JP2001169592A - ブラシレスdcモータの位置検知方法 - Google Patents
ブラシレスdcモータの位置検知方法Info
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Abstract
調信号のオン又はオフに拘わらず、ブラシレスDCモータ
から出力される相電圧を利用して逆起電力と基準電位と
の交差時点を正確に検知し得るブラシレスDCモータの位
置検知方法を提供する。 【解決手段】 モータ(50)から出力される相電圧が予め
設定された基準電位以下であるとき、該相電圧を以前の
相電圧として、該相電圧を検知した検知時間と共に格納
する過程と、モータ(50)から出力される相電圧が予め設
定された基準電位以上であるとき、該相電圧を現在の相
電圧として格納した後、この現在の相電圧と、上記の格
納された以前の相電圧及びその検知時間とを利用して位
置検知時点を決定する過程と、を順次行ってブラシレス
DCモータ(50)の位置検知を行う。
Description
ータ(Brushless Direct Current Motor)(以下、BLDC
モータと称する)に係るもので、詳しくは、BLDCモータ
から出力される相電圧(Phase Voltage)が0であるとき
もBLDCモータの回転子の位置を検知し得るBLDCモータの
位置検知方法に関するものである。
ては、図4に示したように、BLDCモータ10と、該BLDCモ
ータ10に連結されてモータが動作するとき誘起される相
電圧の入力を受け、予め設定された基準電位と比較して
位置検知パルスを出力する位置検知パルス発生部11と、
該位置検知パルス発生部11の出力をインタラプト信号に
よって位置信号として認識してBLDCモータ10を制御する
マイクロコンピュータ12と、を備えて構成されていた。
モータの位置検知装置の動作に対し、図面を用いて説明
すると以下のようであった。先ず、パルス幅変調(Plus
e Width Modulation、PWM)信号によって制御されるBLD
Cモータ10が動作すると逆起電力が発生し、BLDCモータ1
0に印加されたパルス幅変調信号がオン状態であるとき
はBLDCモータ10の相電圧は逆起電力と同様であるが、パ
ルス幅変調信号がオフ状態であるときは0になる相電圧
が3つの相に生成されて位置検知パルス発生部11に入力
され、該位置検知パルス発生部11は上記3つの相電圧に
より位置検知パルスを出力する(図5(A)参照)。
から出力される相電圧を予め設定された基準電位(Vf)
と比較して、基準電位(Vf)よりも高いときは“高電位
(ハイ)”、基準電圧(Vf)よりも低いときは“低電位
(ロー)”の位置検知パルスをマイクロコンピュータ12
にそれぞれ出力する(図5(B)参照)。次いで、マイク
ロコンピュータ12は上記位置検知パルスが最初に“ハ
イ”となる時点をインタラプト信号により検知した後、
該検知時点をBLDCモータ10の位置検知時点と決定し、駆
動部(図示せず)を制御してBLDCモータ10を動作させ
る。
来のBLDCモータの位置検知方法においては、モータから
出力される相電圧が0であるとき、図5(C)に示したよ
うに、実際の逆起電力が基準電位以上になって通過する
時点を位置検知パルス発生部11が検知することができな
いため、位置検知誤差(Δt)が発生するという不都合
な点があった。
なされたもので、BLDCモータに入力されるパルス幅変調
信号のオン又はオフに拘わらず、BLDCモータから出力さ
れる相電圧を利用して逆起電力と基準電位とが交差する
時点を正確に検知し得るBLDCモータの位置検知方法を提
供することを目的とする。
るため、本発明に係るBLDCモータの位置検知方法におい
ては、モータから出力される相電圧が予め設定された基
準電位以下であるとき、該相電圧を以前の相電圧とし
て、該相電圧を検知した検知時間と一緒に格納する過程
と、モータから出力される相電圧が予め設定された基準
電位以上であるとき、該相電圧を現在の相電圧として格
納した後、上記の格納された以前の相電圧及びその検知
時間を利用して位置検知時点を決定する過程と、を順次
行うようにする。
面を用いて説明する。本発明に係るBLDCモータの位置検
知方法においては、図1に示したように、先ず、モータ
から出力された相電圧(phase voltage)がマイクロコ
ンピュータに入力されると(S1)、該相電圧と基準電位
(Vf)とを比較し(S2)、比較の結果、上記入力された
相電圧が基準電位(Vf)よりも低いと、上記入力された
相電圧を以前の相電圧(V1)とし、該相電圧を検知した
検知時間(T1)と一緒に格納する(S10)。
が基準電位(Vf)よりも高いと、該入力された相電圧を
現在の相電圧(V2)として格納した後(S3)、基準電位
(Vf)と以前の相電圧(V1)との差を計算する(S4)。次
いで、格納された現在の相電圧(V2)と以前の相電圧
(V1)との差を計算した後(S5)、その差(V2−V1)で
基準電位(Vf)と以前の相電圧(V1)との差(Vf−V1)
を除算する(S6)。
ス幅変調の周期(T)を乗算する(S7)。次いで、上記
乗算の結果値に上記の入力された相電圧を検知した検知
時間(T1)を加算して位置検知時点(Tb)を決定する
(S8)。このような本発明に係るBLDCモータの位置検知
