JP6513006B2 - モータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータに制動力を発生させて減速又は停止させるブレーキ制御を行うモータの制御装置に関する。

電動工具においては、その動力源であるモータを減速若しくは停止させる際に、モータの制御装置が、ブリッジ回路を介してモータの端子間を短絡することで、モータに制動力を発生させる、所謂短絡ブレーキを実施することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この提案の制御装置は、３相ブラシレスモータを駆動制御するものであり、３相ブラシレスモータの各端子と直流電源の正極側及び負極側との間にそれぞれ設けられた合計６つのスイッチング素子からなるブリッジ回路を備える。

そして、制御装置がモータに制動力を発生させる際には、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子の内、負極側のスイッチング素子（所謂ローサイドスイッチ）をオン状態、正極側のスイッチング素子（所謂ハイサイドスイッチ）をオフ状態に切り替える。

従って、この提案の制御装置によれば、ブリッジ回路内のスイッチング素子のオン・オフ状態を切り替えるだけで、モータの駆動及び制動を制御することができる。

特開平３−７４１９４号公報

ところで、上記提案の電動工具において、モータの制御装置は、上述した短絡ブレーキ等によるブレーキ制御を実施しているときに、外部から駆動指令が入力されると、ブレーキ制御を中止して、モータの駆動を開始することになる。

このようにモータの駆動を開始する際、ブレーキ制御を直ぐに中止すると、ブレーキ制御でオン状態にしていたスイッチング素子が全て同時にオフ状態に切り替えられることになる。

これに対し、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子には、スイッチング素子のオフ時に、直流電源の正極側から負極側への電流方向（正方向）とは逆方向に電流を流すダイオードが並列接続されている。

このため、ブレーキ制御を中止するためにブリッジ回路内のスイッチング素子を全て同時にオフさせると、ブレーキ電流の経路が遮断されてモータ巻線に高電圧が発生し、その高電圧によりダイオードに回生電流が流れて、電源電圧が上昇することがあった。

この結果、回生電流により電源電圧が一時的に高電圧になるので、スイッチング素子や、バッテリ等の電源装置の劣化を招くこともある。
そこで、本発明の一局面では、ブレーキ制御実行中に外部からの駆動指令に従いモータの駆動を開始する際、ブレーキ制御の中止に伴い電源側に流れる回生電流を低減し、電源
電圧が上昇するのを抑制することを目的とする。

本発明のモータの制御装置は、モータの駆動指令を入力するための操作部と、モータへの通電経路を切り替える複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路と、制御部とを備える。

制御部は、操作部からの駆動指令が入力されると、ブリッジ回路を介してモータを駆動制御する。また、制御部は、ブリッジ回路を介してモータに制動力を発生させるブレーキ制御も実施する。

そして、本発明の一局面では、制御部は、ブレーキ制御を実施しているときに、操作部からモータの駆動指令が入力されると、ブレーキ制御を以下の手順で中止する。
つまり、制御部は、ブリッジ回路において制動力を発生させるためにオン状態にしている全てのスイッチング素子を、それぞれ、スイッチング素子に並列に設けられているダイオードを介してブレーキ電流を流すことができるタイミングでオフ状態へ切り替えることにより、ブレーキ制御を中止する。

従って、この制御装置によれば、ブレーキ制御から駆動制御に移行する際、ブレーキ制御を中止するためにブリッジ回路のスイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替えられることによって、電源側へ流れる回生電流を抑制できる。

よって、ブリッジ回路を介して形成されるモータへの通電経路上の素子が、回生電流により劣化するとか、回生電流によって電源電圧が高電圧になる、という問題が発生するのを抑制でき、操作部からの駆動指令に従いモータを適正に駆動できるようになる。

次に、本発明の他の局面では、制御部は、ブレーキ制御を実施しているときに、操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、ブリッジ回路を介して電源側に回生電流が流れなくなる所定タイミングまでブレーキ制御を継続する。

そして、このように、ブレーキ制御から駆動制御に移行する際、電源側に回生電流が流れなくなるまでブレーキ制御を継続するようにしても、ブレーキ制御の中止に伴い電源側に流れる回生電流を抑制できることから、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の他の局面では、制御部は、ブレーキ制御を実施しているときに、操作部からモータの駆動指令が入力されると、ブレーキ制御の制御方式を切り替えることで、モータに流れるブレーキ電流を減少させる。

