JP2003047280A - モータ駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成方法 - Google Patents
モータ駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成方法Info
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
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- H02P6/28—Arrangements for controlling current
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータの各相巻線に方形波電流を流すと、電
流に急激な変化に起因してトルクの変動が大きいので、
モータの各相巻線に相切り替え時においても連続して変
化する電流を流すが、各相同士が短絡して、本来電流を
流さなくてはならないのに、電流が流れないという課題
があった。 【解決手段】 転流制御信号に基づいて前記電流増加用
信号または電流減少用信号を選択出力する選択回路と、
この選択回路で選択された電流増加用信号または電流減
少用信号を前記スイッチング素子対の電源側スイッチン
グ素子に供給する通電制御信号と合成する信号合成回路
を備えたものである。
流に急激な変化に起因してトルクの変動が大きいので、
モータの各相巻線に相切り替え時においても連続して変
化する電流を流すが、各相同士が短絡して、本来電流を
流さなくてはならないのに、電流が流れないという課題
があった。 【解決手段】 転流制御信号に基づいて前記電流増加用
信号または電流減少用信号を選択出力する選択回路と、
この選択回路で選択された電流増加用信号または電流減
少用信号を前記スイッチング素子対の電源側スイッチン
グ素子に供給する通電制御信号と合成する信号合成回路
を備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング素
子のＯＮ／ＯＦＦ動作により、各相巻線に順次に電流を
通電するモータに関するもので、特に各相巻線に対する
通電切り替えに起因する駆動騒音の低減を図ったモータ
駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成
方法に関するものである。
子のＯＮ／ＯＦＦ動作により、各相巻線に順次に電流を
通電するモータに関するもので、特に各相巻線に対する
通電切り替えに起因する駆動騒音の低減を図ったモータ
駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２２は３相ブラシレスモータ１０１の
駆動回路の１例を示すもので、スイッチング素子として
のトランジスタＱ１，Ｑ２・Ｑ３，Ｑ４・Ｑ５，Ｑ６を
それぞれ電源と接地間に直列に接続し、トランジスタＱ
１，Ｑ３，Ｑ５の一端を電源供給端子に接続し、トラン
ジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６の一端を電流センス抵抗１０２
を介して接地し、トランジスタＱ１，Ｑ２・Ｑ３，Ｑ４
・Ｑ５，Ｑ６の各接続点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に星型結線さ
れたモータ１０１の各相巻線１０１Ｕ，１０１Ｖ，１０
１Ｗの一端を接続している。
駆動回路の１例を示すもので、スイッチング素子として
のトランジスタＱ１，Ｑ２・Ｑ３，Ｑ４・Ｑ５，Ｑ６を
それぞれ電源と接地間に直列に接続し、トランジスタＱ
１，Ｑ３，Ｑ５の一端を電源供給端子に接続し、トラン
ジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６の一端を電流センス抵抗１０２
を介して接地し、トランジスタＱ１，Ｑ２・Ｑ３，Ｑ４
・Ｑ５，Ｑ６の各接続点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に星型結線さ
れたモータ１０１の各相巻線１０１Ｕ，１０１Ｖ，１０
１Ｗの一端を接続している。
【０００３】図２３は上記各トランジスタに供給印加す
る駆動信号発生回路を示すもので、１０４は不図示のパ
ルス信号発生回路から出力された１２０゜通電制御信号
ＬＥＵ，ＬＥＶ，ＬＥＷ（以下、ＬＥと称する）と１８
０゜通電方向決定信号ＩＮＵ，ＩＮＶ，ＩＮＷ（以下、
ＩＮと称する）を入力する入力端子、１０５はＰＷＭ波
形信号を発生するＰＷＭ波形信号発生器、１０６は上記
ＩＮ信号と上記ＰＷＭ波形信号とを合成するＰＷＭ合成
器、１０７は上記ＬＥ信号とＰＷＭ合成器１０６から出
力されたＩＮ信号を出力する出力端子であり、図２４に
示すＬＥ信号およびＰＷＭ波形パターンのＩＮ信号が出
力される。この６種類の信号（通電制御信号ＬＥＵ，Ｌ
ＥＶ，ＬＥＷおよび通電方向決定信号ＩＮＵ，ＩＮＶ，
ＩＮＷ）は、図３１に示す意味を有する。
る駆動信号発生回路を示すもので、１０４は不図示のパ
ルス信号発生回路から出力された１２０゜通電制御信号
ＬＥＵ，ＬＥＶ，ＬＥＷ（以下、ＬＥと称する）と１８
０゜通電方向決定信号ＩＮＵ，ＩＮＶ，ＩＮＷ（以下、
ＩＮと称する）を入力する入力端子、１０５はＰＷＭ波
形信号を発生するＰＷＭ波形信号発生器、１０６は上記
ＩＮ信号と上記ＰＷＭ波形信号とを合成するＰＷＭ合成
器、１０７は上記ＬＥ信号とＰＷＭ合成器１０６から出
力されたＩＮ信号を出力する出力端子であり、図２４に
示すＬＥ信号およびＰＷＭ波形パターンのＩＮ信号が出
力される。この６種類の信号（通電制御信号ＬＥＵ，Ｌ
ＥＶ，ＬＥＷおよび通電方向決定信号ＩＮＵ，ＩＮＶ，
ＩＮＷ）は、図３１に示す意味を有する。
【０００４】図２５は上記ＰＷＭ波形パターンのＩＮ信
号をモータ駆動回路１０１の接地側トランジスタＱ２、
Ｑ４、Ｑ６（ローサイド）に印加するとともに、ＰＷＭ
波形パターンのＬＥ信号を電源側トランジスタＱ１、Ｑ
３、Ｑ５（ハイサイド）に印加して、モータ１０１の各
相巻線１０１Ｕ，１０１Ｖ，１０１Ｗに（ａ）〜（ｆ）
に示すように６０゜ごとに順次電流を流して駆動する。
なお、図２４、図２６において、ｃｏｍ１からｃｏｍ６
は１２０゜通電時のタイミングで巻線１０１Ｕ，１０１
Ｖ，１０１Ｗに流す電流の状態を表し、そのタイミング
を図２５に示す。この場合、各相巻線１０１Ｕ，１０１
Ｖ，１０１Ｗには方形波電流が流れるため、急激なトル
ク変動が発生し、モータを振動させて騒音を発生するこ
とになる。この騒音は筐体の固有振動の整数倍で振動を
起こし、可聴帯に発生する。
号をモータ駆動回路１０１の接地側トランジスタＱ２、
Ｑ４、Ｑ６（ローサイド）に印加するとともに、ＰＷＭ
波形パターンのＬＥ信号を電源側トランジスタＱ１、Ｑ
３、Ｑ５（ハイサイド）に印加して、モータ１０１の各
相巻線１０１Ｕ，１０１Ｖ，１０１Ｗに（ａ）〜（ｆ）
に示すように６０゜ごとに順次電流を流して駆動する。
なお、図２４、図２６において、ｃｏｍ１からｃｏｍ６
は１２０゜通電時のタイミングで巻線１０１Ｕ，１０１
Ｖ，１０１Ｗに流す電流の状態を表し、そのタイミング
を図２５に示す。この場合、各相巻線１０１Ｕ，１０１
Ｖ，１０１Ｗには方形波電流が流れるため、急激なトル
ク変動が発生し、モータを振動させて騒音を発生するこ
とになる。この騒音は筐体の固有振動の整数倍で振動を
起こし、可聴帯に発生する。
【０００５】このようにＰＷＭ駆動は、モータ１０１に
印加する電圧をほぼ電源電圧と０Ｖの２通りで切り換
え、そのデューティによりモータに流れる電流量を平均
的にコントロールするもので、したがって、このＰＷＭ
駆動の電流波形は方形電流波形となり、上記の騒音発生
の原因となっている。
印加する電圧をほぼ電源電圧と０Ｖの２通りで切り換
え、そのデューティによりモータに流れる電流量を平均
的にコントロールするもので、したがって、このＰＷＭ
駆動の電流波形は方形電流波形となり、上記の騒音発生
の原因となっている。
【０００６】そこで、図２７に示すように、騒音低減波
形信号発生器１０８からデューティ波形パターンの電流
増加用信号および電流減少用信号を出力し、この電流増
加用信号および電流減少用信号を、転流制御信号として
のＣＯＭＯＵＴ信号に基づいてＩＮＣ／ＤＥＣセレクタ
１０９で選択し、図２８に示すＰＷＭ波形パターンのＬ
