JP2003102192A - ブラシレス直流モータの駆動制御 - Google Patents

ブラシレス直流モータの駆動制御

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JP2003102192A
JP2003102192A JP2001290521A JP2001290521A JP2003102192A JP 2003102192 A JP2003102192 A JP 2003102192A JP 2001290521 A JP2001290521 A JP 2001290521A JP 2001290521 A JP2001290521 A JP 2001290521A JP 2003102192 A JP2003102192 A JP 2003102192A
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bit
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Toshihiro Sato
利弘 佐藤
Kenji Shiraishi
健司 白石
Shigeru Kishi
繁 岸
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ブラシレス直流モータの位置検出を3相の誘起
電圧とインバータの基準電圧と比較してパルス波形を生
成して、当該波形より判断する方法をとり、2相より誘
起電圧が発生する場合において片方の波形(オン)が一
方の波形(オン)と比較して狭い波形(オン幅)が発生
しても安価な構成で確実な位置検出をできるようにす
る。 【解決手段】3相より取得する位置検出パターンは3ビ
ットのデータであり、1通電区間内に先行パターンと正
規パターンが発生するが、先行パターンが2ビットオン
の場合、2ビットオンのパターンで割込を発生させ途切
れたことを確認して、1ビットオンの正規パターン待ち
に移行して、正規パターンの位置検出割込が入ったとこ
ろで1通電区間の位置検出ができたものと判断し、正確
な位置検出制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、回転子の位置を検
出するための特別のセンサを用いずに非通電の固定子コ
イルの誘起電圧で固定子の位置を検出し、この検出信号
に基づいて固定子コイル群の通電切替を行なうセンサレ
ス・ブラシレスモータの回転制御技術に係り、更に詳しく
言えば、センサレス・ブラシレスモータの回転制御の安定
化を図るために適切な位置検出を可能とするブラシレス
モータの制御方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】特願平11−120449号によれば、
この種のブラシレスモータにおいて回転子の位置検出方
法は、図1において、このマイコン1はブラシレス直流
モータ4の電機子巻線に印可するために複数のトランジ
スタU+,V+,W+,U−,V−,W−をブリッジ接
続した駆動回路2とブラシレス直流モータ4の誘起電圧
Vu,Vv,Vwをもとにして回転子の位置信号を得る
位置検出回路3と、この得られた位置信号に基づいてブ
ラシレス直流モータ4の各電機子巻線の通電を所定に切
り替えるために駆動回路2の駆動信号を出力する。一
方、前記駆動信号のうち所定駆動信号を所定オン、オフ比
でチョッピングする機能とを備えている。位置検出回路
3は、駆動回路2の電源電圧Vdcを1/2に分圧して
基準電圧Vdc/2を発生する基準電圧発生回路と、1
つの相の誘起電圧Vv,Vu,Vwと基準電圧Vdc/
2とを比較してブラシレス直流モータ4の回転に同期し
た位置信号U,V,Wを出力する比較器から構成されて
いる。マイコン1はPWM信号を出力して駆動回路2の
各トランジスタを駆動する。上記構成のマイコン1にお
いて、ブラシレス直流モータ4を位置検出により運転す
る場合、位置検出回路3から3ビットの位置信号をもと
にして、所定位相角で各電機子巻線の通電切替タイミン
グを得て、これらタイミングに基づいて駆動信号を発生
し、これら駆動信号により駆動回路2の各トランジスタ
を駆動する。回転子の位置検出においては電機子巻線の
誘起電圧Vu,Vv,Vwと基準電圧Vdc/2とを比
較し、この比較結果の交点で変化する位置信号U,V,
Wを得る。マイコン1は上記位置検出回路3から入力さ
れるU・V・W相の3相における3ビットの位置検出パ
ターンを受け、予め記憶している期待値パターンとを比
較し、前記位置検出パターンと現通電区間に対応した期
待値パターンとが規定回数一致した場合、正常な位置検
出ができたと判断し、駆動回路2の各トランジスタの導
通状態すなわち通電区間を切替えるという方法が広く知
られている。 【0003】また、PWMオン時間に対し、誘起電圧が発
生するまでの時間である誘起電圧発生遅延時間を考慮し
て、誘起電圧発生遅延時間が経過したらば、マイコン1は
位置検出回路3から出力されるU・V・W相の3相にお