この結果、ブレーキ制御から駆動制御に移行する際、ブレーキ電流を低減させてから、ブレーキ制御を中止することができるようになり、ブレーキ制御の中止に伴い電源側に流れる回生電流を抑制することが可能となる。従って、制御部をこのように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。

また次に、本発明の他の局面では、制御部は、モータの制動時には、ブリッジ回路を介してモータの巻線を短絡させることで制動力を発生させるブレーキ制御を実施する。そして、制御部は、そのブレーキ制御を実施しているときに、操作部からモータの駆動指令が入力されると、ブレーキ制御で短絡して制動力を発生させる巻線の相数を減らす。

この結果、ブレーキ制御から駆動制御に移行する際、所謂短絡ブレーキの相数を減らすことで、ブレーキ電流を減少させることができる。よって、ブレーキ制御の終了時に電源
側に流れる回生電流を抑制することが可能となり、上記と同様の効果を得ることができる。

なお、このように短絡ブレーキの相数を減らして、ブレーキ電流を減少させるに当たっては、制御部は、ブレーキ制御で３相短絡ブレーキを実施しているときに、操作部から駆動指令が入力されると、ブレーキ制御を２相短絡ブレーキに切り替えるようにしてもよい。

また、制御部は、ブレーキ制御で２相短絡ブレーキを実施しているときに、操作部から駆動指令が入力されると、ブレーキ制御を１相短絡ブレーキに切り替えるようにしてもよい。

次に、本発明の他の局面では、制御部は、少なくとも操作部から駆動指令が入力されていないときに、ブリッジ回路を介してモータに制動力を発生させてモータを停止させるブレーキ制御を実施する。

そして、制御部は、ブレーキ制御を実施しているときと、ブレーキ制御を実施していないときとで、操作部からモータの駆動指令が入力されたときに、モータの駆動制御を開始する際の動作を切り替える。

すなわち、制御部は、ブレーキ制御を実施していないときに操作部からモータの駆動指令が入力されると、モータに流れるブレーキ電流を減少させる中止制御を実施した後、モータの駆動制御を開始する。

また、制御部は、ブレーキ制御を実施していないときに操作部からモータの駆動指令が入力されたときには、中止制御を実施することなくモータの駆動制御を開始する。
この結果、ブレーキ制御からモータ駆動制御への制御の切り替え時には、中止制御によって、ブレーキ電流を減少させることができる。

よって、制御部をこのように構成しても、モータ駆動制御の開始時に電源側に流れる回生電流を抑制することができるようになり、上記と同様の効果を得ることができる。

実施形態の電動工具１の概略構成を表す説明図である。 電動工具に設けられたモータ駆動回路の構成を表すブロック図である。 制御回路にてモータ制御のために実行される制御処理を表すフローチャートである。 図３に示すモータ制御処理の詳細を表すフローチャートである。 制御回路にて実行されるホール信号割り込み処理を表すフローチャートである。 制御回路にて実行されるタイマ割り込み処理を表すフローチャートである。 実施形態のブレーキ制御から駆動制御への移行時の駆動信号と相電流の変化を表すタイムチャートである。 図７に示す３相短絡ブレーキから駆動制御への移行時の駆動信号と相電流の変化を拡大して表すタイムチャートである。 図７に示す２相短絡ブレーキ実行時に駆動指令が入力されたときの駆動信号と相電流の変化を表すタイムチャートである。 図８に対応した従来の制御切替時の駆動信号と相電流の変化を表すタイムチャートである。 図９に対応した従来の制御切替時の駆動信号と相電流の変化を表すタイムチャートである。 変形例のモータ駆動制御処理を表すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動工具１は、木材や金属などの被加工材を切断するのに利用されるレシプロソーであり、工具本体２と、バッテリパック３とを備えている。工具本体２の端部は、バッテリパック３を着脱可能に構成されている。図１は、工具本体２にバッテリパック３が装着された状態を示している。

工具本体２は、把持部４と、ブレードフォルダ５と、ブレード６と、トリガ７と、ロックオフボタン８と、モータ１０と、伝達機構１２と、モータ駆動回路２０とを備えている。このうちモータ１０、伝達機構１２、およびモータ駆動回路２０は、工具本体２の筐体内部に収容されている。

把持部４は、電動工具１を使用する使用者がその使用の際に手で握り持つ部分である。ブレード６は、被加工材を切断するための長尺細板状の金属部材であり、長手方向一端側が、工具本体２の筐体から突出されたブレードフォルダ５に着脱自在に固定されている。

