwise direction (that is, in the counterclockwise direction), this process proceeds to step S29.

時計回り方向である場合、駆動素子制御部７４は、Ｉ１＜Ｉ２であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が推定位置Ａよりも時計回り方向側に位置しているのか、ロータ１２０のＮ極が推定位置Ａよりも反時計回り方向側に位置しているのかを判定している。Ｉ１＜Ｉ２である場合には、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が推定位置よりも反時計回り方向側に位置していると判定する。この場合、本処理はステップＳ２５に進む。Ｉ１＜Ｉ２でない場合には、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が推定位置よりも時計回り方向側に位置していると判定する。この場合、本処理はステップＳ２７に進む。 In the clockwise direction, the drive element control unit 74 determines whether or not I1 <I2 (step S24). In step S24, in the drive element control unit 74, whether the north pole of the rotor 120 is located on the clockwise side of the estimated position A, or the north pole of the rotor 120 is located on the counterclockwise side of the estimated position A. It is determined whether it is located. When I1 <I2, the drive element control unit 74 determines that the north pole of the rotor 120 is located on the counterclockwise direction side of the estimated position. In this case, this process proceeds to step S25. If I1 <I2, the drive element control unit 74 determines that the north pole of the rotor 120 is located on the clockwise side of the estimated position. In this case, this process proceeds to step S27.

Ｉ１＜Ｉ２である場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰを推定位置Ａと特定し（ステップＳ２５）、強制転流において開始位置ＳＰに引き込むための通電パターンに制御する切替時間を時間Ｔａと決定する（ステップＳ２６）。この後、本処理はステップＳ６に進む。 When I1 <I2, the drive element control unit 74 identifies the start position SP as the estimated position A (step S25), and sets the switching time for controlling the energization pattern for drawing into the start position SP in forced commutation to time Ta. Is determined (step S26). After this, this process proceeds to step S6.

Ｉ１＜Ｉ２でない場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰをｍｏｄ（Ａ，６）＋１により特定する（ステップＳ２７）。「ｍｏｄ（Ａ，６）＋１」とは、Ａを６で割った余りに１を足して得られる数である。これにより、駆動素子制御部７４は、推定位置Ａからみて時計回り方向側の隣に位置する磁極位置を開始位置ＳＰと特定する。更に、駆動素子制御部７４は、強制転流において開始位置ＳＰに引き込むための通電パターンに制御する切替時間を時間Ｔｂと決定する（ステップＳ２８）。この後、本処理はステップＳ６に進む。 When I1 <I2, the drive element control unit 74 specifies the start position SP by mod (A, 6) + 1 (step S27). “Mod (A, 6) +1” is a number obtained by dividing A by 6 and adding 1 to the remainder. As a result, the drive element control unit 74 identifies the magnetic pole position located next to the estimated position A on the clockwise direction side as the start position SP. Further, the drive element control unit 74 determines the switching time for controlling the energization pattern for drawing into the start position SP in the forced commutation as the time Tb (step S28). After this, this process proceeds to step S6.

ステップＳ３において反時計回り方向である場合、駆動素子制御部７４は、Ｉ１＜Ｉ２であるか否かを判定する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９では、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が推定位置Ａよりも時計回り方向側に位置しているのか、ロータ１２０のＮ極が推定位置Ａよりも反時計回り方向側に位置しているのかを判定している。Ｉ１＜Ｉ２である場合には、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が推定位置よりも反時計回り方向側に位置していると判定する。この場合、本処理はステップＳ３０に進む。Ｉ１＜Ｉ２でない場合には、駆動素子制御部７４は、ロータ１２０のＮ極が推定位置よりも時計回り方向側に位置していると判定する。この場合、本処理はステップＳ３２に進む。 When the direction is counterclockwise in step S3, the drive element control unit 74 determines whether or not I1 <I2 (step S29). In step S29, in the drive element control unit 74, whether the north pole of the rotor 120 is located on the clockwise side of the estimated position A, or the north pole of the rotor 120 is located on the counterclockwise side of the estimated position A. It is determined whether it is located. When I1 <I2, the drive element control unit 74 determines that the north pole of the rotor 120 is located on the counterclockwise direction side of the estimated position. In this case, this process proceeds to step S30. If I1 <I2, the drive element control unit 74 determines that the north pole of the rotor 120 is located on the clockwise side of the estimated position. In this case, this process proceeds to step S32.

Ｉ１＜Ｉ２である場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰをｍｏｄ（Ａ＋４，６）＋１により特定する（ステップＳ３０）。「ｍｏｄ（Ａ＋４，６）＋１」とは、Ａ＋４を６で割った余りに１を足して得られる数である。これにより、駆動素子制御部７４は、推定位置Ａからみて反時計回り方向側の隣に位置する磁極位置を開始位置ＳＰと特定する。更に、駆動素子制御部７４は、強制転流において開始位置ＳＰに引き込むための通電パターンに制御する切替時間を時間Ｔｂと決定する（ステップＳ３１）。この後、本処理はステップＳ６に進む。 When I1 <I2, the drive element control unit 74 specifies the start position SP by mod (A + 4,6) + 1 (step S30). "Mod (A + 4,6) +1" is a number obtained by dividing A + 4 by 6 and adding 1 to the remainder. As a result, the drive element control unit 74 identifies the magnetic pole position located next to the estimated position A on the counterclockwise direction side as the start position SP. Further, the drive element control unit 74 determines the switching time for controlling the energization pattern for drawing into the start position SP in the forced commutation as the time Tb (step S31). After this, this process proceeds to step S6.