Ｅ信号に信号合成器１１０で合成し、図２９に示す信号
をモータ駆動回路１０１のトランジスタＱ１、Ｑ３、Ｑ
５に印加し、各相巻線には図３０に示すような電流を流
すことにより、転流制御時における電流変化は連続的な
変化となり、急激なトルク変化は生じない。このため、
モータに振動として現れる騒音は低減される。
形信号発生器１０８からデューティ波形パターンの電流
増加用信号および電流減少用信号を出力し、この電流増
加用信号および電流減少用信号を、転流制御信号として
のＣＯＭＯＵＴ信号に基づいてＩＮＣ／ＤＥＣセレクタ
１０９で選択し、図２８に示すＰＷＭ波形パターンのＬ
Ｅ信号に信号合成器１１０で合成し、図２９に示す信号
をモータ駆動回路１０１のトランジスタＱ１、Ｑ３、Ｑ
５に印加し、各相巻線には図３０に示すような電流を流
すことにより、転流制御時における電流変化は連続的な
変化となり、急激なトルク変化は生じない。このため、
モータに振動として現れる騒音は低減される。
【０００７】ところが、図２９に示すＩＮ信号をトラン
ジスタＱ２、Ｑ４、Ｑａ６、ＬＥ信号をトランジスタＱ
１、Ｑ３、Ｑ５に単純に加えて、モータ巻線１０１Ｕ，
１０１Ｖ，１０１Ｗに通電すると、同図に示すＡ〜Ｆの
箇所はＰＷＭのタイミングによって各相同士が短絡状態
になることがある。
ジスタＱ２、Ｑ４、Ｑａ６、ＬＥ信号をトランジスタＱ
１、Ｑ３、Ｑ５に単純に加えて、モータ巻線１０１Ｕ，
１０１Ｖ，１０１Ｗに通電すると、同図に示すＡ〜Ｆの
箇所はＰＷＭのタイミングによって各相同士が短絡状態
になることがある。
【０００８】図３１は各相同土が短絡している状態を説
明する図であり、ショートブレーキは図３１のトランジ
スＱ１，Ｑ３，Ｑ５が同時にＯＮ状態になるときであ
る。タイミングはＵ相が電源側トランジスタＱ１、Ｑ
３、Ｑ５をＯＮして、Ｗ相が電流をコントロールするた
め回生（トランジスタＱ６がＯＦＦ，トランジスタＱ５
がＯＮ）しているとき、１２０゜通電タイミングより早
くＶ相に電流を流すので、トランジスタＱ３がＯＮす
る。このとき電源側トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５が同
時にＯＮをする。本来Ｖ相に電流を流さなくてはならな
いのに、接地側のトランジスタＱ２、Ｑ４、０６がすべ
てＯＦＦしているため、電流が流れない。
明する図であり、ショートブレーキは図３１のトランジ
スＱ１，Ｑ３，Ｑ５が同時にＯＮ状態になるときであ
る。タイミングはＵ相が電源側トランジスタＱ１、Ｑ
３、Ｑ５をＯＮして、Ｗ相が電流をコントロールするた
め回生（トランジスタＱ６がＯＦＦ，トランジスタＱ５
がＯＮ）しているとき、１２０゜通電タイミングより早
くＶ相に電流を流すので、トランジスタＱ３がＯＮす
る。このとき電源側トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５が同
時にＯＮをする。本来Ｖ相に電流を流さなくてはならな
いのに、接地側のトランジスタＱ２、Ｑ４、０６がすべ
てＯＦＦしているため、電流が流れない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のモ
ータ駆動装置は、モータの各相巻線に方形波電流を流す
ため、電流の急激な変化に起因してトルクの変動が大き
い。そこで、モータ１０１の各相巻線に相切り替え時に
おいても連続して変化する電流を流すようにしたモータ
駆動騒音低減装置は、電流の急激変化に起因した振動発
生を低減することはできるが、各相同士が短絡して、本
来電流を流さなくてはならないのに、電流を流すことが
できない。つまり駆動できないという課題があった。
ータ駆動装置は、モータの各相巻線に方形波電流を流す
ため、電流の急激な変化に起因してトルクの変動が大き
い。そこで、モータ１０１の各相巻線に相切り替え時に
おいても連続して変化する電流を流すようにしたモータ
駆動騒音低減装置は、電流の急激変化に起因した振動発
生を低減することはできるが、各相同士が短絡して、本
来電流を流さなくてはならないのに、電流を流すことが
できない。つまり駆動できないという課題があった。
【００１０】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、振動発生を低減するとともに各相
同土が短絡することのないモータ駆動騒音低減装置およ
び大容量コンデンサ等を必要としないデジタル回路によ
って実行することのでき、コスト面、製品歩留まりにお
いて優れたモータ駆動騒音低減信号の作成方法を提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、振動発生を低減するとともに各相
同土が短絡することのないモータ駆動騒音低減装置およ
び大容量コンデンサ等を必要としないデジタル回路によ
って実行することのでき、コスト面、製品歩留まりにお
いて優れたモータ駆動騒音低減信号の作成方法を提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るモータ駆
動騒音低減装置は、電源と接地間に２以上のスイッチン
グ素子を直列に接続した複数のスイッチング素子回路
と、その各スイッチング素子回路のスイッチング素子直
列接続点に各相巻線の一端を接続したモータと、電流増
加用信号と電流減少用信号を発生する騒音低減回路と、
規定の電気角ごとに極性を変える転流制御信号に基づい
て電流増加用信号または電流減少用信号を選択出力する
選択回路と、この選択回路で選択された電流増加用信号
または電流減少用信号をスイッチング素子対の電源側ス
イッチング素子に供給する通電制御信号と合成する信号
合成回路と、電流制御値に基づいてＰＷＭ波形信号を出
力するＰＷＭ波形信号発生器と、このＰＷＭ波形信号を
スイッチング素子対の接地側スイッチング素子に供給す
る通電方向決定信号と合成するＰＷＭ合成器とを備えた
ものである。
動騒音低減装置は、電源と接地間に２以上のスイッチン
グ素子を直列に接続した複数のスイッチング素子回路
と、その各スイッチング素子回路のスイッチング素子直
列接続点に各相巻線の一端を接続したモータと、電流増
加用信号と電流減少用信号を発生する騒音低減回路と、
規定の電気角ごとに極性を変える転流制御信号に基づい
て電流増加用信号または電流減少用信号を選択出力する
選択回路と、この選択回路で選択された電流増加用信号
または電流減少用信号をスイッチング素子対の電源側ス
イッチング素子に供給する通電制御信号と合成する信号
合成回路と、電流制御値に基づいてＰＷＭ波形信号を出
力するＰＷＭ波形信号発生器と、このＰＷＭ波形信号を
スイッチング素子対の接地側スイッチング素子に供給す
る通電方向決定信号と合成するＰＷＭ合成器とを備えた
ものである。
【００１２】この発明に係るモータ駆動騒音低減装置に
おける騒音低減回路は、電流制御値を格納している電流
制御値出力回路と、電気角３０゜の電流変化幅を格納し
ているバイアス時間カウンタと、電流制御値と電流変化
幅から電流増幅率を求める演算回路と、電気角３０゜毎
に極性を反転させる転流制御信号とクロック信号および
電流増幅率に基づいてデューティ管理値を発生する騒音
低減デューティ増減タイミング信号発生器と、転流制御
信号とクロック信号とデューティの増減信号および電流
制御値に基づいて、電気角３０゜の間で電流変化幅だけ
連続的に電流を増加させる電流増加用信号と電気角３０
゜の間で電流変化幅だけ連続的に電流を減少させる電流
減少用信号を発生する騒音低減波形信号発生器とを備え
たものである。
おける騒音低減回路は、電流制御値を格納している電流
制御値出力回路と、電気角３０゜の電流変化幅を格納し
ているバイアス時間カウンタと、電流制御値と電流変化
幅から電流増幅率を求める演算回路と、電気角３０゜毎
に極性を反転させる転流制御信号とクロック信号および
電流増幅率に基づいてデューティ管理値を発生する騒音
低減デューティ増減タイミング信号発生器と、転流制御
信号とクロック信号とデューティの増減信号および電流
制御値に基づいて、電気角３０゜の間で電流変化幅だけ
連続的に電流を増加させる電流増加用信号と電気角３０
゜の間で電流変化幅だけ連続的に電流を減少させる電流
減少用信号を発生する騒音低減波形信号発生器とを備え
たものである。
【００１３】この発明に係るモータ駆動騒音低減装置
は、モータの各相巻線の端子電圧と該各相巻線同士を接