方法が適用されるBLDCモータの位置検知装置において
は、図2に示したように、BLDCモータ50と、該BLDCモー
タ50が動作するとき誘起される相電圧の入力を受けて、
予め設定された基準電位(Vf)と比較してBLDCモータ50
の回転子の位置を検知し、該検知結果によりBLDCモータ
50を制御するマイクロコンピュータ51と、を備えて構成
されている。
対し、図面を用いて説明する。先ず、パルス幅変調信号
により制御されるBLDCモータ50が動作すると逆起電力
(Back Electromotive Force)が発生され、BLDCモータ
50に印加された上記パルス幅変調信号がオン状態である
ときはBLDCモータ50の逆起電力と同様であるが、上記パ
ルス幅変調信号がオフ状態であるときは0になる相電圧
が3つの相に生成されて、それぞれマイクロコンピュー
タ51に入力され(図3(A)参照)、マイクロコンピュー
タ51は上記3つの相電圧によりBLDCモータ50の回転子の
位置を検知する。
の式(1)から誘導される式(2)を用いてBLDCモータ50
の回転子の位置を検知して位置検知時点(Tb)を決定す
る(図3(B)参照)。 T:(V2-V1)=(Tb-T1):(Vf-V1) (1) Tb=T1+{(Vf-V1)/(V2-V1)}×T (2) ここで、Tbは位置検知時点、T1は検知時間、Vfは基準電
位、V1は以前の相電圧、V2は現在の相電圧、TはBLDCモ
ータから出力される相電圧のパルス幅変調の周期をそれ
ぞれ示すもので、詳しく説明すると次のようである。
から出力される相電圧の入力を受け、内部のアナログ/
ディジタル変換器(図示せず)により上記相電圧をディ
ジタル信号に変換する。次いで、上記のディジタル変換
された相電圧と基準電位(Vf)とを比較し、比較の結
果、ディジタル変換された相電圧が基準電位(Vf)より
も低いと、そのディジタル変換された相電圧を以前の相
電圧(V1)とし、該以前の相電圧(V1)が検知された検
知時間(T1)と一緒にメモリ(図示せず)に格納する。
DCモータ50から出力されてディジタル変換された相電圧
が基準電位(Vf)よりも高くなるまで以前の相電圧(V
1)及び検知時間(T1)を反復してメモリに格納し、上
記ディジタル変換された相電圧が初めて基準電位(Vf)
よりも高くなると、そのディジタル変換された相電圧を
現在の相電圧(V2)としてメモリ(図示せず)に格納す
る。
電圧(V1)との差、及び、上記の現在の相電圧(V2)と
以前の相電圧(V1)との差、をそれぞれ計算する。次い
で、計算された基準電位(Vf)と以前の相電圧(V1)と
の差値を、計算された現在の相電圧(V2)と以前の相電
圧(V1)との差値により除算した後、前記の相電圧のパ
ルス幅変調の周期(T)を乗算する。
1)を加算して位置検知時点(Tb)を決定し、BLDCモー
タの位置検知動作を終了する。
モータの位置検知方法においては、BLDCモータから出力
される相電圧がマイクロコンピュータに直接入力されて
位置検知時点を決定するため、BLDCモータの回転子の位
置を一層正確に検知し得るという効果がある。
方法においては、BLDCモータから出力される相電圧を利
用してBLDCモータの回転子の位置を検知するときの検知
誤差を低減して、BLDCモータを安定的に動作させるた
め、BLDCモータを装着した機器の消費電力を低減させ、
騒音を防止し得るという効果がある。
たフローチャートである。
されるBLDCモータの位置検知装置を示したブロック図で
ある。
示した図であり、図3(A)は入力信号波形を基準電位と
の関係で示す図であり、図3(B)はその拡大説明図であ
る。
ック図である。
(A)、図5(B)はそれぞれBLDCモータ、位置検知パル
ス発生部の出力の波形を示し、また図5(C)は位置検知
誤差を説明するための図である。
ーチャートである。
Claims (2)
- 【請求項1】 モータから出力される相電圧が予め設定
された基準電位以下であるとき、前記相電圧を以前の相
電圧として、該相電圧を検知した検知時間と一緒に格納
する過程と、 前記モータから出力される相電圧が予め設定された基準
電位以上であるとき、前記相電圧を現在の相電圧として
格納した後、前記の格納された以前の相電圧及び前記検
知時間を利用して位置検知時点を決定する過程と、を順
次行うことを特徴とするブラシレスDCモータの位置検
知方法。 - 【請求項2】 前記位置検知時点は、次の式 Tb=T1+[(Vf-V1)/(V2-V1)]×T (ここで、Tbは前記位置検知時点、T1は前記検知時間、
Vfは前記基準電位、V1は前記以前の相電圧、V2は前記現
在の相電圧、TはブラシレスDCモータから出力される
相電圧のパルス幅変調の周期をそれぞれ示す)により決
定されることを特徴とする請求項1記載のブラシレスD
Cモータの位置検知方法。
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- 2000-10-02 JP JP2000302417A patent/JP3350665B2/ja not_active Expired - Fee Related
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