ブレード６には、長手方向に沿った一辺に鋸刃が形成されており、ブレードフォルダ５がモータ１０の回転力によってブレード６の長手方向に往復移動することで、ブレード６により被加工材を切断することができる。

トリガ７は、ブレード６の往復駆動（換言すればモータ１０の駆動）を指令するために使用者により操作される操作部である。使用者がトリガ７を引き操作すると、工具本体２の筐体内部のトリガスイッチ２２（図２参照）がオン状態となり、モータ１０が回転してブレード６が作動（往復駆動）する。

ロックオフボタン８は、トリガ７の引き操作を許可又は禁止するためのボタンである。ロックオフボタン８をロック側の状態にするとトリガ７を引き操作できなくなり、ロックオフボタン８を非ロック側の状態にするとトリガ７を引き操作できるようになる。

モータ１０は、バッテリパック３からの電力により回転する。モータ１０の回転力は、伝達機構１２及びブレードフォルダ５を介してブレード６に伝達される。伝達機構１２は、モータ１０の回転運動を直線運動に変換して、ブレードフォルダ５（延いてはブレード６）に伝達する。

ブレード６の駆動速度とモータ１０の回転速度とは略線形関係にあり、モータ１０の回転速度が高いほどブレード６の駆動速度も高くなる。
モータ駆動回路２０は、バッテリパック３内のバッテリ３０から電力供給を受けて、モータ１０（本実施形態では３相ブラシレスモータ）を駆動制御するためのものである。

図２に示すように、モータ駆動回路２０は、ブリッジ回路３２、ゲート回路３４、制御回路３６、及び、レギュレータ４０を備える。
ブリッジ回路３２は、バッテリ３０から電力供給を受けて、モータ１０の各相巻線に電流を流すためのものであり、本実施形態では、６つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなる３相フルブリッジ回路として構成されている。

ブリッジ回路３２において、３つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３は、モータ１０の各端子Ｕ，Ｖ，Ｗと、バッテリ３０の正極側に接続された電源ライン（正極側電源ライン）との間に、いわゆるハイサイドスイッチとして設けられている。

また、他の３つのスイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６は、モータ１０の各端子Ｕ，Ｖ，Ｗと、バッテリ３０の負極側に接続されたグラウンドラインとの間に、いわゆるローサイドスイッチとして設けられている。

スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、本実施形態では、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴにて構成されている。このため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を構成するＦＥＴのドレイン−ソース間には、ソースからドレインに向けて順方向となるダイオードＤ１〜Ｄ６（所謂、寄生ダイオード）が並列に接続されることになる。

従って、これら各ダイオードＤ１〜Ｄ６は、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフ状態であるとき、バッテリ３０の正極側から負極側に至る正方向とは逆方向に電流を流すことができる。

ゲート回路３４は、制御回路３６から出力された制御信号に従い、ブリッジ回路３２内の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオン／オフさせることで、モータ１０の各相巻線に電流を流し、モータ１０を回転させるものである。

制御回路３６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするＭＣＵ（Micro Control Unit）にて構成されており、ゲート回路３４を介してモータ１０の駆動及び制動を制御する。
制御回路３６には、制御対象となるモータ１０やモータ駆動回路２０の状態（異常等）を記憶するための不揮発性のメモリ３８が設けられている。

また、制御回路３６には、トリガスイッチ（以下、スイッチをＳＷと記載する）２２、バッテリ電圧検出部２４、電流検出回路２６、及び、ロータ位置検出回路２８が接続されている。

トリガＳＷ２２は、トリガ７が操作されているときにオン状態となり、トリガ７の操作量（引き量）に応じて抵抗値が変化するように構成されている。
また、バッテリ電圧検出部２４は、バッテリパック３からモータ駆動回路２０に入力されるバッテリ電圧を検出するためのものである。

電流検出回路２６は、ブリッジ回路３２からグラウンドラインに至るモータ１０への通電経路上に設けられて、モータ１０に流れる電流を検出するためのものである。
また、ロータ位置検出回路２８は、モータ１０に設けられた回転センサ２９からの検出信号を波形整形することで、モータ１０の回転位置（換言すれば回転角度）を検出するためのものである。

つまり、回転センサ２９は、モータ１０のロータの周囲に配置された３つのホールセンサを備える。そして、この３つのホールセンサからは、ロータが電気角１８０度回転する度に増減方向が反転する、モータ１０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対応したホール信号が出力される。