続した中点電圧とを比較して該モータの回転位置を検出
する位置検出手段と、その位置検出手段からの検出信号
に基づいて通電中のモータ巻線の通電幅を広める信号を
出力するセンサレス駆動演算手段とを備えたものであ
る。
は、モータの各相巻線の端子電圧と該各相巻線同士を接
続した中点電圧とを比較して該モータの回転位置を検出
する位置検出手段と、その位置検出手段からの検出信号
に基づいて通電中のモータ巻線の通電幅を広める信号を
出力するセンサレス駆動演算手段とを備えたものであ
る。
【００１４】この発明に係るモータ駆動騒音低減信号の
作成方法は、モータの回転速度に応じて決定される電流
変化幅を電流制御値で除算して電流増加率を求め、基準
クロックのカウント数が電流増加率に達するごとにデュ
ーティ管理値に１を加算し、基準クロックのカウント数
がデューティ管理値に達するまでの間は基準クロックの
カウント数が電流増加率の最大値に達したかを判断し、
最大値に達した場合には、カウント値および電流減少率
を０として電流減少用信号を作成し、基準クロックのカ
ウント数がデューティ管理値に（電流制御値の上限値−
電流制御値）を加算した値に達するまでの間は基準クロ
ックのカウント数が電流増加率の最大値に達したかを判
断し、最大値に達した場合には、カウント値および電流
増加率を０として電流増加用信号を作成し、電源と接地
間に直列に接続されたスイッチング素子の電源側スイッ
チング素子に供給する通電制御信号に電流増加用信号と
電流減少用信号を加算するものである。
作成方法は、モータの回転速度に応じて決定される電流
変化幅を電流制御値で除算して電流増加率を求め、基準
クロックのカウント数が電流増加率に達するごとにデュ
ーティ管理値に１を加算し、基準クロックのカウント数
がデューティ管理値に達するまでの間は基準クロックの
カウント数が電流増加率の最大値に達したかを判断し、
最大値に達した場合には、カウント値および電流減少率
を０として電流減少用信号を作成し、基準クロックのカ
ウント数がデューティ管理値に（電流制御値の上限値−
電流制御値）を加算した値に達するまでの間は基準クロ
ックのカウント数が電流増加率の最大値に達したかを判
断し、最大値に達した場合には、カウント値および電流
増加率を０として電流増加用信号を作成し、電源と接地
間に直列に接続されたスイッチング素子の電源側スイッ
チング素子に供給する通電制御信号に電流増加用信号と
電流減少用信号を加算するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１のモータ
駆動騒音低減装置を示す全体の構成図であり、１はホー
ルセンサを用いることなくロータ位置検出を行うホール
センサレスモータ（以下、モータと称する）、２はモー
タ１の中点配線に対して各相の電位が高いか低いかでロ
ータ位置検出を行う位置検出コンパレータ、３は位置検
出マスク回路、４はセンサレス駆動演算回路、５は騒音
低減回路、６はセンサレス駆動演算回路４の出力と騒音
低減回路５の出力を合成する信号合成回路、７は信号合
成回路６の出力を入力とし、トランジスタＱ１，Ｑ２・
Ｑ３，Ｑ４・Ｑ５，Ｑ６に駆動信号を出力する出力トラ
ンジスタ制御回路である。なお、上記位置検出マスク回
路３およびセンサレス駆動演算回路４は、位置検出コン
パレータ２から出力された位置検出信号を受けて、モー
タ1を駆動するための基本波形信号としての通電制御信
号ＬＥＵ，ＬＥＶ，ＬＥＷ（以下、ＬＥと称する）と通
電方向決定信号ＩＮＵ，ＩＮＶ，ＩＮＷ（以下、ＩＮと
称する）発生させる。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１のモータ
駆動騒音低減装置を示す全体の構成図であり、１はホー
ルセンサを用いることなくロータ位置検出を行うホール
センサレスモータ（以下、モータと称する）、２はモー
タ１の中点配線に対して各相の電位が高いか低いかでロ
ータ位置検出を行う位置検出コンパレータ、３は位置検
出マスク回路、４はセンサレス駆動演算回路、５は騒音
低減回路、６はセンサレス駆動演算回路４の出力と騒音
低減回路５の出力を合成する信号合成回路、７は信号合
成回路６の出力を入力とし、トランジスタＱ１，Ｑ２・
Ｑ３，Ｑ４・Ｑ５，Ｑ６に駆動信号を出力する出力トラ
ンジスタ制御回路である。なお、上記位置検出マスク回
路３およびセンサレス駆動演算回路４は、位置検出コン
パレータ２から出力された位置検出信号を受けて、モー
タ1を駆動するための基本波形信号としての通電制御信
号ＬＥＵ，ＬＥＶ，ＬＥＷ（以下、ＬＥと称する）と通
電方向決定信号ＩＮＵ，ＩＮＶ，ＩＮＷ（以下、ＩＮと
称する）発生させる。
【００１６】図２は上記騒音低減回路５と信号合成回路
６の部分の詳細を示すもので、１１は電流制御値ＭＣを
格納している電流制御値出力回路、１２は電流制御値出
力回路１１から出力された電流制御値ＭＣに基づいてメ
イン電流を決めるＰＷＭ波形信号を出力するＰＷＭ波形
信号発生器、１３は電気角３０゜の時間を基本周期でカ
ウントした値を格納しているバイアス時間カウンタ、１
４は電流制御値出力回路１１から出力された電流制御値
ＭＣとバイアス時間カウンタ１３の出力値、つまり電流
変化幅ａの割り算を演算する割り算器、１５は割り算器
１４の出力である電流増幅率ｃと転流制御信号としての
ＣＯＭＯＵＴ信号およびクロック信号を入力し、騒音低
減波形デューティの増減を行うタイミング信号を発生さ
れる騒音低減波形デューティ増減タイミング信号発生器
（以下、タイミング信号発生器と称する）、１６は電流
制御値出力回路１１の出力である電流制御値ＭＣとタイ
ミング信号とＣＯＭＯＵＴ信号およびクロック信号を入
力し、一定周期でパルス幅のかわる電流増加用信号ＩＮ
Ｃ（以下、ＩＮＣ信号と称する）と電流減少用信号ＤＥ
Ｃ（以下、ＤＥＣ信号と称する）を生成出力する騒音低
減波形信号発生器である。この場合、電流減少用信号Ｄ
ＥＣには電流制御量の情報を与える必要があるが、電流
増加用信号ＩＮＣは０％より増加させるため、電流制御
量の情報を与える必要がない。
６の部分の詳細を示すもので、１１は電流制御値ＭＣを
格納している電流制御値出力回路、１２は電流制御値出
力回路１１から出力された電流制御値ＭＣに基づいてメ
イン電流を決めるＰＷＭ波形信号を出力するＰＷＭ波形
信号発生器、１３は電気角３０゜の時間を基本周期でカ
ウントした値を格納しているバイアス時間カウンタ、１
４は電流制御値出力回路１１から出力された電流制御値
ＭＣとバイアス時間カウンタ１３の出力値、つまり電流
変化幅ａの割り算を演算する割り算器、１５は割り算器
１４の出力である電流増幅率ｃと転流制御信号としての
ＣＯＭＯＵＴ信号およびクロック信号を入力し、騒音低
減波形デューティの増減を行うタイミング信号を発生さ
れる騒音低減波形デューティ増減タイミング信号発生器
（以下、タイミング信号発生器と称する）、１６は電流
制御値出力回路１１の出力である電流制御値ＭＣとタイ
ミング信号とＣＯＭＯＵＴ信号およびクロック信号を入
力し、一定周期でパルス幅のかわる電流増加用信号ＩＮ
Ｃ（以下、ＩＮＣ信号と称する）と電流減少用信号ＤＥ
Ｃ（以下、ＤＥＣ信号と称する）を生成出力する騒音低
減波形信号発生器である。この場合、電流減少用信号Ｄ
ＥＣには電流制御量の情報を与える必要があるが、電流
増加用信号ＩＮＣは０％より増加させるため、電流制御
量の情報を与える必要がない。
【００１７】１７はＣＯＭＯＵＴ信号に基づいてＩＮＣ
信号と、ＤＥＣ信号を選択出力するセレクタ、１８は前
記センサレス駆動演算回路４で作成された図３に示す騒
音低減制御波形合成前の波形信号を入力する入力端子、
１９はＬＥ信号とセレクタ１７で選択されてＩＮＣ信号
またはＤＥＣ信号を合成する信号合成回路，２０はＩＮ
信号とＰＷＭ波形信号発生器１２からのＰＷＭ波形を合
成するＰＷＭ合成器、２１は図４に示す騒音低減制御波
形合成後の波形信号を出力する出力端子である。
信号と、ＤＥＣ信号を選択出力するセレクタ、１８は前
記センサレス駆動演算回路４で作成された図３に示す騒
音低減制御波形合成前の波形信号を入力する入力端子、
１９はＬＥ信号とセレクタ１７で選択されてＩＮＣ信号
またはＤＥＣ信号を合成する信号合成回路，２０はＩＮ
信号とＰＷＭ波形信号発生器１２からのＰＷＭ波形を合
成するＰＷＭ合成器、２１は図４に示す騒音低減制御波
形合成後の波形信号を出力する出力端子である。