Ｉ１＜Ｉ２でない場合、駆動素子制御部７４は、開始位置ＳＰを推定位置Ａと特定し（ステップＳ３２）、強制転流において開始位置ＳＰに引き込むための通電パターンに制御する切替時間を時間Ｔａと決定する（ステップＳ３３）。この後、本処理はステップＳ６に進む。 When I1 <I2, the drive element control unit 74 identifies the start position SP as the estimated position A (step S32), and sets the switching time for controlling the energization pattern for drawing into the start position SP in forced commutation as time Ta. Determine (step S33). After this, this process proceeds to step S6.

図１６のステップＳ６〜Ｓ８は、図９のステップＳ６〜Ｓ８と同じであるので説明を省略する。 Since steps S6 to S8 in FIG. 16 are the same as steps S6 to S8 in FIG. 9, description thereof will be omitted.

また、本実施形態に係る３相ＤＣブラシレスモータ１００の制御によれば、強制転流の開始位置ＳＰまでの距離がより短くなるので、起動時間をより短縮できる。 Further, according to the control of the three-phase DC brushless motor 100 according to the present embodiment, the distance to the start position SP of forced commutation becomes shorter, so that the start-up time can be further shortened.

また、推定位置Ａから見てロータ１２０の回転方向側か回転方向の反対側のいずれにロータ１２０が位置しているかによって、強制転流において開始位置ＳＰにロータ１２０のＮ極を引き込むための通電パターンに制御する切り替え時間を切り替えている。これにより、ロータ１２０のＮ極をより正確に開始位置ＳＰに引き込むことが可能となる。 Further, depending on whether the rotor 120 is located on the rotation direction side or the opposite side of the rotation direction when viewed from the estimated position A, energization for drawing the north pole of the rotor 120 to the start position SP in forced commutation The switching time to control the pattern is switched. As a result, the north pole of the rotor 120 can be pulled into the starting position SP more accurately.

（他の実施例）
本発明に係る３相ＤＣブラシレスモータの制御装置並びに該制御装置を有する３相ＤＣブラシレスモータが取り付けられた感光体ドラム、転写ベルト、及び画像形成装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、ロータの磁極の個数やステータのスロット数等は任意である。本発明に係る３相ＤＣブラシレスモータの制御方法は、画像形成装置以外の機器に設けられた３相ＤＣブラシレスモータに用いられてもよい。さらに、各実施例を組み合わせてもよい。 (Other Examples)
The control device for the three-phase DC brushless motor according to the present invention, the photoconductor drum to which the three-phase DC brushless motor having the control device is attached, the transfer belt, and the image forming device are not limited to the above-described embodiment. Various changes can be made within the scope of the abstract. For example, the number of magnetic poles of the rotor, the number of slots of the stator, and the like are arbitrary. The control method for a three-phase DC brushless motor according to the present invention may be used for a three-phase DC brushless motor provided in a device other than an image forming apparatus. Further, each embodiment may be combined.

以上のように、本発明は、３相ＤＣブラシレスモータの制御装置及び画像形成装置に関し、３相ＤＣブラシレスモータの起動時間を短縮できる点において優れている。 As described above, the present invention is excellent in that the start-up time of the three-phase DC brushless motor can be shortened with respect to the control device and the image forming device of the three-phase DC brushless motor.

１：画像形成装置
７４：駆動素子制御部
１００：ブラシレスモータ
１１０：ステータ
１２０：ロータ
１４２，１４４，１４６，１５２，１５４，１５６：ＦＥＴ
１６２，１６４：検出部
Ｐ１〜Ｐ６：磁極位置
Ｕ，Ｖ，Ｗ：コイル 1: Image forming apparatus 74: Drive element control unit 100: Brushless motor 110: Stator 120: Rotor 142, 144, 146, 152, 154, 156: FET
162, 164: Detection units P1 to P6: Magnetic pole positions U, V, W: Coil

Claims

A stator having a plurality of magnetic poles and rotating, a stator including a plurality of coils for generating a magnetic field as a driving source of the rotor, and a plurality of magnetic pole positions defined, and the plurality of stators. A control device for a three-phase DC brushless motor including a detecting means for detecting a current value of a current flowing through at least one coil of the coil.
An estimation step of estimating which of the plurality of magnetic pole positions the predetermined position of the rotor is closest to the magnetic pole position based on the current value detected by the detection means when the three- phase DC brushless motor is started. When,
And specific steps that identifies the magnetic pole position is located next to the rotational direction of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated by said estimating step,
Whether the predetermined position is located on the rotation direction side of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, or the opposite side of the rotation direction of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step. A determination step for determining whether or not the predetermined position is located in
When the predetermined position is located on the rotation direction side of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, a current for drawing the predetermined position to the magnetic pole position specified in the specific step is applied. Forced commutation is started by flowing through the plurality of coils, and when the predetermined position is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor as viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, the above. A forced commutation step in which forced commutation is started by passing a current for drawing the predetermined position to the magnetic pole position estimated in the estimation step through the plurality of coils, and a forced commutation step.
The execution,
In the forced commutation step, when the predetermined position is located on the opposite side of the rotation direction of the rotor from the magnetic pole position estimated in the estimation step, the predetermined position is at the magnetic pole position estimated in the estimation step. When the predetermined position is located on the rotation direction side of the rotor when viewed from the magnetic pole position estimated in the estimation step, the time for passing the current for drawing the current is set to the predetermined magnetic pole position specified in the specific step. Make it shorter than the time it takes to pass the current to pull in the position ,
A control device for a three-phase DC brushless motor.

3-phase DC brushless motor and
The control device for the three-phase DC brushless motor according to claim 1 ,
To have
An image forming apparatus characterized by.