ロータ位置検出回路２８は、これら各相Ｕ、Ｖ、Ｗのホール信号を波形整形することで、ロータの電気角１８０度毎に正負が反転するパルス状のホール信号（図３参照）を生成する。そして、各ホール信号のエッジから電気角６０度間隔でモータ１０（詳しくはロータ）の回転位置を検出する。

なお、ロータ位置検出回路２８から制御回路３６には、波形整形後の各相Ｕ、Ｖ、Ｗのホール信号が入力され、制御回路３６は各ホール信号の信号レベルからモータ１０の回転
位置を検知する。

レギュレータ４０は、バッテリ３０から電源供給を受けて、モータ駆動回路２０内の各部の動作用電源電圧（直流定電圧）を生成する。制御回路３６をはじめ、モータ駆動回路２０内の各部は、レギュレータ４０からの動作用電源電圧を電源として動作する。

次に、制御回路３６にて、モータ１０の駆動及び制動を制御するために実行される制御処理について説明する。
なお、本実施形態において、モータ駆動回路２０は、本発明のモータの制御装置に相当し、制御回路３６は、本発明の制御部として機能する。

図３に示すように、制御回路３６は、所定の制御周期（タイムベース）でＳ１２０〜Ｓ１４０（Ｓはステップを表す）の一連の処理を繰り返し実行する。
すなわち、制御回路３６は、Ｓ１１０にて、タイムベースが経過したか否かを判断することにより、所定の制御周期が経過するのを待ち、Ｓ１１０にてタイムベースが経過したと判断すると、Ｓ１２０に移行する。

Ｓ１２０では、トリガＳＷ２２のオン・オフ状態を確認することで、使用者によるトリガＳＷ２２の操作を検出する、スイッチ操作検出処理を実行し、Ｓ１３０に移行する。
Ｓ１３０では、トリガＳＷ２２がオン状態であるときに入力されるトリガ７の操作量を表す信号や、バッテリ電圧検出部２４及び電流検出回路２６からの検出信号を、Ａ／Ｄ変換して取り込むＡ／Ｄ変換処理を実行する。

そして、続くＳ１４０では、Ｓ１２０、Ｓ１３０にて読み込んだトリガＳＷ２２のオン・オフ状態、トリガ７の操作量、バッテリ電圧、電流、等に基づきモータ１０の駆動及び制動を制御するモータ制御処理を実行し、Ｓ１１０に移行する。

次に、図４に示すように、このモータ制御処理では、Ｓ２１０にて、トリガＳＷ２２がオン状態か否かを判断し、トリガＳＷ２２がオン状態でなければ、外部（使用者）からモータ１０の駆動指令は入力されていないので、Ｓ２３０に移行する。

また、Ｓ２１０にて、トリガＳＷ２２がオン状態であると判断されると、Ｓ２２０に移行して、上述したバッテリ電圧、電流に基づき、モータ１０を駆動可能であるか否かを判断する。そして、モータ１０を駆動可能であれば、モータ１０を駆動すべくＳ２６０に移行し、モータを駆動可能でなければ、Ｓ２３０に移行する。

Ｓ２３０では、上述したホール信号の変化等から、現在、モータ１０を制動させるべきブレーキ時間内であるか否かを判断する。そして、現在、ブレーキ時間内であれば、Ｓ２４０に移行して、短絡ブレーキによりモータ１０を制動させるブレーキ処理を実行し、当該モータ制御処理を終了する。

このブレーキ処理では、ブレーキ制御開始直後は、２相短絡ブレーキによるソフトブレーキを実施し、その後の経過時間等に基づき、ブレーキ制御を、ソフトブレーキから３相短絡ブレーキへと切り替えることで、モータ１０に発生させる制動力を調整する。

このため、Ｓ２４０では、ブリッジ回路３２内のスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６（ローサイドスイッチ）の内の２つをオンさせる２相短絡ブレーキにするか、３つのローサイドスイッチをオンさせる３相短絡ブレーキにするか、が設定される。

なお、Ｓ２４０のブレーキ処理では、ブレーキ中止完了フラグをクリアする。
また、Ｓ２３０にて、現在、ブレーキ時間内ではないと判断されると、ブレーキ制御を終了させるブレーキオフ処理を実行し、当該モータ制御処理を終了する。

なお、Ｓ２４０のブレーキオフ処理では、ブレーキ中止完了フラグをセットする。
次に、Ｓ２６０では、ブレーキ中止完了フラグがクリアされているか否かによって、ブレーキ制御が完全に終了しているか否かを判断する。