【００１８】図５は騒音低減波形信号発生器１６とその
周辺の信号波形の関係図であり、２２はＣＯＭＯＵＴ信
号、２３はクロック信号、２４は電気角３０゜内に１２
個のデューティ管理値ｆとして出力されるタイミング信
号、２５は電流制御値、２６はＩＮＣ信号、２７はＤＥ
Ｃ信号である。
周辺の信号波形の関係図であり、２２はＣＯＭＯＵＴ信
号、２３はクロック信号、２４は電気角３０゜内に１２
個のデューティ管理値ｆとして出力されるタイミング信
号、２５は電流制御値、２６はＩＮＣ信号、２７はＤＥ
Ｃ信号である。
【００１９】図６は騒音低減波形信号発生器１６を示す
構成図であり、２８はカウント値Ｂを格納し、電気角３
０゜の間に等間隔に入力されるパルスを教えるカウン
タ、２９は０〜電流制御値の上限値ｒまでのカウントを
操り返すカウンタであり、途中のカウント値、つまり電
流制御値ＭＣをＡとして格納し、電流制御値の上限値ｒ
までカウントするたびに“Ｌ”出力を行うカウンタであ
り、実際回路ではカウンタ２８，２９は１つのカウンタ
で実現する。３０はカウント値を比較する比較器であ
り、カウンタ２９のカウント値Ａ＝ｒ−ＭＣ＋Ｂでパル
スを出力するパルス出力部３１と、カウントＡ＝カウン
ト値Ｂでパルスを出力するパルス出力部３２に別れる。
３３はパルス出力部３１から出力されたパルスの立ち上
がりエッジを受け、Ｑの論理を“Ｌ”〜“Ｈ”に変更さ
せ、カウンタ２９のリセット信号によりＱの値を“Ｈ”
〜“Ｌ”に戻すコンバータ、３４も論理は異なるが動作
の考え方は同じであるコンバータであり、このコンバー
タ３３，３４からＤＥＣ信号３５とＩＮＣ信号３６が出
力される。
構成図であり、２８はカウント値Ｂを格納し、電気角３
０゜の間に等間隔に入力されるパルスを教えるカウン
タ、２９は０〜電流制御値の上限値ｒまでのカウントを
操り返すカウンタであり、途中のカウント値、つまり電
流制御値ＭＣをＡとして格納し、電流制御値の上限値ｒ
までカウントするたびに“Ｌ”出力を行うカウンタであ
り、実際回路ではカウンタ２８，２９は１つのカウンタ
で実現する。３０はカウント値を比較する比較器であ
り、カウンタ２９のカウント値Ａ＝ｒ−ＭＣ＋Ｂでパル
スを出力するパルス出力部３１と、カウントＡ＝カウン
ト値Ｂでパルスを出力するパルス出力部３２に別れる。
３３はパルス出力部３１から出力されたパルスの立ち上
がりエッジを受け、Ｑの論理を“Ｌ”〜“Ｈ”に変更さ
せ、カウンタ２９のリセット信号によりＱの値を“Ｈ”
〜“Ｌ”に戻すコンバータ、３４も論理は異なるが動作
の考え方は同じであるコンバータであり、このコンバー
タ３３，３４からＤＥＣ信号３５とＩＮＣ信号３６が出
力される。
【００２０】次に動作について説明する。図７はこの発
明のモータ駆動騒音の低減波形作成方法を説明する基本
動作を示すフローチャートであり、スタートすると、カ
ウント値ｋを０とし（ステップＳＴ１）、クロック信号
を受信するたびにｋに1を加算し（ステップＳＴ２），
電気角３０゜ごとに極性を変えるＣＯＭＯＵＴ信号波形
にエッジがあったかを判断し（ステップＳＴ３）、ＮＯ
であれば、上記のカウント動作を繰り返し、ＹＥＳのと
きはカウント値ｋを電流変化幅値ａ（モータの回転数に
よって変化する値）とし（ステップＳＴ４）、カウント
値ｅ、デューティ管理値ｆ、カウント値ｋを初期化（ス
テップＳＴ５）する。そして、カウンタ１３から出力さ
れた電流変化幅値ａと電流制御値出力回路１１から出力
された電流制御値ＭＣ（上限値ｒの中から予め定める）
の割り算を割り算器１４で行い、その割り算結果値、つ
まり電流増幅率値ｃをタイミング信号発生器１５に出力
する。たとえば、電流変化幅値ａ＝１６００パルス、電
流制御値ＭＣが８０％＝１２ｆとすると、電流増幅率値
ｃ＝１３３パルスとなる。
明のモータ駆動騒音の低減波形作成方法を説明する基本
動作を示すフローチャートであり、スタートすると、カ
ウント値ｋを０とし（ステップＳＴ１）、クロック信号
を受信するたびにｋに1を加算し（ステップＳＴ２），
電気角３０゜ごとに極性を変えるＣＯＭＯＵＴ信号波形
にエッジがあったかを判断し（ステップＳＴ３）、ＮＯ
であれば、上記のカウント動作を繰り返し、ＹＥＳのと
きはカウント値ｋを電流変化幅値ａ（モータの回転数に
よって変化する値）とし（ステップＳＴ４）、カウント
値ｅ、デューティ管理値ｆ、カウント値ｋを初期化（ス
テップＳＴ５）する。そして、カウンタ１３から出力さ
れた電流変化幅値ａと電流制御値出力回路１１から出力
された電流制御値ＭＣ（上限値ｒの中から予め定める）
の割り算を割り算器１４で行い、その割り算結果値、つ
まり電流増幅率値ｃをタイミング信号発生器１５に出力
する。たとえば、電流変化幅値ａ＝１６００パルス、電
流制御値ＭＣが８０％＝１２ｆとすると、電流増幅率値
ｃ＝１３３パルスとなる。
【００２１】タイミング信号発生器１５は、図８に示す
ように、クロック信号を受信するたびにカウント値ｅに
１を加算し（ステップＳＴ１１）、カウント値ｅが上記
電流増幅率値ｃになったかを判断し（ステップＳＴ１
２）、ＮＯであれば、上記のカウント動作を繰り返し、
ＹＥＳのときはデューティ管理値ｆに１を加算し（ステ
ップＳＴ１３）、カウント値ｅを０に初期化する（ステ
ップＳＴ１４）。
ように、クロック信号を受信するたびにカウント値ｅに
１を加算し（ステップＳＴ１１）、カウント値ｅが上記
電流増幅率値ｃになったかを判断し（ステップＳＴ１
２）、ＮＯであれば、上記のカウント動作を繰り返し、
ＹＥＳのときはデューティ管理値ｆに１を加算し（ステ
ップＳＴ１３）、カウント値ｅを０に初期化する（ステ
ップＳＴ１４）。
【００２２】騒音低減波形信号発生器１６は図９に示す
ように、クロック信号を受信するたびにカウント値ｓに
１を加算し（ステップＳＴ２１）、カウント値ｓ＝デュ
ーティ管理値ｆになったかを判断し（ステップＳＴ２
２）、ＹＥＳならば、ＩＮＣ信号２６を１としてステッ
プＳＴ２１に戻る（ステップＳＴ２５）。一方、ＮＯで
あれば、カウント値ｓ≧電流制御値の上限値ｒであるか
を判断し（ステップＳＴ２３）、ＮＯであれば、ステッ
プＳＴ２１に戻り、ＹＥＳであれば、カウント値ｓおよ
びＩＮＣ信号２６を０に初期化する（ステップＳＴ２
４）。つまり、電流０から予め定められた電流制御値Ｍ
Ｃになるまでのアルゴニズムを実行する。
ように、クロック信号を受信するたびにカウント値ｓに
１を加算し（ステップＳＴ２１）、カウント値ｓ＝デュ
ーティ管理値ｆになったかを判断し（ステップＳＴ２
２）、ＹＥＳならば、ＩＮＣ信号２６を１としてステッ
プＳＴ２１に戻る（ステップＳＴ２５）。一方、ＮＯで
あれば、カウント値ｓ≧電流制御値の上限値ｒであるか
を判断し（ステップＳＴ２３）、ＮＯであれば、ステッ
プＳＴ２１に戻り、ＹＥＳであれば、カウント値ｓおよ
びＩＮＣ信号２６を０に初期化する（ステップＳＴ２
４）。つまり、電流０から予め定められた電流制御値Ｍ
Ｃになるまでのアルゴニズムを実行する。
【００２３】また、騒音低減波形信号発生器１６は図１
０に示すように、クロック信号を受信するたびにカウン
ト値ｔに１を加算し（ステップＳＴ３１）、カウント値
ｔ＝デューティ管理値ｆ＋（電流制御値の上限値ｒ−電
流制御値ＭＣ）になったかを判断し（ステップＳＴ３
２）、ＹＥＳならば、ＤＥＣ信号２７を０としてステッ
プＳＴ３１に戻る（ステップＳＴ３５）。一方、ＮＯで
あれば、カウント値ｔ≧電流制御値の上限値ｒであるか
を判断し（ステップＳＴ３３）、ＮＯであれば、ステッ
プＳＴ３１に戻り、ＹＥＳであれば、カウント値ｓを０
に初期化するとともにＤＥＣ信号２７を１とし（ステッ
プＳＴ３４）、ステップＳＴ３１に戻る。つまり、予め
定められた電流制御値ＭＣから電流０になるまでのアル
ゴニズムを実行する。
０に示すように、クロック信号を受信するたびにカウン
ト値ｔに１を加算し（ステップＳＴ３１）、カウント値
ｔ＝デューティ管理値ｆ＋（電流制御値の上限値ｒ−電
流制御値ＭＣ）になったかを判断し（ステップＳＴ３
２）、ＹＥＳならば、ＤＥＣ信号２７を０としてステッ
プＳＴ３１に戻る（ステップＳＴ３５）。一方、ＮＯで
あれば、カウント値ｔ≧電流制御値の上限値ｒであるか
を判断し（ステップＳＴ３３）、ＮＯであれば、ステッ
プＳＴ３１に戻り、ＹＥＳであれば、カウント値ｓを０
に初期化するとともにＤＥＣ信号２７を１とし（ステッ
プＳＴ３４）、ステップＳＴ３１に戻る。つまり、予め