ける3ビットの位置検出パターンを受け、予め記憶して
いる現通電区間に対応した期待値パターンとを比較し、
規定回数一致した場合、正常な位置検出ができたと判断
し、通電区間を切替えるという方法が広く知られてい
る。 【0004】上記内容をタイミングチャートとして図2
に示しており、ブラシレス直流モータの通電区間を
(1)(2)(3)(4)(5)(6)と表している。
尚、通電区間(6)が終わると(1)の通電区間に戻
り、これ以降、これを繰り返す。図2(a)は、マイコ
ン1より出力するU+,U−,V+,V−,W+,W−
の信号波形である。図2(b)は前記6相の信号波形に
より駆動回路3によって駆動された場合のモータ各相の
端子電圧Vu,Vv,Vwを表している。図3(c)
は、モータ各相の端子電圧を基準電圧と比較して位置検
出回路3から出力されるU,V,Wの位置検出パターン
である。 【0005】以上のように位置検出パターンについて
は、2ビットオンになる状態では、2相の信号波形はオ
ンになる時間及び長さは常に一定である。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】検討・実験の結果、P
WMオン時間内にU・V・W相のうち何れかの2相より
位置検出データを得て、位置検出を行う際に、一つの相
のパターンの幅の狭い波形がでることを発見した(図2
参照)。ここでU・V・W相のレベルの状態において、
High(オン)を“1”、Low(オフ)“を”0
“でとし、3相の位置検出パターンを(U,V,W)と
すると、図2のパターンは(1,1,0)となる。従来
の技術ではPWMオン時間より誘起電圧発生遅延時間経
過後、サンプリングを開始するため図3のパターンでは
(0,1,0)のパターンと認識し、正確な検出ができ
なくなりモータ脱調停止の原因となった。本現象への対
応として、誘起電圧発生遅延時間を変えることにより正
確な位置検出を行うことも考えられるが、入力電圧また
は負荷条件により短い波形の幅を出す相のビットパター
ンが一方の相の波形に対して、前半または中間に出現す
る場合があるため対応できない。本発明は二つの相に誘
起電圧が発生し2ビットオンの位置検出パターンが生成
される場合、一方の相のオンの幅が片方の相のオンに対
して狭い場合でも位置関係に依らず正確に位置検出を行
い制御できることである。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、1通電区間内には表1に示す通り位置検
出ビットパターンは先行パターンと正規パターンが発生
し、先行パターンが2ビットオンの場合は正規パターン
は1ビットがオン、反対に先行パターンが1ビットオン
の場合は正規パターンは2ビットがオンになることに着
目し、先行パターンの位置検出期待値の2ビットオンの
場合は、位置検出期待値を先行パターンにセットし位置
検出割込みを発生させ、前記パターンが途切れることを
確認後、正規パターンの位置検出期待値をセットし位置
検出割込みを待つことにより正確な位置検出が可能にな
る。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は本機能を実現する構成のブロ
ック図であり、マイコン1はブラシレス直流モータ4を
駆動させるための駆動回路2へ6相のドライブ出力を行
う。一方前記ブラシレス直流モータ4からの誘起電圧に
よりU・V・W相に対応した3ビットのビットパターン
を生成しマイコン1に入力する位置検出回路3より構成
される。図3は本来のマイコン1への入力である位置検
出入力信号の一パターンを示すタイミングチャート。図
4は図3と同様な位置検出パターンのタイミングチャー
トであるが、U相のオン時間がV相と比較すると遅延し
更にオン時間幅が短い場合の例である。 【0009】図5は、正規パターンが(0,1,0)で
先行パターンが図3の様にU相が遅延していて、更に幅
が短いケースが発生した場合に、対応した本制御の実施
例のタイミングチャートである。図6・7は本制御のP
AD図である。本発明を図5の例を元に説明する。位置
検出の正規パターンは(0,1,0)の場合、表1によ
り先行パターンは(1,1,0)である。 【0010】 【表1】 【0011】従来の制御によると、時間軸t1で先行パ
ターンと一致し、t2にて正規パターン(0,1,0)
となり誤った位置検出を行ってしまう。本発明では、正
規パターンは(0,1,0)の場合、表1により先行パ
ターンは(1,1,0)であり2ビットONの位置検出
ビットパターンになる。先行パターンが2ビットONの
場合は、位置検出期待値パターンに先行パターンをセッ
トして位置検出割込みを待つ。図5に示す通りt1で先
行パターン(1,1,0)取得の位置検出割込みが発生
する。位置検出割込み処理では、図6のPADに示す通
り、先行パターン取得時は先行パターン読込みフラグを
ONし、1周期毎に発生するPWM割込みを許可状態で
なければ許可する。一方PWM割込み処理は、t2で発
生し図7に示す通り先行パターン読込みフラグがONの