そして、ブレーキ中止完了フラグがクリアされていなければ、Ｓ２７０に移行して、ブレーキ中止要求フラグをセットし、当該モータ制御処理を終了する。
また、Ｓ２６０にて、ブレーキ中止完了フラグがクリアされていない（つまりセットされている）と判断されると、ブレーキ制御が完全に終了しているので、Ｓ２８０に移行して、モータ駆動処理を実行し、当該モータ制御処理を終了する。

なお、このモータ駆動処理では、モータ１０の回転速度（若しくは、モータ１０への通電電流）を、トリガ７の操作量に応じた回転速度（電流）まで徐々に増加させて、モータ１０を目標回転状態に制御するための駆動デューティ比を演算する。

次に、制御回路３６において、ロータ位置検出回路２８から入力される各相Ｕ，Ｖ，Ｗのホール信号によりモータ１０の電気角６０度回転毎に実行されるホール信号割り込み処理について説明する。

図５に示すように、ホール信号割り込み処理では、Ｓ３１０にて、ブレーキ中止要求フラグがセットされているか否かを判断し、ブレーキ中止要求フラグがセットされていなければ、Ｓ３２０に移行する。

Ｓ３２０では、Ｓ２８０で算出された駆動デューティ比に基づきモータ１０への通電をＰＷＭ制御したり、Ｓ２４０のブレーキ処理にて設定された短絡ブレーキを実施したりするための、スイッチング制御を行う。

このＳ３２０にて実行されるスイッチング制御は、ゲート回路３４に駆動信号を出力することで、ブリッジ回路３２内のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン・オフ状態を個々に制御するための処理である。

例えば、モータ駆動時には、ブリッジ回路３２を構成する正極側のスイッチング素子（ハイサイドスイッチ）Ｑ１〜Ｑ３の１つ及び負極側のスイッチング素子（ローサイドスイッチ）Ｑ４〜Ｑ６の１つをオンさせる駆動信号を生成し、ゲート回路３４へ出力する。

また、モータ駆動時には、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチの何れか一方に対する駆動信号を、Ｓ２８０にて算出した駆動デューティ比のＰＷＭ信号とすることで、そのスイッチをデューティ駆動する（図７のモータ駆動時の駆動信号参照）。

一方、ブレーキ時には、Ｓ２４０のブレーキ処理で設定された短絡ブレーキの種類（２相短絡ブレーキ又は３相短絡ブレーキ）に応じて、オン状態にすべきスイッチング素子（ローサイドスイッチ）を特定し、ゲート回路３４へ駆動信号を出力する（図７に示す短絡ブレーキ時の駆動信号参照）。

次に、Ｓ３１０にて、ブレーキ中止要求フラグがセットされていると判断された場合には、Ｓ３３０に移行し、前回のホール信号割り込みからの経過時間（つまり、モータ１０が電気角６０度回転するのに要する時間）を、ＭＣＵ３６の内蔵タイマ等から取得する。

次に、Ｓ３４０では、その取得した経過時間と、予め設定された遅延角度とに基づき、今回のホール信号の入力タイミングから次にローサイドスイッチをターンオフさせるまで遅延時間を算出する。

遅延角度は、ホール信号が入力されるモータ１０の回転位置から、現在オン状態になっているローサイドスイッチをターンオフさせるのに最適な回転位置までの、モータ１０の回転角度である。そして、Ｓ３４０では、現時点からその遅延角度分だけモータ１０が回転するのに要する時間を遅延時間として算出する。

なお、ローサイドスイッチをターンオフさせるのに最適な回転位置は、ローサイドスイッチ（Ｑ４〜Ｑ６）をオン状態からオフ状態に切り替えてもダイオード（Ｄ４〜Ｄ６）によりブレーキ電流を流し続けることのできる通電範囲内に設定されている。

そして、Ｓ３５０では、Ｓ３４０にて算出した遅延時間を、タイマ割り込みタイミング計時用のタイマにセットして、遅延時間の計時を開始させた後、ホール信号割り込み処理を終了する。

次に、Ｓ３５０にて遅延時間がセットされたタイマからの割り込み信号により実施されるタイマ割り込み処理では、図６に示すように、Ｓ４１０にて、ロータ位置検出回路２８から入力される各相Ｕ，Ｖ，Ｗのホール信号の信号レベルを読み込む。