定められた電流制御値ＭＣから電流０になるまでのアル
ゴニズムを実行する。
【００２４】図１１、図１２、図１３、図１４は上記の
ＬＥ信号とＩＮ信号のＰＷＭの関係についての説明図で
あり、図１１、図１２はＩＮ信号のＰＷＭ周期は、電気
角３０゜の間は一定であるが、図１１はＬＥ信号のＰＷ
Ｍデューティを８０％から０％に変化させて電流を連続
的に８０％から０％に減少させた場合、図１２はＬＥ信
号のＰＷＭデューティを０％から８０％に変化させて電
流を連続的に０％から８０％に増加させた場合である。
これにより、ＬＥ信号はＰＷＭ周期が電気角３０゜の間
で線形的に増減する。上記例のように、電流変化幅値ａ
＝１６００パルス、電流制御値ＭＣが８０％＝１２ｆと
し、電流増幅率値ｃ＝１３３パルスを得た場合、この電
流増幅率値ｃのパルス数をカウントする度にデューティ
管理値ｆに１を加算することにより、このデューティ管
理値ｆまでのカウント数が変化し、図１１（ｂ）、図１
２（ａ）に示すように、ＬＥ信号制御波形はデューティ
比が変化し、同図（ａ）’、（ｂ）’に示すように連続
的に変化する電流波形が得られる。
ＬＥ信号とＩＮ信号のＰＷＭの関係についての説明図で
あり、図１１、図１２はＩＮ信号のＰＷＭ周期は、電気
角３０゜の間は一定であるが、図１１はＬＥ信号のＰＷ
Ｍデューティを８０％から０％に変化させて電流を連続
的に８０％から０％に減少させた場合、図１２はＬＥ信
号のＰＷＭデューティを０％から８０％に変化させて電
流を連続的に０％から８０％に増加させた場合である。
これにより、ＬＥ信号はＰＷＭ周期が電気角３０゜の間
で線形的に増減する。上記例のように、電流変化幅値ａ
＝１６００パルス、電流制御値ＭＣが８０％＝１２ｆと
し、電流増幅率値ｃ＝１３３パルスを得た場合、この電
流増幅率値ｃのパルス数をカウントする度にデューティ
管理値ｆに１を加算することにより、このデューティ管
理値ｆまでのカウント数が変化し、図１１（ｂ）、図１
２（ａ）に示すように、ＬＥ信号制御波形はデューティ
比が変化し、同図（ａ）’、（ｂ）’に示すように連続
的に変化する電流波形が得られる。
【００２５】そして本アルゴニズムでもＩＮＣ信号２６
とＤＥＣ信号２７によって流れるモータ電流値は、線形
的な変化をする。本アルゴリズムは線形的な動作を示し
ているが非線形な動作についても同様のアルゴリズムに
て実現可能である。図１３、図１４はＬＥ信号のＰＷＭ
デューティを８０％から０％、０％から８０％に変化さ
せた場合で、上記図１１、図１２と同様である。
とＤＥＣ信号２７によって流れるモータ電流値は、線形
的な変化をする。本アルゴリズムは線形的な動作を示し
ているが非線形な動作についても同様のアルゴリズムに
て実現可能である。図１３、図１４はＬＥ信号のＰＷＭ
デューティを８０％から０％、０％から８０％に変化さ
せた場合で、上記図１１、図１２と同様である。
【００２６】ＩＮＣ／ＤＥＣセレクタ１７は入力された
ＣＯＭＯＵＴ信号が“Ｈ”のときはＤＥＣ信号２７、
“Ｌ”のときはＩＮＣ信号２６を選択する。ＩＮＣ／Ｄ
ＥＣセレクタ１７で選択されたＤＥＣ信号２７とＩＮＣ
信号２６は信号合成回路１９で入力端子１８に入力され
たＬＥ信号と合成され出力端子２１から前記図４に示す
ＬＥ信号として出力される。
ＣＯＭＯＵＴ信号が“Ｈ”のときはＤＥＣ信号２７、
“Ｌ”のときはＩＮＣ信号２６を選択する。ＩＮＣ／Ｄ
ＥＣセレクタ１７で選択されたＤＥＣ信号２７とＩＮＣ
信号２６は信号合成回路１９で入力端子１８に入力され
たＬＥ信号と合成され出力端子２１から前記図４に示す
ＬＥ信号として出力される。
【００２７】一方、ＰＷＭ波形信号発生器１２は電流制
御値出力回路１１から出力された電流制御値ＭＣに基づ
いてＰＷＭ波形信号を発生し、このＰＷＭ波形信号はＰ
ＷＭ合成器２０で入力端子１８に入力されたＩＮ信号と
合成され出力端子２１から図４に示すＩＮ信号として出
力される。
御値出力回路１１から出力された電流制御値ＭＣに基づ
いてＰＷＭ波形信号を発生し、このＰＷＭ波形信号はＰ
ＷＭ合成器２０で入力端子１８に入力されたＩＮ信号と
合成され出力端子２１から図４に示すＩＮ信号として出
力される。
【００２８】そして、上記図４に示す騒音低減制御波形
合成後のＬＥ信号およびＩＮ信号を出力トランジスタ制
御回路７に入力し、この出力トランジスタ制御回路７か
ら出力された図１５に示す１２０゜通電制御信号のＩＮ
信号およびＬＥ信号によってトランジスタＱ１，Ｑ２・
Ｑ３，Ｑ４・Ｑ５，Ｑ６を順次に導通させてモータ１を
駆動させる。この場合、モータ巻線１Ｕ，１Ｖ，１Ｗに
は、図１６に示すような電流が流れるため、電流の急激
な変化がなく、トルク変動も低減される。
合成後のＬＥ信号およびＩＮ信号を出力トランジスタ制
御回路７に入力し、この出力トランジスタ制御回路７か
ら出力された図１５に示す１２０゜通電制御信号のＩＮ
信号およびＬＥ信号によってトランジスタＱ１，Ｑ２・
Ｑ３，Ｑ４・Ｑ５，Ｑ６を順次に導通させてモータ１を
駆動させる。この場合、モータ巻線１Ｕ，１Ｖ，１Ｗに
は、図１６に示すような電流が流れるため、電流の急激
な変化がなく、トルク変動も低減される。
【００２９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、モータのステータ数に依存することなく、モータの
回転数、電流制御値に合わせて騒音低減波形信号をモー
タの各相巻線に流すことにより、電流は相切り替え時に
おいても連続的に変化するため、トルク変動が少なく、
振動発生を低減することができるとともに、各相同土が
短絡することのない。また、上記騒音低減波形信号を、
大容量コンデンサなどを必要としない、四則演算器、比
較器のみで構成されているデジタル回路によって作成す
ることができ、コスト面、製品歩留まりにおいて優れた
ものである。
ば、モータのステータ数に依存することなく、モータの
回転数、電流制御値に合わせて騒音低減波形信号をモー
タの各相巻線に流すことにより、電流は相切り替え時に
おいても連続的に変化するため、トルク変動が少なく、
振動発生を低減することができるとともに、各相同土が
短絡することのない。また、上記騒音低減波形信号を、
大容量コンデンサなどを必要としない、四則演算器、比
較器のみで構成されているデジタル回路によって作成す
ることができ、コスト面、製品歩留まりにおいて優れた
ものである。
【００３０】実施の形態２．図１はモータとしてホール
センサレス・ブラシレスモータ１を例示しているが、こ
のモータを回転させる原理を説明する。ホールセンサレ
スでの位置検出の特徴を、ホールセンサ付きモータと比
較して図１７、図１８で説明する。図１７はホールセン
サ付のモータであり、ロータの位置はホールセンサ３７
により検出する。これに対して、図１８はホールセンサ
レスのモータであり、このモータおけるロータの位置検
出は中点配線に対して各相の電位が高いか、低いかによ
って検出する。この検出は図１に示す位置検出コンパレ
ータ２で行っている。
センサレス・ブラシレスモータ１を例示しているが、こ
のモータを回転させる原理を説明する。ホールセンサレ
スでの位置検出の特徴を、ホールセンサ付きモータと比
較して図１７、図１８で説明する。図１７はホールセン
サ付のモータであり、ロータの位置はホールセンサ３７
により検出する。これに対して、図１８はホールセンサ
レスのモータであり、このモータおけるロータの位置検
出は中点配線に対して各相の電位が高いか、低いかによ
って検出する。この検出は図１に示す位置検出コンパレ
ータ２で行っている。
【００３１】この位置検出コンパレータ２により、ロー
タの位置検出をする場合、必ず各相の内２つの相を電源
に対して天絡、地絡していなければならない。なぜなら
中点電位がコンパレータの判定できる電位以外の電位に
なるからである。中点電位と各相電位を位置検出コンパ
レータ２で比較することで電気角６０゜ごとの位置が検
出できる。
タの位置検出をする場合、必ず各相の内２つの相を電源
に対して天絡、地絡していなければならない。なぜなら
中点電位がコンパレータの判定できる電位以外の電位に
なるからである。中点電位と各相電位を位置検出コンパ
レータ２で比較することで電気角６０゜ごとの位置が検
出できる。
【００３２】そして、この実施の形態２における問題点
は、位置情報を得るために位置情報の読み取り対象以外
となっている２つの相が、電源に対してある一定時間天