場合は、先行パターン読込みフラグをOFFし、先行パ
ターン位置検出期待値を再セットすることにより、先行
パターンの位置検出割込みとPWM割込みが交互に発生
させる。 【0012】t7のPWM割込処理では、先行パターン
読込みフラグをOFFにして、先行パターン(1,1,
0)を位置検出期待値として再セットし位置検出割込を
待つが、先行パターンが発生しないためt8にて再度P
WM割込処理が発生する。前記t8のPWM割込処理で
は、先行パターン読込みフラグがOFFの状態なので、
先行パターンの位置検出入力信号が途切れることが判断
できる。 【0013】先行パターンが途切れたことを判断した
ら、正規パターン(0,1,0)の位置検出期待値パタ
ーンをセットして位置検出割込みを待ち、正規パターン
の位置検出割込みが発生したら次の通電区間へ転流させ
ることにより、図3に示す位置検出入力パターンが発生
しても正確な位置検出ができるようにする。 【0014】以上説明した通り、本例では一方の相のビ
ットが片方に対してオン時間が遅延した場合の例である
が、先行パターンが2ビットの場合は1PWM周期毎に
先行パターンの位置検出割込が継続しているか監視し、
位置検出割込みが発生しないことで先行パターンが途切
れたことを判断することに、1相のビットのオン時間が
遅延及びオン時間幅が短いケースにでも、正確な位置検
出制御が実現できる。 【0015】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によると位
置検出入力ビットパターンの波形の幅が一方の相の波形
に対して狭い場合でも位置検出回路に補正回路を追加す
ることなく安価で且つ正確な位置検出制御方法が提供で
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。 【図2】各通電区間での図1の各部の信号,電圧を示す
タイミングチャートである。 【図3】位置検出信号の一パターン例。 【図4】位置検出信号の一パターン例。 【図5】本発明の制御を示すタイミングチャートであ
る。 【図6】本発明の制御を示す位置検出割込みのPAD図
である。 【図7】本発明の制御を示すPWM周期割込みのPAD
図である。 【符号の説明】 1…駆動部制御用マイコン、2…インバータ回路、3…
位置検出回路、4…ブラシレス直流モータ、11…U相
誘起電圧検出部、12…V相誘起電圧検出部、13…W
相誘起電圧検出部、14…基準電圧検出部、15…比較
器U、16…比較器V、17…比較器W。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 繁 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Fターム(参考) 5H560 DA13 DC13 EB01 RR10 SS01 TT07 TT15 UA03 XA12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 3相ブラシレス直流モータ、前記ブラシ
    レス直流モータを駆動させるための駆動回路、3相の各
    巻線に誘起する誘起電圧と基準電圧の比較を行い、各相
    のレベル対応した3ビットの位置検出パターンを生成す
    る位置検出回路、前記位置検出回路から入力される位置
    検出パターンと、現通電区間に対応した期待値パターン
    が一致したとき位置検出割込みを発生させる機能と、駆
    動回路を駆動させるためのPWM波形を出力し、PWM
    波形1周期毎に割込みを発生させる機能を有したマイコ
    ンにより構成されるモータ駆動装置において、2相より
    誘起電圧が発生し各相の位置検出パターンの位置検出入
    力信号がオンになる場合、二つの相の入力信号がオンに
    なる時間的ずれが生じる場合や、入力信号のオンの時間
    幅が異なる場合にも、位置検出信号のパターン状態をP
    WMオン時間毎に監視し、パターンの状態が変化したこ
    とを判断して、正確な位置検出を可能としたことを特徴
    としたブラシレス直流モータの駆動制御方法。
JP2001290521A 2001-09-25 2001-09-25 ブラシレス直流モータの駆動制御 Pending JP2003102192A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019206262A1 (zh) * 2018-04-26 2019-10-31 青岛亿联客信息技术有限公司 一种闪断检测控制装置、包括其的电子设备及系统

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WO2019206262A1 (zh) * 2018-04-26 2019-10-31 青岛亿联客信息技术有限公司 一种闪断检测控制装置、包括其的电子设备及系统

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