そして、Ｓ４２０では、その読み込んだ各相Ｕ，Ｖ，Ｗのホール信号の信号レベルから、現時点でターンオフすべき回転位置にあるローサイドスイッチ（スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６の何れか）を特定し、その特定したローサイドスイッチをターンオフさせる。

次に、Ｓ４３０では、当該割り込み処理を実行することにより、Ｓ４２０にて、全てのローサイドスイッチ（スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６）がオフ状態になったか否かを判断する。

そして、Ｓ４３０にて、オン状態になっているローサイドスイッチが存在すると判断されると、タイマ割り込み処理を終了する。
また、Ｓ４３０にて、全てのローサイドスイッチがオフ状態になったと判断されると、ブレーキ制御を完全に中止できているので、ブレーキ中止完了フラグをセットし、ブレーキ中止要求フラグをリセットした後、タイマ割り込み処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の電動工具１においては、モータ駆動回路２０が、モータ１０の駆動制御及びブレーキ制御を実施する。
そして、トリガ７が操作されて、モータ１０の駆動指令が入力されると、ブレーキ制御を実行中であるか否かを判断して、ブレーキ制御を実行中であれば、ブレーキ制御を中止し、モータ駆動制御を開始する。

ブレーキ制御を中止する際には、ブレーキ制御でオン状態にされている短絡ブレーキ用のローサイドスイッチ（Ｑ４〜Ｑ６）をオフ状態に切り替えるが、その切り替えタイミングは、図８、図９に示すように、スイッチ毎に最適な回転位置に制御される。

つまり、３相短絡ブレーキの実行中に駆動指令が入力されると（時点ｔ０）、オン状態になっている３つのローサイドスイッチ（Ｑ４〜Ｑ６）を、ダイオードＤ４〜Ｄ６を介してブレーキ電流を流し続けることのできるタイミング（ｔ１〜ｔ３）で、順にターンオフさせる（図８参照）。

また同様に、２相短絡ブレーキの実行中に駆動指令が入力されたときにも（時点ｔ０）、オン状態になっている２つのローサイドスイッチ（Ｑ４，Ｑ６）を、ダイオード（Ｄ４，Ｄ６）を介してブレーキ電流を流し続けることのできるタイミング（ｔ１，ｔ２）で、順にターンオフさせる（図９参照）。

換言すれば、本実施形態では、ブレーキ制御の実行中に、トリガ７を介してモータ１０の駆動指令が入力されると、ブリッジ回路３２を介して回生電流が流れなくなる所定タイミングまでブレーキ制御を継続する。

また、本実施形態では、ブレーキ制御の実行中に、トリガ７を介してモータの駆動指令が入力されると、ブリッジ回路３２を介してモータ１０の巻線を短絡させる短絡相の数を、３相から２相、或いは、２相から１相への順に減らすことで、ブレーキ制御の制御方式を切り替え、ブレーキ電流を減少させているともいえる。

このため、本実施形態によれば、図１０、図１１に示す従来のように、駆動指令の入力タイミング（時点ｔ０）で、ブレーキ制御でオン状態にされているローサイドスイッチ（Ｑ４〜Ｑ６）を全てオフ状態に切り替える場合に比べ、回生電流を抑制できる。

つまり、図１０、図１１に示すように、３相短絡ブレーキ実行中であっても、２相短絡ブレーキ実行中であっても、駆動指令の入力に伴い短絡ブレーキのためにオン状態にしていたスイッチング素子を同時にオフ状態にすると、回生電流が発生する。

これに対し、本実施形態では、短絡ブレーキのためにオン状態にしていたスイッチング素子を、ダイオードにブレーキ電流を流すことのできる最適な回転位置で、順にオフ状態にすることから、回生電流の発生を抑制できる。

このため、本実施形態によれば、ブレーキ制御からモータ駆動制御への移行時に、回生電流により電源電圧（バッテリ電圧）が上昇するのを抑制し、トリガ７を介して入力される駆動指令に応じて、モータの駆動制御を適正に実行することができるようになる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、制御回路３６が、トリガ７を介して駆動指令が入力されると、ブレーキ制御を実行しているか否かを判断して、ブレーキ制御を実行中であれば、回生電流が発生しないようにブレーキ制御を中止した後、モータ駆動制御を開始するよう構成されている。

これに対し、制御回路３６が、ブレーキ制御処理とモータ駆動制御処理とを、それぞれ、別ルーチンにて実行するようにし、モータ駆動制御処理では、ブレーキ制御の実行時と、ブレーキ制御の非実行時とで、制御動作を切り替えるようにしてもよい。