絡と地絡を行わなければならないと言う点にある。モー
タを低速回転で回転させるためには該モータに大電流を
流してはいけない。しかし位置情報を検出するためにモ
ータに電圧をバイアスしなければならない。
は、位置情報を得るために位置情報の読み取り対象以外
となっている２つの相が、電源に対してある一定時間天
絡と地絡を行わなければならないと言う点にある。モー
タを低速回転で回転させるためには該モータに大電流を
流してはいけない。しかし位置情報を検出するためにモ
ータに電圧をバイアスしなければならない。
【００３３】従来の制御波形として高速回転時の波形を
図１５のＥ、従来方式の延長で低速回転させた場合のＬ
Ｅ信号およびＩＮ信号の波形を図１９に示す。従来方式
で低速回転させた場合は図１９に示すようにＩＮ信号の
パルス幅が狭くなっている。パルス幅がある限界点より
小さくなると、バイアス時間が短くなるので、位置を検
出するための上記の条件１を満たさなくなる。
図１５のＥ、従来方式の延長で低速回転させた場合のＬ
Ｅ信号およびＩＮ信号の波形を図１９に示す。従来方式
で低速回転させた場合は図１９に示すようにＩＮ信号の
パルス幅が狭くなっている。パルス幅がある限界点より
小さくなると、バイアス時間が短くなるので、位置を検
出するための上記の条件１を満たさなくなる。
【００３４】実施の形態２はこれを解決したもので、モ
ータの各相巻線の端子電圧と該各相巻線同士を接続した
中点電圧とを比較して該モータの回転位置を検出する位
置検出コンパレータ（位置検出手段）２からの検出信号
に基づいて、センサレス駆動演算回路４から通電中のモ
ータ巻線の通電幅を広める信号を出力する。このときの
ＬＥ信号およびＩＮ信号の波形を図２０に、その部分的
拡大図を図２１に示す。図から明らかなように、一ヶ所
だけ通電幅が大きくなっているところがある。Ｂの部分
よりＡの部分のパルス幅が大きくなっている所が特徴で
ある。この制御波形でモータを駆動させることで、モー
タを低速回転駆動させても位置検出を行うことが可能に
なる。説明を補足すると、位置を検出する近傍部分だけ
モータに電圧をバイアスする時間を確保する。
ータの各相巻線の端子電圧と該各相巻線同士を接続した
中点電圧とを比較して該モータの回転位置を検出する位
置検出コンパレータ（位置検出手段）２からの検出信号
に基づいて、センサレス駆動演算回路４から通電中のモ
ータ巻線の通電幅を広める信号を出力する。このときの
ＬＥ信号およびＩＮ信号の波形を図２０に、その部分的
拡大図を図２１に示す。図から明らかなように、一ヶ所
だけ通電幅が大きくなっているところがある。Ｂの部分
よりＡの部分のパルス幅が大きくなっている所が特徴で
ある。この制御波形でモータを駆動させることで、モー
タを低速回転駆動させても位置検出を行うことが可能に
なる。説明を補足すると、位置を検出する近傍部分だけ
モータに電圧をバイアスする時間を確保する。
【００３５】以上のように、実施の形態２によれば、ホ
ールセンサレス・ブラシレスモータ１であっても、ロー
タ位置検出近傍において大きな電流を流すことにより、
モータを低速回転させることができる。
ールセンサレス・ブラシレスモータ１であっても、ロー
タ位置検出近傍において大きな電流を流すことにより、
モータを低速回転させることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、係る
モータ駆動騒音低減装置は、電源と接地間に直列に接続
され、その直列接続点にモータの各相の巻線の一端を接
続した複数のスイッチング素子対と、電流増加用信号と
電流減少用信号を発生騒音低減回路と、規定の電気角ご
とに極性を変える転流制御信号に基づいて電流増加用信
号または電流減少用信号を選択出力する選択回路と、こ
の選択回路で選択された電流増加用信号または電流減少
用信号をスイッチング素子対の電源側スイッチング素子
に供給する通電制御信号と合成する信号合成回路と、電
流制御値に基づいてＰＷＭ波形信号を出力するＰＷＭ波
形信号発生器と、このＰＷＭ波形信号をスイッチング素
子対の接地側スイッチング素子に供給する通電方向決定
信号と合成するＰＷＭ合成器とを備えるように構成した
ので、電流は相切り替え時においても連続的に変化する
ため、トルク変動が少なく、振動発生を低減することが
できるとともに、各相同土が短絡することもない等の効
果がある。
モータ駆動騒音低減装置は、電源と接地間に直列に接続
され、その直列接続点にモータの各相の巻線の一端を接
続した複数のスイッチング素子対と、電流増加用信号と
電流減少用信号を発生騒音低減回路と、規定の電気角ご
とに極性を変える転流制御信号に基づいて電流増加用信
号または電流減少用信号を選択出力する選択回路と、こ
の選択回路で選択された電流増加用信号または電流減少
用信号をスイッチング素子対の電源側スイッチング素子
に供給する通電制御信号と合成する信号合成回路と、電
流制御値に基づいてＰＷＭ波形信号を出力するＰＷＭ波
形信号発生器と、このＰＷＭ波形信号をスイッチング素
子対の接地側スイッチング素子に供給する通電方向決定
信号と合成するＰＷＭ合成器とを備えるように構成した
ので、電流は相切り替え時においても連続的に変化する
ため、トルク変動が少なく、振動発生を低減することが
できるとともに、各相同土が短絡することもない等の効
果がある。
【００３７】この発明によれば、騒音低減回路は、電流
制御値を格納している電流制御値出力回路と、電気角３
０゜の電流変化幅を格納しているバイアス時間カウンタ
と、電流制御値と電流変化幅から電流増幅率を求める演
算回路と、電気角３０゜毎に極性を反転させる転流制御
信号とクロック信号および電流増幅率に基づいてデュー
ティ管理値を発生する騒音低減デューティ増減タイミン
グ信号発生器と、転流制御信号とクロック信号とデュー
ティの増減信号および電流制御値に基づいて、電気角３
０゜の間で電流変化幅だけ連続的に電流を増加させる電
流増加用信号と電気角３０゜の間で電流変化幅だけ連続
的に電流を減少させる電流減少用信号を発生する騒音低
減波形信号発生器とを備えるように構成したので、全て
デジタル回路による簡単な構成によって、精度のよい電
流増加用信号および電流減少用信号を得ることができる
という効果がある。
制御値を格納している電流制御値出力回路と、電気角３
０゜の電流変化幅を格納しているバイアス時間カウンタ
と、電流制御値と電流変化幅から電流増幅率を求める演
算回路と、電気角３０゜毎に極性を反転させる転流制御
信号とクロック信号および電流増幅率に基づいてデュー
ティ管理値を発生する騒音低減デューティ増減タイミン
グ信号発生器と、転流制御信号とクロック信号とデュー
ティの増減信号および電流制御値に基づいて、電気角３
０゜の間で電流変化幅だけ連続的に電流を増加させる電
流増加用信号と電気角３０゜の間で電流変化幅だけ連続
的に電流を減少させる電流減少用信号を発生する騒音低
減波形信号発生器とを備えるように構成したので、全て
デジタル回路による簡単な構成によって、精度のよい電
流増加用信号および電流減少用信号を得ることができる
という効果がある。
【００３８】この発明によれば、モータの各相巻線の端
子電圧と該各相巻線同士を接続した中点電圧とを比較し
て該モータの回転位置を検出する位置検出手段と、その
位置検出手段からの検出信号に基づいて通電中のモータ
巻線の通電幅を広める信号を出力するセンサレス駆動演
算手段とを備えるように構成したので、ホールセンサレ
ス・ブラシレスモータ１であっても、転流制御信号の立
ち下がり近傍、つまりロータ位置検出近傍において大き
な電流を流すことにより、モータを低速回転させること
ができるという効果がある。
子電圧と該各相巻線同士を接続した中点電圧とを比較し
て該モータの回転位置を検出する位置検出手段と、その
位置検出手段からの検出信号に基づいて通電中のモータ
巻線の通電幅を広める信号を出力するセンサレス駆動演
算手段とを備えるように構成したので、ホールセンサレ
ス・ブラシレスモータ１であっても、転流制御信号の立
ち下がり近傍、つまりロータ位置検出近傍において大き
な電流を流すことにより、モータを低速回転させること
ができるという効果がある。
【００３９】この発明によれば、モータの回転速度に応
じて決定される電流変化幅を電流制御値で除算して電流
増加率を求め、基準クロックのカウント数が電流増加率
に達するごとにデューティ管理値に１を加算し、基準ク