つまり、図１２に示すように、モータ駆動制御処理では、Ｓ５１０にて、現在ブレーキ制御を実行中であるか否かを判断する。
そして、ブレーキ制御を実行中であれば、Ｓ５２０〜Ｓ５４０の処理を実行し、ブレーキ制御を実行していないときには、Ｓ５５０及びＳ５６０の処理を実行する。

すなわち、ブレーキ制御を実行中であれば、Ｓ５２０にて、トリガＳＷ２２がオン状態であるか否かを判断し、トリガＳＷ２２がオン状態であれば、Ｓ５３０に移行して、ブレーキ制御中止処理を実行する。

このブレーキ制御中止処理は、図５、図６に示したホール信号割り込み処理及びタイマ割り込み処理と同様の手順で実施し、ブレーキ制御でオン状態にしている全てのローサイドスイッチ（Ｑ４〜Ｑ６）を、順にオフ状態にする。

そして、このブレーキ制御中止処理で、全てのローサイドスイッチ（Ｑ４〜Ｑ６）がオフ状態になると、Ｓ５４０に移行して、モータ駆動処理を実行する。
このモータ駆動処理では、上記実施形態のＳ２８０及びＳ３２０と同様の処理を実行することで、モータ１０への通電をＰＷＭ制御する。また、このモータ駆動処理は、トリガＳＷ２２がオフ状態になるまで実行され、トリガＳＷ２２がオフ状態になると、当該モータ駆動制御処理を一旦終了する。

なお、Ｓ５２０にて、トリガＳＷ２２がオン状態でないと判断された場合にも、当該モータ駆動制御処理を一旦終了する。
一方、ブレーキ制御を実行していないときには、Ｓ５５０にて、トリガＳＷ２２がオン状態であるか否かを判断する。そして、トリガＳＷ２２がオン状態であれば、Ｓ５６０に移行して、モータ駆動処理を実行する。

このモータ駆動処理は、モータ駆動開始時のモータ１０の回転速度が異なるものの、Ｓ５４０と同様に実施され、トリガＳＷ２２がオフ状態になるまで継続される。
そして、トリガＳＷ２２がオフ状態になると、当該モータ駆動制御処理を一旦終了する。また、Ｓ５５０にて、トリガＳＷ２２がオン状態でないと判断された場合にも、当該モータ駆動制御処理を一旦終了する。

このように、図１２に示すモータ駆動制御処理では、制御回路３６が、ブレーキ制御の実行時とブレーキ制御を実行していないときとで、異なる手順でモータ駆動制御を実施する。そして、このようにしても、ブレーキ制御実行中にトリガＳＷ２２がオン状態になると、上記実施形態と同様の手順で、ブレーキ制御中止処理を実行し、その後、モータ駆動制御を開始することができる。

従って、モータ駆動制御処理を図１２に示すように実施するようにしても、ブレーキ制御を中止してモータ駆動を開始する際に流れる回生電流を抑制することができるようになり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、上記実施形態において、電動工具１はレシプロソーであるものとして説明した。しかし、本発明において、対象となる電動工具は、ドリルドライバ、インパクトドライバ、グラインダ等の一般的な電動工具は勿論のこと、草や小径木を刈払うための刈払機やチェーンソー等の園芸用の電動工具も含まれる。

また、本発明は、直流電源としてバッテリを備えた電動工具であっても、ＡＣアダプタ等の外部の直流電源から電源供給を受けて動作する電動工具であっても、或いは、商用電源等の交流電源から電源供給を受けて動作する電動工具であっても、適用することができる。

また、本発明は、電動工具に限定されるものではなく、ブリッジ回路を利用してモータを駆動制御する装置であれば、本発明を適用することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また次に、上記実施形態において、モータ１０のブレーキ制御は、２相短絡ブレーキと３相短絡ブレーキとの何れかを選択的に実施することで、モータ１０に発生させる制動力を調整するものとして説明した。

しかし、本発明は、例えば、３相短絡ブレーキ若しくは２相短絡ブレーキだけでブレーキ制御を実施するものであっても、或いは、これらのブレーキ制御と他のブレーキ制御とを組み合わせて実施するものであってもよい。

つまり、本発明は、ブレーキ制御で、ブリッジ回路３２内のスイッチング素子をオン状態にし、ブレーキ制御を中止する際に、そのスイッチング素子をオフ状態に切り替える装置であれば、その切り替えタイミングを上記実施形態と同様に設定することで、上記と同様の効果を得ることができる。