ロックのカウント数がデューティ管理値に達するまでの
間は基準クロックのカウント数が電流増加率の最大値に
達したかを判断し、最大値に達した場合には、カウント
値および電流減少率を０として電流減少用信号を作成
し、基準クロックのカウント数がデューティ管理値に
（電流制御値の上限値−電流制御値）を加算した値に達
するまでの間は基準クロックのカウント数が電流増加率
の最大値に達したかを判断し、最大値に達した場合に
は、カウント値および電流増加率を０として電流増加用
信号を作成し、電源と接地間に直列に接続されたスイッ
チング素子の電源側スイッチング素子に供給する通電制
御信号に電流増加用信号と電流減少用信号を加算するよ
うに構成したので、モータのステータ数に依存すること
なく、モータの回転数、電流制御値に合わせて騒音低減
波形信号を、四則演算器、比較器のみで構成されている
デジタル回路によって、大容量コンデンサなどを必要と
しない安価な構成でモータ駆動騒音低減信号を得ること
ができるという効果がある。
じて決定される電流変化幅を電流制御値で除算して電流
増加率を求め、基準クロックのカウント数が電流増加率
に達するごとにデューティ管理値に１を加算し、基準ク
ロックのカウント数がデューティ管理値に達するまでの
間は基準クロックのカウント数が電流増加率の最大値に
達したかを判断し、最大値に達した場合には、カウント
値および電流減少率を０として電流減少用信号を作成
し、基準クロックのカウント数がデューティ管理値に
（電流制御値の上限値−電流制御値）を加算した値に達
するまでの間は基準クロックのカウント数が電流増加率
の最大値に達したかを判断し、最大値に達した場合に
は、カウント値および電流増加率を０として電流増加用
信号を作成し、電源と接地間に直列に接続されたスイッ
チング素子の電源側スイッチング素子に供給する通電制
御信号に電流増加用信号と電流減少用信号を加算するよ
うに構成したので、モータのステータ数に依存すること
なく、モータの回転数、電流制御値に合わせて騒音低減
波形信号を、四則演算器、比較器のみで構成されている
デジタル回路によって、大容量コンデンサなどを必要と
しない安価な構成でモータ駆動騒音低減信号を得ること
ができるという効果がある。
【図１】 この発明の駆動騒音低減装置を備えたセンサ
レモータドライバのシステム全体の構成を示すブロック
図である。
レモータドライバのシステム全体の構成を示すブロック
図である。
【図２】 騒音低減回路およびその周辺の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】 騒音低減制御波形合成前の波形図である。
【図４】 騒音低減制御波形合成後の波形図である。
【図５】 騒音低減波形信号発生器と周辺波形の関係図
である。
である。
【図６】 騒音低減波形信号発生器の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】 騒音低減波形を作成するためのアルゴニズム
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図８】 図７のアルゴニズムにより求めた値を元にデ
ューティ管理値ｆの値を求めるアルゴニズムを説明する
フローチャートである。
ューティ管理値ｆの値を求めるアルゴニズムを説明する
フローチャートである。
【図９】 電流増加波形作成のアルゴニズムを説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１０】 電流減少波形作成のアルゴニズムを説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図１１】 ＰＷＭデューティ５０％のＩＮ信号制御波
形に対する電流波形とＰＷＭデューティ５０％から０％
に変化させるＬＥ信号制御波形に対する電流波形との関
係図である。
形に対する電流波形とＰＷＭデューティ５０％から０％
に変化させるＬＥ信号制御波形に対する電流波形との関
係図である。
【図１２】 ＰＷＭデューティ０％から５０％に変化す
るＬＥ信号制御波形に対する電流波形とＰＷＭデューテ
ィ５０％のＩＮ信号制御波形に対する電流波形との関係
図である。
るＬＥ信号制御波形に対する電流波形とＰＷＭデューテ
ィ５０％のＩＮ信号制御波形に対する電流波形との関係
図である。
【図１３】 ＰＷＭデューティ８０％のＩＮ信号制御波
形に対する電流波形とＰＷＭデューティ８０％から０％
に変化させるＬＥ信号制御波形に対する電流波形との関
係図である。
形に対する電流波形とＰＷＭデューティ８０％から０％
に変化させるＬＥ信号制御波形に対する電流波形との関
係図である。
【図１４】 ＰＷＭデューティ０％から８０％に変化す
るＬＥ信号制御波形に対する電流波形とＰＷＭデューテ
ィ８０％のＩＮ信号制御波形に対する電流波形との関係
図である。
るＬＥ信号制御波形に対する電流波形とＰＷＭデューテ
ィ８０％のＩＮ信号制御波形に対する電流波形との関係
図である。
【図１５】 モータに供給する騒音低減制御信号の波形
図である。
図である。
【図１６】 モータ巻線に流れる騒音低減電流波形の波
形図である。
形図である。
【図１７】 ホールセンサ付きモータの概要図である。
【図１８】 ホールセンサレスモータの概要図である。
【図１９】 低回転制御対策前の信号波形図である。
【図２０】 低回転制御対策後の信号波形図である。
【図２１】 低回転制御対策後の信号波形の一部の拡大
図である。
図である。
【図２２】 ３相ブラシレスモータの駆動回路図であ
る。
る。
【図２３】 ３相ブラシレスモータの駆動信号発生回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２４】 ３相ブラシレスモータに供給する１２０゜
通電制御信号の波形図である。
通電制御信号の波形図である。
【図２５】 ３相ブラシレスモータの各相の巻線に電気
角６０゜ごとに通電が切り替わる状態を示す説明図であ
る。
角６０゜ごとに通電が切り替わる状態を示す説明図であ
る。
【図２６】 ３相ブラシレスモータに流れる１２０゜通
電電流の波形図である。
電電流の波形図である。
【図２７】 ３相ブラシレスモータの駆動騒音低減信号
発生回路のブロック図である。
発生回路のブロック図である。
【図２８】 従来の騒音低減信号をＬＥ信号に合成する
前のＰＷＭ波形パターン図である。
前のＰＷＭ波形パターン図である。
【図２９】 従来の駆動騒音低減回路からの騒音低減信
号をＬＥ信号に加えた波形図である。
号をＬＥ信号に加えた波形図である。
【図３０】 ３相ブラシレスモータに流れる電流波形図
である。
である。
【図３１】 ３相ブラシレスモータに生じるブレーキ現
象の説明図である。
象の説明図である。
【図３２】 ＬＥ信号，ＩＮ信号に対する各相のスイッ
チング素子の動作状態を示す関係図である。
チング素子の動作状態を示す関係図である。
１ ホールセンサレスモータ、２ 位置検出コンパレー
タ、３ 位置検出マスク回路、４ センサレス駆動演算
回路、５ 騒音低減回路、６ 信号合成回路、７ 出力
トランジスタ制御回路、１１ 電流制御値出力回路、１
２ ＰＷＭ波形信号発生器、１３ バイアス時間カウン
タ、１４ 割り算器、１５ 騒音低減波形デューティ増
減タイミング信号発生器、１６ 騒音低減波形信号発生
器、１７ＩＮＣ／ＤＥＣセレクタ、１８ 入力端子、１
９ 信号合成回路、２０ ＰＷＭ合成器、２１ 出力端
子、２２ ＣＯＭＯＵＴ信号、２３ クロック信号、２
４ タイミング信号、２５ 電流制御値、２６ ＩＮＣ
信号、２７ ＤＥＣ信号、２８ カウンタ、２９ カウ
ンタ、３０ 比較器、３１ パルス出力部、３２パルス
出力部、３３ コンバータ、３４ コンバータ、３５
ＤＥＣ信号、３６ ＩＮＣ信号、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ
４，Ｑ５，Ｑ６ トランジスタ。
タ、３ 位置検出マスク回路、４ センサレス駆動演算
回路、５ 騒音低減回路、６ 信号合成回路、７ 出力
トランジスタ制御回路、１１ 電流制御値出力回路、１
２ ＰＷＭ波形信号発生器、１３ バイアス時間カウン
タ、１４ 割り算器、１５ 騒音低減波形デューティ増
減タイミング信号発生器、１６ 騒音低減波形信号発生
器、１７ＩＮＣ／ＤＥＣセレクタ、１８ 入力端子、１