従って、本発明は、例えば、ブリッジ回路３２内のローサイドスイッチをオフ状態にし、ハイサイドスイッチの少なくとも一部をオン状態とすることで、短絡ブレーキを実施するように構成されたものであっても、上記実施形態と同様に適用することができる。

１…電動工具、２…工具本体、３…バッテリパック、４…把持部、５…ブレードフォルダ、６…ブレード、７…トリガ、８…ロックオフボタン、１０…モータ、１２…伝達機構、２０…モータ駆動回路、２２…トリガＳＷ、２４…バッテリ電圧検出部、２６…電流検出回路、２８…ロータ位置検出回路、２９…回転センサ、３０…バッテリ、３２…ブリッジ回路、３４…ゲート回路、３６…制御回路、３８…メモリ、４０…レギュレータ、Ｑ１〜Ｑ３…スイッチング素子（ハイサイドスイッチ）、Ｑ４〜Ｑ６…スイッチング素子（ローサイドスイッチ）、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード。

Claims (7)

1. モータの駆動指令を入力するための操作部と、
   前記モータへの通電経路を切り替える複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路と、
   前記操作部からの駆動指令に従い前記ブリッジ回路を介して前記モータを駆動制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記ブリッジ回路を介して前記モータに制動力を発生させるブレーキ制御を実施しているときに、前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、前記ブリッジ回路において前記制動力を発生させるためにオン状態にしている全てのスイッチング素子を、それぞれ、当該スイッチング素子に並列に設けられているダイオードを介してブレーキ電流を流すことができるタイミングでオフ状態へ切り替えることにより、前記ブレーキ制御を中止する、
   よう構成されている、モータの制御装置。
2. モータの駆動指令を入力するための操作部と、
   前記モータへの通電経路を切り替える複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路と、
   前記操作部からの駆動指令に従い前記ブリッジ回路を介して前記モータを駆動制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記ブリッジ回路を介して前記モータに制動力を発生させるブレーキ制御を実施しているときに、前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、前記ブリッジ回路を介して電源側に回生電流が流れなくなる所定タイミングまで前記ブレーキ制御を継続する、
   よう構成されている、モータの制御装置。
3. モータの駆動指令を入力するための操作部と、
   前記モータへの通電経路を切り替える複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路と、
   前記操作部からの駆動指令に従い前記ブリッジ回路を介して前記モータを駆動制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記ブリッジ回路を介して前記モータに制動力を発生させるブレーキ制御を実施しているときに、前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、前記ブレーキ制御の制御方式を切り替えることで、前記モータに流れるブレーキ電流を減少させる、
   よう構成されている、モータの制御装置。
4. モータの駆動指令を入力するための操作部と、
   前記モータへの通電経路を切り替える複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路と、
   前記操作部からの駆動指令に従い前記ブリッジ回路を介して前記モータを駆動制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記モータの制動時には、前記ブリッジ回路を介して前記モータの巻線を短絡させることで制動力を発生させるブレーキ制御を実施し、
   該ブレーキ制御を実施しているときに、前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、前記ブレーキ制御で短絡して制動力を発生させる巻線の相数を減らす、
   よう構成されている、モータの制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記ブレーキ制御で３相短絡ブレーキを実施しているときに、前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、前記ブレーキ制御を２相短絡ブレーキに切り替える、
   よう構成されている、請求項４に記載のモータの制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記ブレーキ制御で２相短絡ブレーキを実施しているときに、前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されると、前記ブレーキ制御を１相短絡ブレーキに切り替える、
   よう構成されている、請求項４又は請求項５に記載のモータの制御装置。
7. モータの駆動指令を入力するための操作部と、
   前記モータへの通電経路を切り替える複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路と、
   前記操作部からの駆動指令に従い前記ブリッジ回路を介して前記モータを駆動制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   少なくとも前記操作部から前記駆動指令が入力されていないときに、前記ブリッジ回路を介して前記モータに制動力を発生させて前記モータを停止させるブレーキ制御を実施し、
   前記ブレーキ制御を実施しているときに前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されたときには、前記モータに流れるブレーキ電流を減少させる中止制御を実施した後、前記モータの駆動制御を開始し、
   前記ブレーキ制御を実施していないときに前記操作部から前記モータの駆動指令が入力されたときには、前記中止制御を実施することなく前記モータの駆動制御を開始する、
   よう構成されている、モータの制御装置。

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