９ 信号合成回路、２０ ＰＷＭ合成器、２１ 出力端
子、２２ ＣＯＭＯＵＴ信号、２３ クロック信号、２
４ タイミング信号、２５ 電流制御値、２６ ＩＮＣ
信号、２７ ＤＥＣ信号、２８ カウンタ、２９ カウ
ンタ、３０ 比較器、３１ パルス出力部、３２パルス
出力部、３３ コンバータ、３４ コンバータ、３５
ＤＥＣ信号、３６ ＩＮＣ信号、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ
４，Ｑ５，Ｑ６ トランジスタ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 玉川 浩之
東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三
菱電機エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 帆足 正治
東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三
菱電機エンジニアリング株式会社内
Ｆターム(参考） 5H560 BB04 BB12 DA13 DA14 DA19
DC12 EB01 JJ02 JJ13 SS01
TT07 UA05 XA02 XA12
Claims (4)
- 【請求項１】 電源と接地間に２以上のスイッチング素
子を直列に接続した複数のスイッチング素子回路と、そ
の各スイッチング素子回路のスイッチング素子直列接続
点に各相巻線の一端を接続したモータと、電流増加用信
号と電流減少用信号を発生する騒音低減回路と、規定の
電気角ごとに極性を変える転流制御信号に基づいて前記
電流増加用信号または電流減少用信号を選択出力する選
択回路と、この選択回路で選択された電流増加用信号ま
たは電流減少用信号を前記スイッチング素子対の電源側
スイッチング素子に供給する通電制御信号と合成する信
号合成回路と、電流制御値に基づいてＰＷＭ波形信号を
出力するＰＷＭ波形信号発生器と、このＰＷＭ波形信号
を前記スイッチング素子対の接地側スイッチング素子に
供給する通電方向決定信号と合成するＰＷＭ合成器とを
備えたモータ駆動騒音低減装置。 - 【請求項２】 騒音低減回路は、電流制御値を格納して
いる電流制御値出力回路と、電気角３０゜の電流変化幅
を格納しているバイアス時間カウンタと、前記電流制御
値と電流変化幅から電流増幅率を求める演算回路と、電
気角３０゜毎に極性を反転させる転流制御信号とクロッ
ク信号および前記電流増幅率に基づいてデューティ管理
値を発生する騒音低減デューティ増減タイミング信号発
生器と、前記転流制御信号とクロック信号とデューティ
の増減信号および電流制御値に基づいて、電気角３０゜
の間で前記電流変化幅だけ連続的に電流を増加させる電
流増加用信号と電気角３０゜の間で前記電流変化幅だけ
連続的に電流を減少させる電流減少用信号を発生する騒
音低減波形信号発生器とを備えたことを特徴とする請求
項１記載のモータ駆動騒音低減装置。 - 【請求項３】 モータの各相巻線の端子電圧と該各相巻
線同士を接続した中点電圧とを比較して該モータの回転
位置を検出する位置検出手段と、その位置検出手段から
の検出信号に基づいて通電中のモータ巻線の通電幅を広
める信号を出力するセンサレス駆動演算手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動騒音低減装
置。 - 【請求項４】 モータの回転速度に応じて決定される電
流変化幅を電流制御値で除算して電流増加率を求め、基
準クロックのカウント数が前記電流増加率に達するごと
にデューティ管理値に１を加算し、前記基準クロックの
カウント数が前記デューティ管理値に達するまでの間は
前記基準クロックのカウント数が電流増加率の最大値に
達したかを判断し、最大値に達した場合には、カウント
値および電流減少率を０として電流減少用信号を作成
し、前記基準クロックのカウント数が前記デューティ管
理値に（電流制御値の上限値−電流制御値）を加算した
値に達するまでの間は前記基準クロックのカウント数が
電流増加率の最大値に達したかを判断し、最大値に達し
た場合には、カウント値および電流増加率を０として電
流増加用信号を作成し、電源と接地間に直列に接続され
たスイッチング素子の電源側スイッチング素子に供給す
る通電制御信号に前記電流増加用信号と電流減少用信号
を加算することを特徴とするモータ駆動騒音低減信号の
作成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228110A JP2003047280A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | モータ駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成方法 |
| US10/167,078 US6724166B2 (en) | 2001-07-27 | 2002-06-12 | Apparatus for reducing motor driving noise and method for generating motor driving noise reducing signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228110A JP2003047280A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | モータ駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011116785A Division JP2011160658A (ja) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | モータ駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003047280A true JP2003047280A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19060664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001228110A Pending JP2003047280A (ja) | 2001-07-27 | 2001-07-27 | モータ駆動騒音低減装置およびモータ駆動騒音低減信号の作成方法 |
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| JP (1) | JP2003047280A (ja) |
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| JP2010268674A (ja) * | 2009-04-16 | 2010-11-25 | Asmo Co Ltd | ブラシレスモータ制御装置、ブラシレスモータ、及びブラシレスモータの制御方法 |
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| EP1576720B1 (en) * | 2003-02-18 | 2007-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor driving device, motor to be driven by the same device, and apparatus using the same motor |
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| JP5023709B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2012-09-12 | 株式会社デンソー | 通信システム及び通信装置 |
| JP4773264B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2011-09-14 | パナソニック株式会社 | モータ駆動装置 |
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